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公開番号2025010432
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024194242,2022016203
出願日2024-11-06,2022-02-04
発明の名称構造物劣化診断システム
出願人能美防災株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01M 99/00 20110101AFI20250109BHJP(測定;試験)
要約【課題】温度に依存しない特徴量に基づいて、構造物の劣化診断を行う。
【解決手段】劣化診断対象である構造物に設置され、構造物の加速度情報を出力するセンサと、センサから出力された加速度情報に基づいて、構造物の劣化が発生したか否かを判断するセンサコントローラとを備え、センサコントローラは、加速度情報に基づいて構造物の劣化を診断するための指標値として温度に依存して変化しない活荷重変位を特徴量として算出し、特徴量の時系列データに基づいて、構造物の劣化判断指標となる異常度を算出し、異常度が閾値を超えている場合には、構造物の劣化が発生したと判断する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
劣化診断対象である構造物に設置され、前記構造物の加速度情報を出力するセンサと、
前記センサから出力された前記加速度情報に基づいて、前記構造物の劣化が発生したか否かを判断するセンサコントローラと
を備え、
前記センサコントローラは、
前記加速度情報に基づいて前記構造物の劣化を診断するための指標値として温度に依存して変化しない活荷重変位を特徴量として算出し、
前記特徴量の時系列データに基づいて、前記構造物の劣化判断指標となる異常度を算出し、
前記異常度が閾値を超えている場合には、前記構造物の劣化が発生したと判断する
構造物劣化診断システム。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
前記センサコントローラは、前記特徴量である前記活荷重変位の前記時系列データに基づいてホテリングのＴ２法を用いることで前記異常度を算出する
請求項１に記載の構造物劣化診断システム。
【請求項３】
前記センサコントローラは、前記閾値として、あらかじめ設定された値を用いるか、または、あらかじめ設定された学習期間にわたる前記特徴量の前記時系列データの取得結果に基づいて統計的に設定した値を用いる
請求項１または２に記載の構造物劣化診断システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、センサにより検出された加速度情報を用いて橋梁等の構造物の劣化診断を行う際に、構造物の劣化が発生したか、あるいはセンサの異常が発生したかを識別することのできる構造物劣化診断システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、車両が通過する橋梁に相当する構造物は、車両の通過に伴う経年変化によって次第に劣化する。橋梁のような構造物は、壊れてしまう前に劣化状態を検知することが重要となる。
【０００３】
橋梁の劣化診断を行う従来技術として、複数のセンサに基づいて算出された傾きあるいは固有振動数の変化から、センサの異常（故障）診断を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、複数のセンサの検出結果に基づく確率密度分布の比が許容範囲を逸脱することで、センサ自身の故障診断を可能としている。この結果、センサの健全性を確認した上で、劣化診断の信頼性を確保することができる構造物劣化診断システムを実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許６０８１８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１では、複数のセンサによる検出結果を相互に比較することで、センサの異常（故障）診断を行っている。すなわち、構造物の劣化が発生したか、あるいはセンサの異常が発生したかを識別するためには、複数のセンサの検出結果を比較する必要があった。
【０００６】
また、傾きの確率密度分布を複数センサ間で比較する場合には、センサ位置あるいはセンサの温度特性の影響によっては、構造物異常かセンサ故障かの判断がつけられない場合があった。
【０００７】
本開示は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、１つのセンサによる検出結果から、構造物異常かセンサ故障かを識別することができる構造物劣化診断システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る構造物劣化診断システムは、劣化診断対象である構造物に設置され、構造物の加速度情報を出力するセンサと、センサから出力された加速度情報に基づいて、構造物の劣化が発生したか否かを判断するセンサコントローラとを備え、センサコントローラは、加速度情報に基づいて構造物の劣化を診断するための指標値として温度に依存して変化しない活荷重変位を特徴量として算出し、特徴量の時系列データに基づいて、構造物の劣化判断指標となる異常度を算出し、異常度が閾値を超えている場合には、構造物の劣化が発生したと判断するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、１つのセンサによる検出結果から、構造物異常かセンサ故障かを識別することができる構造物劣化診断システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の実施の形態１に係る構造物劣化診断システムの構成図である。
本開示の実施の形態１に係る構造物劣化診断システムの診断対象である構造物にセンサが設置された状態を示した説明図である。
本開示の実施の形態１において、傾きを特徴量とした場合の、傾きの時間推移、傾きと温度の関係性、および傾き異常度を示した図である。
本開示の実施の形態１において、固有振動数を特徴量とした場合の、固有振動数の時間推移、固有振動数と温度の関係性、および固有振動数異常度を示した図である。
本開示の実施の形態１において、活荷重変位を特徴量とした場合の、活荷重変位の時間推移、活荷重変位と温度の関係性、および活荷重変位異常度を示した図である。
本開示の実施の形態１におけるセンサから出力される３軸の加速度情報を用いて特徴量の１つである傾きを算出する場合の説明図である。
本開示の実施の形態１において、傾き異常度のみが異常状態となり、固有振動数異常度および活荷重変位異常度は異常状態でない場合を示した説明図である。
本開示の実施の形態１において、すべての特徴量に関する異常度が正常状態と判定された場合の各特徴量のヒストグラムと、傾き異常度のみが異常状態と判定された場合の各特徴量のヒストグラムとを比較した図である。
本開示の実施の形態１において、傾きの異常度にヒストグラムと、固有振動数のヒストグラムとを統計手法を用いて比較する場合の説明図である。
本開示の実施の形態１に係る構造物劣化診断システムにより実行される構造物異常かセンサ故障かを識別するための一連処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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