(57)【要約】【課題】基部に打ち込んだ杭にコンクリートプレキャスト版を固定した構造体に適したインフラ管理システムを提供する。【解決手段】杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４の少なくとも一方に配置したセンサ１０と、センサ１０からの出力信号を中継する中継器１２と、出力信号を用いて構造体の状態を解析する解析部１４と、を備えるインフラ管理システム１００とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部に打ち込まれた杭上にコンクリートプレキャスト版を固定した構造体において、
前記杭及び前記コンクリートプレキャスト版の少なくとも一方に配置したセンサと、
前記センサからの出力信号を中継する中継器と、
前記出力信号を用いて前記構造体の状態を解析する解析部と、
を備えることを特徴とするインフラ管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載のインフラ管理システムであって、
前記センサは、振動センサ、歪みセンサ、荷重センサ、光センサ、水分センサ、熱センサ、測距センサ、音響センサ、画像センサ、塩素センサの少なくとも１つであることを特徴とするインフラ管理システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインフラ管理システムであって、
前記解析部は、前記構造体の補修時期、寿命及び補修方法を予測して解析結果として出力することを特徴とするインフラ管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インフラ管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路等のインフラに対して、その安全を確保するために定期的な点検が行われている。従来の点検作業では、インフラの状態を目視で観察及び記録し、その状態の変化から補修の必要性を判断している。例えば、定期的な点検がなされている。
【０００３】
また、定期的な点検に加えて、修繕時期を適切に把握するためにカメラを利用してインフラの状態を常時モニタリングする管理システムが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２１７９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、基部に打ち込んだ杭にコンクリートプレキャスト版を固定した構造体を道路等のインフラとして利用する技術が開発されている。このようなインフラでは、杭やコンクリートプレキャスト版の劣化（ひび割れ等）を早期に発見できるインフラ管理システムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様は、基部に打ち込まれた杭上にコンクリートプレキャスト版を固定した構造体において、前記杭及び前記コンクリートプレキャスト版の少なくとも一方に配置したセンサと、前記センサからの出力信号を中継する中継器と、前記出力信号を用いて前記構造体の状態を解析する解析部と、を備えることを特徴とするインフラ管理システムである。
【０００７】
ここで、前記センサは、振動センサ、歪みセンサ、荷重センサ、光センサ、水分センサ、熱センサ、測距センサ、音響センサ、画像センサ、塩素センサの少なくとも１つであることが好適である。
【０００８】
また、前記解析部は、前記構造体の補修時期、寿命及び補修方法を予測して解析結果として出力することが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基部に打ち込んだ杭にコンクリートプレキャスト版を固定した構造体に適したインフラ管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態におけるインフラ管理システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるフリーアクセス型構造体の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるセンサの設置の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態におけるインフラ管理システム１００は、図１に示すように、センサ１０、中継器１２及び解析装置１４を含んで構成される。インフラ管理システム１００は、センサ１０からの出力信号は中継器１２を介してインターネット等の情報通信網を通して解析装置１４に送信される。解析装置１４は、センサ１０からの出力信号を用いてインフラの状態を解析する。
【００１２】
インフラ管理システム１００は、フリーアクセス型構造体であるインフラの状態を解析するために用いられる。図２は、フリーアクセス型構造体２００の構成例を示す。フリーアクセス型構造体２００は、地面や床等の基部２０に打ち込まれた複数の杭２２と、杭２２に固定及び支持されるコンクリートプレキャスト版２４と、によって構成される。
【００１３】
杭２２は、金属や樹脂等のコンクリートプレキャスト版２４を支持するための機械的な強度を有する材料によって構成される。杭２２は、円柱、角柱、円筒等の柱状の形状とされる。杭２２は、その一部が基部２０に打ち込まれてコンクリートプレキャスト版２４を支持するための支柱として利用される。
【００１４】
コンクリートプレキャスト版２４は、現場で組み立て及び設置を行うために工場等であらかじめ製造されたコンクリート製の板である。コンクリートプレキャスト版２４は、基部２０に打ち込まれた杭２２の頭頂部に固定されて支持される。これによって、コンクリートプレキャスト版２４の底面と基部２０の表面との間に空間を形成することができる。
【００１５】
なお、コンクリートプレキャスト版２４を複数組み合わせてインフラを構成する場合、隣り合うコンクリートプレキャスト版２４の間にクラウト材を注入して隙間を埋めるようにしてもよい。
【００１６】
このようにして構成されたフリーアクセス型構造体２００は、コンクリートプレキャスト版２４の表面を道路や床等のインフラとして利用することができる。また、基部２０とコンクリートプレキャスト版２４との間の空間を設備等の設置場所とであるフリーアクセス空間として利用することができる。
【００１７】
図３は、フリーアクセス型構造体２００にセンサ１０を設置した状態を示す模式図である。センサ１０は、フリーアクセス型構造体２００の状態を検知することができる機能を有すればよく、例えば、振動センサ、歪みセンサ、荷重センサ、光センサ、水分センサ、熱センサ、測距センサ、音響センサ、画像センサ、塩素センサ等とすることができる。図３では、センサ１０として、荷重センサ１０ａ、歪みセンサ１０ｂ及び振動センサ１０ｃを配置した例を示している。
【００１８】
荷重センサ１０ａは、杭２２とコンクリートプレキャスト版２４の接続部分において、杭２２とコンクリートプレキャスト版２４との間に配置することが好適である。すなわち、荷重センサ１０ａは、コンクリートプレキャスト版２４から杭２２に掛る荷重を検知して出力信号として出力できるように設置することが好適である。
【００１９】
歪みセンサ１０ｂは、コンクリートプレキャスト版２４の裏面側に配置することが好適である。すなわち、歪みセンサ１０ｂは、荷重によるコンクリートプレキャスト版２４の歪みを検知して出力信号として出力できるように設置することが好適である。
【００２０】
振動センサ１０ｃは、杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４のいずれかに配置することが好適である。すなわち、振動センサ１０ｃは、杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４に生ずる振動を検知して出力信号として出力できるように設置することが好適である。図３では、振動センサ１０ｃは、杭２２の各々の上部、中部、下部に固定し、杭２２の振動を検知できるように設置した例を示している。
【００２１】
なお、センサ１０の種類及び設置方法は、これらに限定されるものではない。例えば、センサ１０として水分センサを設置する場合、インフラを構成する杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４に含有される水分を検知して出力信号として出力できるように設置することが好適である。また、センサ１０として熱センサを設置する場合、インフラを構成する杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４の温度を検知して出力信号として出力できるように設置することが好適である。また、センサ１０として測距センサを設置する場合、インフラを構成する杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４の位置関係を検知して出力信号として出力できるように設置することが好適である。例えば、杭２２の間の距離、コンクリートプレキャスト版２４と基部２０との距離等の変化を測定して出力信号として出力できるように設置する。また、センサ１０として音響センサを設置する場合、インフラを構成する杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４から発せられる音を検知して出力信号として出力できるように設置することが好適である。例えば、マイクを音響センサとして設置し、杭２２やコンクリートプレキャスト版２４から生ずる振動音の強度を測定して出力信号として出力できるように設置する。また、センサ１０として画像センサを設置する場合、インフラを構成する杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４の状態を画像として写して出力信号として出力できるように設置することが好適である。例えば、杭２２又はコンクリートプレキャスト版２４の表面の画像をカメラで写して出力信号として出力するようにする。
【００２２】
また、センサ１０として塩素センサを設置する場合、インフラを構成する杭２２及びコンクリートプレキャスト版２４に含まれる塩素成分を検知して出力信号として出力できるように設置することが好適である。杭２２又はコンクリートプレキャスト版２４は塩素によって劣化することが多いので、塩素センサを配置して杭２２やコンクリートプレキャスト版２４に含まれる塩素成分を検出して管理することでフリーアクセス型構造体２００の劣化状態を出力信号として出力するようにする。
【００２３】
フリーアクセス型構造体２００では、コンクリートプレキャスト版２４の底面と基部２０の表面との間に空間にセンサ１０や中継器１２を配置することが可能である。したがって、センサ１０、中継器１２及びそれらを接続する配線を外部環境に曝すことなく、杭２２やコンクリートプレキャスト版２４の状態を示すセンサ１０の出力信号を得ることができる。また、杭２２やコンクリートプレキャスト版２４にセンサ１０を直接設置することができ、杭２２やコンクリートプレキャスト版２４の状態を直接的に検知することができる。
【００２４】
中継器１２は、各センサ１０と通信可能に接続される。中継器１２は、センサ１０からの出力信号を受けて、情報通信網を介して出力信号を解析装置１４へ送信する。中継器１２において、センサ１０からの出力信号を増幅・変調等する処理を施してもよい。情報通信網は、有線通信方式であってもよいし、無線通信方式であってもよい。
【００２５】
解析装置１４は、センサ１０からの出力信号を受けて、当該出力信号の経時的な変化に基づいてフリーアクセス型構造体２００の状態を総合的に解析する。フリーアクセス型構造体２００の状態は、例えば、杭２２やコンクリートプレキャスト版２４の劣化状態とすることができる。劣化状態には、例えば、杭２２やコンクリートプレキャスト版２４の摩耗、ひび割れ、材料劣化等を含めることができる。
【００２６】
解析装置１４における解析方法は、特に限定されるものではなく、センサ１０からの出力信号に応じてフリーアクセス型構造体２００の状態を判定するものであればよい。
【００２７】
例えば、センサ１０からの出力信号を特徴量データとして、当該特徴量データに対応するフリーアクセス型構造体２００の劣化状態を教師データとして組み合わせて機械学習を行わせることによって、実測されたセンサ１０からの出力信号が入力された場合にその時のフリーアクセス型構造体２００の劣化状態を出力する識別器を構築しておき、当該識別器を解析装置１４として用いるようにしてもよい。また、フリーアクセス型構造体２００のモデル等を用いてセンサ１０からの出力信号を特徴量データとして、当該特徴量データに対応するフリーアクセス型構造体２００の状態を予め求めてデータベース化しておき、実測されたセンサ１０からの出力信号に応じて当該出力信号に対応するが入力されたフリーアクセス型構造体２００の状態を出力する解析装置１４としてもよい。
【００２８】
また、解析装置１４は、フリーアクセス型構造体２００の状態に応じて寿命、補修時期及び補修方法を予測して解析結果として出力するようにしてもよい。
【００２９】
例えば、解析装置１４におけるフリーアクセス型構造体２００の状態の解析結果を特徴量データとして、当該特徴量データに対応するフリーアクセス型構造体２００の寿命、補修時期及び補修方法を教師データとして組み合わせて機械学習を行わせることによって、フリーアクセス型構造体２００の状態の解析結果が入力された場合にそれに応じたフリーアクセス型構造体２００の寿命、補修時期及び補修方法を出力する識別器を構築しておき、当該識別器を解析装置１４として用いるようにしてもよい。また、例えば、杭２２やコンクリートプレキャスト版２４の状態に対応付けて杭２２やコンクリートプレキャスト版２４の寿命、修繕時期及び修繕方法を予めデータベースとして記憶させておき、解析装置１４におけるフリーアクセス型構造体２００の状態の解析結果に応じたフリーアクセス型構造体２００の寿命、修繕時期及び修繕方法を出力する解析装置１４としてもよい。
【００３０】
解析装置１４は、例えば、管理者のコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等にフリーアクセス型構造体２００の状態の解析結果やフリーアクセス型構造体２００の寿命、修繕時期及び修繕方法を送信するようにしてもよい。
【００３１】
本実施の形態によれば、基部２０に打ち込んだ杭２２にコンクリートプレキャスト版２４を固定した構造体に適したインフラ管理システム１００を提供することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  センサ、１０ａ  荷重センサ、１０ｂ  歪みセンサ、１０ｃ  振動センサ、１２  中継器、１４  解析装置、２０  基部、２２  杭、２４  コンクリートプレキャスト版、１００  インフラ管理システム、２００  フリーアクセス型構造体。
【図１】
2020176475.tif 000003
【図２】
2020176475.tif 000004
【図３】
2020176475.tif 000005