(57)【要約】【課題】センサーが異常になった場合でも演算を継続することができる確率を高めることが可能な計測装置を提供すること。【解決手段】構造物に設けられている第１〜第３のセンサーから出力される第１〜第３のデータを取得するデータ取得部と、前記センサーがそれぞれ異常であるか否かを判定する異常判定部と、前記第１〜第２のデータの少なくとも一方に基づいて、移動体を検知する移動体検知部と、前記第３のデータに基づいて、前記構造物の変位量を算出する変位量算出部と、を含み、前記移動体検知部は、前記構造物の第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は２番目に近い前記主桁に設けられている前記第１のセンサーが異常ではない場合に、当該第１のセンサーから出力される前記第１のデータに基づいて、前記第ｉのレーンを移動する前記移動体を検知する、計測装置。【選択図】図５
2020125913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に設けられている第１のセンサーから出力される、移動体の前記構造物への進入及び前記構造物からの退出の一方による衝撃を表す第１のデータ、前記構造物に設けられている第２のセンサーから出力される、前記移動体の前記構造物への進入及び前記構造物からの退出の他方による衝撃を表す第２のデータ、及び前記構造物に設けられている第３のセンサーから出力される、前記移動体による前記構造物の撓みを表す第３のデータを取得するデータ取得部と、
前記第１のセンサー、前記第２のセンサー及び前記第３のセンサーがそれぞれ異常であるか否かを判定する異常判定部と、
前記第１のデータ及び前記第２のデータの少なくとも一方に基づいて、前記構造物を移動する前記移動体を検知する移動体検知部と、
前記第３のデータに基づいて、前記構造物の変位量を算出する変位量算出部と、を含み、
１以上の整数ｍ及び１以上の整数ｎに対して、前記構造物は、第１〜第ｍのレーン及びｎ個の主桁を有し、
１以上ｎ以下の整数ｋに対して、ｋ個の前記第１のセンサーが、前記構造物のｋ個の前記主桁にそれぞれ設けられており、
前記移動体検知部は、
前記異常判定部が、１以上ｍ以下の整数ｉに対して、前記ｋ個の前記第１のセンサーのうち、前記構造物の第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は前記第ｉのレーンに２番目に近い前記主桁に設けられている前記第１のセンサーが異常ではないと判定した場合に、当該第１のセンサーから出力される前記第１のデータに基づいて、前記第ｉのレーンを移動する前記移動体を検知する、計測装置。
【請求項２】
請求項１において、
１以上ｎ以下の整数ｐに対して、ｐ個の前記第２のセンサーが、前記構造物のｐ個の前記主桁にそれぞれ設けられており、
前記移動体検知部は、
前記異常判定部が、前記ｐ個の前記第２のセンサーのうち、前記第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は前記第ｉのレーンに２番目に近い前記主桁に設けられている前記第２のセンサーが異常ではないと判定した場合に、当該第２のセンサーから出力される前記第２のデータに基づいて、前記第ｉのレーンを移動する前記移動体を検知する、計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
１以上ｎ以下の整数ｑに対して、ｑ個の前記第３のセンサーが、前記構造物のｑ個の前記主桁にそれぞれ設けられており、
前記変位量算出部は、
前記異常判定部が、前記ｑ個の前記第３のセンサーのうち、前記第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は前記第ｉのレーンに２番目に近い前記主桁に設けられている前記第３のセンサーが異常ではないと判定した場合に、当該第３のセンサーから出力される前記第３のデータと、前記移動体検知部によって検知された前記移動体の情報とに基づいて、前記第ｉのレーンにおける前記構造物の変位量を算出する、計測装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記移動体の重量を算出する重量算出部を含み、
前記重量算出部は、
前記移動体検知部によって検知された前記移動体の情報と、前記変位量算出部によって算出された前記構造物の変位量とに基づいて、前記第ｉのレーンを移動する前記移動体の重量を算出する、計測装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記第１のセンサー、前記第２のセンサー及び前記第３のセンサーは、加速度センサーである、計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の計測装置と、
前記第１のセンサーと、
前記第２のセンサーと、
前記第３のセンサーと、を含む、計測システム。
【請求項７】
構造物に設けられている第１のセンサーから出力される、移動体の前記構造物への進入及び前記構造物からの退出の一方による衝撃を表す第１のデータ、前記構造物に設けられている第２のセンサーから出力される、前記移動体の前記構造物への進入及び前記構造物からの退出の他方による衝撃を表す第２のデータ、及び前記構造物に設けられている第３のセンサーから出力される、前記移動体による前記構造物の撓みを表す第３のデータを取得するデータ取得工程と、
前記第１のセンサー、前記第２のセンサー及び前記第３のセンサーがそれぞれ異常であるか否かを判定する異常判定工程と、
前記第１のデータ及び前記第２のデータの少なくとも一方に基づいて、前記構造物を移動する前記移動体を検知する移動体検知工程と、
前記第３のデータに基づいて、前記構造物の変位量を算出する変位量算出工程と、を含み、
１以上の整数ｍ及び１以上の整数ｎに対して、前記構造物は、第１〜第ｍのレーン及びｎ個の主桁を有し、
１以上ｎ以下の整数ｋに対して、ｋ個の前記第１のセンサーが、前記構造物のｋ個の前記主桁にそれぞれ設けられており、
前記移動体検知工程では、
前記異常判定工程において、１以上ｍ以下の整数ｉに対して、前記ｋ個の前記第１のセンサーのうち、前記構造物の第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は前記第ｉのレーンに２番目に近い前記主桁に設けられている前記第１のセンサーが異常ではないと判定した場合に、当該第１のセンサーから出力される前記第１のデータに基づいて前記第ｉのレーンを移動する前記移動体を検知する、計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置、計測システム及び計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、移動体の進入と退出を検出するための構造物の一端及び他端側に設けられた第１のセンサーと、構造物の撓みを検出するための構造物の中央部に設けられる第２のセンサーと、を含み、第１のセンサーの検出信号に基づいて構造物を移動する移動体を検知し、第１のセンサーの検出信号と第２のセンサーの検出信号とに基づいて当該移動体の重量を計測する計測装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６６６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の計測システムでは、センサーが欠落や故障等の異常な状態となることが想定されておらず、センサーが異常になった場合には演算を継続することができないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る計測装置の一態様は、
構造物に設けられている第１のセンサーから出力される、移動体の前記構造物への進入及び前記構造物からの退出の一方による衝撃を表す第１のデータ、前記構造物に設けられている第２のセンサーから出力される、前記移動体の前記構造物への進入及び前記構造物からの退出の他方による衝撃を表す第２のデータ、及び前記構造物に設けられている第３のセンサーから出力される、前記移動体による前記構造物の撓みを表す第３のデータを取得するデータ取得部と、
前記第１のセンサー、前記第２のセンサー及び前記第３のセンサーがそれぞれ異常であるか否かを判定する異常判定部と、
前記第１のデータ及び前記第２のデータの少なくとも一方に基づいて、前記構造物を移動する前記移動体を検知する移動体検知部と、
前記第３のデータに基づいて、前記構造物の変位量を算出する変位量算出部と、を含み、
１以上の整数ｍ及び１以上の整数ｎに対して、前記構造物は、第１〜第ｍのレーン及びｎ個の主桁を有し、
１以上ｎ以下の整数ｋに対して、ｋ個の前記第１のセンサーが、前記構造物のｋ個の前記主桁にそれぞれ設けられており、
前記移動体検知部は、
前記異常判定部が、１以上ｍ以下の整数ｉに対して、前記ｋ個の前記第１のセンサーのうち、前記構造物の第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は前記第ｉのレーンに２番目に近い前記主桁に設けられている前記第１のセンサーが異常ではないと判定した場合に、当該第１のセンサーから出力される前記第１のデータに基づいて、前記第ｉのレーンを移動する前記移動体を検知する。
【０００６】
前記計測装置の一態様において、
１以上ｎ以下の整数ｐに対して、ｐ個の前記第２のセンサーが、前記構造物のｐ個の前
記主桁にそれぞれ設けられており、
前記移動体検知部は、
前記異常判定部が、前記ｐ個の前記第２のセンサーのうち、前記第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は前記第ｉのレーンに２番目に近い前記主桁に設けられている前記第２のセンサーが異常ではないと判定した場合に、当該第２のセンサーから出力される前記第２のデータに基づいて、前記第ｉのレーンを移動する前記移動体を検知してもよい。
【０００７】
前記計測装置の一態様において、
１以上ｎ以下の整数ｑに対して、ｑ個の前記第３のセンサーが、前記構造物のｑ個の前記主桁にそれぞれ設けられており、
前記変位量算出部は、
前記異常判定部が、前記ｑ個の前記第３のセンサーのうち、前記第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は前記第ｉのレーンに２番目に近い前記主桁に設けられている前記第３のセンサーが異常ではないと判定した場合に、当該第３のセンサーから出力される前記第３のデータと、前記移動体検知部によって検知された前記移動体の情報とに基づいて、前記第ｉのレーンにおける前記構造物の変位量を算出してもよい。
【０００８】
前記計測装置の一態様は、
前記移動体の重量を算出する重量算出部を含み、
前記重量算出部は、
前記移動体検知部によって検知された前記移動体の情報と、前記変位量算出部によって算出された前記構造物の変位量とに基づいて、前記第ｉのレーンを移動する前記移動体の重量を算出してもよい。
【０００９】
前記計測装置の一態様において、
前記第１のセンサー、前記第２のセンサー及び前記第３のセンサーは、加速度センサーであってもよい。
【００１０】
本発明に係る計測システムの一態様は、
前記計測装置の一態様と、
前記第１のセンサーと、
前記第２のセンサーと、
前記第３のセンサーと、を含む。
【００１１】
本発明に係る計測方法の一態様は、
構造物に設けられている第１のセンサーから出力される、移動体の前記構造物への進入及び前記構造物からの退出の一方による衝撃を表す第１のデータ、前記構造物に設けられている第２のセンサーから出力される、前記移動体の前記構造物への進入及び前記構造物からの退出の他方による衝撃を表す第２のデータ、及び前記構造物に設けられている第３のセンサーから出力される、前記移動体による前記構造物の撓みを表す第３のデータを取得するデータ取得工程と、
前記第１のセンサー、前記第２のセンサー及び前記第３のセンサーがそれぞれ異常であるか否かを判定する異常判定工程と、
前記第１のデータ及び前記第２のデータの少なくとも一方に基づいて、前記構造物を移動する前記移動体を検知する移動体検知工程と、
前記第３のデータに基づいて、前記構造物の変位量を算出する変位量算出工程と、を含み、
１以上の整数ｍ及び１以上の整数ｎに対して、前記構造物は、第１〜第ｍのレーン及びｎ個の主桁を有し、
１以上ｎ以下の整数ｋに対して、ｋ個の前記第１のセンサーが、前記構造物のｋ個の前
記主桁にそれぞれ設けられており、
前記移動体検知工程では、
前記異常判定工程において、１以上ｍ以下の整数ｉに対して、前記ｋ個の前記第１のセンサーのうち、前記構造物の第ｉのレーンに最も近い前記主桁又は前記第ｉのレーンに２番目に近い前記主桁に設けられている前記第１のセンサーが異常ではないと判定した場合に、当該第１のセンサーから出力される前記第１のデータに基づいて前記第ｉのレーンを移動する前記移動体を検知する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】計測システムの構成例を示す図。
【図２】センサーの橋梁への設置例を示す図。
【図３】センサーの橋梁への設置例を示す図。
【図４】加速度センサーの３軸合成加速度の説明図。
【図５】計測装置の構成例を示す図。
【図６】影響線データの例を示す図。
【図７】ＷＩＭの説明図。
【図８】４軸の車両の例を示す図。
【図９】センサーの信号波形例を示す図。
【図１０】車両の重量を算出するために必要なデータの関係を示すデータフロー図。
【図１１】センサーの一部が異常である場合の例を示す図。
【図１２】センサーの一部が異常である場合の他の例を示す図。
【図１３】センサーの一部が異常である場合の他の例を示す図。
【図１４】本実施形態の処理を説明するフローチャートの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１４】
１．計測システム
１−１．システム構成例
本実施形態に係る計測システムは、構造物に設けられている第１のセンサー、第２のセンサー及び第３のセンサーと、構造物を移動する移動体の重量を算出する計測装置と、を含む。第１のセンサーは、移動体の構造物への進入及び構造物からの退出の一方による衝撃を表す第１のデータを出力し、第２のセンサーは、移動体の構造物への進入及び構造物からの退出の他方による衝撃を表す第２のデータを出力する。また、第３のセンサーは、移動体による構造物の撓みを表す第３のデータを出力する。以下、本明細書では、構造物が橋梁であり、移動体が車両である例について説明する。ただし、構造物は移動体の重量によって変位（狭義には撓みの変位）を生じるものであれば橋梁には限定されない。また、移動体についても構造物に対して荷重をかけながら、当該構造物上を移動するものであれば車両には限定されない。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る計測システム１０は、計測装置１と、構造物である橋梁５の一端側に設けられるセンサー２１と、橋梁５の他端側に設けられるセンサー２２と、橋梁５の中央部に設けられるセンサー２３と、を有している。計測装置１とセンサー２１、センサー２２及びセンサー２３とは、例えば、携帯電話の無線ネットワーク及びインターネット等の通信ネットワーク４を介して、通信を行うことができる。
【００１６】
例えば、センサー２１は、移動体である車両６の橋梁５への進入による衝撃を表す第１
のデータを出力する第１のセンサーとして機能し、センサー２２は、車両６の橋梁５からの退出による衝撃を表す第２のデータを出力する第２のセンサーとして機能する。あるいは、センサー２２は、車両６の橋梁５からの退出による衝撃を表す第１のデータを出力する第１のセンサーとして機能し、センサー２１は、車両６の橋梁５への進入による衝撃を表す第２のデータを出力する第２のセンサーとして機能する。また、センサー２３は、車両６による橋梁５の撓みを表す第３のデータを出力する第３のセンサーとして機能する。本実施形態では、センサー２１、センサー２２及びセンサー２３はそれぞれ加速度センサーであり、例えば、水晶加速度センサーであってもよいし、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）加速度センサーであってもよい。
【００１７】
センサー２１は、車両６の橋梁５への進入の際に生じる橋梁５の加速度を検出し、センサー２２は、車両６の橋梁５からの退出の際に生じる橋梁５の加速度を検出する。すなわち、センサー２１は、車両６の橋梁５への進入を検知する加速度センサーであり、センサー２２は、車両６の橋梁５からの退出を検知する加速度センサーである。
【００１８】
センサー２１，２２は、車両６の橋梁５への進入及び橋梁５からの退出をそれぞれ検出することができればよく、その設置位置は橋梁５の端部に限定されない。例えば、センサー２１，２２は、橋梁５の端部から数メートル離れた位置に設置されてもよい。
【００１９】
橋梁５の床版や主桁等は、橋梁５を移動する車両６、すなわち、橋梁５を走行する車両６の荷重によって、垂直方向下方に撓む。センサー２３は、橋梁５の中央部に設置され、橋梁５を走行する車両６の荷重による、橋梁５の撓み、例えば、床版や主桁の撓みの加速度を検出する。
【００２０】
計測装置１は、センサー２１，２２，２３から出力される加速度データに基づいて、車両６の走行による橋梁５の撓みの速度及び変位を算出する。そして、計測装置１は、算出した変位から、橋梁５を走行する車両６の重量を算出する。
【００２１】
図２、図３は、センサー２１，２２，２３の橋梁５への設置例を示す図である。なお、図２は、橋梁５をその上方から見た図であり、図３は、図２をＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００２２】
図２及び図３に示すように、構造物である橋梁５は、第１のレーンＬ１〜第ｍのレーンＬｍからなるｍ個のレーン、及び第１の主桁Ｇ１〜第ｎの主桁Ｇｎからなるｎ個の主桁を有している。ここで、ｍ，ｎはそれぞれ１以上の整数である。なお、図２及び図３の例では、主桁Ｇ１〜Ｇｎの各位置がレーンＬ１〜Ｌｍの各境界の位置と一致しており、ｍ＝ｎ−１であるが、主桁Ｇ１〜Ｇｎの各位置がレーンＬ１〜Ｌｍの各境界の位置と一致している必要はなく、ｍ≠ｎ−１であってもよい。
【００２３】
図２及び図３の例では、第１のセンサーであるｋ個のセンサー２１が主桁Ｇ１〜Ｇｎのうちのｋ個の主桁にそれぞれ設けられ、第２のセンサーであるｐ個のセンサー２２が、主桁Ｇ１〜Ｇｎのうちのｐ個の主桁にそれぞれ設けられている。ここで、ｋ、ｐはそれぞれ１以上ｎ以下の整数である。なお、第１のセンサーであるｋ個のセンサー２２が主桁Ｇ１〜Ｇｎのうちのｋ個の主桁にそれぞれ設けられ、第２のセンサーであるｐ個のセンサー２１が主桁Ｇ１〜Ｇｎのうちのｐ個の主桁にそれぞれ設けられていてもよい。また、図２及び図３の例では、第３のセンサーであるｑ個のセンサー２３が、主桁Ｇ１〜Ｇｎのうちのｑ個の主桁にそれぞれ設けられている。ここで、ｑは１以上ｎ以下の整数である。なお、図２及び図３の例では、主桁Ｇ１〜Ｇｎのそれぞれにセンサー２１，２２，２３が設けられており、ｋ＝ｐ＝ｑ＝ｎであるが、主桁Ｇ１〜第ｎの主桁Ｇｎの少なくとも１つに、センサー２１，２２，２３の少なくとも１つが設けられていなくてもよい。すなわち、ｋ≠
ｎ、ｐ≠ｎ又はｑ≠ｎであってもよい。また、センサー２１，２２，２３の数は互いに一致していなくてもよい。すなわち、ｋ≠ｐ、ｋ≠ｑ又はｐ≠ｑであってもよい。
【００２４】
本実施形態では、計測装置１は、車両６が走行したレーンを判定するために、各センサー２１から出力される加速度データ及び各センサー２２から出力される加速度データの少なくとも一方を用いる。また、計測装置１は、車両６がレーンに進入した時刻を算出するために各センサー２１から出力される加速度データを用い、車両６がレーンから退出した時刻を算出するために各センサー２２から出力される加速度データを用いる。そのため、各センサー２１及び各センサー２２は、車両６が走行したレーンに応じて、出力される加速度データに差が出るように設置することが望ましく、図２の例では、各センサー２１は主桁の一端側に設置され、各センサー２２は主桁の他端側に設置されている。
【００２５】
また、本実施形態では、計測装置１は、車両６が走行したレーンの変位量を算出するために、各センサー２３から出力される加速度データを用いる。そのため、各センサー２３は、車両６が走行したレーンに応じて、出力される加速度データに差が出るように設置することが望ましく、図２の例では、各センサー２３は、主桁の中央部に設置されている。
【００２６】
なお、センサー２１，２２，２３の数及び設置位置は、図１〜図３に示した例には限定されず種々の変形実施が可能である。
【００２７】
図４は、加速度センサーの３軸合成加速度を説明する図である。加速度センサーは、互いに直交する３軸の各軸方向に生じる加速度を計測できる加速度センサーである。
【００２８】
加速度センサーは、３つの検出軸であるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のうち、１軸を垂直方向に合わせて設置される。これにより、加速度センサーは、橋梁５の垂直方向の撓みの加速度を検出できる。
【００２９】
センサー２１，２２，２３として加速度センサーを橋梁５に設置する場合、設置個所が傾いている場合もある。計測装置１は、加速度センサーの３つの検出軸の１軸が、垂直方向に合わせて設置されなくても、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の加速度を合成した３軸合成加速度によって、加速度センサーの傾斜による測定誤差の補正を行うことができる。
【００３０】
１−２．計測装置の構成
図５は、計測装置１の構成例を示す図である。図５に示すように、計測装置１は、制御部１１０と、通信部１２０と、記憶部１３０と、出力部１４０と、操作部１５０と、を有している。
【００３１】
制御部１１０は、橋梁５に設置されたセンサー２１，２２，２３から出力される加速度データに基づいて、橋梁５を走行する車両６の重量を算出する。
【００３２】
通信部１２０は、通信ネットワーク４を介して、センサー２１，２２，２３から、加速度データを受信する。センサー２１，２２，２３から出力される加速度データは、例えば、デジタル信号である。通信部１２０は、センサー２１，２２，２３から受信した加速度データを制御部１１０に出力する。
【００３３】
記憶部１３０は、制御部１１０が計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部１３０は、制御部１１０が所定のアプリケーション機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。各種のプログラムやデータ等は、あらかじめ不揮発性の記録媒体に記憶されていてもよいし、制御部１１０が通信ネットワーク４を介してサーバーから受信して記憶部１３０に記憶させてもよい。記憶部１３０
は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種ＩＣ（Integrated Circuit）メモリーやハードディスク、メモリーカードなどの記録媒体等により構成される。
【００３４】
出力部１４０は、制御部１１０の制御結果等を表示装置に出力する。
【００３５】
操作部１５０は、ユーザーからの操作データを取得し、制御部１１０に送信する処理を行う。
【００３６】
制御部１１０は、データ取得部１１１と、異常判定部１１２と、レーン判定部１１３と、移動体検知部１１４と、変位量算出部１１５と、重量算出部１１６と、を有している。制御部１１０の各部は、例えば、記憶部１３０に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）によって、その機能が実現される。なお、制御部１１０の各部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのカスタムＩＣ（Integrated Circuit）でその機能を実現してもよいし、ＣＰＵとＡＳＩＣとによって、その機能を実現してもよい。
【００３７】
データ取得部１１１は、各センサー２１，２２，２３から出力される加速度データを取得する。具体的には、データ取得部１１１は、通信部１２０が各センサー２１，２２，２３から受信した加速度データを取得する。また、データ取得部１１１は、車両６の走行による加速度成分が明瞭に出現するように、各センサー２１，２２から出力される加速度データをフィルター処理する。
【００３８】
異常判定部１１２は、データ取得部１１１が取得した加速度データに基づいて、各センサー２１，２２，２３が異常であるか否かを判定する。異常判定部１１２による異常判定の詳細については後述する。
【００３９】
レーン判定部１１３は、各センサー２１から出力される加速度データ及び各センサー２２から出力される加速度データの少なくとも一方に基づいて、車両６が走行したレーンを判定する。具体的には、移動体検知部１１４は、各センサー２１から出力される加速度データの大きさを比較し、あるいは各センサー２２から出力される加速度データの大きさを比較し、比較結果に基づいて車両６が走行したレーンを判定する。レーン判定部１１３によるレーン判定の詳細については後述する。
【００４０】
移動体検知部１１４は、各センサー２１から出力される加速度データ及び各センサー２２から出力される加速度データの少なくとも一方に基づいて、橋梁５を走行する車両６を検知する。具体的には、移動体検知部１１４は、異常判定部１１２の判定結果に基づいて、レーン判定部１１３によって判定されたレーンに対する車両６の各車軸の進入時刻及び退出時刻の算出が可能であるか否かを判断し、可能であると判断した場合に当該進入時刻及び退出時刻を算出する。移動体検知部１１４による移動体検知の詳細については後述する。
【００４１】
変位量算出部１１５は、各センサー２３から出力される加速度データに基づいて、橋梁５の変位量を算出する。具体的には、変位量算出部１１５は、異常判定部１１２の判定結果に基づいて、レーン判定部１１３によって判定されたレーンにおける橋梁５の変位量の算出が可能であるか否かを判断し、可能であると判断した場合に当該変位量を算出する。変位量算出部１１５による変位量の算出の詳細については後述する。
【００４２】
重量算出部１１６は、橋梁５を走行する車両６の重量を算出する。具体的には、重量算出部１１６は、変位量算出部１１５が算出した変位量に基づいて、ＷＩＭ（Weigh-In-Mot
ion）により、レーン判定部１１３によって判定されたレーンを走行する車両６の重量を算出する。重量算出部１１６による重量の算出の詳細については後述する。
【００４３】
１−３．移動体の重量推定手法
次に、ＷＩＭによって、橋梁５を走行する車両６の重量を推定する手法について説明する。
【００４４】
ＷＩＭでは、車両６の走行による橋梁５の変位と、基準移動体である基準車両が橋梁５を走行したときの、橋梁５の各地点の変位を示す影響線データとに基づいて、車両６の重量を算出する。
【００４５】
図６は、影響線データの例を説明する図である。図６の横軸は、橋梁５の長さを示している。図６の縦軸は、橋梁５の垂直方向の変位を示している。図６に示す波形が、橋梁５の影響線データを示している。図６の波形は、例えば、１ｔ車等、あらかじめ重量が分かっている基準車両が各レーンを走行したときの、各レーンの任意の点における橋梁５の撓みの変位、例えば、橋梁５の支間中央部における撓みの変位を示している。影響線データは、例えば、計測システム１０を動作させる前に、あらかじめ作成、記憶されている。
【００４６】
図７は、影響線データに基づくＷＩＭの手法、及び演算結果を説明する図である。図７の横軸は時間を表し、縦軸は橋梁５の垂直方向の変位を表す。重量の推定対象となる車両６が橋梁５を走行した場合、各センサー２３から出力される加速度データに基づいて、橋梁５の各レーンの所与の点での橋梁５の撓みの変位の時系列的な変化が求められる。図７の波形Ａ１が、車両６が橋梁５の所与のレーンを走行したときの橋梁５の撓みの変位を表す。
【００４７】
ＷＩＭでは、あらかじめ求めておいた影響線データを、車両６の軸数に応じて配置する。例えば、車両６が図８に示すような４軸の車両である場合、影響線データはＡ２１〜Ａ２４に示した４つが配置される。なお、影響線データの配置の際には、車両６の各車軸の各レーンに対する進入時刻及び退出時刻を用いて、図６に示した影響線データの横軸の長さを、時間軸に変換する。
【００４８】
図７の例では、車両６の１軸目の車軸が、時刻「ｔｉ１」で橋梁５の所与のレーンに進入し、時刻「ｔｏ１」で当該レーンから退出した。よって、１軸目に対応する影響線データＡ２１は、「ｔｉ１」及び「ｔｏ１」が端点となるように配置される。２〜４軸目の車軸についても同様であり、各車軸の進入時刻「ｔｉ２」〜「ｔｉ４」、及び退出時刻「ｔｏ２」〜「ｔｏ４」に基づいて、影響線データＡ２２〜Ａ２４を配置する。
【００４９】
影響線データは、所定重量の車両、例えば上述したように１ｔの車両が走行した際の変位を表す。そのため、１〜４の整数ｊに対して、車両６の各車軸の重量をＷｊとした場合、各車軸による橋梁５の変位は、影響線データのＷｊ倍となる。即ち、１軸目の車軸による変位は、Ａ２１をＷ１倍したＡ３１により表される。同様に、２軸目の車軸による変位はＡ２２をＷ２倍したＡ３２であり、３軸目の車軸による変位は、Ａ２３をＷ３倍したＡ３３であり、４軸目の車軸による変位は、Ａ２４をＷ４倍したＡ３４である。
【００５０】
車両６全体による変位Ｕは、Ａ３１〜Ａ３４の合計であり、下式（１）により表される。
【００５１】
【数１】
2020125913.tif 000003
【００５２】
図７の例では、波形Ａ４が、上式（１）により求められる変位Ｕを表す。ＷＩＭでは、影響線データを用いて求められた変位Ｕを表す波形Ａ４と、センサーを用いて測定された変位を表す波形Ａ１との誤差が小さくなるように、各車軸の軸重Ｗ１〜Ｗ４が推定される。具体的には、最小二乗法等の数学的手法を用いて、Ｗ１〜Ｗ４を決定すればよい。
【００５３】
そして、各軸重の総和であるＷ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４が、車両６の重量として求められる。
【００５４】
なお、本実施形態の手法は、計測装置１に適用するものには限定されない。本実施形態の手法は、例えばセンサー２１，２２，２３と上記計測装置１とを含む計測システム１０に適用することも可能である。
【００５５】
１−４．異常判定
異常判定部１１２は、データ取得部１１１によって取得された、各センサー２１，２２，２３から出力される加速度データに基づいて、各センサー２１，２２，２３が異常であるか否かを判定する。
【００５６】
例えば、各センサー２１，２２，２３が自己診断機能を有しており、自己診断の結果、故障であると判断した場合は、９９Ｇなどの通常あり得ない加速度が加わったかのような異常な値の加速度データを出力し、異常判定部１１２は、異常な値の加速度データが出力される各センサー２１，２２，２３を異常であると判定してもよい。
【００５７】
また、例えば、各センサー２１，２２，２３から加速度データが出力されなくなった場合は、各センサー２１，２２，２３を、欠落したとして異常であると判定してもよい。
【００５８】
また、例えば、各センサー２１，２２，２３を、各検出軸が重力加速度の方向に対して特定の方向を向くように主桁に設置しておき、異常判定部１１２は、各センサー２１，２２，２３から出力される加速度データに基づいて重力加速度の方向を算出し、算出した重力加速度の方向に対して各検出軸が特定の方向を向いていない各センサー２１，２２，２３を、落下したとして異常であると判定してもよい。
【００５９】
１−５．レーン判定
橋梁５のレーンＬ１〜Ｌｍと主桁Ｇ１〜Ｇｎの相対的な位置関係は、例えば、図２及び図３に示した通りである。図２及び図３の例では、ｍ＝ｎ−１であり、１以上ｍ以下の整数ｉに対して、例えば、第ｉの主桁Ｇｉは第ｉのレーンＬｉに最も近く、第ｉ＋１の主桁Ｇｉ＋１は第ｉのレーンＬｉに２番目に近い。したがって、例えば、第１のレーンＬ１を走行する車両６は、主桁Ｇ１，Ｇ２との距離が小さく、Ｇ３〜Ｇｎとの距離は相対的に大きい。同様に、第２のレーンＬ２を走行する車両６は、主桁Ｇ２，Ｇ３との距離が小さく、Ｇ１，Ｇ４〜Ｇｎとの距離は相対的に大きい。
【００６０】
このような相対的な位置関係に起因して、車両６が橋梁５の第１のレーンＬ１を走行する場合、主桁Ｇ１，Ｇ２に設けられるセンサー２１から出力される加速度データは、主桁Ｇ３〜Ｇｎに設けられるセンサー２１から出力される加速度データよりもそれぞれ大きくなる。同様に、車両６が橋梁５の第２のレーンＬ２を走行する場合、主桁Ｇ２，Ｇ３に設けられるセンサー２１から出力される加速度データは、主桁Ｇ１，Ｇ４〜Ｇｎに設けられるセンサー２１から出力される加速度データよりもそれぞれ大きくなる。
【００６１】
図９は、車両６が橋梁５の第１のレーンＬ１を走行した場合に各センサー２１から出力される加速度データの一例を示す図である。図９の例は、橋梁５の主桁の数ｎが４の場合の例である。なお、図９の各波形は、ピークを明瞭化するために各加速度データに対して
フィルター処理を施した波形である。
【００６２】
４つの波形におけるピークＰ１１，Ｐ１２は、車両６の車軸の通過を示している。４つの波形がそれぞれ２つのピークＰ１１，Ｐ１２を有しているので、車両６は２軸車である。ピークＰ１１は、車両６の前輪の車軸の通過を示し、ピークＰ１２は、車両６の後輪の車軸の通過を示している。
【００６３】
図９の例では、主桁Ｇ１，Ｇ２に設けられるセンサー２１からそれぞれ出力される加速度データのピークＰ１１，Ｐ１２は、主桁Ｇ３，Ｇ４に設けられるセンサー２１からそれぞれ出力される加速度データのピークＰ１１，Ｐ１２よりも大きいため、車両６はレーンＬ１を走行したと判定することができる。
【００６４】
レーンＬ１〜Ｌｍと主桁Ｇ１〜Ｇｎの相対的な位置関係が図２及び図３とは異なる場合もあるが、一般的に、１以上ｍ以下の整数ｉに対して、車両６が第ｉのレーンＬｉを走行する場合、レーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２１から出力される加速度データは、その他の主桁に設けられたセンサー２１から出力される加速度データよりも大きい。同様に、車両６がレーンＬｉを走行する場合、レーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２から出力される加速度データは、その他の主桁に設けられたセンサー２２から出力される加速度データよりも大きい。
【００６５】
したがって、レーン判定部１１３は、データ取得部１１１によって取得された、各センサー２１から出力される加速度データの大きさを比較することで、車両６が走行したレーンを判定することができる。また、レーン判定部１１３は、データ取得部１１１によって取得された、各センサー２２から出力される加速度データの大きさを比較することでも、車両６が走行したレーンを判定することができる。レーン判定部１１３は、車両６の走行による加速度成分が明瞭に出現するように、データ取得部１１１によってフィルター処理された加速度データを用いて車両６が走行したレーンを判定する。
【００６６】
なお、ｎ個の主桁Ｇ１〜Ｇｎのうちの主桁Ｇｉにセンサー２１又はセンサー２２が設けられていない場合や主桁Ｇｉに設けられたセンサー２１又はセンサー２２が異常となった場合等においても、移動体検知部１１４は、主桁Ｇｉに設けられたセンサー２２から出力される加速度データを用いてレーン判定を行うことができる。例えば、図９の例では、車両６が橋梁５の第１のレーンＬ１を走行するので、主桁Ｇ１に設けられたセンサー２２から出力される加速度データが主桁Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に設けられたセンサー２１からそれぞれ出力される加速度データよりも相対的に大きくなる。したがって、主桁Ｇ１にセンサー２１が設けられていない場合や主桁Ｇ１に設けられたセンサー２１が異常となった場合、主桁Ｇ１に設けられたセンサー２２から出力される加速度データと主桁Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に設けられたセンサー２１からそれぞれ出力される加速度データとを用いて車両６が走行したレーンを判定することができる。
【００６７】
センサー２１，２２の数や配置は、少なくとも車両６が走行したレーンを判定することができるように決定される。さらに、所定数のセンサー２１，２２が異常となった場合にも車両６が走行したレーンを判定することができるように、センサー２１，２２の数や配置に冗長性を持たせることが望ましい。
【００６８】
１−６．移動体検知
移動体検知部１１４は、レーン判定部１１３によって車両６が橋梁５の第ｉのレーンＬｉを走行したと判定された場合、レーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２１から出力されてフィルター処理された加速度データを用
いて、車両６の各車軸が橋梁５のレーンＬｉに進入した時刻を算出する。例えば、図９の例では、移動体検知部１１４は、主桁Ｇ１又は主桁Ｇ２に設けられたセンサー２１から出力される加速度データのピークＰ１１，Ｐ１２のタイミングを求めて、車両６の前輪及び後輪がそれぞれ第１のレーンＬ１に進入した時刻としてもよい。
【００６９】
同様に、移動体検知部１１４は、レーン判定部１１３によって車両６が橋梁５の第ｉのレーンＬｉを走行したと判定された場合、レーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２から出力されてフィルター処理された加速度データを用いて、車両６の各車軸が橋梁５のレーンＬｉから退出した時刻を算出する。
【００７０】
計測装置１の記憶部１３０には、各レーンＬｉと、レーンＬｉに最も近い主桁及び２番目に近い主桁との対応表が記憶されており、移動体検知部１１４は、当該対応表を参照して各レーンＬｉを走行する車両６の検知に用いるセンサー２１，２２を選択してもよい。
【００７１】
なお、センサー２１，２２の設置位置が橋梁５の端点でない場合、車両６の実際の進入、退出のタイミングと、加速度データにピークが現れるタイミングとにずれが生じる場合がある。よって、移動体検知部１１４は、加速度データのピークタイミングに対して、センサー２１，２２の設置位置に応じた補正を行って、進入時刻及び退出時刻を求めてもよい。
【００７２】
１−７．変位量の算出
変位量算出部１１５は、レーン判定部１１３によって車両６が橋梁５の第ｉのレーンＬｉを走行したと判定された場合、レーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２３から出力される加速度データに対して、２階積分を行い、車両６のレーンＬｉの走行による橋梁５の変位量を算出する。この２階積分の積分区間は、移動体検知部１１４が算出したレーンＬｉに対する進入時刻及び退出時刻に基づいて決定される。例えば、変位量算出部１１５は、移動体検知部１１４が算出したレーンＬｉへの進入時刻あるいはその少し前の時刻から、レーンＬｉからの退出時刻あるいはその少し後の時刻までの区間において、加速度データを２階積分してもよい。
【００７３】
なお、センサー２３のオフセット分によって積分結果が発散しないように、変位量算出部１１５は、加速度データからＤＣ（Direct Current）成分を除去してもよい。
【００７４】
１−８．車両の重量の算出
重量算出部１１６は、上述したＷＩＭにより、変位量算出部１１５によって算出された、車両６のレーンＬｉの走行による橋梁５の変位と、影響線データとに基づいて、車両６の重量を算出する。具体的には、重量算出部１１６は、影響線データと、車両６の各車軸のレーンＬｉに対する進入時刻及び退出時刻を用いて、車軸ごとの軸重を算出し、算出した軸重を合計して車両６の重量を算出する。
【００７５】
ここで、車両６が第１のレーンＬ１〜第ｍのレーンＬｍをそれぞれ走行したときのレーンＬ１〜Ｌｍの所与の地点における橋梁５の変位は互いに異なる。そのため、基準車両にレーンＬ１〜Ｌｍをそれぞれ走行させてレーンＬ１〜Ｌｍに対する影響線データＥ１〜Ｅｍがそれぞれ作成され、記憶部１３０にあらかじめ記憶されている。重量算出部１１６は、車両６のレーンＬｉの走行による橋梁５の変位と、レーンＬｉに対する影響線データＥｉとを用いて、上述したＷＩＭにより車両６の終了を算出する。
【００７６】
１−９．演算可否の判断
図１０は、図２及び図３の例において、上述したＷＩＭによって各レーンを走行する車両６の重量を算出するために必要なデータの関係を示すデータフロー図である。図１０に
おいて、破線矢印は演算に入力される２つのデータのいずれか一方が必要であることを示し、実線矢印は演算に入力されるデータが必須であることを示している。
【００７７】
図１０に示すように、移動体検知部１１４が車両６のレーンＬｉへの進入時刻を算出するためには、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２１から出力される加速度データ及びレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２１から出力される加速度データの少なくとも一方が必要である。同様に、移動体検知部１１４が車両６のレーンＬｉからの退出時刻を算出するためには、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２２から出力される加速度データ及びレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２から出力される加速度データの少なくとも一方が必要である。
【００７８】
したがって、移動体検知部１１４は、異常判定部１１２が、ｋ個のセンサー２１のうち、橋梁５のレーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられているセンサー２１が異常ではないと判定した場合に、当該センサー２１から出力される加速度データに基づいて、レーンＬｉを走行する車両６を検知し、車両６のレーンＬｉへの進入時刻を算出する。同様に、移動体検知部１１４は、異常判定部１１２が、ｐ個のセンサー２２のうち、橋梁５のレーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられているセンサー２２が異常ではないと判定した場合に、当該センサー２２から出力される加速度データに基づいて、レーンＬｉを走行する車両６を検知し、車両６のレーンＬｉからの退出時刻を算出する。
【００７９】
なお、車両６が橋梁５のレーンＬｉを走行する場合に、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２１とレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２１の両方が異常であれば、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬｉへの進入時刻を算出しない。また、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２１が異常であり、かつ、レーンＬｉに２番目に近い主桁にセンサー２１が設けられていない場合、又は、レーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２１が異常であり、かつ、レーンＬｉに最も近い主桁にセンサー２１が設けられていない場合も、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬｉへの進入時刻を算出しない。
【００８０】
同様に、車両６が橋梁５のレーンＬｉを走行する場合に、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２２とレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２の両方が異常であれば、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬｉからの退出時刻を算出しない。また、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２２が異常であり、かつ、レーンＬｉに２番目に近い主桁にセンサー２２が設けられていない場合、又は、レーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２が異常であり、かつ、レーンＬｉに最も近い主桁にセンサー２２が設けられていない場合も、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬｉからの退出時刻を算出しない。
【００８１】
また、変位量算出部１１５がレーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出するためには、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２３から出力される加速度データ及びレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２３から出力される加速度データの少なくとも一方と、加速度データを２階積分する積分区間を特定するために車両６のレーンＬｉへの進入時刻及びレーンＬｉからの退出時刻の情報とが必要である。したがって、変位量算出部１１５は、異常判定部１１２が、ｑ個のセンサー２３のうち、橋梁５のレーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられているセンサー２３が異常ではないと判定した場合に、当該センサー２３から出力される加速度データと、移動体検知部１１４によって検知された車両６の情報であるレーンＬｉに対する進入時刻及び退出時刻とに基づいて、レーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出する。なお、車両６のレーンＬｉへの進入時刻は車両６の最初の車軸がレーンＬｉに進入した時刻であり、車両
６のレーンＬｉからの退出時刻は車両６の最後の車軸がレーンＬｉから退出した時刻である。
【００８２】
なお、車両６が橋梁５のレーンＬｉを走行する場合に、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２３とレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２３の両方が異常であれば、変位量算出部１１５は、レーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出しない。また、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２３が異常であり、かつ、レーンＬｉに２番目に近い主桁にセンサー２３が設けられていない場合、又は、レーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２３が異常であり、かつ、レーンＬｉに最も近い主桁にセンサー２３が設けられていない場合も、変位量算出部１１５は、レーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出しない。また、移動体検知部１１４が車両６のレーンＬｉへの進入時刻及びレーンＬｉからの退出時刻の少なくとも一方を算出しない場合も、変位量算出部１１５は、レーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出しない。
【００８３】
また、重量算出部１１６がＷＩＭによって第ｉのレーンＬｉを走行する車両６の重量を算出するためには、影響線データを配置するために車両６のレーンＬｉに対する進入時刻及び退出時刻の情報が必要であるとともに、車両６の走行によるレーンＬｉにおける橋梁５の変位量の情報が必要である。すなわち、重量算出部１１６は、移動体検知部１１４によって検知された車両６の情報であるレーンＬｉに対する進入時刻及び退出時刻と、変位量算出部１１５によって算出されたレーンＬｉにおける橋梁５の変位量とに基づいて、レーンＬｉを走行する車両６の重量を算出する。
【００８４】
なお、車両６が橋梁５のレーンＬｉを走行する場合に、変位量算出部１１５がレーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出しなければ、重量算出部１１６は、レーンＬｉを走行する車両６の重量を算出しない。
【００８５】
図１１、図１２及び図１３は、センサー２１，２２，２３の一部が異常である場合の例を示す図である。図１１、図１２及び図１３の例では、主桁の数ｎ、センサー２１の数ｋ、センサー２２の数ｐ、センサー２３の数ｑがすべて４であり、レーンの数ｍが３である。図１１、図１２及び図１３において、異常であるセンサー２１，２２，２３には×印が付されている。
【００８６】
図１１の例では、主桁Ｇ２に設けられたセンサー２１，２２、及び主桁Ｇ３に設けられたセンサー２１，２２が異常であり、その他の各センサー２１，２２，２３は異常ではない。この場合、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬ１，Ｌ３に対する進入時刻及び退出時刻を算出し、車両６のレーンＬ２に対する進入時刻及び退出時刻を算出しない。また、変位量算出部１１５は、車両６の走行によるレーンＬ１，Ｌ３における橋梁５の変位量を算出し、車両６の走行によるレーンＬ２における橋梁５の変位量を算出しない。また、重量算出部１１６は、レーンＬ１，Ｌ３を走行する車両６の重量を算出し、レーンＬ２を走行する車両６の重量を算出しない。
【００８７】
図１２の例では、主桁Ｇ２に設けられたセンサー２１、主桁Ｇ３に設けられたセンサー２１，２２、及び主桁Ｇ４に設けられたセンサー２２が異常であり、その他の各センサー２１，２２，２３は異常ではない。この場合、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬ１，Ｌ３への進入時刻を算出し、車両６のレーンＬ２への進入時刻を算出しない。また、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬ１，Ｌ２からの退出時刻を算出し、車両６のレーンＬ３からの退出時刻を算出しない。また、変位量算出部１１５は、車両６の走行によるレーンＬ１における橋梁５の変位量を算出し、車両６の走行によるレーンＬ２，Ｌ３における橋梁５の変位量を算出しない。また、重量算出部１１６は、レーンＬ１を走行する車両６の重量を算出し、レーンＬ２，Ｌ３を走行する車両６の重量を算出しない。
【００８８】
図１３の例では、主桁Ｇ２に設けられたセンサー２３、主桁Ｇ３に設けられたセンサー２２，２３、及び主桁Ｇ４に設けられたセンサー２２が異常であり、その他の各センサー２１，２２，２３は異常ではない。この場合、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬ１，Ｌ２，Ｌ３への進入時刻を算出する。また、移動体検知部１１４は、車両６のレーンＬ１，Ｌ２からの退出時刻を算出し、車両６のレーンＬ３からの退出時刻を算出しない。また、変位量算出部１１５は、車両６の走行によるレーンＬ１における橋梁５の変位量を算出し、車両６の走行によるレーンＬ２，Ｌ３における橋梁５の変位量を算出しない。また、重量算出部１１６は、レーンＬ１を走行する車両６の重量を算出し、レーンＬ２，Ｌ３を走行する車両６の重量を算出しない。
【００８９】
なお、図１１、図１２及び図１３において×印が付されたセンサー２１，２２，２３の一部が主桁に設けられていない場合も、移動体検知部１１４、変位量算出部１１５及び重量算出部１１６による各演算の可否は、図１１、図１２及び図１３の例の場合と同様である。
【００９０】
１−１０．車両の重量算出の処理フロー
図１４は、本実施形態における移動体である車両６の重量を算出する処理の手順を示すフローチャート図である。
【００９１】
図１４に示すように、まず、データ取得部１１１は、各センサー２１，２２，２３から出力される加速度データを取得する（ステップＳ１）。
【００９２】
次に、データ取得部１１１は、各センサー２１，２２から出力される加速度データに対して、車両６の車軸通過による加速度成分が明瞭に出現するようフィルター処理を行う（ステップＳ２）。例えば、データ取得部１１１は、２５Ｈｚ以上の周波数成分の加速度を通過させるＨＰＦ（High Pass Filter）の機能を有している。ＨＰＦは、例えば、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルターやＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によって構成される。その他に、明瞭度を向上させる目的で、データ取得部１１１は、微分フィルター、例えば二近傍ラプラシアンフィルタ等の強調フィルター処理を行っても良い。
【００９３】
次に、異常判定部１１２は、ステップＳ１で取得された加速度データ又はステップＳ２でフィルター処理された加速度データに基づいて、各センサー２１，２２，２３が異常であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００９４】
次に、レーン判定部１１３は、ステップＳ２でフィルター処理された加速度データに基づいて、車両６が走行したレーンＬｉを判定する（ステップＳ４）。
【００９５】
次に、移動体検知部１１４は、ステップＳ４で判定されたレーンＬｉに最も近い主桁又は２番目に近い主桁に設けられたセンサー２１が正常である場合（ステップＳ５のＹ）、当該センサー２１から出力されてステップＳ２でフィルター処理された加速度データに基づいて、車両６の各車軸のレーンＬｉへの進入時刻を算出する（ステップＳ６）。
【００９６】
次に、移動体検知部１１４は、レーンＬｉに最も近い主桁又は２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２が正常である場合（ステップＳ７のＹ）、当該センサー２２から出力されてステップＳ２でフィルター処理された加速度データに基づいて、車両６の各車軸のレーンＬｉからの退出時刻を算出する（ステップＳ８）。
【００９７】
次に、変位量算出部１１５は、レーンＬｉに最も近い主桁又は２番目に近い主桁に設けられたセンサー２３が正常である場合（ステップＳ９のＹ）、当該センサー２３から出力
されてステップＳ１で取得された加速度データと、ステップＳ６で算出された進入時刻及びステップＳ８で算出された退出時刻とに基づいて、レーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出する（ステップＳ１０）。
【００９８】
最後に、重量算出部１１６は、レーンＬｉに対する影響線データと、ステップＳ６で算出された進入時刻及びステップＳ８で算出された退出時刻と、ステップＳ１０で算出された変位量とに基づいてＷＩＭを行って、レーンＬｉを走行する車両６の重量を算出し（ステップＳ１１）、処理が終了する。
【００９９】
また、移動体検知部１１４は、ステップＳ５において、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２１とレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２１の両方が異常である場合、又は、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２１が異常であり、かつ、レーンＬｉに２番目に近い主桁にセンサー２１が設けられていない場合、又は、レーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２１が異常であり、かつ、レーンＬｉに最も近い主桁にセンサー２１が設けられていない場合（ステップＳ５のＮ）、車両６の各車軸のレーンＬｉへの進入時刻を算出しない。そして、移動体検知部１１４は、レーンＬｉに最も近い主桁又は２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２が正常である場合（ステップＳ１２のＹ）、ステップＳ８と同様、車両６の各車軸のレーンＬｉからの退出時刻を算出する（ステップＳ１３）。
【０１００】
また、移動体検知部１１４は、ステップＳ７又はステップＳ１２において、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２２とレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２の両方が異常である場合、又は、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２２が異常であり、かつ、レーンＬｉに２番目に近い主桁にセンサー２２が設けられていない場合、又は、レーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２２が異常であり、かつ、レーンＬｉに最も近い主桁にセンサー２２が設けられていない場合（ステップＳ７のＮ又はステップＳ１２のＮ）、移動体検知部１１４は、車両６の各車軸のレーンＬｉからの退出時刻を算出せず、処理が終了する。
【０１０１】
また、重量算出部１１６は、ステップＳ９において、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２３とレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２３の両方が異常である場合、又は、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２３が異常であり、かつ、レーンＬｉに２番目に近い主桁にセンサー２３が設けられていない場合、又は、レーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられたセンサー２３が異常であり、かつ、レーンＬｉに最も近い主桁にセンサー２３が設けられていない場合（ステップＳ９のＮ）、レーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出せず、処理が終了する。
【０１０２】
なお、ステップＳ１は、データ取得工程の一例である。また、ステップＳ３は、異常判定工程の一例である。また、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１２，Ｓ１３は、移動体検知工程の一例である。また、ステップＳ９，Ｓ１０は、変位量算出工程の一例である。また、ステップＳ１１は、重量算出工程の一例である。
【０１０３】
１−１１．作用効果
以上に説明した本実施形態では、移動体検知部１１４は、異常判定部１１２が、橋梁５の第ｉのレーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられているセンサー２１が異常ではないと判定した場合に、当該センサー２１から出力される加速度データに基づいて、レーンＬｉを移動する車両６を検知する。そのため、例えば、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２１が異常になった場合でも、レーンＬｉに２番目に近い主桁に正常なセンサー２１が設けられていれば、移動体検知部１１４は、当該正常なセンサー２１から出力される加速度データに基づいて、レーンＬｉを走行する車両
６を検知し、車両６のレーンＬｉへの進入時刻を算出することができる。したがって、本実施形態に係る計測装置１、計測システム１０及び計測方法によれば、センサー２１が異常になった場合でも車両６を検知するための演算を継続することができる確率を高めることができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、移動体検知部１１４は、異常判定部１１２が、橋梁５の第ｉのレーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられているセンサー２２が異常ではないと判定した場合に、当該センサー２２から出力される加速度データに基づいて、レーンＬｉを移動する車両６を検知する。そのため、例えば、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２２が異常になった場合でも、レーンＬｉに２番目に近い主桁に正常なセンサー２２が設けられていれば、移動体検知部１１４は、当該正常なセンサー２２から出力される加速度データに基づいて、レーンＬｉを走行する車両６を検知し、車両６のレーンＬｉからの退出時刻を算出することができる。したがって、本実施形態に係る計測装置１、計測システム１０及び計測方法によれば、センサー２２が異常になった場合でも車両６を検知するための演算を継続することができる確率を高めることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、変位量算出部１１５は、異常判定部１１２が、橋梁５の第ｉのレーンＬｉに最も近い主桁又はレーンＬｉに２番目に近い主桁に設けられているセンサー２３が異常ではないと判定した場合に、当該センサー２３から出力される加速度データと、移動体検知部１１４によって検知された車両６の情報とに基づいて、レーンＬｉにおける橋梁５の変位量を算出する。また、重量算出部１１６は、移動体検知部１１４によって検知された車両６の情報と、変位量算出部１１５によって算出された橋梁５の変位量とに基づいて、レーンＬｉを走行する車両６の重量を算出する。そのため、移動体検知部１１４がレーンＬｉを走行する車両６を検知して進入時刻及び退出時刻を算出している場合において、例えば、レーンＬｉに最も近い主桁に設けられたセンサー２３が異常になった場合でも、レーンＬｉに２番目に近い主桁に正常なセンサー２３が設けられていれば、変位量算出部１１５は、当該正常なセンサー２３から出力される加速度データに基づいて、レーンＬｉを走行する車両６による橋梁５の変位量を算出することができる。また、重量算出部１１６は、変位量算出部１１５によって算出された橋梁５の変位量に基づいて、レーンＬｉを走行する車両６の重量を算出することができる。したがって、本実施形態に係る計測装置１、計測システム１０及び計測方法によれば、センサー２３が異常になった場合でも橋梁５の変位量を算出するための演算や車両６の重量を算出するための演算を継続することができる確率を高めることができる。
【０１０６】
２．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１０７】
上記の実施形態では、センサー２１，２２，２３は、加速度センサーであるが、加速度センサーに限定されない。センサー２１，２２，２３は、加速度、速度、変位、ひずみといった外力を測定することが可能なセンサーであれば、レーザードップラー振動計やサンプリングモアレ法等による変位・速度計測技術等種々の測定技術を適用する事が可能である。
【０１０８】
センサー２１，２２，２３が、歪みセンサーや変位計のように、直接的に橋梁５の変位を測定できるセンサーである場合、変位量算出部１１５における積分処理は不要である。ただし、歪みセンサー等は、橋梁５の部材に直接設置する必要がある。例えば、センサー設置の際に、塗装を除去する等の工程が必要となる。これに対して、加速度センサーは磁石等により橋梁５の表面に設置することできるため、設置の負担という観点からは加速度
センサーが有利である。
【０１０９】
また、センサー２１，２２，２３は、出力される信号のピークが明確であり、且つ、反応が早い、すなわち、ピークの影響が後に残りにくいセンサーであることが望ましく、歪みセンサー等よりも加速度センサーの方が望ましい。
【０１１０】
また、センサー２１，２２，２３として選択されるセンサーの組み合わせは任意である。例えば、センサー２１，２２を加速度センサーとし、センサー２３を歪みセンサーとするといった種々の実施形態が可能である。
【０１１１】
また、上記の実施形態において、計測装置１等は、その処理の一部又は大部分をプログラムにより実現してもよい。この場合には、ＣＰＵ等のプロセッサーがプログラムを実行することで、計測装置１等が実現される。具体的には、非一時的な情報記憶装置に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサーが実行する。ここで、コンピューターにより読み取り可能な装置や媒体である情報記憶装置は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスクＤＶＤ、ＣＤ等の光ディスク、ハードディスクドライブ、或いはカード型メモリーやＲＯＭ等の各種のメモリーなどにより実現できる。そして、ＣＰＵ等のプロセッサーは、情報記憶装置に格納されるプログラムやデータに基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶装置には、本実施形態の各部としてコンピューターを機能させるためのプログラムが記憶される。
【０１１２】
また、上記の実施形態において、計測装置１は、プロセッサーとメモリーを含んでもよい。ここでのプロセッサーは、例えば各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよいし、或いは各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。例えば、プロセッサーはハードウェアを含み、そのハードウェアは、デジタル信号を処理する回路及びアナログ信号を処理する回路の少なくとも一方を含むことができる。プロセッサーとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種のプロセッサーを用いることが可能である。メモリーは、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access
Memory）などの半導体メモリーであってもよいし、レジスターであってもよいし、ハードディスク装置等の磁気記憶装置であってもよいし、光学ディスク装置等の光学式記憶装置であってもよい。例えば、メモリーはコンピューターにより読み取り可能な命令を格納しており、当該命令がプロセッサーにより実行されることで、計測装置１の各部の機能が実現されることになる。
【０１１３】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１１４】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１１５】
１…計測装置、４…通信ネットワーク、５…橋梁、６…車両、１０…計測システム、２１…センサー、２２…センサー、２３…センサー、１１０…制御部、１１１…データ取得部、１１２…異常判定部、１１３…レーン判定部、１１４…移動体検知部、１１５…変位量
算出部、１１６…重量算出部、１２０…通信部、１３０…記憶部、１４０…出力部、１５０…操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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