(57)【要約】【課題】土木建築物の変化を測定することにより、土木建築物の補修や交換、再建の必要性や時期を決定するためのデーターを容易に収集、管理でき、災害や被害を防止又は最小限に食い止めることができる土木建築物の計測システムを提供する。【解決手段】少なくとも一つの土木建築物２と、該土木建築物を管理するための管理部３からなり、前記土木建築物２には、土木建築物２の変化を測定するための計測器２ａが備えられており、管理部３には計測器２ａで測定したデータを記録するための記憶部３ｂと、記憶部３ｂから読み出したデータを表示するための表示部３ｃと、これらを制御するための制御部３ｄが備えられており、表示部３ｃは、前記土木建築物２について同一時期のデータを一覧にして表示する機能か、前記土木建築物２について得られたデータを経時的に並べて表示する機能か、少なくともいずれかの機能を有することを特徴とする土木建築物の計測システム１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの土木建築物と、該土木建築物を管理するための管理部からなり、
前記土木建築物には、土木建築物の変化を測定するための計測器と、計測器で得られたデータを送信するための送信部と、計測器及び送信部に動力を供給するための電源部が備えられており、
管理部には前記土木建築物から送信されたデータを受信するための受信部と、受信したデータを記録するための記憶部と、記憶部から読み出したデータを表示するための表示部と、これら受信部、記憶部、表示部を制御するための制御部が備えられており、
表示部は、前記土木建築物について同一時期のデータを一覧にして表示する機能か、前記土木建築物について得られたデータを経時的に並べて表示する機能か、少なくともいずれかの機能を有することを特徴とする土木建築物の計測システム。
【請求項２】
電源部が、土木建築物内の設備を作動させるものとは別に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の土木建築物の計測システム。
【請求項３】
電源部が太陽電池パネルであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の土木建築物の計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木構築物や建築物（以下、土木建築物と記す）に取り付けられる計測システムに係り、更に詳しくは、土木建築物の変化を測定し、土木建築物の異常や劣化の検知や予測、補修や交換、再建の時期の決定等のデーターを容易に収集、管理できる土木建築物の計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
我が国の主要な土木建築物の大半はいわゆる高度成長期に建築されたものであり、近々、補修や交換、再建の必要性が大量に発生するであろうといわれている。これらの補修や交換、再建の必要性は建築物を一定期間毎に点検して、補修費用、補修後の建築物の価値、再建費用、再建後の建築物の価値等を総合的に勘案して判断されるが、判断材料を得る手段は通常は目視、触診、異音確認、異臭確認、作動確認、打音検査等、人の感覚で行うものが主であるため（非特許文献１参照）、データーの精度が悪く、他の建築物のデータと対比したり、経時的に変化を追跡し、土木建築物の異常や劣化を検知したり予想し、補修や交換、再建の時期を適切に知ることは極めて困難であった。
【０００３】
補修や再建についての正確なデーターを得るにはコアボーリングにより採取したサンプルについて力学的な試験を行ったり、放射線透過試験、超音波探傷試験といったいわゆる非破壊検査等を行う必要があるが、これらは全て調査員が特殊な装置を持って現地に赴き、データーを採取して記録し、別途集計して結論を得るという極めて手間がかかるものなので頻繁に行うことができず、必要なときに必要なデーターが揃うとは限らない。特に、近々予想されるような建築物等の大量補修や交換、再建の際には、調査員の人手が足りなくなり、十分なデーターが無いまま補修や交換、再建の決断を迫られることになりかねない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】建築物点検マニュアル  国土交通省大臣官房官庁営繕部計画課  保全指導室（URL:http://www.skr.mlit.go.jp/eizen/image/hozen/06tenken/tenkenmanual.pdf ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、土木建築物の変化を測定することにより、土木建築物の異常や劣化の検知や予測したり、補修や交換、再建の必要性や時期を決定するためのデーターを容易に収集し、管理できる土木建築物の計測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、少なくとも一つの土木建築物と、該土木建築物を管理するための管理部からなり、前記土木建築物には、土木建築物の変化を測定するための計測器と、計測器で得られたデータを送信するための送信部と、計測器及び送信部に動力を供給するための電源部が備えられており、管理部にはそれぞれの土木建築物から送信されたデータを受信するための受信部と、受信したデータを記録するための記憶部と、記憶部から読み出したデータを表示するための表示部と、これら受信部、記憶部、表示部を制御するための制御部が備えられており、表示部は、前記土木建築物について同一時期のデータを一覧にして表示する機能か、前記の土木建築物について得られたデータを経時的に並べて表示する機能か、少なくともいずれかの機能を有する土木建築物の計測システムを内容とする。
【０００７】
本発明の他の特徴は、電源部が、土木建築物内の設備を作動させるものとは別に設けられている上記の土木建築物の計測システムを内容とする。
【０００８】
本発明の更に他の特徴は、電源部が太陽電池パネルである上記の土木建築物の計測システムを内容とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の土木建築物の計測システムは、土木建築物自体が変化を測定するための計測器を備えているので、測定作業が容易である。また、土木建築物が複数の場合でも採取されたデータは送信部、受信部を介して管理部に送付されるので調査のために人員を派遣する必要がなく、一定の場所で集中的に管理できるので、安価且つ効率的に、土木建築物の異常や劣化を検知したり、予測したりでき、また、補修や交換、再建の決定等を行うことができるので、事故の発生を未然に防止することができる。
また、表示部では採取したデータを一覧表示でき、土木建築物の同一時期のデータを一覧表示すれば、複数の土木建築物の補修、再建の必要性や時期について、優先順位の意思決定に役立てることができる。また、土木建築物から得られたデータを経時的に並べて表示すれば、耐用年数の予測に役立てることができる。
【００１０】
電源部を土木建築物内の設備用のものと別系統にしたり、太陽電池パネルを電源部として使用すれば、例えば地震等の大災害において主電源が喪失した場合にも本発明の計測システムが作動するので、早急に立ち退く必要がある土木建築物と、避難先として活用できる土木建築物の見分けが直ぐにでき、速やかな避難計画の作成に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の土木建築物の計測システムの一例を示す概念図である。
【図２】図２は図１の例における土木建築物の概略説明断面図である。
【図３】図３は本発明における管理部を示すブロック図である。
【図４】図４は土木建築物群を構成する各土木建築物の同一時期のデータを一覧にして表示する例を示す説明図である。
【図５】図５は土木建築物から得られたデータを経時的に並べて表示する例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の土木建築物の計測システムは、例えば図１に示すように、構成物００１、００２・・・からなる土木建築物２と、これらの土木建築物２を管理するための管理部３からなり、
それぞれの土木建築物２には、例えば図２に示すように、土木建築物２の変化を測定するための計測器２ａと、計測器２ａで得られたデータを送信するための送信部２ｂと、計測器２ａ及び送信部２ｂに動力を供給するための電源部２ｃが備えられており、
管理部３には、例えば図３に示すように、それぞれの土木建築物２から送信されたデータを受信するための受信部３ａと、受信したデータを記録するための記憶部３ｂと、記憶部３ｂから読み出したデータを表示するための表示部３ｃと、これら受信部３ａ、記憶部３ｂ、表示部３ｃを制御するための制御部３ｄが備えられており、
表示部３ｃは、例えば図４に示すように、それぞれの土木建築物について同一時期のデータを一覧にして表示する機能か、例えば図５に示すように、一つの土木建築物について得られたデータを経時的に並べて表示する機能か、少なくともいずれか一方の機能を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の土木建築物の計測システム１は、図１に示されるように、土木建築物２と管理部３からなる。
本発明において土木建築物２とは、土木及び建築の分野における構造物や建造物、及びそれらの構成要素一般を指し、道路、電気、水道、ガス、橋梁、ダム、堤防、防潮壁、擁壁といった土木構築物や、住宅、商業ビル、工場等の建築物、学校、図書館等の営造物、またはこれらを構成する壁面パネル、窓枠、ドア、基礎、土台等を全て含む。なお、図１に示した例においては、海岸線に沿って複数のブロックで構築された防潮堤が本発明における土木建築物２として例示されている。この防潮堤は数十メートル毎に区切って構築されており、区切られた範囲ごとに補修や交換、再建の必要性が検討又は実施される。
また、本発明において管理部３とは、上記土木建築物２から得られるデータを管理する部分であり、得られたデータを記憶するとともに、記憶したデータを比較対照可能なように編集して表示する部分である。
【００１４】
本発明における土木建築物２には、図２に示すように、計測器２ａと送信部２ｂと電源部２ｃが設けられる。
本発明において計測器２ａとは土木建築物２の変化を測定するためのものであり、具体的な構成は土木建築物２の構造等によって異なるが、例えば土圧計、降雨計、温度計、湿度計、振動計、歪み計、土中傾斜計、土中変位計、補強土歪計、壁面変位計、間隙水圧計、降雨計等が例示できる。図２に示した例では電波の発信源２ａ１と、電波の位置測定器２ａ２が計測器２ａとして使用されており、度重なる衝撃を受けて土木建築物２（防潮堤）が変形した場合に、その変形により電波の発信源２ａ１の位置が変わるので、その位置の変化（水平変位）を位置測定器２ａ２で読み取って数値化し、塑性変形による強度劣化の目安とするように構成されている。
【００１５】
本発明において送信部２ｂとは、前記計測器２ａで得られたデータを管理部３に送信するための部分である。本発明の送信部２ｂとして使用される機器は特に限定されないが、電話回線、インターネット回線等の公衆回線に接続可能な機器を送信部２ｂとしてもよいし、専用線に接続できる専用の機器を送信部２ｂとしてもよい。また、図２においては、送信部２ｂとして無線の機器が想定されているが、有線であっても差し支えない。
【００１６】
本発明において電源部２ｃとは、上記計測器２ａ及び送信部２ｂを駆動するための電源である。上記土木建築物２が住宅、商業ビル、工場等の本来的に電気を使用する設備である場合には本来の電源を本発明における電源部２ｃとして使用することもできるが、大災害時など本来の電源が使用できない状況でも電気が途絶えないような電源を本発明の電源部２ｃとした場合、被害状況を瞬時に把握できるため好ましい。
具体的には、蓄電池、充電池、自家発電装置、太陽電池パネル等を本発明の電源部２ｃとして用いることができ、また、これらを商用電源と併用して用いてもよい。
【００１７】
本発明における管理部３には、図３に示すように、受信部３ａと記憶部３ｂと表示部３ｃが設けられ、通常はこれらに加え、これらを制御するための制御部３ｄが設けられる。
本発明において受信部３ａとは、土木建築物２から送信されたデータを受信するための部分であり、土木建築物２に設けられた送信部２ｂと対をなす部分である。本発明の受信部３ａとして使用される機器は特に限定されないが、前述の送信部２ｂと同様、公衆回線に接続可能な機器を受信部３ａとしてもよいし、専用線に接続できる専用の機器を受信部３ａとしてもよく、また有線でも無線でもよい。
【００１８】
本発明において記憶部３ｂとは、受信部３ａで受信したデータを記憶する部分である。具体的な構成は、受信部３ａで受信したデータを好適に記憶できる限り特に限定されず、一般的にはＨＤＤやＳＳＤのような大容量記憶装置が好ましいが、収集するデータが少ない場合にはＵＳＢメモリやＭＯ、ＣＤ−Ｒなど比較的容量の小さな記憶媒体でも使用可能である。
【００１９】
本発明において表示部３ｃとは、記憶部３ｂに記憶されたデータを表示させるための部分であり、汎用コンピュータ用モニターとして使用されているディスプレー装置が本発明でも好適に使用される。また、携帯電話やスマートフォンのディスプレーを本発明における表示部３ｃとして使用することもでき、この場合には外出先でもデータを確認できるので、実際の土木建築物２を肉眼で確認しながら他の土木建築物２と比較検討することも可能になる。
【００２０】
本発明において表示部３ｃは、例えば図４に示されるように、それぞれの土木建築物２について同一時期のデータを一覧にして表示する機能を有するように構成するのが好ましい。この機能により表示されるデータは土木建築物２に設けられた計測器２ａにより採取されたものであるが、採取したデータを全て表示する必要はなく、評価したい事項に関連する項目のみを表示させればよい。
【００２１】
なお、図４は図１及び図２に示した防潮堤（土木建築物２）で津波を受け止めた場合における、各防潮堤（土木建築物２）がうけた損傷の程度を示している。即ち、図１及び図２に示した防潮堤には防潮堤上端の水平変位を計測することができる計測器２ａが設けられているので、この水平変位を塑性変形による防潮堤の脆化、劣化の目安とすることができる。図４に示した例ではＮｏ．１０３の防潮堤（土木建築物２）における水平変位が特に大きいことから、津波による衝撃でこの防潮堤が特に大きく変形し、脆化、劣化していることが検知又は予測される。従って、図４の表示を参照すれば、余震による津波に備えて、このＮｏ．１０３の防潮堤を特に重点的に補修や交換、又は再建すべき、という意思決定がスムースに行える。
【００２２】
同様の一覧表に基づく意思決定は学校の校舎や図書館、公民館等の公共建築物についても行うことができる。例えば、地震により複数の公共建築物が被害を受けた場合、倒壊の危険がある公共建築物からは速やかに市民を退避させる必要があると共に、倒壊の危険が無い公共建築物については避難所として活用する必要があるが、図４に示したものと同様の一覧表があれば、市民を退避させる必要がある公共建築物と避難所として活用できる公共建築物の見分けをつけるのが容易であるため、速やかに避難計画を立てることができる。
【００２３】
その他、土木建築物２の種類や取り付ける計測器２ａの種類によって、例えば道路における電信柱やガードレール、道路標識やその他付帯する設備の破損等、様々な不具合をひと目で知ることができ、メンテナンスの手間を極めて簡便にすることができる。
【００２４】
本発明の表示部３ｃは、図５に示すような、一つの土木建築物について得られたデータを経時的に並べて表示する機能を有するように構成するのが好ましい。この機能により表示されるデータについても、上記した同一時期のデータを一覧にして表示する場合と同様、採取したデータを全て表示する必要はなく、評価したい事項に関連する項目のみを表示させればよい。
【００２５】
図５は図１及び図２に示した防潮堤（土木建築物２）の経時変化の程度を示している。即ち、前述のとおり、防潮堤上端の水平変位は塑性変形による防潮堤の脆化、劣化の目安とすることができるが、例えば水平変位が１．０００以下であれば防潮堤が所定の性能を発揮できるとした場合、図５において２ヶ月ごとに水平変位が０．００１づつ増加していることから、あと１３０年余りは所定の性能を発揮し続けると予測される。この予測に基づき、資金の積み立てや資材の備蓄などの管理計画を効率的に立てることができる。
【００２６】
図５と同様の一覧表に基づく管理計画が、公共建築物、道路、水道、ガス、電気その他付帯する設備の管理等にも利用できる点については、図４に基づいて説明したような、同一時期のデータを一覧にして表示する場合と同様である。
【００２７】
本発明において制御部３ｄとは、受信部３ａ、記憶部３ｂ、表示部３ｃを制御するための部分であり、いわゆるパソコンを利用して管理部３を形成する場合には、中央演算装置（ＣＰＵ）、オペレーティングシステム（ＯＳ）、アプリケーションソフトが管理部３に相当する。但し、一つの制御部３ｄで受信部３ａ、記憶部３ｂ、表示部３ｃの全てを集中的に制御する必要はなく、例えば、一の制御部３ｄで受信部３ａ及び記憶部３ｂを制御してサーバーとし、他の制御部３ｄで表示部３ｃを制御してクライアントとした、いわゆるクライアント・サーバー型の管理部３とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の土木建築物の計測システムは、土木建築物に計測器を設けて所定の場所で土木建築物の変化に関するデータを収集、管理するとともに、土木建築物について同一時期のデータを一覧にして表示したり、特定の土木建築物について得られたデータを経時的に並べて表示するように構成されているので、補修や交換、再建の必要性や時期や優先順位について容易に知ることができるとともに、例えば大地震等が起きた場合や耐用年数が経過した場合の補修や交換、又は再建計画や避難計画が立てやすく、災害や被害を防止又は最小限に食い止めることができ、更に資金の積み立てや資材の備蓄など補修や交換、再建についての管理計画を効率的に立てることができる。
従って、本発明の土木建築物の計測システムは、長期に亘って継続的に使用され、膨大な費用を必要とする土木建築物の測定システムとして頗る有用である。
【符号の説明】
【００２９】
１  土木建築物の計測システム
２  土木建築物
２ａ  計測器
２ａ１  電波の発信源
２ａ２  電波の位置測定器
２ｂ  送信部
２ｃ  電源部
３  管理部
３ａ  受信部
３ｂ  記憶部
３ｃ  表示部
３ｄ  制御部
【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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