(57)【要約】【課題】構造物が平常（通常）の状態であるか否かを即座に判定することのできる環境測定装置および環境センサを提供する。【解決手段】本発明の構造物監視装置は、構造物に設けられた線状部材１０１の端部を保持する保持部６０を備え、保持部６０は、線状部材６０の端部が抜けたことを検出可能である。これにより、線状部材１０１に構造物からの外力が加わったことを検出することができる。したがって、構造物が平常（通常）の状態ではないこと、例えば、異常状態、非常状態、危険状態、災害発生状態などであること、を即座（即時）に判定することができる。【選択図】図７
2015036626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に設けられた線状部材の端部を保持する保持部を備え、
前記保持部は、前記線状部材の端部が抜けたことを検出可能である、
構造物監視装置。
【請求項２】
前記線状部材の端部は、非導電性を有し、
前記保持部は、導電性を有し、前記線状部材の端部を挟持する一組の挟持部材を備え、
前記一組の挟持部材は、電圧が加えられており、前記線状部材の端部が抜けたときに互いに接触する、
請求項１に記載の構造物監視装置。
【請求項３】
前記線状部材の端部は、導電性を有し、
前記保持部は、導電性を有し、前記線状部材の端部を挟持する一組の挟持部材を備え、
前記一組の挟持部材は、前記線状部材の端部を挟持するときに電圧が加えられ、前記線状部材の端部が抜けたときに前記電圧が除かれる、
請求項１に記載の構造物監視装置。
【請求項４】
前記線状部材の端部は、導電性を有し、
前記保持部は、導電性を有し、前記線状部材の端部を挟持する一組の挟持部材を備え、
前記一組の挟持部材は、電圧が加えられており、前記線状部材の端部が抜けたときに互いに非接触である、
請求項１に記載の構造物監視装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記線状部材の端部を挟持する一組の挟持部材を備え、
前記一組の挟持部材の一方に送信部が設けられ、
前記一組の挟持部材の他方に受信部が設けられ、
前記線状部材の端部が抜けたときに、前記送信部が送信した信号を前記受信部が受信する、
請求項１に記載の構造物監視装置。
【請求項６】
前記保持部は、前記一組の挟持部材に挟持力を与えるバネをさらに備える、
請求項２ないし５のいずれか一項に記載の構造物監視装置。
【請求項７】
前記線状部材は、長手方向に延在する導電性の電極部を含み、
前記電極部を介して電気信号を送る送電部をさらに備える、
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の構造物監視装置。
【請求項８】
前記電気信号は、パルス信号である、
請求項７に記載の構造物監視装置。
【請求項９】
前記保持部の検出結果に基づいて、警報を出力する警報出力部をさらに備える、
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の構造物監視装置。
【請求項１０】
複数の前記線状部材と、
複数の請求項１ないし９のいずれか一項に記載の構造物監視装置と、を備える、
構造物監視システム。
【請求項１１】
一の前記構造物監視装置の保持部は、一の前記線状部材の端部を保持し、
他の前記構造物監視装置の保持部は、他の前記線状部材の端部を保持し、
前記一の構造物監視装置の保持部と前記他の構造物監視装置の保持部とは、互いに異なる保持力を有する、
請求項１０に記載の構造物監視システム。
【請求項１２】
前記複数の線状部材のそれぞれは、前記構造物の面に対して二次元的に配置される、
請求項１０または１１に記載の構造物監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係るいくつかの態様は、構造物を監視する構造物監視装置および構造物監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のシステムとして、トンネルの天井や側壁に取り付けられた複数のセンサ端末と、複数のセンサ端末で計測された亀裂の長さ（幅）のデータを、無線通信を利用して収集するデータ収集端末と、で構成される亀裂変位計測システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３８１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の亀裂変位計測システムでは、データ収集端末が亀裂長さの時系列データを収集しており、収集されたデータをパソコン等で分析することにより、トンネル内の亀裂の変位を経時変化を把握している。
【０００５】
しかしながら、時系列のデータから、構造物の平常状態（通常状態）と、異常状態（非常状態）や危険状態などとを判定することは困難であった。そのため、構造物が平常（通常）の状態であるか否かを即座に判定することは困難であった。
【０００６】
本実施形態のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、構造物が平常（通常）の状態であるか否かを即座に判定することのできる構造物監視装置および構造物監視システムを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る構造物監視装置は、構造物に設けられた線状部材の端部を保持する保持部を備え、保持部は、線状部材の端部が抜けたことを検出可能である。
【０００８】
また、本発明に係る構造物監視システムは、複数の線状部材と、複数の本発明に係る構造物監視装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構造物監視装置および構造物監視システムによれば、線状部材の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能である。これにより、線状部材に構造物からの外力が加わったことを検出することができる。したがって、構造物を監視（モニタリング）することができるとともに、構造物が平常（通常）の状態であるか、構造物が平常（通常）の状態以外、例えば、異常状態、非常状態、危険状態、災害発生状態など、であるか、を即座（即時）に判定することができる。また、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、初期値（初期データ）を必要としない。したがって、既存の構造物に容易に設置（構築）することができる。また、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、連続的または周期的に値（データ）を取得する必要がなく、大量の値（データ）を、記憶し、演算し、処理する装置も必要ない。したがって、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと比較して、設置（構築）する際の費用（コスト）を低減することができる。さらに、保持部は機械的（物理的）に線状部材の端部を保持し、線状部材の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能であるため、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、検出信号（検出データ）のドリフトが存在せず、電気系統の故障（トラブル）が非常に少ない。仮に故障（トラブル）が発生した場合であっても、構造物監視装置が線状部材の端部を単に保持（挟持）する構成であるため、構造物監視装置のみ、または、線状部材のみを交換することが可能である。したがって、設置（構築）後のメンテナンスが容易になる。
【００１０】
また、本発明の構造物監視装置および構造物監視システムによれば、線状部材は、長手方向に延在する導電性の電極部を含み、構造物監視装置は、電極部を介して電気信号を送る送電部をさらに備える。これにより、例えば、電極部の一端部から電気信号を送り、電極部の他端部から当該電気信号を受信することにより、電気信号を受信したか否かに基づいて、または、受信した電気信号の電位（レベル）に基づいて、自然力や人為または動物などによる線状部材の破断（切断）を検出したり、線状部材の劣化の程度を判定したりすることが可能となる。したがって、構造物監視装置および構造物監視システムは、線状部材の破断（切断）や劣化などの状態を知らせることができ、設置後（構築後）のメンテナンスがさらに容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態における構造物監視システムを含む統合システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図２】第１実施形態における構造物監視システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図３】図２に示した構造物監視装置および各構造物監視装置の接続の一例を示すブロック図である。
【図４】図３に示した構造物監視装置の設置の一例を示す側面図である。
【図５】第１実施形態における構造物監視装置の概略構成の一例を示す構成図である。
【図６】図２および図３に示した制御装置が備える電力供給部の概略構成の一例を示す構成図である。
【図７】図５に示した検出部の概略構成の一例を示す構成図である。
【図８】図７に示した保持部の動作の一例を説明するための平面図である。
【図９】図７に示した保持部の動作の一例を説明するための平面図である。
【図１０】図７ないし図９に示した保持部の他の例の動作を説明するための平面図である。
【図１１】図７ないし図９に示した保持部の他の例の動作を説明するための平面図である。
【図１２】図７ないし図９に示した保持部のさらに他の例の動作を説明するための平面図である。
【図１３】図７ないし図９に示した保持部のさらに他の例の動作を説明するための平面図である。
【図１４】図７ないし図９に示した保持部のさらに他の例の動作を説明するための平面図である。
【図１５】図７ないし図９に示した保持部のさらに他の例の動作を説明するための平面図である。
【図１６】図７に示した送電部の他の例を示す斜視図である。
【図１７】第２実施形態における構造物監視システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図１８】第３実施形態における構造物監視システムの概略構成の一例を示す構成図である。
【図１９】図１８に示した構造物監視装置が備える信号処理部の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本実施形態の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」という。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１ないし図１６は、本発明に係る構造物監視装置および構造物監視システムの第１実施形態を示すためのものである。図１は、第１実施形態における構造物監視システムを含む統合システムの概略構成の一例を示す構成図である。図１に示すように、統合システムＩＳは、中央管理システムＣＳと、ネットワーク管理システムＮＳと、Ｎ個（Ｎは正の整数）の構造物監視システム１００1〜１００Nと、を含んで構成される。
【００１４】
ネットワークＮＷは、中央管理システムＣＳと、ネットワーク管理システムＮＳと、各構造物監視システム１００1〜１００Nとを、相互に通信（送受信）可能に接続するためのものである。
【００１５】
ネットワークＮＷは、例えば、インターネット網、携帯（移動体）通信網、携帯通信網、衛星通信網などを利用することができる。但し、ネットワークＮＷの通信網は、これらの例に限定されない。また、ネットワークＮＷは一系統の通信網を利用する場合に限定されず、二系統以上の通信網を利用してもよい。
【００１６】
中央管理システムＣＳは、各構造物監視システム１００1〜１００Nを統合して管理するためのものである。中央管理システムＣＳには、各構造物監視システム１００1〜１００Nから送信される各種データ、例えば、後述する警報データや状態データなどを受信する。
【００１７】
ネットワーク管理システムＮＳは、ネットワークＮＷを管理するためのものである。ネットワーク管理システムＮＳは、例えば、ネットワークＮＷの通信量（通信データ量）を監視（モニタリング）したり、ネットワークＮＷの障害を検出したり、通信経路を制御（ルーティング）したりする。
【００１８】
各構造物監視システム１００1〜１００Nは、例えば、橋、トンネル、ダム、地下構想物、空港施設、港湾施設、河川関連の構造物などの社会資本に代表される社会インフラや産業・工業系のプラント施設、建物、道路施設、エネルギー供給施設などの構造物を監視するためのものである。各構造物監視システム１００1〜１００Nは、例えば、互いに異なる構造物に構築される（設けられる）。なお、各構造物監視システム１００1〜１００Nの構成および動作は、同一または略同一である。よって、以下においては、代表例として構造物監視システム１００1（以下、適宜、構造物監視システム１００ともいう）についてのみ説明し、特に明示する場合を除き、その他の構造物監視システム１００2〜１００Nについての説明を省略する。
【００１９】
図２は、第１実施形態における構造物監視システム１００の概略構成の一例を示す構成図である。図２に示すように、構造物監視システム１００は、操作端末８０と、制御装置９０と、ｎ個（ｎは２以上の正の整数）の構造物監視装置１０1〜１０nと、を含んで構成される。
【００２０】
操作端末８０は、利用者（ユーザ）が制御装置９０を操作するためのものである。操作端末８０は、例えば、キーボードやマウスなどの入力手段を介して、制御装置９０にデータを入力したり、例えば、ディスプレイやプリンターなどの出力手段を介して、制御装置９０からデータを出力したりする。
【００２１】
制御装置９０は、各構造物監視装置１０1〜１０nを制御するためのものである。制御装置９０は、前述したネットワークＮＷと、操作端末８０と、各構造物監視装置１０1〜１０nとに、通信（送受信）可能に接続している。制御装置９０は、例えば、各構造物監視装置１０1〜１０nから送信される警報データや状態データなどのデータを受信して記憶するとともに、ネットワークＮＷを介して、受信したデータを前述した中央管理システムＣＳに送信する。なお、各構造物監視装置１０1〜１０nと制御装置９０との通信手段は、有線であるか無線であるかを問わない。同様に、制御装置９０とネットワークＮＷを介した中央管理システムＣＳとの通信手段は、有線であるか無線通信であるかを問わない。
【００２２】
また、制御装置９０は、例えば、入出力インターフェース制御機能、構造物の状態表示機能、電源管理機能、電源供給機能、などの機能を備える。
【００２３】
各構造物監視装置１０1〜１０nは、構造物監視システム１００の監視対象である構造物において、例えば、互いに異なる位置（場所）に設けられる。構造物監視装置１０1〜１０nの数は、構造物の大きさ、形状などに基づいて定められる。
【００２４】
図３は、図２に示した構造物監視装置１００および各構造物監視装置１０1〜１０nの接続の一例を示すブロック図である。図３に示すように、構造物監視システム１００は、ｍ（ｍは２以上の正の整数）本の線状部材１０１1〜１０１mをさらに備える。制御装置９０と各構造物監視装置１０1〜１０nとは、例えば、ｍ本の基準電位線ＧＬ1〜ＧＬmで接続される。制御装置９０と、構造物監視装置１０1および構造物監視装置１０2とは、基準電位線ＧＬ1で接続されている。同様に、制御装置９０と、構造物監視装置１０n-1および構造物監視装置１０nとは、基準電位線ＧＬmで接続されている。各基準電位線ＧＬ1〜ＧＬmは、例えば、接地（グラウンド）されており、電位ゼロを有している。
【００２５】
また、制御装置９０と、構造物監視装置１０1、構造物監視装置１０3、…、および、構造物監視装置１０n-1とは、例えば、ｍ本の信号電力線ＳＬ1〜ＳＬmで接続される。制御装置９０と、構造物監視装置１０1とは、信号電力線ＳＬ1で接続されている。同様に、制御装置９０と、構造物監視装置１０n-1とは、信号電力線ＳＬmで接続されている。各信号電力線ＳＬ1〜ＳＬmは、制御装置９０と、構造物監視装置１０1、構造物監視装置１０3、…、および、構造物監視装置１０n-1との間で信号を送受信するための線であるとともに、電力を供給するための線である。
【００２６】
さらに、各構造物監視装置１０1〜１０nは、ｍ本の線状部材１０１1〜１０１mで接続される。構造物監視装置１０1と構造物監視装置１０2とは、線状部材１０１1で接続されている。同様に、構造物監視装置１０n-1と構造物監視装置１０nとは、線状部材１０１mで接続されている。各線状部材１０１1〜１０１mは、線状（ライン状）の細長い部材であり、監視対象である構造物に設けられる。各線状部材１０１1〜１０１mの詳細については、後述する。
【００２７】
なお、図３では、図示を省略したが、構造物監視装置１０1と構造物監視装置１０2との間は、電力を供給する電力供給線でも接続されている。同様に、構造物監視装置１０n-1と構造物監視装置１０nとの間は、電力を供給する電力供給線でも接続されている。
【００２８】
図４は、図３に示した構造物監視装置１０1、１０2の設置の一例を示す側面図である。図４に示すように、構造物監視装置１０1および構造物監視装置１０2は、構造物の一つとして、例えば、橋ＢＲの側面に設けられる。構造物監視装置１０1と構造物監視装置１０2とを接続する線状部材１０１1は、橋ＢＲの側面に沿って設置される。これにより、監視対象の橋ＢＲの側面において力（外力）が生じると、当該外力が線状部材１０１1に加わる。
【００２９】
なお、図４において、線状部材１０１1の左端部が構造物監視装置１０1に接続し、線状部材１０１1の右端部が構造物監視装置１０2に接続する例を示したが、これに限定されない。線状部材１０１1の両端部のうちの一方、例えば、図４における右端部は、壁面などに接続して固定されていてもよい。
【００３０】
各線状部材１０１1〜１０１mは、直線の形状である場合に限定されず、曲線、または、直線と曲線との組み合わせなど、他の形状であってもよい。また、各線状部材１０１1〜１０１mは、構造物の平面に設置される場合に限定されない。例えば、トンネルの天井など、構造物の曲面に設置してもよい。
【００３１】
なお、図２および図３に示す各構造物監視装置１０1〜１０nの構成および動作は、同一または略同一である。よって、以下においては、代表例として構造物監視システム１０1（以下、適宜、構造物監視装置１０ともいう）についてのみ説明し、特に明示する場合を除き、その他の構造物監視装置１０2〜１００nについての説明を省略する。同様に、図３に示す各線状部材１０１1〜１０１mの構成および動作は、同一または略同一である。よって、以下においては、代表例として線状部材１０１1（以下、適宜、線状部材１０１ともいう）についてのみ説明し、特に明示する場合を除き、その他の線状部材１０１2〜１０１mについての説明を省略する。また、同様に、図３に示す各信号電力線ＳＬ1〜ＳＬmの構成および動作は、同一または略同一である。よって、以下においては、代表例として信号電力線ＳＬ1（以下、適宜、信号電力線ＳＬともいう）についてのみ説明し、特に明示する場合を除き、その他の信号電力線ＳＬ2〜ＳＬmについての説明を省略する。
【００３２】
図５は、第１実施形態における構造物監視装置１０の概略構成の一例を示す構成図である。図５に示すように、構造物監視装置１０は、電力制御部２０と、定電力生成部３０と、警報出力部４０と、検出部５０と、を備える。
【００３３】
電力制御部２０は、電力を制御するためのものである。電力制御部２０は、信号電力線ＳＬを介して、構造物監視装置１０の外部、例えば、制御装置９０の後述する電力供給部９５から供給された電力を、定電力生成部３０および警報出力部４０に供給する。
【００３４】
図６は、図２および図３に示した制御装置９０が備える電力供給部９５の概略構成の一例を示す構成図である。図６に示すように、制御装置９０は、電力供給部９５を備える。電力供給部９５は、例えば、交流電源Ｓ１と、直流電源Ｓ２と、太陽光発電装置Ｓ３と、バッテリ（二次電池）Ｓ４と、安定供給回路９６と、を含んで構成される。安定供給回路９６は、交流電源Ｓ１、直流電源Ｓ２、太陽光発電装置Ｓ３、および、バッテリ（二次電池）Ｓ４から供給される電力を、例えば、所定値の直流に変換して一定の電力値に変換する。そして、安定供給回路９６は、変換した電力を、信号電力線ＳＬを介して、図５に示す構造物監視装置１０の電力制御部２０に供給する。
【００３５】
なお、電源供給部９５は、交流電源Ｓ１、直流電源Ｓ２、太陽光発電装置Ｓ３、および、バッテリ（二次電池）Ｓ４のうちの少なくとも一つの電源を備えていればよい。但し、異常時などを考慮して、複数の電源を備えることが好ましい。また、発電装置は、太陽光発電装置Ｓ３に限定されない。電源供給部９５は、太陽光発電装置Ｓ３に代えて、または、太陽光発電装置Ｓ３とともに、温度差発電装置、振動発電装置、バイオ発電装置、風力発電装置、水力発電装置、波力発電装置などの自然エネルギーを利用するエネルギーハーベスト機器を備えていてもよい。
【００３６】
図５に示すように、定電力生成部３０は、一定の大きさ（ワット数）の電力を生成するためのものである。定電力生成部３０は、電源制御部２０から供給された電力に基づいて、所定値（所定のワット数）の電力を生成し、生成した電力を検出部５０に供給する。
【００３７】
警報出力部４０は、警報を出力するためのものである。警報出力部４０は、警報駆動部４１と、警報表示部４２と、警報発生部４３と、を含んで構成される。警報駆動部４１は、電源制御部２０から電力が供給されるとともに、検出部５０から警報信号（警報データ）が入力される。警報駆動部４１は、検出部５０から入力される警報信号（警報データ）に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を警報表示部４２および警報発生部４３のうちの少なくとも一方に出力する。警報表示部４２は、例えば警報ランプ（警報表示灯）やディスプレイなどの表示手段であり、駆動信号に基づいて、警報ランプを点灯したり、ディスプレイに警報メッセージを出力したりする。警報発生部４３は、例えばスピーカなどの音声出力手段であり、駆動信号に基づいて、スピーカから警報音を出力したりする。これにより、構造物から遠隔地にある中央管理システムＣＳに加え、監視対象の構造物である現場に、異常事態（非常事態）や危険状態、災害発生状態を知らせることができる。
【００３８】
図７は、図５に示した検出部５０の概略構成の一例を示す構成図である。図７に示すように、検出部５０は、線状部材１０１の状態を検出するためのものである。検出部５０は、保持部６０と、送電部７０と、を備える。
【００３９】
保持部６０は、構造物に設けられた線状部材１０１の端部を保持する。また、保持部６０は、保持していた線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能であるように構成されている。
【００４０】
このような構成として、保持部６０は、例えば、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂと、バネ６２ａ，６２ｂと、信号出力部６３と、を備える。
【００４１】
線状部材１０１は、例えば、電流が流れないか、または、ほとんど流れない非導電性の材料で構成されている。そのため、線状部材１０１の端部も、非導電性を有している。
【００４２】
挟持部材６１ａおよび挟持部材６１ｂのぞれぞれは、導電性を有しており、例えば、電極板で構成することが可能である。一組の挟持部材６１ａ，６１ｂは、線状部材１０１の端部（図７において左端部）を挟持する。
【００４３】
バネ６２ａおよびバネ６２ｂのそれぞれは、高い弾性（弾力性）を有する周知の弾性体である。バネ６２ａの一端（図７において下端）は挟持部材６１ａの上面に接続しており、バネ６２ａの他端（図７において上端）は壁面などに固定されている。一方、バネ６２ｂの一端（図７において上端）は挟持部材６１ｂの下面に接続しており、バネ６２ｂの他端（図７において下端）は、壁面などに固定されている。
【００４４】
一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持しているとき、すなわち、線状部材１０１の端部が挟持部材６１ａの下面および挟持部材６１ｂの上面に接触しているとき、バネ６２ａは挟持部材６１ａの上面から力を受け、図７における上方向に変形（収縮）し、バネ６２ｂは挟持部材６１ｂの下面から力を受け、図７における下方向に変形（収縮）する。このとき、バネ６２ａは、その弾性（弾力性）により、挟持部材６１ａの上面に、図７における下方向に元の形状に戻ろうとする力（復元力または復原力）を加え、バネ６２ｂは、その弾性（弾力性）により、挟持部材６２ａの下面に、図７における上方向に元の形状に戻ろうとする力（復元力または復原力）を加える。このように、バネ６２ａおよびバネ６２ｂによって、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂに挟持する力（挟持力）が与えられる。
【００４５】
また、バネ６２ａの上端は、信号出力部６３に電気的に接続しており、バネ６２ｂの下端は、接地（アースまたはグラウンド）されている。
【００４６】
信号出力部６３は、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂから線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出したときに、警報信号（警報データ）を出力するためのものである。信号出力部６３は、図５に示した定電力生成部３０から電力が供給されており、バネ６２ａおよびバネ６２ｂを介して、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂに所定の電圧を印加する。
【００４７】
図８および図９は、図７に示した保持部６０の動作の一例を説明するための平面図である。図８に示すように、保持部６０が線状部材１０１の端部を挟持している場合、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂには、信号出力部６３から電圧が加えられているが、線状部材１０１の端部は非導電性を有しているため、一組の挟持部材６１ａ、６１ｂは電気的に絶縁される。
【００４８】
一方、監視対象である構造物に、例えば、崩れ、傾き、崩壊、ひび割れ、ひずみなどの状態変化が生じる場合、あるいは、構造物の一部または設置物が落ちる場合、この構造物に設けられた線状部材１０１に、これらの力、すなわち、構造物からの外力が加わる。この外力によって、線状部材１０１が、例えば、引っ張られたり、折れたり、曲がったり、たわんだりすると、図９に示すように、線状部材１０１の端部は一組の挟持部材６１ａ，６１ｂから抜ける（落ちる）。このとき、バネ６２ａの弾力（弾性力）により、挟持部材６１ａに図８の下方向の力が加わるとともに、バネ６２ｂの弾力（弾性力）により、挟持部材６１ｂに図８の上方向の力が加わる。その結果、挟持部材６１ａと挟持部材６１ｂとが互いに接触する。これにより、導電性を有する一組の挟持部材６１ａ、６１ｂに電流が流れる（通電する）ので、線状部材１０１の端部が抜けたことを検出することが可能となる。
【００４９】
信号出力部６３は、例えば、印加した電圧により電流が流れた（通電した）ことを検出すると、警報信号（警報データ）を出力する。
【００５０】
ここで、従来の構造物監視装置および構造物監視システムでは、センシング装置（センサ）などを用いて構造物における所定の物理量、例えば、変位（位置ずれ）、応力、歪みなどを、連続的または周期的に測定し、測定した値（データ）に基づいて、構造物の状態を監視（モニタリング）していた。このような構造物監視装置および構造物監視システムは、時系列の値（データ）を取得（収集）することが可能であり、測定信号（測定データ）の経時変化を知ることができる。
【００５１】
しかしながら、時系列の値（データ）から、構造物の平常状態（通常状態）と、異常状態（非常状態）や危険状態などとを判定することは困難であった。特に、既存の構造物に構造物監視装置または構造物監視システムを設置（構築）する場合、建設当初の初期値（初期データ）が得られないため、判定基準を定めることはさらに困難であった。また、新規の構造物に構造物監視装置または構造物監視システムを設置（構築）する場合でも、センサなどの電子機器は、経年変化や、温度などの気候変化または環境変化などにより、測定した値（データ）にドリフトが発生することがある。そのため、時系列の値（データ）に基づいて、構造物の状態変化と、センサのドリフトによる変化とを判別（識別）するのは困難であった。さらに、センサごとに時系列の値（データ）を測定するので、大量の値（データ）を、記憶し、演算し、処理する装置が必要であり、構造物に構造物監視装置または構造物監視システムを設置（構築）する際の費用（設備投資）は高額であった。
【００５２】
これに対し、本発明の構造物監視装置１０および構造物監視システム１００は、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能である。これにより、線状部材１０１に構造物からの外力が加わったことを検出することができる。また、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、初期値（初期データ）を必要としない。また、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、連続的または周期的に値（データ）を取得する必要がなく、大量の値（データ）を、記憶し、演算し、処理する装置も必要ない。さらに、保持部６０は機械的（物理的）に線状部材１０１の端部を保持し、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能であるため、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、検出信号（検出データ）のドリフトが存在せず、電気系統の故障（トラブル）が非常に少ない。仮に故障（トラブル）が発生した場合であっても、構造物監視装置１０が線状部材１０１の端部を単に保持（挟持）する構成であるため、構造物監視装置１０のみ、または、線状部材１０１のみを交換することが可能である。
【００５３】
また、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持しているとき、非導電性の線状部材１０１の端部によって、一組の挟持部材６１ａ、６１ｂは電気的に絶縁されるので、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂに電流は流れない（通電しない）。したがって、保持部６０は、構造物が平常（通常）の状態であるときに電力を消費せず（ほとんど消費せず）、構造物の異常状態などを検出したときに電力を消費するので、構造物監視装置１０および構造物監視システム１００の消費電力量を低減させることができる。
【００５４】
本実施形態では、図７ないし図９において保持部６０の一例を示したが、これに限定されない。保持部６０は、線状部材１０１の端部を保持し、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能であれば、他の構成であってもよい。
【００５５】
図１０および図１１は、図７ないし図９に示した保持部６０の他の例の動作を説明するための平面図である。図１０に示すように、保持部６０は、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂと、バネ６２ａ，６２ｂと、信号出力部６３と、接触端子６４ａ，６４ｂと、検出電極６５ａ，６５ｂと、を備える。
【００５６】
線状部材１０１は、例えば金属製の電線（ワイヤ）など、導電性の材料の部材で構成されている。そのため、線状部材１０１の端部も、導電性を有している。
【００５７】
挟持部材６１ａおよび挟持部材６１ｂのぞれぞれは、導電性を有しており、例えば、電極板で構成することが可能である。一組の挟持部材６１ａ，６１ｂは、線状部材１０１の端部（図１０において左端部）を挟持する。
【００５８】
バネ６２ａおよびバネ６２ｂのそれぞれは、高い弾性（弾力性）を有する周知の弾性体である。バネ６２ａの一端（図１０において下端）は挟持部材６１ａの上面に接続しており、バネ６２ａの他端（図１０において上端）は壁面などに固定されている。一方、バネ６２ｂの一端（図１０において上端）は挟持部材６１ｂの下面に接続しており、バネ６２ｂの他端（図１０において下端）は、壁面などに固定されている。
【００５９】
一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持しているとき、すなわち、線状部材１０１の端部が挟持部材６１ａの下面および挟持部材６１ｂの上面に接触しているとき、バネ６２ａは挟持部材６１ａの上面から力を受け、図１０における上方向に変形（収縮）し、バネ６２ｂは挟持部材６１ｂの下面から力を受け、図１０における下方向に変形（収縮）する。このとき、バネ６２ａは、その弾性（弾力性）により、挟持部材６１ａの上面に、図１０における下方向に元の形状に戻ろうとする力（復元力または復原力）を加え、バネ６２ｂは、その弾性（弾力性）により、挟持部材６２ａの下面に、図１０における上方向に元の形状に戻ろうとする力（復元力または復原力）を加える。このように、バネ６２ａおよびバネ６２ｂによって、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂに挟持する力（挟持力）が与えられる。
【００６０】
接触端子６４ａおよび接触端子６４ｂのぞれぞれは、挟持部材６１ａおよび挟持部材６１ｂと、検出電極６５ａおよび検出電極６５ｂとを電気的に接続するためのものであり、導電性を有している。挟持部材６１ａの上面の一端部（図１０において左端部）には接触端子６４ａが設けられ、挟持部材６１ｂの下面の一端部（図１０において左端部）には接触端子６４ｂが設けられている。接触端子６４ａは、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持しているときに、検出電極６５ａの下面に接触するように構成されている。同様に、接触端子６４ｂは、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持しているときに、検出電極６５ｂの上面に接触するように構成されている。
【００６１】
検出電極６５ａおよび検出電極６５ｂのぞれぞれは、導電性を有しており、例えば、電極板で構成することが可能である。また、検出電極６５ａおよび検出電極６５ｂのぞれぞれは、信号出力部６３に電気的に接続している。
【００６２】
信号出力部６３は、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂから線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出したときに、警報信号（警報データ）を出力するためのものである。信号出力部６３は、図５に示した定電力生成部３０から電力が供給されており、検出電極６５ａおよび検出電極６５ｂの間に所定の電圧を印加している。これにより、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂは、線状部材１０１の端部を挟持しているときに、検出電極６５ａおよび検出電極６５ｂを介して、電圧が加えられる。
【００６３】
このとき、線状部材１０１の端部は導電性を有するので、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持するときに、一組の挟持部材６１ａ、６１ｂに電流が流れる（通電する）。
【００６４】
一方、監視対象である構造物の外力が線状部材１０１に加わると、図１１に示すように、線状部材１０１の端部が一組の挟持部材６１ａ，６１ｂから抜ける（落ちる）。このとき、バネ６２ａの弾力（弾性力）により、挟持部材６１ａに図１１の下方向の力が加わり、挟持部材６１ａは下方向に移動するとともに、バネ６２ｂの弾力（弾性力）により、挟持部材６１ｂに図１１の上方向の力が加わり、挟持部材６１ｂは上方向に移動する。その結果、接触端子６４ａは検出電極６５ａから離れ、接触端子６４ｂは検出電極６５ｂから離れる。これにより、一組の挟持部材６１ａ、６１ｂに印加されていた電圧が除かれ、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂに電流が流れなく（通電しなく）なるので、線状部材１０１の端部が抜けたことを検出することが可能となる。
【００６５】
信号出力部６３は、例えば、電流が流れなく（通電しなく）なったことを検出すると、警報信号（警報データ）を出力する。
【００６６】
このように、図１０および図１１に示す保持部６０によっても、線状部材１０１の端部を保持し、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能な保持部６０を、容易に実現（構成）することができる。
【００６７】
図１２および図１３は、図７ないし図９に示した保持部６０のさらに他の例の動作を説明するための平面図である。なお、図７ないし図９の保持部６０と同一構成部分は同一符号をもって表し、特に明示する場合を除き、その詳細な説明を省略する。図１２に示すように、保持部６０は、図７ないし図９に示した場合と同様に、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂと、バネ６２ａ，６２ｂと、信号出力部６３と、を備える。
【００６８】
線状部材１０１は、図７ないし図９に示した場合と異なり、例えば金属製の電線（ワイヤ）など、導電性の材料の部材で構成されている。そのため、線状部材１０１の端部も、導電性を有している。
【００６９】
信号出力部６３は、バネ６２ａおよびバネ６２ｂを介して、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂに所定の電圧を加える。
【００７０】
このとき、線状部材１０１の端部は導電性を有するので、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持するときに、一組の挟持部材６１ａ、６１ｂに電流が流れる（通電する）。
【００７１】
一方、監視対象である構造物の外力が線状部材１０１に加わると、図１３に示すように、線状部材１０１の端部が一組の挟持部材６１ａ，６１ｂから抜ける（落ちる）。このとき、バネ６２ａの弾力（弾性力）により、挟持部材６１ａに図１３の下方向の力が加わり、挟持部材６１ａは下方向に移動するとともに、バネ６２ｂの弾力（弾性力）により、挟持部材６１ｂに図１３の上方向の力が加わり、挟持部材６１ｂは上方向に移動する。しかしながら、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂは、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ときに、所定の距離をあけて離間するように構成されており、互いに非接触である（接触しない）。これにより、一組の挟持部材６１ａ、６１ｂに印加されていた電圧が除かれ、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂに電流が流れなく（通電しなく）なる。
【００７２】
信号出力部６３は、例えば、電流が流れなく（通電しなく）なったことを検出すると、警報信号（警報データ）を出力する。
【００７３】
このように、図１２および図１３に示す保持部６０によっても、線状部材１０１の端部を保持し、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能な保持部６０を、容易に実現（構成）することができる。
【００７４】
また、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂは、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ときに、互いに非接触であるので、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂの挟持力（保持力）が小さい（弱い）用途に好適に適用することができる。
【００７５】
本実施形態では、図７ないし図１３において、保持部６０が電気信号を用いて線状部材１０１の端部が抜けたことを検出する例を示したが、これに限定されない。保持部６０は、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能であれば、例えば、光、磁気（磁力）、音波（超音波）、電波（電磁波）など、他の手段を用いて検出してもよい。
【００７６】
図１４および図１５は、図７ないし図９に示した保持部６０のさらに他の例の動作を説明するための平面図である。図１４に示すように、保持部６０は、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂと、バネ６２ａ，６２ｂと、信号出力部６３と、送信部６６と、受信部６７と、を備える。
【００７７】
一組の挟持部材６１ａ，６１ｂは、線状部材１０１の端部（図１４において左端部）を挟持する。なお、挟持部材６１ａおよび挟持部材６１ｂのぞれぞれは、導電性を有するか否かを問わない。
【００７８】
バネ６２ａおよびバネ６２ｂのそれぞれは、高い弾性（弾力性）を有する周知の弾性体である。バネ６２ａの一端（図１４において下端）は挟持部材６１ａの上面に接続しており、バネ６２ａの他端（図１４において上端）は壁面などに固定されている。一方、バネ６２ｂの一端（図１４において上端）は挟持部材６１ｂの下面に接続しており、バネ６２ｂの他端（図１４において下端）は、壁面などに固定されている。
【００７９】
一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持しているとき、すなわち、線状部材１０１の端部が挟持部材６１ａの下面および挟持部材６１ｂの上面に接触しているとき、バネ６２ａは挟持部材６１ａの上面から力を受け、図１４における上方向に変形（収縮）し、バネ６２ｂは挟持部材６１ｂの下面から力を受け、図１４における下方向に変形（収縮）する。このとき、バネ６２ａは、その弾性（弾力性）により、挟持部材６１ａの上面に、図１４における下方向に元の形状に戻ろうとする力（復元力または復原力）を加え、バネ６２ｂは、その弾性（弾力性）により、挟持部材６２ａの下面に、図１４における上方向に元の形状に戻ろうとする力（復元力または復原力）を加える。このように、バネ６２ａおよびバネ６２ｂによって、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂに挟持する力（挟持力）が与えられる。
【００８０】
送信部６６は、所定の信号を送信するためのものである。所定の信号は、例えば、光、磁気（磁力）、音波（超音波）、電波（電磁波）などであり、その種類を問わない。送信部６６は、挟持部材６１ａに設けられ、例えば、挟持部材６１ａの下面に埋め込まれている。
【００８１】
受信部６７は、送信部６６から送信される所定の信号を受信するためのものである。受信部６７は、挟持部材６１ｂに設けられ、例えば、挟持部材６１ｂの上面に埋め込まれている。
【００８２】
線状部材１０１の端部が導電性を有する場合、送信部６６は、例えば、光を送信（発信）する発光素子（発光ダイオード）などが使用され、受信部６７は、例えば、光を受信する受光素子（フォトディテクタ）などが使用される。
【００８３】
線状部材１０１の端部が非導電性を有する場合、送信部６６として、例えば、磁気（磁力）を送信（発生）する永久磁石などを使用し、受信部６７として、例えば、磁気（磁力）を受信（検出）するホール素子（磁気センサ）などを使用してもよい。
【００８４】
信号出力部６３は、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂから線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出したときに、警報信号（警報データ）を出力するためのものである。信号出力部６３は、送信部６６および受信部６７に接続されており、送信部６６から所定の信号を送信させるとともに、受信部６７が受信した所定の信号を検出するように構成されている。
【００８５】
送信部６６が送信する所定の信号は、一組の挟持部材６１ａ，６１ｂが線状部材１０１の端部を挟持するとき、線状部材１０１の端部によって遮られ（遮断され）るので、受信部６７は、送信部６６からの所定の信号を受信できない。
【００８６】
一方、監視対象である構造物の外力が線状部材１０１に加わると、図１５に示すように、線状部材１０１の端部が一組の挟持部材６１ａ，６１ｂから抜ける（落ちる）。このとき、バネ６２ａの弾力（弾性力）により、挟持部材６１ａに図１５の下方向の力が加わり、挟持部材６１ａは下方向に移動するとともに、バネ６２ｂの弾力（弾性力）により、挟持部材６１ｂに図１５の上方向の力が加わり、挟持部材６１ｂは上方向に移動する。その結果、挟持部材６１ａの下面と挟持部材６１ａの上面とが接近するとともに、送信部６６と受信部６７との間に、所定の信号を遮る（遮断する）物がなくなる。これにより、送信部６６が送信する所定の信号を、受信部６７が受信することが可能となる。
【００８７】
信号出力部６３は、例えば、受信部６７が所定の信号を受信したことを検出すると、警報信号（警報データ）を出力する。
【００８８】
このように、図１４および図１５に示す保持部６０によっても、線状部材１０１の端部を保持し、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能な保持部６０を、容易に実現（構成）することができる。
【００８９】
本実施形態では、図７ないし図１５において、挟持部材６１ａおよび挟持部材６１ｂに、バネ６２およびバネ６２ｂが接続される例を示したが、これに限定されない。挟持部材６１ａおよび挟持部材６１ｂのうちの一方、例えば、挟持部材６１ａのみにバネ６２ａが接続され、挟持部材６１ｂは、例えば、壁面などに固定されていてもよい。この場合であっても、バネａは、一対の挟持部材６１ａ，６１ｂに挟持する力（挟持力）を与えることができる。
【００９０】
図７に示すように、送電部７０は、信号生成部７１と、送電検出部７２と、を備える。
【００９１】
線状部材１０１の端部は、例えば、非導電性を有している。線状部材１０１は、端部以外の部分に、長手方向に延在し、導電性を有する電極部１０１ａ、１０１ｂを含んでいる。電極部１０１ａと電極部１０１ｂとは、非導電性の絶縁部１０１ｃによって電気的に絶縁される。電極部１０１ａ、電極部１０１ｂ、および、絶縁部１０１ｃのそれぞれは、その一部が露出するとともに、大部分（ほとんど）が被覆部１０１ｄによって被覆され、保護されている。
【００９２】
信号生成部７１は、所定の電位の電気信号を生成するためのものである。送電検出部７１は、電極部１０１ａの一端部（図７において左端部）に接続している。一方、電極部１０１ｂは接地（アースまたはグラウンド）されている。信号生成部７１は、生成した電気信号を、電極部１０１ａを介して送電（送信）する。
【００９３】
送電検出部７２は、信号生成部７１が送電した電気信号を検出し、状態信号（状態データ）を出力するためのものである。送電検出部７２は、図示を省略するが、電極部１０１ａの他端部に接続しており、電極部１０１ａの他端部から電気信号を受信する。そして、送電検出部７２は、受信した電気信号に基づいて、状態信号（状態データ）を出力する。
【００９４】
ここで、例えば、構造物からの外力、もしくは、人または動物などによって加えられた力により、構造物に設けられた線状部材１０１が破断（切断）してしまうことがある。この場合、線状部材１０１の電極部１０１ａを介して送った電気信号は、破断（切断）箇所までしか送電されない。また、経年により、もしくは、気候変化または環境変化などにより、線状部材１０１が劣化した場合、線状部材１０１の電極部１０１ａを介して送電される電気信号は、その電位（レベル）が低下してしまう。よって、例えば、信号生成部７１が電極部１０１ａの一端部から電気信号を送り、送電検出部７２が電極部１０１ａの他端部から当該電気信号を受信することにより、送電検出部７２が電気信号を受信したか否かに基づいて、または、受信した電気信号の電位（レベル）に基づいて、自然力や人為または動物などによる線状部材１０１の破断（切断）を検出したり、線状部材１０１の劣化の程度を判定したりすることが可能となる。したがって、構造物監視装置１０および構造物監視システム１００は、線状部材１０１の破断（切断）や劣化などの状態を知らせることができ、設置後（構築後）のメンテナンスがさらに容易になる。
【００９５】
送電検出部７１が送信する電気信号は、例えば、所定周期のパルス信号であることが好ましい。これにより、間欠的に、線状部材１０１の状態を検査することができ、電気信号を連続して送電し続ける場合と比較して、消費電力量を低減させることができる。
【００９６】
図１６は、図７に示した送電部７０の他の例を示す斜視図である。図１６に示すように、線状部材１０１の左側に配置された構造物監視装置１０1の送電部７０は、信号生成部７１を備える。一方、線状部材１０１の右側に配置された構造物監視装置１０2の送電部７０は、送電検出部７２を備える。
【００９７】
線状部材１０１は、端部以外の部分に、長手方向に延在し、導電性を有する電極部１０１ａ、１０１ｂを含んでいる。電極部１０１ａと電極部１０１ｂとは、非導電性の絶縁部１０１ｃによって電気的に絶縁される。また、電極部１０１ａ、電極部１０１ｂ、および、絶縁部１０１ｃのぞれぞれは、その一部が露出するとともに、大部分（ほとんど）が被覆部１０１ｄによって被覆され、保護されている。さらに、線状部材１０１の端部が導電性を有する場合、端部と電極部１０１ａおよび電極部１０１ｂとの間に非導電性を有する皮膜１０１ｅが形成されている。これにより、端部と電極部１０１ａおよび電極部１０１ｂとが電気的に絶縁される。
【００９８】
構造物監視装置１０1の信号生成部７１は、所定の電位の電気信号を生成するためのものである。送電検出部７１は、電極部１０１ａの一端部（図１６において左端部）に接続している。一方、電極部１０１ｂは接地（アースまたはグラウンド）されている。信号生成部７１は、生成した電気信号を、電極部１０１ａを介して送電（送信）する。
【００９９】
構造物監視装置１０2の送電検出部７２は、構造物監視装置１０1の信号生成部７１が送電した電気信号を検出し、状態信号（状態データ）を出力するためのものである。送電検出部７２は、電極部１０１ａの他端部（図１６において右端部）に接続しており、電極部１０１ａの他端部から電気信号を受信する。そして、送電検出部７２は、受信した電気信号に基づいて、状態信号（状態データ）を出力する。このように、一方の構造物監視装置１０1の送電部７０が電極部１０１ａを介して電気信号を送り、他方の構造物監視装置１０2の送電部７０が当該電気信号を受信することにより、線状部材１０１の破断（切断）を検出したり、線状部材１０１の劣化の程度を判定したりするようにしてもよい。
【０１００】
本実施形態では、図３に示した各構造物監視装置１０1〜１０nの間に電力供給線が接続され、制御装置９０が図６に示した電力供給部９５を備えて、各構造物監視装置１０1〜１０nに電力を供給する例を示したが、これに限定されない。各構造物監視装置１０1〜１０nの間に電力供給線を配線できない場合や、構造物の異常により電力供給線が遮断された場合など、構造物監視装置１０1〜１０nに電力を供給できないことが想定され得る。このような場合を考慮して、電力供給線を接続することに代えて、または、電力供給線を接続するとともに、構造物監視装置１０1〜１０nのうちの少なくとも一つが、図６に示した電力供給部９５や、自立電源供給手段、例えば、一次電池、バッテリ（二次電池）、太陽電池などの自然エネルギーを用いるエネルギーハーベスト機器、燃料電池などの第２または第３のエネルギー形態、などを備えるようにしてもよい。
【０１０１】
このように、本実施形態の構造物監視装置１０および構造物監視システム１００によれば、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能である。これにより、線状部材１０１に構造物からの外力が加わったことを検出することができる。したがって、構造物を監視（モニタリング）することができるとともに、構造物が平常（通常）の状態であるか、構造物が平常（通常）の状態以外、例えば、異常状態、非常状態、危険状態、災害発生状態など、であるか、を即座（即時）に判定することができる。
【０１０２】
また、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、初期値（初期データ）を必要としない。したがって、既存の構造物に容易に設置（構築）することができる。
【０１０３】
また、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、連続的または周期的に値（データ）を取得する必要がなく、大量の値（データ）を、記憶し、演算し、処理する装置も必要ない。したがって、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと比較して、設置（構築）する際の費用（コスト）を低減することができる。
【０１０４】
さらに、保持部６０は機械的（物理的）に線状部材１０１の端部を保持し、線状部材１０１の端部が抜けた（落ちた）ことを検出可能であるため、従来の構造物監視装置および構造物監視システムと異なり、検出信号（検出データ）のドリフトが存在せず、電気系統の故障（トラブル）が非常に少ない。仮に故障（トラブル）が発生した場合であっても、構造物監視装置１０が線状部材１０１の端部を単に保持（挟持）する構成であるため、構造物監視装置１０のみ、または、線状部材１０１のみを交換することが可能である。したがって、設置（構築）後のメンテナンスが容易になる。
【０１０５】
＜第２実施形態＞
図１７は、本発明に係る構造物監視装置および構造物監視システムの第２実施形態を示すためのものである。なお、特に記載がない限り、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。また、前述した第１実施形態と類似する構成部分は類似の符号をもって表し、その詳細な説明を省略する。さらに、図示しない構成、動作、および配置は、前述した第１実施形態と同様とする。
【０１０６】
図１７は、第２実施形態における構造物監視システム１００Ａの概略構成の一例を示す構成図である。図１７に示すように、構造物監視システム１００Ａは、操作端末８０と、制御装置９０と、６個の構造物監視装置１０11、１０12、１０21、１０22、１０31、１０32と、３本の線状部材１０１1、１０１2、１０１3と、を含んで構成される。
【０１０７】
制御装置９０と、構造物監視装置１０11とは、基準電位線ＧＬ1で接続されている。同様に、制御装置９０と、構造物監視装置１０21とは、基準電位線ＧＬ2で接続されている。同様に、制御装置９０と、構造物監視装置１０31とは、基準電位線ＧＬ3で接続されている。各基準電位線ＧＬ1、ＧＬ2、ＧＬ3は、例えば、接地（グラウンド）されており、電位ゼロを有している。
【０１０８】
また、制御装置９０と、構造物監視装置１０11とは、信号電力線ＳＬ1で接続されている。同様に、制御装置９０と、構造物監視装置１０21とは、信号電力線ＳＬ2で接続されている。同様に、制御装置９０と、構造物監視装置１０31とは、信号電力線ＳＬ3で接続されている。各信号電力線ＳＬ1、ＳＬ2、ＳＬ3は、制御装置９０と、構造物監視装置１０11、構造物監視装置１０21、および、構造物監視装置１０31との間で信号を送受信するための線であるとともに、電力を供給するための線である。
【０１０９】
さらに、構造物監視装置１０11と構造物監視装置１０12とは、電力供給線ＰＬ1で接続されている。同様に、構造物監視装置１０21と構造物監視装置１０22とは、電力供給線ＰＬ1で接続されている。同様に、構造物監視装置１０31と構造物監視装置１０32とは、電力供給線ＰＬ3で接続されている。各電力供給線ＰＬ1、ＰＬ2、ＰＬ3は、電力を供給するための線である。
【０１１０】
なお、図１７に示す各構造物監視装置１０11、１０12、１０21、１０22、１０31、１０32の構成および動作は、以下に説明する点を除き、前述した第１実施形態の構造物監視装置１０と同一または略同一である。図１７に示す各線状部材１０１1、１０１2、１０１3の構成および動作は、前述した第１実施形態の線状部材１０１と同一または略同一である。
【０１１１】
構造物監視装置１０11の保持部６０は、線状部材１０１1の一端部（図１７において左端部）を保持しており、構造物監視装置１０12の保持部６０は、線状部材１０１1の他端部（図１７において右端部）を保持している。同様に、構造物監視装置１０21の保持部６０は、線状部材１０１2の一端部（図１７において左端部）を保持しており、構造物監視装置１０22の保持部６０は、線状部材１０１2の他端部（図１７において右端部）を保持している。同様に、構造物監視装置１０31の保持部６０は、線状部材１０１3の一端部（図１７において左端部）を保持しており、構造物監視装置１０32の保持部６０は、線状部材１０１3の他端部（図１７において右端部）を保持している。
【０１１２】
構造物監視装置１０11の保持部６０および構造物監視装置１０12の保持部６０は、相対的に小さい（弱い）力（保持力（挟持力））で線状部材１０１1の端部を保持（挟持）する。また、構造物監視装置１０31の保持部６０および構造物監視装置１０32の保持部６０は、相対的に大きい（強い）力（保持力（挟持力））で線状部材１０１3の端部を保持（挟持）する。さらに、構造物監視装置１０21の保持部６０および構造物監視装置１０22の保持部６０は、相対的に小さい（弱い）力と相対的に大きい（強い）力との間の力（保持力（挟持力））で線状部材１０１2の端部を保持（挟持）する。
【０１１３】
保持部６０の保持力（挟持力）は、例えば、図７などに示したバネ６２ａ、６２ｂの場合、形状、大きさ、材質、初期の力など、バネ６２ａ、６２ｂの設計によって変更（調整）可能である。
【０１１４】
ここで、相対的に小さい（弱い）力（保持力（挟持力））で線状部材１０１1の端部を保持（挟持）すると、構造物からの外力が小さい（弱い）とき、例えば、構造物に異常が発生する初期段階（予備段階または事前段階）の外力が加わったときに、線状部材１０１1の端部が抜けて（落ちて）、このような小さい（弱い）外力を検出可能になる。また、相対的に大きい（強い）力（保持力（挟持力））で線状部材１０１3の端部を保持（挟持）すると、構造物からの外力が大きい（強い）とき、例えば、構造物の崩落などの危機的状態または緊急状態の外力が加わったときに、線状部材１０１3の端部が抜けて（落ちて）、このような大きい（強い）外力を検出可能になる。さらに、相対的に小さい（弱い）力と相対的に大きい（強い）力の間の力（保持力（挟持力））で線状部材１０１2の端部を保持（挟持）すると、構造物からの外力が大きくも小さくもないとき、例えば、構造物の崩れ、傾き、崩壊、ひび割れ、ひずみなど、構造物の状態が変化する際の外力が加わったときに、線状部材１０１2の端部が抜けて（落ちて）、このような大きくも小さくもない外力を検出可能になる。
【０１１５】
よって、構造物監視装置１０11の保持部６０および構造物監視装置１０12の保持部６０と構造物監視装置１０21の保持部６０および構造物監視装置１０22の保持部６０とが異なる保持力を有し、構造物監視装置１０21の保持部６０および構造物監視装置１０22の保持部６０と構造物監視装置１０31の保持部６０および構造物監視装置１０32の保持部６０とが異なる保持力を有し、構造物監視装置１０31の保持部６０および構造物監視装置１０32の保持部６０と構造物監視装置１０11の保持部６０および構造物監視装置１０12の保持部６０とが異なる保持力を有することにより、構造物からの外力を、複数の段階（レベル）で検出することが可能となる。
【０１１６】
本実施形態では、図１７において、構造物監視システム１００Ａが、６個の構造物監視装置１０11、１０12、１０21、１０22、１０31、１０32と、３本の線状部材１０１1、１０１2、１０１3と、を備える例を示したが、これに限定されない。構造物監視システム１００Ａは、複数の構造物監視装置１０と、複数の線状部材１０１とを備えていればよい。
【０１１７】
また、各構造物監視装置１０11、１０12、１０21、１０22、１０31、１０32の保持部６０が有する保持力（挟持力）は、相対的に小さい（弱い）力、相対的に大きい（強い）力、相対的に小さい（弱い）力と相対的に大きい（強い）力との間の力の３つである場合に限定されない。各構造物監視装置１０11、１０12、１０21、１０22、１０31、１０32の保持部６０が有する保持力（挟持力）は、互いに異なる２つの力であってもよいし、互いに異なる４つ以上の力であってもよい。
【０１１８】
このように、本実施形態の構造物監視装置１０および構造物監視システム１００Ａによれば、構造物監視装置１０11の保持部６０および構造物監視装置１０12の保持部６０と構造物監視装置１０21の保持部６０および構造物監視装置１０22の保持部６０とが異なる保持力を有し、構造物監視装置１０21の保持部６０および構造物監視装置１０22の保持部６０と構造物監視装置１０31の保持部６０および構造物監視装置１０32の保持部６０とが異なる保持力を有し、構造物監視装置１０31の保持部６０および構造物監視装置１０32の保持部６０と構造物監視装置１０11の保持部６０および構造物監視装置１０12の保持部６０とが異なる保持力を有する。これにより、構造物からの外力を、複数の段階（レベル）で検出することが可能となる。したがって、第１実施形態の構造物監視装置１０および構造物監視システム１００の作用効果に加え、構造物の状態を複数段階（複数レベル）に細分化して監視（モニタリング）することができる。
【０１１９】
＜第３実施形態＞
図１８および図１９は、本発明に係る構造物監視装置および構造物監視システムの第３実施形態を示すためのものである。なお、特に記載がない限り、前述した第１実施形態または第２実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。また、前述した第１実施形態または第２実施形態と類似する構成部分は類似の符号をもって表し、その詳細な説明を省略する。さらに、図示しない構成、動作、および配置は、前述した第１実施形態と同様とする。
【０１２０】
図１８は、第３実施形態における構造物監視システム１００Ｂの概略構成の一例を示す構成図である。図１７に示すように、構造物監視システム１００Ｂは、操作端末８０と、制御装置９０と、９個の構造物監視装置１０11、１０12、１０13、１０21、１０22、１０23、１０31、１０32、１０33と、１２本の線状部材１０１1〜１０１12と、を含んで構成される。
【０１２１】
制御装置９０と、構造物監視装置１０11とは、基準電位線ＧＬで接続されている。基準電位線ＧＬは、例えば、接地（グラウンド）されており、電位ゼロを有している。
【０１２２】
また、制御装置９０と、構造物監視装置１０11とは、信号電力線ＳＬで接続されている。同様に、構造物監視装置１０11と、構造物監視装置１０12とは、信号電力線ＳＬ1で接続されている。同様に、構造物監視装置１０12と、構造物監視装置１０13とは、信号電力線ＳＬ2で接続されている。同様に、構造物監視装置１０11と、構造物監視装置１０21とは、信号電力線ＳＬ3で接続されている。同様に、構造物監視装置１０12と、構造物監視装置１０22とは、信号電力線ＳＬ4で接続されている。同様に、構造物監視装置１０13と、構造物監視装置１０23とは、信号電力線ＳＬ5で接続されている。同様に、構造物監視装置１０21と、構造物監視装置１０22とは、信号電力線ＳＬ6で接続されている。同様に、構造物監視装置１０22と、構造物監視装置１０23とは、信号電力線ＳＬ7で接続されている。同様に、構造物監視装置１０21と、構造物監視装置１０31とは、信号電力線ＳＬ8で接続されている。同様に、構造物監視装置１０22と、構造物監視装置１０32とは、信号電力線ＳＬ9で接続されている。同様に、構造物監視装置１０23と、構造物監視装置１０33とは、信号電力線ＳＬ10で接続されている。同様に、構造物監視装置１０31と、構造物監視装置１０32とは、信号電力線ＳＬ11で接続されている。同様に、構造物監視装置１０32と、構造物監視装置１０33とは、信号電力線ＳＬ12で接続されている。各信号電力線ＳＬ、ＳＬ1〜ＳＬ12は、制御装置９０、および各構造物監視装置１０11、１０12、１０13、１０21、１０22、１０23、１０31、１０32、１０33との間で信号を送受信するための線であるとともに、電力を供給するための線である。
【０１２３】
なお、図１８に示す各構造物監視装置１０11、１０12、１０13、１０21、１０22、１０23、１０31、１０32、１０33の構成および動作は、以下に説明する点を除き、前述した第１実施形態の構造物監視装置１０または第２実施形態の構造物監視装置１０11、１０12、１０21、１０22、１０31、１０32と同一または略同一である。図１８に示す各線状部材１０１1〜１０１12の構成および動作は、前述した第１実施形態の線状部材１０１と同一または略同一である。
【０１２４】
構造物監視装置１０11の保持部６０は、線状部材１０１1の一端部（図１８において左端部）と、線状部材１０１3の一端部（図１８において上端部）と、を保持している。構造物監視装置１０12の保持部６０は、線状部材１０１1の他端部（図１８において右端部）と、線状部材１０１2の一端部（図１８において左端部）と、線状部材１０１4の一端部（図１８において上端部）と、を保持している。構造物監視装置１０13の保持部６０は、線状部材１０１2の他端部（図１８において右端部）と、線状部材１０１5の一端部（図１８において上端部）と、を保持している。
【０１２５】
構造物監視装置１０21の保持部６０は、線状部材１０１3の他端部（図１８において下端部）と、線状部材１０１6の一端部（図１８において左端部）と、線状部材１０１8の一端部（図１８において上端部）と、を保持している。構造物監視装置１０22の保持部６０は、線状部材１０１4の他端部（図１８において下端部）と、線状部材１０１6の他端部（図１８において右端部）と、線状部材１０１7の一端部（図１８において左端部）と、線状部材１０１9の一端部（図１８において上端部）と、を保持している。構造物監視装置１０23の保持部６０は、線状部材１０１5の他端部（図１８において下端部）と、線状部材１０１7の他端部（図１８において右端部）と、線状部材１０１10の一端部（図１８において上端部）と、を保持している。
【０１２６】
構造物監視装置１０31の保持部６０は、線状部材１０１8の他端部（図１８において上端部）と、線状部材１０１11の一端部（図１８において左端部）と、を保持している。構造物監視装置１０32の保持部６０は、線状部材１０１9の他端部（図１８において下端部）と、線状部材１０１11の他端部（図１８において右端部）と、線状部材１０１12の一端部（図１８において左端部）と、を保持している。構造物監視装置１０33の保持部６０は、線状部材１０１10の他端部（図１８において下端部）と、線状部材１０１12の他端部（図１８において右端部）と、を保持している。
【０１２７】
各構造物監視装置１０11、１０12、１０13、１０21、１０22、１０23、１０31、１０32、１０33は、保持（挟持）する線状部材１０１11の端部の数に応じて検出部５０を備える。例えば、構造物監視装置１０22は、４本の線状部材１０１4、１０１6、１０１7、１０１9の端部を保持（挟持）するので、４つの検出部５０を備えている。
【０１２８】
図１９は、図１８に示した構造物監視装置１０22が備える信号処理部７５の一例を示すブロック図である。図１９に示すように、信号処理部７５は、入力切替部７６と、変換部７７と、処理部７８と、を含んで構成される。信号処理部７５は、例えば、図５に示した検出部５０と警報出力部４０との間に配置される。
【０１２９】
入力切替部７６は、複数の入力信号を一つの出力信号として出力するためのものであり、例えばマルチプレクサなどで構成可能である。入力切替部７６は、各線状部材１０１4、１０１6、１０１7、１０１9に対応する４つの検出部５０1、５０2、５０3、５０4に接続されている。なお、各検出部５０1、５０2、５０3、５０4は、前述した検出部５０と同一または略同一の構成および動作であるため、その説明を省略する。
【０１３０】
入力切替部７６には、検出部５０1から、線状部材１０１4の端部が抜けたことを示す警報信号、および線状部材１０１4の状態を示す状態信号が入力される。また、入力切替部７６には、検出部５０2から、線状部材１０１6の端部が抜けたことを示す警報信号、および線状部材１０１6の状態を示す状態信号が入力される。また、入力切替部７６には、検出部５０3から、線状部材１０１7の端部が抜けたことを示す警報信号、および線状部材１０１7の状態を示す状態信号が入力される。さらに、入力切替部７６には、検出部５０4から、線状部材１０１9の端部が抜けたことを示す警報信号、および線状部材１０１9の状態を示す状態信号が入力される。入力切替部７６は、例えば、切替スイッチなどを用いてこれらの入力信号を順次取り込み、取り込んだ信号を変換部７７に出力する。
【０１３１】
変換部７７は、電気信号を所定の信号形式（変調方式）に変換するためのものであり、例えばＡ／Ｄコンバータ（アナログーデジタル変換器）などで構成可能である。変換部７７は、例えば、入力切替部７６から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を処理部７８に出力する。
【０１３２】
処理部７８は、データを演算、処理するためのものであり、例えばマイクロプロセッサなどで構成可能である。処理部７８は、例えば、変換部７７から入力された信号に基づいて、各線状部材１０１4、１０１6、１０１7、１０１9の端部が抜けたことを示す警報データや、各線状部材１０１4、１０１6、１０１7、１０１9の状態を示す状態データなどを出力する。出力された警報データや状態データなどのデータは、図５に示した警報出力部４０に入力されるとともに、各信号電力線ＳＬ、ＳＬ1〜ＳＬ12を介して、制御装置９０に入力される。
【０１３３】
処理部７８は、警報データや状態データ）などのデータを、信号線（有線）で出力してもよいし、例えば送信機から電波（電磁波）で送信してもよい。
【０１３４】
なお、構造物監視装置１０22以外の各構造物監視装置１０11、１０12、１０13、１０21、１０23、１０31、１０32、１０33が備える信号処理部７５の構成および動作は、図１９に示す信号処理部７５と同一または略同一である。よって、構造物監視装置１０22以外の各構造物監視装置１０11、１０12、１０13、１０21、１０23、１０31、１０32、１０33が備える信号処理部７５については、前述した構造物監視装置１０22の信号処理部７５の説明をもって、これらの説明を省略する。
【０１３５】
図１８に示すように、各線状部材１０１1〜１０１12は、構造物の面に対して、二次元的、例えば、格子状（マトリックス状）に配置される。これにより、構造物からの外力を二次元的に検出することができ、構造物からの外力が加わった位置（場所）を特定可能になる。
【０１３６】
本実施形態では、図１８において、構造物監視システム１００Ｂが、９個の構造物監視装置１０11、１０12、１０13、１０21、１０22、１０23、１０31、１０32、１０33と、１２本の線状部材１０１1〜１０１12と、を備える例を示したが、これに限定されない。構造物監視システム１００Ｂは、複数の構造物監視装置１０と、複数の線状部材１０１とを備えていればよい。
【０１３７】
また、本実施形態では、図１８において、各線状部材１０１1〜１０１12が、構造物の面に対して格子状（マトリックス状）に配置される例を示したが、これに限定されない。各線状部材１０１1〜１０１12は、構造物の面に二次元的に配置されていればよく、例えば、網目状（メッシュ状）や放射状（輻射状）に配置されていてもよい。
【０１３８】
このように、本実施形態の構造物監視装置１０および構造物監視システム１００Ｂによれば、各線状部材１０１1〜１０１12は、構造物の面に対して二次元的に配置される。これにより、構造物からの外力を二次元的に検出することができ、構造物からの外力が加わった位置（場所）を特定可能になる。したがって、第１実施形態の構造物監視装置１０および構造物監視システム１００の作用効果と、第２実施形態の構造物監視装置１０および構造物監視システム１００Ａの作用効果と、に加え、構造物の全体を監視（モニタリング）することができるとともに、構造物の異常箇所を容易に特定することができる。
【０１３９】
なお、前述した各実施形態の構成は、組み合わせたり、あるいは一部の構成部分を入れ替えたりしたりしてもよい。また、本実施形態の構成は前述した各実施形態のみに限定されるものではなく、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１０…構造物監視装置
２０…電力制御部
３０…低電力生成部
４０…警報出力部
４１…警報駆動部
４２…警報表示部
４３…警報発生部
５０…検出部
６０…保持部
６１ａ、６１ｂ…挟持部材
６２ａ、６２ｂ…バネ
６３…信号出力部
６４ａ，６４ｂ…接触端子
６５ａ，６５ｂ…検出電極
６６…送信部
６７…受信部
７０…送電部
７１…信号生成部
７２…送電検出部
７５…信号処理部
７６…入力切替部
７７…変換部
７８…処理部
８０…操作端末
９０…制御装置
９５…電力供給部
９６…安定供給回路
１００、１００Ａ、１００Ｂ…構造物監視システム
１０１…線状部材
ＣＳ…中央管理システム
ＩＳ…統合管理システム
ＮＳ…ネットワーク管理システム
Ｓ１…交流電源
Ｓ２…直流電源
Ｓ３…太陽光発電装置
Ｓ４…バッテリ（二次電池）
【図１】
2015036626.tif 000003
【図２】
2015036626.tif 000004
【図３】
2015036626.tif 000005
【図４】
2015036626.tif 000006
【図５】
2015036626.tif 000007
【図６】
2015036626.tif 000008
【図７】
2015036626.tif 000009
【図８】
2015036626.tif 000010
【図９】
2015036626.tif 000011
【図１０】
2015036626.tif 000012
【図１１】
2015036626.tif 000013
【図１２】
2015036626.tif 000014
【図１３】
2015036626.tif 000015
【図１４】
2015036626.tif 000016
【図１５】
2015036626.tif 000017
【図１６】
2015036626.tif 000018
【図１７】
2015036626.tif 000019
【図１８】
2015036626.tif 000020
【図１９】
2015036626.tif 000021