(57)【要約】毎年、かなりの数の救助隊員が、破損した建造物または燃焼している建造物内の調査を行っているとき、建造物が切迫した倒壊の危険にあることに気づかないで死亡または負傷している。本発明は、不可逆的で、かつビルまたは建造物を不可避の倒壊に導く構造的破損を検出、監視するシステムおよび方法を提供する。このシステムは、燃焼領域の外側の外面上の、救助隊員の手の届くところに取り付けられた装置に収納された、少なくとも１つの加速度計を含んでいる。この装置は、可視信号および／または音声信号を発生するリモート表示装置と通信して、建造物の切迫した倒壊を知らせる。さらに、このシステムは、倒壊の可能性を決定する倒壊検出解析プロセスを含んでいる。
2008513773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造的な倒壊を判断するために建築物の健全性を検出する方法であって、
パワースペクトル密度解析、自乗平均平方根解析、信号帯域幅解析、最大エントロピー法解析、ランダム減衰解析、ヒルベルト変換、衝撃応答スペクトル、ウェーブレット変換解析、および制動評価解析の少なくとも１つを有する、燃焼中の建築物の健全性システムを使用するステップを含む方法。
【請求項２】
（ａ）少なくとも１つの装置から増幅されたデジタルデータ信号を得るステップと、
（ｂ）帯域除去濾波器を使用して、前記デジタルデータ信号から信号ノイズを濾波及び除去するステップと、
（ｃ）濾波された信号を得るステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項３】
前記濾波するステップは、平均周波数振幅よりも８標準偏差を超える大きさを持つ周波数の位置を見つけ、前記信号ノイズを除去するステップをさらに含む、請求項２に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項４】
前記パワースペクトル密度解析を使用するステップと、前記濾波された信号からの周波数成分を検出するステップとをさらに含む、請求項３に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項５】
前記パワースペクトル密度解析は、周波数を前記濾波ステップに加えるステップと、過渡現象および他のエラー源の影響を低減するステップとをさらに含む、請求項４に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項６】
前記自乗平均平方根解析が、前記建築物によって吸収されたエネルギーの大きさを追尾するステップと、前記建築物に既存のエネルギーを放出する能力がないことを追尾するステップと、前記エネルギーの吸収および放出に関して自乗平均平方根値を生成するステップと、前記自乗平均平方根値の大きさの増加を示すステップとをさらに含む、請求項５に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項７】
前記信号帯域幅指標解析が、
（ａ）周波数を有する前記建築物の単一の固体系を最初にモデル化するステップと、
（ｂ）前記建築物が、火災によって、より大きな範囲の周波数帯域幅を有する緩い接続系に変形されることにより生じる振動を監視し比較するステップと、
をさらに含む、請求項６に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項８】
前記最大エントロピー法解析が、変換手法を使用して、短い持続時間および高サンプリングレートを有する前記濾波された信号を評価するステップと、前記最大エントロピーの帯域幅を決定することによって制動量を計算するステップとをさらに含む、請求項７に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項９】
前記ランダム減衰符号解析が、動的システムの時間データを平均化するステップと、初期の速度および励起を平均化するステップと、初期の変位による前記構造的な応答を残すステップとをさらに含む、請求項８に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項１０】
前記ランダム減衰符号解析が、
（ａ）前記濾波された信号からの最新のデータのブロックを使用するステップと、
（ｂ）前記ブロックをデジタルバンドパス濾波器に通すステップと、
（ｃ）前記ブロックに対する閾値レベルを決定するステップと、
（ｄ）交差値を減少させるステップと、
（ｅ）前記構造的な安定性を判断するために前記交差値を平均化するステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項１１】
前記ヒルベルト変換解析が、前記ランダム減衰符号解析を使用して、前記建築物の制動値を決定するステップをさらに含む、請求項１０に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項１２】
前記衝撃応答スペクトル解析を利用し、主要な共振運動を識別する、請求項１１に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項１３】
前記ウェーブレット変換解析が、ウェーブレット関数を使用するステップと、前記ランダム減衰符号の減衰振動を一致させるステップと、強度が最も強い点を決定するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項１４】
前記制動評価指標解析が、−３ｄＢの帯域幅の制動値、前記ヒルベルト変換からの制動値、ログ減衰解析からの制動値、およびウェーブレット強度比からの制動値を使用するステップと、前記建築物が不安定な領域にいつ到達するかを判断するステップとをさらに含む、請求項１３に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【請求項１５】
前記燃焼中の建築物の健全性システムが、重み付けされた倒壊指標を含み、
前記パワースペクトル密度解析、前記自乗平均平方根解析、前記信号帯域幅解析、前記最大エントロピー法解析、前記ランダム減衰解析、前記ヒルベルト変換、前記衝撃応答スペクトル、前記ウェーブレット変換解析、および前記制動評価指標解析の少なくとも１つの重み付けされた平均を使用することにより、前記指標を得るステップとをさらに含む、請求項１４に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００２年２月２１日に出願された米国出願１０／０８１，６４９の一部継続出願である。
【０００２】
「合衆国政府の利益の陳述」
米国特許法施行規則４０１．１４条（ｂ）項で述べられているように、合衆国政府は、合衆国のためにまたは合衆国を代表して、本発明を実行するあるいは実行した、非独占的な、譲渡不可で、支払い済みの特許使用権を有するものとする。
【背景技術】
【０００３】
倒壊に至る構造的破損は、倒壊の近くにいる救助隊員などを負傷させ、死亡に至らしめていた。多くの救助作業において、特に人命が危険な状態にさらされている場合、建築物の状態は、いつ、どのようにして建築物に進入するかを決定するのに、比較的小さい役割しか果たしていない。破損が伝播し、建築物を最終的に弱体化する一般的に複雑な特性が、切迫した倒壊の予測を非常に困難にしていた。特に消火作業中の目視検査だけでは、倒壊および人命の損失をまねくであろうメカニズムを確実に検出することはできない。したがって、激しく破壊された、および倒壊の危険がある建築物を監視できる、技術的な取り組みの必要性が存在する。
【０００４】
しかし、倒壊の監視は、構造的破損の度合いが非常に激しく、現在の荷重条件に連続的にさらされると、切迫した倒壊に至るであろうという前提に基づいている。燃焼中の建築物は、明らかに、火炎によって既に破損されている。火炎による破壊のメカニズムを容易に検出、追尾できても、切迫した倒壊を検出するメカニズムが得られるものではない。
【０００５】
構造的破損検出の研究は、周知の荷重条件下で、応答特性の挙動を測定する非破壊検査技術を使用していることを最も特徴としている。しかし、特定のテスト技術を選択することは、検出技術の有効性において大きな役割を果たすものである。従来技術による破損検出装置および方法は、非破壊検査装置および方法を提供していない。
【０００６】
構造的破損を検出する既存の装置は、主として、建築物に高周波または音響エネルギーを誘発する方法、または建築物内の重要な位置でモニタ装置を使用する方法に依存している。
【０００７】
特許文献１は、例えば、建物に取り付けることができる受動歪みゲージを開示している。このゲージは、地震などで、建物に働く荷重支持応力に相応した音波を発する。同様に、特許文献２は、超音波周波数を使用して、木材および他の物品内の応力をテストする方法を開示している。
【０００８】
これらの種類の計器および方法は、構造的な共振に関連した周波数よりも広い周波数範囲で動作する。それゆえ、それらは構造的な応答挙動を分離することができず、倒壊を監視するのに必要な感度を有していない。
【０００９】
特許文献３は、建築物が存在する場所に加えられた衝撃の量を監視する装置を開示している。この装置は、衝撃検出器であり、高電圧状態を発生させるために、閾値と比較される整流信号を発生するようになっている加速度計を使用している。しかし、特に、特許文献３は、装置が低電圧状態であるよりも低い設定閾値を使用しているので、建築物上の衝撃の検出は、倒壊に至る構造物の応答を監視するのに使用できない。
【特許文献１】Ｈａｗｋｉｎｓに付与された米国特許第５，６７５，８０９号
【特許文献２】Ｏｌｓｏｎらに付与された米国特許第５，４０４，７５５号
【特許文献３】米国特許第６，１３８，５１６号（Ｔｉｌｌｍａｎに付与された）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
切迫した構造的破壊を検出する必要性は非常に大きい。本発明は、構造的破損および切迫した破壊を検出して、損害の防止、および建物倒壊の領域内にいる救助隊員および（一般の）人々の負傷を防止し、生命の救助を支援する新規でユニークな装置および方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、構造的な倒壊の始まりを求め、倒壊メカニズムの進行を検出し、建築物に影響を与えた状態の後の著しく損なわれた構造的完全性を検出するシステムおよび方法を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、０Ｈｚまでの加速応答を測定可能な少なくとも１つの加速度計を使用したシステムを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、本発明の装置を使用して、少なくとも１つの軸（ｘ、ｙ、またはｚ）方向の加速応答を測定可能な少なくとも１つの加速度計を使用して、構造的な倒壊を検出するシステムおよびその方法を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、監視される建築物の一部の方向に垂直に装置が設置される、破損状態から離れた外面に取り付け可能な装置を使用したシステムを提供することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、軽量で、防水性を有し、最高１９００°Ｆまでの温度に耐え得る装置を使用したシステムを提供することである。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、独立した電源で動作する装置を使用したシステムを提供することである。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、倒壊状態を監視されている建物の電源を含む外部電源を使用したシステムを提供することである。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は、システムのリモート受信器に送信されたデータを評価するのに、アナログおよび／またはデジタルの信号を使用したシステムを提供することである。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、送信された信号を評価し、倒壊状態を判断、検出するのに、コンピュータ技術を使用したシステムを提供することである。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は、信号を装置からリモート受信器に送信するのに、有線および無線通信を使用したシステムを提供することである。
【００２１】
本発明のこれらおよび他の目的は、ここに以下に説明するこの発明によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、切迫した構造的な倒壊検出に関する。切迫した構造的な倒壊検出は、建築物または建物の破損検出の特定とは区別される。破損検出は、主として、建物または建築物に対する大規模でこうむるかもしれない破損を防止することに関係している。倒壊検出は一方、破損が不可逆的であるという仮定から始まる。
【００２３】
風、波、運転設備、または建築物中および周囲の環境条件に見合った状況に特有の他の応答から生じ得る自然に発生する励起を受けると、すべての建物は、周囲の応答挙動を示している。
【００２４】
本発明は、倒壊メカニズムが進行して倒壊する直前に最大の大きさに達するような、このようなメカニズムを検出し、監視することに関する。特に、本発明は、自然に発生し、倒壊の開始を特定する、状況に特有の周囲応答、および著しく低下した構造的完全性を示す状態に至る倒壊の進行に基づいて、閾値または閾値の範囲を決定することに関する。
【００２５】
本発明は、建築物の切迫した倒壊の検出に関しているように、倒壊メカニズムの不可逆性は、コンピュータおよび計測工学の進歩と組み合わされ、本発明に至った。
【００２６】
本発明のシステムおよび方法は、火炎が１つの例であり得る、外部から加えられた励起によって、建築物上で得られる周囲の加速応答測定を使用する。周囲の加速は、切迫した倒壊に至る建築物の変化する完全性に関係し得る、応答量および周波数成分に関係する情報を含んでいる。本発明は、低レベルの構造的な応答を周波数範囲０から３０Ｈｚの周波数範囲にわたり、特に０から２０Ｈｚの範囲で、ミリグラムのオーダで検出することができる。
【００２７】
本発明のシステムおよび方法は、加速応答が他の構造的な応答と同じように、火炎の状態に影響を受けないという発明者らの知見に基づいている。倒壊する構造的な要素から得られた加速応答の単純化された物理的な解釈が、不可避的倒壊のメカニズムを提供する。倒壊する構造的な要素、すなわち梁は、燃焼中、その梁の中心近くで振動レベルの上昇を明確に示し、その梁の一部が落下するときに、下方を向いた加速の大きな上昇がそれに続く。燃焼および上昇する加速レベルは共に、梁では不可逆的なプロセスである。したがって、加速の大きな増加、または変化の始まりを検出することは、切迫した構造的な倒壊を十分に警告するのに重要である。周囲応答を監視できることそれ自体では、切迫した倒壊を予測するのには十分でないことに注意することが重要である。むしろ、それは、本発明を特徴づける周囲応答レベルの変化を検出できることである。
【００２８】
倒壊の状況に特有の周囲応答の例は、火炎が、従来の構造的な応答範囲（通常、多くの建築物では１００Ｈｚ未満）にわたるスペクトルエネルギーを含む不規則な励起を生成する燃焼中の建築物である。高温および低い信号対雑音比により、これらの条件下での構造的な応答の検出は、以前は困難だった。
【００２９】
本発明は、倒壊メカニズムを検出、監視するシステムおよび方法を提供する。本発明のシステムおよび方法は受動的である。本発明の実施形態を図１から１０に示している。本発明は、これらの特定の実施形態に限定されるものではなく、またこれらの実施形態の変形は、本発明の範囲に含まれる。
【００３０】
本発明のシステムおよび方法は、火炎に関係した倒壊に限定されるものでもなく、建築物の荷重に耐えられる容量を超えるエネルギーを吸収した建築物によって誘発されたどのような倒壊にも適用できる。
【００３１】
図１は本発明の、ケーブルによる有線のアナログ式システムを示している。図１のシステム（１）は、火炎または破損時の倒壊メカニズムを検出、監視するのに使用される、軽量の携帯機器（２）と表示装置（３）を備えている。
【００３２】
システム（１）の機器（２）は、構造的な応答を監視するトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（４）を含んでいる。加速度計（４）は、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）における、好ましくは取り付け面に垂直に向いた加速度を監視することができることが必要で、０から３０Ｈｚの範囲で動作する。加速度計（４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号ゲインを有する、加速度計（４）に接続された低域濾波・増幅器（５）も含んでいる。
【００３３】
機器（２）は、濾波・増幅器（５）に接続された少なくとも１つの送信器（６）も含んでいる。送信器（６）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００３４】
機器（２）は、加速度計（４）、濾波・増幅器（５）、および送信器（６）に接続された第１の電源（７）も含んでいる。第１の電源（７）は、独立していない電源および独立した電源の両方を使用して動作する。第１の電源（７）の独立した電源はバッテリを含む。ここで、電源（７）の独立していない電源について以下に説明する。機器（２）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００３５】
送信器（６）は、機器（２）から得られたアナログ応答信号を有線の通信回線（８）を通して表示装置（３）に転送する。このアナログ信号はリモート受信器（９）で受信される。有線の通信回線（８）は、高温に好適な難燃性／耐熱性材料で被覆されている。アナログ信号は次に、Ａ／Ｄコンバータ（１０）に転送される。Ａ／Ｄコンバータは次に、コンピュータシステム（１１）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（１１）は、コンピュータ処理装置（１１ａ）、メモリ（１１ｂ）、表示画面（１１ｃ）、およびユーザ入力器（１１ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（１１ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（１１ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（２）に出力する。デジタル化された信号は、表示画面（１１ｃ）に表示および／またはメモリ（１１ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（１１ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（１１ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（９）、Ａ／Ｄコンバータ（１０）、およびコンピュータシステム（１１）は、第２の電源（１２）に接続されている。第２の電源（１２）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。必要な場合、第２の電源（１２）は、第１の電源（７）にも電力を供給することもできる。表示装置（３）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、機器（２）は、最高１９００°Ｆまでの熱破損から機器（２）を保護する熱ケーシング（１３）内に収納されている。ケーシング（１３）は、オン／オフインジケータ（１３ｂ）を有する面板（１３ａ）を含んでいる。オン／オフインジケータ（１３ｂ）は、スイッチ機構および／または平均値を追尾できる音声信号インジケータ、および／または画像信号インジケータを含んでいてもよい。機器（２）の寸法は、上記の種々の部品の大きさに依存する。しかし、機器（２）の最大寸法は１０．１６センチメートル（４インチ）を超えない。
【００３７】
図２は、本発明の他の実施形態を示している。図２のシステム（１０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（１０２）と表示装置（１０３）を備えている。システム（１０１）の機器（１０２）は、構造的な応答を監視するためのトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（１０４）を含んでいる。加速度計（１０４）は、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）における、好ましくは取り付け面に垂直に向いた加速度を監視することができることが必要で、０から３０Ｈｚの範囲で動作する。加速度計（１０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（１０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（１０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号ゲインを有する、加速度計（１０４）に接続された低域濾波・増幅器（１０５）も含んでいる。
【００３８】
機器（１０２）は、濾波・増幅器（１０５）に接続された少なくとも１つの送信器（１０６）も含んでいる。送信器（１０６）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００３９】
機器（１０２）は、加速度計（１０４）、濾波・増幅器（１０５）、および送信器（１０６）に接続された第１の電源（１０７）も含んでいる。第１の独立した電源（１０７）はバッテリを含む。しかし、機器（１０２）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００４０】
送信器（１０６）は、機器（１０２）から得られたアナログ応答信号を有線の通信回線（１０８）を通して表示装置（１０３）に転送する。このアナログ信号はリモート受信器（１０９）で受信される。有線の通信回線（１０８）は、高温に好適な難燃性／耐熱性材料で被覆されている。アナログ信号は次に、Ａ／Ｄコンバータ（１１０）に転送される。Ａ／Ｄコンバータ（１１０）は次に、コンピュータシステム（１１１）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（１１１）は、コンピュータ処理装置（１１１ａ）、メモリ（１１１ｂ）、表示画面（１１１ｃ）、およびユーザ入力器（１１１ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（１１１ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（１１１ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（１０２）に出力する。デジタル化された信号は、表示画面（１１１ｃ）に表示および／またはメモリ（１１１ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（１１１ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（１１１ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（１０９）、Ａ／Ｄコンバータ（１１０）、およびコンピュータシステム（１１１）は、第２の独立した電源（１１２）に接続されている。第２の電源（１１２）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（１０３）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。機器（１０２）の外部ケーシングおよびハウジングは、図（１ａ）に示されている。
【００４１】
図３は、本発明の他の実施形態を示している。本発明の図３は、無線のアナログ式内部電源システムを示している。図３のシステム（２０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（２０２）と表示装置（２０３）を備えている。システム（２０１）の機器（２０２）は、構造的な応答を監視するためのトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（２０４）を含んでいる。加速度計（２０４）は、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）において、好ましくは取り付け面に垂直に向いた加速度を監視することができることが必要で、０から３０Ｈｚの範囲で動作する。加速度計（２０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（２０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（２０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号を有する、加速度計（２０４）に接続された低域濾波・増幅器（２０５）も含んでいる。
【００４２】
機器（２０２）は、濾波・増幅器（２０５）に接続された少なくとも１つの送信器（２０６）も含んでいる。送信器（２０６）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００４３】
機器（２０２）は、さらに、加速度計（２０４）、濾波・増幅器（２０５）、および送信器（２０６）に接続された、独立の第１の電源（２０７）を含んでいる。第１の独立した電源（２０７）はバッテリを含む。しかし、機器（２０２）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００４４】
送信器（２０６）は、機器（２０２）から得られたアナログ応答信号を無線の通信回線（２０８）を通して表示装置（２０３）に転送する。このアナログ信号はリモート受信器（２０９）で受信される。アナログ信号は次に、Ａ／Ｄコンバータ（２１０）に転送される。Ａ／Ｄコンバータ（２１０）は次に、コンピュータシステム（２１１）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（２１１）は、コンピュータ処理装置（２１１ａ）、メモリ（２１１ｂ）、表示画面（２１１ｃ）、およびユーザ入力器（２１１ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（２１１ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（２１１ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（２０２）に出力する。デジタル化された信号は、表示画面（２１１ｃ）に表示および／またはメモリ（２１１ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（２１１ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（２１１ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（２０９）、Ａ／Ｄコンバータ（２１０）、およびコンピュータシステム（２１１）は、第２の独立した電源（２１２）に接続されている。第２の電源（２１２）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（２０３）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。機器（２０２）の外部ケーシングおよびハウジングは、図（１ａ）に示されている。
【００４５】
図４は、本発明の他の実施形態を示している。図４は、他の電源を有する有線のアナログ式内部電源システムを示している。図４のシステム（３０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（３０２）と表示装置（３０３）を備えている。システム（２０１）の機器（３０２）は、構造的な応答を監視するためのトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（３０４）を含んでいる。加速度計（３０４）は、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）において、好ましくは取り付け面に垂直に向いた加速度を監視することができることが必要で、０から３０Ｈｚの範囲で動作する。加速度計（３０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（３０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（３０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号を有する、加速度計（３０４）に接続された低域濾波・増幅器（３０５）も含んでいる。
【００４６】
機器（３０２）は、濾波・増幅器（３０５）に接続された少なくとも１つの送信器（３０６）も含んでいる。送信器（３０６）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００４７】
機器（３０２）は、加速度計（３０４）、濾波・増幅器（３０５）、および送信器（３０６）に接続された第１の電源（３０７）も含んでいる。第１の電源（３０７）は、内蔵電池などの独立した電源を使用して、独立して動作することができる。あるいは、第１の電源（３０７）は、機器（３０２）が取り付けられた建築物の電源（３０８）からも電力を得ることができる。しかし、機器（３０２）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００４８】
送信器（３０６）は、機器（３０２）から得られたアナログ応答信号を有線の通信回線（３０９）を通して表示装置（３０３）に転送する。有線の通信回線（３０９）は、高温に好適な難燃性／耐熱性材料で被覆されている。このアナログ信号はリモート受信器（３１０）で受信される。アナログ信号は次に、Ａ／Ｄコンバータ（３１１）に転送される。Ａ／Ｄコンバータ（３１１）は次に、コンピュータシステム（３１２）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（３１２）は、コンピュータ処理装置（３１２ａ）、メモリ（３１２ｂ）、表示画面（３１２ｃ）、およびユーザ入力器（３１２ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（３１２ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（３１２ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（３０２）に出力する。デジタル化された信号は、表示画面（３１２ｃ）に表示および／またはメモリ（３１２ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（３１２ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（３１２ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（３１０）、Ａ／Ｄコンバータ（３１１）、およびコンピュータシステム（３１２）は、第２の電源（３１３）に接続されている。第２の電源（３１３）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（３０３）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。機器（３０２）の外部ケーシングおよびハウジングは、図１（ａ）に示されている。
【００４９】
図５は、他の電源を有する無線のアナログ式内部電源システムを示している。図５のシステム（４０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（４０２）と表示装置（４０３）を備えている。システム（４０１）の機器（４０２）は、構造的な応答を監視するためのトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（４０４）を含んでいる。加速度計（４０４）は、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）において、好ましくは取り付け面に垂直に向いた加速度を監視することができることが必要で、０から３０Ｈｚの範囲で動作する。加速度計（４０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（４０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（４０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号を有する、加速度計（４０４）に接続された低域濾波・増幅器（４０５）も含んでいる。
【００５０】
機器（４０２）は、濾波・増幅器（４０５）に接続された少なくとも１つの送信器（４０６）も含んでいる。送信器（４０６）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００５１】
機器（４０２）は、加速度計（４０４）、濾波・増幅器（４０５）、および送信器（４０６）に接続された第１の電源（４０７）も含んでいる。第１の電源（４０７）は、内蔵電池などの独立した電源を使用して、独立して動作することができる。あるいは、第１の電源（４０７）は、機器（４０２）が取り付けられた建築物の電源（４０８）からも電力を得ることができる。しかし、機器（４０２）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００５２】
送信器（４０６）は、機器（４０２）から得られたアナログ応答信号を、無線の通信回線（４０９）を通して表示装置（４０３）に転送する。このアナログ信号はリモート受信器（４１０）で受信される。アナログ信号は次に、Ａ／Ｄコンバータ（４１１）に転送される。Ａ／Ｄコンバータ（４１１）は次に、コンピュータシステム（４１２）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（４１２）は、コンピュータ処理装置（４１２ａ）、メモリ（４１２ｂ）、表示画面（４１２ｃ）、およびユーザ入力器（４１２ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（４１２ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（４１２ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（４０２）に提供する。デジタル化された信号は、表示画面（４１２ｃ）に表示および／またはメモリ（４１２ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（４１２ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（４１２ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（４１０）、Ａ／Ｄコンバータ（４１１）、およびコンピュータシステム（４１２）は、第２の電源（４１３）に接続されている。第２の電源（４１３）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（４０３）に適応可能な他の電源もまた、本発明の範囲に含まれる。機器（４０２）の外部ケーシングおよびハウジングは、図１（ａ）に示されている。
【００５３】
図６は、ケーブルによる有線のデジタル式システムを示している。図６のシステム（５０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（５０２）と表示装置（５０３）を備えている。システム（５０１）の機器（５０２）は、構造的な応答を監視するトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（５０４）を含んでいる。加速度計（５０４）は、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）において、好ましくは取り付け面に垂直に向いた加速度を監視することができることが必要で、０から３０Ｈｚの範囲で動作する。加速度計（５０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（５０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（５０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号を有する、加速度計（５０４）に接続された低域濾波・増幅器（５０５）も含んでいる。Ａ／Ｄコンバータ（５０６）が、濾波・増幅器（５０５）に接続され、入力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。この信号は、信号プロセッサ（５０７）で処理され、識別器（５０８）に渡される。識別器（５０８）は、データにシステム（５０１）の機器（５０２）に特有のものとして、刻印する。
【００５４】
機器（５０２）は、識別器（５０８）に接続された少なくとも１つの送信器（５０９）も含んでいる。送信器（５０９）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００５５】
機器（５０２）は、加速度計（５０４）、濾波・増幅器（５０５）、Ａ／Ｄコンバータ（５０６）、プロセッサ（５０７）、識別器（５０８）、および送信器（５０９）に接続された第１の電源（５１０）も含んでいる。第１の電源（５１０）は、内蔵電池などの独立した電源を使用して、独立して動作することができる。第１の電源（５１０）は、以下に説明するような他の電源からも電力を得てもよい。機器（４０２）に適合可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００５６】
送信器（５０９）は、機器（５０２）から得られたアナログ応答信号を有線の通信回線（５１１）を通して表示装置（５０３）に転送する。有線の通信回線（５１１）は、高温に好適な難燃性／耐熱性材料で被覆されている。この信号はリモート受信器（５１２）で受信される。リモート受信器（５１２）は、コンピュータシステム（５１３）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（５１３）は、コンピュータ処理装置（５１３ａ）、メモリ（５１３ｂ）、表示画面（５１３ｃ）、およびユーザ入力器（５１３ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（５１３ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（５１３ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（５０２）に出力する。デジタル化された信号は、表示画面（５１３ｃ）に表示および／またはメモリ（５１３ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（５１３ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（５１３ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（５１２）およびコンピュータシステム（５１３）は、第２の電源（５１４）に接続されている。第２の電源（５１４）は、機器（５０２）の第１の電源（５１０）にも電力を供給することもできる。第２の電源（５１４）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（５０３）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。機器（５０２）の外部ケーシングおよびハウジングは、図１（ａ）に示されている。
【００５７】
図７は、ケーブルによる有線のデジタル式システムの他の実施形態を示している。図７のシステム（６０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（６０２）と表示装置（６０３）を備えている。システム（６０１）の機器（６０２）は、構造的な応答を監視するためのトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（６０４）を含んでいる。加速度計（６０４）は、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）において、好ましくは取り付け面に垂直に向いた加速度を監視することができることが必要で、０から３０Ｈｚの範囲で動作する。加速度計（６０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（６０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（６０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号を有する、加速度計（６０４）に接続された低域濾波・増幅器（６０５）も含んでいる。Ａ／Ｄコンバータ（６０６）が、濾波・増幅器（６０５）に接続され、入力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。この信号は、信号プロセッサ（６０７）で処理され、識別器（６０８）に渡される。
【００５８】
機器（６０２）は、識別器（６０８）に接続された少なくとも１つの送信器（６０９）も含んでいる。送信器（６０９）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００５９】
機器（６０２）は、加速度計（６０４）、濾波・増幅器（６０５）、Ａ／Ｄコンバータ（６０６）、プロセッサ（６０７）、識別器（６０８）、および送信器（６０９）に接続された第１の電源（６１０）も含んでいる。第１の電源（６１０）は、内蔵電池などの独立した電源を使用して、独立して動作することができる。機器（４０２）に適合可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００６０】
送信器（６０９）は、機器（６０２）から得られたアナログ応答信号を有線の通信回線（６１１）を通して表示装置（６０３）に転送する。有線の通信回線（６１１）は、高温に好適な難燃性／耐熱性材料で被覆されている。この信号はリモート受信器（６１２）で受信される。リモート受信器（６１２）は、コンピュータ処理装置（６１３）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（６１３）は、コンピュータ処理装置（６１３ａ）、メモリ（６１３ｂ）、表示画面（６１３ｃ）、およびユーザ入力器（６１３ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（６１３ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（６１３ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（６０２）に提供する。デジタル化された信号は、表示画面（６１３ｃ）に表示および／またはメモリ（６１３ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（６１３ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（６１３ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（６１２）およびコンピュータシステム（６１３）は、第２の電源（６１４）に接続されている。第２の電源（６１４）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（６０３）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。機器（６０２）の外部ケーシングおよびハウジングは、図１（ａ）に示されている。
【００６１】
図８は、ケーブルによる有線のデジタル式システムの他の実施形態を示している。図８のシステム（７０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（７０２）と表示装置（７０３）を備えている。システム（７０１）の機器（７０２）は、構造的な応答を監視するためのトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（７０４）を含んでいる。加速度計（７０４）は、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）において、好ましくは取り付け面に垂直に向いた加速度を監視することができることが必要で、０から３０Ｈｚの範囲で動作する。加速度計（７０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（７０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（７０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００になどしい信号を有する、加速度計（７０４）に接続された低域濾波・増幅器（７０５）も含んでいる。Ａ／Ｄコンバータ（７０６）が、濾波・増幅器（７０５）に接続され、入力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。この信号は、信号プロセッサ（７０７）で処理され、識別器（７０８）に渡される。
【００６２】
機器（７０２）は、識別器（７０８）に接続された少なくとも１つの送信器（７０９）も含んでいる。送信器（７０９）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００６３】
機器（７０２）は、加速度計（７０４）、濾波・増幅器（７０５）、Ａ／Ｄコンバータ（７０６）、プロセッサ（７０７）、識別器（７０８）、および送信器（７０９）に接続された第１の電源（７１０）も含んでいる。第１の電源（７１０）は、内蔵電池などの独立した電源を使用して、独立して動作することができる。機器（７０２）に適合可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００６４】
送信器（７０９）は、機器（７０２）から得られたアナログ応答信号を、無線の通信回線（７１１）を通して表示装置（７０３）に転送する。この信号はリモート受信器（７１２）で受信される。リモート受信器（７１２）は、コンピュータ処理装置（７１３）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（７１３）は、コンピュータ処理装置（７１３ａ）、メモリ（７１３ｂ）、表示画面（７１３ｃ）、およびユーザ入力器（７１３ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（７１３ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（７１３ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（７０２）に出力する。デジタル化された信号は、表示画面（７１３ｃ）に表示および／またはメモリ（７１３ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（７１３ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（７１３ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（７１２）およびコンピュータシステム（７１３）は、第２の電源（７１４）に接続されている。第２の電源（７１４）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（７０３）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。機器（７０２）の外部ケーシングおよびハウジングは、図１（ａ）に示されている。
【００６５】
図９は、ケーブルによる有線のデジタル式システムの他の実施形態を示している。図９のシステム（８０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（８０２）と表示装置（８０３）を備えている。システム（８０１）の機器（８０２）は、構造的な応答を監視するためのトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（８０４）を含んでいる。加速度計（８０４）は、好ましくは取り付け面に垂直に向いた、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）での加速度を監視することができなければならず、また０から３０Ｈｚの範囲内で動作する。加速度計（８０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（８０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（８０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号を有する、加速度計（８０４）に接続された低域濾波・増幅器（８０５）も含んでいる。Ａ／Ｄコンバータ（８０６）が、濾波・増幅器（８０５）に接続され、入力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。この信号は、信号プロセッサ（８０７）で処理され、識別器（８０８）に渡される。
【００６６】
機器（８０２）は、識別器（８０８）に接続された少なくとも１つの送信器（８０９）も含んでいる。送信器（８０９）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００６７】
機器（８０２）は、加速度計（８０４）、濾波・増幅器（８０５）、Ａ／Ｄコンバータ（８０６）、プロセッサ（８０７）、識別器（８０８）、および送信器（８０９）に接続された第１の電源（８１０）も含んでいる。第１の電源（８１０）は、内蔵電池などの独立した電源を使用して、独立して動作することができる。あるいは、第１の電源（８１０）は、機器（８０２）が取り付けられた建築物の電源（８１１）から得た電力も利用することができる。機器（８０２）に適合可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００６８】
送信器（８０９）は、機器（８０２）から得られたアナログ応答信号を有線の通信回線（８１２）を通して表示装置（８０３）に転送する。有線の通信回線（８１２）は、高温に好適な難燃性／耐熱性材料で被覆されている。この信号はリモート受信器（８１３）で受信される。リモート受信器（８１３）は、コンピュータシステム（８１４）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（８１４）は、コンピュータ処理装置（８１４ａ）、メモリ（８１４ｂ）、表示画面（８１４ｃ）、およびユーザ入力器（８１４ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（８１４ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（８１４ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（８０２）に出力する。デジタル化された信号は、表示画面（８１４ｃ）に表示および／またはメモリ（８１４ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（８１４ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（８１４ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（８１３）およびコンピュータシステム（８１４）は、第２の電源（８１５）に接続されている。第２の電源（８１５）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（８０３）に適応可能な他の電源もまた、本発明の範囲に含まれる。機器（８０２）の外部ケーシングおよびハウジングは、図１（ａ）に示されている。
【００６９】
図１０は、ケーブルによる有線のデジタル式システムの他の実施形態を示している。図１０のシステム（９０１）は、火炎または破損時の倒壊状態を検出、監視するのに使用される軽量の携帯機器（９０２）と表示装置（９０３）を備えている。システム（９０１）の機器（９０２）は、構造的な応答を監視するためのトランスデューサとして、少なくとも１つの加速度計（９０４）を含んでいる。加速度計（９０４）は、好ましくは取り付け面に垂直に向いた、１から３つの軸方向（すなわち、ｘ、ｙ、またはｚ軸）での加速度を監視することができなければならず、また０から３０Ｈｚの範囲内で動作する。加速度計（９０４）はＤＣまたは０Ｈｚまでの応答を監視する。これは、加速度計（９０４）が、建築物中の変化する平均加速度に対応する超低周波数応答を追尾するためである。ＤＣ応答を監視することができない加速度計は、約４Ｈｚのこれらの応答を濾波、または減衰させ、したがって、最終的な倒壊に近づいている、変化する平均加速度を検出することができない。機器（９０２）は、０から３０Ｈｚの範囲にわたり１００に等しい信号を有する、加速度計（９０４）に接続された低域濾波・増幅器（９０５）も含んでいる。Ａ／Ｄコンバータ（９０６）が、濾波・増幅器（９０５）に接続され、入力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。この信号は、信号プロセッサ（９０７）で処理され、識別器（９０８）に渡される。
【００７０】
機器（９０２）は、識別器（９０８）に接続された少なくとも１つの送信器（９０９）も含んでいる。送信器（９０９）の帯域幅性能は、環境条件によって課された要件と、信号中の最も高い所望の周波数成分によって決まる。
【００７１】
機器（９０２）は、加速度計（９０４）、濾波・増幅器（９０５）、Ａ／Ｄコンバータ（９０６）、プロセッサ（９０７）、識別器（９０８）、および送信器（９０９）に接続された第１の電源（９１０）も含んでいる。第１の電源（９１０）は、内蔵電池などの独立した電源を使用して、独立して動作することができる。あるいは、第１の電源（９１０）は、機器（９０２）が取り付けられた建築物の電源（９１１）から得た電力も利用することができる。機器（９０２）に適合可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。
【００７２】
送信器（９０９）は、機器（９０２）から得られたアナログ応答信号を、無線の通信回線（９１２）を通して表示装置（９０３）に転送する。この信号はリモート受信器（９１３）で受信される。リモート受信器（９１３）は、コンピュータシステム（９１４）にデジタル化された信号を転送する。コンピュータシステム（９１４）は、コンピュータ処理装置（９１４ａ）、メモリ（９１４ｂ）、表示画面（９１４ｃ）、およびユーザ入力器（９１４ｄ）を含んでいる。コンピュータ処理装置（９１４ａ）は、加速応答に関連した閾値を構造上の条件と比較する。これらの値に基づいて、コンピュータ処理装置（９１４ａ）は、図１（ａ）に示すオン／オフインジケータ（１３ｂ）に表示される信号を機器（９０２）に出力する。デジタル化された信号は、表示画面（９１４ｃ）に表示および／またはメモリ（９１４ｂ）に格納することができる。コンピュータ処理装置（９１４ａ）は、測定された応答の画像および音声特性を表示装置（９１４ｃ）に表示させることができるように設計されたソフトウェアによって、現場のデータ削減および分析も行う。リモート受信器（９１３）およびコンピュータシステム（９１４）は、第２の電源（９１５）に接続されている。第２の電源（９１５）は、バッテリのような内部電源を使用して動作することができる。表示装置（９０３）に適応可能な他の電源も本発明の範囲に含まれる。機器（９０２）のための外部ケーシングおよびハウジングは、図１（ａ）に示すとおりである。
【００７３】
図１から１０のシステムは、燃焼しているまたは破損状態にある建築物（不図示）の外部に取り付けることができ、ボルトまたは接着剤を使用して、建築物の外面に固定することができる。最適な取り付け位置は、建築物と、救助隊員による近づきやすさに依存している。機器（２）、（１０２）、（２０２）、（３０２）、（４０２）、（５０２）、（６０２）、（７０２）、（８０２）、または（９０２）をトラス支持高さ、または中央のスパン高さ（支柱間の天井高さ）に設置すれば十分である。一般に、この配置位置は地面から約２メートル（８フィート）である。梁またはトラスの上部への設置は一般に非実用的であり、それが、付加的な熱応力を作用させるので、機器（２）、（１０２）、（２０２）、（３０２）、（４０２）、（５０２）、（６０２）、（７０２）、（８０２）、または（９０２）に対して有害である。さらに、機器は、機器が取り付けられた面に垂直な加速応答を監視するのに機器を使用するような方法でも設置される。壁を通り抜けて石壁および骨組へ貫通しないような方法でも設置される。
【００７４】
いったん取り付けられると、加速度計（４）、（１０４）、（２０４）、（３０４）、（４０４）、（５０４）、（６０４）、（７０４）、（８０４）、または（９０４）は、燃焼時に建築物から放射される加速応答（Ａ）の監視を開始し、実際の倒壊から倒壊後までの加速応答を監視し続ける。
【００７５】
複数の表面を監視できるように複数の機器（２）、（１０２）、（２０２）、（３０２）、（４０２）、（５０２）、（６０２）、（７０２）、（８０２）、または（９０２）は、この方法で取り付けることができる。あるいは、すべての方向（ｘ−ｙ−ｚ軸）の加速応答を監視し、検出することができる複数の加速度計（４）、（１０４）、（２０４）、（３０４）、（４０４）、（５０４）、（６０４）、（７０４）、（８０４）、または（９０４）を有する単一の機器（２）、（１０２）、（２０２）、（３０２）、（４０２）、（５０２）、（６０２）、（７０２）、（８０２）、または（９０２）を使用してもよい。さらに他の実施形態において、３つの軸すべてを監視する単一の加速度計（４）、（１０４）、（２０４）、（３０４）、（４０４）、（５０４）、（６０４）、（７０４）、（８０４）、または（９０４）を有する単一の機器（２）、（１０２）、（２０２）、（３０２）、（４０２）、（５０２）、（６０２）、（７０２）、（８０２）、または（９０２）も本発明の範囲に含まれる。
【００７６】
上記した方法およびシステムは、倒壊時の検出に限定されるものではない。むしろ、本発明の図１から図１０に示すようなシステムは、建築物の構築時に設置することができる。本発明のシステムがあらかじめ取り付けられている場合、データ収集が、発火事象を捕捉し、構造的な倒壊が終了するまで続けられる。その結果、データは、発火前に始まった事象、発火から、燃焼中の構造的な応答、そして倒壊応答後の実際の倒壊までの完全なシーケンスを表している。上述したように、データ収集は事象ベースであり、リアルタイムの建築物評価のために、建築物の現在の条件および状態が評価、記録、使用される。評価は、低レベルの構造的な振動を検出し、それらの振動を過渡的振幅および減衰率特性に変換するシステムの性能に基づいて行われる。
【００７７】
（テストデータ）
倒壊メカニズムを求め、かつ本発明のシステムおよび装置を検査する一連の燃焼テストが行われた。図１１から１４において以下に特定されたテスト結果から分かるように、本発明のシステムおよび方法は、建築物の外部の振動応答を検出して、過渡的振幅および減衰特性を求める。システムは、該システムの安定性に関連する振幅変動および減衰率を示す主要な過渡的信号に変換される低レベルの振動を検出する。構造的な安定性は、応答振幅が固定された時間内で十分に減衰するという特徴を持っている。建造的な不安定性は、応答振幅が固定された時間内に減衰しないで増加するという特徴を持っている。
【００７８】
（アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，Ａｒｉｚｏｎａ）でのテスト）
トラス支持のテスト燃焼がアリゾナ州フェニックスで行われた。図１１は、燃焼中の実時間上の加速応答のグラフを示している。テストの段階１は、発火前の事象（０から２００秒の間に発生している）だった。段階２は、火災による構造的な振動（２００から４００秒の間に発生している）を示している。段階３は、過渡応答（約５００秒で発生している）である。段階４は、続いている燃焼（約７００秒で発生している）による構造的な振動を示している。段階５は、建物の構造的完全性を危険にさらす火災による、増大する構造的な応答を示している。
【００７９】
図１２（ａ）は、時間的な加速応答と、図１１に示し説明したグラフに対応する加速応答を示している。図１２（ａ）に示したデータ点は、第２の装置を使用して、燃焼中の建築物の異なった位置から取ったものである。図１２（ａ）は、構造的な安定性を示す過渡特性を示している。建築物は、振幅が増大するが、過渡前のレベルに向かって減衰する強い過渡的挙動を示している。その後の時系列では、過渡前レベルに戻れない、増大する振幅および減衰率を有する複数の過渡現象が観察される。倒壊は、記録の終了時付近に示され、１２００秒近くの大きな過渡現象と一致している。
【００８０】
図１２（ｂ）は、濾波後の図１２（ａ）のデータのグラフを示している。周囲騒音がない建築的な共振の完全な信号を見るために、燃焼から得られたデータが、低域濾波器を使用して濾波された。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）内の離散的な時間ステップの拡大図である。この図は、建築物内に発生する正弦波運動を示している。得られた信号は、本発明のシステムが構造的な安定性に関連する過渡的条件を追尾できることを示している。この信号は、アリゾナ州フェニックスにおける建築物に対する燃焼テストの初期段階で得られ、システムが増大する過渡的振幅、および１６０．５秒以降に継続する減衰を感知できることを明らかにしている。システムがこの情報を提供できることにより、構造的な安定性を示す過渡特性の追尾に基づいた方法が可能になる。
【００８１】
図１２（ｃ）は、破損状態、特に火災による、弱体化した構造物の支持に関連する特有の分離点を指す曲線を示している。６００秒以降の増加傾向は不可逆である。この点は求めることができるので、このテストは、加速度の大きな上昇または変化が、本発明のシステムおよび方法により十分初期に検出された場合、切迫した倒壊の警告になることを証明している。
【００８２】
（ノースカロライナ州キングストン（Ｋｉｎｇｓｔｏｎ，Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）のテスト）
５軒の一階建木造家が屋根倒壊によって焼け落ちた。これらの建築物は、ノースカロライナ州キングストン地域の１９７０年以降の建築法に従って建築された。これらの建築物は、ハリケーンの後にその地域に再建され、構造的な火災に関する訓練実習のために、地方の消火機関に対して使用可能であった。
【００８３】
５軒の家の３軒の構造的な倒壊が監視された。これらの家が軽量の建築だったので、火災の初期の働きは、屋根を「破壊」することであり、実際の倒壊メカニズムは検出されなかった。次に、約９５０リットル（２５０ガロン）容量の油貯蔵タンクが、最後の家の屋根の上に置かれた。５４４．８キログラム（約１２００ポンド）の負荷を与えるために、その貯蔵タンクは水で満たされ、倒壊シナリオを確認するために屋根に紐で固定された。
【００８４】
本発明に従って、４つの装置が家の周囲に設置された。各位置では、本システムの装置が、屋外のれんが表面に約２メートル（８フィート）の高さで取り付けられた。その装置は、ボルトを使用して取り付けられ、壁面を貫通して石壁および木製スタッド骨組に到達しないように注意が払われた。壁に対して垂直な運動を監視することができるように、装置の向きが変えられた。次に、建物に火が付けられた。
【００８５】
データ収集は、発火前に始まり、屋根が倒壊した後まで続けられた。その結果、データは、発火前の事象、発火、燃焼中の構造的な応答、屋根の実際の倒壊、および倒壊後の応答の完全なシーケンスを表している。デジタル画像およびビデオ画像も、タイムシーケンスを設定するために得られた。倒壊の発生が、ビデオのタイムシーケンスによって実証された。装置の４つはすべて、燃焼から残存し、図１３に示したデータが、これらの装置の１つから得られた。図１３は、平屋の過渡的振幅に基づく倒壊指標を示している。基本情報は、構造的な安定性での顕著な変化が観察されない１４００秒未満の比較に基づいている。１４００秒以降では、過渡的振幅および増大する減衰率の急激な変化により、最終的な倒壊に至るベースラインからの大きな変動が得られる。示された応答は、平屋の燃焼テスト中の全体の構造的な倒壊に至るまでの変化している過渡特性の一部である。
【００８６】
図１４は、屋根倒壊時に測定された加速応答時間を示すグラフである。屋根の梁部材の弱体化による壁の応答が１８８０秒前に始まっている。第１のピークが、約１８８６秒で発生し、大きなダイナミックな正弦波応答がこれに続いている。他のピークが約１８９８秒で発生し、ダイナミックな正弦波応答の他の群が（約１９００秒で）これに続いている。第１のピークは、屋根による油タンクの倒壊に相当し、一方第２のスパイクは、玄関フロアへのタンクの衝突に相当する。正弦波応答の第１群は、屋根の梁の弱体化により倒壊に至った短い時間中に、外壁で監視された動きに関連し、屋根を通してタンクが落下しているときの壁の応答がこれに続いている。正弦波応答の第２群は、玄関フロアへのタンクの衝突による。
【００８７】
上述のように、本発明のシステムおよび方法は、建築物の外部の振動応答を検出して、倒壊を示す過渡的振幅および減衰特性を求める。本システムは、低レベルの振動を検出し、それをシステムの安定性に関連する振幅変動および減衰率を示す主要な過渡的信号に変換する。構造的な安定性は、応答振幅が固定された時間内で十分に減衰するという特徴を持っている。構造的な不安定性は、応答振幅が固定された時間内に減衰しないで増加するという特徴を持っている。振動応答から得られたデータは、増大する過渡的振幅、それに続く減衰の可能性、および倒壊を示す実際の減衰を感知するシステムの性能を示している。システムがこの情報を提供できるので、構造的な安定性を示す過渡特性の追尾に基づいた方法が可能になる。
【００８８】
上述の有線および無線の構成は、建物のセンサシステム（１）、（１０１）、（２０１）、（３０１）、（４０１）、（５０１）、（６０１）、（７０１）、（８０１）、または（９０１）を通して得られる正弦波信号とランダム信号の組み合わせとして発生する未加工のデータを処理する方法で動作するように構成される。これらの信号波形は、図１から１０で上述した装置、および以下に説明する新規な解析方法を使用して得られる。
【００８９】
本発明が、ハードウェア構成要素によって行われてもよく、または機械実行命令で具現化されてもよい複数の工程を組み込んでいて、該機械実行命令は次に、プロセッサが、関連する命令でプログラムされた論理回路にその複数の工程を実行させるのに使用されてもよいことに注意することは重要である。あるいは、当業者には理解されるように、該工程はハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実行されてもよい。
【００９０】
本発明は、コンピュータのようなプログラム装置が本発明によるプロセスを実行するのに使用される命令を格納するのに必要とされる記憶容量を持つ機械可読媒体を含むことができるコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。この機械可読媒体としては、当業者には理解されるように、ジップ（Ｚｉｐ）ドライブ、光ディスク、フロッピー（登録商標）およびハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、および他の媒体が挙げられるが、それらに限定されるものではない。
【００９１】
さらに、本発明はまた、コンピュータプログラム製品としてダウンロードされてもよく、その際、プログラムは、当業者には理解されるように、通信リンクおよびコンピュータ読取り可能な信号によって、コンピュータまたは他の処理機器の間で転送可能であってもよい。
【００９２】
（燃焼中の建築物の健全性プロセス）
図１５に示すように、燃焼中の建築物の健全性（以下、ＨＯＢＳ）プロセス（１０００）は、１つまたは複数の装置Ｄ（上記でシステム（１）、（１０１）、（２０１）、（３０１）、（４０１）、（５０１）、（６０１）、（７０１、（８０１）（９０１）として特定されたもの）から得られたデータ（加速応答）の倒壊指標を、解析、監視、および表示するためのいくつかの信号処理方法を含んでいる。これらの信号処理方法は、パワースペクトル密度解析（１００１）、自乗平均平方根解析（１００２）、信号帯域幅解析（１００３）、最大エントロピー法解析（１００４）、ランダム減衰解析（１００５）、ヒルベルト変換（１００６）、衝撃応答スペクトル（１００７）、ウェーブレット変換解析（１００８）、および制動評価解析（１００９）を含む（しかし、それらに限定されるものではない）。ＨＯＢＳ（１０００）は、ポータブルコンピュータ（標準的なラップトップなど）で使用された場合に、ユーザ制御可能な多数のパラメータ、およびすべてのインジケータの５００ミリ秒の更新速度などのオプションを提供する。ＨＯＢＳ（１０００）は、有線または無線手段を通して現場または遠隔で使用することができる。上述したように、１つまたは複数の装置Ｄは、アナログまたはデジタルの形態の加速応答を得る。装置Ｄがアナログ応答／データを得た場合、それは先ず増幅、濾波され、デジタル形式に変換される。デジタル形式に変換されると、１つまたは複数の装置Ｄから得られたデジタルデータは、ＨＯＢＳ（１０００）プロセスに必要な未加工データ信号ＲＤとなる。
【００９３】
さらに図１５に示すように、未加工データ信号ＲＤは次に、帯域除去濾波器Ｆに通され、電気的なグリッドおよび蛍光灯によって生成される６０Ｈｚサイクルなどの周知の信号ノイズ、または車両エンジン、消火装置エンジン、および他の非常設備によって生成されるような他のノイズ源が除去される。濾波器Ｆは、信号ＲＤにおける平均周波数振幅より８標準偏差を超える大きさを持つ周波数の位置を見つけることによって自動的に選択される。これらの周波数は、信号スパイクの大きさが計算される解析（後述）によって識別される。これらのスパイクの大きさが平均周波数振幅より８標準偏差を超える大きさの場合、スパイクの周波数は、帯域除去濾波器Ｆの集合に付加され、未加工データ信号ＲＤのその成分が除去される。平均周波数振幅よりも８標準偏差を超える大きさを持つ周波数は、自然の構造的応答の範囲外にある。既知のソースによる信号周波数を除去するため、濾波器Ｆは、ユーザにより手動で選択または付加されてもよい。建築物と無関係な信号周波数の濾波は、解析に利用可能なより純粋な信号が提供される。濾波された未加工データ信号ＲＤｆは次に、後述するＨＯＢＳ（１０００）プロセスで使用される。
【００９４】
図１６（ａ）は、複数の装置Ｄ（不図示）からの濾波された未加工データ信号ＲＤｆの表示の例を示している。データ信号ＲＤｆは、信号全体にわたり未加工の大きさの過渡特性に相当するピークを示している。この大きさは常に倒壊の兆候なので、建築物が倒壊に近づくに従って信号ＲＤｆの大きさは増加する。一般に、データ信号は０からオフセットされる。システムのオフセットとバイアスが適切に較正されている場合、信号はほぼ０が中心となる。
【００９５】
図１６（ｂ）は、複数の装置Ｄ（不図示）からの濾波された未加工データ信号ＲＤｆの例示的な拡大表示を示している。図示されている０（時間）からのオフセットは単に表示目的のためである。より長いデータ傾向またはより短い信号の応答を見るため、拡大、縮尺して調節することもできる。
【００９６】
（ａ）パワースペクトル密度解析
パワースペクトル密度（１００１）は、濾波された未加工データ信号ＲＤｆに高速フーリエ変換を適用して、データ信号ＲＤｆの内の周波数成分を求めることによって得られる。高速フーリエ変換は、振幅、周波数、およびオフセットが変化する多くの正弦波の合計で所与の信号を近似できるという前提に基づいている。パワースペクトル密度を生成するのに使用される高速フーリエ変換は、周波数が信号の全体にわたって維持されている場合に、周波数成分を検出するのに理想的に適している。
【００９７】
図１７は、監視されている建築物に対する未加工データ信号ＲＤの例示的な周波数成分を示している。パワースペクトル密度解析（１００１）によって求められたピーク周波数は、さらに、帯域除去濾波器Ｆ（上述され、この図には不図示）に加えられるべき周波数を示している。過渡現象および他のエラー源の影響を低減するために、使用または表示されたパワースペクトル密度（１００１）は、１０秒ブロックのデータの重ね合わせから計算される。
【００９８】
パワースペクトル密度（１００１）は、数式（１）および（２）を使用して計算される。
【００９９】
パワースペクトル密度＝（Ｆ［ｙ（ｔ）］）２／Ｎ        （１）
ここで、
【０１００】
【数１】
2008513773.tif 000003
【０１０１】
また、ここで、
ｙ（ｔ）は、時間の関数として表されたＲＤｆ、
ω＝２πｆ＝は、ラジアン／秒で表された周波数、
Ｙ（ω）は、周波数の関数として表されたｙ（ｔ）の高速フーリエ変換、
Ｎはｙ（ｔ）中のデータ点の数、
ｅは普遍定数、
ｊは、合計指標（ここで、ｙ（ｊ）はｙ（ｔ）のｊｔｈ番目の瞬間）である。
【０１０２】
したがって、上記の数式（１）および（２）に基づいた周波数成分は、ＲＤｆ信号に対する所与の周波数の寄与の大きさのデータセットを生成する。
【０１０３】
図１７に示す結果は、１５Ｈｚ、１５．２Ｈｚ、および１７．５Ｈｚで顕著に寄与する信号成分を示している。これらの周波数は、後続の計算および解析の精度を改善するために帯域除去濾波器に加えられる。
【０１０４】
（ｂ）自乗平均平方根解析
データ信号ＲＤｆの平均の大きさを捕捉するため、自乗平均平方根解析（１００２）がデータ信号ＲＤｆに適用される。自乗平均平方根解析（１００２）のための実効値（ｒｍｓ値、自乗平均平方根値）は数式（３）を使用して計算される。
【０１０５】
【数２】
2008513773.tif 000004
【０１０６】
ここで、
Ｘｒｍｓは現在の時間の実効値（自乗平均平方根値）、
ｘｊはデータ信号ＲＤｆのｊｔｈ番目の瞬間、
Ｎはｘにおける瞬間の数である。
【０１０７】
（例）
最新の１０秒のデータｒｅが現在の実効値（自乗平均平方根値）を計算するのに使用され、サンプリング速度が１０００サンプル／秒の場合、Ｎは１０，０００である。
【０１０８】
時間に伴うｒｍｓ値（自乗平均平方根値）およびそれらの変化の追尾により、倒壊の危険を評価する際にそこからデータ傾向および大きさが評価される自乗平均平方根解析（１００２）が生成される。
【０１０９】
構造的な安定性が低下すると、建築物によって吸収されるエネルギーの大きさ、および建築物が既存のエネルギーを放出する能力がないことが、ｒｍｓ値（自乗平均平方根値）の大きさの増加によって描かれる。このシナリオは図２３に例示される。ＨＯＢＳのユーザは、この情報を使用して、自乗平均平方根解析（１００２）における大きさまたはその速度変化に対する閾値を設定し、緊急作業員による内部の作業がいつ継続不能になるか、また倒壊の危険がいつ増大するかを決定する。大規模な段階状の変化は懸念される範囲を示すが、水平な範囲は保持された挙動を示している。このデータは、通常建築物の長期傾向を表すので、このデータの表示は一般に、データ収集の開始から現在を通じた、または最新の（通常１０分後）データから継続している。リアルタイムで継続する場合、自乗平均平方根解析（１００２）自体は、以前の最新のデータ（通常１５から３０秒）を使用して、各時間点に対する値を生成する。
【０１１０】
（ｃ）信号帯域幅指標解析
信号帯域幅指標解析（１００３）はデータ信号ＲＤｆから得られる。この指標は、建築物が燃焼するに従って倒壊し始める建築物の継ぎ目および接続部の変化を表し、信号中の周波数の全体的な広がりを定量化する。図１９に例示するように、優位周波数の狭帯域内で振動している、単一の固体系として最初にモデル化された建築物は、火炎によって、周波数のより大きな範囲全体にわたって振動する多くの緩い接続系に変換される。この変化の影響は、緩い接続系がより大きな帯域幅スペクトル全体にわたってそれらの信号を広げることである。信号帯域幅指標解析（１００３）は数式（４）を使用して計算される。
【０１１１】
【数３】
2008513773.tif 000005
【０１１２】
ここで、
Ｘ（ｆ）は信号ＲＤｆのフーリエ変換、
Ｂは信号の周波数帯域幅、
ｆはＨｚ単位の信号の周波数、
ｆｍは信号ＲＤｆの平均された周波数である。
【０１１３】
（ｄ）最大エントロピー法解析
最大エントロピー法解析（１００４）は、高サンプリングレートを有する短い持続時間のデータ信号ＲＤｆを評価するため、パワースペクトル密度解析（１００１）の代替として使用される。最大エントロピー法解析（１００４）は、天文学、質量解析、電子密度の計算、および核磁気共鳴などの多数の科学分野において、変換手法として使用される。本発明では、最大エントロピー法解析（１００４）は、フーリエ変換の代替として使用されて、信号ＲＤｆが存在しないか少ない範囲のノイズ抑圧を提供する。
【０１１４】
ｈｔｔｐ：／／ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ．ｔｈｅｆｒｅｅｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ．ｃｏｍ／Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ％２０ｏｆ％Ｍａｘｉｍｕｍ％２０Ｅｎｔｒｏｐｙに開示されるような最大エントロピーの原理が、参考により本明細書に組み込まれる。Ｃｌａｕｄｅ  Ｅ．Ｓｈａｎｎｏｎによって開発された最大エントロピーの原理は、独自の認知確率分布を決定するために利用可能な情報を解析する方法である。確率分布の不確実性の基準（Ｈ（ｐ）＝−Σｐｉｌｏｇｐｉ）は、情報エントロピーと名付けられている。情報エントロピーは所与の確率分布の関数である。最大エントロピーの原理の開発により、本発明の発明者らは、この原理の逆、すなわち確率分布は情報エントロピー概念を使用して決定することができるという発明の結論を得た。それは、情報の状態を独自に表すかまたは符号化する確率分布は、本発明の情報と一致したままで不確実性の基準Ｈ（ｐ）を最大限にするものであることを示している。
【０１１５】
図２０に例示するように、この振幅対周波数解析は、建築物のインパルス応答を予測するための情報を提供する。インパルスの後に建物が初期状態に戻る能力が低下すると、最大エントロピー法解析（１００４）のピークは鋭く狭くなる。
【０１１６】
最大エントロピー法解析（１００４）は数式（５）を使用して説明される。
【０１１７】
【数４】
2008513773.tif 000006
【０１１８】
ここで、
ｆｘはカットオフ濾波器の最大周波数、
Ｐｉは周波数ｉにおける確率である。
【０１１９】
最大エントロピー（ＭＥＭ）データは、−３ｄＢの帯域幅を使用することにより、制動量ζを計算するために使用される。これは、最大エントロピー（ＭＥＭ）ピークよりも３ｄＢ下の、最大エントロピー（ＭＥＭ）の帯域幅ｗを決定することにより達成される。ζは次に、数式（６）によって計算される。
【０１２０】
ζ＝ｗ／２ｆｒ                            （６）
ここで、
ｆｒは最大エントロピー（ＭＥＭ）ピークの周波数、
ｗは、ピークから−３ｄＢにおける最大エントロピー（ＭＥＭ）帯域幅である。
【０１２１】
（ｅ）ランダム減衰符号解析
ランダム減衰符号解析（１００５）は、動的システムの時間データを平均化する方法であるので、初期の速度および励起による構造的な応答は、初期の変位による構造的な応答のみを残して平均される。ランダム減衰符号解析（１００５）は、建築物の「弦音」を測定する。例示的な用語では、「弦音」は、飛び込み台が引き戻され、離された場合の応答を測定する方法であるが、「共振」は飛び込み台が振動する周波数である。したがって、ランダム減衰符号解析（１００５）は、制動評価によって建築物の健全性についての情報を提供する。
【０１２２】
ランダム減衰符号解析（１００５）は、データ信号ＲＤｆ（通常、１５秒から３０秒）からの最新のデータのブロックを使用することによって開始される。このブロックは、信号ＲＤｆ中に存在する優位周波数に基づいた限界を有するデジタル（ソフトウェアベース）バンドパス濾波器（不図示）に通される。図２１（ａ）に例示するように、データの１５秒から３０秒のブロックが抽出される。その後、また図２１（ｂ）に例示するように、閾値信号が決定される。閾値レベルの値は、各データブロックにおいて、濾波された未加工データ信号ＲＤｆの大きさが閾値レベルと交差する設定された回数が存在するように選択される。処理速度については、交差の回数（データウィンドウとしても知られる）は、実際の交差回数が平均化関数において使用される限り僅かな回数まで変化できる。例えば、交差回数が３００の場合、２０回の交差偏差は平均化関数を使用して最終的な解析を達成しない。時間および交差の値は例示であることに注意することが重要である。特定の選択された値は、特定のデータ獲得要件に適するように変更されてもよい。より大きなデータブロックは、より高い精度を生成するが、それらはリアルタイムの結果に人為的な遅れを生成することがある。
【０１２３】
図２１（ｃ）および２１（ｄ）は、各閾値ウィンドウの後の２００ミリ秒から１２００ミリ秒の抽出データブロックを例示している。ここで、表示間隔（データウィンドウとサイズが同一であり、通常１秒であるが、３００ミリ秒として示される）はそれぞれ、閾値と交差するごとに生成される同一サイズのデータウィンドウの合計を表している。データは、エネルギー、この場合火炎による振動が建築物に加えられた後に、建築物が安定に戻ることを表している。さらに、各ウィンドウ内に表されるデータの質および予期される減衰を評価するのに使用される標準偏差値が示される。減少する正弦波は健全な建築物を表し、狭い標準偏差エンベロープは良好なデータ品質を表している。
【０１２４】
ランダム減衰符号の表示間隔は、直前に濾波された未加工データ信号ＲＤｆのブロック（通常１５秒）を選択することによって計算される。このブロックは、信号ＲＤｆ中に存在する優位周波数に基づいた限界を有するデジタル（ソフトウェアベース）バンドパス濾波器に通される。データが複数の周波数からの顕著な寄与を含んでいると、ランダム減衰符号解析は妨害を受けるため、濾波された未加工データ信号ＲＤｆは、既知の寄与周波数（６０Ｈｚノイズまたは消火装置エンジンからの振動など）および二次的な共振の多くを除去してあるので、そのデータを使用することが重要である。閾値は、次に、選択されたデータブロック内で、どの信号振幅でピークの設定数Ｎ（通常３００）がその値と交差するかを決定することによって計算される。
【０１２５】
より大きなデータブロックが使用される場合（例えば、３０秒）、使用される閾値交差の回数も増加される。同様に、より小さなデータブロックが使用される場合、使用される閾値交差の回数はそれに応じて減少される。解析の目的のため、重要な点は、閾値交差それぞれによって生成されるデータウィンドウの合計が、後述するヒルベルト変換（１００６）またはログ減衰計算のいずれかを使用してζ値を計算できるような、適切なランダム減衰符号を生成することができるように、十分な閾値交差が使用されることである。閾値が交差されるごとに、閾値交差のピークで開始してそれに続く時間間隔（通常２００ミリ秒から１．２秒）の間継続することにより、新たなデータウィンドウが生成される。前のものが閉じる前に新たなデータウィンドウが生成される傾向があるので、単一のデータ点が多くのデータウィンドウに現れることがあるが、ウィンドウがいつ開始されるかによって時間シフトされる。ウィンドウサイズは、ζ値をヒルベルト変換（１００６）またはログ減衰計算のいずれかを使用して十分に計算できるようなものである必要がある。閾値が交差されるごとに、新たなデータウィンドウが生成される。これは、一般に、表示ウィンドウが４から５またはそれを超える振動を包含することを必要とする。これら（通常３００）のデータウィンドウはすべて、ランダム減衰符号（ＲＤＳ）を得るため、数式（７）によってまとめて平均化される。
【０１２６】
【数５】
2008513773.tif 000007
【０１２７】
ここで、
Ｎはデータウィンドウの数、
ＤＷｉはデータウィンドウである。
ランダム減衰符号（ＲＤＳ）データの質の基準として、各ＲＤＳデータ点の標準偏差も数式（８）を使用して計算される。
【０１２８】
【数６】
2008513773.tif 000008
【０１２９】
ここで、
ｘｉは、各データウィンドウの時間（ｔ）におけるＲＤＳの値、
【０１３０】
【数７】
2008513773.tif 000009
【０１３１】
は、時間（ｔ）におけるＲＤＳの平均値である。
【０１３２】
ランダム減衰符号解析（１００５）におけるデータ値はそれぞれ、それを生成するのに使用された約３００のデータ点の平均として生成されているので、その平均からの３００のデータ点の標準偏差は、入力する信号データＲＤｆの質に直接相関する。特に、各データ点は濾波されたデータ信号ＲＤｆから得られるが、それは、データ信号ＲＤｆが根本的な構造的な応答すべての組み合わせであるためである。任意の所与のデータ点における高い標準偏差を予期することができる。しかし、ランダム減衰符号解析（１００５）の１つのデータ点から次のものまでの標準偏差の大きさの一貫性は、ランダム減衰符号解析（１００５）の質の基準である。１つのデータ点から次のものまでの変化が大きすぎることは、質の悪いランダム減衰符号解析（１００５）を示し、平均においてより多くのウィンドウが必要であることを示唆する。
【０１３３】
標準偏差は、ＲＤＳデータの周囲にエンベロープを生成するＲＤＳデータのどちらの側にもプロットすることができる。ただし、標準偏差対ＲＤＳデータの規模のサイズよって、通常ＲＤＳＳＤの±１／４がエンベロープを生成することが示される。
【０１３４】
（ｆ）ヒルベルト変換解析
ヒルベルト変換解析（１００６）は、建築物の制動のζ値を決定するために、結果として得られたランダム減衰符号解析（１００５）データに適用される。ヒルベルト変換の効果は、９０°の位相シフトを信号に適用して、解析信号を得ることである。これは、図２２（ａ）に示すようなランダム減衰符号振動の減衰の大きさを生成する。減衰σは次の数式（９）によって計算される。
【０１３５】
【数８】
2008513773.tif 000010
【０１３６】
ここで、
【０１３７】
【数９】
2008513773.tif 000011
【０１３８】
は、ヒルベルト変換によって生成された解析信号である。
したがって、ζは数式（１０）によって計算される。
【０１３９】
【数１０】
2008513773.tif 000012
【０１４０】
ここで、
ｆｎは、ランダム減衰符号解析の優位周波数（バンドパス濾波工程で使用されるようなもの）である。
【０１４１】
ランダム減衰符号解析（１００５）からζを計算するための代替方法は、ログ減衰方法を使用することである。この計算では、図２２（ｂ）に示すように、２つの隣接したピーク（ｘ１、ｘ２）がランダム減衰符号振動から選択される。計算は数式（１１）および（１２）を使用する。
【０１４２】
【数１１】
2008513773.tif 000013
【０１４３】
ログ減衰方法およびヒルベルト変換解析（１００６）は共に、ランダム減衰符号振動の減衰の輪郭を描写するため、エンベロープを生成する。ヒルベルト変換（１００６）の場合、このエンベロープは過渡的空間全体を通して生成され、ログ減衰では、ランダム減衰符号振動のピークのみからエンベロープが生成される。
【０１４４】
（ｇ）衝撃応答スペクトル解析
「火災衝撃スペクトル」としても知られる衝撃応答スペクトル解析（１００７）は、濾波された未加工データ信号ＲＤｆまたはランダム減衰符号（１００５）のいずれかを使用して計算される。衝撃応答スペクトル解析（１００７）は、主要な共振運動を識別するため、高速フーリエ変換から得たパワースペクトル密度（１００１）を使用する方法の代替である。衝撃応答スペクトルは、図１８に示すように、周波数スペクトル全体にわたって計算された基本的な単一の自由度の機械システムの最大応答と類似している。モデルについては、非常に小さな制動値（ｂ）が選択され（ゼロに近い）、質量（Ｍ）とばね定数（ｋ）の比は、一連のモデル共振周波数を達成するため、設定範囲全体にわたって変わる。（質量／ばね／制動装置）モデルの様々な共振周波数が信号のエネルギーと重なり合うところは、最大モデル応答の点であり、衝撃応答スペクトルのピークに対応する。これは、入力信号（未加工の濾波されたデータまたはランダム減衰符号）を機械的に分解する（それはさらに、正弦波のパワースペクトル密度または最大エントロピー成分に分解することができる）。このデータは、時間に伴う周波数対振幅の３軸のデータセットとして表すことができる。この時間は、周波数および大きさの段階的な変化の追尾を可能にするため、時系列全体にわたる。
【０１４５】
（ｈ）ウェーブレット変換解析
ウェーブレット変換解析（１００８）は、ランダム減衰符号の減衰する振動と一致するウェーブレット関数（「メキシカンハット」および「モートレット」ウェーブレットなど）の使用に基づいている。図２４（ａ）に示すように、正弦波と異なり、ウェーブレットの大きさは移行するに従って０に近づくので、ウェーブレット関数は減衰する振動に理想的に適する。周波数自体が持続的な振動ではなく減衰し、または時間に伴って変化する場合、高速フーリエ変換によって周波数成分を識別するのが有効なので、ウェーブレット関数（ｇ２）が最終的に０まで低下することにより、ランダム減衰符号（１００５）などの時間に伴って変化する信号を解析するのにそれらがより良い選択になる。ウェーブレット変換解析（１００８）は、高速フーリエ変換に類似した前提に基づき、所与の信号は、振幅および幅（規模）、周波数、およびオフセットの異なる多くのウェーブレットの合計によって近似させることができる。正弦波のように、ウェーブレット関数の特性は、関数の曲線よりも下の面積の合計が０であることである。ウェーブレットの長さおよび周波数は変わる。ウェーブレットがランダム減衰符号（１００５）の周波数に最も良好に一致するところは、強度が最も強い点である。このマッピングは、ウェーブレット関数対ランダム減衰符号（１００５）の時間に伴う強度の３軸（表面プロット）としてプロットされる。ウェーブレット変換はまた、帯域除去濾波器を通して除去される候補であってもよい、競合周波数（表面プロットの追加のピーク）を捕捉する。ウェーブレットプロットの周波数スケールに対する関連データは、システムのハードウェア増幅器および濾波器に導入される遮断周波数に制限される。ウェーブレット変換解析（１００８）は数式（１３）を使用して計算される。
【０１４６】
【数１２】
2008513773.tif 000014
【０１４７】
ここで、
ｋはウェーブレットスケール、
ｔは時間、
ｇ２（ｘ）はウェーブレット関数、
ｙは畳み込みに使用されるプレースホルダー変数である。
【０１４８】
ウェーブレット強度比は、２つの方法の１つで計算される。「反転（Ｆｌｉｐ）」法の時間に伴うウェーブレット強度比の例示的な結果のグラフを図２４（ｂ）に示している。「反転」法では、時間軸の中間点で分割する表面プロットの各半分の下の量が計算され、左側半分対右側半分の比が得られる。結果として得られた比は、時間経過に伴ってプロットされ、通常、最新の１０分以上を表示しているので、時間に伴う比の傾向の変化は、数式（１４）によって計算されるように観察することができる。
【０１４９】
【数１３】
2008513773.tif 000015
【０１５０】
ここで、
ＴはＲＤＳデータウィンドウの時間（サイズ）、
ｆｘはハードウェアの遮断周波数、
Ｉは周波数および時間の関数としてのウェーブレット強度である。
【０１５１】
ウェーブレット強度比を計算するための代替方法は、図２４（ｃ）に示すような「刈込み（Ｃｒｏｐ）」法である。この方法では、振幅および周波数のデータは、数式（１５）に示すように、時間対強度のデータセットを残して再度「押しつぶされる」。
【０１５２】
【数１４】
2008513773.tif 000016
【０１５３】
ここで、
Ｃは結果として得られるデータ、
Ｉは、周波数および時間の関数としてのウェーブレット強度である。
【０１５４】
次に、Ｔ／４以前のデータと３Ｔ／４以降のデータは除去される。結果として得られるデータ（Ｃ）は、減衰（制動）する曲線の典型的な外観を有し、実際には、数式（１６）のζを計算するために使用される。
【０１５５】
【数１５】
2008513773.tif 000017
【０１５６】
ここで、
Ａはピーク振幅、
ｗｎは、ランダム減衰符号の優位周波数である。
【０１５７】
「反転」法の強度比が１（通常、１．３などのそれが使用されるよりも高い値）に近づくに従って、建築物は不安定性の領域に近づく。同様に、「刈込み」法のζ値が０に近づくに従って、やはり、（火炎による）振動がもはや制動されずに保持される不安定性の領域に近づく。これらのデータセットはそれぞれ、データがいつ不安定性の領域に入る可能性があるかを外挿するために使用することができる。最新のデータセットの傾斜が計算され、また、現在のデータ値の終わりから始まるこの傾斜とラインの交差は、不安定領域への重なりに到達する前にどれだけの時間が存在するか推測するために使用される。
【０１５８】
（ｉ）制動評価指標解析
制動評価指標解析（１００９）は、ランダム減衰符号のエンベロープ中の減衰の幅の基準である。図２５（ａ）に例示するように、０超過の制動値は安定した建築物を示している。０未満の制動は、倒壊の高い危険を有する不安定な建築物を示している。制動値ζは、図２５（ｂ）に示す−３ｄＢの帯域幅の制動値（ζｂ）、ヒルベルト変換（１００６）制動値（ζｈ）、図２２（ｂ）に示すような制動値（ζｌ）を有するログ減衰方法、および図２４（ｃ）に示すような制動値（ζｗ）を有するウェーブレット強度比「刈込み」法を含む、多数の方法によって得ることができる。これらの推定値はそれぞれ、数式（１７）のように制動推定値を使用する後に続く計算において、個別に使用され、平均化され、または重み付け平均されてもよい。
【０１５９】
ζｂ＝ｗｂζｂ＋ｗｈζｈ＋ｗｌζｌ＋ｗｗζｗ
ｗｂ＋ｗｈ＋ｗｌ＋ｗｗ＝１                          （１７）
ここで、
ｗｉは相対重み因子である。
【０１６０】
建築物が不安定地域に到達するまでどれくらいの時間があるかに対する推定値は、最新の制動データの傾斜を計算することによって得ることができ、データがどこで（いつ）０軸と交差する可能性があるかの外挿は図２５（ｃ）に示されている。この推定値の精度は、傾斜を作るためにどの程度の量のデータが使用されるか（通常、最新の１０秒から３０秒）に大きく依存する。火炎の進行が指数標関数的に建築物を破損し、また線形の傾斜の適合はこの影響を捕えない傾向があるので、データセット全体を使用することは恐らく正確ではない。同様に、最新のデータの少量のみを使用することは、誇張された推定値を生成する過渡的事象に大きく影響を受ける傾向がある。建築物がいつ倒壊するかを示す、建築物の設計、環境要因、および火炎抑制活動の特質を含む非常に多数の変数があるため、これは、建築物がいつ倒壊するかの予測ではないことに注意することが重要であるが、建築物内の人員が倒壊前に避難することを必要とする、倒壊の危険が大きくなり過ぎるまたはその時間が近くなり過ぎる前に、建築物内部の作業がどれくらいの時間可能であり得るかを評価する他の経験と組み合わせて、建築物の健全性を評価するツールとして使用することができる。これらの同様の理由で、制動時間推定値はまた、利用可能な最新のデータに基づいて絶えず更新する移動する目標である。
【０１６１】
単一の指標または時間の推定値は、ほとんどの状況全体にわたって十分に正確ではないので、構造的な倒壊の危険を決定するのに排他的に使用されるべきである。建築物が劣化し続け、火炎による振動からのエネルギーを放出することがさらにできなくなるに従って、指標は、懸案の範囲に対してそれらの閾値にさらに近づく。これを考慮に入れて、重み付けされた結合した倒壊指標は、他の指標自体またはその懸案の範囲に対する指標の近似の重み付けされた平均値を取ることによって得られる。重み付けされた制動推定値の生成に記載されるように、構造的な倒壊の危険に対する統一された指標を得るため、倍率を他の指標それぞれに適用することができる。倒壊検出装置が燃焼中の建築物に付着されている場合、構造的な倒壊の危険に関して決定をなすのは訓練された研究者ではなく消防士および他の救助隊員なので、そのような指標を開発することは重要である。このシステムは、意思決定プロセスにおいて彼らを支援するツールであるように意図され、ツールは、そのようなものとして、危険のレベルを評価する簡略化された答えを提供しなければならない。この結合した指標は、根本的な指標の簡略化された概括であるように意図される。
【０１６２】
制動およびウェーブレット強度比の指標と同様に、建築的な不安定性の範囲に対する閾値は、現在の傾向を前提として建築物が倒壊の受容できない危険点に達する前までの時間の大まかな推定値を生成するため、重み付けされた結合した倒壊指標の傾斜（傾向）の外挿と共に使用することができる。この推定値は、内部の作業の継続または火炎抑制資源の分配に関する決定を支援するのに使用される。これは、建築物がいつ倒壊するかの絶対的な予測ではないことに注意することが重要である。時間に伴う火炎の変化が予測不能で、建築物の設計、環境要因、および火炎抑制活動の特質などの他の変数による場合、構造的な倒壊の正確な指示は本発明の焦点でないことが、当業者には理解される。むしろ、本発明は建築物の健全性の評価を行い、他の要因と組み合わせて、建築物内の人員が倒壊前に避難することを必要とする、倒壊の危険が大きくなり過ぎ、または切迫するまでに、どのくらいの時間、構造部内部の作業を継続することができるかを評価することを可能にする。これらの同じ理由で、重み付けされた結合した倒壊指標時間の推定値は、利用可能な最新のデータに基づいた定常的な更新によって決まる。したがって、条件の変化によって時間推定値は変わる。
【０１６３】
処理能力、メモリ、サイズ、および動作電力の制限が顕著に低減された、単一の基本ユニットにおける倒壊指標解析の処理は、上述された解析ツール（１００１）から（１００９）のそれぞれを適合させる比較的容易なプロセスである。しかし、センサの場所で局所的により多くの処理を実行することによりデータ送信帯域幅が低減される、構造的な倒壊の開始を検出するためのモニタの構成では、システムは、メモリおよび処理の要件を最小限に抑えるため、より少ない数の解析ツール（１００１）から（１００９）を使用するように適合されることができる。送信の帯域幅の低減は、他の消火地上作業に重要な機器を含む他の無線源に干渉せず、またそれによって悪化されないデータ送信に適した無線電波スペクトルが不足しているため、価値があるものである。そのため、１６ビットの未加工データのサンプルを１０００サンプル／秒まで送信するのではなく、１秒に一度、約１２程度の指標の結果だけを送信するように、情報を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明のケーブルによるアナログ式有線システムを示す。
【図１（ａ）】システムの装置の正面を示す。
【図２】本発明の有線のアナログ式内部電源システムを示す。
【図３】本発明の無線のアナログ式内部電源システムを示す。
【図４】本発明の有線のアナログ式ビル電源システムを示す。
【図５】本発明の無線のアナログ式ビル電源システムを示す。
【図６】本発明のケーブルによる有線のデジタル式システムを示す。
【図７】本発明の有線のデジタル式内部電源システムを示す。
【図８】本発明の無線のデジタル式内部電源システムを示す。
【図９】本発明の有線のデジタル式ビル電源システムを示す。
【図１０】本発明の無線のデジタル式ビル電源システムを示す。
【図１１】アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）の燃焼テストから得られた、時間経過の加速度信号を示すグラフである。
【図１２（ａ）】アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）の燃焼テストからの加速度信号に対応する加速応答を示すグラフである。
【図１２（ｂ）】アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）の燃焼テストから得られた時間経過の加速応答の濾波された信号である。
【図１２（ｃ）】アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）の燃焼テストから得られた、弱体化された構造物の支持に対応する分離点を示すグラフである。
【図１３】ノースカロライナ州キングストン（Ｋｉｎｇｓｔｏｎ，  Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）の燃焼テストから得られた時間経過の測定された加速応答に対応する倒壊指標を示す。
【図１４】ノースカロライナ州キングストン（Ｋｉｎｇｓｔｏｎ，  Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）の燃焼テストから得られた、テストデータからの測定された加速応答を示すグラフである。
【図１５】燃焼中の建築物の健全性プロセスの図である。
【図１６（ａ）】複数の装置からの濾波された未加工データ信号ＲＤｆの表示例である。
【図１６（ｂ）】複数の装置からの濾波された未加工データ信号ＲＤｆの拡大表示例である。
【図１７】監視されている建築物に対する未加工データ信号ＲＤの例示的な周波数成分を示す。
【図１８】衝撃応答スペクトルを示す。
【図１９】単一の固体システムから多くの緩い接続のシステムに対する変化の影響を示す。
【図２０】建築物のインパルス応答を示す振幅対周波数の解析である。
【図２１（ａ）】１５秒から３０秒のデータブロックに対するランダム減衰符号解析を示す。
【図２１（ｂ）】ランダム減衰符号解析に対する閾値信号を示す。
【図２１（ｃ）】抽出データブロックを示す。
【図２１（ｄ）】単一の信号への各データブロックの平均化を例示する。
【図２２（ａ）】ランダム減衰符号の振動の減衰量を示す。
【図２２（ｂ）】ランダム減衰符号の振動から選択された２つのピークを示す。
【図２３】ＲＭＳ（自乗平均平方根）値の大きさの例示的な増加を示す。
【図２４（ａ）】ウェーブレット関数と正弦関数の比較を示す。
【図２４（ｂ）】ウェーブレット強度比に対する「反転」法を示す。
【図２４（ｃ）】ウェーブレット強度比に対する「刈込み」法を示す。
【図２５（ａ）】建築物に対する制動推定値指標解析を示す。
【図２５（ｂ）】最大エントロピー法解析の−３ｄＢの帯域幅を示す。
【図２５（ｃ）】構造的な不安定性を判断する相対重み因子を示す。
【図１】
2008513773.tif 000018
【図１ａ】
2008513773.tif 000019
【図２】
2008513773.tif 000020
【図３】
2008513773.tif 000021
【図４】
2008513773.tif 000022
【図５】
2008513773.tif 000023
【図６】
2008513773.tif 000024
【図７】
2008513773.tif 000025
【図８】
2008513773.tif 000026
【図９】
2008513773.tif 000027
【図１０】
2008513773.tif 000028
【図１１】
2008513773.tif 000029
【図１２ａ】
2008513773.tif 000030
【図１２ｂ】
2008513773.tif 000031
【図１２ｃ】
2008513773.tif 000032
【図１３】
2008513773.tif 000033
【図１４】
2008513773.tif 000034
【図１５】
2008513773.tif 000035
【図１６ａ】
2008513773.tif 000036
【図１６ｂ】
2008513773.tif 000037
【図１７】
2008513773.tif 000038
【図１８】
2008513773.tif 000039
【図１９】
2008513773.tif 000040
【図２０】
2008513773.tif 000041
【図２１ａ】
2008513773.tif 000042
【図２１ｂ】
2008513773.tif 000043
【図２１ｃ】
2008513773.tif 000044
【図２１ｄ】
2008513773.tif 000045
【図２２ａ】
2008513773.tif 000046
【図２２ｂ】
2008513773.tif 000047
【図２３】
2008513773.tif 000048
【図２４ａ】
2008513773.tif 000049
【図２４ｂ】
2008513773.tif 000050
【図２４ｃ】
2008513773.tif 000051
【図２５ａ】
2008513773.tif 000052
【図２５ｂ】
2008513773.tif 000053
【図２５ｃ】
2008513773.tif 000054
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月3日(2007.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
構造的な倒壊を判断するために建築物の健全性を検出する方法であって、
パワースペクトル密度解析、自乗平均平方根解析、信号帯域幅解析、最大エントロピー法解析、ランダム減衰解析、ヒルベルト変換解析、衝撃応答スペクトル解析、ウェーブレット変換解析、および制動評価指標解析の少なくとも１つを有する、燃焼中の建築物の健全性システムを使用するステップを含む方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記最大エントロピー法解析が、変換手法を使用して、短い持続時間および高サンプリングレートを有する前記濾波された信号を評価するステップと、最大エントロピーの帯域幅を決定することによって制動量を計算するステップとをさらに含む、請求項７に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記ランダム減衰符号解析が、動的システムの時間データを平均化するステップと、初期の速度および励起による構造的な応答を平均化するステップと、初期の変位による前記構造的な応答を残すステップとをさらに含む、請求項８に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
前記ランダム減衰符号解析が、
（ａ）前記濾波された信号からの最新のデータのブロックを使用するステップと、
（ｂ）前記ブロックをデジタルバンドパス濾波器に通すステップと、
（ｃ）前記ブロックに対する閾値レベルを決定するステップと、
（ｄ）閾値交差の回数を減少させるステップと、
（ｅ）前記構造的な安定性を判断するために前記閾値交差の回数を平均化するステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
前記燃焼中の建築物の健全性システムが、重み付けされた倒壊指標を含み、
前記パワースペクトル密度解析、前記自乗平均平方根解析、前記信号帯域幅解析、前記最大エントロピー法解析、前記ランダム減衰解析、前記ヒルベルト変換解析、前記衝撃応答スペクトル解析、前記ウェーブレット変換解析、および前記制動評価指標解析の少なくとも１つの重み付けされた平均を使用することにより、前記指標を得るステップとをさらに含む、請求項１４に記載の建築物の健全性を検出する方法。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
（燃焼中の建築物の健全性プロセス）
図１５に示すように、燃焼中の建築物の健全性（以下、ＨＯＢＳ）プロセス（１０００）は、１つまたは複数の装置Ｄ（上記でシステム（１）、（１０１）、（２０１）、（３０１）、（４０１）、（５０１）、（６０１）、（７０１、（８０１）（９０１）として特定されたもの）から得られたデータ（加速応答）の倒壊指標を、解析、監視、および表示するためのいくつかの信号処理方法を含んでいる。これらの信号処理方法は、パワースペクトル密度解析（１００１）、自乗平均平方根解析（１００２）、信号帯域幅解析（１００３）、最大エントロピー法解析（１００４）、ランダム減衰解析（１００５）、ヒルベルト変換解析（１００６）、衝撃応答スペクトル解析（１００７）、ウェーブレット変換解析（１００８）、および制動評価解析（１００９）を含む（しかし、それらに限定されるものではない）。ＨＯＢＳ（１０００）は、ポータブルコンピュータ（標準的なラップトップなど）で使用された場合に、ユーザ制御可能な多数のパラメータ、およびすべてのインジケータの５００ミリ秒の更新速度などのオプションを提供する。ＨＯＢＳ（１０００）は、有線または無線手段を通して現場または遠隔で使用することができる。上述したように、１つまたは複数の装置Ｄは、アナログまたはデジタルの形態の加速応答を得る。装置Ｄがアナログ応答／データを得た場合、それは先ず増幅、濾波され、デジタル形式に変換される。デジタル形式に変換されると、１つまたは複数の装置Ｄから得られたデジタルデータは、ＨＯＢＳ（１０００）プロセスに必要な未加工データ信号ＲＤとなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
（ｇ）衝撃応答スペクトル解析
「火災衝撃スペクトル解析」としても知られる衝撃応答スペクトル解析（１００７）は、濾波された未加工データ信号ＲＤfまたはランダム減衰符号（１００５）のいずれかを使用して計算される。衝撃応答スペクトル解析（１００７）は、主要な共振運動を識別するため、高速フーリエ変換から得たパワースペクトル密度（１００１）を使用する方法の代替である。衝撃応答スペクトルは、図１８に示すように、周波数スペクトル全体にわたって計算された基本的な単一の自由度の機械システムの最大応答と類似している。モデルについては、非常に小さな制動値（ｂ）が選択され（ゼロに近い）、質量（Ｍ）とばね定数（ｋ）の比は、一連のモデル共振周波数を達成するため、設定範囲全体にわたって変わる。（質量／ばね／制動装置）モデルの様々な共振周波数が信号のエネルギーと重なり合うところは、最大モデル応答の点であり、衝撃応答スペクトルのピークに対応する。これは、入力信号（未加工の濾波されたデータまたはランダム減衰符号）を機械的に分解する（それはさらに、正弦波のパワースペクトル密度または最大エントロピー成分に分解することができる）。このデータは、時間に伴う周波数対振幅の３軸のデータセットとして表すことができる。この時間は、周波数および大きさの段階的な変化の追尾を可能にするため、時系列全体にわたる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６４】
【図１】本発明のケーブルによるアナログ式有線システムを示す。
【図１（ａ）】システムの装置の正面を示す。
【図２】本発明の有線のアナログ式内部電源システムを示す。
【図３】本発明の無線のアナログ式内部電源システムを示す。
【図４】本発明の有線のアナログ式内部電源システムを示す。
【図５】本発明の無線のアナログ式内部電源システムを示す。
【図６】本発明のケーブルによる有線のデジタル式システムを示す。
【図７】本発明のケーブルによる有線のデジタル式システムを示す。
【図８】本発明のケーブルによる有線のデジタル式システムを示す。
【図９】本発明のケーブルによる有線のデジタル式システムを示す。
【図１０】本発明のケーブルによる有線のデジタル式システムを示す。
【図１１】アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）の燃焼テストから得られた、時間経過の加速度信号を示すグラフである。
【図１２（ａ）】アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）の燃焼テストからの加速度信号に対応する加速応答を示すグラフである。
【図１２（ｂ）】アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）の燃焼テストから得られた時間経過の加速応答の濾波された信号である。
【図１２（ｃ）】アリゾナ州フェニックス（Ｐｈｏｅｎｉｘ，  Ａｒｉｚｏｎａ）の燃焼テストから得られた、弱体化された構造物の支持に対応する分離点を示すグラフである。
【図１３】ノースカロライナ州キングストン（Ｋｉｎｇｓｔｏｎ，  Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）の燃焼テストから得られた時間経過の測定された加速応答に対応する倒壊指標を示す。
【図１４】ノースカロライナ州キングストン（Ｋｉｎｇｓｔｏｎ，  Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）の燃焼テストから得られた、テストデータからの測定された加速応答を示すグラフである。
【図１５】燃焼中の建築物の健全性プロセスの図である。
【図１６（ａ）】複数の装置からの濾波された未加工データ信号ＲＤfの表示例である。
【図１６（ｂ）】複数の装置からの濾波された未加工データ信号ＲＤfの拡大表示例である。
【図１７】監視されている建築物に対する未加工データ信号ＲＤの例示的な周波数成分を示す。
【図１８】衝撃応答スペクトルを示す。
【図１９】単一の固体システムから多くの緩い接続のシステムに対する変化の影響を示す。
【図２０】建築物のインパルス応答を示す振幅対周波数の解析である。
【図２１（ａ）】１５秒から３０秒のデータブロックに対するランダム減衰符号解析を示す。
【図２１（ｂ）】ランダム減衰符号解析に対する閾値信号を示す。
【図２１（ｃ）】抽出データブロックを示す。
【図２１（ｄ）】単一の信号への各データブロックの平均化を例示する。
【図２２（ａ）】ランダム減衰符号の振動の減衰量を示す。
【図２２（ｂ）】ランダム減衰符号の振動から選択された２つのピークを示す。
【図２３】ＲＭＳ（自乗平均平方根）値の大きさの例示的な増加を示す。
【図２４（ａ）】ウェーブレット関数と正弦関数の比較を示す。
【図２４（ｂ）】ウェーブレット強度比に対する「反転」法を示す。
【図２４（ｃ）】ウェーブレット強度比に対する「刈込み」法を示す。
【図２５（ａ）】建築物に対する制動推定値指標解析を示す。
【図２５（ｂ）】最大エントロピー法解析の−３ｄＢの帯域幅を示す。
【図２５（ｃ）】構造的な不安定性を判断する相対重み因子を示す。
【国際調査報告】
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