(57)【要約】【課題】グラウンドアンカーの維持管理用データを、低コストで、かつ、確実に管理センターに無線送信できるようにする。【解決手段】複数のグラウンドアンカー１０の定着部に荷重センサー１を設置し、測定データを無線で親機５に送信する子機２を設け、子機と親機には共通のグループＩＤが割り付けられており、子機が同一グループＩＤの親機に測定データを送信しても受信されない場合、順位付けされたグループＩＤにしたがって他の親機５に測定データを送信し、親機５は収集したデータを管理センターに公衆無線網等で送信することにより、データの収集を低コストで安定的におこなえるようにした。更に、管理センターからの指示により、測定頻度などを状況に応じて変更できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のグラウンドアンカーの定着部に設けた荷重センサー、荷重センサーの測定データを無線で親機に送信する子機、子機と親機には共通のグループＩＤが割り付けてあり、子機が同一グループＩＤの親機に測定データを送信しても受信されない場合、順位付けされたグループＩＤにしたがって他の親機に測定データを送信し、親機は収集したデータを管理センターに無線で送信するグラウンドアンカー維持管理システム。
【請求項２】
請求項１において、荷重センサーは、アンカーヘッドに装着した円板形のオイルを充填した油圧式センサーと、圧力を電気信号に変換するトランスデューサからなるものであるグラウンドアンカー維持管理システム。
【請求項３】
請求項１において、荷重センサーはロードセルであるグラウンドアンカー維持管理システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、親機は子機から収集したデータを蓄積し、一定期間毎に管理センターに送信するグラウンドアンカー維持管理システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、管理センターからの指示によって、測定頻度、子機から親機への送信間隔、及び親機から管理センターへの送信間隔を変更できるグラウンドアンカー管理システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、測定データが規定値を超過した場合に光による警報を発する装置が子機に設けてあるグラウンドアンカー維持管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラウンドアンカーの施工後の緊張力の状態や荷重等を遠隔地で監視するようにしたグラウンドアンカー維持管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
グラウンドアンカー１０は、図６に示すような斜面安定のために設置されている受圧板６を固定するため等、構造物を固定するために多くの場面で使用されている。設置後もグラウンドアンカーの緊張力が適切に維持されているかを監視することが要求されており、また、維持管理の面からグラウンドアンカーに作用する荷重や変位を測定する必要がある。
グラウンドアンカーに作用する荷重等の監視は、グラウンドアンカーの定着部にロードセルを設置して緊張力や荷重を測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ロードセルを介してグラウンドアンカーを常時監視することが難しいので、データレコーダを設置してロードセルからの信号を記録するかまたはポータブル型の測定器で不定期にデータを採取していた。
定期的または常時観測するのが好ましいが、グラウンドアンカーの設置場所は、法面や擁壁面という斜面に設置されるケースが多く、測定器を携帯して作業員が簡単にアプローチすることができなかった。また、グラウンドアンカーに設置したロードセルから信号線を引き回し、常時観測することが可能であるが、信号線の引き回しが面倒であり、落下物や、地滑り、土砂崩れなどで信号線が切断されることもあり、肝心なときに観測ができないという問題があった。
【０００４】
信号線の配線を省略する無線方式でデータを送信することも提案されているが、測定装置ごとに遠隔地の管理センターまで送信可能な出力の送信機を設置しなければならず、コストやメンテナンス費用がかかるという問題がある。
本発明は、グラウンドアンカーの維持管理のためのデータを、低コストで、かつ、確実に管理センターに無線送信できるようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
複数のグラウンドアンカーの定着部に荷重センサーを設置し、測定データを無線で親機に送信する子機を設け、子機と親機には共通のグループＩＤが割り付けられており、子機が同一グループＩＤの親機に測定データを送信しても受信されない場合、順位付けされたグループＩＤにしたがって他の親機に測定データを送信し、親機は収集したデータを管理センターに公衆無線網等で送信することにより、データの収集を低コストで安定的におこなえるようにした。
また、荷重センサーとしてアンカーヘッドに装着可能な円板形の油圧式センサーを使用することにより、グラウンドアンカーの本来の機能を損なうことなく、また、面倒な設置作業を伴うことなくデータの収集をおこなえるようにした。
更に、管理センターからの指示により、測定頻度など状況に応じて変更できるようにした。
【０００６】
【実施例】
図１は本システム概念図である。土留用に設置された受圧板６とそれを斜面に押しつけているグラウンドアンカー１０に荷重センサー１を設置し、測定データを子機２（送受信機）から親機５（送受信機）に送信して蓄積し、親機５から無線パケット通信網を利用して管理センターへ送るものである。
図２は、グラウンドアンカー１０の頭部に荷重センサー１及び子機２（送受信機）を取り付けた状態を示すものであり、子機２は特定小電力無線機（出力１０ｍＷ）を使用したものである。特定小電力無線は免許が不要であり、機器を低コストで調達でき、また、消費電力も少ないので電源に太陽電池を利用できる。
【０００７】
図３に示すように、荷重センサー１は、円板形であり、内部の空洞にオイルが充填してあり、アンカーヘッド１１に取り付けるため中心に緊張鋼線１２を通す穴１３が形成してある。受圧面に作用した圧力は内部に充填したオイルに伝達され、管路１４を介して取り付けてあるトランスデューサ３で電気信号に変換される。必要に応じてアナログ式のメータ４を付加的に取り付けることも可能であり、現場で目視によって荷重を読みとることができる。
【０００８】
管路１４の途中にシャットオフバルブ（図示しない）を取り付けることによってトランスデューサ３やメータ４の交換が容易である。受圧部分が円板形の空洞であって構造が単純なので故障することが殆どなく、溶接ベローズ構造であるのでグラウンドアンカー軸方向に弾性変形領域で動作し、温度変化による作動油の膨張はグラウンドアンカーの変位に置換される。したがって、荷重センサー１に対する温度の影響を防止するための断熱材が不要であり、また、油圧式であるのでヒステリシスが殆どないという利点がある。なお、荷重センサーは公知のロードセルを使用してもかまわない。
【０００９】
子機２は図４のシステム図に示すように、電源は、太陽電池２０で発生した電力を電気二重層コンデンサからなる蓄電池２１に蓄え、無日照が１０日ほど続いても必要な電力を供給できるようにする。電力は、蓄電池２１、電源制御部２２を経て制御部２３、送受信部２４及びトランスデューサ３に供給される。子機が待機状態で信号待ちの場合、電源供給を１０秒間のインターバルで０．５秒間オンとすることにより消費電力を節約することができる。
【００１０】
トランスデューサ３の出力はインターフェース２５を介して子機２の制御部２３に接続され、制御部２３はプログラムにしたがって取得した荷重データを送受信部２４からアンテナを経て親機５に送信する。
なお、データの送信は一定間隔に設定してもよく、また、必要に応じて親機からのポーリングによってデータを送信するようにしてもよい。また、測定したデータを直接親機に送信せず、複数回の測定データの平均値を送信するようにしてもよく、監視対象の物理特性に応じてデータ処理するプログラムを適宜選択する。
プログラムの選択は、管理センターからリモートコントロールすることも可能である。
【００１１】
子機２にはグループＩＤと個別ＩＤが割り付けてあり、親機と子機とはグループＩＤが共通することを確認して通信する。親機５は、データ受信完了を子機２に通知し、子機２の個別ＩＤ毎にデータを蓄積する。子機２は、送信後一定時間に親機からの受信完了通知がない場合、再度データを親機５に送信して完了信号を待つが、３度の送信に対しても完了通知が得られない場合、親機５または通信システムに障害が生じたものとしてグループＩＤを変更し、他の親機５に送信する。
【００１２】
子機２には、グループＩＤが複数準備してあり、優先度を付してメモリに記録してある。デフォルトのグループＩＤの親機５にデータ送信が前記のように失敗であることが確認されたら、メモリから優先順にグループＩＤを呼び出し、グループＩＤを変更して送信をおこなう。通信完了が確認されない場合は、この動作を親機の数だけ繰り返し、通信を完了させる。すべての親機５に対して通信を試みても通信完了とならない場合には、通信エラーの警報を発する。また、測定データが規定値を超過した場合には警報を発するようにする。警報をＬＥＤの発光点滅とすると、どのグラウンドアンカーがトラブルであるのかが目視で確認でき、迅速な対処が可能となる。トラブルの種類によって発光色が変わるようにするのも変形例の一つである。
【００１３】
親機５は、図５に示すように、太陽電池５０を電源とし、鉛シール型の蓄電池５１に電力を蓄積する。共通のグループＩＤの子機２からのデータを受信して蓄積し、また、管理センターからの指令等を子機２に伝達する。
子機２との間の通信は小電力用の送受信部５４でおこない、複数の子機２から収集蓄積したデータの管理センターへの送信、及び、管理センターからの指令の受信は、公衆無線網用の送受信部（パケット制御部）５６でおこない、データは、インターフェース部（ＴＣＰ／ＩＰ変換装置）５５を介してやり取りがおこなわれる。したがって、親機５は、小電力無線用と公衆無線網用の２系統の送受信部を有している。
制御部５３には、子機台数分の記憶領域が設定してあり、子機２からデータを受信すると順次記憶していき、メモリが一杯になったら古いデータから順次消去する。制御部５３は、管理センターからの指令を子機２に伝達したり、収集したデータを管理するプログラムが収納してある。
【００１４】
親機５から管理センターへの送受信は、データ送信の公衆無線網を使用するのがコスト的に好ましく、パケット通信を利用すると通信速度は２８ｋｂｐｓ程度が確保できる。　荷重センサー１は、予め設定された２〜６０分の時間間隔で荷重を測定し、この測定した荷重データをメモリ記録する。メモリには、複数のデータが記録されており、一定数に達すると平均値を算出して親機５に送信する。各子機２が同時に信号を送信すると混信を起こすので、各子機２の同期を取って発信時刻をずらすことによって混信を防止する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のグラウンドアンカーは、各センサーに設置する子機を小電力低コストのものとし、複数の子機の収集データを親機に集積し、それを管理センターに送信するようにして遠隔地で緊張データや荷重データを常時監視するようにしたので、グラウンドアンカーの状態変化を即座に捉えることが可能であり、また、通信コストを含めシステムを低コストで設置・運営することができる。
データの回収の頻度は適宜管理センターから変更することができるので、台風の接近や、大雨など自然条件の変更から災害の発生が予想されるときには頻繁にデータの回収をおこない、グラウンドアンカーの変化の状態を監視することができる。
また、このシステムに雨量計、地滑り計、傾斜計などを含めることによって、綜合防災システムとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】維持管理システムの概念図。
【図２】荷重センサーのグラウンドアンカーへの取り付け状態図。
【図３】荷重センサーの説明図。
【図４】子機のシステム図。
【図５】親機のシステム図。
【図６】グラウンドアンカーを利用した土留の正面図。
【符号の説明】
１　　荷重センサー
２　　子機
３　　トランスデューサ
５　　親機
１０　グラウンドアンカー
１１　アンカーヘッド
１２　緊張鋼線
【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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