(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物を構成する部位に分割し点検データを登録する手段、コンクリート構造物を目視して危険と思われる個所の種類を予め設けた複数個の損傷サンプルから選択し、損傷の程度を評価し、評価内容をデータベース化する手段、当該評価内容に基づいて特に劣化の程度の大きな評価結果のなされた箇所の表示手段、画像データを取込みデータベース化する手段、画像データを画面上に表示する表示手段の各手段を有し、コンクリート構造物の劣化についての総合評価と、撮影写真の表示、危険個所の確認ができることを特徴とするコンクリート構造物の劣化診断支援システム。
【請求項２】
ＧＰＳを用いて、点検者の位置をノートパソコンの画面上に示すことにより、誤入力を防ぐことを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の劣化診断支援システム。
【請求項３】
構造物の劣化状況、環境条件を点検評価結果から一定の項目に分類し、ファジー（Fuzzy）推論により劣化原因の推定を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート構造物の劣化診断支援システム。
【請求項４】
知識データの更新システムにおいて、劣化状況、環境条件、または別途行われる二次診断等の詳細調査から新たな教示データを知識データベースにフィードバックし、ニューラルネットワーク（Neural-Network）による知識データベースの更新を行い、この結果をファジー推論に反映させることにより、アウトプットである劣化原因の精度を向上させることを特徴とする請求項３記載のコンクリート構造物の劣化診断支援システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物の劣化診断支援システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、高度成長期時代等に建設されたコンクリート構造物の劣化の問題が指摘されている。コンクリートの劣化を早期に発見し、第三者被害を防止するとともに、最も効果的な補修・補強の時期、方法を判断できるような支援システムへのニーズが最近になり高まってきているが、当システムはそのようなニーズに応える最初の発明である。
【０００３】
従来の技術としては、橋梁の維持管理が包括的に行える橋梁維持管理支援システム「Bridge Management System（以下ＢＭＳという。）」があり、劣化診断機能，劣化予測機能，維持管理計画最適化機能などを有しているものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術は次のような問題点を有している。
▲１▼  点検者により、損傷に対する評価がバラバラであり、同一形式の構造物に同様の損傷が発生していても点検による損傷評価が同じ結果とならない可能性がある。
▲２▼  現地にてモバイル点検入力できるような手軽な道具が完備していないため、現地の状況を野帳等にメモし損傷写真を撮影し、事務所に持ち帰り整理するのに非常に手間がかかる。
▲３▼  対象がコンクリート橋のみに限定されているために、橋梁以外の構造物については検討できない。
【０００５】
上記ＢＭＳ技術によらない場合には、一般的にコンクリート構造物は各管理者により必要に応じて点検調査されているが、この場合次のような問題点が生ずる。
▲４▼  コンクリート構造物の損傷のポイントを把握できず、重大な損傷を見逃がすことがある。
▲５▼  点検結果が記録用紙にファイリングされていても、書棚、倉庫等に死蔵されてしまうことがあり、構造物の今後の維持管理手法に有効に使われない場合がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシステムは、コンクリート構造物の劣化を早期に発見するとともに、点検データを保存し、簡易な目視検査による診断で劣化原因を推定することを目的とする。本発明システムは次の特徴を有する。
（１） 劣化度を判定するために必要なデータを保存する。
（２） 損傷写真のサンプルを数多く用意することにより、点検における知識面の補助をする。
（３） 点検結果の集計、分析にかかる膨大な時間と労力を低減する。
（４）好ましくは、ＧＰＳ（Global Positioning System:全地球測位システム）を用いて、点検者の位置をノートパソコンの画面上に示する。
（５）さらには、点検結果から、コンクリートの劣化原因を推定する。
【０００７】
このため、本発明システムは次の手段を有する。
本発明においてはコンクリート構造物、例えば橋梁等のコンクリート構造物をその各部、例えば橋梁の場合には、地覆、壁高欄、張り出し部、主桁・床桁、株構造等の各部を例えば合計４１のブロックに画面上で分割しておき、この画面上のブロック上にデータを保存登録することができる。
【０００８】
本発明においてはコンクリート構造物を目視する。そして危険と思われる個所を発見したとき予め記憶させている複数個の損傷サンプルと比較して、問題の損傷の種類を選択し、更には予め記憶させている更に詳しい損傷サンプルを選択し、損傷の程度を選択することにより損傷の種類及び程度を評価でき、その評価結果は画面上の当該ブロック毎にデータベース化される。
【０００９】
本発明においては、当該評価内容に基づいて特に劣化の程度の大きな評価結果のなされた個所は、第三者に被害を及ぼすおそれのある個所として、画面上に表示することができる。
【００１０】
本発明においては、損傷個所等の画像データをコンピュータに取込みデータベース化することができる。コンクリート構造物全体の異常個所の写真を撮影し、撮影した画像データのコンピュータへの取込は、例えばスマートメディア、ＰＣカードアダプタ等が好ましく用いられる。
【００１１】
本発明においては画像データは画面上に表示することができる。
【００１２】
本発明においてはコンクリート構造物の劣化についての総合評価が可能である。
【００１３】
本発明において用いられる「ＧＰＳ」は、通常のＧＰＳシステムを用い点検者の位置をノートパソコンの画面上に示すことができる。この結果、損傷個所についての誤入力を防ぐのに有効である。
【００１４】
本発明においては「構造物の劣化状況、環境条件を点検評価結果から一定の項目に分類することができる。
【００１５】
本発明においては、ファジー（Fuzzy）推論により劣化原因の推定を行うことができる。
【００１６】
本発明においては「知識データの更新システムにおいて、劣化状況、環境条件、または別途行われる二次診断等の詳細調査から新たな教示データを知識データベースにフィードバックし、ニューラルネットワーク（Neural-Network）による知識データベースの更新を行い、この結果をファジー推論に反映させることにより、アウトプットである劣化原因の精度を向上させることができる。
【００１７】
本発明のシステムの操作にあたる使用対象者としては必ずしも土木に関する一般技術者および橋梁の専門知識を有する者である必要はない。例えば、学生アルバイトなど土木及び橋梁等に関する専門知識を有さない者でもよい。
【００１８】
本発明のシステムが広く長く使用されるために、「親切な画面づくり」を行い、損傷のサンプル写真を多数用意し、該当個所を選択することで、判定に迷うことの無いシステムとする。
【００１９】
本発明システムにおける点検作業においては、橋の下から双眼鏡を用いる目視点検を行うものであるが、双眼鏡を用いることは必須ではない。そして、点検結果及びデジタルカメラによる現地の写真をノートパソコン等の携帯可能なコンピュータに記録する（図４）。
【００２０】
本発明システムのハードの構成は、ウインドウズ（マイクロソフト社の商標）等のＯＳ、ヴィジアルベイシック（マイクロソフト社の商標）等のアプリケーションソフトが動作可能なパソコン、画像データをスマートメディア（株式会社東芝の商標）等の記憶メディアに登録可能なデジタルカメラ、スマートメディアのデータをパソコンに取り込むためのＰＣカード等を使用することができる。具体的なハード仕様のイメージ図を図５に示すが、本発明においてこれらの機器に限定されるものではない。当業者はそれらの機器と同等と考えられる他の機器を採用することができるものあれば、本発明の範囲に含まれる。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明の実施例を詳細に記載するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明システムのメイン画面である。橋梁の径間毎に、橋梁は部位を表すブロックにより４１個に分割されて表示されている。
【００２３】
本発明システムの全体フロー図を図６に示す。図６に示すように、本システムは、コンクリート構造物の点検を行う部分（２）と、劣化原因を推定する部分（３）とからなっている。コンクリート構造物の点検を行う部分（２）は、現場における点検作業と事務所における評価作業に分けられる（詳細をそれぞれ図７，図８に示す）。また、効率よく点検作業ができるように、ＧＰＳを用いて点検者の位置がノートパソコンの画面上に表示される。
本システムの現場作業用のフローチャートを図７に示したのでその内容を順に説明する。
【００２４】
ノートパソコンのシステムを開始する前に、次の項目を行う。
（１）コンクリート構造物全体の異常個所の写真を撮影する。
（２）撮影したスマートメディアのデータをＰＣカードアダプタに差し込む。
（３）ＰＣカードアダプタをノートパソコンに差し込む。
（４）ノートパソコンの電源を入れる。
【００２５】
次に、図７において、現場における点検作業時、コンクリート構造物の異常箇所を撮影し、スマートメディアを差し込んだＰＣアダプターをノートパソコンにセットする。そして、
１．本システムを開始する。
２．点検を行うコンクリート構造物名を一覧の中から選択（土木事務所名、国道名等の条件を選ぶことで構造物名を絞り込むことも可能となっている）。
３．新規の構造物であれば新規のテーブルから読みとり、新規でなければ既存のテーブルから読みとる。
４．点検対象の区間、部位を選択する。
５．異常箇所の評価を行う場合は６に進む。
行わない場合は９に進み、写真を取り込むことが可能である。
６．異常箇所の種類を選択する際に図２に示す９個の損傷サンプル写真を参考にして選択する。これらの９個のサンプル写真はコンクリート構造物の異常が考えられる代表的な箇所を示しており、コンクリート構造物に対し十分な知識のない点検者にも、実際の損傷の種類とこの写真と見比べる事で選定することができる。
７． 図３に示すサンプル写真は、更に詳しい損傷サンプル写真であり、６において選択した異常箇所において考えられる損傷の更に詳しい損傷サンプルである。この詳細サンプル写真とその説明を参考にして、評価項目をもとに詳細評価を行う。写真を見ながら損傷の種類を選択し、評価項目により損傷の程度を選ぶ。
選択された損傷の程度がひどい劣化である場合には、メイン画面において当該ブロックで危険信号が表示される。
８．図１において６、７で選んだ損傷に該当する箇所を選択する（複数選択可能）。なお登録する箇所は、対象とするコンクリート構造物の形状にあわせてあらかじめ４１個に分割してある。
９．写真の取り込みを行う場合は１０に進む。写真の取り込みを行わずにデータの登録を行うことや、本システムを終了すること、もう一度損傷箇所の評価を行うことも可能である。
１０．写真選択ボタンをクリックして、デジタルカメラによって撮った損傷箇所等の写真を選択し、取り込む。ノートパソコン、デジタルカメラ等により現場で撮った写真をその場で取り込むことが可能である。
１１．撮った写真に該当する箇所をメイン画面で選択する（複数選択可能）と、メイン画面のブロックに写真を特定する数字が表示される。
１２．１点検区間分のデータを登録する。
１３．作業途中、本システムを終了することが可能である。
１４．他に点検する区間があれば４からの作業を繰り返し、全区間の点検が終了すれば１５の構造物全体の評価を行う。
１５．コンクリート構造物の全体評価を行う。その際、点検者のコメントを記入することもできる。
１６．本システムを終了する。
【００２６】
次に、本システムの事務所における評価作業のフローチャートを図８に示し順に説明する。
１．本システムを開始する。
２．評価を行うコンクリート構造物名を一覧の中から選択（条件を選ぶことで名前を絞り込むことも可能）。
３．現場にて点検を行ったコンクリート構造物が対象なので、点検済みの構造物を選択する。
４．診断を行う区間を選択する。
５．現場にて写真の登録を行った箇所で、評価を行いたい箇所を選択する。
６．選択した箇所の写真を読み込む。
７．取り込んだ写真によって評価を行う。
８．異常箇所の種類を選択する際に図２に示すサンプル写真を参考にして選択する。
９．図３に示すサンプル写真と評価項目をもとに詳細評価を行う、
１０．図１に示すように６、７で選択した損傷に該当する箇所を選択する（複数選択可能）。
１１．１点検区間分のデータを登録する。
１２．作業途中、本システムを終了することが可能である。
１３．他に点検する区間があれば４からの作業を繰り返し、全区間の点検が終了すれば１４の構造物全体の評価を行う。
１４．コンクリート構造物の全体評価を行う。
１５．本システムを終了する。
【００２７】
次に、劣化原因の推定フローについて記す（図９、１０、１１、表１及び表２）。図９は、劣化原因推定の全体フローである。まず構造物の劣化状況、環境条件を点検評価結果から表１、２に示す項目に分類し、ファジー（Fuzzy）推論により劣化原因の推定を行う。一方知識データの更新システムにおいて、劣化状況、環境条件、または別途行われる二次診断等の詳細調査から新たな教示データを知識データベースにフィードバックし、ニューラルネットワーク（Neural-Network）による知識データベースの更新を行い、この結果をファジー推論に反映させることにより、アウトプットである劣化原因の精度を向上させる。
【００２８】
図１０は、ファジー推論の内容を示したものである。症状Y(y1, y2, ………,yn)から表１、２に示す知識データベースR(m×nマトリックス)をもとに原因X(x1, x2, ………,xn)を推定する。症状Yの例としては、亀甲状のひび割れ、軸力方向のひび割れなどがあり、原因X(x1, x2, ………,xn)の例としてアルカリ骨材反応、塩害などが挙げられる。
【００２９】
図11は、知識データベースR(m×nマトリックス)の内容を例示したものである。図中に示すように、たとえば症状y2は、原因x1が0.8の確からしさ 、原因x2が0.5の確からしさ、………、原因xnが1.0の確からしさで現れることを示している。また、原因x4は、症状y1と0.5の確からしさ 、症状y2と0.0の確からしさ、………、症状ymと1.0の確からしさで関係があることを示している。また、知識データベースR(m×nマトリックス)は、構造物の劣化状況、環境条件により表１、２に示すような形で表現する。
【００３０】
【表１】
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【表２】
0004685214.tif 000003
【００３１】
【発明の効果】
本発明による効果を以下に示す。
▲１▼橋梁の専門知識がなくても重大な損傷や劣化を早期に発見できる。
▲２▼損傷写真のサンプルを数多く用意することにより、点検者による評価のバラツキを小さくする。
▲３▼点検結果の集計、分析にかかる膨大な時間と労力を低減できる。
▲４▼ＧＰＳ（Global Positioning System:全地球測位システム）を用いて、点検者の位置をノートパソコンの画面上に示すことにより、誤入力を防ぐ。
▲５▼点検結果から、コンクリートの劣化原因を推定することにより、効果的な対策工法立案の支援ができる。
▲６▼点検結果が従来のように書棚、倉庫等に死蔵されてしまうことなく、構造物の今後の維持管理手法の立案に有効に生かされる
【図面の簡単な説明】
【図１】本システムのメイン画面を示した説明図。
【図２】異常個所の評価画面を示す説明図。
【図３】異常個所の評価画面２示す説明図。
【図４】本システムの使用イメージ図。
【図５】本システムのハードの構成示した説明図。
【図６】本システムの全体フロー図。
【図７】現場における点検作業のフロー図。
【図８】事務所における評価作業のフロー図。
【図９】劣化原因の推定フロー図。
【図１０】ファジー推論を説明する説明図。
【図１１】知識データベースを説明する説明図。
【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】
0004685214.tif 000009
【図７】
0004685214.tif 000010
【図８】
0004685214.tif 000011
【図９】
0004685214.tif 000012
【図１０】
0004685214.tif 000013
【図１１】
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