(57)【要約】【課題】発電プラントの建屋のような構造物に関わる情報を計測する場合、データ計測装置と計測データを収集分析するデータ解析コンピュータとがネットワークを構成できず、直接計測データを送受信することが困難な環境にある場合、データの収集が不可能になる恐れがあり、このような場合においても確実にデータの収集が行えるシステムが望まれている。【解決手段】データ５を計測する計測手段４を備えたデータ計測装置１と、この計測データ５を収集するデータ集積装置３との間を移動可能な移動式データ転送装置２で結び、移動式データ転送装置２とデータ計測装置１と、あるいは移動式データ転送装置２とデータ集積装置３との間で計測データの送受信を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に設置され、この構造物に関わる情報を計測する計測手段、及びこの計測手段より得られる計測データを記録する第１のデータ記録手段を有するデータ計測装置と、移動可能で、前記データ計測装置に記録された計測データを通信手段を介して受信し記録する第２のデータ記録手段を有する移動式データ転送装置と、前記移動式データ転送装置に記録されたデータを通信手段を介して受信し記録する第３のデータ記録手段を有するデータ集積装置とからなる計測データ収集システム。
【請求項２】
第１、２、３のデータ記録手段に記録される計測データに時刻データを対応付けしたことを特徴とする請求項１記載の計測データ収集システム。
【請求項３】
前記データ計測装置と前記移動式データ転送装置間、もしくは、前記移動式データ転送装置と前記データ集積装置間で、前記各装置に記録された時刻データを、少なくともいずれか一方の装置が認識し、両装置における時刻データもしくは時刻データのずれを該データを受ける側の装置が有するデータ記録手段に記録させることを特徴とする請求項２記載の計測データ収集システム。
【請求項４】
前記移動式データ転送装置が前記データ計測装置からの計測データの受信が可能な環境になった時、前記移動式データ転送装置からの信号によって前記データ計測装置からのデータの受信が自動的に開始されるように構成されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の計測データ収集システム。
【請求項５】
前記データ計測装置は、計測データに対して優先順位を付与すると共に、該優先順位が所定値より低い計測データを消去することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の計測データ収集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物に設置した計測手段から得られる計測データを時刻データと共に収録する計測データ収集システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば発電プラントにおける建屋のような構造物は経年劣化や外部からの振動圧力などによって歪や破損などが生じる恐れがある。このた、構造物としての安全性、耐久性などを監視するために加速度計やひずみゲージ、温度計のような構造物に関わる情報を計測する計測手段を設けて定期的な点検、監視が行われている。  
これらの計測手段で計測されたデータは現場から離れたデータ監視室などに送られ、データ解析コンピュータなどによって収集、分析されて構造物の安全性の点検、判定などが行われる。
【０００３】
これらの計測データをデジタルデータとして収集するための計測データ収集システムとしては、従来計測手段とデータ解析コンピュータとが双方向の通信が可能な、例えば有線電話や、ＰＨＳに代表される無線電話、さらにはネットワークケーブルや無線、光などを利用したＬＡＮ等コンピューターネットワークで結ばれて構成されたものがある。
【０００４】
その一例として図５に従来の計測データ収集システムの概要図を示す。この計測データ収集システムは、データ収集用コンピュータ５１と計測手段５２とが無線で構成されたネットワークを介して接続されており、データ収集用コンピュータ５１からはデータ送信を指示する信号５３が計測手段５２に送られ、その信号５３をきっかけとして計測手段５２から計測データ５４がデータ収集コンピュータ５１に送信されてくるという構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また従来の別のシステムとして、図６に示すシステムも考えられている。この例における計測データ収集システムは、計測手段５５と、現場係員５６が持つ携帯端末手段５７と、データ収集用コンピュータを備えた情報処理手段５８とがコンピューターネットワーク５９を介してデータの送受信が可能なように接続されている。
【０００６】
そして、計測手段５５で計測された各種データがコンピューターネットワーク５９を介して情報処理手段５８に送られ、情報処理手段５８によりデータ解析が行われる。  
そのデータ解析の結果から導かれた対応策を携帯端末手段５７の画面を通して現場係員５６に伝達することにより、その場での対応が可能な構成となっている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３８３８１号公報
【特許文献２】特開２００２−１４０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の計測データ収集システムでは、計測手段とデータ収集用コンピュータとを双方向通信可能なネットワークで接続することが必要な構成となっていた。そのため、分厚い鉄筋コンクリート構造の既存の建物構造物の室内に、新たに計測手段を設置し、無線通信によるデータ収集を行おうとするためには新たに中継アンテナの設置や室外アンテナと接続するための配線工事が必要である。
【０００８】
また、同様にケーブル通信によるデータ収集を行おうとするためには壁面にケーブルを貫通させる配線工事、及び最寄の接続地点までの配線工事が必要となる等、ネットワークを構成するための面倒な建屋工事が必要となることから、新たなシステム構築に費やす手間と期間が長くなったり、それに要する費用が多額になる等の課題があった。
【０００９】
またこれらの建屋工事が困難な場合には、計測手段とデータ収集用コンピュータとがネットワークを構成することができず、このような計測データを送受信することが困難な環境においては計測データの収集が不可能となる恐れもあった。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、計測データの収集が容易かつ確実に行える計測データ収集システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、構造物に設置され、この構造物に関わる情報を計測する計測手段、及びこの計測手段より得られる計測データを記録する第１のデータ記録手段を有するデータ計測装置と、移動可能で、前記データ計測装置に記録された計測データを通信手段を介して受信し記録する第２のデータ記録手段を有する移動式データ転送装置と、前記移動式データ転送装置に記録されたデータを通信手段を介して受信し記録する第３のデータ記録手段を有するデータ集積装置とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、あらゆる構造物に対して、計測データの収集が容易かつ確実に行える計測データ収集システムが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は本発明の第１の実施の形態による計測データ収集システムの動作手順を示すブロック構成図である。
【００１４】
図１において、１はデータ計測装置で、例えば発電プラントの建屋（図示せず）のような構造物に設置された各種の計測手段４を備え、この計測手段４によって構造物に関する計測データ５が計測される。  
計測手段４としては例えば、加速度計やひずみゲージ、温度計、カメラ、マイク等の構造物を監視する計測機器（センサ類）が使われる。
【００１５】
データ計測装置１において、計測手段４により得られた計測データ５は第１の時刻計測手段９により計測した時刻データと対応付けらた状態で第１のデータ記録手段６に入力され、記録される。
【００１６】
第１のデータ記録手段６に記録されるデータとしては、計測手段４により得られた計測データ５とその時刻データだけでなく、データ計測装置１の名称、計測手段４に固有に付けられた名称等の計測系に関する情報も含まれる。
【００１７】
さらにデータ計測装置１には、第１のデータ記録手段６からの信号が入力される第１の出力手段７と、第１のデータ記録手段６と第１の時刻計測手段９に信号を入力する第１の入力手段８とが設けられている。
【００１８】
２はそれ自体が移動可能な移動式データ転送装置で、データ計測装置１の第１の出力手段７からの信号が入力される第２の入力手段１０と、この第２の入力手段１０からの信号が入力され、記録する第２のデータ記録手段１１と、第２のデータ記録手段１１からの信号が入力される第２の出力手段１２とが設けられている。
【００１９】
第１のデータ記録手段６に記録された計測データ５は、移動式データ転送装置２の第２の出力手段１２よりトリガ信号２０が第１の入力手段８に発信され、それが第１の入力手段８で認識されると、第１の出力手段７から出力され、移動式データ転送装置２の第２の入力手段１０を通じて第２の時刻計測手段１３により計測した時刻データと対応付けられた状態で第２のデータ記録手段１１に記録される。
【００２０】
第２のデータ記録手段１１に記録された計測データ５の内、第１の時刻計測手段９の情報に基づき記録された時刻データは第２の時間計測手段１３における時刻データと比較され、両時刻データ間にずれを生じていた場合にはその時刻データのずれを認識し、記憶する。
【００２１】
この操作によって、データ計測装置１が２つ以上存在し、かつ、それぞれのデータ計測装置１が持つ第１の時刻計測手段９による時刻データにずれが生じていた場合にも、ずれ時間情報を基に全ての計測データの時刻データを補正することができる。
【００２２】
３はデータ集積装置で、第２の出力手段１２からの信号が入力される第３の入力手段１４と、この第３の入力手段１４からの信号が入力される第３のデータ記録手段１６と、第３のデータ記録手段１６からの信号が入力される第３の出力手段１７とが設けられている。
【００２３】
移動式データ転送装置２の第２のデータ記録手段に記録されたデータ１５は、第３の出力手段１７によりトリガ信号２０が第２の入力手段１０に発信され、それが第２の入力手段１０で認識されると、第２の出力手段１２から出力され、第３の入力手段１４を通じ、第３の時刻計測手段１８により計測した時刻データと対応付けられた状態で第３のデータ記録手段１６に記録される。
【００２４】
第３のデータ記録手段１６に記録されたデータの内、第２の時刻計測手段１３の情報に基づき記録された時刻データは第３の時刻時間計測手段１８における時刻データと比較され、両時刻データ間にずれが生じていた場合にはその時刻データのずれ時間情報を認識し、記憶する。
【００２５】
この操作によって、移動式データ転送装置２が２つ以上存在し、かつ、それぞれの移動式データ転送装置２が持つ第２の時刻計測手段１３による時刻データにずれが生じていた場合にも、ずれ時間情報を基に全てのデータの時刻データを補正することができる。
【００２６】
このような計測データ収集システムにおいて、データ計測装置１と、データ集積装置３とが直接データを送受信することが困難な環境にある場合、まず、移動式データ転送装置２がデータ計測装置１からの計測データ５の受信が可能な環境まで移動し、一旦データ計測装置１から無線などの通信回線を使って計測データ５を受信、記録する。  
その後、移動式データ転送装置２がデータ集積装置３へデータを送信することが可能な環境まで移動し、データ集積装置３に無線などの通信回線を使ってデータを送信する。
【００２７】
これにより、データ計測装置１と、データ集積装置３とが直接データを送受信することができない環境においても、移動式データ転送装置２を用いてデータを転送することにより、計測データ５を確実に収集することが可能となる。
【００２８】
また、時刻計測手段により計測した時刻データと対応付けて計測データ５の送受信を行っているので、データ集積装置３において全ての計測データ５の時間データを補正することができ、計測データの比較を容易かつ正確に行うことができる。
【００２９】
例えば地震計測において、数回発生する余震をそれぞれのデータ計測装置１で計測し、移動式データ転送装置２により収集した後、時刻補正をすることによって余震データの特定が容易に可能になると共に、複数のデータ計測装置１間での比較も容易に行える。
【００３０】
なお上記説明において、時刻データの補正は移動式データ転送装置２とデータ集積装置３との両装置において行ったが、計測データ５やデータ１５に付加されているずれ時刻データ及び、移動式データ転送装置２の第２の時刻計測手段１３に生じていたずれ時間情報を基に、データ集積装置３内でのみ時刻データの補正を行うようにしても良い。
【００３１】
時刻データは、各時刻計測手段９、１３、１８により計測される計測データを特定することができる情報であり、例えば、ＧＰＳ（global  positioning  system）などの移動衛星から得られる時刻情報であったり、そのシステムに固有の時刻情報であっても良い。  
また、データ計測装置１や移動式データ転送装置２は１台に限らず複数台設けるようにしてもよい。
【００３２】
図２は本発明の第２の実施の形態における計測データ５およびデータ１５を送受信する際の手段を示したブロック構成図である。  
本実施の形態においては、データ計測装置１には第１の電力供給手段２１が設けられており、また、移動式データ転送装置２には第２の電力供給手段２２が設けられている。さらに、データ集積装置３には第３の電力供給手段２３が設けられている。
【００３３】
設置場所が固定された第１の電力供給手段２１及び第３の電力供給手段２３は、特定の電源コンセントから電力が供給されている。  
移動可能に構成されている移動式データ転送装置２の第２の電力供給手段２２としては、充電池や燃料電池等の移動や携帯可能な電池によって電力が供給されている。
【００３４】
この手段における計測データ５の入出力方法は次のとおりである。データ計測装置１、データ集積装置３が発信する信号１９によって、移動式データ転送装置２が応答し、データ計測装置１と移動式データ転送装置２の間、もしくは、移動式データ転送装置２とデータ集積装置３との間における通信回線が確立したことが確認された後、データ５、１５の送受信が行われる。
【００３５】
この手段では通信回線の確立が確認された後データ５、１５の送受信が行われるので計測データ５やデータ１５の収集が確実に行え、また、データ計測装置１及びデータ集積装置３等、安定した電力供給を受けている装置が信号１９の電波の発信を担当するため、移動式データ転送装置２は電波の発信量を減らすことができるので第２の電力供給手段２２の電力寿命を長く保つことができる。
【００３６】
図３は本発明による計測データ収集システムを建物構造物に適用した場合の構成を示す概略断面図である。  
図３において、計測手段４が建物２４の床や柱などの構造部材に設置されており、常に加速度やひずみなどの計測、及び画像の撮影などを行っている。
【００３７】
計測データ５は、Ａ／Ｄ変換器等を通じてデジタルデータに変換され、第１のデータ記録手段６である計算機のメモリやハードディスクなどの記録媒体に記録される。  
データ計測装置１には、水晶発振等により時刻を計測する第１の時刻計測手段９が組み込まれている。
【００３８】
建物２４が設置された地盤２８の揺れなどにより建物２４が振動し、計測手段４に大きな加速度が入力された場合、多くの建物について構造物としての健全性を確認するために検査員２５が巡回経路２６に沿って検査を行う。この検査員２５が、移動式データ転送装置２を携帯し巡回することにより、データ計測装置１と移動式データ転送装置２との間において交信を行い、計測データ５の送受信２７が行われる。
【００３９】
移動式データ転送装置２としては携帯性に優れた情報機器、例えばＰＤＡや小型のノートパソコンなどで構成される。  
受信した計測データ５は、移動式データ転送装置２に組み込まれている第２のデータ記録手段であるメモリやハードディスク、メモリカードなどの記録媒体に記録される。
【００４０】
移動式データ転送装置２には、データ計測装置１と同様に水晶発振により時刻を計測する第２の時刻計測手段１３が組み込まれている。  
検査員２５の巡回経路２６にデータ計測装置１が複数設置されている場合、上記のデータ送受信２７が各々の位置において繰り返し実施され、移動式データ転送装置２には複数のデータ計測装置１から得られた計測データ５が、まとめて記録される。
計測データ５のそれぞれには、データ計測装置１を特定するための識別情報が付加される。
【００４１】
さらに、移動式データ転送装置２には、何らかの理由により収録ができなかったデータ計測装置１の位置を表示する機能があっても良い。また、計測データ５の受信が終了したことを検査員２５に伝えるために、音や光などで信号を出す機能があっても良い。
【００４２】
検査員２５が検査個所の巡回を終了し、移動式データ転送装置２とデータ集積装置３とが交信可能となった時、移動式データ転送装置２が収録したデータ１５を送受信２９し、データ集積装置３に入力され、第３のデータ記録手段１６であるメモリやハードディスクなどの記録媒体に記録される。  
第３の出力手段１７により、集積された計測データ５は外部に伝達することも可能である。
【００４３】
また、計測データの別の収集手段としては次のようなものも考えられる。検査員２５の巡回経路２６上にデータ集積装置３と、ネットワークに接続されたパーソナルコンピューターなどのデータ受信装置を第３の入力手段１４として設置し、このデータ受信装置が移動式データ転送装置２からデータ５を受信し、ネットワークケーブルなどの通信手段を介してデータ送受信２９し、データ集積装置３へ収録しても良い。
【００４４】
以上の例では、検査員２５により計測データ５を収集するとしたが、計測データ５の収集手段として、乗用車等の移動体やロボット等を用いても良い。  
データ計測装置１と移動式データ転送装置２との間におけるデータ送受信方法である通信手段２７、およびデータ集積装置３と移動式データ転送装置２との間におけるデータ送受信方法である通信手段２９は、前記のような無線方式にとらわれず、ケーブル接続や、メモリカード等のメディアの受け渡しによるものであっても良い。
【００４５】
第３の出力手段１７はＦＤドライブ、ＣＤ−ＲドライブやＤＶＤ−Ｒドライブのようなメディアへの書き込み装置であっても良い。  
また、データ計測装置１内では、データに対してその重要度に応じて優先順位を付与する。優先順位が任意に定められた所定値より低いデータは自動的に消去される。これにより、データ計測装置１がリアルタイムで計測、記録を行っても、計測データ５の容量が第１のデータ記録手段６の容量をオーバーするという事態を防ぐことができる。
【００４６】
優先順位を設定する基準としては、例えば、入力加速度の大きさや、震度、データの収録時刻、移動式データ転送装置２に対するデータ転送が完了したかしていないかなどがある。  
データの消去のタイミングとしては、データ記録手段に記録されたデータ量が、任意に設定された容量を超えた時にのみ実行しても良い。
【００４７】
図４は、前記の計測データ収集システムにおける、各時刻計測手段９、１３、１８に発生したずれ時間を校正するための別の手段を説明する概略断面図である。各時刻計測手段９、１３、１８は各入力手段８、１０、１４から入力される外部信号により同期を取っている。
【００４８】
本実施の形態においては、外部信号をＧＰＳ３０としている。ＧＰＳ３０の電波３１は建物２４内まで届かないため、一度建物２４外の受信アンテナ３２において受信した後、中継アンテナ３３にて送信し、各データ計測装置１、各移動式データ転送装置２およびデータ集積装置３にて受信され、時刻データの同期をとると共に時刻データにずれが生じていた場合は校正される。
【００４９】
ここでは、ＧＰＳ電波３１により校正を実施したが、電源ケーブル上に高周波を流すことにより時刻信号を送信する手段や、携帯型内線電話用アンテナを用いても良い。  
前記の計測データ収集システムにおける、各時刻計測手段に発生したずれの校正手段は、以上の方法にとらわれず、以下の様な構成であっても良い。
【００５０】
データ集積装置３に取り付けられている第３の時刻計測手段１８を基準時刻として、移動式データ転送装置２に搭載されている第２の時刻計測手段１３の時刻そのものを校正し、基準時刻である前記第３の時刻計測手段１８と同期させる。次に、検査員２５が点検中に、データ計測装置１と移動式データ転送装置２が交信する際、移動式データ転送装置２の第２の時刻計測手段１３を基準時刻として、データ計測装置１に搭載されている第１の時刻計測手段９の時刻そのものを校正し、基準時刻である前記第２の時刻計測手段１３と同期させる。これにより、第１、２、３それぞれの時刻計測手段９、１３、１８の時刻は、同一のものに校正されることになる。
【００５１】
図７は本発明の第３の実施の形態における、車１０１に搭載された移動式データ転送装置が計測データを回収する際の概要図を示したものである。データ計測装置１がトンネル１００の壁面に据え付けられ、計測手段４によって振動やひずみ、音などの計測を行う。また、移動式データ転送装置２は車内に据え付けられており、車外との通信が可能な状態になっている。車がデータ計測装置１に接近すると、データ計測装置１と移動式データ転送装置２の間に通信回線が確立され、計測データ５、１５の送受信が行われる。
【００５２】
この手段では、トンネル内に新たに計測点を設けようとした時にも、ケーブルを敷設することなく、容易にかつ敏速に計測を開始することができると共に、車がデータ計測装置１付近を通行することにより、計測データを自動で回収することができるので、計測員の派遣によるデータ回収等の業務を省くことができる。
【００５３】
なお、上記実施の形態の説明においては、本発明を発電プラントの建屋に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、建屋以外のものも含めた一般的な構造物に対しても適用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態による計測データ収集システムのブロック構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態による計測データ収集システムのブロック構成図。
【図３】本発明による計測データ収集システムを建物に適用したシステム構成を示す概略断面図。
【図４】本発明による計測データ収集システムの時間校正手段にＧＰＳを用いた場合のシステム構成を示す概略断面図。
【図５】従来の計測データ収集システムを示す説明図。
【図６】従来の別の計測データ収集システムを示す説明図。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００５５】
１…データ計測装置、２…移動式データ転送装置、３…データ集積装置、４…計測手段、５…計測データ、６…第１のデータ記録手段、７…第１の出力手段、８…第１値の入力手段、９…第１の時刻計測手段、１０…第２の入力手段、１１…第２のデータ記録手段、１２…第２の出力手段、１３…第２の時刻計測手段、１４…第３の入力手段、１５…データ、１６…第３のデータ記録手段、１７…第３の出力手段、１８…第３の時刻計測手段、２０…トリガ信号。
【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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【図７】
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