(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属腐食の程度を解析する解析点を選択するための地図データが予め蓄積されているデータ蓄積部と、
前記金属腐食の程度を解析するための解析関数で用いるパラメータを、観測点で観測して得られた気象データと、実測点で前記金属腐食の程度を実測して得られた実測データと、これら実測点および観測点の位置データとに基づいて、予め算出して蓄積する学習部と、
画面表示した前記地図データ上での選択操作に応じて金属腐食の程度を解析する解析点を特定し、当該解析で用いる前記パラメータを前記学習部から取得する解析制御部と、
前記解析制御部で特定された前記解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および前記観測点の位置データと、前記パラメータを用いた前記解析関数とに基づいて、当該解析点における前記金属腐食の程度を解析する解析部と、
前記解析部で得られた解析結果を示す画面データを生成して画面表示する表示制御部と
を備えることを特徴とする腐食解析システム。
【請求項２】
請求項１に記載の腐食解析システムにおいて、
前記解析制御部は、前記地図データ上での範囲選択操作に応じて、当該範囲を分割して設けた複数の区域に解析点をそれぞれ特定し、これら解析点ごとに、当該解析点における前記金属腐食の解析で用いる前記パラメータを前記学習部から取得し、
前記解析部は、前記解析点ごとに、当該解析点と対応する前記パラメータに基づいて前記金属腐食の程度を解析し、
前記表示制御部は、前記解析部で得られた前記各解析点における解析結果から、前記範囲内における前記金属腐食の分布を示す分布データを生成して画面表示する
ことを特徴とする腐食解析システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の腐食解析システムにおいて、
前記学習部は、前記パラメータごとに、当該パラメータの算出に用いた変数値を対応付けて蓄積し、
前記データ蓄積部は、前記解析点の周辺に位置する観測点で観測された気象データを予め蓄積し、
前記解析制御部は、前記解析点に対応する前記パラメータを前記学習部から取得する際、前記データ蓄積部に蓄積されている前記気象データから当該解析点に関する前記変数値を算出し、当該変数値と対応するパラメータを前記学習部から取得する
ことを特徴とする腐食解析システム。
【請求項４】
金属腐食の程度を解析する解析点を選択するための地図データが予め蓄積されているデータ蓄積ステップと、
前記金属腐食の程度を解析するための解析関数で用いるパラメータを、観測点で観測して得られた気象データと、実測点で前記金属腐食の程度を実測して得られた実測データと、これら実測点および観測点の位置データとに基づいて、予め算出して蓄積する学習ステップと、
画面表示した前記地図データ上での選択操作に応じて金属腐食の程度を解析する解析点を特定し、当該解析で用いる前記パラメータを前記学習ステップから取得する解析制御ステップと、
前記解析制御ステップで特定された前記解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および前記観測点の位置データと、前記パラメータを用いた前記解析関数とに基づいて、当該解析点における前記金属腐食の程度を解析する解析ステップと、
前記解析ステップで得られた解析結果を示す画面データを生成して画面表示する表示制御ステップと
を備えることを特徴とする腐食解析方法。
【請求項５】
請求項４に記載の腐食解析方法において、
前記解析制御ステップは、前記地図データ上での範囲選択操作に応じて、当該範囲を分割して設けた複数の区域に解析点をそれぞれ特定し、これら解析点ごとに、当該解析点における前記金属腐食の解析で用いる前記パラメータを前記学習ステップから取得するステップを含み、
前記解析ステップは、前記解析点ごとに、当該解析点と対応する前記パラメータに基づいて前記金属腐食の程度を解析するステップを含み、
前記表示制御ステップは、前記解析ステップで得られた前記各解析点における解析結果から、前記範囲内における前記金属腐食の分布を示す分布データを生成して画面表示するステップを含む
ことを特徴とする腐食解析方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の腐食解析方法において、
前記学習ステップは、前記パラメータごとに、当該パラメータの算出に用いた変数値を対応付けて蓄積するステップを含み、
前記データ蓄積ステップは、前記解析点の周辺に位置する観測点で観測された気象データを予め蓄積するステップを含み、
前記解析制御ステップは、前記解析点に対応する前記パラメータを前記学習ステップから取得する際、前記データ蓄積ステップに蓄積されている前記気象データから当該解析点に関する前記変数値を算出し、当該変数値と対応するパラメータを前記学習ステップから取得するステップを含む
ことを特徴とする腐食解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食解析技術に関し、特に金属材料に対する大気腐食を解析する腐食解析技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外設備は大気環境に曝されており、設備を構成している金属などの材料の腐食をはじめとする経年劣化を避けることができない（非特許文献１など参照）。陸上設備の劣化につながる大気腐食の要素には、海岸から飛来する海塩粒子をはじめとして、湿度、風、気温などがある。また、各要素は地形条件により、短期あるいは長期にわたって材料に影響を与えるため、複数の要素を考慮した腐食解析モデルが必要である。さらに、広大な地域を隈なく、かつ、効率的に腐食解析を行うためにはシステム化が有効な手段の一つである。
【０００３】
しかし、これまで気象現象を把握するためのシステムは多く見られるが、複数の要素を加味したものは稀であった（非特許文献２など参照）。また、データ解析するための解析関数がもつモデルパラメータを効率よく学習する方法については述べられていない（非特許文献１−３など参照）。
【０００４】
これまでは、送電鉄塔に関する腐食状態がカメラ画像解析を用いてなされており、見かけの色の変化のみが用いられてきた（非特許文献２など参照）。しかし、気象条件は用いられていないことや、海塩粒子量に関する可視化はなされていなかった。また、マウス操作が用いられていることが示されておらず、システム操作上の利便性と効率性に関して改善が必要である。
【０００５】
限られた気象データに基づいて解析を進めていく必要があることが多いが、風に関して数値シミュレーションを用いてデータの補間がなされてきた。しかし、システム化がなされておらず、風という単一の物理量に限られていた。複数の物理量をデータ入力して扱う場合や、風以外の腐食に関する材料自体の腐食速度については効率的に扱えるシステムが求められてきた。また、気象観測所が解析する点に存在しない場合はデータ補間では必ずしも有効なデータが得られないことがあり、統計的な観点に基づいたデータ処理方法の導入が必要である。
このように、これらいずれの従来技術においても、膨大なデータの扱いや、複数の解析されたデータの効率的な扱い、可視化につながる利便性の高い操作方法が述べられていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】宮田恵守、竹越良治、高沢壽佳、“海岸における亜鉛の大気腐食速度の推定”、防食技術、３８，  ５４０−５４５，  １９８９．
【非特許文献２】特開２００３−１６９４１５号公報
【非特許文献３】東康弘、境野英朋、阪田晴三、澤田孝、半田隆夫、”電気通信用線路設備の塩害環境評価システム“，電子情報学会ソサイエティ大会予稿、Ｎｏ．Ａ−９−３、２０１０.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電力や電気通信の分野において、送電線や通信線を支える構造物に付着した塩分が構造物の腐食に大きな影響を及ぼす。また、海塩粒子量のほか気温、結露、雨量などの気象条件も腐食に大きな影響を及ぼす。このため、海塩粒子量や気象データに関する実測データのない地点に設置された構造物の腐食を把握する上で、腐食速度を正確に推定することは、極めて重要となる。
【０００８】
しかしながら、前述した従来技術は、各パラメータの計算や、得られたパラメータを用いた推定値の計算を一括して行えるシステムでなく、また、位置情報についても各地点の緯度・経度を入力する必要がある。したがって、前述した従来技術によれば、任意の地点における腐食速度などの推定値を得るための作業が極めて非常に煩雑であるという問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、極めて簡素な作業で、任意の地点における腐食速度などの推定値を得ることができる腐食解析技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明にかかる腐食解析システムは、金属腐食の程度を解析する解析点を選択するための地図データが予め蓄積されているデータ蓄積部と、金属腐食の程度を解析するための解析関数で用いるパラメータを、観測点で観測して得られた気象データと、実測点で金属腐食の程度を実測して得られた実測データと、これら実測点および観測点の位置データとに基づいて、予め算出して蓄積する学習部と、画面表示した地図データ上での選択操作に応じて金属腐食の程度を解析する解析点を特定し、当該解析で用いるパラメータを学習部から取得する解析制御部と、解析制御部で特定された解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および観測点の位置データと、パラメータを用いた解析関数とに基づいて、当該解析点における金属腐食の程度を解析する解析部と、解析部で得られた解析結果を示す画面データを生成して画面表示する表示制御部とを備えている。
【００１１】
この際、解析制御部で、地図データ上での範囲選択操作に応じて、当該範囲を分割して設けた複数の区域に解析点をそれぞれ特定し、これら解析点ごとに、当該解析点における金属腐食の解析で用いるパラメータを学習部から取得し、解析部で、解析点ごとに、当該解析点と対応するパラメータに基づいて金属腐食の程度を解析し、表示制御部により、解析部で得られた各解析点における解析結果から、範囲内における金属腐食の分布を示す分布データを生成して画面表示するようにしてもよい。
【００１２】
また、学習部で、パラメータごとに、当該パラメータの算出に用いた変数値を対応付けて蓄積し、データ蓄積部で、解析点の周辺に位置する観測点で観測された気象データを予め蓄積し、解析制御部で、解析点に対応するパラメータを学習部から取得する際、データ蓄積部に蓄積されている気象データから当該解析点に関する変数値を算出し、当該変数値と対応するパラメータを学習部から取得するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明にかかる腐食解析方法は、金属腐食の程度を解析する解析点を選択するための地図データが予め蓄積されているデータ蓄積ステップと、金属腐食の程度を解析するための解析関数で用いるパラメータを、観測点で観測して得られた気象データと、実測点で金属腐食の程度を実測して得られた実測データと、これら実測点および観測点の位置データとに基づいて、予め算出して蓄積する学習ステップと、画面表示した地図データ上での選択操作に応じて金属腐食の程度を解析する解析点を特定し、当該解析で用いるパラメータを学習ステップから取得する解析制御ステップと、解析制御ステップで特定された解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および観測点の位置データと、パラメータを用いた解析関数とに基づいて、当該解析点における金属腐食の程度を解析する解析ステップと、解析ステップで得られた解析結果を示す画面データを生成して画面表示する表示制御ステップとを備えている。
【００１４】
この際、解析制御ステップに、地図データ上での範囲選択操作に応じて、当該範囲を分割して設けた複数の区域に解析点をそれぞれ特定し、これら解析点ごとに、当該解析点における金属腐食の解析で用いるパラメータを学習ステップから取得するステップを含み、解析ステップに、解析点ごとに、当該解析点と対応するパラメータに基づいて金属腐食の程度を解析するステップを含み、表示制御ステップに、解析ステップで得られた各解析点における解析結果から、範囲内における金属腐食の分布を示す分布データを生成して画面表示するステップを含むようにしてもよい。
【００１５】
また、学習ステップに、パラメータごとに、当該パラメータの算出に用いた変数値を対応付けて蓄積するステップを含み、データ蓄積ステップに、解析点の周辺に位置する観測点で観測された気象データを予め蓄積するステップを含み、解析制御ステップに、解析点に対応するパラメータを学習ステップから取得する際、データ蓄積ステップに蓄積されている気象データから当該解析点に関する変数値を算出し、当該変数値と対応するパラメータを学習ステップから取得するステップを含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、解析関数で用いるパラメータの計算と、得られたパラメータを用いた推定値の計算を一括して行うことができる。また、解析点についても各地点の緯度・経度を入力する必要がなく、画面表示した地図データ上での選択操作により、任意の地点を解析点として選択することができる。したがって、極めて簡素な作業で、任意の地点における腐食速度などの推定値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態にかかる腐食解析システムの構成を示すブロック図である。
【図２】学習部の構成を示すブロック図である。
【図３】解析部の構成を示すブロック図である。
【図４】腐食解析処理を示すフローチャートである。
【図５】腐食解析処理の設定画面例である。
【図６】１点解析時における解析結果画面例である。
【図７】気象データ表示画面例である。
【図８】解析期間設定画面例である。
【図９】解析設備設定画面例である。
【図１０】解析結果表示用の凡例設定画面例である。
【図１１】海塩粒子量の解析結果出力画面例である。
【図１２】範囲解析時における解析結果画面例である。
【図１３】第２の実施の形態にかかる腐食解析システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる腐食解析システム１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる腐食解析システムの構成を示すブロック図である。
この腐食解析システム１は、全体としてサーバ装置などのコンピュータからなり、入力された各種データに基づいて、任意の地点における金属に対する大気腐食の程度を解析する装置である。
【００１９】
本実施の形態は、金属腐食の程度を解析するための解析関数で用いるパラメータを、観測点で観測して得られた気象データと、実測点で金属腐食の程度を実測して得られた実測データと、これら実測点および観測点の位置データとに基づいて、予め算出して蓄積しておき、画面表示した地図データ上での選択操作に応じて金属腐食の程度を解析する解析点を特定し、当該解析で用いるパラメータを取得し、当該解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および観測点の位置データと、パラメータを用いた解析関数とに基づいて、当該解析点における金属腐食の程度を解析して画面表示するようにしたものである。
【００２０】
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる腐食解析システム１の構成について説明する。
腐食解析システム１には、主な機能部として、データ入力部１１、データ蓄積部１２、学習部２０、解析部３０、操作入力部１３、解析制御部１４、表示制御部１５、および画面表示部１６が設けられている。
【００２１】
データ入力部１１は、外部装置（図示せず）との間でデータ通信を行うデータ通信装置や、オペレータのデータ入力操作を検出するキーボートなどの操作入力装置を用いて、金属腐食の解析処理に用いる各種処理データを入力し、データ蓄積部１２へ保存する機能を有している。主な処理データとしては、金属腐食の程度を解析する解析点を選択するための地図データと、腐食解析を行う解析点の周辺に位置する複数の観測点における風向、風速、気温、降水量、および結露日数からなる気象データと、解析点および観測点の位置関係を示す位置データとがある。結露日数は、水蒸気圧と気温とから算出される。
【００２２】
データ蓄積部１２は、ハードディスクな半導体メモリなどの記憶装置からなり、データ入力部１１で入力された各種処理データのほか、各機能部での処理動作に用いる各種データやプログラムを記憶する機能を有している。
操作入力部１３は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して出力する機能を有している。
【００２３】
学習部２０は、金属腐食の程度を解析するための解析関数で用いるパラメータを、観測点で観測して得られた気象データと、実測点で金属腐食の程度を実測して得られた実測データと、これら実測点および観測点の位置データとに基づいて、予め算出して蓄積する機能を有している。
【００２４】
解析部３０は、解析制御部１４で特定された解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および観測点の位置データと、パラメータを用いた解析関数とに基づいて、当該解析点における金属腐食の程度を解析する機能を有している。
【００２５】
解析制御部１４は、データ蓄積部１２から地図データを読み出して、表示制御部１５を介して画面表示部１６で画面表示し、画面表示した地図データ上での選択操作に応じて解析点を特定する機能と、当該解析で用いるパラメータを学習部２０から取得する機能とを有している。この際、解析制御部は、解析点に対応するパラメータを学習部から取得する機能として、データ蓄積部１２に蓄積されている気象データから当該解析点に関する、後述の変数値を算出し、当該変数値と対応するパラメータを学習部２０から取得する機能を有している。
【００２６】
表示制御部１５は、解析制御部１４からの指示に応じて、操作メニューや解析部３０で得られた解析結果などの各種情報に基づいて、操作メニューや解析部３０で得られた解析結果などを表示するための画面データを生成し、画面表示部１６で表示する機能を有している。
画面表示部１６は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、表示制御部１５で生成された画面データを画面表示する機能を有している。
【００２７】
［学習部］
次に、図２を参照して、学習部２０の構成について説明する。図２は、学習部の構成を示すブロック図である。
学習部２０には、主な機能部として、データ入力部２１、データ蓄積部２２、統計処理部２３、解析関数学習部２４、パラメータ蓄積部２５、およびパラメータ出力部２６が設けられている。
【００２８】
データ入力部２１は、外部装置（図示せず）との間でデータ通信を行うデータ通信装置や、オペレータのデータ入力操作を検出するキーボートなどの操作入力装置を用いて、解析関数のパラメータ算出処理に用いる各種処理データを入力し、データ蓄積部２２へ保存する機能を有している。主な処理データとしては、腐食解析を行う解析点の周辺に位置する複数の観測点における風向、風速、気温、降水量、および結露日数からなる気象データと、当該解析点の周辺に位置する実測点で実測した実測海塩粒子量および実測腐食速度と、解析点および観測点の位置関係を示す位置データとがある。結露日数は、水蒸気圧と気温とから算出される。
【００２９】
データ蓄積部２２は、ハードディスクな半導体メモリなどの記憶装置からなり、データ入力部２１で入力された各種処理データのほか、各機能部での処理動作に用いる各種データやプログラムを記憶する機能を有している。
【００３０】
統計処理部２３は、データ入力部２１で入力された処理データについて、平均値や標準偏差などの統計データの算出や、欠落データの補間などの統計処理を行う機能を有している。
【００３１】
解析関数学習部２４は、金属腐食の程度を解析するための解析関数で用いるパラメータを、観測点で観測して得られた気象データと、実測点で金属腐食の程度を実測して得られた実測データと、これら実測点および観測点の位置データとに基づいて、例えばロバスト関数を用いた非線形最小二乗法により、予め算出する機能と、得られたパラメータをパラメータ蓄積部２５へ蓄積する機能とを有している。この際、解析関数学習部２４は、観測点で観測して得られた気象データおよび観測点と実測点の位置関係を示す位置データから、解析関数の変数となる変数値を算出する機能と、得られたパラメータを蓄積する際、当該パラメータの算出に用いた変数値と対応付けてパラメータを蓄積する機能とを有している。
【００３２】
パラメータ蓄積部２５は、ハードディスクな半導体メモリなどの記憶装置からなり、解析関数学習部２４で得られたパラメータを、当該パラメータの算出に用いた変数値と対応付けて記憶する機能を有している。
パラメータ出力部２６は、解析制御部１４から指定された変数値と対応するパラメータをパラメータ蓄積部２５から選択する機能と、選択したパラメータを解析制御部１４へ出力する機能とを有している。
【００３３】
［解析部］
次に、図３を参照して、解析部３０の構成について説明する。図３は、解析部の構成を示すブロック図である。
解析部３０には、主な機能部として、データ入力部３１、データ蓄積部３２、解析関数部３３、解析結果蓄積部３４、および解析結果出力部３５が設けられている。
【００３４】
データ入力部３１は、外部装置（図示せず）との間でデータ通信を行うデータ通信装置や、オペレータのデータ入力操作を検出するキーボートなどの操作入力装置を用いて、金属腐食の解析処理に用いる各種処理データを入力し、データ蓄積部３２へ保存する機能を有している。主な処理データとしては、腐食解析を行う解析点の周辺に位置する複数の観測点における風向、風速、気温、降水量、および結露日数からなる気象データと、解析点および観測点の位置関係を示す位置データとがある。結露日数は、水蒸気圧と気温とから算出される。
【００３５】
データ蓄積部３２は、ハードディスクな半導体メモリなどの記憶装置からなり、データ入力部３１で入力された各種処理データのほか、各機能部での処理動作に用いる各種データやプログラムを記憶する機能を有している。
【００３６】
解析関数部３３は、データ蓄積部３２から取得した、解析制御部１４で特定された解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および観測点の位置データと、パラメータを用いた解析関数とに基づいて、当該解析点における金属腐食の程度を解析する機能と、得られた解析結果を解析結果蓄積部３４へ蓄積する機能とを有している。この際、解析関数部３３は、金属腐食の程度として、海塩粒子量や腐食速度を解析する機能を有している。
【００３７】
解析結果蓄積部３４は、ハードディスクな半導体メモリなどの記憶装置からなり、解析関数部３３で得られた解析結果を記憶する機能を有している。
解析結果出力部３５は、解析結果蓄積部３４に蓄積された解析結果を解析制御部１４へ出力する機能を有している。
【００３８】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる腐食解析システム１の動作について説明する。図４は、腐食解析処理を示すフローチャートである。
腐食解析システム１は、任意の解析点における金属腐食の程度を解析する際、図４の腐食解析処理を実行する。この際、学習部２０には、解析点での腐食解析に用いるパラメータが予め蓄積されているものとする。
【００３９】
まず、データ入力部１１は、金属腐食の解析処理に用いる各種処理データ、ここでは、金属腐食の程度を解析する解析点を選択するための地図データと、腐食解析を行う解析点の周辺に位置する複数の観測点における風向、風速、気温、降水量、および結露日数からなる気象データと、解析点および観測点の位置関係を示す位置データとを入力し（ステップ１００）、データ蓄積部１２へ保存する（ステップ１０１）。
【００４０】
続いて、解析制御部１４は、操作入力部１３から入力されたオペレータ指示に応じて、データ蓄積部３２から地図データを読み出して、画面表示部１６で画面表示し、この画面表示した地図データ上でのマウスによる選択操作に応じて解析点を特定する（ステップ１０２）。
【００４１】
次に、解析制御部１４は、当該解析点での解析に用いるパラメータを学習部２０から取得する（ステップ１０３）。この際、解析制御部１４は、データ蓄積部１２から当該解析点の周辺に位置する観測点の観測データと、解析点とこれら観測点との位置関係を示す位置データとを取得し、これら観測データおよび位置データに基づいて、解析関数の変数となる変数値を算出し、この変数値と対応するパラメータをパラメータを学習部２０から取得する。
【００４２】
これら変数値は、解析する腐食種別によって異なる。例えば、海塩粒子量を解析する場合、解析点から海岸までの距離、解析点における風向および風速を変数値として算出する。また、腐食速度を解析する場合、解析点における、記憶、降水量、結露日数、および海塩粒子量を変数値として算出する。この際、海塩粒子量については、観測点で観測したものを用いてもよい。
【００４３】
この後、解析部３０は、解析制御部１４からの解析指示に応じて、解析制御部１４で特定された解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および観測点の位置データと、解析制御部１４で学習部２０から取得したパラメータを用いた解析関数とに基づいて、当該解析点における金属腐食の程度を解析する（ステップ１０４）この際、解析指示で、解析点の位置データおよびパラメータが、解析制御部１４から解析部３０へ通知される。
【００４４】
解析制御部１４は、解析部３０から解析結果を受け取り、表示制御部１５へ表示指示として通知する。
表示制御部１５は、この指示に応じて、解析部３０で得られた解析結果などを表示するための画面データを生成し、画面表示部１６で表示し（ステップ１０５）、一連の腐食解析処理を終了する。
【００４５】
金属腐食の解析を行う際、１つの解析点を指定して解析する場合だけでなく、任意の範囲を指定して解析する方法もある。
この場合、解析制御部１４は、図４のステップ１０２において、地図データ上での範囲選択操作に応じて、当該範囲を分割して設けた複数の区域に解析点をそれぞれ特定する。そして、ステップ１０３において、これら解析点ごとに、当該解析点における金属腐食の解析で用いるパラメータを学習部２０から取得する。
【００４６】
解析部３０は、ステップ１０４において、解析点ごとに、当該解析点と対応するパラメータに基づいて金属腐食の程度を解析する。
表示制御部１５は、ステップ１０５において、解析制御部１４からの指示に応じて、解析部３０で得られた各解析点における解析結果から、範囲内における金属腐食の分布を示す分布データを生成して画面表示部１６で画面表示する。
【００４７】
［海塩粒子量算出例］
次に、数式を用いて、本実施の形態にかかる海塩粒子量の算出例について説明する。
海塩粒子は、海岸から風に乗って内陸部へ飛来するが、その粒子量は、距離、風向、風速に影響される。したがって、任意の地点におけるこれら距離、風向、風速が変数値として得られれば、当該地点における海塩粒子量を推定することができる。本実施の形態では、任意の地点へ複数の方位から海塩粒子が飛来することを考慮し、これら方位ごとに求めた海塩粒子量を合計する。なお、各方位と風向とは異なるため、当該方位と風向とがなす相対角度の余弦で、海岸から当該地点までの距離を補正している。
【００４８】
このようなモデルに基づき、任意の地点ｐｃの任意の時点ｔにおける風向をｗ（ｐｃ，ｔ）とし、当該地点ｐｃにおける風速をｖ（ｐｃ，ｔ）とし、Ｋ個の方位のうち方向ｋにおける当該地点ｐｃから海岸までの距離をｄｋ（ｐｃ）とし、各項の重み係数を示すパラメータをｅ，ｆ，ｇ，ｈとした場合、当該地点における海塩粒子量ｓ（ｐｃ，ｔ）は、次の式（１）からなる解析関数で求められる。
【数１】
0005314087.tif 000002
【００４９】
このうち、風向ｗ（ｐｃ，ｔ）および風速ｖ（ｐｃ，ｔ）は、地点ｐｃの周囲に位置する複数の観測点ｐｓで観測された気象データを、地点ｐｃと観測点ｐｓとの距離に基づいて、加重平均すればよい。解析部３０では、式（１）のような解析関数を用いて、海塩粒子量を算出することができる。なお、海塩粒子量の算出方法については、これに限定されるものではなく、他の算出方法を用いてもよい。
【００５０】
また、式（１）に示した解析関数について、任意の地点における距離、風向、風速からなる変数値と、そのとき実測された海塩粒子量とを当てはめることにより、未知のパラメータｅ，ｆ，ｇ，ｈを特定することができる。具体的には、ロバスト関数を用いた非線形最小二乗法に基づいて、反復誤差がしきい値未満となるまで、各パラメータの値を変化させて海塩粒子量を反復計算すればよい。また、反復計算回数に応じて、ロバスト関数内の係数を段階的に変化させることにより、効率的に最適パラメータを特定できる。学習部２０では、このようにして、パラメータを特定する。
【００５１】
［腐食速度算出例］
次に、数式を用いて、本実施の形態にかかる腐食速度の算出例について説明する。
金属腐食の速度は、大気環境、特に気温、雨量、結露、さらには海塩粒子量に影響される。したがって、任意の地点におけるこれら気温、雨量、結露、海塩粒子量が変数値として得られれば、当該地点における腐食速度を推定することができる。
【００５２】
このようなモデルに基づき、任意の地点ｐｃの任意の期間ｍにおける平均気温をＴａｖ（ｐｃ，ｍ）とし、当該地点ｐｃの当該期間ｍにおける降水量をＰｓｕ（ｐｃ，ｍ）とし、当該地点ｐｃの当該期間ｍにおける結露日数をＣ（ｐｃ，ｍ）とし、当該地点ｐｃの当該期間ｍにおける海塩粒子量をＳａｖ（ｐｃ，ｍ）とし、各項の重み係数を示すパラメータをａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとした場合、当該地点における腐食速度Ｒ（ｐｃ，ｍ）は、次の式（２）からなる解析関数で求められる。
【数２】
0005314087.tif 000003
【００５３】
このうち、平均気温Ｔａｖ（ｐｃ，ｍ）、降水量Ｐｓｕ（ｐｃ，ｍ）、結露日数Ｃ（ｐｃ，ｍ）については、地点ｐｃの周囲に位置する複数の観測点ｐｓで観測された気象データを、地点ｐｃと観測点ｐｓとの距離に基づいて、加重平均すればよい。また、結露日数Ｃ（ｐｃ，ｍ）は、平均水蒸気圧と気温とから算出できる。解析部３０では、式（２）のような解析関数を用いて、腐食速度を算出することができる。なお、腐食速度の算出方法については、これに限定されるものではなく、他の算出方法を用いてもよい。
【００５４】
また、式（２）に示した解析関数について、任意の地点における平均気温、降水量、結露日数からなる変数値と、そのとき実測された腐食速度とを当てはめることにより、未知のパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを特定することができる。具体的には、ロバスト関数を用いた非線形最小二乗法に基づいて、反復誤差がしきい値未満となるまで、各パラメータの値を変化させて腐食速度を反復計算すればよい。また、反復計算回数に応じて、ロバスト関数内の係数を段階的に変化させることにより、効率的に最適パラメータを特定できる。学習部２０では、このようにして、パラメータを特定する。
【００５５】
［画面表示例］
次に、図面を参照して、本実施の形態にかかる腐食解析システム１での画面表示例について説明する。
図５は、腐食解析処理の設定画面例である。ここでは、千葉県銚子付近の腐食状態を解析する場合を例として、千葉県銚子付近の地図データが画面表示されている。解析点を選択するための地図の拡大、縮小、およびスクロールの各操作は、マウス操作により効率よく行うことができる。この画面には、マウス操作で腐食解析処理に関する各種設定を行うための操作シンボルが、画面上側のツールバーに配置されている。
【００５６】
図５のうち、画像ファイル操作ボタン５Ａは、表示中の地図および結果を画像ファイルへ出力するための操作シンボルである。印刷ボタン５Ｂは、表示中の地図を印刷するための操作シンボルである。地図移動ボタン５Ｃは、緯度、経度を指定して素早く地図上を移動させるための操作シンボルである。解析種別選択ボックス５Ｄは、海塩粒子量や腐食速度などの解析種別を選択するための操作シンボルである。解析範囲選択ボックス５Ｅは、解析対象を選択する方法を設定するための操作シンボルである。解析密度選択ボックス５Ｆは、範囲解析を行う場合の解析密度を選択するための操作シンボルである。
【００５７】
距離制限選択ボックス５Ｇは、範囲解析を行う場合の海岸からの距離制限を選択するための操作シンボルである。解析実行ボタン５Ｈは、設定された解析条件で解析処理を開始するための操作シンボルである。気象情報表示ボタン５Ｉは、１点解析を行った際の気象データを表示するための操作シンボルである。地域選択ボックス５Ｊは、解析済みデータの地域を選択するための操作シンボルである。データ読み込みボタン５Ｋは、解析済みデータの読み込みを行うための操作シンボルである。縮尺変更バー５Ｌは、地図の表示縮尺を変更するための操作シンボルである。
【００５８】
図６は、１点解析時における解析結果画面例である。ここでは、ある１つの解析点について腐食を解析した場合が例として示されており、当該解析点から海岸までの距離を１６方位について自動探索したことが、解析点からそれぞれの方位へ放射状に延びる直線で表示されている。この際、解析点と海岸との距離が５０ｋｍを超える場合は直線を表示していない。また、この例では、西方向について表示していない。また、解析点に近い気象観測所についても必要に応じて表示することができる。また、海岸線との距離、緯度、経度をメッセージ６Ａとして表示することができる。
【００５９】
図７は、気象データ表示画面例である。ここでは、指定した任意の地点の周辺に位置する、最も近い３つの気象観測所における気象データが表示されている。この場合、気象データとして、該当月１ヶ月の平均気温、降水量、結露日数、１日の最大風速観測時の風向および１日の平均風速が表示されている。これら気象データを、アイコンにより状態などを可視化することで解析の効率化が図られている。図７では、３つの気象観測所について、それぞれの緯度、経度も表示されている。
【００６０】
図７のうち、気温アイコン７Ａは、該当月１ヶ月の平均気温を示すシンボルである。降水量アイコン７Ｂは、該当月１ヶ月分の降水量を示すシンボルである。結露日数アイコン７Ｃは、該当月１ヶ月分の結露日数を示すシンボルである。風向アイコン７Ｄは、該当月１ヶ月に含まれる各日の最大風速時の風向および当該１日の平均風速を示すシンボルである。
【００６１】
図８は、解析期間設定画面例である。ここでは、解析を行う期間の開始日および終了日のほか、海塩粒子量、腐食速度、腐食量、余寿命ごとに、解析される期間を設定するための操作シンボルがそれぞれ配置されている。これにより、解析に用いる過去の気象データについて、開始日および終了日をデータベースの範囲内で容易に変更できる。
図９は、解析設備設定画面例である。ここでは、解析対象となる設備の地上高、材質、厚みを設定するための操作シンボルがそれぞれ配置されている。これにより、設備の高さの違い（地上高）、亜鉛めっきや鉄といった材質の違い、初期のめっきの厚さについての条件を自在に変更させることができる。
【００６２】
図１０は、解析結果表示用の凡例設定画面例である。ここでは、海塩粒子量、腐食速度、腐食量、余寿命のそれぞれについて、数値範囲とその表示色とを凡例として設定するための操作シンボルがそれぞれ配置されている。これにより、粒子量、腐食速度、腐食量、余寿命に関して、凡例として、数値の範囲ごとに表示色を割り当てることができ、腐食に関する量をさまざまな視点で解析することが可能となる。
【００６３】
図１１は、海塩粒子量の解析結果出力画面例である。ここでは、気象条件および地図を選択し、ある１つの解析点について海塩粒子量の解析を行った例が示されている。解析点の緯度、経度、粒子量、海岸からの距離については、マウスを解析地点におくことでメッセージとして表示させることができる。マウスをずらすと、メッセージは表示されなくなり、元の地図上の地名、道路の状態を見ることができる。
【００６４】
図１２は、範囲解析時における解析結果画面例である。ここでは、海塩粒子量についての解析結果が、予め設定・定義した凡例のもとで表示されており、特に解析密度が５００ｍ単位と２ｋｍ単位の場合が例として示されている。解析密度に応じて、計算時間及び計算コストが左右されることから、利用者の要求に合った適正な計算時間及び計算コストとするために、解析の範囲を設定するための地図の拡大、縮小、スクロールをマウス操作により効率よく行うことができる手段を用いて、解析密度をシステム上、さまざまな範囲で変更・選択することができるようにしている。
【００６５】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、学習部２０において、金属腐食の程度を解析するための解析関数で用いるパラメータを、観測点で観測して得られた気象データと、実測点で金属腐食の程度を実測して得られた実測データと、これら実測点および観測点の位置データとに基づいて、予め算出して蓄積しておき、解析制御部１４で、画面表示した地図データ上での選択操作に応じて金属腐食の程度を解析する解析点を特定し、当該解析で用いるパラメータを学習部から取得し、解析部３０において、当該解析点の周辺に位置する観測点で観測した気象データと、当該解析点および観測点の位置データと、パラメータを用いた解析関数とに基づいて、当該解析点における金属腐食の程度を解析して画面表示するようにしたものである。
【００６６】
これにより、解析関数で用いるパラメータの計算と、得られたパラメータを用いた推定値の計算を一括して行うことができる。また、解析点についても各地点の緯度・経度を入力する必要がなく、画面表示した地図データ上での選択操作により、任意の地点を解析点として選択することができる。したがって、極めて簡素な作業で、任意の地点における腐食速度などの推定値を得ることができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、解析制御部１４で、地図データ上での範囲選択操作に応じて、当該範囲を分割して設けた複数の区域に解析点をそれぞれ特定し、これら解析点ごとに、当該解析点における金属腐食の解析で用いるパラメータを学習部から取得し、解析部３０で、解析点ごとに、当該解析点と対応するパラメータに基づいて金属腐食の程度を解析し、表示制御部は、解析部で得られた各解析点における解析結果から、範囲内における金属腐食の分布を示す分布データを生成して画面表示するようにしてもよい。これにより、任意の範囲における金属腐食の程度の分布状況を容易に把握することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、学習部２０で、パラメータごとに、当該パラメータの算出に用いた変数値を対応付けて蓄積し、データ蓄積部１２で、解析点の周辺に位置する観測点で観測された気象データを予め蓄積し、解析制御部１４で、解析点に対応するパラメータを学習部２０から取得する際、データ蓄積部１２に蓄積されている気象データから当該解析点に関する変数値を算出し、当該変数値と対応するパラメータを学習部から取得するようにしたので、解析点に最適なパラメータを容易に精度良く選択することができる。
【００６９】
［第２の実施の形態］
次に、図１３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる腐食解析システム１について説明する。図１３は、第２の実施の形態にかかる腐食解析システムの構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、腐食解析システム１のうち、学習部２０と解析部３０とが別個の装置として分散配置されている形態について説明する。
【００７０】
本実施の形態において、学習部２０は、全体としてサーバ装置などのコンピュータからなり、インターネットやＬＡＮなどからなる通信網５０を介して、腐食解析制御装置１０と接続されている。学習部２０は、前述した図２と同等の構成を有している。
また、解析部３０は、全体としてサーバ装置などのコンピュータからなり、通信網５０を介して、腐食解析制御装置１０と接続されている。解析部３０は、前述した図３と同等の構成を有している。
【００７１】
腐食解析制御装置１０は、全体としてサーバ装置などのコンピュータからなり、前述した図１の構成から、学習部２０および解析部３０を除く他の構成を有している。
腐食制御部１４は、通信網５０を介して学習部２０とデータ通信を行うことにより、解析点に関するパラメータを学習部２０から取得し、通信網５０を介して解析部３０とデータ通信を行うことにより、解析結果を解析部３０から取得する。
【００７２】
［第２の実施の形態の効果］
このように、学習部２０および解析部３０を別個の装置として通信網５０上に分散配置するようにしたので、複数の腐食解析制御装置１０から学習部２０および解析部３０にアクセスすることができ、汎用性のある極めて利便性の高い腐食解析システム１を構築することができる。
【００７３】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１…腐食解析システム、１０…腐食解析制御装置、１１…データ入力部、１２…データ蓄積部、１３…操作入力部、１４…解析制御部、１５…表示制御部、１６…画面表示部、２０…学習部、２１…データ入力部、２２…データ蓄積部、２３…統計処理部、２４…解析関数学習部、２５…パラメータ蓄積部、２６…パラメータ出力部、３０…解析部、３１…データ入力部、３２…データ蓄積部、３３…解析関数部、３４…解析結果蓄積部、３５…解析結果出力部、５０…通信網。
【図１】
0005314087.tif 000004
【図２】
0005314087.tif 000005
【図３】
0005314087.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005314087.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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