(57)【要約】【課題】  安価で電力消費量の少ない低精度発振器を搭載する複数の計測端末を用いて、外部からの通信が困難な場所であっても、高精度な計測時間の補正を行う。【解決手段】  複数の計測端末とこの計測端末による計測データを取得可能な管理サーバを備える計測時間補正システム５００は、計測データの同期を取るためのフラグ信号の発生を制御する加振制御部１４０ａ、フラグ信号を計測端末側で取得する信号取得部１００ａ、複数の計測端末から受信する複数回のフラグ信号の取得時間に基づいて、複数の計測端末のうち、ある計測端末に対する他の計測端末の単位時間当たりのずれ量を算出するずれ量算出部１４０ｃ、算出したずれ量を基に、計測データを補正する補正部１４０ｄを備える。【選択図】      図２７
2016080621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の計測端末とこの計測端末による計測データを取得可能な管理サーバを備える計測時間補正システムであって、
前記計測データの同期を取るためのフラグ信号の発生を制御する加振制御部と、
前記フラグ信号を前記計測端末側で取得する信号取得部と、
前記複数の計測端末から受信する複数回の前記フラグ信号の取得時間に基づいて、前記複数の計測端末のうち、ある計測端末に対する他の計測端末の単位時間当たりのずれ量を算出するずれ量算出部と、
算出したずれ量を基に、前記計測データを補正する補正部、
とを備える計測時間補正システム。
【請求項２】
前記補正部は、
前記算出したずれ量に基づいて、前記計測端末のクロック周波数の補正値を算出するクロック周波数補正部と、
補正したクロック周波数を前記計測端末のクロック周波数として設定するクロック周波数設定部、
とを備える請求項１に記載の計測時間補正システム。
【請求項３】
所定時間の経過を判定し、前記所定時間が経過したと判定された場合、前記クロック周波数補正部および前記クロック周波数設定部による動作を実行させるタイマ判定部、
とを備える請求項２に記載の計測時間補正システム。
【請求項４】
前記フラグ信号として配管振動を利用する、
請求項１又は３に記載の計測時間補正システム。
【請求項５】
前記複数の計測端末の内、計測時間を同期したい計測端末群を複数グループに分け、各グループに属する、ある計測端末を基準にその他の計測端末の前記ずれ量を算出し、前記ずれ量を用いて前記計測データを補正する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の計測時間補正システム。
【請求項６】
前記フラグ信号が伝搬する範囲に設けられている計測端末群は複数グループに分けられ、各グループ内にある少なくとも１台の計測端末は、少なくとも１つ以上のグループに属し、
第１のグループに属する前記１の計測端末から送信されるフラグ信号に基づいて、前記第１のグループ内のその他の計測端末の計測時間を補正し、
前記第１のグループにおける補正完了後、前記１の計測端末以外の第１および２のグループに属する計測端末から送信されるフラグ信号に基づいて、前記第２のグループ内のその他の計測端末の計測時間を補正する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の計測時間補正システム。
【請求項７】
複数の計測端末とこの計測端末による計測データを取得可能な管理サーバを備える計測時間補正システムにおいて、
前記計測データの同期を取るためのフラグ信号の発生を制御し、
前記フラグ信号を前記計測端末側で取得し、
前記複数の計測端末から受信する複数回の前記フラグ信号の取得時間に基づいて、前記複数の計測端末のうち、ある計測端末に対する他の計測端末の単位時間当たりのずれ量を算出し、
算出したずれ量を基に、前記計測データを補正する、
計測時間補正方法。
【請求項８】
前記補正することは、
前記算出したずれ量に基づいて、前記計測端末のクロック周波数の補正値を算出し、
補正したクロック周波数を前記計測端末のクロック周波数として再設定する
ことである請求項７に記載の計測時間補正方法。
【請求項９】
前記複数の計測端末の内、計測時間を同期したい計測端末群を複数グループに分け、
各グループに属する、ある計測端末を基準にその他の計測端末の前記ずれ量を算出し、
前記ずれ量に基づいて前記計測データを補正する、
請求項７に記載の計測時間補正方法。
【請求項１０】
前記フラグ信号が伝搬する範囲に設けられている計測端末群を複数グループに分け、各グループ内にある少なくとも１台の計測端末は、少なくとも１つ以上のグループに属し、
第１のグループに属する前記１の計測端末から送信されるフラグ信号に基づいて、前記第１のグループ内のその他の計測端末の計測時間を補正し、
前記第１のグループにおける補正完了後、前記１の計測端末以外の第１および２のグループに属する計測端末から送信されるフラグ信号に基づいて、前記第２のグループ内のその他の計測端末の計測時間を補正する、
請求項７に記載の計測時間補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロック精度が低い発振器を搭載する計測端末を備える計測時間補正システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道配管や橋梁等の構造物の、異常および劣化状態を診断するセンサネットワークがある。このセンサネットワークは、センシング機能を搭載する複数の計測端末を備え、これらの計測端末を用いて構造物に関る広範囲の領域をモニタリングする。センサネットワークは、異常および劣化の診断に、複数の計測端末から取得される計測データの相関関係を利用する。そのため、複数の計測端末間で計測データを取得する際には、それら計測端末間における時間同期あるいは計測データ間における時間同期が必要となる。一方、コスト面や充電の手間を考慮すると、センサネットワークに使用する計測端末は、安価で低電力消費型の端末が好ましい。
【０００３】
特許文献１には、標準時刻を送信する標準電波を定期的に受信することで、発振器の精度に起因し時間の経過と共にずれていく時刻を補正する標準電波受信時刻装置等が開示されている。また、特許文献１には、標準電波を短期的に受信できなかった際に、過去の補正値を参照し時刻偏差を抑制する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９-２９６４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、定期的な標準電波の受信を基に時刻を補正するので、正常に電波を受信できる環境でないと、高精度に時刻同期を維持することができない。例えば、水道配管の異常振動を検知するセンサネットワークは、計測端末はマンホール内に設置され、マンホールを塞ぐ蓋（金属製）に妨害され、標準電波等の外部からの電波は遮断される。このように外部からの通信が困難な環境においては、特許文献１に記載の技術を用いた時刻同期は不可能である。また、高精度に時刻同期を維持するには高価な発振器を備える計測端末を使用する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するべくなされた。本発明の目的は、外部からの通信が困難な場所であっても、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を搭載する複数の計測端末を用いて、高精度な計測時間の補正を行う計測時間補正システム等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、複数の計測端末とこの計測端末による計測データを取得可能な管理サーバを備える計測時間補正システムであって、計測データの同期を取るためのフラグ信号の発生を制御する加振制御部と、フラグ信号を計測端末側で取得する信号取得部と、複数の計測端末から受信する複数回のフラグ信号の取得時間に基づいて、複数の計測端末のうち、ある計測端末に対する他の計測端末の単位時間当たりのずれ量を算出するずれ量算出部と、算出したずれ量を基に、計測データを補正する補正部とを備える計測時間補正システムである。
【０００８】
本発明の第２の観点は、複数の計測端末とこの計測端末による計測データを取得可能な管理サーバを備える計測時間補正システムにおいて、計測データの同期を取るためのフラグ信号の発生を制御し、フラグ信号を計測端末側で取得し、複数の計測端末から受信する複数回のフラグ信号の取得時間に基づいて、複数の計測端末のうち、ある計測端末に対する他の計測端末の単位時間当たりのずれ量を算出し、算出したずれ量を基に、計測データを補正する、計測時間補正方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外部からの通信が困難な場所であっても、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を搭載する複数の計測端末を用いて、高精度な計測時間の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る計測時間補正システムの構成を示す図である。
【図２】第一の実施形態に係る管理サーバの内部構成を示す図である。
【図３】第一の実施形態に係る計測端末の内部構成を示す図である。
【図４】複数の計測端末で取得した計測データの時間ずれを示す概念図である。
【図５】第一の実施形態に係る計測時間補正システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】計測端末のフラグ信号の計測結果グラフの一例を示す図である。
【図７】計測データの単位時間当たりのずれ量グラフを示す一例である。
【図８】補正後の計測端末のフラグ信号の計測結果グラフの一例を示す図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に係る計測時間補正システムの構成を示す図である。
【図１０】第二の実施形態に係る管理サーバの内部構成を示す図である。
【図１１】第二の実施形態に係る計測端末の内部構成を示す図である。
【図１２】第二の実施形態に係る計測時間補正システムの動作を示すフローチャートである。
【図１３】第二の実施形態の変更例に係る計測端末の内部構成を示す図である。
【図１４】第二の実施形態の変更例に係る計測時間補正システムの動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第三の実施形態に係る計測時間補正システムの構成を示す図である。
【図１６】第三の実施形態に係る管理サーバの内部構成を示す図である。
【図１７】第三の実施形態に係る計測端末の内部構成を示す図である。
【図１８】第三の実施形態に係る計測時間補正システムの動作を示すフローチャートである。
【図１９】第三の実施形態に係る計測端末の配置例を示す図である。
【図２０】第三の実施形態に係る計測端末の配置例を示す図である。
【図２１】本発明の第四の実施形態に係る計測時間補正システムの構成を示す図である。
【図２２】第四の実施形態に係る管理サーバの内部構成を示す図である。
【図２３】第四の実施形態に係る計測端末の内部構成を示す図である。
【図２４】第四の実施形態に係る計測時間補正システムの動作を示すフローチャートである。
【図２５】第四の実施形態の変更例に係る計測端末の内部構成を示す図である。
【図２６】第四の実施形態の変更例に係る計測時間補正システムの動作を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の第五の実施形態に係る計測時間補正システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は本発明の実施形態における構成を模式的に表している。更に以下に記載される本発明の実施形態は一例であり、その本質を同一とする範囲において適宜変更可能である。
＜第一の実施形態＞
（計測時間補正システム）
第一の実施形態に係る計測時間補正システム１００は、地下空間に埋設されている水道管やガス間等の配管１６の異常および劣化状態を診断する。計測時間補正システム１００は、マンホール内等に配置される配管１６との接触が容易で、且つ、外部との電波通信が困難な場所に設置されることを前提とする。しかし、計測時間補正システム１００は、配管１６との接触が容易であれば、外部との電波通信が容易な場所に設置されても同様の効果を得ることはできる。
【００１２】
計測時間補正システム１００は、図１に示すように、計測端末１０、１１、管理サーバ１４および信号発生部１５を備える。管理サーバ１４は信号発生部１５と有線通信、無線通信またはこれらが適宜組み合わされた通信回線を介して接続され、信号発生部１５の制御が可能となっている。管理サーバ１４は、信号発生部１５を介し、配管１６に衝撃を与えることにより、配管１６に振動を発生させる。
【００１３】
計測端末１０および計測端末１１は、異なる位置において、配管１６の振動を計測する。本実施形態では計測端末１０を計測の基準端末とする。図１に示すように、複数の計測端末の内、基準の計測端末１０は図面中二重線で示される。計測端末１０は、計測対象となる計測端末１１よりも信号発生部１５に近い場所に配置されている。計測端末１０および計測端末１１の各々は、信号発生部１５からフラグ信号（トリガ信号）となる振動を数回取得する。その後、計測を開始して、振動データを複数回計測し、計測された振動データ（以下、「計測データ」と記載）を取得する。計測端末１０および計測端末１１は、フラグ信号の取得時間および計測データを、管理サーバ１４に送信する。
【００１４】
管理サーバ１４はフラグ信号の取得時間を用いて計測端末１０および計測端末１１の間の取得時間誤差を算出し、算出された誤差を基に、計測端末１１の計測データを補正する。その後、管理サーバ１４は、補正された計測データを用いて、配管１６の異常および劣化状態を診断する。
（管理サーバ）
管理サーバ１４は、加振制御部１４ａ、データ受信部１４ｂ、ずれ量算出部１４ｃ、補正部１４ｄおよびサーバ記憶部１４ｅを備える。
【００１５】
加振制御部１４ａは、信号発生部１５の振動発生の制御を行う。信号発生部１５による振動の発生は、所定間隔毎に行うようにする。本実施形態において係る振動には、フラグ信号用と計測データ用とが有る。
【００１６】
データ受信部１４ｂは、計測端末１０、１１から、フラグ信号取得時間および振動を計測した計測データを受信する。
【００１７】
ずれ量算出部１４ｃは、計測端末１０および計測端末１１の信号受信の際に発生する単位時間当たりのずれ量を算出する。ずれ量算出部１４ｃは、複数回取得したフラグ信号について、基準とする計測端末１０のフラグ信号取得時間と計測対象となる計測端末１１のフラグ信号取得時間を比較し、取得時間の差分を算出する。本実施形態では計測対象となる計測端末は計測端末１１のみであるが、計測する計測端末が複数ある場合、全ての計測（比較）する計測端末と、基準とする計測端末１０とのフラグ信号取得時間の差分を算出する。全ての差分の算出結果から傾きを算出し、これを単位時間当たりのずれ量とする。尚、傾きの算出は最小二乗法など一般的な回帰式を用いて導出することができる。
【００１８】
補正部１４ｄは、ずれ量算出部１４ｃで算出したずれ量に基づき、計測端末１１で取得した計測データの計測時間を補正する。
【００１９】
サーバ記憶部１４ｅは、計測端末１０、１１から受信する、フラグ信号取得時間および計測データを格納する。
【００２０】
信号発生部１５は、配管１６に衝撃を与えるインパクタである。この衝撃を用いて配管１６に振動を発生させる。衝撃としては、特徴的な振動波形が生じる振動を利用する。例えば、インパクタ（ハンマ）加振や、車両通過振動等を使用する。
（計測端末）
計測端末１０、１１は、信号発生部１５からの加振により発生する配管１６の振動を計測する端末である。計測端末１０、１１は、配管１６の振動を計測可能に配置された振動センサ１２、１３を備える。振動センサ１２、１３は、配管１６に接触又は略接触した状態で設置されており、配管１６の振動を示すデータを、有線通信、無線通信またはこれらが適宜組み合わされた通信回線を介して接続された計測端末１０、１１に送信する。図１においては、説明の簡略に２台の計測端末を使用しているが、広範囲における計測では、より多くの計測端末を使用してよい。
【００２１】
計測端末１０、１１は、図３に示すように、信号取得部１０ａ、データ送信部１０ｂ、端末記憶部１０ｃおよびデータ計測部１０ｄを備える。
【００２２】
信号取得部１０ａは、振動センサ１２、１３が出力するセンサ信号を取得する。本実施形態において係るセンサ信号には、フラグ信号用と計測データ用とが有る。
【００２３】
データ送信部１０ｂは、フラグ信号用のセンサ信号を取得した時間（フラグ信号取得時間）、および計測データ用のセンサ信号から成る計測データを、管理サーバ１４に対して送信する。
【００２４】
端末記憶部１１ｃは、フラグ信号取得時間および計測データを格納する。
データ計測部１０ｄは、受信するセンサ信号を基に、計測データを作成する。
【００２５】
サーバ記憶装部１４ｅおよび端末記憶部１０ｃは、所定データを予め格納する不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）および一時記憶領域である不図示のＲＡＭ(Random Access Memory)を備える。上述した各構成要素は、ハードウェア回路で実現されてもよいし、プログラムで実現されてもよい。プログラムで実現される場合、その構成要素は、機能ブロック単位のプログラムを表している。これらは実際には、ＣＰＵ、ＲＯＭまたはＲＡＭ等に適宜格納されている。ＣＰＵがこれらのプログラムを適宜演算処理することでこれらの機能は実行される。
（計測データの時間ずれ）
図４は、複数の計測端末１０、１１で取得した計測データの時間ずれを示す概念図である。上段が計測基準となる計測端末１０のグラフを示す。下段が計測対象となる計測端末１１を示す。図４の横軸は時間、縦軸は信号レベルを示す。上段グラフ上のｔ１（１）とｔ１（２）とは、計測端末１０におけるフラグ信号取得時間を示す、下段グラフ上のｔ２（１）、ｔ２（２）、ｔ２（３）は、計測端末１１におけるフラグ信号取得時間を示す。計測端末１０、１１間の初期時間ずれをΔｔとする。上段グラフにおいて、計測端末１０と計測端末１１の間で、本来発生すべきフラグ信号の到達時間差をτと示す。しかし実際は、計測端末１０と計測端末１１とに搭載される発振器の個体差により、計測端末１１に到達した１回目のフラグ信号の時間差はｔ２（１）−ｔ１（１）＝τとならず、発振周波数差に起因するずれ量α１が発生する。尚、このずれ量は一定量と仮定する。図４の例では、計測端末１１の発振周波数が計測端末１０の発振周波数よりも早い場合を想定する。この場合、ずれ量は、計測端末１１に実際に到達したフラグ信号ｔ２が１回目α１（ｔ２（１））、２回目α２（ｔ２（２））、３回目α３（ｔ２（３））と、計測回数が増えるに従い、本来の時間差τと比してずれ量が増大（α１＜α２＜α３）していく。複数の計測対象となる計測端末１１が存在する場合、各計測端末でのｉ番目の加振波形到達時間の関係は、
ｔ２（i）＝（ｔ１（i）＋τ−Δｔ）×（１−α）…（式１）
上記の式１のようになり、この式を用いて、
ｔ１（i）−ｔ１（i）
＝ｔ１（i）―（ｔ１（i）＋τ−Δｔ）×（１−α）
＝αｔ１（i）―（τ−Δｔ）×（１−α）…（式２）
上記の式２が得られる。即ち、ｔ１（i）とｔ１（i）−ｔ２（i）をプロットすると傾きからα、即ち、ずれ量を得ることができる。計測時間補正システム１００における時間補正では、このずれ量を用いて計測時刻の補正を行う。
（計測時間補正システムの動作）
次に、計測時間補正システム１００について図５のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートは、管理サーバ１４、計測端末１０、１１が動作する際のシーケンス図でもある（後述する図１２、１４、１８、２４、２６のフローチャートについても同様）。
【００２６】
まずステップＳ１０１において、計測端末１０、１１は、計測開始の前に、フラグ信号の取得開始の準備を行う。これは管理サーバ１４からの指示をトリガとして行ってもよい。
【００２７】
ステップＳ１０２において、図２に示す管理サーバ１４の加振制御部１４ａは、信号発生部１５に、２回以上の振動（フラグ信号）を発生させる。
【００２８】
ステップＳ１０３において、図３に示す計測端末１０、１１の信号取得部１０ａは、フラグ信号の取得時間を取得し、端末記憶部１０ｃに記録する。
【００２９】
ステップＳ１０４において、図２に示す管理サーバ１４の加振制御部１４ａは、信号発生部１５に、通常の計測用データとなる振動を発生させる。計測端末１０、１１のデータ計測部１０ｄは、振動を計測する。ステップＳ１０５において、計測端末１０、１１のデータ計測部１０は、計測終了条件を満たすか判断し、満たさない場合はステップＳ１０４へ戻り、計測終了条件を満たすまでデータ計測を継続する。尚、計測終了条件とは、振動を規定回数受信したか否か等の条件であり、予め管理サーバ１４との間で定められている。ステップＳ１０５において、計測終了条件が満たされると、計測を終了する。計測データは端末記憶部１０ｃに記録される。
【００３０】
ステップＳ１０６において、計測端末１０、１１のデータ送信部１０ｂは、端末記憶部１０ｃに格納されるフラグ取得時間および計測データを、管理サーバ１４に送信する。
【００３１】
ステップＳ１０７において、管理サーバ１４のデータ受信部１４ｂは、計測端末１０、１１から送信されるフラグ取得時間および計測データを受信する。管理サーバ１４のずれ量算出部１４ｃは、受信したフラグ取得時間から、基準とする計測端末１０に対する計測対象の計測端末１１の、単位時間当たりのずれ量を算出する。
【００３２】
ステップＳ１０８において、管理サーバ１４の補正部１４ｄは、ずれ量算出部１４ｃが算出したずれ量に基づき、計測データの計測時間を補正する。これにより、高精度な計測データを取得することができる。
（実施例）
図１に示す計測時間補正システム１００におけるずれ量を用いた時間補正の実施例を説明する。本実施例の実施条件としては、振動センサ１２と振動センサ１３の間の距離は１０ｍとした。フラグ信号としてインパルス信号を使用し、加振振幅は１Ｎ（ニュートン）とした。サンプリング周波数は１０ｋＨｚとし、アナログデジタル変換器の分解能は１２ｂｉｔとした。又、収録時間は２０秒間とした。
【００３３】
上記の条件で、単純な時間補正を行った。この結果、図６に示すのは、ずれ量を用いた補正を行わなかった計測端末１０、１１から取得した計測データである。グラフの横軸は計測データに記録された時間（秒）、縦軸の信号レベルは、センサ出力信号のデジタル値を示す。センサ出力信号はアナログデジタル変換器が１２ｂｉｔ（２＾１２=４０９６）の信号分解能を有しているので、取り得る範囲は０〜４０９５(整数)となる。
【００３４】
グラフ中の、急峻なスパイク状の波形がフラグ信号となる。このグラフを参照すると、計測端末１０、１１間の、同じ回数目のフラグ信号が一致していないことが分かる。
【００３５】
次に、上記の条件で、ずれ量を用いた時間補正を行った。即ち、上述した式２を用いてずれ量を算出し、これらの算出データをプロットした。この結果、図７に示すグラフを得た。図７のグラフの横軸は計測端末１０のフラグ信号取得時間を、縦軸は計測対象（計測端末１１）と基準端末（計測端末１０）との間のフラグ信号取得時間差を示す。図７において、丸印のプロットは６回分のフラグ信号で、直線は丸印の回帰直線である。回帰直線の傾きが単位時間当たりのずれ量となる。
【００３６】
算出されたずれ量を用いて、計測データを補正した後のデータ図８に示す。図６のグラフと比して、図８のグラフでは、計測端末１０、１１で取得した計測データのフラグ信号が一致していることが分かる。即ち、算出されたずれ量を使用して計測データの補正を行うことで、計測データは高精度に補正された。
【００３７】
上述のように、第一の実施形態によれば、計測データ取得した後に、当該計測データを、管理サーバ１４が発するフラグ信号を基に算出されるずれ量を基に補正する。これにより、外部からの通信が困難な場所であっても、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を搭載する複数の計測端末を用いて、高精度な計測時間の補正を行うことができる。
＜第二の実施形態＞
（計測時間補正システム）
第二の実施形態に係る計測時間補正システム２００は、図９に示すように、計測端末１０Ａ、１１Ａ、管理サーバ１４Ａおよび信号発生部１５を備える。管理サーバ１４Ａは信号発生部１５と有線通信、無線通信またはこれらが適宜組み合わされた通信回線を介して接続され、信号発生部１５の制御が可能となっている。計測端末１０Ａ、１１Ａと管理サーバ１４Ａとは、有線通信、無線通信またはこれらが適宜組み合わされた通信回線を介して接続される。
【００３８】
管理サーバ１４Ａは、図１０に示すように、加振制御部１４ａ、データ受信部１４ｂ、ずれ量算出部１４ｃ、サーバ記憶部１４ｅおよび補正部１４ｆを備える。補正部１４ｆは、クロック周波数補正部１４ｇおよびクロック周波数設定部１４ｈを備える。
【００３９】
クロック周波数補正部１４ｇは、ずれ量算出部１４ｃで算出したずれ量に基づき、計測端末１０Ａ、１１Ａに搭載する発振器のクロック周波数の補正値を算出する。
【００４０】
クロック周波数設定部１４ｈは、クロック周波数補正部１４ｇが補正したクロック周波数を、計測端末１０Ａ、１１Ａに設定するよう通知する。
【００４１】
計測端末１０Ａ、１１Ａは、図１１に示すように、信号取得部１０ａ、データ送信部１０ｂ、端末記憶部１０ｃ、データ計測部１０ｄおよびクロック周波数制御部１０ｅを備える。
【００４２】
クロック周波数制御部１０ｅは、計測端末１０Ａ、１１Ａのクロック周波数を制御する。また、クロック周波数制御部１０ｅは、管理サーバ１４Ａからクロック周波数の設定値を受信すると、当該設定値に自端末のクロック周波数を設定する。
【００４３】
その他の構成要素に関しては第一の実施形態の記載と同様であるため、説明を省略する。
（計測時間補正システムの動作）
次に、計測時間補正システム２００について図１２のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
まずステップＳ２０１において、計測端末１０Ａ、１１Ａは、計測開始の前に、フラグ信号の取得開始の準備を行う。これは管理サーバ１４Ａからの指示をトリガとして行ってもよい。
【００４５】
ステップＳ２０２において、図２に示す管理サーバ１４Ａの加振制御部１４ａは、信号発生部１５に、２回以上の振動（フラグ信号）を発生させる。
【００４６】
ステップＳ２０３において、図３に示す計測端末１０Ａ、１１Ａの信号取得部１０ａは、フラグ信号の取得時間を取得し、端末記憶部１０ｃに記録する。
【００４７】
ステップＳ２０４において、計測端末１０Ａ、１１Ａのデータ送信部１０ｂは、端末記憶部１０ｃに格納される複数のフラグ信号取得時間を管理サーバ１４Ａに送信する。
【００４８】
ステップＳ２０５において、管理サーバ１４Ａのデータ受信部１４ｂ（図１０参照）は、フラグ信号取得時間を取得する。補正部１４ｆのクロック周波数補正部１４ｇは、取得するフラグ信号取得時間から、基準とする計測端末１０Ａに対する計測端末１１Ａのフラグ信号取得時間における、単位時間当たりのずれ量を算出する。続いて、クロック周波数補正部１４ｇは、算出したずれ量に基づき、計測端末１１Ａのクロック周波数の補正値を算出する。
【００４９】
ステップＳ２０６において、クロック周波数設定部１４ｈは、算出されたクロック周波数の補正値を、計測端末１１Ａに送信し、当該クロック周波数補正値に、計測端末１１Ａのクロック周波数を更設定するよう促す。
【００５０】
ステップＳ２０７において、計測端末１１Ａのクロック周波数制御部１０ｅ（図１１参照）が、クロック周波数補正値を受信する。クロック周波数制御部１０ｅは、受信するクロック周波数補正値に、自端末のクロック周波数を再設定する。
【００５１】
ステップＳ２０８において、計測端末１０Ａ、１１Ａのデータ計測部１０ｄは、振動データの計測を行い、計測データを端末記憶部１０ｃに格納する。計測が終了すると、ステップＳ２０９において、計測端末１０Ａ、１１Ａのデータ送信部１０ｂは、端末記憶部１０ｃに格納される計測データを、管理サーバ１４Ａに送信する。
【００５２】
ステップＳ２１０において、管理サーバ１４Ａのデータ受信部１４ｂは、計測データを受信する。管理サーバ１４Ａは、受信する計測データを基に、構造物の異常や劣化を判断する。
【００５３】
上述のように、第二の実施形態によれば、管理サーバ１４Ａが発するフラグ信号を用いて最初にクロック周波数を補正して、その後に計測データ取得を実施する。これにより、計測後に多量の計測データを補正する処理が不要となる。また、外部からの通信が困難な場所であっても、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を使用する複数の計測端末間で、高精度な計測時間の補正機能を実現することができる。
＜第二の実施形態の変更例＞
第二の実施形態に係る計測時間補正システム２００の変更例である計測時間補正システム２００ａについて説明する。計測時間補正システム２００ａ（不図示）は、計測端末１０Ｂ、１１Ｂ、管理サーバ１４Ｂおよび信号発生部１５を備える。
【００５４】
計測端末１０Ｂ、１１Ｂは、図１３に示すように、信号取得部１０ａ、データ送信部１０ｂ、端末記憶部１０ｃ、データ計測部１０ｄ、クロック周波数制御部１０ｅおよびタイマ判定部１０ｆを備える。
【００５５】
タイマ判定部１０ｆは、所定周期、例えば１時間毎、１日毎等の経過を判定し、所定周期経過後と判定されると、処理をフラグ信号の取得開始に戻す。これにより、長時間計測処理を行う場合であっても、所定周期毎に計測装置１０Ｂ、１１Ｂのクロック周波数を自動で再設定できるようにする。
【００５６】
その他の構成要素に関しては第一および二の実施形態の記載と同様であるため、説明を省略する。
（計測時間補正システムの動作）
次に、計測時間補正システム２００ａの動作について図１４のフローチャートを参照して説明する。
【００５７】
ステップＳ３０１からステップＳ３０７までの処理は、図１２のステップＳ２０１からステップＳ２０７の処理と同様であるため説明を省略する。
【００５８】
ステップＳ３０８において、計測端末１０Ｂ、１１Ｂのデータ計測部１０ｄは、振動データの計測を行い、計測データを端末記憶部１０ｃに格納する。計測が終了すると、計測端末１０Ｂ、１１Ｂのデータ送信部１０ｂは、端末記憶部１０ｃに格納される計測データを、管理サーバ１４Ｂに送信する。図示しないが、管理サーバ１４Ｂは計測データを受信し、構造物の異常や劣化を判断する。
【００５９】
ステップＳ３０９において、計測端末１０Ｂ、１１Ｂのタイマ判定部１０ｆは、予め設定された所定時間、例えば１時間等が経過したかを判定する。経過していないと判定すると処理はステップＳ３０８へ戻され、計測処理が再度行われる。経過したと判定すると処理はステップＳ３０１へ戻され、クロック周波数補正処理が再度開始される。
【００６０】
上述のように、第二の実施形態の変更例によれば、所定時間毎にクロック周波数を補正し、その後に所定時間の間、計測データ取得を実施する。これにより、長時間の計測であっても計測データの時間補正が可能となる。更に、計測後に多量の計測データを補正する処理が不要となる。これにより、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を使用する複数の計測端末間で、長時間の、高精度な計測時間の補正機能を実現することができる。
＜第三の実施形態＞
（計測時間補正システム）
次に、フラグ信号の発生を計測端末側で行う手法について説明する。
【００６１】
第三の実施形態に係る計測時間補正システム３００は、図１５に示すように、計測端末１０Ｃ、１１Ｃおよび管理サーバ１４Ｃを備える。計測端末１０Ｃ、１１Ｃは打撃アクチュエータ（信号発生部）１７、１８と有線通信、無線通信またはこれらが適宜組み合わされた通信回線を介して接続され、打撃アクチュエータ１７、１８の制御が可能となっている。計測端末１０Ｃ、１１Ｃと管理サーバ１４Ｃとは、有線通信、無線通信またはこれらが適宜組み合わされた通信回線を介して接続される。
【００６２】
管理サーバ１４Ｃは、図１６に示すように、データ受信部１４ｂ、ずれ量算出部１４ｃ、サーバ記憶部１４ｅおよび補正部１４ｆを備える。
【００６３】
計測端末１０Ｃ、１１Ｃは、図１７に示すように、信号取得部１０ａ、データ送信部１０ｂ、端末記憶部１０ｃ、データ計測部１０ｄおよび加振制御部１０ｇを備える。
【００６４】
加振制御部１０ｇは、打撃アクチュエータ１７、１８の振動発生の制御を行う。振動の発生は所定間隔毎に行うようにする。本実施形態において係る振動には、フラグ信号用と計測データ用とが有る。
【００６５】
その他の構成要素に関しては第一および二の実施形態の記載と同様であるため、説明を省略する。
（計測時間補正システムの動作）
次に、計測時間補正システム３００について図５のフローチャートを参照して説明する。
【００６６】
まずステップＳ４０１において、計測端末１０Ｃ、１１Ｃは、計測開始の前に、フラグ信号の取得開始の準備を行う。これは管理サーバ１４Ｃからの指示をトリガとして行ってもよい。
【００６７】
ステップＳ４０２において、基準端末である計測端末１０Ｃの加振制御部１０ｇは、打撃アクチュエータ１７に、２回以上の振動（フラグ信号）を発生させる。尚、フラグ信号は計測端末１０Ｃのみが発生させる。
【００６８】
ステップＳ４０３において、計測端末１０Ｃ、１１Ｃの信号取得部１０ａは、フラグ信号の取得時間を取得し、端末記憶部１０ｃに記録する。
【００６９】
ステップＳ４０４において、計測端末１０Ｃ、１１Ｃの加振制御部１０ｇは、打撃アクチュエータ１７、１８に、通常の計測用データとなる振動を発生させる。計測端末１０Ｃ、１１Ｃのデータ計測部１０ｄは、振動を計測する。
【００７０】
ステップＳ４０５において、計測端末１０Ｃ、１１Ｃのデータ計測部１０ｄは、計測終了条件を満たすか判断する。条件を満たさない場合、処理はステップＳ４０４へ戻され、計測終了条件を満たすまで、データ計測部１０ｄは、データ計測を継続する。尚、計測終了条件とは、振動を規定回数受信したか否か等の条件であり、予め管理サーバ１４Ｃとの間で定められている。ステップＳ４０５において、計測終了条件が満たされると、計測を終了する。計測データは端末記憶部１０ｃに記録される。
【００７１】
ステップＳ４０６において、計測端末１０Ｃ、１１Ｃのデータ送信部１０ｂは、端末記憶部１０ｃに格納されるフラグ取得時間および計測データを、管理サーバ１４Ｃに送信する。
【００７２】
ステップＳ４０７において、管理サーバ１４Ｃのデータ受信部１４ｂは、計測端末１０Ｃ、１１Ｃから送信されるフラグ取得時間および計測データを受信する。管理サーバ１４Ｃのずれ量算出部１４ｃは、受信したフラグ取得時間から、基準とする計測端末１０Ｃに対する計測対象の計測端末１１Ｃの、単位時間当たりのずれ量を算出する。
【００７３】
ステップＳ４０８において、管理サーバ１４Ｃの補正部１４ｄは、ずれ量算出部１４ｃが算出したずれ量に基づき、計測データの計測時間を補正する。これにより、高精度な計測データを取得することができる。
（具体例１）
計測端末１０Ｃ、１１Ｃの配置の具体例１について述べる。計測端末１０Ｃ、１１Ｃは、例えば図１９に示すように、同一の配管１６に配置された計測端末１０Ｃ、１１Ｃを、グループ１、グループ２およびグループ３とグループ化する。各グループ内のいずれか一つの計測端末が、基準の計測端末１０Ｃとなる。各計測端末１０Ｃは、自身の所属するグループに向けて、フラグ信号を発信する。
【００７４】
このように配置する場合、グループ毎に計測端末１０Ｃ、１１Ｃにおける時間同期は独立して行われる。よって、配管１６や配管１６の一部において独立した計測処理が必要な場合に有効な配置例である。
（具体例２）
計測端末１０Ｃ、１１Ｃの配置の具体例２について述べる。計測端末１０Ｃ、１１Ｃは、例えば図２０に示すように、複数の配管１６に配置された全ての計測端末１０Ｃ、１１Ｃが、同期を取ることが可能なように、グループ１、グループ２およびグループ３とグループ化する。この場合、各グループのいずれか一台の計測端末１０Ｃ、１１Ｃが、別のグループにも所属するように配置する。各グループ内は、基準の計測端末１０Ｃを含む。各計測端末１０Ｃは、所定の順序で、自端末の所属するグループに向けて、フラグ信号を発信する。例えば、グループ１の左端に配置された基準の計測端末１０Ｃ１がフラグ信号を発生し、グループ１内の全ての計測端末１０Ｃ、１１Ｃにおける、フラグ信号取得処理を行う。この処理経過後に、グループ１に属し、且つ、グループ２の左端に配置された基準の計測端末１０Ｃ２がフラグ信号を発生し、グループ２内の全ての計測端末１０Ｃ、１１Ｃにおける、フラグ信号取得処理を行う。この処理経過後に、グループ２に属し、且つ、グループ３の右端に配置された基準の計測端末１０Ｃ３がフラグ信号を発生し、グループ３内の全ての計測端末１０Ｃ、１１Ｃにおける、フラグ信号取得処理を行う。
【００７５】
尚、予め、基準となる計測端末１０Ｃ１、１０Ｃ２、１０Ｃ３の加振制御部１０ｇに、前グループの計測端末のフラグ信号取得後に、自端末のグループのフラグ信号を発生するように設定しておく。これは前グループにおけるフラグ信号取得に必要な時間の経過後にタイマを設定しておくことで、自端末のグループのフラグ信号を発生させてもよい。また、前グループの計測端末のフラグ信号取得を確認するデータを受信し、受信後に、自端末のグループのフラグ信号を発生するよう設定してもよい。
【００７６】
このように配置する場合、全グループの計測端末１０Ｃ、１１Ｃにおける時間は同期される。よって、複数の配管１６の全てにおいて同期した計測処理が必要な場合に有効な配置例である。
【００７７】
上述のように、第三の実施形態によれば、計測データ取得した後に、当該計測データを、計測端末１０Ｃが発するフラグ信号を基に算出されるずれ量を基に補正する。これにより、外部からの通信が困難な場所であっても、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を搭載する複数の計測端末を用いて、高精度な計測時間の補正を行うことができる。
＜第四の実施形態＞
（計測時間補正システム）
フラグ信号の発生を計測端末側で行い、クロック周波数を用いて時間補正する手法について説明する。
【００７８】
第四の実施形態に係る計測時間補正システム４００は、図２１に示すように、計測端末１０Ｄ、１１Ｄおよび管理サーバ１４Ｄを備える。計測端末１０Ｄ、１１Ｄは打撃アクチュエータ（信号発生部）１７、１８と有線通信、無線通信またはこれらが適宜組み合わされた通信回線を介して接続され、打撃アクチュエータ１７、１８の制御が可能となっている。計測端末１０Ｄ、１１Ｄと管理サーバ１４Ｄとは、有線通信、無線通信またはこれらが適宜組み合わされた通信回線を介して接続される。
【００７９】
管理サーバ１４Ｄは、図２２に示すように、データ受信部１４ｂ、ずれ量算出部１４ｃ、サーバ記憶部１４ｅおよび補正部１４ｆを備える。補正部ｆはクロック周波数補正部１４ｇおよびクロック周波数設定部１４ｈを備える。
【００８０】
計測端末１０Ｄ、１１Ｄは、図２３に示すように、信号取得部１０Ｄ、データ送信部１０ｂ、端末記憶部１０ｃ、データ計測部１０ｄ、クロック周波数制御部１０ｅおよび加振制御部１０ｇを備える。
【００８１】
加振制御部１０ｇは、打撃アクチュエータ１７、１８の振動発生の制御を行う。振動の発生は所定間隔毎に行うようにする。振動は、フラグ信号用と計測データ用とに発生させる。
【００８２】
その他の構成要素に関しては第一〜第三の実施形態の記載と同様であるため、説明を省略する。
（計測時間補正システムの動作）
次に、計測時間補正システム４００について図２４のフローチャートを参照して説明する。
【００８３】
まずステップＳ５０１において、計測端末１０Ｄ、１１Ｄは、計測開始の前に、フラグ信号の取得開始の準備を行う。これは管理サーバ１４Ｄからの指示をトリガとして行ってもよい。
【００８４】
ステップＳ５０２において、基準端末である計測端末１０Ｄの加振制御部１０ｇ（図２３参照）は、打撃アクチュエータ１７に、２回以上の振動（フラグ信号）を発生させる。尚、フラグ信号は計測端末１０Ｄのみが発生させる。
【００８５】
ステップＳ５０３において、計測端末１０Ｄ、１１Ｄの信号取得部１０Ｄは、フラグ信号の取得時間を取得し、端末記憶部１０ｃに記録する。
【００８６】
ステップＳ５０４において、計測端末１０Ｄ、１１Ｄのデータ送信部１０ｂは、端末記憶部１０ｃに格納される複数のフラグ信号取得時間を管理サーバ１４Ｄに送信する。
【００８７】
ステップＳ５０５において、管理サーバ１４Ｄのデータ受信部１４ｂ（図２２参照）は、フラグ信号取得時間を取得する。補正部１４ｆのクロック周波数補正部１４ｇは、取得するフラグ信号取得時間から、基準とする計測端末１０Ｄに対する計測端末１１Ｄのフラグ信号取得時間における、単位時間当たりのずれ量を算出する。続いて、クロック周波数補正部１４ｇは、算出したずれ量に基づき、計測端末１１Ｄのクロック周波数の補正値を算出する。
【００８８】
ステップＳ５０６において、クロック周波数設定部１４ｈは、算出されたクロック周波数の補正値を、計測端末１１Ｄに送信し、当該クロック周波数補正値に、計測端末１１Ｄのクロック周波数を設定するよう促す。
【００８９】
ステップＳ５０７において、計測端末１１Ｄのクロック周波数制御部１０ｅ（図２３参照）が、クロック周波数補正値を受信する。クロック周波数制御部１０ｅは、受信するクロック周波数補正値に、自装置のクロック周波数を再設定する。
【００９０】
ステップＳ５０８において、計測端末１０Ｄ、１１Ｄのデータ計測部１０ｄは、振動データの計測を行い、計測データを端末記憶部１０ｃに格納する。計測が終了すると、ステップＳ５０９において、計測端末１０Ｄ、１１Ｄのデータ送信部１０ｂは、端末記憶部１０ｃに格納される計測データを、管理サーバ１４Ｄに送信する。
【００９１】
ステップＳ５１０において、管理サーバ１４Ｄのデータ受信部１４ｂは、計測データを受信する。管理サーバ１４Ｄは、受信する計測データを基に、構造物の異常や劣化を判断する。
【００９２】
上述のように、第四の実施形態によれば、計測端末１０Ｄが発するフラグ信号を用いて、最初にクロック周波数を補正して、その後に計測データ取得を実施する。これにより、計測後に多量の計測データを補正する処理が不要となる。また、外部からの通信が困難な場所であっても、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を使用する複数の計測端末間で、高精度な計測時間の補正機能を実現することができる。
＜第四の実施形態の変更例＞
第四の実施形態に係る計測時間補正システム４００の変更例である計測時間補正システム４００ａについて説明する。計測時間補正システム４００ａ（不図示）は、計測端末１０Ｅ、１１Ｅおよび管理サーバ１４Ｅを備える。
【００９３】
計測端末１０Ｅ、１１Ｅは、図２５に示すように、信号取得部１０ａ、データ送信部１０ｂ、端末記憶部１０ｃ、データ計測部１０ｄ、クロック周波数制御部１０ｅ、タイマ判定部１０ｆおよび加振制御部１０ｇを備える。
【００９４】
タイマ判定部１０ｆは、所定周期、例えば１時間毎、１日毎等の経過を判定し、所定周期経過後と判定されると、処理をフラグ信号の取得開始に戻す。これにより、長時間計測処理を行う場合であっても、所定周期毎に計測装置１０Ｅ、１０Ｅのクロック周波数を自動で再設定できるようにする。
【００９５】
その他の構成要素に関しては第一〜第四の実施形態の記載と同様であるため、説明を省略する。
（計測時間補正システムの動作）
次に、計測時間補正システム４００ａの動作について図２６のフローチャートを参照して説明する。
【００９６】
ステップＳ６０１からステップＳ６０７までの処理は、図２４のステップＳ５０１からステップＳ５０７の処理と同様であるため説明を省略する。
【００９７】
ステップＳ６０８において、計測端末１０Ｅ、１１Ｅのデータ計測部１０ｄ（図２５参照）は、振動データの計測を行い、計測データを端末記憶部１０ｃに格納する。計測が終了すると、計測端末１０Ｅ、１１Ｅのデータ送信部１０ｂは、端末記憶部１０ｃに格納される計測データを、管理サーバ１４Ｅに送信する。図示しないが、管理サーバ１４Ｅは計測データを受信し、構造物の異常や劣化を判断する。
【００９８】
ステップＳ６０９において、計測端末１０Ｅ、１１Ｅのタイマ判定部１０ｆは、予め設定された所定時間、例えば１時間等が経過したかを判定する。経過していないと判定すると処理はステップＳ６０８へ戻され、計測処理が再度行われる。経過したと判定すると処理はステップＳ６０１へ戻され、クロック周波数補正処理が再度開始される。
【００９９】
上述のように、第四の実施形態の変更例によれば、所定時間毎にクロック周波数を補正し、その後に所定時間の間、計測データ取得を実施する。これにより、長時間の計測であっても計測データの時間補正が可能となる。更に、計測後に多量の計測データを補正する処理が不要となる。これにより、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を使用する複数の計測端末間で、長時間の、高精度な計測時間の補正機能を実現することができる。
＜第五の実施形態＞
本発明の第五の実施形態に係る計測時間補正システム５００は、複数の計測端末とこの計測端末による計測データを取得可能な管理サーバを備える計測時間補正システムであって、加振制御部１４０ａ、信号取得部１００ａ、ずれ量算出部１４０ｃおよび補正部１４０ｄとを備える。
【０１００】
加振制御部１４０ａは、計測データの同期を取るためのフラグ信号の発生を制御する。信号取得部１００ａは、フラグ信号を計測端末側で取得する。ずれ量算出部１４０ｃは、複数の計測端末から受信する複数回のフラグ信号の取得時間に基づいて、複数の計測端末のうち、ある計測端末に対する他の計測端末の単位時間当たりのずれ量を算出する。補正部１４０ｄは、算出したずれ量を基に、計測データを補正する。
【０１０１】
第五の実施形態によると、計測データを、フラグ信号を基に算出されるずれ量を基に補正する。これにより、外部からの通信が困難な場所であっても、安価で電力消費量の少ない低精度発振器を搭載する複数の計測端末を用いて、高精度な計測時間の補正を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ      計測端末
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ      計測端末
１０ａ      信号取得部
１０ｂ      データ送信部
１０ｃ      端末記憶部
１０ｄ      データ計測部
１０ｅ      クロック周波数制御部
１０ｆ      タイマ設定部
１０ｇ      加振制御部
１２、１３      振動センサ
１４      管理サーバ
１４ａ      加振制御部
１４ｂ      データ受信部
１４ｃ      ずれ量算出部
１４ｄ      補正部
１４ｅ      サーバ記憶部
１４ｆ      補正部
１４ｇ      クロック周波数補正部
１４ｈ      クロック周波数設定部
１５      信号発生部
１６      配管
１７、１８      打撃アクチュエータ
１００、２００、２００ａ、３００、４００、４００ａ、５００      計測時間補正システム
【図１】
2016080621.tif 000003
【図２】
2016080621.tif 000004
【図３】
2016080621.tif 000005
【図４】
2016080621.tif 000006
【図５】
2016080621.tif 000007
【図６】
2016080621.tif 000008
【図７】
2016080621.tif 000009
【図８】
2016080621.tif 000010
【図９】
2016080621.tif 000011
【図１０】
2016080621.tif 000012
【図１１】
2016080621.tif 000013
【図１２】
2016080621.tif 000014
【図１３】
2016080621.tif 000015
【図１４】
2016080621.tif 000016
【図１５】
2016080621.tif 000017
【図１６】
2016080621.tif 000018
【図１７】
2016080621.tif 000019
【図１８】
2016080621.tif 000020
【図１９】
2016080621.tif 000021
【図２０】
2016080621.tif 000022
【図２１】
2016080621.tif 000023
【図２２】
2016080621.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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