(57)【要約】      （修正有）【課題】地中の電線に接続された地上機器などの機器の故障の予兆の測定が、少ない負担で簡単にできる無線測定システムを提供する。【解決手段】被測定対象機器４０ａ，４０ｂに無線センサ端末１０ａ，１０ｂを設置する。無線センサ端末１０ａ，１０ｂは、機器内の電波状況の検出と振動状態の検出を行い、これらの検出データ又はその検出データの診断データを記憶し、記憶データを外部に送信する。そして、管理装置３０が、無線センサ端末１０ａ，１０ｂが送信したデータに基づいて、被測定対象機器４０ａ，４０ｂの管理を行う。【選択図】図１
2016058049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定対象機器に設置される無線センサ端末と、前記無線センサ端末から送信されるデータにより前記被測定対象機器を管理する管理装置とで構成される無線測定システムであり、
前記無線センサ端末は、
前記被測定対象機器内の電波状況を測定する電波状況測定部と、
前記被測定対象機器の振動状況を測定する振動測定部と、
前記電波状況測定部が測定した電波状況の測定データと、前記振動測定部が検出した振動状況の測定データ、又はこれらの測定データに基づいた解析データが記憶されるメモリと、
外部からの信号を受信すると共に前記メモリに記憶されたデータを送信する通信部と、
前記通信部が受信した信号に基づいて、前記メモリに記憶された測定データ又は解析データを前記通信部から送信させる制御を行う制御部とを備え、
前記管理装置は、
前記無線センサ端末が送信したデータを受信する接続部と、
前記接続部が受信したデータに基づいて、被測定対象機器の管理を行う管理部とを備えた
無線測定システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記通信部が受信したリクエストにより、前記電波状況測定部が測定した電波状況の測定データを前記メモリに記憶するモードと、前記電波状況測定部が測定した電波状況の測定データと前記振動測定部が検出した測定データとの２つの測定データを前記メモリに記憶するモードとを設定する
請求項１に記載の無線測定システム。
【請求項３】
前記管理装置は、前記接続部が受信した測定データに基づいて、被測定対象機器の故障の予兆の診断を行う故障予兆診断部を備え、
前記故障予兆診断部での診断結果を前記管理部が管理する
請求項２に記載の無線測定システム。
【請求項４】
前記管理装置は、前記故障予兆診断部での故障の予兆の診断結果に基づいて、前記無線センサ端末に送るリクエストを生成する
請求項３に記載の無線測定システム。
【請求項５】
前記管理装置の故障予兆診断部は、前記接続部が受信した電波状況の測定データと振動状態の測定データとに、同じ周期での変化がある場合に、故障の予兆があると診断する
請求項４に記載の無線測定システム。
【請求項６】
前記管理装置の前記故障予兆診断部が診断する際には、前記電波状況の測定データの発生周期又は電源周期を単位として加算し、その加算されたデータから診断するようにした
請求項４に記載の無線測定システム。
【請求項７】
前記無線センサ端末の通信部から送信されたデータを受信し、受信したデータを前記管理装置の接続部に送信すると共に、前記管理装置からの指示に基づいた前記リクエストを前記無線センサ端末の通信部に送信する移動局を備えた
請求項１に記載の無線測定システム。
【請求項８】
前記無線センサ端末は、前記メモリに記憶された測定データに基づいて、被測定対象機器の故障の予兆の診断を行う故障予兆診断部を備え、
前記故障予兆診断部が診断した診断結果のデータを前記メモリに記憶し、前記メモリに記憶された診断結果のデータを前記管理装置に送信する
請求項１に記載の無線測定システム。
【請求項９】
被測定対象機器内の電波状況を測定する電波状況測定部と、
前記被測定対象機器の振動状況を測定する振動測定部と、
前記電波状況測定部が測定した電波状況の測定データと前記振動測定部が測定した振動状況の測定データ、又はこれらの測定データの解析データが記憶されるメモリと、
外部からの信号を受信すると共に前記メモリに記憶されたデータを送信する通信部と、
前記通信部が受信した信号に基づいて、前記メモリに記憶されたデータを送信させる制御を行う制御部とを備えた
無線センサ端末。
【請求項１０】
被測定対象機器に設置される無線センサ端末から取得したデータにより機器故障の予兆を測定する機器故障の予兆測定方法であり、
前記無線センサ端末が測定した前記被測定対象機器内の電波状況の測定データと、前記被測定対象機器の振動の測定データとを記憶し、
記憶した測定データを取得して、前記被測定対象機器の故障の予兆の診断を行うようにした
機器故障の予兆測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器の故障の予兆を測定する無線測定システム及び機器故障の予兆測定方法、及びその無線測定システムに適用される無線センサ端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市景観の美化や防災対策の面から、電線を地中に埋設して、道路上から電柱をなくす動きが強まっている。従来電柱の上に設置されていた変圧器や切替器は、電線が地中に埋設される場合、道路わき等に設置される地上機器と呼ばれる金属ケース内に設置される。
【０００３】
これらの金属ケース内の機器は、地中に埋設された電線と接続して変圧や電力供給の遮断などを行なう。これらの地上機器は地中の電線と接続するため、地中からの湿気を受けて絶縁劣化が発生し易く、それが要因となって故障することがある。地上機器が故障すると周辺に停電を引き起こすため、従来は一定期間経過後に、該当する機器を全て交換することで対応している。また故障予防のために、検査員が定期的に現地に赴いて機器の扉を開き、音響センサなどの専用の計測機器を用いて内部の検査を行なっている。
【０００４】
特許文献１には、このような機器の検査に適用可能な絶縁劣化診断方法の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４３０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、地中の電線に接続される地上機器には、数千ボルトの電圧の電気が流れている。このため、地上機器の扉を開いて内部を検査する際には、検査員が感電する危険があった。また、検査員が、地上機器が設置された現地に赴いて、１台ごとに検査する必要があるため、非常に手間がかかり、効率が悪いと共に、検査に要するコストが高いという問題があった。
さらに、従来から地上機器の検査に使用されている音響センサは、取り扱いが難しく、かつセンサ自体が高価であるため多数の設置が困難であるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、地中の電線に接続された地上機器などの機器の故障の予兆の測定が、少ない負担で簡単にできる無線測定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線測定システムは、被測定対象機器に設置される無線センサ端末と、無線センサ端末から送信されるデータにより被測定対象機器を管理する管理装置とで構成される無線測定システムである。
無線センサ端末は、被測定対象機器内の電波状況を測定する電波状況測定部と、被測定対象機器の振動状況を測定する振動測定部と、電波状況測定部が測定した電波状況の測定データと、振動測定部が検出した振動状況の測定データ、又はこれらの測定データに基づいた解析データが記憶されるメモリと、外部からの信号を受信すると共にメモリに記憶されたデータを送信する通信部と、通信部が受信した信号に基づいて、メモリに記憶された測定データ又は解析データを通信部から送信させる制御を行う制御部とを備える。
前記管理装置は、無線センサ端末が送信したデータを受信する接続部と、接続部が受信したデータに基づいて、被測定対象機器の管理を行う管理部とを備えた。
【０００９】
また、本発明の無線センサ端末は、被測定対象機器内の電波状況を測定する電波状況測定部と、被測定対象機器の振動状況を測定する振動測定部と、電波状況測定部が測定した電波状況の測定データと振動測定部が測定した振動状況の測定データ、又はこれらの測定データの解析データが記憶されるメモリと、外部からの信号を受信すると共にメモリに記憶されたデータを送信する通信部と、通信部が受信した信号に基づいてメモリに記憶されたデータを送信させる制御を行う制御部とを備えた。
【００１０】
また、本発明の機器故障の予兆測定方法は、被測定対象機器に設置される無線センサ端末から取得したデータにより機器故障の予兆を測定する機器故障の予兆測定方法であり、無線センサ端末が測定した被測定対象機器内の電波状況の測定データと、被測定対象機器の振動の測定データとを記憶し、記憶した測定データを取得して、被測定対象機器の故障の予兆の診断を行うようにした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、被測定対象機器の故障の予兆を、その機器内の電波状況と振動状況から、外部の管理装置が的確に診断できるようになる。したがって、例えば地中の電線に接続される地上機器の故障の予兆診断に適用することで、検査員がその機器の設置場所に赴いて、その機器の扉を開けて内部を検査する必要がなくなり、従来よりも低コストで効率よく故障の予兆の診断ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態例によるシステム全体の例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例による無線センサ端末の例を示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態例による移動局の例を示す構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態例によるサーバの例を示す構成図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態例による故障予兆判断の処理例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態例によるサーバでの処理例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態例による電波状況の検出データによる処理例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態例による無線センサ端末でのリクエスト受信時の処理例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態例による無線センサ端末での測定処理例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態例によるデータの伝送状態の例を示すシーケンス図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態例によるデータの伝送状態の例（追加測定の指示を行う例）を示すシーケンス図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態例によるデータの伝送状態の例（電波状況と振動状況を検出する例）を示すシーケンス図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態例による無線センサ端末の例を示す構成図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態例によるサーバの例を示す構成図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態例による故障予兆判断処理例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第２の実施の形態例による無線センサ端末での処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜１．第１の実施の形態例＞
以下、図１〜図１２を参照して、本発明の第１の実施の形態例を説明する。
【００１４】
［１−１．システム全体の構成］
図１は、の無線測定システム全体の構成例を示す。
ここでは、地中に埋設された電線と接続された複数の地上機器４０ａ，４０ｂ，・・・が、道路などに沿って配置されている。第１の実施の形態例では、この地上機器４０ａ，４０ｂ，・・・の故障予兆の判断を行うものである。
【００１５】
それぞれの地上機器４０ａ，４０ｂ，・・・は、金属ケース内に変圧器や切替器が内蔵されている。また、それぞれの地上機器４０ａ，４０ｂ，・・・の金属ケース内には、無線センサ端末１０ａ，１０ｂ，・・・が配置されている。無線センサ端末１０ａ，１０ｂ，・・・は、各地上機器４０ａ，４０ｂと近接した移動局２０と無線通信を行う端末であり、それぞれの端末が設置された地上機器４０ａ，４０ｂ，・・・の状態を測定する。
【００１６】
図１の例では、移動局２０は自動車などの車両に搭載され、数ｍから数十ｍ以内の距離の無線センサ端末１０ａ，１０ｂ，・・・と双方向に無線通信を行う。したがって、移動局２０を搭載した自動車は、地上機器４０ａ，４０ｂ，・・・が設置された箇所の近傍を順に通過するルートで走行を行う。
【００１７】
また、移動局２０は、このシステムに用意された管理装置３０と通信が可能である。以下の説明では、管理装置３０はサーバ３０と称する。移動局２０とサーバ３０との間の通信は、無線通信を行う場合の他に、移動局２０を直接サーバ３０のデータ入出力ポートに接続して通信を行うようにしてもよい。あるいは、メモリカードなどの記録媒体を使用して、移動局２０とサーバ３０との間でデータ転送を行うようにしてもよい。この移動局２０とサーバ３０との通信は、例えば自動車が走行を行って移動局２０が地上機器４０ａ，４０ｂ，・・・と通信を行う前、又は通信を行う後に行う。
なお、以下の説明で複数の無線センサ端末１０ａ，１０ｂ，・・・や地上機器４０ａ，４０ｂ，・・・は、それぞれを区別する必要がない場合には、符号のアルファベットを削除して、単に無線センサ端末１０や地上機器４０と述べる。
【００１８】
［１−２．無線センサ端末の構成］
図２は、無線センサ端末１０の構成を示す。
無線センサ端末１０は、通信部１１と、電波状況測定部１２と、メモリ１３と、振動測定部１４と、制御部１５とを備える。通信部１１と電波状況測定部１２には、アンテナ１８が接続される。振動測定部１４には、振動センサ１６が接続される。
【００１９】
通信部１１は、例えば９２０ＭＨｚ程度の周波数を使用して、最大でも数十ｍ程度の距離の相手と近距離無線通信を行う。電波状況測定部１２は、金属ケースに収納された地上機器４０内に発生する特定の周波数（例えばＧＨｚ帯）の電波を測定して、検出データを出力する。この電波状況測定部１２は、例えば地上機器４０内の変圧器や切替器が劣化したときに発する電波雑音を検出するものである。
【００２０】
振動測定部１４は、振動センサ１６の出力に基づいて、無線センサ端末１０自身に加わる振動を検出し、その振動の検出データを出力する。この振動センサ１６と振動測定部１４による振動の測定は、制御部１５が振動を測定するモードであるときに制御部１５の制御下で行われる。
電波状況測定部１２が測定した電波状況の測定データと、振動測定部１４が測定した振動の測定データは、制御部１５によりメモリ１３に記憶される。メモリ１３としては、例えば不揮発性のメモリが使用される。
【００２１】
そして、制御部１５は、通信部１１での通信で、移動局２０（図１）から検出データを送信するリクエストを受信したとき、メモリ１３が記憶した測定データを移動局２０に無線送信させる。
なお、この無線センサ端末１０は、例えば電池を内蔵して、その電池から得られる電源で作動する。
【００２２】
［１−３．移動局の構成］
図３は、移動局２０の構成を示す。移動局２０は、通信部２１と、メモリ２２と、サーバ接続部２３と、制御部２４とを備える。通信部２１にはアンテナ２５が接続され、地上機器４０と近接したとき、地上機器４０に設置された無線センサ端末１０内の通信部１１と無線通信を行う。この無線通信時には、移動局２０が、どの無線センサ端末１０と通信を行っているかの識別を行う。そして、通信部２１は、制御部２４の制御に基づいて、それぞれの無線センサ端末１０に対するリクエスト信号を送信する。
【００２３】
また、通信部２１がリクエスト信号を送信した後、各無線センサ端末１０から通信部２１が測定データ（電波状況の測定データ及び振動の測定データ）を受信すると、その測定データは、制御部２４の制御でメモリ２２に記憶される。このとき、記憶されるデータには、例えば、どの無線センサ端末１０の測定データであるのかを示す識別コードが付加される。
【００２４】
サーバ接続部２３は、例えば無線又は有線のネットワーク１（図４）を介してサーバ３０と通信を行う。
このサーバ接続部２３を介して、メモリ２２に記憶された測定データが制御部２４によりサーバ３０に転送される。また、サーバ３０からサーバ接続部２３が受信したそれぞれの無線センサ端末１０に対する各種リクエスト信号等はメモリ２２に記憶される。
【００２５】
［１−４．サーバの構成］
図４は、管理装置であるサーバ３０の構成を示す。
サーバ３０は、移動局接続部３１と、端末管理部３２と、故障予兆診断部３３と、表示部３４とを備える。
移動局接続部３１は、ネットワーク１を介して移動局２０との通信を行う。端末管理部３２は、それぞれの無線センサ端末１０の状態を管理する。故障予兆診断部３３は、移動局接続部３１を介して受信した各無線センサ端末１０の測定データに基づいて、各無線センサ端末１０が設置された地上機器４０の故障予兆の診断を行う。
表示部３４は、端末管理部３２が管理する各地上機器４０の故障予兆診断結果などを表示する。
【００２６】
［１−５．システム全体の動作］
図５のフローチャートは、の無線測定システム全体の動作の流れを示す。
まず、地上機器４０の内部に設置された無線センサ端末１０は、電波状況測定部１２により一定期間ごとに自身の周囲の電波情況を測定し、その結果を測定データとして記録する（ステップＳ１０）。
そして、無線センサ端末１０の通信部１１は、通常は受信待ち受けの状態で待機し、移動局２０からのデータリクエスト信号を受信すると、その移動局２０に対して測定データを送信する（ステップＳ１１）。
【００２７】
移動局２０が搭載された自動車は、地上機器４０が設置された箇所の近傍を順に通過するルートで走行する。そして、それぞれの地上機器４０に接近した際に上述したデータリクエスト信号を送信しながら、各無線センサ端末１０に蓄積された測定データを回収する。移動局２０は、回収したデータを、サーバ３０に送信する（ステップＳ１２）。移動局２０からサーバ３０への送信は、例えば無線又は有線のネットワーク１を経由して、一括して行われる。あるいは、移動局２０が測定データを回収するごとに、無線によるネットワーク１を使用して移動局２０からサーバ３０に随時データを送信するようにしてもよい。
【００２８】
サーバ３０は、回収した測定データを解析し、故障の予兆の検証を行い、故障の予兆がある端末の有無を判断する（ステップＳ１３）。なお、サーバ３０による故障の予兆の検証の手法については後述する。ここでは、例えば無線センサ端末１０ａが故障の予兆ありと判断したとする。
このとき、サーバ３０は、該当する無線センサ端末１０ａに対して、振動センサ１６を用いた振動状態の測定を指示する追加測定指示のリクエスト信号を生成する。この追加測定指示のリクエスト信号は、移動局２０とサーバ３０が通信を行う際に、移動局２０に届けられ、移動局２０内のメモリ２２に記憶される（ステップＳ１４）。
【００２９】
次に、この追加測定指示のリクエスト信号を記憶した移動局２０は、各無線センサ端末１０ａ、１０ｂ、・・・から測定データを回収する際に、無線センサ端末１０ａとの無線通信時に、追加測定指示のリクエスト信号を送信する（ステップＳ１５）。
この追加測定指示のリクエスト信号を受信した無線センサ端末１０ａは、電波状況測定部１２による電波情況の測定に加えて、振動測定部１４による振動状況の測定を開始する。このリクエスト信号による測定状態の切り替えは、無線センサ端末１０ａ内の制御部１５の制御下で行われ、それぞれの測定データがメモリ１３に記憶される（ステップＳ１６）。
【００３０】
無線センサ端末１０ａが次回のリクエスト信号の受信時した際には、メモリ１３に記憶された電波状況の測定データと振動状況の測定データとが、移動局２０に送信される（ステップＳ１７）。移動局２０は、回収した測定データをサーバ３０に送信する（ステップＳ１８）。
サーバ３０は、移動局２０から受け取った電波情況の測定データと振動状況の測定データをより正確に解析して、無線センサ端末１０ａが設置された地上機器４０の故障予兆の有無を判断する（ステップＳ１９）。この解析で確かな故障の予兆があった場合には、サーバ３０は、表示部３４の画面にその旨の表示を行うことにより管理者に故障の予兆を通知する。この通知を確認した管理者は、保守員の派遣や点検スケジュールを作成するなどの故障対策を行う。このような故障予兆の検出に基づいて地上機器４０の故障対策が行われることで、地上機器４０の突発的な故障による被害を防ぐことができる。
【００３１】
［１−６．サーバでの故障予兆の判断処理］
図６のフローチャートは、サーバ３０での故障予兆の判断処理の例を示す。ここで、故障の予兆の有無の判断は、故障予兆診断部３３が、例えばＧＨｚ帯の高周波が電源周波数に連動した一定の間隔で発生しているかを調べることで行われる。例えば、電源周波数が６０Ｈｚの地域では、絶縁劣化が発生している地上機器は６０Ｈｚの間隔で部分放電を起こす。これに伴い、６０Ｈｚ間隔でＧＨｚ帯にまで及ぶ電波雑音が発生する。サーバ３０の故障予兆診断部３３は、この電波雑音の有無を測定結果より調べ、地上機器４０の故障予兆の予備診断を行う。
【００３２】
図６に従って具体的な処理の例を説明すると、まず、サーバ３０の故障予兆診断部３３は、測定データに対してハイパスフィルタを適用して、ＧＨｚ以下の帯域の信号をカットする（ステップＳ２０）。次に、故障予兆診断部３３は、測定結果を電源周波数に対応した６０Ｈｚの間隔ごとに切り分け、同じ位相で加算する（ステップＳ２１）。
これにより、測定データの加算結果は、６０Ｈｚ間隔で発生している信号のみが同じ位相で加算されて、目的とする雑音の区間が増幅される。これに対し、目的とする雑音区間以外の信号は位相が異なるので増幅されない。これにより、部分放電により発生する電波雑音のみが強調され、故障予兆診断部３３は、加算後の測定結果の強さが一定の閾値を超えるか否かによって電波雑音の有無を調べることができる。
【００３３】
すなわち、故障予兆診断部３３は、加算後の信号の最大値が閾値を越えるか否かを判断する（ステップＳ２２）。そして、閾値を越えるとき、故障予兆診断部３３は、該当する無線センサ端末１０が設置された地上機器４０が、故障の予兆ありと判断する（ステップＳ２３）。このとき、サーバ３０の端末管理部３２は、その測定を行った無線センサ端末１０に対し追加測定を指示するリクエスト信号を生成し、このリクエスト信号をサーバ３０が移動局２０と通信を行う際に移動局２０に送信する（ステップＳ２４）。
また、ステップＳ２２で、加算後の信号の最大値が閾値を越えない場合、故障予兆診断部３３は、該当する無線センサ端末１０が設置された地上機器４０について、故障の予兆がないと判断する（ステップＳ２５）。このときには、サーバ３０の端末管理部３２は、その測定を行った無線センサ端末１０での通常状態の測定を継続させる（ステップＳ２６）。
【００３４】
図７のフローチャートは、無線センサ端末１０が電波状況の測定と振動状態の測定を行った場合に、それらの測定データをサーバ３０の故障予兆診断部３３が取得して、正確な故障予兆の診断を行う処理の例を示す。
まず、故障予兆診断部３３は、電波状況測定結果の解析を行う（ステップＳ３０）。このステップＳ３０での解析は、図６のフローチャートのステップＳ２０及びステップＳ２１で説明した解析処理と同じ処理である。そして、故障予兆診断部３３は、解析結果の信号の最大値が閾値を越えるか否かを判断する（ステップＳ３１）。ここで、閾値を越えるとき、故障予兆診断部３３は、出力が閾値を超えた位相、つまり測定開始からの時間を確認する（ステップＳ３２）。
【００３５】
次に、故障予兆診断部３３は、振動測定の結果の中で、電波環境の測定データと同じ周期かつ同じ位相で、振幅が一定以上の振動が発生しているか否かを判断する（ステップＳ３３）。このステップＳ３３の判断で、振幅が一定以上の振動が発生していると判断した場合は、故障予兆診断部３３は、地上機器４０の内部で部分放電が発生し、それに起因して電波雑音が発生したと判断する。そして、該当する地上機器４０の故障の予兆があると判断する（ステップＳ３４）。
また、ステップＳ３３で、振幅が一定以上の振動が発生していないと判断したとき、故障予兆診断部３３は、該当する地上機器４０の故障の予兆がないと判断する（ステップＳ３５）。
【００３６】
［１−７．無線センサ端末の動作］
図８は、無線センサ端末１０が移動局２０と通信を行う際の動作を示すフローチャートである。
無線センサ端末１０の通信部１１は、通常は受信待機状態にあり（ステップＳ４０）、移動局２０からのデータリクエスト信号の受信を待つ。通信部１１が移動局２０からのデータリクエスト信号を受信すると（ステップＳ４１）、制御部１５は、直前の前回の電波状況測定時に、電波状況測定部１２での電波状況の測定と振動測定部１４での振動状況の測定との２つの測定を同時に行ったか否かを判断する（ステップＳ４２）。
【００３７】
ここで、前回の電波状況測定時に、２つの測定を同時に行った場合、制御部１５は、メモリ１３に記憶された電波状況の測定データと振動状況の測定データを読み出し、通信部１１から移動局２０に送信する（ステップＳ４３）。
また、前回の電波状況測定時に、電波状況だけを測定した場合、制御部１５は、メモリ１３に記憶された電波状況の測定データを読み出し、通信部１１から移動局２０に電波状況の測定データを送信する（ステップＳ４５）。
そして、ステップＳ４３又はステップＳ４５の測定データの送信を行った後、通信部１１は受信待機状態に戻る（ステップＳ４４）。
【００３８】
図９は、無線センサ端末１０での測定状態を示すフローチャートである。
無線センサ端末１０の制御部１５は、予め決められた測定時刻になると（ステップＳ５０）、前回の移動局２０との通信で、追加測定のリクエスト信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ５１）。このステップＳ５１の判断で、追加測定のリクエスト信号を受信した場合には、制御部１５は、電波状況の測定と振動状況の測定とを同時に行い、それぞれの測定データをメモリ１３に記憶する（ステップＳ５２）。
また、ステップＳ５１の判断で、追加測定のリクエスト信号を受信していないと判断した場合には、制御部１５は、電波状況の測定だけを行い、電波状況の測定データをメモリ１３に記憶する（ステップＳ５３）。
なお、この図９のフローチャートの処理による測定は、例えば１日に数回から１回程度の比較的少ない回数の測定でよい。また、１回の測定時間についても、数秒から数分程度の間で選定した比較的短い時間とする。
【００３９】
［１−８．システム内でのデータ伝送例］
図１０は、システム内でデータ伝送が行われる状態の例を示すシーケンス図である。
図１０では、２台の無線センサ端末１０ａ，１０ｂが用意されている。それぞれの無線センサ端末１０ａ，１０ｂでは、それぞれの端末ごとに決められた時刻で、電波状況の測定が行われる（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。
そして、移動局２０が無線センサ端末１０ａに接近したとき、移動局２０から無線センサ端末１０ａに、データリクエスト信号が送信される（ステップＳ１０３）。このデータリクエスト信号を受信した無線センサ端末１０ａは、メモリ１３に蓄積された測定データを移動局２０に返送する（ステップＳ１０４）。
【００４０】
また、移動局２０が別の無線センサ端末１０ｂに接近したとき、移動局２０からその無線センサ端末１０ｂに、データリクエスト信号が送信される（ステップＳ１０５）。このデータリクエスト信号を受信した無線センサ端末１０ｂは、メモリ１３に蓄積された測定データを移動局２０に返送する（ステップＳ１０６）。
全ての無線センサ端末１０からの測定データの収集作業を終了した後、移動局２０は、収集データしたデータをサーバ３０に送信する（ステップＳ１０７）。そして、測定データを受信したサーバ３０において、受信した測定データを使用した各無線センサ端末１０毎の故障予兆診断が行われる（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８での故障予兆診断は、図６のフローチャートに示した、電波状況の測定データだけを使用した診断処理である。
【００４１】
ここで、ステップＳ１０８での故障予兆診断で、無線センサ端末１０ａが故障の予兆があると判断したとする。故障の予兆をサーバ３０が検出した場合、移動局２０を搭載した車両が次回無線センサ端末１０ａ，１０ｂ，・・・を巡回する際に、移動局２０が、その故障の予兆を検出した無線センサ端末１０ａに対して、追加測定の指示を行う。
【００４２】
図１１は、故障の予兆を検出した無線センサ端末１０ａに対して、追加測定の指示を行うときのデータ伝送状態の例を示すシーケンス図である。
まず、サーバ３０は、移動局２０に対して、無線センサ端末１０ａの追加測定の指示を行うデータを送信する（ステップＳ１１１）。既に説明したように、それぞれの無線センサ端末１０ａ，１０ｂでは、それぞれの端末ごとに決められた時刻で、電波状況の測定が行われている（ステップＳ１１２，Ｓ１１３）。
【００４３】
この状態で、移動局２０が無線センサ端末１０ａに接近したとき、移動局２０から無線センサ端末１０ａに、追加測定の指示が含まれるデータリクエスト信号が送信される（ステップＳ１１４）。このデータリクエスト信号を受信した無線センサ端末１０ａは、メモリ１３に蓄積された測定データを移動局２０に返送する（ステップＳ１１５）。このときに返送される測定データは、電波状況の測定データであり、振動状態の測定データは含まれない。
【００４４】
また、移動局２０が別の無線センサ端末１０ｂに接近したとき、移動局２０からその無線センサ端末１０ｂに、データリクエスト信号が送信される（ステップＳ１１６）。このときのデータリクエスト信号には、追加測定の指示が含まれない。このデータリクエスト信号を受信した無線センサ端末１０ｂでは、メモリ１３に蓄積された測定データが移動局２０に返送される（ステップＳ１１７）。
全ての地上機器４０の巡回の終了後に、移動局２０からサーバ３０に対して、収集データの報告が行われる（ステップＳ１１８）。そして、測定データを受信したサーバ３０において、その受信した測定データを使用した各無線センサ端末１０毎の故障予兆診断が行われる（ステップＳ１１９）。ここで行われる故障予兆診断は、図１０のステップＳ１０８で行われる故障予兆診断と同様に、電波の測定データだけを使った故障予兆診断となる。
【００４５】
ここで、追加測定の指示が含まれるデータリクエスト信号を送信した無線センサ端末１０ａでは、それ以降の測定時刻になると、電波状況の測定と振動状態の測定の両方が行われる（ステップＳ１２０）。また、追加測定の指示が行われなかった無線センサ端末１０ｂでは、測定時刻になっても以前と同様に、電波状況の測定だけが行われる（ステップＳ１２１）。
【００４６】
図１２は、このステップＳ１２０，Ｓ１２１での測定が行われた後の処理例を示すシーケンス図である。
移動局２０が無線センサ端末１０ａに接近したとき、移動局２０から無線センサ端末１０ａに、追加測定の指示を含むデータリクエスト信号が送信される（ステップＳ１２２）。このデータリクエスト信号を受信した無線センサ端末１０ａは、メモリ１３に蓄積された測定データを移動局２０に返送する（ステップＳ１２３）。このとき返送される測定データには、電波状況の測定データと振動状態の測定データとの双方が含まれる。
また、移動局２０が無線センサ端末１０ｂに接近したとき、移動局２０から無線センサ端末１０ｂに、データリクエスト信号が送信される（ステップＳ１２４）。このデータリクエスト信号を受信した無線センサ端末１０ｂは、メモリ１３に蓄積された測定データを移動局２０に返送する（ステップＳ１２５）。このとき返送される測定データは、電波状況の測定データのみであり、振動状態の測定データは含まれない。
【００４７】
そして、全ての地上機器４０の巡回の終了後に、移動局２０からサーバ３０に対して、収集データの報告が行われる（ステップＳ１２６）。測定データを受信したサーバ３０では、その受信した測定データを使用した各無線センサ端末１０毎の故障予兆診断が行われる（ステップＳ１２７）。この故障予兆診断は、無線センサ端末１０ａの診断が電波状況の測定データと振動状況の測定データとの双方を使用した故障予兆の診断であるのに対し、無線センサ端末１０ｂの診断は電波の測定データだけを使った故障予兆診断となる。
【００４８】
このステップＳ１２７での故障予兆診断が行われることで、無線センサ端末１０ａが設置された地上機器４０ａに対して、電波状況の測定データと振動状況の測定データとの双方を使用した、精度の高い故障の予兆の診断が行われる。したがって、各地上機器４０の故障の予兆の診断を、従来よりも少ない負担で、かつ高い精度で行うことができるようになる。すなわち、検査員が地上機器４０の設置場所に赴いて、各地上機器４０の扉を開けて内部を検査することなく、故障の予兆の診断ができるようになり、従来よりも低コストで効率よく故障の予兆の診断ができるようになる。
【００４９】
また、各無線センサ端末１０は、故障の予兆が殆どない状態では、電波状況測定部１２だけを使った測定が行われ、故障の予兆を検出した場合にだけ、電波状況測定部１２と振動測定部１４との２つの測定部を使った測定が行われる。したがって、通常時は、１つの測定部１２だけを使った消費電力の少ない測定が行われる。このことは、例えば各無線センサ端末１０を電池駆動するとき、電池の持続時間の長時間化に貢献する。
また、故障の予兆がある場合には、２つの測定部１２，１４を使ったより精度の高い測定が行われ、低消費電力化と予兆の判定精度の高さを両立できる。
【００５０】
＜２．第２の実施の形態例＞
以下、図１３〜図１６を参照して、本発明の第２の実施の形態例を説明する。図１３〜図１６において、第１の実施の形態例で説明した図１〜図１２に対応する部分には、同一符号を付す。
この第２の実施の形態例においても、第１の実施の形態例と同様に、地中に埋設された電線が接続される地上機器４０の故障予兆の判断を行うものである。システム全体の構成は、第１の実施の形態例で説明した図１の構成と同様であり、省略する。
第２の実施の形態例では、地上機器４０に取り付けられた無線センサ端末１０′が故障の予兆の診断を行い、サーバ３０′が、その無線センサ端末１０′での診断結果のデータを収集して、地上機器４０の管理を行うようにした。
【００５１】
［２−１．無線センサ端末の構成］
図１３は、無線センサ端末１０′の構成を示す。
この無線センサ端末１０′は、解析部１７を備えた点が、図２に示す無線センサ端末１０と相違する。解析部１７は、メモリ１３に記憶された測定データを解析して、地上機器４０の故障の予兆があるか否かの解析を行う。解析部１７が解析した結果のデータは、制御部１５の制御下でメモリ１３に記憶される。メモリ１３に記憶された解析結果のデータは、通信部１１が移動局２０（図１）に送信する。移動局２０が受信した解析結果のデータは、次に説明するサーバ３０′に伝送される。無線センサ端末１０′のその他の構成は、図２に示す無線センサ端末１０と同様である。
【００５２】
［２−２．サーバの構成］
図１４は、サーバ３０′の構成を示す。
このサーバ３０′は、ネットワーク１を介して移動局２０とデータ転送を行う移動局接続部３１と、端末管理部３２と、表示部３４とを備える。
このサーバ３０′の端末管理部３２は、無線センサ端末１０′の稼動状況を管理し、故障予兆情報の収集状況に応じて移動局２０に対し、故障予兆情報を収集すべき無線センサ端末１０′を指示する。移動局２０のオペレータは、指示に従って該当する無線センサ端末１０′から故障予兆情報を回収し、サーバ３０′に送る。サーバ３０′は、無線センサ端末１０′より故障予兆ありとの通知を受けた場合、表示部３４の表示画面で、管理者に警告を発する。管理者はこれを受けて、該当する地上機器４０に保守員の派遣などの故障対策を行う。
【００５３】
［２−３．システム全体の動作］
図１５は、の無線測定システム全体の動作の流れを示すフローチャートである。
まず、地上機器４０の内部に設置された無線センサ端末１０′は、電波状況測定部１２により一定期間ごとに自身の周囲の電波状況を測定し、その測定データを解析部１７が解析する（ステップＳ６０）。ここでの解析は、例えば図６のフローチャートのステップＳ２０及びＳ２１に示す処理で行われ、解析結果はメモリ１３に記憶される。
そして、無線センサ端末１０′の制御部１５は、電波状況の測定データの解析結果から、故障の予兆があるか否かを判断する（ステップＳ６１）。ここで、故障の予兆があると判断した場合、無線センサ端末１０′は、電波状況測定部１２が自身の周囲の電波状況を測定すると同時に、振動測定部１４が端末に加わる振動を測定する（ステップＳ６２）。そして、解析部１７は、電波状況測定部１２の測定データと振動測定部１４の測定データとに基づいて、故障予兆の有無を診断する（ステップＳ６３）。この診断結果を示す故障予兆情報は、メモリ１３に記憶される。
【００５４】
そして、ステップＳ６３で故障予兆の有無の診断を行った場合と、ステップＳ６１で故障の予兆がないと判断した後に、無線センサ端末１０′の通信部１１が、移動局２０からのデータリクエスト信号を受信すると、ステップＳ６４の処理に移る。
このステップＳ６４では、解析部１７が解析してメモリ１３に記憶された解析結果を示す故障予兆情報が、データリクエスト信号の送信元の移動局２０に返送される。
【００５５】
移動局２０では、全ての無線センサ端末１０′からの解析結果のデータの回収を完了した後、その回収したデータをサーバ３０′に送信する（ステップＳ６５）。そして、サーバ３０′の端末管理部３２は、回収したデータに基づいて、故障の予兆のある地上機器４０を判断し、その判断した地上機器４０の状況を表示部３４に表示して警告する（ステップＳ６６）。
【００５６】
［２−４．無線センサ端末での処理］
図１６は、無線センサ端末１０′が行う測定と解析の処理の例を示すフローチャートである。
まず、無線センサ端末１０′の制御部１５は、予め規定された測定時刻になると（ステップＳ７０）、電波状況測定部１２で電波状況の測定を実行させ、解析部１７でその測定データの解析を実行させる（ステップＳ７１）。
そして、制御部１５は、測定データの解析結果から、故障の予兆があるか否かを判断する（ステップＳ７２）。ここで、故障の予兆があると判断した場合には、制御部１５は、電波状況測定部１２で電波状況の測定を実行させると同時に、振動測定部１４で振動状況の測定を実行させる（ステップＳ７３）。
【００５７】
そして、解析部１７では、電波状況の測定データと振動状況の測定データとを使用して、正確な故障の予兆の診断を行う（ステップＳ７４）。制御部１５は、この診断結果のデータを取得して、故障の予兆があるか否かを判断する（ステップＳ７５）。ここで、故障の予兆があると判断した場合には、制御部１５は、故障の予兆ありという内容の故障予兆情報を作成して、その作成した故障予兆情報をメモリ１３に記憶する（ステップＳ７６）。
また、ステップＳ７５で故障の予兆がないと判断した場合には、制御部１５は、故障の予兆なしという内容の故障予兆情報を作成して、その作成した故障予兆情報をメモリ１３に記憶する（ステップＳ７７）。
【００５８】
このように第２の実施の形態例によると、無線センサ端末１０′側が故障予兆の診断を行うようになる。したがって、それぞれの無線センサ端末１０′内で、自動的に電波状況の測定データだけを使用した予備診断と、電波状況の測定データと振動状況の測定データとを使用した正確な診断とが切り替わるようになる。このため、サーバ３０′側が測定状態の切替の指示を行う必要がないと共に、サーバ３０′が測定データの解析を行う必要がなく、サーバ３０′での負担が少なくなる。
【００５９】
なお、この第２の実施の形態例の場合にも、無線センサ端末１０′は、解析結果のデータである故障予兆情報だけでなく、電波状況の測定データと振動状況の測定データを移動局２０を経由してサーバ３０′に送信するようにしてもよい。このようにしたことで、サーバ３０′側でも故障予兆の解析が可能になる。この場合には、サーバ３０′内にも解析部を設ける必要がある。
【００６０】
＜３．変形例＞
なお、無線センサ端末１０が測定した測定データや無線センサ端末１０が解析したデータは、移動局２０を経由して管理装置であるサーバ３０に伝送するようにした。これに対して、例えば無線センサ端末１０の通信部１１が、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの既存のネットワークに直接接続可能である場合には、そのネットワークを経由してサーバ３０にデータを伝送するようにしてもよい。また、通信部１１が、アドホック通信機能により近隣の他の無線センサ端末１０内の通信部１１と無線通信を行って、それぞれの無線センサ端末１０の測定データや解析データを逐次伝送するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態例では、それぞれの無線センサ端末１０が、最初に電波状況の測定に基づいて予備的な故障予兆の診断を行い、その結果に基づいて振動状況の測定を加えるようにして、正確な故障予兆の診断を行うようにした。これに対して、例えば無線センサ端末１０が測定を行う際に、常時、電波状況の測定と振動状況の測定を行うようにしてもよい。また、無線センサ端末１０には、電波状況と振動状況以外の状況を測定するセンサを配置して、より故障予兆の診断精度を向上させてもよい。
【００６２】
また、無線センサ端末１０は電池を電源として作動する例を示した。これに対して、例えば地上機器４０内の電線から電磁誘導などで取り出した電力で、無線センサ端末１０を作動させるようにしてもよい。あるいは、太陽電池などの補助的な電源を併用してもよい。
【００６３】
さらに、上述した各実施の形態例では、地中の電線に接続される地上機器の故障予兆診断に適用した。これに対して、本発明は、その他の各種機器の故障予兆の診断に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…ネットワーク、１０，１０ａ，１０ｂ，１０′…無線センサ端末、１１…通信部、１２…電波状況測定部、１３メモリ、１４振動測定部、１５制御部、１６振動センサ、１８アンテナ、２０…移動局、２１…通信部、２２…メモリ、２３…サーバ接続部、２４…制御部、２５…アンテナ、３０，３０′…サーバ（管理装置）、３１…移動局接続部、３２…端末管理部、３３…故障予兆診断部、３４…表示部、４０ａ，４０ｂ…地上機器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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