(57)【要約】  本明細書において開示されるのは、大地によって支持された構築物の下における欠陥を検出する方法である。本方法は、大地によって支持された構築物に組み込まれたファブリックの状態を検出することを含む。ファブリックの１つの状態は、欠陥を指示し、その一方で、第２の状態は無欠陥を指示する。検出された状態は、構築物に組み込まれたファブリックのロケーションに関連付けられる。ファブリックの検出された状態は、報告される。同様に開示されるのは、道路又はハイウェイ、鉄道、滑走路若しくは堤防などの同様の構築物を構築する際に含めることができるファブリックである。
2017511877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大地によって支持された構築物の下における欠陥を検出するための方法であって、
大地によって支持された前記構築物に組み込まれたファブリックの複数の状態のうちの１つを検出することであって、欠陥を示す第１の状態、及び無欠陥を示す第２の状態を含む前記ファブリックの前記複数の状態を検出することと、
検出された前記状態を、前記構築物に組み込まれた前記ファブリックのロケーションに関連付けることと、
関連付けられたロケーションにおける前記ファブリックの、検出された前記状態を報告することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記状態が、前記ファブリックの電気特性である、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検出することが、ＲＦＩＤセンサから無線周波数問い合わせを送ることを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の状態が、前記ファブリック内のＲＦＩＤタグからの応答の欠如であり、前記第２の状態が、前記関連付けられたロケーションにおける前記ＲＦＩＤタグからの応答である、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記検出することが、無線周波数送信器を前記構築物の表面に沿って通過させることを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の状態が、前記関連付けられたロケーションにおいて所定の共振周波数におけるエネルギーを吸収しないことであり、前記第２の状態が、前記関連付けられたロケーションにおける前記所定の共振周波数におけるエネルギーを吸収することである、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記検出することが、センサを前記構築物の外側表面に沿って通過させることを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
大地によって支持された前記構築物が道路である、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
伸張又は断裂させることで電気特性が損なわれるように、道路を構築する際に含められるファブリックであって、前記ファブリックは電子回路のアレイを含む、ファブリック。
【請求項１０】
電子回路の前記アレイが、ＲＦＩＤタグの規則的アレイを含む、
請求項９に記載のファブリック。
【請求項１１】
電子回路の前記アレイが、所定の共振周波数を有するループを含む、
請求項９に記載のファブリック。
【請求項１２】
前記ファブリックの前記電気特性が損なわれることによって、前記電子回路のうちの１つ以上が、無線周波数信号に応答するのを妨げられる、
請求項９に記載のファブリック。
【請求項１３】
道路の下における欠陥を検出するための装置であって、
前記道路に組み込まれたファブリックと、
複数のロケーションにおける前記ファブリックの状態を測定するように構成されるセンサ装置であって、前記ファブリックの前記状態のサブセットは、前記道路の下における欠陥を指示する、センサ装置と、を含む、装置。
【請求項１４】
前記ファブリックが、電子回路の規則的アレイを含む、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ファブリックが、前記センサ装置からの無線周波数信号に応答することができる、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記ファブリックが、複数のロケーションにおける前記ファブリックの前記状態を判定し、報告するための手段を含む、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記ファブリックが、前記ファブリック内に配列されたＲＦＩＤタグを含む、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記ファブリックが、メッシュ状に配列された電線を含み、前記電線は、前記メッシュの各交点において電気接続される、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記センサ装置が、前記道路の表面に沿って通過させられることによって前記ファブリックの状態を測定するように構成される、
請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記ファブリックが、前記道路の全ての層の下、又は前記道路の隣接する層の間からなる群から選択される位置に配置される、
請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、電子監視及び検出に関し、より詳細には、道路などの、大地（earth）によって支持された構築物の下における表面下破損の監視及び検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路及びハイウェイは、あらゆる国のインフラストラクチャの主要部分、及びあらゆる国の予算の主要部分を成している。それらは、ほぼ全ての人によって毎日使用され、商品の輸送の主軸となっている。空港滑走路も同様に国の経済活動に不可欠である。本明細書においては、道路、ハイウェイ、空港滑走路、地上鉄道線路、並びに河川若しくは海洋堤防をまとめて「道路」と呼ぶ。
【０００３】
現代の道路の構造は、１７世紀以来、一連の複雑な層へと少しずつ発展してきた。層の細部は、利用可能な材料、環境、及び目的の用途によって異なる。周知の工学原理によって、これらの構造の特性及び安定性には高い信頼性がもたらされている。
【０００４】
しかし、このような構築物は全て、共通の弱点を共有する。それらは、固い自己支持構造を有するようには建設されず、それらの支持に関しては、下に横たわる地盤に依存する。細心の注意を払った設計及び計画、並びにきわめて厳格な準備にもかかわらず、道路が完成した後の地盤挙動は、統計的には分かっているが、詳細には予測不可能である力及び事象にさらされる。具体的には、道路の下に横たわる地層内の空洞及び亀裂は、浸水、漸進的侵食、並びにその他の地質学的力及び水理学的力によって発達し得る。流動体の漏出、並びにごみ埋め立て地及び有害廃棄物投棄場からの外来物質もまた、問題を生じさせ得る。
【０００５】
これらの空洞は、道路の支持を低下させ、舗装の損傷、及び場合によっては、破局的破損をもたらす。滑走路の場合には、若干の沈下のみの破損であっても、航空機が着陸時に制御を失い得るであろう。ハイウェイ上では、より頻繁な破損の種類は、空洞内への舗装の陥没、又は、道路が断崖のそばにある場合には、断崖下への道路の崩落である。
【０００６】
鉄道線路の沈下は、それが荷重を受けるまでは出現しない場合があるが、列車が脱線する原因となり得、ことによっては大被害を生じさせる（ＳＰＥＲＲＩＮＧ，Ｄ．Ｇ．‘Ａ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｄａｍａｇｅ’  Ｉｎ：Ｃｏｓｔ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ  ｏｆ  Ｒａｉｌｗａｙ  Ｔｒａｃｋ、Ｒ．Ａ．Ｖｉｃｋｅｒｓ．編，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｉｖｉｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，２００２，ＩＳＢＮ  ０  ７２７７  １９３０  ０、１０５−１１６ページに記載）。その一方で、堤防における強度の喪失は、猛烈な暴風雨の際に堤防が破損する原因となり得、財産損害及びことによっては人命の損失をもたらす。
【０００７】
このような破損は、最低でも、費用のかかる応急修理の必要を暗示する。暴風雨は空洞形成の一般的原因であるため、荒れた天候の際にはその可能性が非常に高い。場合によっては、陥没によって、道路が長期間閉鎖されることになり、数日間、又は何ヶ月もの間、移動及び運送のルートを変更することが必要となる。猛烈な暴風雨の後などの極端な場合には、１つ又は複数の破損のために町が孤立してしまう可能性がある。加えて、車両が穴の中に落下することにより、財産損害、更には人命の損失が起こり得る。
【０００８】
幹線道路に関しては、舗装の損傷を検出するために損傷検査が定期的に行われる。しかし、下層路盤又はその他の表面下材料の劣化に起因する脆弱性は、目に見える舗装の損傷に関連しない。このような表面下破損を発見するための道路のリアルタイム監視に現在利用可能な良い手段は全く存在しないように思われる。
【０００９】
地球物理学的検査方法が、道路の設計の際に地質学的状態を評価するために時折用いられる。Ｏ’ＦＬＡＨＥＲＴＹ，Ｃ．Ａ．，Ｈｉｇｈｗａｙｓ：Ｔｈｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｄｅｓｉｇｎ，Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ  ｏｆ  Ｒｏａｄ  Ｐａｖｅｍｅｎｔｓ，４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ”，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｗｏｂｕｒｎ  ＭＡ，２００２，ＩＳＢＮ  ０  ７５０６  ５０９０  ７、特に３４−５２ページは、「道路工事のための現地調査の地球物理学的方法の有用性は、限られた用途以外では実証されていない」及び「地球物理学的検査の適切な実施及び解釈には、専門職員を使う必要がある」と論評している。
【００１０】
表面下状態を判定するための１つの方法のカテゴリは、一時的な穴を開けること、又は様々な測器を道路内に設置することのいずれかによる、試験対象領域の物理的操作に依存する。
【００１１】
このような地球物理学的検査方法の１つは、地震屈折である。ＤＡＬＥＹ，ＭＡＲＧＡＲＥＴ  Ａ．ｅｔ  ａｌ，Ｓｅｉｓｍｉｃ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｃｈｕｇａｃｈ  Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ  ａｎｄ  ａｌｏｎｇ  ｔｈｅ  Ｇｌｅｎｎ  Ｈｉｇｈｗａｙ  ｉｎ  ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ａｌａｓｋａ  ｉｎ  １９８４，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｇｅｏｌｏｇｉａｌ  Ｓｕｒｖｅｙ  Ｏｐｅｎ−Ｆｉｌｅ  Ｒｅｐｏｒｔ  ８５−５３１［オンライン］，１９８５，１及び３ページ、［２０１３−１２−３１頃に取得］インターネットから取得＜URL:pubs.er.usgs.gov/publication/ofr8553＞によって説明されているように、地震屈折技法の利用は、試験対象の各ロケーションにおいて、爆薬を充填した数インチの直径の掘削孔を必要とする。試験されたロケーションは、１日ごとにおよそ５つであった。Ｙｅｖｓｋｙｙによる米国特許第８４７２６７４号が、この技法について説明している。
【００１２】
また、２次元比抵抗画像化も、特に、あり得る陥没した縦坑を調べるため、及びカルスト地域のために用いられている。それは、地中抵抗は、空洞に出会うと変化するという原理に基づいて機能する。しかし、変化の性質は、空洞が水で満たされているかどうかに強く依存する。また、この技法は、いくつかの土壌型においてしか適用可能でない。
【００１３】
Ｔｏｍｉｔａによる米国特許第５２９８９８７号は、直接目視観察のために舗装内に開けた小さな穴を用いる方法について説明している。試験対象地点ごとに別々の作業が必要とされる。
【００１４】
Ｒｏｏｎｅｙによる米国特許第６５９７９９２号は、選択された位置に感知ツールを配置する。この場合も先と同様に、試験対象地点ごとに別々の作業が必要とされるが、この方法はまた、表面下材料が、既知の、特定の特徴の基準プロファイルを有することも必要とする。
【００１５】
Ｂｒｙａｎｔによる米国特許第７７８８０４９号は、土壌内に挿入され、通信及び電力ケーブルによって接続された複数の電極を用いる。電極は、所定位置に永久的にとどまることが可能であろうが、使用の際には、それらは、手作業で配置しなければならない電源及び測定機器に接続される。米国特許出願第２００８００４２６５３号において、Ｂｒｙａｎｔは、無線通信及びＧＰＳの提供を追加しているが、電力が必要であることは、この機器が単一の特定のロケーションにおいてセットアップされ、及び／又は使用されることを依然として暗示している。
【００１６】
Ｌｅｅによる米国特許出願第２０１１０１６１００８号は、不動層に至るまで穿孔された穴に隣接した磁界検出機器を用いることによって土地沈下量を測定する。この場合も先と同様に、試験対象地点ごとに別々の作業が必要とされる。
【００１７】
ＧＡＲＢＥＲ，ＮＩＣＨＯＬＡＳ  Ｊ．ａｎｄ  ＨＯＥＬ，ＬＥＳＴＥＲ  Ａ．，Ｔｒａｆｆｉｃ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈｗａｙ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｃｅｎｇａｇｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ，Ｓｔａｍｆｏｒｄ  ＣＴ，２０１０，ＩＳＢＮ  ０  ４９５  ４３８５３  ７，１１３３−１１５１ページによれば、ベンケルマンビーム、ダイナフレクト及び同様の落錘たわみ計を用いることによって疑わしいロケーションにおける舗装に応力をかけ、道路のたわみを測定することによって、たわみ性（通例、剛性コンクリートとは対照的に、アスファルト）舗装構造の測定が行われる。これらの方法は、脆弱部を検出することができるが、それらは、日常的に用いることを納得させるのは困難なほどに十分に時間がかかり、機器集約的である。例えば、ベンケルマンビームは、試験対象の各地点において、温度測定のために舗装内にドリルで穴を開けることを必要とする。ＴＲＡＮＳＩＴ  ＮＥＷ  ＺＥＡＬＡＮＤ，Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  Ｆｏｒ  Ｂｅｎｋｅｌｍａｎ  Ｂｅａｍ  Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ”，Ｔｒａｎｓｉｔ  Ｎｅｗ  Ｚｅａｌａｎｄ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｔ／１，Ｊｕｎｅ  １９７７によれば、試験は、ロケーションごとに全体で１時間も要とすると思われる。ＡＳＴＭ，Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐａｖｅｍｅｎｔ  Ｌａｙｅｒ  Ｍｏｄｕｌｉ  ｆｒｏｍ  Ｄｙｎａｆｌｅｃｔ  ａｎｄ  ＦＷＤ  Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓ，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＡＳＴＭ）Ｒｅｐｏｒｔ  ＳＴＰ１０２６  ［オンライン］，Ｊａｎｕａｒｙ  １９８９［２０１３−１２−３１頃に取得］インターネットから取得＜URL:www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/STP/PAGES/STP19811S.htm＞は、ダイナフレクト予測方程式は、解析的評価に基づいてかなり正確であったが、それらは実用のためには複雑すぎると考えられたと報告している。
【００１８】
これらの方法は全て、試験対象ロケーションにおける地盤又は道路の操作を必要とし、そのため、試験は１日当たり少数のロケーションに限られる。それゆえ、地球物理学的検査方法は、おそらく道路全体の日常的監視のために有用でない。
【００１９】
別の方法のカテゴリは、道路に対する物理的変更を必要としない機器を用いる。これらのうち最も普及しているのは、地中探知レーダ（ground penetrating radar、ＧＰＲ）技術である。
【００２０】
Ｔｈｅ  Ｕ．Ｓ．ＤＥＰＡＲＴＭＥＮＴ  ＯＦ  ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＡＴＩＯＮ  ＦＨＡ，Ｇｒｏｕｎｄ−Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  Ｒａｄａｒ，Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｈｉｇｈｗａｙ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ（ＦＨＡ）、［オンライン］日付なしの報告書ＦＨＷＡ−ＨＲＴ−０４−０７２，ＨＲＴＳ−０３／０１−０４（１  Ｍ）Ｅ［２０１３−１２−３１頃に取得］インターネットから取得＜URL: www.fhwa.dot.gov／pavement／groundpr.pdf＞は、ＧＰＲを用いることによって、ハイウェイ技術者は、従来の方法の費用のほんの一部で表面下状態を評価することができると述べ、ＧＰＲシステムは、迅速に、かつ交通の混乱及び安全性リスクを最小限に抑えて舗装を検査することができると主張している。
【００２１】
しかし、ＣＡＲＤＩＭＯＮＡ，Ｓ．ａｔ  ａｌ，Ｇｒｏｕｎｄ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  Ｒａｄａｒ  Ｓｕｒｖｅｙ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｓｔａｔｅ  ７０  Ａｃｒｏｓｓ  Ｍｉｓｓｏｕｒｉ，Ｔｈｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｍｉｓｓｏｕｒｉ−Ｒｏｌｌａ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｇｅｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅ  Ｍｉｓｓｏｕｒｉ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ［オンライン］、５、６、及び特に７ページ［２０１３−１２−３１頃に取得］インターネットから取得＜URL:transportation.mst.edu/media/research/transportation/documents/i70.
pdf＞は、ＧＰＲ技術をＭｉｓｓｏｕｒｉ内の実際のハイウェイの伸張に適用した際に、記録データの解釈に数多くの難点を見いだした。地中探知レーダは、測定デバイスの下における誘電率変化のパターンの記録を生成する。この情報の解釈は、検査の間に遭遇することになる全ての材料（舗装及び土壌の両方）の誘電率の既有知識を必要とし、それのみならず、また、道路自体は、一貫した連続的な構造のものであることも前提とする。
【００２２】
Ｔｏｍｉｔａによる米国特許第５２８７７４０号は、ＧＰＲ測定は、道路、又は道路車線の全幅を調査することができず、そのため、疑わしいロケーションにおいて二次調査が必要になることを指摘している。
【００２３】
Ｓｊｏｓｔｒｏｍによる米国特許出願第２００３００１２４１１号は、情報を処理し、提示するためのシステムを含む、ＧＰＲを用いて地下埋設物を検出するためのポータブルシステムについて説明している。
【００２４】
Ｚｈｄａｎｏｖによる米国特許出願第２０１３００１８５８５号及び第２０１３０１７３１６３号は、様々な地球物理学分野を利用した、地質学的又は人工的物体のリアルタイム画像化のためのシステムについて説明している。これは、非常に広範な特許出願の対である。なぜなら、それらは、あらゆる種類の分野に用いられるあらゆる種類のセンサをあらゆる構成で包含するからである。しかし、それらは、このようなシステムを構築する仕方に関する情報を実際に提供していない。それらは、様々な方法論の結果を組み合わせるための方法により関心があるようである。
【００２５】
道路状態を評価するためにリモートセンシングを用いようとする試みは、舗装の表面状態を発見することにさえ未だ有効になっていない。ＳＵＧＵＭＡＲＡＮ、ＲＡＭＡＮＡＴＨＡＮ  ｅｔ  ａｌ，‘Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ’Ｉｎ：Ｒｅｍｏｔｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｏｆ  Ｉｍｐｅｒｖｉｏｕｓ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ，Ｑｉｈａｕ  Ｗｅｎｇ編，ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ，Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ，ＦＬ，２００８，ＩＳＢＮ  １  ４２００  ４３７４  ９、特に１７５ページは、路面状態を抽出するためには、現在利用可能であるものよりもはるかに高い解像度のデータが必要であると報告した。
【００２６】
レーザパルスを用いて高度を正確に測定するライダーは、道路状態のリモートセンシングに対する有力なアプローチである。確かに、ライダーは、肉眼では見えないほど小さな舗装の沈下を検出することができる。しかし、ライダーは、困難で高価な技術であり、空港滑走路を除き、沈下の存在又は非存在は、表面下の問題の強力な指標にならない。
【００２７】
上述した技法の全てにつきまとう最後の問題は、それらは結局、道路構造及び下層の地質における異常を探しているのであって、実際の初期段階の被害を探しているのではないことである。それらは、それ自体では、害のない状況と差し迫った状況とを区別することができない。
【００２８】
概して、表面下の変化はその性質上、視覚的に見ることができない。ＢＯＮＮＥＴ，ＣＬＩＦＦＯＲＤ  Ｆ．，Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｒａｉｌｗａｙ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｉｍｐｅｒｉａｌ  Ｃｏｌｌｅｇｅ  Ｐｒｅｓｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ，２００５．ＩＳＢＮ  １  ８６０９４  ５１５  ５，特に８６ページは、鉄道線路の職員は、歪むか又は傾いた信号柱などの、すべりの外部兆候を注意して見るように指導されると述べている。しかし、これらの兆候はせいぜい盛土における変化を検出することができる程度であり、下層路盤又は路床における変化を検出することはできない。
【００２９】
それゆえ、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｏａｒｄ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｃａｄｅｍｉｅ，Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ  Ｐａｖｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄ  Ｓｍａｒｔ  Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ  Ｔａｇｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ，Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｏａｒｄ（ＴＲＢ）Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｎｅｅｄｓ  Ｓｔａｔｅｍｅｎｔ，［オンライン］２０１３，［２０１３−１２−３１頃に取得］インターネットから取得＜URL:rns.trb.org/dproject.asp?n=33481＞によって示されているように、道路を支持する材料の完全性を迅速に判定することができる方法及び装置が必要とされている。
【発明の開示】
【００３０】
本明細書において開示されるのは、大地によって支持された構築物の下における欠陥を検出するための方法及び装置である。本方法は、大地によって支持された構築物に組み込まれたファブリック（fabric）の状態を検出することを含む。ファブリックの１つの状態は、欠陥を指示し、その一方で、第２の状態は、無欠陥を指示する。検出された状態は、構築物に組み込まれたファブリックのロケーションに関連付けられる。ファブリックの検出された状態は、報告される。同様に開示されるのは、道路を構築する際に含めることができるファブリックである。ファブリックは、ファブリックを伸張又は断裂させると、ファブリックの電気特性が損なわれるように配列された、電子回路のアレイである。また、道路の下における欠陥を検出するための装置も開示される。装置は、道路に組み込まれたファブリックと、複数のロケーションにおけるファブリックの状態を測定するように構成されるセンサ装置と、を含む。ファブリックの状態のサブセットが、道路の下における欠陥を指示する。
【００３１】
道路の表面下構造の劣化は、前記道路の予期せぬ陥没を引き起こす可能性があり、その結果、応急修理の出費、交通ルートの変更による経済的損失、起こり得る財物の破壊、人若しくは動物のけが、又は更には死亡を招く。
【００３２】
本明細書において開示されるシステム及び方法によって、道路の状態を監視することが可能になり、それにより、起こり得る陥没の存在及び程度を発見し、そのための対策を立てることができる。それゆえ、道路の責任機関は、緊急事態に関連付けられる余分なコストを回避することができ、経済的影響を低減するべく都合の良い時に交通ルート変更を計画することができ、財物及び個人に対する被害を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】初期の道路破損を検出するための方法及び装置の上面図である。
【００３４】
【図２】図１に示される具体例の側面図である。
【００３５】
【図３】たわみ性舗装を用いた道路の従来技術構造の断面を示す。
【００３６】
【図４】１つの具体例に係る、たわみ性舗装を用いた道路の典型的な構造であって、本明細書において開示されるファブリックが構造内に組み込まれた構造を示す。
【００３７】
【図５】別の具体例に係る、コンクリート舗装を用いた道路の典型的な構造であって、本明細書において開示されるファブリックが構造内に組み込まれた構造を示す。
【００３８】
【図６】本明細書において開示されるファブリックが、道路内の欠陥を画像化するために用いられている典型的な状況を示す。
【００３９】
【図７】本明細書において開示されるとおりのセンサ組立体ディスプレイ上に現れ得るであろう、道路の被害の画像を示す。
【００４０】
【図８】一具体例に係るファブリックの詳細を示す。
【００４１】
【図９】本明細書において開示される一具体例に係るセンサ組立体の想定されるブロック図を示す。
【００４２】
【図１０】本明細書において開示される一具体例に係るセンサ組立体のためのソフトウェアの想定されるフローチャートを示す。
【００４３】
【図１１】別の具体例に係るファブリックの詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本明細書において開示されるのは、大地に支持された、道路、ハイウェイ、空港滑走路、鉄道線路、河川若しくは海洋堤防、又は同様の構築物の表面下破損のリアルタイム監視及び検出のための方法及び装置である。本方法及び装置はどちらも、陥没の原因になり得る道路又は同様の構築物の下における欠陥を検出することができる。このような道路内に、前記道路が構築又は改築される際に、インテリジェントファブリックが舗装層の内部又はそれらの間のいずれかに組み込まれる。図１に見られるように、いくつかの実装形態では、道路、又は前記道路のいくつかの車線内の任意の場所における空洞又はその他の表面下の脆弱部１３０を検出するために、車両１４０によって道路１００に沿ってセンサ組立体１１０が運ばれてもよい（１６０）。前記センサ組立体が前記ファブリックを遠隔的に作動させると、前記ファブリックに対する被害、及びそれゆえ、前記道路に対する被害を検出することができる。可能性のある被害は、画像として示されるか、警報を作動させるか、今後の調査のために記憶される。あるいは、これらのアクションを任意に組み合わせることができる。
【００４５】
本明細書においては以下の定義を用いる。
【００４６】
単語「道路」は、道路、ハイウェイ、空港滑走路、地上面鉄道線路、及び堤防を含む、大地によって支持される任意の舗装路又は非舗装路を含むと理解されるべきである。
【００４７】
単語「舗装」は、路面層から下層路盤に至るまで、道路構築物の層の全てを含む。
【００４８】
単語「ファブリック（fabric）」は、道路、若しくは道路の１つの車線の幅の大部分である所定の幅、並びに通例、数台の自動車の長さよりも大きい長さを有する、シート又はメッシュの一般形態の材料を指す。
【００４９】
語句「インテリジェントファブリック」は、自らの物理状態を判定し、報告する手段を含むファブリックを指す。
【００５０】
語句「規則的アレイ」は、ファブリックの全ての領域がほぼ同じ幾何学的パターンを有するよう、ファブリックを形成する際に用いられる繰り返しパターンを指す。
【００５１】
単語「センサ」は、何らかの物理的現象を検出又は測定するためのデバイスを指す。
【００５２】
語句「センサ組立体」は、特定の種類の１つ以上のセンサ、並びにセンサからのデータを集め、それを有用な形に処理するために好適な電子機器及び計算能力の集合体を指す。
【００５３】
動詞「監視する（monitor）」は、物体又は現象を継続的又は定期的な仕方のいずれかで観察、測定、又は調査するプロセスを指す。
【００５４】
語句「ＲＦＩＤセンサ」は、無線周波数クエリをＲＦＩＤタグへ送ることができ、もし応答があれば、それを受信することができる電子デバイスを指す。
【００５５】
語句「ＲＦＩＤタグ」は、ＲＦＩＤセンサからの無線周波数問い合わせを検出し、それに応答する能力を有する無給電電子デバイスを指す。ＲＦＩＤタグは、電子（無線）クエリを検出し、それに応答する能力を有する、非常に小型の、非常に安価なマイクロ電子部品である。ＲＦＩＤタグ応答のための電力は、前記クエリによってもたらされるため、ＲＦＩＤタグは、追加の電源を全く必要としない。
【００５６】
ＲＦＩＤタグ及びセンサの非常に一般的な用途は、小売店の盗難管理システム内におけるものである。この場合には、商品内に埋め込まれたＲＦＩＤタグが、店の出口における電子ゲートによって問い合わせを受けると、応答することができる。客が商品の代金をきちんと支払っていれば、店員は前記ＲＦＩＤタグを無効にしていたことになり、前記客は出ることを許されることになる。
【００５７】
単語「ループ」は、特定の周波数で共振する共振回路を形成するように接続されたいくつかの電線区分を含む電気回路を指す。前記共振周波数は、ループの正確な形状（正方形、六角形等）に依存せず、総周長にのみ依存する。
【００５８】
語句「ループセンサ」は、電子デバイスであって、それが特定の共振周波数のループの近くにあるかどうかを検出することができる電子デバイスを指す。
【００５９】
語句「ロケーションセンサ」は、現在の時間及びロケーションを報告するための手段を指す。前記手段は、全地球測位システム（global positioning system、ＧＰＳ）であるか、又は車両の移動時間及び方向を監視することによってロケーションを発見する慣性システムとして知られる測定デバイスであることができる。
【００６０】
語句「ラインバッファ」は、画像データの１ラインを構成するデータを蓄積するコンピュータメモリ素子を指す。
【００６１】
本明細書において開示される早期警告システムは、大地に支持された、道路、ハイウェイ、空港滑走路、鉄道線路、河川若しくは海洋堤防、又は同様の構築物の表面下破損のリアルタイム監視及び検出のための方法及び装置を提供する。本システムは、道路の下における潜在的に危険な欠陥の存在又は非存在が迅速かつ容易に発見されることを可能にする。
【００６２】
システムのいくつかの実装形態は、道路内に、前記道路が構築又は改築される際に、舗装層の内部若しくはそれらの間のいずれか又は路床の上方において組み込まれなければならない材料又はファブリック、加えてセンサ組立体を含む。ファブリックは、道路の舗装内に埋め込まれてもよい。道路の構築後に前記ファブリックに物理的にアクセスする必要はなく、前記ファブリックは、調査時以外は完全に受動的である。いくつかの実装形態では、ファブリックは、ファブリックを伸張又は断裂させると、その電気特性が損なわれるように、道路内に潜在する破損を検出することを可能にするべく、道路の構築物内に含まれる。ファブリックは電子回路又はデバイスの規則的アレイを含み、そのアレイから道路破損の可能性を推測することができる。被害が沈下又は陥没を通じて表面上で明らかになる前に、調査によって、道路の表面下構造に対する被害を発見することが可能になる。
【００６３】
道路の状態の調査は、好適なセンサ組立体を、例えば、前記センサ組立体を自動車又はトラックに取り付けることによって、前記道路の表面に沿って通過させることによって行われる。いくつかの実装形態では、センサ組立体は、埋め込まれたファブリックの物理的完全性を検出することによって道路の状態を調査する。いくつかの実装形態では、センサ組立体は、埋め込まれたファブリックの電気特性に特性が一致するセンサを形成する、所定数の無線周波数送信器及び受信器の対の直線センサアレイを含む。センサ組立体は、直線センサアレイを道路に沿って移動させるための車両又はその他の手段を含むことができ、そのため、センサのアレイは、車両が道路に沿って移動している間、道路を横切って配置される。センサ組立体はまた、前記道路内又はその下における欠陥を発見することができるよう、無線周波数デバイスのアレイからのデータを収集して蓄積する信号処理ハードウェア及びソフトウェアを含んでいてもよい。センサ組立体がファブリックを遠隔的に作動させると、断裂などの、ファブリックに対する被害が明らかになる。この被害は、道路構造に対する被害の可能性を暗示すると見なされ、画像として示すか、又は従来の画像処理技法を用いて自動的に処理することができる。センサ組立体は、道路、又は道路車線の全幅にわたる潜在的破損を検出するように構築される。
【００６４】
図１は、道路１００の表面下状態を監視するための方法及び装置の上面図を示す。いくつかの実装形態では、道路１００は、大地によって支持される、ハイウェイ、空港滑走路、又は同様の構築物であってもよい。前記道路は、自らの物理状態を判定し、報告することができるファブリック１５０（図１では見えない）を含む。埋め込まれたファブリックの物理的完全性を検出することによって道路の状態を調査するためのセンサ組立体１１０が車両１４０によって前記道路に沿って運ばれ、時間とともに発達する空洞又はその他の表面下の脆弱部１３０を検出する。センサ組立体は、前記センサ組立体の運動方向に対して横方向に配列された所定数のセンサ１２０を含む。いくつかの具体例では、センサ組立体は、埋め込まれたファブリックの電気特性に特性が対応するセンサを形成する、所定数の無線周波数送信器及び受信器の対の直線センサアレイを含む。いくつかの具体例では、アレイを道路に沿って移動させる（１６０）ために車両以外の手段が用いられてもよく、センサのアレイは、アレイが道路に沿って移動させられている（１６０）間には、道路を横切って配置されるようにする。センサ組立体はまた、無線周波数デバイスのアレイからのデータを収集して蓄積する信号処理ハードウェア及びソフトウェアを含んでいてもよい。かくして、道路内又はその下における欠陥を発見することができる。いくつかの実装形態では、信号処理ハードウェア及びソフトウェアを含むセンサアレイ装置が車両内又は車両上に搭載される場合には、車両の操作員に道路の問題に直ちに気付かせることができる。
【００６５】
図２は、図１に示される方法及び装置の、切断線２−２に沿った側面図を示す。道路の構築又は改築の間に、ファブリック１５０が道路１００の土台に組み込まれる。表面下の脆弱部又は空洞１３０が発達すると、前記ファブリックは断裂するか（２１０）、又は別様の被害を受ける。ファブリック２１０内のこの被害又は断裂は、道路上方のセンサ組立体１１０を用いて容易かつ安価に検出することができる。
【００６６】
図３は、近代的設計によるたわみ性舗装を用いて建設された典型的な道路３０１の断面を示す。このような道路は、道路の目的及び地理的ロケーションに応じて、可変数の層及び下位層を有することになる。路面は、基層３００及び摩耗層３１０を含んでもよい。上層路盤３２０及び下層路盤３３０は、どちらも１つ又はいくつかの下位層を含んでもよい。最後に、路床は、道路を支持する大地である。剛性舗装を用いた道路は、路面がコンクリートスラブによって置き換えられることを除いて、ほぼ同じになるであろう。
【００６７】
図４は、道路３０１と同様であるが、ファブリック１５０が追加された、道路４０１の断面を示す。ファブリック１５０は、電子回路又はデバイスの規則的アレイを含み、そのアレイから道路破損の可能性を推測することができる。いくつかの具体例では、ファブリックは、無線周波数信号に応答することができる複数のマイクロ電子デバイスの規則的アレイを含んでもよく、それにより、ファブリックに対する被害は、マイクロ電子デバイスのうちの１つ以上に対しても、デバイスがもはや無線周波数信号に応答することができなくなる程度まで被害を与える。それゆえ、ファブリックに対する被害を検出することができ、それから道路破損の可能性を推測することができる。
【００６８】
図５は、コンクリートスラブ５００、１つ以上の道路層５１０、下層路盤５３０、及びファブリック１５０を含む剛性舗装を用いた道路５０１の断面を示す。下層路盤５３０は、１つ又はいくつかの下位層を含んでもよい。ファブリック１５０は、電子回路又はデバイスの規則的アレイを含み、そのアレイから道路破損の可能性を推測することができる。いくつかの具体例では、ファブリックは、電線のアレイの事前設定共振周波数に一致する周波数における無線周波数信号に応答することが可能な複数の相互接続された電線の規則的アレイを含んでもよい。そのため、ファブリックに対する被害はまた、電線又は電線区分のうちの１つ以上をも切断し、その結果、切断された電線又は電線区分を含む前記ファブリックの被害領域の共振周波数が変化する。それゆえ、ファブリック１５０に対する被害を検出することができ、それから道路破損の可能性を推測することができる。
【００６９】
図６は、下に空洞１３０が出現した道路５０１の断面を示す。正常な状態では、道路５０１に組み込まれたファブリック１５０は、道路が建設された時と大体同じ状態のままとどまることになる。しかし、実際の穴、又は陥没した、放棄された縦坑若しくはトンネル、あるいは単に路床の予想外の圧縮であり得るであろう、空洞１３０が出現すると、コンクリートスラブ５００又はその他の表面層（図示されていない）の下方の基層５１０は、前記空洞に向かって落ち込む（６００）。これによって、前記コンクリートスラブ５００のための支持が低下する。近い将来に、前記コンクリートスラブは、特に、重い荷重を受けた時に、破損する可能性が高い。前記ファブリックに対する断裂又は被害２１０は、本明細書において開示される道路上方のセンサ組立体を用いて容易かつ安価に検出することができる。
【００７０】
図７は、さもなければ一様な背景パターン７２０に対して、不規則な欠落部７１０としてディスプレイ上に現れる空洞の画像を示す。前記センサ組立体内のセンサから集められ、前記ディスプレイ上に示されるデータは、画像処理専門家に周知の仕方で処理される。
【００７１】
図８は、第１の実施形態であるファブリックの詳細を示す。ＲＦＩＤタグ８１０が、ファブリック内に、隣接するタグ同士が互いに触れないように配列されている。換言すれば、隣接するＲＦＩＤタグは互いに電気接触しない。物理的に、ＲＦＩＤタグは、電子機器がある頭部、並びに、実際には、無線波を受信及び送信するための単なる一片の電線若しくはその他の導電材料である、尾部、若しくはアンテナを含む。タグの各々は、前記ファブリックに沿って延びる、尾部、若しくはアンテナ８２０を有する。それゆえ、ファブリックの断裂又は被害は、いくつかのＲＦＩＤタグのアンテナを切断し（８３０）、したがって、前記ＲＦＩＤタグのいくつかを動作不能にする。
【００７２】
図９は、前記ファブリックとともに用いられるべきセンサ組立体の１つの可能な実装形態のためのブロック図を示す。センサ１２０のアレイ１１０が、測定値を生成し、測定値は、従来のアナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ、９２０）を用いてデジタル形式に変換され、マルチプレクサ（ＭＵＸ、９３０）が利用できるようにされる。関連付けられたメモリを有するマイクロプロセッサ又はその他のコンピュータ９４０が、前記測定値を順に収集する。コンピュータ９４０は、多数の異なる形態で実装されてもよい。例えば、それは携帯電話として実装されてもよい。それはまた、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、コンピュータタブレット、若しくは同様のモバイルデバイス、又はラップトップ若しくはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の一部として、あるいは組み込みシステムとして実装されてもよい。測定値の１つのセットは、道路を横切るデータの１ラインを構成する。このようなラインは各々、地理測位システム受信器（ＧＰＳ、９６０）又は同様のものなどのロケーションセンサからの正確な時間及びロケーションでタグ付けされ、後の処理のためにディスクファイル９５０若しくは同様のものに保存され、並びに／又は画像の１ラインとしてディスプレイ９７０上に表示され、並びに／又は警報９８０若しくはその他のしるしをトリガすることによって前記センサ組立体の操作員に警告するために用いられる。
【００７３】
いくつかの実装形態では、埋め込まれたファブリックの物理的完全性を検出することによって道路の状態を調査するためのセンサ組立体は、直線センサアレイと、この直線センサアレイを道路に沿って移動させるための手段であって、それにより、センサのアレイは、道路に沿って移動させられている間に、道路を横切って配置される、手段と、どこか他のロケーションに遠隔配置された信号処理ハードウェア及び／又はソフトウェアと、を含み、そのため、より大規模な処理又はより安価なセンサ組立体を用いることができる。直線センサアレイは、埋め込まれたファブリックの電気特性に特性が一致するセンサを形成する、所定数の無線周波数送信器及び受信器の対であってもよい。アレイを道路に沿って移動させる手段は、車両又は同様のものであってもよい。信号処理ハードウェア及びソフトウェアは、無線周波数デバイスのアレイからのデータを収集して蓄積する。かくして、道路内又はその下における欠陥を発見することができる。センサアレイ装置は、遠隔配置された信号処理ハードウェア及び／又はソフトウェアに加えて、車両又はその他のアレイ移動手段内又はその上に搭載される何らかの信号処理ハードウェア及びソフトウェアを含んでもよい。車両の操作員は、車両内又はその上に搭載されたハードウェア及びソフトウェアを介して道路の問題に直ちに気付かされてもよい。いくつかの実装形態では、センサアレイは、車両又はその他のアレイ移動手段内又はその上に搭載され、データは、どこか他のロケーションにおける信号処理ハードウェア及びソフトウェアに記録又は送信され、これにより、より大規模な処理又はより安価なセンサ組立体を用いることができる。
【００７４】
図１０は、本明細書において開示されるファブリックとともに用いられるべきセンサ組立体用のソフトウェアの１つの可能な実装形態のためのフローチャートを示す。前記ソフトウェアは、無限サイクルを含む。サイクルにおいて、それはまず、時間及びロケーションデータを入手する（１０２０）。次に、移動方向に対して直交するアレイ内のセンサごとに、前記ソフトウェアは、測定されたセンサデータを取得し（１０３０）、前記データが、被害を受けたファブリックを指示しているかどうかを確かめ（１０４０）、この情報をラインバッファ１０５０のメモリ内に記憶する。前記アレイ内の全てのセンサが処理された後に（１０６０）、前記ソフトウェアは、前記ラインバッファの内容をディスクに書き込み（１０７０）、及び／又は前記ラインバッファの内容を進行中のディスプレイに付加し（１０８０）、及び／又は何らかの他の仕方で警報を生成してもよい。その後、以上に挙げた全てのステップは繰り返される。
【００７５】
以下の項目は全て、電子機器供給業者から、既製品として、及び特注バージョンで入手可能であり、ここでは詳細に説明しない：ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤセンサ、無線周波数送信器及び受信器、アナログ−デジタル変換機、マルチプレクサ、並びにマイクロプロセッサ構成要素及びシステム。画像処理のために利用可能なフリー・オープンソースソフトウェアとしては、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＯｐｅｎＣＶ、及びＯｐｅｎＧＬ．ｏｒｇのＯｐｅｎＧＬが挙げられる。
【００７６】
いくつかの実装形態では、道路の下部層の状態は、ＲＦＩＤセンサの直線アレイを前記道路の表面に沿って通過させることによって判定される。前記センサが、前記道路内に埋め込まれたＲＦＩＤタグ上を通過すると、被害を受けていないＲＦＩＤタグのみが応答することになる。それゆえ、図７に示されるように、どのＲＦＩＤタグが動作不能であるのかを明らかにするデータ点のマトリックス７２０が得られる。
【００７７】
図１１は、別の実施形態であるファブリックの詳細を示す。前記ファブリックを構成する電線１１１０は、メッシュ状に配列され、前記電線は、各交点１１２０において電気接続される。電線区分及び接続部の各セットは、特定の共振周波数を有するループ１１３０を形成する。前記ループが無傷である場合には、無線周波数送信器が、前記ループの近くで動作している時に、ループは、事前設定された所望の周波数で共振し、エネルギーを吸収することになる。前記エネルギー吸収は、周知の方法を用いて検出することができる。前記ファブリックに対する被害の結果、１本以上の電線が切断されていると（１１４０）、残りの電線は、もはや、事前設定された所望の周波数で共振し、エネルギーを吸収することのない、切断されたループ１１５０を形成する。これは、当技術分野における無線のアマチュア及びその他の者たちに周知の原理である。
【００７８】
本実施形態では、道路の下部層の状態は、無線周波数送信器の直線アレイを前記道路の表面に沿って通過させることによって判定される。前記送信器がループ上を通過する際には、被害を受けていないループのみが、事前設定された共振周波数で応答することになる。それゆえ、図７に示されるように、どの電線が切断されているのかを明らかにするデータ点のマトリックス７１０が得られる。
【００７９】
本明細書において開示される早期警告システムは、大地に支持された、道路、ハイウェイ、空港滑走路、鉄道線路、河川若しくは海洋堤防、又は同様の構築物の表面下破損のリアルタイム監視及び検出のための方法及び装置を提供する。
【００８０】
道路の表面下構造の劣化は、前記道路の予期せぬ陥没を引き起こす可能性があり、その結果、応急修理を実行するための出費、交通ルートの変更による経済的損失、起こり得る財物の破壊、人若しくは動物のけが、及び更には死亡を招く。
【００８１】
本明細書において開示される早期警告システムの実装形態は、起こり得る陥没を発見し、そのための対策を取ることができるよう、道路状態を監視することを可能にする。これは、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｏａｒｄ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｃａｄｅｍｉｅｓ，Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ  Ｐａｖｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄ  Ｓｍａｒｔ  Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ  Ｔａｇｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ，Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｂｏａｒｄ（ＴＲＢ）Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｎｅｅｄｓ  Ｓｔａｔｅｍｅｎｔ，［オンライン］２０１３、［２０１３−１２−３１頃に取得］インターネットから取得＜URL:rns.trb.org/dproject.asp?n=33481＞によって、最優先扱いの要求である。更に、それは、従来技術よっては満たされない機能である。
【００８２】
センサアレイデータの収集、処理、及び提示は、当業界において周知である。図１０及び図１１における仕組みは、単に、このような処理を実行することができるであろう１つの方法を示すことを意図されているにすぎない。更に、図７、図８、及び図１１は、正方形のアレイを示しているが、アレイは正方形である必要はなく、長方形、三角形、又は六角形などの他の形状であることもできるであろう。
【００８３】
それゆえ、ここで説明されているシステム及び方法の様々な実装形態は、デジタル電子回路機構、集積回路機構、特別に設計されたＡＳＩＣ（application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又はこれらの組み合わせの形態で実現することができる。これらの様々な実装形態は、記憶システムからデータ及び命令を受信し、記憶システムへデータ及び命令を送信するように結合される、専用又は汎用であってもよい、少なくとも１つのプログラムマブルプロセッサと、少なくとも１つの入力デバイスと、少なくとも１つの出力デバイスと、を含むプログラムマブルシステム上で実行可能及び／又は解釈可能である１つ以上のコンピュータプログラムの形態の実装を含むことができる。
【００８４】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション又はコードとしても知られる）は、プログラムマブルプロセッサのための機械命令を含み、高水準手続き型及び／若しくはオブジェクト指向プログラミング言語、並びに／又はアセンブリ／機械語で実装することができる。
【００８５】
ユーザとの対話を提供するために、ここで説明されているシステム及び技法は、ユーザに情報を表示するための表示デバイス（例えば、ＣＲＴ（cathode ray tube、陰極線管）若しくはＬＣＤ（liquid crystal
display、液晶ディスプレイ）モニタ）を有するか、又は有せず、ユーザが、コンピュータへの入力を提供することができるキーボード及びポインティングデバイス（例えば、マウス若しくはトラックボール）を有するか、又は有しない、コンピュータ上に実装することができる。ユーザとの対話を提供するために、他の種類のデバイスを用いることもできる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形式の感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、若しくは触覚フィードバック）であることができ、ユーザからの入力は、音響、音声、若しくは触覚入力を含む、任意の形式で受け取ることができる。
【００８６】
ここで説明されているシステム及び方法は、バックエンド構成要素を（例えば、データサーバとして）含むか、又はミドルウェア構成要素（例えば、アプリケーションサーバ）を含むか、又はフロントエンド構成要素（例えば、ユーザが、ここで説明されているシステム及び技法の実装形態と対話することができるグラフィカルユーザインタフェース若しくはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）、あるいはこのようなバックエンド、ミドルウェア、若しくはフロントエンド構成要素の任意の組み合わせを含むコンピューティングシステムの形態で実装することができる。システムの構成要素は、デジタルデータ通信の任意の形式又は媒体（例えば、通信ネットワーク）によって相互接続することができる。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク（local area network、「ＬＡＮ」）、ワイドエリアネットワーク（wide
area network、「ＷＡＮ」）、及びインターネットが挙げられる。
【００８７】
コンピューティングシステムは、クライアント及びサーバを含むことができる。クライアント及びサーバは、一般的に互いに遠隔にあり、通例、通信ネットワークを通じて対話する。クライアント及びサーバの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行し、互いにクライアント−サーバ関係を有するコンピュータプログラムによって生じる。
【００８８】
加えて、図１０に示される論理フローは、所期の結果を達成するために、図示されている特定の順序、又は逐次的順序を必要としない。加えて、他のステップが提供されてもよいか、又は説明されているフローからステップが除かれてもよく、説明されているシステムに他の構成要素が追加されるか、又はそれから除去されてもよい。したがって、他の実装形態も添付の請求項の範囲に含まれる。
【００８９】
特に詳細に説明した上述の実装形態は、単なる例又は可能な実装形態にすぎず、含まれ得る多くの他の組み合わせ、追加、又は代替が存在することが理解されるであろう。
【００９０】
更に、本明細書において説明されているシステムは、説明されているように、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせを用いて実装されるか、又は完全にハードウェア要素の形で実装されてもよい。また、本明細書において説明されている様々なシステム構成要素間の機能性の特定の区分は単なる例にすぎず、必須ではない。単一のシステム構成要素によって実行される機能は、代わりに、複数の構成要素によって実行されてもよく、複数の構成要素によって実行される機能は、代わりに、単一の構成要素によって実行されてもよい。
【００９１】
上述の説明のいくつかの部分は、情報に対する操作のアルゴリズム及び記号表現によって特徴を提示している。これらのアルゴリズム的記述及び表現は、データ処理技術分野の当業者によって、自分の仕事の内容を他の当業者に最も効率的に伝えるために用いられる場合がある。これらの操作は、機能的又は論理的に説明されているが、コンピュータプログラムによって実行されると理解される。更に、操作のこれらの並びは、モジュールと呼ぶか、又は機能名によって言及することが、一般性を失うことなく、時として便利であることも分かっている。
【００９２】
以上の説明から明らかであるため特に別途断りのない限り、本明細書全体を通じて、「処理（processing）」又は「計算（computing）」又は「算出（calculating）」又は「判定（determining）」又は「表示（displaying）」又は「提供（providing）」又は同様のものなどの用語を使用した説明は、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はその他のこのような情報記憶デバイス、送信デバイスあるいは表示デバイス内の物理（電子）量として表現されたデータを操作し、変換する、コンピュータシステム、又は同様の電子コンピューティングデバイスのアクション及びプロセスを指すことを理解されたい。
【００９３】
上記の詳述に基づき、以上において説明された実装形態は、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせ若しくはサブセットを含むコンピュータプログラミング又は工学技法を用いて実装されてもよい。コンピュータ可読及び／又はコンピュータ実行可能命令を有する、このようにもたらされた任意のプログラムは、１つ以上のコンピュータ可読媒体内に組み込まれるか、又は提供されてもよく、これにより、コンピュータプログラム製品、即ち、製造品が作製される。コンピュータ可読媒体は、例えば、固定（ハード）ドライブ、ディスケット、光ディスク、磁気テープ、リードオンリーメモリ（read-only memory、ＲＯＭ）又はフラッシュメモリ等などの半導体メモリ、あるいはインターネット又はその他の通信ネットワーク若しくはリンクなどの任意の送信／受信媒体であってもよい。コンピュータコードを包含する製造品は、１つの媒体からの命令を直接実行することによって、１つの媒体からのコードを別の媒体にコピーすることによって、又はネットワークを通じてコードを送信することによって、作製され、及び／又は使用されてもよい。
【００９４】
本開示は、様々な特定の実装形態、具体例及び実施形態に関して説明されているが、本開示は、請求項の趣旨及び範囲内の変更を行って実施することができることが理解されるであろう。
【図１】
2017511877.tif 000003
【図２】
2017511877.tif 000004
【図３】
2017511877.tif 000005
【図４】
2017511877.tif 000006
【図５】
2017511877.tif 000007
【図６】
2017511877.tif 000008
【図７】
2017511877.tif 000009
【図８】
2017511877.tif 000010
【図９】
2017511877.tif 000011
【図１０】
2017511877.tif 000012
【図１１】
2017511877.tif 000013
【国際調査報告】
2017511877.tif 000014