(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体に取り付けられる複数のセンサと、
前記複数のセンサのそれぞれから測定情報が入力される測定計算機と、
前記測定計算機とインターネットで接続される管理者計算機とから構成される構造体のモニタリングシステムであって、
前記測定計算機は、
前記複数のセンサのそれぞれから入力される測定情報をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換機能と、
前記デジタル信号から測定データを作成するデータ処理機能と、
前記複数のセンサのそれぞれからの測定データの応答曲面と、前記構造体の健全時における測定データの応答曲面との間の同等性検定で、統計的に応答曲面の同等性が棄却されたときに前記構造体に異常が発生していると判定することによって前記構造体の損傷を検出する損傷判定機能と、
前記構造体の損傷の判定結果を前記管理者計算機に送信し、かつ前記管理者計算機からの命令を受信する遠隔送受信機能と、
前記管理者計算機からの命令で前記センサの測定条件を制御する測定条件制御機能とを備えたことを特徴とする、構造体のモニタリングシステム。
【請求項２】
前記測定計算機は、前記Ａ／Ｄ変換機能、前記データ処理機能および前記測定条件制御機能を備え、前記複数のセンサに接続される第１の計算機と、前記損傷判定機能および前記遠隔送受信機能を備える第２の計算機とから構成され、前記第１の計算機と前記第２の計算機はイーサーネットで接続されることを特徴とする、請求項１に記載の構造体のモニタリングシステム。
【請求項３】
前記遠隔送受信機能は、電子メールにより通信することを特徴とする、請求項１または２に記載の構造体のモニタリングシステム。
【請求項４】
前記遠隔送受信機能は、ＷＷＷにより通信することを特徴とする、請求項１または２に記載の構造体のモニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造体のモニタリングシステムに関し、特に、遠隔からモニタすることのできる構造体のモニタリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造体は、繰返し荷重による疲労、腐食環境による腐食、衝突事故などに起因する衝撃荷重、地震や突風などの自然災害に起因する過大荷重などにより、亀裂、腐食孔、剥離、変形などの損傷を生じる。そのため、定期的にまたは必要に応じて、損傷検査を実施し、構造体の安全性や機能を確保する必要がある。
【０００３】
しかし、この検査は、高度な技術的訓練を受けた有資格者などにより、目視または装置を用いて実施されるものであった。また、機器の検査の際には、検査対象の機器を停止させなければならなかった。そのため、時間的にも、費用的にも、検査に要するコストが高かった。また、検査には、高所での作業や放射線被爆など、測定者に対する危険性が伴う恐れがあった。さらに、例えば地震などの非常時には、検査を迅速に実施することは困難であった。以上のような問題点を解決するために、測定対象にセンサを取り付けて構造体の損傷を検査するシステムが数多く提案されている。
【０００４】
（１）構造材料部材に発生する疲労亀裂の検出に関しては、特開平１０−１８５８５４号広報において、疲労亀裂検知センサを構造材料部材に取り付け、一定の間隔でサンプリングし、センサ出力がしきい値を越えたときに疲労亀裂の発生を検出するシステムが提案されている。このシステムは、疲労亀裂発生の予測には優れているが、衝撃荷重や地震などの予想外の荷重による変形、複合材料や接着接合構造の剥離、腐食などには適用できない。また、巨大構造の場合、膨大な数のセンサが必要となるため、センサに接続されるアナログリード線の引き回しが問題となる。
【０００５】
（２）構造物の変形を検出するシステムに関しては、特開平１０−３１８７２５号広報において、トンネルの内部に光ファイバを貼り付け、光の伝搬強度の差異を比較することで構造物の変形を検出するシステムが提案されている。このシステムは、光ファイバを用いることで配線の面倒を回避できる利点があるが、光ファイバは外力が働かない限りひずみを測定できないため、一般の構造体の点検には適当ではない。また、光強度変化とひずみの関係と、ひずみと損傷の関係をあらかじめ求めておく必要があるため、巨大構造に適用することは困難である。
【０００６】
（３）構造物の異常を検知するシステムに関しては、特開平１０−２７４６０３号広報において、構造物の支持部に平面センサを配置し、地震や台風に起因する構造物の位置のずれを検出するシステムが提案されている。しかし、このシステムは、すでに建設された構造物に適用するためには膨大な設置コストがかかることや、検知されるのは位置のずれだけであるなどの問題がある。
【０００７】
（４）地震などの自然災害時に建物の損傷を検出するシステムに関しては、特開平１１−４４６１５号広報において、建物内の計算機ネットワークを利用して地震計記録を収集し、固有振動数の変化から建物の損傷を検出するシステムが提案されている。このシステムは、建物内の計算機ネットワークを利用することで膨大なアナログ配線が不要となる点に利点がある。また、固有振動数の変化により損傷を検出するため、少ない数のセンサで損傷を検出できる。しかし、計算機を耐震構造上に設置する必要があることや、固有振動数だけでは検出されにくい振動モードの腹部分における損傷の検出が難しいことなどの問題がある。
【０００８】
（５）構造物のモニタ装置に関しては、特開平６ー１９４２７５号広報において、センサと演算処理部と送受信装置を一体化したモニタ装置が提案されている。この装置は、構造物に簡単に取り付けることができるが、センサの配置に制約を受けること、無線を用いることで電波障害を受けやすいこと、測定した結果から損傷を判定する部分が無いことなどの問題点がある。
【０００９】
（６）プリンタやパーソナルコンピュータなどのネットワーク接続機器の管理システムに関しては、特開平６−２２２９５６号広報、特開平１０−９７４４４号広報、特開平１０−１７３６５５号広報、特開平９−１３４２９７号広報において、ネットワーク接続機器の異常を監視するホストＣＰＵが異常発生の際に管理者に電子メールを送信して通知するシステムが提案されている。
【００１０】
また、特開平１１−２３４２７１号広報において、ホームページに利用されているＨＴＴＰプロトコルによるネットワーク接続機器の遠隔モニタリングシステムが提案されている。
【００１１】
しかし、これらのシステムは、ネットワークに接続されていない機器構造の異常検知については言及していない。また、センサ情報は通常は膨大なデータとなるが、これらの膨大なデータの転送については検討されていない。
【００１２】
（７）プラントなどの遠隔監視システムに関しては、特開平１１−２５２６７０号広報において、工場内のイントラネットにセンサを小型端末で接続し、監視情報をＨＴＭＬ形式データまたは電子メールにより管理者へ送信するシステムが提案されている。このシステムは、従来の目視検査や、アナログリード線を利用したセンサ接続による監視と比較すると画期的である。しかし、センサ情報をアンプとフィルターと波形処理とでアナログ処理し、結果をコンパレーターで比較してデジタル化することで監視しているため、測定データ間の関係から総合的に判断するなどの柔軟な判定手法が採用できないことや、複雑な構造体の監視には使用が困難であることなどの問題点がある。
【００１３】
また、特開平１１−１４６４６６号広報において、ＷＷＷサーバから提供されるＨＴＭＬ形式データにより、プラントを遠隔地から監視するシステムが提案されている。このシステムは、通信方法がＷＷＷを使用した方法に限定されることや、データをリアルタイムに表示するだけなので監視者が必要であることなどの問題点がある。
【００１４】
（８）遠隔地からの分析装置に関しては、特開２０００ー２８６１７号広報において、分析対象物を検出して検出値を出力する検出器と、所定の分析プログラムと、インターネットなどのデジタル通信手段とを備えた計算機からなる分析システムが提案されている。このシステムは、分析プログラムによる分析結果と分析条件を、ＷＷＷ編集プログラムで作成したホームページに表示することや、電子メールで伝達することにより管理者に通知するシステムである。しかし、このシステムは、分析者が積極的にマウス操作やサーバへの依頼などの行動を起こさなければ分析が開始されないこと、常時監視するプログラムが無いこと、センサの故障をチェックする機能が無いこと、センサの情報を再確認する機能がないことなどの問題点がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、管理者が遠隔操作によりセンサの測定条件を制御することや、センサの故障をチェックすることはできなかった。そのため、管理者は遠隔から構造体の損傷を詳細にモニタすることができなかった。
【００１６】
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、構造体の損傷を遠隔から詳細にモニタすることができる構造体のモニタリングシステムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、構造体に取り付けられる複数のセンサと、前記複数のセンサのそれぞれから測定情報が入力される測定計算機と、前記測定計算機とインターネットで接続される管理者計算機とから構成される構造体のモニタリングシステムであって、前記測定計算機は、前記複数のセンサのそれぞれから入力される測定情報をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換機能と、前記デジタル信号から測定データを作成するデータ処理機能と、前記複数のセンサのそれぞれからの測定データと、前記構造体の健全時における測定データとの間の応答曲面の有意差検定で、統計的に応答曲面の同等性の検定が棄却されたときに前記構造体に異常が発生していると判定することによって前記構造体の損傷を検出する損傷判定機能と、前記構造体の損傷の判定結果を前記管理者計算機に送信し、かつ前記管理者計算機からの命令を受信する遠隔送受信機能と、前記管理者計算機からの命令で前記センサの測定条件を制御する測定条件制御機能とを備える構成とした。
また、測定計算機は、前記Ａ／Ｄ変換機能、前記データ処理機能および前記測定条件制御機能を備え、前記複数のセンサに接続される第１の計算機と、前記損傷判定機能および前記遠隔送受信機能を備える第２の計算機とから構成され、前記第１の計算機と前記第２の計算機はイーサーネットで接続される構成とした。
【００１８】
【作用】
構造物に取り付けられたセンサにより検出された測定情報は、センサと接続する測定計算機に入力される。測定計算機では、測定情報はＡ／Ｄ変換機能によりデジタル信号に変換され、デジタル信号はデータ処理機能によりノイズ除去、平滑化などのデータ処理がなされ、測定データが作成される。そして、その測定データから、損傷判定機能により構造物の損傷を自動的に判定し、判定結果は遠隔送受信機能により管理者計算機に通知される。管理者は遠隔送受信機能により、定期的にまたは必要に応じて、測定条件制御機能に命令を送信し、センサの測定条件を制御する。また、センサと測定計算機の第１の計算機はアナログリード線で接続され、測定計算機の第１の計算機と第２の計算機はイーサーネットで接続される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の構造体の損傷モニタリングシステムの構成を、橋梁構造の損傷モニタリングシステムを例として説明する。橋梁構造の損傷モニタリングシステムを図１に示す。
【００２０】
図１に示すように、橋梁の部分構造１には複数のセンサ２が取り付けられ、センサ２はアナログリード線３により測定計算機４に接続される。測定計算機４は、部分構造１に取り付けられセンサ２と接続する小型スマート端末５と部分構造１から離れた場所に配置される判定部分計算機６とから構成され、小型スマート端末５と判定部分計算機６はイーサーネットケーブル７により接続される。そして、判定部分計算機６は、遠隔に配置される管理者計算機８とインターネット回線９により接続される。
【００２１】
測定計算機４は、センサ２から入力される測定情報から部分構造１の損傷を判定し、判定結果をインターネット回線９を介して管理者計算機８に通知する。そして、管理者計算機８は、定期的にまたは必要に応じて、センサ２の測定条件を制御する命令を測定計算機４に出し、部分構造１の損傷の詳細をモニタする。なお、センサ２は振動測定用のセンサであり、ひずみゲージ、加速度計、振動センサなどが用いられる。
【００２２】
測定計算機４の詳細な構成を図２に示す。図２に示すように、小型スマート端末５は、Ａ／Ｄ変換機能１０、データ処理機能１１および測定条件制御機能１２を備える。センサ２から小型スマート端末５に入力された測定情報は、まず、Ａ／Ｄ変換機能１０によりデジタル信号に変換される。次に、変換されたデジタル信号は、データ処理機能１１によりデータ処理され測定データが作成される。そして、測定データはイーサーネットケーブル７を介して測定部分計算機６に送信される。また、測定条件制御機能１２は、管理者計算機８からの命令があった際に、その命令に応じてセンサ２の測定時間や測定間隔などを制御する。
【００２３】
判定部分計算機６は、損傷判定機能１３および遠隔送受信機能１４を備える。損傷判定機能１３は、小型スマート端末５から送信された測定データから、部分構造１の損傷を判定する。そして、遠隔送受信機能１４は、部分構造１の損傷の判定結果を管理者計算機８に送信する。また、遠隔送受信機能１４は、管理者計算機８から測定条件制御機能１２に対して出される命令を受信する。
【００２４】
なお、小型スマート端末５と判定部分計算機６を結ぶイーサーネットケーブル７の本数は、必要に応じて適宜設定する。例えば、地震などの大規模な災害時における損傷モニタリングシステムの信頼性を十分に確保するためには、イーサーネットケーブル７は複数本配設されることが好ましい。また、ＩＰ（Internet Protocol）ルーティングの動的なサービスであるＲＩＰ（Routing Information Protocol）サービスを利用して、ネットワーク障害を自動的に回避して判定部分計算機６にデータを確実に送信するように設定することがさらに好ましい。また、無線を利用することが可能な環境では、無線ＬＡＮ機器を用いることにより、小型スマート端末５と判定部分計算機６との間のイーサーネットの配線を省略することもできる。
【００２５】
次に、橋梁の損傷の判定方法について説明する。橋梁の損傷には、破壊、変形、接合部における疲労亀裂などがある。また、橋梁に設置される電話などの付属部品の健全性も損傷モニタリングの対象となる。
【００２６】
過大荷重による破壊を判定する際は、あらかじめ、構造解析により予測される危険荷重をしきい値として設定しておき、センサ２として用いられる振動センサが検出する振動データがこのしきい値を越えたときに、橋梁に損傷が発生したと判定する。
【００２７】
橋梁の変形を判定する際は、振動センサで橋梁の固有振動数の変化を測定し、その測定値を統計的に処理することにより橋梁の変形を判定する。具体的に説明すると、あらかじめ橋梁の健全時の固有振動数を複数回（ｍ回）測定し、その固有振動数の平均値ωｍと標準偏差σを求めておく。また、損傷モニタリング時に複数回（ｎ回、ｎ＜ｍ）測定して得られた固有振動数の平均値をωｎとする。そして、測定値がすべて正規分布に従うとすれば、平均値の差（ωｍ−ωｎ）が０であるという帰無仮説（差異はないという仮説）が９５％の信頼度で棄却されるためには、統計量ｚ［（ωｍ−ωｎ）／｛σ√（１／ｍ）＋１／ｎ）｝］が自由度ｐ＝ｎ＋ｍ−２のｔ分布（α＝０．０２５）の値であるｔ値よりも大きいことが条件となる。つまり、統計量ｚがｔ分布のｔ値よりも大きいときに、統計的に差異があると判断される。このことは、物理的に差異があることを直ちに指しているわけではないが、橋梁の変形を判定する上で強力な指標となる。なお、αの値は、必要に応じて変化させることができる。
【００２８】
疲労亀裂の発生を判定する際は、センサ２にＰＶＤＦ圧電フイルムなどの軽量センサやひずみゲージなどを用いる。センサ２にひずみゲージを用いて引張力を受ける平板のボルト継ぎ手の疲労亀裂を判定する場合を例に説明する。なお、引張力は、完全に弾性範囲内であるとする。ボルトに亀裂がないときは弾性変形なので、外力が比例負荷であれば、各ひずみ出力εは外力の大きさに関係なく互いに比例関係にある。つまりｉ番目のひずみ出力εｉとｊ番目のひずみ出力εｊは、εｉ＝βｉｊ×εｊの関係にある（βｉｊは比例定数）。したがって、さまざまな比例負荷外力下で２つのひずみゲージ間の応答曲面を作成し、その応答曲面の同等性の有意差検定により亀裂の発生を判定することができる。
【００２９】
また、すべてのひずみゲージ間の応答曲面の検定を行い、ある特定の番号のゲージが関連した場合にだけ同等性が棄却されれば、そのゲージが取り付けられている個所に亀裂が発生したことが分かる。具体的には、ひずみゲージがε１とε２の場合、無損傷時にｎ１回の測定を実施し、ε１＝β０＋β１２×ε２の係数を最小２乗法で求める。そして、モニタリングの開始後、ｎ２回の測定を実施し、ε１＝Ｂ０＋Ｂ１２×ε２の係数を求める。この２直線の同等性の検定は、β０＝Ｂ０とβ１２＝Ｂ１２の帰無仮説を検定すればよい。この場合、統計量Ｗ＝｛（ＳＳＥ０／ＳＳＥ１２−１）（ｎ’−２ｐ’）／ｐ’｝がＦ分布に従うため、Ｆ（α，ｎ’，ｎ’−２ｐ’）を越える場合に、仮説が棄却され、同等性が棄却される。なお、ＳＳＥ０はｎ１とｎ２を合わせた集団から得られる誤差平方和であり、ｎ’＝ｎ１＋ｎ２、ｐ’＝応答曲面の係数＋１、ＳＳＥ１２＝ＳＳＥ１＋ＳＳＥ２である。また、ＳＳＥ１はｎ１の誤差平方和であり、ＳＳＥ２はｎ１の誤差平方和である。ここで、応答曲面とは、目的（応答）に対する変数の影響を得るために複数の不連続なデータ点での目的（応答）を連続的な曲面で近似させた近似関数（直線や多項式とは限らない）のことを言う。通常、実験計画法とともに使用され，製造プロセスの最適化などに利用されている。
【００３０】
疲労亀裂の長さを推定する際は、一箇所のボルト孔に対して複数のセンサを貼り付け、センサ出力の変化パターンから亀裂長さを推定する。しがって、あらかじめ解析または実験によりそれぞれの亀裂長さに対するひずみ出力を学習用データとして得ておく必要がある。また、判別分析により長さを推定することもできる。例えば、亀裂長さが異なる場合の数多くの実験結果があるとすれば、その実測データがどれに最も近いデータパターンであるかを推定することで、疲労亀裂の長さを推定することができる。
【００３１】
次に、測定計算機４の内部で稼働している各種のプログラムについて詳細に説明する。
【００３２】
小型スマート端末５の内部では、Ａ／Ｄ変換制御プログラム、データ処理プログラムおよび測定条件制御命令送受信プログラムが稼働している。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換制御プログラムには、通常のＡ／Ｄ変換の制御に使用されるデバイスドライバが記述されている。データ処理プログラムには、データの平滑化、ＦＦＴ、ウエーブレット変換、平均化処理などのアルゴリズムがパッケージ化されている。そして、測定条件制御命令送受信プログラムには、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルのネットワーク送受信プログラムが記述されている。
【００３４】
測定条件制御命令送受信プログラムは、小型スマート端末５の起動後にＪａｖａ言語で定義されるスレッドまたはマルチタスク管理プログラムを起動し、ＴＣＰ／ＩＰパケットを作成して、ＴＣＰ／ＩＰサーバープログラムを起動する。ＴＣＰ／ＩＰサーバーは、特定の接続パケット番号の接続要求を監視する。Ｊａｖａ言語を使用すれば、この作業は標準クラスライブラリで簡単に作成可能である。そして、接続要求があれば、スレッドを起動し、マルチタスク化して動作制御プログラムを起動させる。
【００３５】
動作制御プログラムの詳細を図３に示す。動作制御プログラムは、ステップＳ１で送信されたデータから送信元のＩＰアドレスを習得し、保存する。そして、ステップＳ２でテキストの命令を取得し、ステップＳ３でテキストの命令を解読する。そして、ステップＳ４で、あらかじめ配列に記録されている命令リストから命令を選択し、その命令を副プログラムとして実行する。
【００３６】
副プログラムが設定変更であれば、ステップＳ５で設定を変更し、ステップＳ６で返信データを作成し、ステップＳ７で返信プログラムを起動し、送信元のＩＰアドレスにテキストで返信する。また、副プログラムがデータ処理であれば、ステップＳ８でデータ処理を実施し、ステップＳ９で返信データを作成する。そして、次のステップＳ７で返信プログラムを起動し、送信元のＩＰアドレスにテキストで返信する。また、副プログラムがＡ／Ｄ変換命令であれば、ステップＳ１０でＡ／Ｄ変換デバイスドライバに命令を出し、ステップＳ１１でセンサ情報を取得する。そして、ステップＳ１２またはステップＳ１３に進む。ステップＳ１２では、センサ情報をメモリに格納する。また、ステップＳ１３では、返信データを作成し、次のステップＳ７で返信プログラムを起動し、送信元のＩＰアドレスにテキストで返信する。
【００３７】
判定部分計算機６の内部では、小型スマート端末モニタプログラム、損傷判定プログラム、電子メール作成プログラム、電子メールサーバープログラム、データ確認プログラムおよびＷＷＷサーバープログラムが稼働している。
【００３８】
小型スマート端末モニタプログラムは、判定部分計算機６の内部で小型スマート端末５を模擬して、実行不可能な命令などを送信しないように監督する。また、小型スマート端末５のハードウエア互換性を保つためのデバイスドライバの役割と、センサ２のハードウエア互換性を保つためのデバイスドライバの役割を受け持つオブジェクト指向のクラスとなっている。
【００３９】
図４は、小型スマート端末の抽象化クラスを表したものである。Sensorクラス１６のサブクラスであるStrain Gage クラス１７やTermo coupleクラス１８のインスタンスは配列の中に格納されている。そして、Strain Gage クラス１７とTermo coupleクラス１８は、最新のデータをインスタンス変数内に保存している。それぞれのセンサ２のハードウエア情報はこのSensorクラス１６のサブクラスで定義し、小型スマート端末５のハードウエア情報はSmart Terminalクラス１５のサブクラスで定義する。また、すべてのSensorクラス１６は初期化関数initializeと状態チェック関数check を有している。したがって、初期化関数initializeの命令により、すべてのセンサ２の初期化が可能である。
【００４０】
損傷判定プログラムは、損傷モニタリング全般の制御を司る。損傷判定プログラムの詳細を図５に示す。損傷判定プログラムは、ステップＳ２１でセンサ２の初期化とシステムチェックを行い、次のステップＳ２２で測定条件を設定する。そして、しきい値を用いて損傷を判定する場合はステップＳ２３に進み、統計的検定により損傷を判定する場合はステップＳ２６に進む。
【００４１】
しきい値を用いて損傷を判定する場合は、ステップＳ２３で危険荷重のしきい値と振動データの測定間隔を設定し、次のステップＳ２４で測定条件を確認し、その測定条件で測定を実施し、測定された測定データを処理する。そして、続くステップＳ２５で損傷を判定する。ステップＳ２５で損傷が判定されれば、次の電子メール作成プログラムに進み管理者計算機８に送信するメールを作成する。また、ステップＳ２５で損傷が判定されなければ先のステップＳ２４に戻る。
【００４２】
統計的検定により損傷を判定する場合は、ステップＳ２６で統計的検定と測定間隔を設定し、次のステップＳ２７で測定条件を確認し、その測定条件で測定を実施し、測定された測定データを処理する。そして、続くステップＳ２８で、モニタを開始するかどうか判断する。モニタを開始する場合は次のステップＳ２９に進み、モニタを開始しない場合は先のステップＳ２７に戻る。ステップＳ２９では、測定条件を確認し、その測定条件で測定を実施し、測定された測定データを処理する。そして、次のステップＳ３０で損傷を判定する。ステップＳ３０で損傷が判定されれば、次の電子メール作成プログラムに進み管理者計算機８に送信するメールを作成する。また、ステップＳ３０で損傷が判定されなければ先のステップＳ２９に戻る。
【００４３】
なお、統計的検定により損傷を判定する場合は、測定は学習用データ収集ステージとモニタリングステージに分割して行われる。学習用ステージでは、あらかじめ設定された期間にデータ収集を行い、平均値や分散などの統計量を計算する。そして、モニタリングステージでは、設定された間隔で測定を行う。
【００４４】
また、損傷判定プログラムに、測定センサ情報間の応答曲面の同等性検定により損傷を判定する手法や、学習データを利用して損傷を判定する手法を用いることもできる。
【００４５】
損傷判定プログラムで損傷が判定された場合は、電子メール作成プログラムが起動する。なお、その際、再調査を自動的に行うこともできる。電子メールには、部分構造１の異常を知らせる内容が記載される。また、電子メールには、各センサの測定結果を掲載することもできる。
【００４６】
電子メール作成プログラムで作成された電子メールは、電子メールサーバープログラムにより管理者計算機８に送信される。電子メールサーバープログラムは、セキュリティのため、特定の電子メールサーバーにだけ電子メールを配布するように設定し、電子メールの送信や再送要求は自分自身からだけ接続可能とするように設定することが望ましい。
【００４７】
データ確認プログラムは、電子メールサーバープログラムにより管理者計算機８に部分構造１の損傷の判定が通知された後や定期点検時に、管理者計算機８がＷＥＢブラウザにより測定計算機４にＷＷＷサービスを要求することにより起動される。なお、データ確認プログラムは常時起動しておいてもかまわない。
【００４８】
ＷＷＷサービスは、ＷＷＷサーバープログラムにより提供される。ＷＷＷサーバープログラムは、ＩＤとパスワードの設定に加えて、特定のＩＰアドレスまたはネットワークアドレスからのみアクセス可能とするように設定することが望ましい。なお、不要なサービスは閉ざしておくべきである。
【００４９】
そして、管理者計算機８はＷＷＷサーバープログラムから提供されるホームページで橋梁の損傷をモニタする。ホームページの画面の一例を図６に示す。図６の橋梁損傷モニタリングのホームページの画面では、橋梁の構造を部分構造ａ〜部分構造ｆにサブグループ化している。画面の左側のボタン１９ａ〜１９ｆは、それぞれの部分構造ａ〜部分構造ｆのホームページへのリンクボタンである。
【００５０】
また、画面の右側中央には、部分構造のセレクタ２０とセンサのセレクタ２１が配置される。図６では、部分構造ａとセンサｃが選択されている。そして、部分構造ａについてのセンサｃの測定結果は、右上の窓２２にグラフで表示される。また、グラフの一部にマウスカーソル２３がフォーカスされたときは、小窓２４にその値が表示される。また、右下の窓２５には、部分構造ａの損傷の判定結果が表示される。図６では、「異常あり」と表示されている。また、右下には、センサに測定の命令を出すボタン２６、センサに初期化の命令を出すボタン２７、判定部分計算機６に損傷の判定を命令するボタン２８がそれぞれ配置される。なお、必要ならば、判定部分計算機６に損傷の再判定を命令するボタンを配置することもできる。
【００５１】
それぞれの部分構造のホームページの画面の一例を図７に示す。画面の上側には、センサのセレクタ２１、測定結果をグラフで表示する窓２２、センサに測定の命令を出すボタン２６、センサに初期化の命令を出すボタン２７が配置される。そして、画面の下側には、センサの計測条件のセレクタが配置される。サンプル間隔はセレクタ２９で、サンプル時間はセレクタ３０で、データ平滑化点数はセレクタ３１で選択される。また、画面の下側には、窓２２に表示されるグラフの変更を命令するボタン３２が配置される。したって、管理者計算機８は、センサの測定間隔や測定時間などをホームページの画面から調整することができる。
【００５２】
データ確認プログラムの詳細を図８に示す。データ確認プログラムは、ステップＳ３１で構造セレクタ２０で選択された部分構造のセレクタ番号を読みこみ、ステップＳ３２でセンサセレクタ２１で選択されたセンサのセレクタ番号を読みこむ。そして、次のステップＳ３３では、選択されたセンサが測定可能な状態かどうか検査する。センサが測定中の場合やセンサが測定不能と判定されればステップＳ３４に進み、ステップＳ３４でセンサのエラーを表示する。また、ステップＳ３３で測定可能と判定されればステップＳ３５に進む。
【００５３】
ステップＳ３５では、小型スマート端末モニタプログラムへセンサの測定命令を送信する。そして、次のステップＳ３６で、センサの測定データを小型スマート端末モニタプログラムから受信する。そして、続くステップＳ３７で、そのデータを処理し、測定結果のグラフ画像を作成する。そして、ステップＳ３８で、ホームページの窓２２にグラフを再表示する。
【００５４】
以上、橋梁構造の損傷モニタリングシステムについて説明したが、本発明の損傷モニタリングシステムはポンプや小型発電機などの機器にも適用することができる。例えば、ポンプに適用する場合は、ポンプに制御板を、測定計算機４にＤ／Ａ変換機能を取り付けておくと、測定計算機４とポンプ制御板と接続させることにより、ポンプの稼働停止を遠隔操作できるばかりではなく、ポンプの回転速度も遠隔から制御することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のことから、本発明によれば、構造体に取り付けられるセンサと接続する測定計算機は、構造体の損傷を判定する損傷判定機能と、構造体の損傷の判定結果を前記管理者計算機に送信し、かつ管理者計算機からの命令を受信する遠隔送受信機能とを有するので、遠隔地から構造体のモニタリングを自動的に行うことができる。また、測定条件制御機能により、センサの測定条件を遠隔から調整することができるので、より詳細なモニタリングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  橋梁機構の損傷モニタリングシステムの構成図
【図２】  測定計算機の構成図
【図３】  測定条件制御プログラムのフロー図
【図４】  小型スマート端末モニタプログラムのフロー図
【図５】  損傷判定プログラムのフロー図
【図６】  橋梁構造モニタリングのホームページの画面を示す図
【図７】  部分構造モニタリングのホームページの画面を示す図
【図８】  データ確認プログラムのフロー図
【符号の説明】
１  部分構造
２  センサ
３  アナログリード線
４  測定計算機
５  小型スマート端末
６  判定部分計算機
７  イーサーネットケーブル
８  管理者計算機
９  インターネット回線
１０  Ａ／Ｄ変換機能
１１  データ処理機能
１２  測定条件制御機能
１３  損傷判定機能
１４  遠隔送受信機能
【図１】
0003777453.tif 000002
【図２】
0003777453.tif 000003
【図３】
0003777453.tif 000004
【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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