特開 2021-162363 劣化検出装置、劣化検出システム、劣化検出方法、重量測定装置、重量測定方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-162363(P2021-162363A)

(43)【公開日】2021年10月11日

(54)【発明の名称】劣化検出装置、劣化検出システム、劣化検出方法、重量測定装置、重量測定方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20210913BHJP

   G01G 19/03 20060101ALI20210913BHJP

【ＦＩ】

   G01M99/00 Z

   G01G19/03

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2020-61538(P2020-61538)

(22)【出願日】2020年3月30日

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】594128913

【氏名又は名称】株式会社長大

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮澤 冬樹

(72)【発明者】

【氏名】尾下 順二

(72)【発明者】

【氏名】菊地 英一

(72)【発明者】

【氏名】虻川 高宏

【テーマコード（参考）】

2G024

【Ｆターム（参考）】

2G024AD34

2G024BA12

2G024BA22

2G024BA27

2G024CA04

2G024CA26

2G024DA01

2G024DA11

2G024EA11

2G024FA02

2G024FA14

(57)【要約】

【課題】橋梁の劣化を簡単に且つ継続的に検出する。
【解決手段】劣化検出装置は、橋梁に設けられたセンサから、橋梁のセンサが設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集する収集部と、時系列データから、特定車両が橋梁を通過時の特定部分データを抽出する抽出部と、特定部分データに基づき、特定車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を算出する振幅算出部と、振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、橋梁が劣化したと判定する判定部と、を備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

橋梁に設けられたセンサから、前記橋梁の前記センサが設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集する収集部と、
前記時系列データから、特定車両が前記橋梁を通過時の特定部分データを抽出する抽出部と、
前記特定部分データに基づき、前記特定車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を算出する振幅算出部と、
前記振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、前記橋梁が劣化したと判定する判定部と、
を備える劣化検出装置。

【請求項2】

前記橋梁が劣化したと判定された場合、前記橋梁が劣化したことを示すアラーム情報を出力するアラーム出力部
をさらに備える請求項１に記載の劣化検出装置。

【請求項3】

前記特定車両は、前記橋梁を予め設定された第１時刻に通過する予定の車両であり、
前記時系列データは、時刻と前記パラメータとが対応付けられたデータであり、
前記抽出部は、前記時系列データにおける前記第１時刻の前後の予め定められた時間範囲から、前記特定部分データを抽出する
請求項１または２に記載の劣化検出装置。

【請求項4】

前記抽出部は、前記特定車両が前記橋梁を通過していることを検出する通過検出装置により検出された検出信号に基づき、前記時系列データから前記特定部分データを抽出する
請求項１または２に記載の劣化検出装置。

【請求項5】

前記抽出部は、前記特定車両が予め定められた第１位置を通過したことを知らせる通過情報と、前記第１位置から前記橋梁までの前記特定車両の予測走行時間とに基づき、前記特定車両が前記橋梁を通過する予定時刻を推定し、推定した予定時刻に基づき前記特定部分データを抽出する
請求項１または２に記載の劣化検出装置。

【請求項6】

前記特定車両は、前記橋梁を日毎に同一時刻に通過する予定の車両であり、
前記振幅算出部は、予め設定された日付における前記時系列データから抽出された前記特定部分データに基づき、前記振幅値を算出する
請求項１から５の何れか１項に記載の劣化検出装置。

【請求項7】

前記振幅算出部は、予め設定された時間帯における前記時系列データから抽出された前記特定部分データに基づき、前記振幅値を算出する
請求項１から６の何れか１項に記載の劣化検出装置。

【請求項8】

前記振幅算出部は、前記特定車両における前記橋梁の通過時の速度が、予め設定された範囲内である前記時系列データから抽出された前記特定部分データに基づき、前記振幅値を算出する
請求項１から７の何れか１項に記載の劣化検出装置。

【請求項9】

前記振幅算出部は、前記特定車両における前記橋梁の通過時の重量が、予め設定された範囲内である前記時系列データから抽出された前記特定部分データに基づき、前記振幅値を算出する
請求項１から８の何れか１項に記載の劣化検出装置。

【請求項10】

前記特定車両は、自重を測定する重量計を備え、
前記振幅算出部は、前記重量計により測定されたデータに基づき前記特定車両における前記橋梁の通過時の重量を取得する
請求項９に記載の劣化検出装置。

【請求項11】

前記特定車両は、路線バスである
請求項１から１０の何れか１項に記載の劣化検出装置。

【請求項12】

橋梁における対象部分に設けられ、前記橋梁の前記対象部分における走行方向の変位を表すパラメータを検出するセンサと、
前記センサから、前記パラメータの時系列データを収集する収集部と、
前記時系列データから、特定車両が前記橋梁を通過時の特定部分データを抽出する抽出部と、
前記特定部分データに基づき、前記特定車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を算出する振幅算出部と、
前記振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、前記橋梁が劣化したと判定する判定部と、
を備える劣化検出システム。

【請求項13】

橋梁に設けられたセンサから、前記橋梁の前記センサが設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集し、
前記時系列データから、特定車両が前記橋梁を通過時の特定部分データを抽出し、
前記特定部分データに基づき、前記特定車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を算出し、
前記振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、前記橋梁が劣化したと判定する
劣化検出方法。

【請求項14】

情報処理装置を劣化検出装置として機能させるためのプログラムであって、
前記情報処理装置を、
橋梁に設けられたセンサから、前記橋梁の前記センサが設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集する収集部と、
前記時系列データから、特定車両が前記橋梁を通過時の特定部分データを抽出する抽出部と、
前記特定部分データに基づき、前記特定車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を算出する振幅算出部と、
前記振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、前記橋梁が劣化したと判定する判定部と
して機能させるプログラム。

【請求項15】

橋梁に設けられたセンサから、前記橋梁の前記センサが設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集する収集部と、
前記時系列データから、車両が前記橋梁を通過時の部分的なデータである車両部分データを抽出する車両抽出部と、
前記車両部分データに基づき、前記車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を表す車両振幅値を算出する車両振幅算出部と、
振幅値と車両の重量との対応関係を表す関係情報と、算出した前記車両振幅値とに基づき、前記車両の重量を算出する重量算出部と、
前記時系列データから、特定車両が前記橋梁を通過時の部分的なデータである特定部分データを抽出する抽出部と、
前記特定部分データに基づき、前記特定車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を表す特定車両振幅値を算出する振幅算出部と、
前記特定車両振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、前記関係情報を補正する補正部と、
を備える重量測定装置。

【請求項16】

橋梁に設けられたセンサから、前記橋梁の前記センサが設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集し、
前記時系列データから、車両が前記橋梁を通過時の部分的なデータである車両部分データを抽出し、
前記車両部分データに基づき、前記車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を表す車両振幅値を算出し、
振幅値と車両の重量との対応関係を表す関係情報と、算出した前記車両振幅値とに基づき、前記車両の重量を算出し、
前記時系列データから、特定車両が前記橋梁を通過時の部分的なデータである特定部分データを抽出する抽出部と、
前記特定部分データに基づき、前記特定車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を表す特定車両振幅値を算出し、
前記特定車両振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、前記関係情報を補正する
重量測定方法。

【請求項17】

情報処理装置を重量測定装置として機能させるためのプログラムであって、
前記情報処理装置を、
橋梁に設けられたセンサから、前記橋梁の前記センサが設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集する収集部と、
前記時系列データから、車両が前記橋梁を通過時の部分的なデータである車両部分データを抽出する車両抽出部と、
前記車両部分データに基づき、前記車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を表す車両振幅値を算出する車両振幅算出部と、
振幅値と車両の重量との対応関係を表す関係情報と、算出した前記車両振幅値とに基づき、前記車両の重量を算出する重量算出部と、
前記時系列データから、特定車両が前記橋梁を通過時の部分的なデータである特定部分データを抽出する抽出部と、
前記特定部分データに基づき、前記特定車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を表す特定車両振幅値を算出する振幅算出部と、
前記特定車両振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、前記関係情報を補正する補正部と、
して機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、劣化検出装置、劣化検出システム、劣化検出方法、重量測定装置、重量測定方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、橋梁は、５年に１回程度、目視により点検がされている。橋梁の安全性をより高めるためには、例えば橋梁を常時モニタリングし、モニタリングの結果に基づき橋梁の将来の状態等を予測して、橋梁を計画的に管理することが望ましい。

【0003】

特許文献１には、車両が橋梁を通過する際の床版のひずみを歪計を用いて計測し、計測したひずみに基づき通過する車両の特性を検出する技術が記載されている。特許文献２には、歪計で計測したひずみの波形から車両の軸間比率を算出し、算出した軸間比率とデータベースに登録された軸間比率とを比較することにより、車両の軸間距離、車速および車種を特定する技術が記載されている。特許文献３には、車両通過時の縦リブおよび横リブのひずみに基づいて車両の仮軸重値を算出し、横リブのひずみに基づいて算出された車両重量値により仮軸重値を補正する技術が記載されている。特許文献４には、車両が橋梁を通過する際の床版のひずみを検出し、検出したひずみに基づき車両の重量を算出する技術が記載されている。非特許文献１には、路線バスの後輪バネの下に加速度センサを設置して、橋梁のたわみ特性を算出する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−０８４４０４号公報

【特許文献2】特開２００９−２３７８０５号公報

【特許文献3】特開２０１４−２２８４８０号公報

【特許文献4】特開２０１７−１０６７６９号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】宮本文穂，他、「路線バスを利用した中小橋梁モニタリングシステムの実証実験」、山口大学工学部研究報告、Ｖｏｌ．６６ Ｎｏ．２，２０１５年３月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、橋梁は劣化の進行に伴い、車両通過時のひずみが大きくなる。しかし、劣化の影響によりどの程度橋梁がひずんでいるのかを、人員によらずに簡単に継続的に測定することは困難である。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、橋梁の劣化を簡単に且つ継続的に検出する劣化検出装置、劣化検出システム、劣化検出方法、重量測定装置、重量測定方法およびプログラ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】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る劣化検出装置は、橋梁に設けられたセンサから、前記橋梁の前記センサが設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集する収集部と、前記時系列データから、特定車両が前記橋梁を通過時の特定部分データを抽出する抽出部と、前記特定部分データに基づき、前記特定車両の通過時における前記橋梁の前記走行方向の伸縮量の振幅値を算出する振幅算出部と、前記振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、前記橋梁が劣化したと判定する判定部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、橋梁の劣化を簡単に且つ継続的に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１実施形態に係る劣化検出システムを示す図である。

【図2】図２は、橋梁を横から見たときのセンサの配置を示す図である。

【図3】図３は、橋梁を上から見たときのセンサの配置を示す図である。

【図4】図４は、センサおよび橋梁の主桁の一部分を示す図である。

【図5】図５は、変位検出装置を第１部材および第２部材とともに示す図である。

【図6】図６は、劣化検出装置の機能構成を示す図である。

【図7】図７は、路線バスが橋梁を通過した時の走行方向の伸縮量の時系列データの一例を示す図である。

【図8】図８は、振幅値の時間変化および誤差範囲を示す図である。

【図9】図９は、変形例に係る劣化検出装置の機能構成を示す図である。

【図10】図１０は、劣化検出装置の処理の流れを示すフローチャートである。

【図11】図１１は、第２実施形態に係る重量測定システムを示す図である。

【図12】図１２は、重量測定装置の機能構成を示す図である。

【図13】図１３は、試験車両の重量に対する振幅値の関係を表す図である。

【図14】図１４は、重量測定装置による関係情報の補正処理の流れを示すフローチャートである。

【図15】図１５は、劣化検出装置および重量測定装置のハードウェア構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。

【0012】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る劣化検出システム１０を示す図である。劣化検出システム１０は、橋梁が劣化した場合、アラーム情報を出力する。

【0013】

劣化検出システム１０は、センサ２０と、送信装置２２と、劣化検出装置３０とを備える。

【0014】

センサ２０は、橋梁における所定の対象部分に設けられる。センサ２０は、橋梁のセンサ２０が設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータを検出する。本実施形態においては、センサ２０は、橋梁の対象部分における、走行方向の伸縮量を測定する。伸縮量は、例えば、数１０センチメートル程度の距離の２点間における、数ナノメートルから数１００ナノメートル程度の距離の変化である。

【0015】

なお、センサ２０は、走行方向の変位を表すパラメータを検出することができれば、走行方向の伸縮量でなく、他の物理量を検出してもよい。例えば、センサ２０は、橋梁の対象部分における走行方向のひずみを検出する歪計であってもよい。また、例えば、センサ２０は、橋梁の対象部分における走行方向の固有振動数の大きさまたは橋梁の対象部分における垂直方向の固有振動数の大きさを検出する振動計であってもよい。

【0016】

センサ２０は、橋梁の対象部分における走行方向の変位を表すパラメータ（例えば、伸縮量）を、所定の時間間隔毎に連続的に検出する。例えば、センサ２０は、パラメータを数ミリ秒毎に検出する。センサ２０は、例えば電源がオンされた期間において、パラメータを所定の時間間隔毎に連続的に検出する。センサ２０は、常時（例えば、１日２４時間連続して）、パラメータを所定の時間間隔毎に連続的に検出してもよい。

【0017】

送信装置２２は、センサ２０により検出されたパラメータをネットワークを介して劣化検出装置３０に送信する。ネットワークは、有線であっても、無線であっても、有線と無線とが混在していてもよい。ネットワークは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＶＰＮ（Virtual Private Network）またはＬＡＮがルータを介して接続されたＷＡＮ（Wide Area Network）である。また、ネットワークは、インターネットまたは電話通信回線等を含んでいてもよい。

【0018】

劣化検出装置３０は、送信装置２２からネットワークを介して送信された、橋梁の対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを受信する。劣化検出装置３０は、受信したパラメータの時系列データに基づき、橋梁が劣化したか否かを判定する。そして、劣化検出装置３０は、橋梁が劣化したと判定した場合、アラーム情報を例えば管理者または管理者が保持する情報処理装置等に出力する。

【0019】

劣化検出装置３０は、ネットワークに接続可能なサーバ装置等のコンピュータである。劣化検出装置３０は、１台のコンピュータであってもよいし、クラウドシステムのように複数台のコンピュータにより構成されていてもよい。

【0020】

なお、劣化検出システム１０は、送信装置２２を備えない構成であってもよい。この場合、劣化検出装置３０は、センサ２０から、直接、橋梁の対象部分における走行方向の変位を表すパラメータを取得する。また、この場合、劣化検出装置３０は、センサ２０の近傍、すなわち、橋梁の近傍に設けられてもよい。

【0021】

図２は、橋梁を横から見たときのセンサ２０の配置を示す図である。図３は、橋梁を上から見たときのセンサ２０の配置を示す図である。センサ２０は、例えば、橋梁における走行方向の中心よりも端部側に取り付けられる。センサ２０は、例えば、橋梁における下側の面であって、橋台の近傍に取り付けられる。これにより、作業者は、橋梁が完成した後であっても、センサ２０を橋梁に容易に取り付けることができる。なお、センサ２０は、橋梁における走行方向の何れの位置に取り付けられてもよい。例えば、センサ２０は、作業者により取り付けが難しくはなる場合もあるが、橋梁における走行方向の中央部に取り付けられてもよい。

【0022】

図４は、センサ２０および橋梁の主桁５４の一部分を示す図である。センサ２０は、橋梁の主桁５４の下面５６における第１点６２と第２点６４との間の距離の変化量（伸縮量）を測定する。

【0023】

第１点６２および第２点６４は、橋梁における幅員方向に対して同一、走行方向に対して異なる位置である。第１点６２と第２点６４との間は、例えば数１０センチメートル程度である。図４の例では、第１点６２と第２点６４との間は、３５センチメートルである。センサ２０は、第１点６２と第２点６４との間における走行方向の距離の変化量（伸縮量）を、例えば数ナノメートルから数百ナノメートルの単位で測定する。

【0024】

センサ２０は、第１部材６６と、第２部材６８と、変位検出装置７０とを有する。

【0025】

第１部材６６は、支持部６６ａと梁部６６ｂとを有する片持梁である。支持部６６ａの一端は、第１点６２に固定される固定端６６ｃである。支持部６６ａは、第１点６２から、主桁５４の下面５６に対して垂直方向の下側に所定距離伸びる。梁部６６ｂは、支持部６６ａにおける固定端６６ｃとは反対側の端部から、走行方向の第２点６４側に所定距離伸びる。梁部６６ｂにおける支持部６６ａに接続されていない側の端部は、何れの部材とも接続されない自由端６６ｄである。本実施形態において、第１部材６６の自由端６６ｄは、第１点６２と第２点６４との間を結ぶ線の略中心の近傍に配置される。

【0026】

第２部材６８は、支持部６８ａと梁部６８ｂとを有する片持梁である。支持部６８ａの一端は、第２点６４に固定される固定端６８ｃである。支持部６８ａは、第２点６４から、主桁５４の下面５６に対して垂直方向の下側に所定距離伸びる。梁部６８ｂは、支持部６８ａにおける固定端６８ｃとは反対側の端部から、走行方向の第１点６２側に所定距離伸びる。梁部６８ｂにおける支持部６８ａに接続されていない側の端部は、何れの部材とも接続されない自由端６８ｄである。本実施形態において、第２部材６８の自由端６８ｄは、第１点６２と第２点６４との間を結ぶ線の略中心の近傍に配置される。

【0027】

ここで、第１部材６６の自由端６６ｄおよび第２部材６８の自由端６８ｄとは、機械的な干渉が生じず、走行方向に重複した位置に配置される。これにより、第１部材６６の自由端６６ｄおよび第２部材６８の自由端６８ｄは、主桁５４の下面５６に対して垂直する方向に対向した位置に配置される。そして、第１点６２と第２点６４との間の距離が変化した場合、第１部材６６の自由端６６ｄと第２部材６８の自由端６８ｄとの相対位置は、走行方向にずれる。

【0028】

なお、図４に示したセンサ２０は、第１部材６６および第２部材６８の両方が片持梁である構成であった。しかし、第２部材６８が片持梁であって、第１部材６６は片持梁でなくてもよい。この場合、第２部材６８は、自由端６８ｄが第１部材６６の少なくとも一部と、機械的な干渉はせずに、走行方向に重なる位置に配置される。このような構成であっても、第１点６２と第２点６４との間の距離が変化した場合、第１部材６６と第２部材６８の自由端６８ｄとの相対位置は、走行方向にずれる。

【0029】

変位検出装置７０は、第１部材６６の自由端６６ｄと第２部材６８の自由端６８ｄとが対向した部分に設けられる。変位検出装置７０は、第１部材６６の自由端６６ｄと第２部材６８の自由端６８ｄとの相対位置の変位を検出する。そして、変位検出装置７０は、検出した変位を、橋梁における走行方向の２点間の伸縮量として出力する。

【0030】

図５は、変位検出装置７０を第１部材６６および第２部材６８とともに示す図である。変位検出装置７０は、光学素子７２と、検出器７４とを含む。

【0031】

光学素子７２は、第１部材６６の自由端６６ｄまたは第２部材６８の自由端６８ｄの一方に取り付けられる。検出器７４は、第１部材６６の自由端６６ｄまたは第２部材６８の自由端６８ｄのうち、光学素子７２が取り付けられていない他方に取り付けられる。

【0032】

光学素子７２は、走行方向に対する光の照射位置に応じて、反射光量（または透過光量）が変化する光学部材である。例えば、光学素子７２は、走行方向に所定の間隔の複数の光吸収材（ストライプ）が表面に塗布されたミラーである。また、光学素子７２は、走行方向に所定の間隔の複数の光学スリット（ストライプ）が形成された回折格子であってもよい。

【0033】

検出器７４は、ハーフミラー７６と、発光部７８と、受光部８０と、検出回路８２とを含む。ハーフミラー７６は、照射された光の一部を反射し、他の一部を透過する。

【0034】

発光部７８は、光学素子７２に対してハーフミラー７６を介して光を照射する。受光部８０は、光学素子７２により反射された光をハーフミラー７６を介して受光する。検出回路８２は、受光部８０により検出された光の光量変化に基づき第１部材６６と第２部材６８との相対位置の変位を表す信号を、伸縮量として出力する。

【0035】

光学素子７２に照射される光の位置は、第１部材６６と第２部材６８との相対位置の走行方向の位置のずれに応じて、走行方向にずれる。光学素子７２には走行方向にストライプが形成されているので、光学素子７２の反射光量は、光の照射位置の走行方向のずれに応じて増減する。具体的には、光学素子７２の反射光量は、光学素子７２に照射される光の位置がストライプの間隔分ずれると、光量の増減が１周期する。従って、例えば、検出回路８２は、受光部８０から出力された信号の増減をカウントすることにより、第１部材６６と第２部材６８との相対位置の変化量を取得することができる。

【0036】

また、変位検出装置７０は、互いのストライプが１／４周期ずれた２つの光学素子７２と、２つの光学素子７２に対応する２つの発光部７８および２つの受光部８０とを含んでもよい。これにより、２つの受光部８０は、第１部材６６と第２部材６８との相対位置の変化に対して１／４周期位相のずれた２つの周期信号を出力することができる。従って、例えば、検出回路８２は、２つの信号の値に基づき、第１部材６６と第２部材６８との相対位置の変化方向、および、ストライプの周期より短い間隔での、第１部材６６と第２部材６８との相対位置の変化量を検出することができる。

【0037】

また、図５の例では、光学素子７２は、光を反射する構成となっている。これに代えて、光学素子７２は、光を透過する構成であってもよい。この場合、光学素子７２は、走行方向に対する光の照射位置に応じて、透過光量が変化する。例えば、光学素子７２は、走行方向に所定の間隔の複数の光吸収材（ストライプ）が表面に塗布されたガラスまたはプラスチック等であってもよい。このような場合、受光部８０は、光学素子７２を透過した光を受光する。

【0038】

また、検出器７４は、ハーフミラー７６を含まない構成であってもよい。図９は、ハーフミラー７６を含まない検出器７４における発光部７８および受光部８０の配置を示す図である。ここで、検出器７４は、第１部材６６に設けられるとする。また、光学素子７２は、第２部材６８に設けられるとする。そして、第１部材６６における、光学素子７２の幅員方向の中心に対向する位置を、Ｐとする。このような場合、発光部７８は、第１部材６６における、Ｐから、幅員方向に所定距離ずれた位置に配置される。また、受光部８０は、Ｐから、幅員方向に発光部７８とは反対側に所定距離ずれた位置に配置される。発光部７８は、光学素子７２の幅員方向の中心へと向かう方向に、光を出射する。光学素子７２は、発光部７８からの光が所定の角度で入射され、入射された光を受光部８０の方向に反射する。そして、受光部８０は、光学素子７２により反射された光を受光する。このような検出器７４は、図５に示した構成と同様の機能を有することができる。

【0039】

このような構成の変位検出装置７０は、橋梁における主桁５４の下面５６に取り付けることができる。例えば、変位検出装置７０は、歪計のように橋梁に伸縮部材を埋め込んだりせずに、外部から取り付けることができる。これにより、変位検出装置７０は、完成済みの橋梁に対して後から取り付けることができる。また、変位検出装置７０は、橋梁の強度を低下させずに、取り付けることができる。また、変位検出装置７０は、取り付け後にも容易にメンテナンスをすることもできる。

【0040】

また、このような構成の変位検出装置７０は、片持梁を用いて２点間の距離の変化を光センサにより検出する。これにより、変位検出装置７０は、簡単な構成でコストの小さい部材を用いて、橋梁における非常に小さい伸縮を精度良く検出することができる。

【0041】

図６は、劣化検出装置３０の機能構成を示す図である。劣化検出装置３０は、収集部１１２と、記憶部１１４と、抽出部１１６と、振幅算出部１１８と、判定部１１９と、アラーム出力部１２０とを備える。

【0042】

収集部１１２は、橋梁に設けられたセンサ２０から、橋梁のセンサ２０が設けられた対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを収集する。本実施形態においては、収集部１１２は、ネットワークを介してパラメータの時系列データを取得する。また、本実施形態においては、パラメータは、対象部分における走行方向の伸縮量である。パラメータの時系列データは、検出した時刻とパラメータとが対応付けられている。

【0043】

記憶部１１４は、収集部１１２により収集されたパラメータの時系列データを記憶する。

【0044】

抽出部１１６は、記憶部１１４に記憶されたパラメータの時系列データから、特定車両が橋梁を通過時の部分的なデータである特定部分データを抽出する。例えば、抽出部１１６は、パラメータの時系列データから、特定車両が橋梁を通過時の部分的な時系列データを切り出し、切り出した部分的な時系列データを特定部分データとして出力する。

【0045】

特定車両は、例えば、定期的に橋梁を通過する車両であって、毎回、ほぼ同一の速度およびほぼ同一重量で橋梁を通過する車両である。例えば、特定車両は、路線バスである。路線バスは、日毎に、予め定められた時刻表に従って走行をする。従って、路線バスは、日毎に、予め定められた時刻に橋梁を通過すると予定される。また、特定車両は、例えば、ゴミ収集車等であってもよい。ゴミ収集車は、走行する経路および時刻が予め定められている。従って、ゴミ収集車は、ゴミ収集日において予め定められた時刻に橋梁を通過すると予定される。

【0046】

特定車両が橋梁を通過した時における伸縮量の波形パターンは、毎回、ほぼ同一となる。そこで、抽出部１１６は、例えば、予め訓練されたニューラルネットワークを用いて、パラメータの時系列データから、特定部分データを抽出してもよい。この場合、ニューラルネットワークは、特定車両の波形パターンが示された教師データを用いて、学習処理がされている。また、抽出部１１６は、特定車両を表す波形パターンと時系列データとパターンマッチングをすることにより、パラメータの時系列データから特定部分データを切り出してもよい。

【0047】

振幅算出部１１８は、抽出部１１６が特定部分データを抽出する毎に、抽出した特定部分データに基づき、特定車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を算出する。例えば、パラメータが対象部分の伸縮量を表す場合には、振幅算出部１１８は、抽出した特定部分データにおける最大値と最小値との差を振幅値として算出する。

【0048】

パラメータが対象部分の伸縮量ではない場合には、振幅算出部１１８は、対象部分の伸縮量の振幅値に相関のある値を、振幅値として出力してもよい。例えば、パラメータが固有振動数の大きさである場合には、振幅算出部１１８は、抽出した特定部分データにおける最大値と最小値との差を、振幅値として算出してもよい。

【0049】

判定部１１９は、振幅算出部１１８が振幅値を算出する毎に、算出した振幅値と、予め設定された基準値とを比較する。そして、判定部１１９は、振幅値が基準値より大きくなった場合、橋梁が劣化したと判定する。

【0050】

判定部１１９は、直近の予め定められたサンプル数の振幅値の移動平均値を算出し、移動平均値が基準値より大きくなった場合に、橋梁が劣化したと判定してもよい。また、判定部１１９は、複数のサンプル数の振幅値に対して、ノイズ除去処理等の予め定められたフィルタリング処理を実行し、フィルタリング処理の結果が基準値より大きくなった場合に、橋梁が劣化したと判定してもよい。なお、判定部１１９は、複数の異なる基準値が予め設定されていてもよい。そして、判定部１１９は、振幅値がそれぞれの基準値より大きくなる毎に、橋梁が劣化したと判定してもよい。

【0051】

アラーム出力部１２０は、橋梁が劣化したと判定された場合、橋梁が劣化したことを示すアラーム情報を出力する。なお、アラーム出力部１２０は、判定部１１９に複数の異なる基準値が予め設定されている場合、振幅値がそれぞれの基準値より大きくなる毎に、基準値の大きさを表すレベル情報を含むアラーム情報を取得してもよい。これにより、アラーム出力部１２０は、橋梁の劣化度のレベルを管理者等に知らせることができる。

【0052】

図７は、路線バスが橋梁を通過した時の走行方向の伸縮量の時系列データの一例を示す図である。車両が橋梁を通過する場合、橋梁は、走行方向に対して、伸びる方向に変化し、最大値まで伸びた後、縮む方向に変化し、最小値まで縮んだ後に、元に戻るような変化をする。

【0053】

同一の種類の車両が、ほぼ同一の重量およびほぼ同一の速度で橋梁を通過した場合、橋梁における対象部分の伸縮量の波形は、橋梁の劣化度が同一であれば、ほぼ同一となる。例えば、同一の種類の車両が、ほぼ同一の重量およびほぼ同一の速度で橋梁を通過した場合、伸縮量の波形における振幅値（最大値と最小値との差）、および、変化時間（変化開始時刻から、変化終了時刻までの期間）は、橋梁の劣化度が同一であれば、ほぼ同一となる。なお、図７は、センサ２０が、橋梁における車両の進入側の端部に設けられている場合の例である。センサ２０は、橋梁における車両の退出側の端部に設けられていてもよい。この場合、橋梁は、図７とは逆に変化する。すなわち、この場合、橋梁は、走行方向に対して、縮む方向に変化し、最小値まで縮んだ後、伸びる方向に変化し、最大値まで伸びた後に、元に戻るような変化をする。

【0054】

図８は、振幅値の時間変化および振幅値の誤差範囲を示す図である。

【0055】

橋梁は、時間経過すると劣化する。橋梁の劣化が進行した場合、同一の種類の車両が、ほぼ同一の重量およびほぼ同一の速度で橋梁を通過した場合であっても、伸縮量の振幅値は、大きくなる。すなわち、同一の種類の車両が、ほぼ同一の重量およびほぼ同一の速度で橋梁を通過した場合における、橋梁の対象部分の伸縮量の振幅値は、時間経過に従って大きくなる。

【0056】

また、同一の種類の車両が、ほぼ同一の重量およびほぼ同一の速度で橋梁を通過した場合であっても、周囲の環境および測定条件等によって、伸縮量の振幅値に誤差が生じる。また、特定車両が路線バスの場合、乗客数および通過速度も日によって異なる。特定車両が橋梁を通過した時に算出された伸縮量の振幅値には、重量および通過速度による誤差も含まれる。

【0057】

しかし、例えば非特許文献１の実験結果を参照すると、図８に示すように、路線バスが橋梁を通過した時に算出される振幅値の誤差分布範囲よりも、橋梁の経年劣化による振幅値の変化量の方が、十分に大きいと予測される。このため、路線バス等の特定車両が橋梁を通過した場合において、対象部分の伸縮量の振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、その基準値が測定開始時の振幅値の誤差分布範囲よりも十分に大きく設定されていれば、橋梁は、測定開始時より劣化したといえる。

【0058】

従って、劣化検出装置３０は、特定車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値が基準値より大きくなった場合、橋梁が劣化したと判定することができる。

【0059】

図９は、変形例に係る劣化検出装置３０の機能構成を示す図である。

【0060】

劣化検出装置３０は、通過時刻取得部１２２、通過検出情報取得部１２４、予定時刻推定部１２６、日付取得部１３２、通過速度取得部１３４および重量取得部１３６のうちの何れか１つまた複数をさらに備えてもよい。

【0061】

通過時刻取得部１２２は、特定車両が毎日同一の第１時刻に橋梁を通過する予定の車両である場合、特定車両の通過時刻である第１時刻を示す情報を外部装置等から取得する。例えば、特定車両が路線バスである場合、路線バスの時刻表情報等を取得し、取得した時刻表情報に基づき第１時刻を算出してもよい。そして、通過時刻取得部１２２が第１時刻を取得した場合、抽出部１１６は、取得した第１時刻に基づき、パラメータの時系列データにおける特定部分データを抽出する。例えば、抽出部１１６は、パラメータの時系列データにおける第１時刻の前後の予め定められた時間範囲を切り出し、切り出した範囲から特定部分データを抽出する。これにより、抽出部１１６は、パラメータの時系列データにおける一部分の時間帯に部分データに対して抽出処理を実行すればよいので、少ない処理量で、精度良く特定部分データを抽出することができる。

【0062】

通過検出情報取得部１２４は、特定車両が橋梁を通過していることを検出する通過検出装置により検出された検出信号を取得する。例えば、通過検出装置は、橋梁を通過する車両を撮像するカメラから画像データを取得し、取得した画像データを解析して特定車両が橋梁を通過しているか否かを判定する。通過検出装置は、特定車両が橋梁を通過していると判断した場合、特定車両が橋梁を通過していることを示す検出信号を劣化検出装置３０に与える。また、例えば、通過検出装置は、特定車両に設けられた無線通信装置から、特定車両を識別する識別情報を無線信号により受信する受信装置であってもよい。この場合、通過検出装置は、橋梁の近傍に設けられており、特定車両から識別情報を受信した場合、特定車両が橋梁を通過していることを示す検出信号を劣化検出装置３０に与える。

【0063】

そして、通過検出情報取得部１２４は、通過検出装置から特定車両が橋梁を通過していること示す検出情報を受け取った場合、検出情報を受け取った時刻を示す時刻情報を抽出部１１６に与える。抽出部１１６は、受け取った時刻情報に基づき、パラメータの時系列データにおける特定部分データを抽出する。例えば、抽出部１１６は、パラメータの時系列データから受け取った時刻情報に示された時刻の前後の予め定められた時間範囲を切り出し、切り出した範囲から特定部分データを抽出する。これにより、抽出部１１６は、パラメータの時系列データにおける一部分の時間帯に部分データに対して抽出処理を実行すればよいので、少ない処理量で、精度良く特定部分データを抽出することができる。

【0064】

予定時刻推定部１２６は、特定車両が予め定められた第１位置を通過したことを知らせる通過情報を取得する。例えば、特定車両が路線バスである場合、第１位置は、バス経路における橋梁の直前のバス停または特定のバス停である。特定車両が路線バスである場合、予定時刻推定部１２６は、第１位置を通過したことを示す通過情報を受信する。通過情報は、例えば、バス停に設けられた送信機、路線バスに設けられた送信機、または、路線バスの運行情報を管理する管理装置等から送信される。

【0065】

予定時刻推定部１２６は、通過情報を受信した場合、通過情報と、第１位置から橋梁までの特定車両の予測走行時間とに基づき、特定車両が橋梁を通過する予定時刻を推定する。例えば、予定時刻推定部１２６は、通過情報を受信した時刻に、予測走行時間に加えた時刻を予定時刻として算出する。

【0066】

そして、予定時刻推定部１２６は、推定した予定時刻を抽出部１１６に与える。抽出部１１６は、受け取った予定時刻に基づき、パラメータの時系列データにおける特定部分データを抽出する。例えば、抽出部１１６は、パラメータの時系列データから予定時刻に示された時刻の前後の予め定められた時間範囲を切り出し、切り出した範囲から特定部分データを抽出する。これにより、抽出部１１６は、パラメータの時系列データにおける一部分の時間帯に部分データに対して抽出処理を実行すればよいので、少ない処理量で、精度良く特定部分データを抽出することができる。

【0067】

日付取得部１３２は、予め設定された日付を示す日付情報を取得する。日付取得部１３２は、日付として、曜日を取得してもよい。この場合、特定車両は、橋梁を日毎に同一時刻に通過する予定の車両である。日付取得部１３２は、取得した日付情報を振幅算出部１１８に与える。

【0068】

日付情報を取得した場合、振幅算出部１１８は、取得した日付情報に示された日付における時系列データから抽出された特定部分データに基づき、振幅値を算出する。例えば、振幅算出部１１８は、平日の日付における時系列データから抽出された特定部分データに基づき振幅値を算出し、休日の日付における時系列データから抽出された特定部分データに基づき振幅値を算出しない。例えば、特定車両が路線バスの場合、平日と、休日とで、乗客数が大きく異なり、この結果重量が大きく異なる場合がある。また、特定車両が路線バスの場合、平日と休日とで、交通の混雑度が異なり、橋梁を通過する通過速度が大きく異なる場合がある。従って、特定車両が路線バスの場合、伸縮量の振幅値は、平日と休日とで、波形の特徴が大きく異なってしまう場合がある。

【0069】

従って、予め設定された日付における時系列データから抽出された特定部分データに基づき振幅値を算出することにより、振幅算出部１１８は、同一の種類の車両がほぼ同一の重量およびほぼ同一の速度で通過した場合における伸縮量の振幅値を出力することができる。これにより、劣化検出装置３０は、精度良く橋梁が劣化したか否かを判断することができる。

【0070】

時間帯取得部１３３は、１日の中の予め設定された時間帯を示す時間帯情報を取得する。時間帯取得部１３３は、時間帯として、例えば、午前５時０分から午前７時０分までといったような情報を取得してもよい。時間帯取得部１３３は、取得した時間帯情報を振幅算出部１１８に与える。

【0071】

時間帯情報を取得した場合、振幅算出部１１８は、取得した時間帯情報に示された時間帯における時系列データから抽出された特定部分データに基づき、振幅値を算出する。例えば、振幅算出部１１８は、指定された時間帯における時系列データから抽出された特定部分データに基づき振幅値を算出し、指定された時間帯以外における時系列データから抽出された特定部分データに基づき振幅値を算出しない。例えば、１日の中の時間帯によって交通の混雑度が異なり、特定車両が橋梁を通過する通過速度が大きく異なる場合がある。従って、伸縮量の振幅値は、１日の中でも時間帯によって波形の特徴が大きく異なってしまう場合がある。

【0072】

従って、予め設定された時間帯における時系列データから抽出された特定部分データに基づき振幅値を算出ことにより、振幅算出部１１８は、同一の種類の車両がほぼ同一の重量およびほぼ同一の速度で通過した場合における伸縮量の振幅値を出力することができる。これにより、劣化検出装置３０は、精度良く橋梁が劣化したか否かを判断することができる。

【0073】

通過速度取得部１３４は、特定車両における橋梁の通過時の速度を取得する。例えば、通過速度取得部１３４は、特定車両に設けられた速度計により測定されたログデータを取得してもよい。そして、通過速度取得部１３４は、ログデータから、特定車両が橋梁を通過した時刻の速度を取得してもよい。通過速度取得部１３４は、取得した速度を示す速度情報を振幅算出部１１８に与える。

【0074】

速度情報を取得した場合、振幅算出部１１８は、特定車両における橋梁の通過時の速度が予め設定された範囲内である時系列データから抽出された特定部分データに基づき、振幅値を算出する。これにより、振幅算出部１１８は、同一の種類の車両がほぼ同一の速度で通過した場合における伸縮量の振幅値を出力することができる。従って、劣化検出装置３０は、より精度良く橋梁が劣化したか否かを判断することができる。

【0075】

重量取得部１３６は、特定車両における橋梁の通過時の重量を取得する。例えば、ゴミ収集車は、一般に、自重を測定する重量計を備える。重量取得部１３６は、ゴミ収集車等の特定車両に設けられた重量計により測定されたログデータを取得してもよい。そして、重量取得部１３６は、ログデータから、特定車両が橋梁を通過した時刻の重量を取得してもよい。また、特定車両が路線バスの場合、重量取得部１３６は、例えば、バス経路における橋梁の直前のバス停または特定のバス停での乗客数を取得し、取得した乗客数に基づき、重量を推定してもよい。そして、重量取得部１３６は、取得した重量を示す重量情報を振幅算出部１１８に与える。

【0076】

重量情報を取得した場合、振幅算出部１１８は、特定車両における橋梁の通過時の重量が予め設定された範囲内である時系列データから抽出された特定部分データに基づき、振幅値を算出する。これにより、振幅算出部１１８は、同一の種類の車両がほぼ同一の重量で通過した場合における伸縮量の振幅値を出力することができる。従って、劣化検出装置３０は、より精度良く橋梁が劣化したか否かを判断することができる。

【0077】

図１０は、劣化検出装置３０の処理の流れを示すフローチャートである。劣化検出装置３０は、一例として、図１０に示すような流れで処理を実行する。

【0078】

まず、Ｓ１１において、劣化検出装置３０は、特定車両である路線バスが、バス経路における橋梁の直前のバス停（または特定のバス停）を通過したか否かを判断する。直前のバス停を通過していない場合（Ｓ１１のＮｏ）、劣化検出装置３０は、処理をＳ１１で待機する。直前のバス停を通過した場合（Ｓ１１のＹｅｓ）、劣化検出装置３０は、処理をＳ１２に進める。

【0079】

Ｓ１２において、劣化検出装置３０は、橋梁を通過する予定時刻を推定する。続いて、Ｓ１３において、劣化検出装置３０は、予定時刻の所定時間前の時刻となったか否かを判断する。予定時刻の所定時間前の時刻となっていない場合には（Ｓ１３のＮｏ）、劣化検出装置３０は、処理をＳ１３で待機する。予定時刻の所定時間前の時刻となった場合には（Ｓ１３のＹｅｓ）、劣化検出装置３０は、処理をＳ１４に進める。

【0080】

Ｓ１４において、劣化検出装置３０は、センサ２０の電源をオンとする。例えば、劣化検出装置３０は、無線通信等により指示信号をセンサ２０に与えて、電源をオンにさせる。

【0081】

続いて、Ｓ１５において、劣化検出装置３０は、センサ２０により検出されたパラメータの時系列データを受信して記憶する。例えば、劣化検出装置３０は、橋梁における対象部分の伸縮量の時系列データを受信して記憶する。

【0082】

続いて、Ｓ１６において、劣化検出装置３０は、予定時刻の所定時間後の時刻となったか否かを判断する。予定時刻の所定時間後の時刻となっていない場合には（Ｓ１６のＮｏ）、劣化検出装置３０は、処理をＳ１６で待機する。予定時刻の所定時間後の時刻となった場合には（Ｓ１６のＹｅｓ）、劣化検出装置３０は、処理をＳ１７に進める。

【0083】

Ｓ１７において、劣化検出装置３０は、センサ２０の電源をオフとする。例えば、劣化検出装置３０は、無線通信等により指示信号をセンサ２０に与えて、電源をオフにさせる。

【0084】

続いて、Ｓ１８において、劣化検出装置３０は、記憶したパラメータの時系列データから、特定車両である路線バスが橋梁を通過時の部分的なデータである特定部分データを抽出する。続いて、Ｓ１９において、劣化検出装置３０は、抽出した特定部分データから、特定車両である路線バスの通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を算出する。例えば、パラメータが対象部分の伸縮量を表す場合には、劣化検出装置３０は、抽出した特定部分データにおける最大値と最小値との差を振幅値として算出する。続いて、Ｓ２０において、劣化検出装置３０は、算出した振幅値を記憶する。

【0085】

続いて、Ｓ２１において、劣化検出装置３０は、算出した振幅値が基準値より大きいか否かを判断する。振幅値が基準値より大きくない場合（Ｓ２１のＮｏ）、劣化検出装置３０は、処理をＳ１１に戻し、Ｓ１１から処理を繰り返す。振幅値が基準値より大きい場合（Ｓ２１のＹｅｓ）、劣化検出装置３０は、処理をＳ２２に進める。

【0086】

Ｓ２２において、劣化検出装置３０は、橋梁が劣化したことを示すアラーム情報を、例えば管理者または管理者が保持する情報処理装置等に出力する。Ｓ２２が終了すると、劣化検出装置３０は、本フローを終了する。なお、劣化検出装置３０は、Ｓ２２の後に、基準値を所定量増加させて、処理をＳ１１に戻してもよい。

【0087】

以上のように、第１実施形態に係る劣化検出システム１０は、路線バス等の特定車両が橋梁を通過した時の特定部分データに基づき、特定車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を算出し、算出した振幅値が予め設定された基準値より大きくなった場合、橋梁が劣化したと判定し、橋梁が劣化したことを示すアラーム情報を出力する。これにより、第１実施形態に係る劣化検出システム１０によれば、橋梁の劣化を、簡単に且つ長期間継続的に検出することができる。従って、第１実施形態に係る劣化検出システム１０によれば、橋梁の状態を低コストで常時モニタリングし、橋梁を計画的に管理することができる。

【0088】

（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態に係る重量測定システム２１０について説明する。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態と略同一の構成を有する要素については同一の符号を付けて、相違点を除き詳細な説明を省略する。

【0089】

図１１は、第２実施形態に係る重量測定システム２１０を示す図である。重量測定システム２１０は、橋梁の劣化に従って関係情報を補正しながら、橋梁を通過する車両の重量を精度良く測定する。

【0090】

重量測定システム２１０は、センサ２０と、送信装置２２と、重量測定装置２３０とを備える。

【0091】

重量測定装置２３０は、送信装置２２からネットワークを介して送信された、橋梁の対象部分における走行方向の変位を表すパラメータの時系列データを受信する。重量測定装置２３０は、受信したパラメータの時系列データに基づき、車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を表す車両振幅値を算出する。そして、重量測定装置２３０は、振幅値と重量との対応関係を表す関係情報と、算出した車両振幅値とに基づき、車両の重量を算出する。さらに、重量測定装置２３０は、橋梁が劣化したと判断した場合には、振幅値と重量との対応関係を表す関係情報を補正する。

【0092】

重量測定装置２３０は、ネットワークに接続可能なサーバ装置等のコンピュータである。重量測定装置２３０は、１台のコンピュータであってもよいし、クラウドシステムのように複数台のコンピュータにより構成されていてもよい。

【0093】

なお、重量測定システム２１０は、送信装置２２を備えない構成であってもよい。この場合、重量測定装置２３０は、センサ２０から、直接、橋梁の対象部分における走行方向の変位を表すパラメータを取得する。また、この場合、重量測定装置２３０は、センサ２０の近傍、すなわち、橋梁の近傍に設けられてもよい。

【0094】

図１２は、重量測定装置２３０の機能構成を示す図である。重量測定装置２３０は、収集部１１２と、記憶部１１４と、車両抽出部２４２と、車両振幅算出部２４４と、関係情報記憶部２４６と、重量算出部２４８と、抽出部１１６と、振幅算出部１１８と、補正部２５０とを備える。

【0095】

収集部１１２および記憶部１１４は、第１実施形態と同様の機能および構成を有する。

【0096】

車両抽出部２４２は、記憶部１１４に記憶されたパラメータの時系列データから、車両が橋梁を通過した時の部分的なデータである車両部分データを抽出する。ここで、車両は、路線バス等の特定車両に限らず、あらゆる種類の車両であってよい。

【0097】

例えば、車両抽出部２４２は、パラメータの時系列データから、車両が橋梁を通過時の部分的な時系列データを切り出し、切り出した部分的な時系列データを車両部分データとして出力する。

【0098】

抽出部１１６は、例えば、予め訓練されたニューラルネットワークを用いて、パラメータの時系列データから、車両部分データを抽出してもよい。この場合、ニューラルネットワークは、様々な種類の車両の波形パターンが示された教師データを用いて、学習処理がされている。また、抽出部１１６は、一般的な車両を表す波形パターンと時系列データとパターンマッチングをすることにより、パラメータの時系列データから車両部分データを切り出してもよい。

【0099】

車両振幅算出部２４４は、車両抽出部２４２が車両部分データを抽出する毎に、抽出した車両部分データに基づき、車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を表す車両振幅値を算出する。例えば、パラメータが対象部分の伸縮量を表す場合には、車両振幅算出部２４４は、抽出した車両部分データにおける最大値と最小値との差を車両振幅値として算出する。

【0100】

パラメータが対象部分の伸縮量ではない場合には、車両振幅算出部２４４は、対象部分の伸縮量の振幅値に相関のある値を、車両振幅値として出力してもよい。例えば、パラメータが固有振動数の大きさである場合には、車両振幅算出部２４４は、抽出した車両部分データにおける最大値と最小値との差を、車両振幅値として算出してもよい。

【0101】

関係情報記憶部２４６は、振幅値と、車両の重量との対応関係を表す関係情報を記憶する。

【0102】

車両が橋梁を通過した時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値は、その車両の重量と相関性がある。より詳しくは、車両が橋梁を通過した時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値は、その車両の重量に従って大きくなる。そこで、管理者等は、振幅値と、橋梁を通過する車両の重量との対応関係を表す関係情報を予め生成し、関係情報記憶部２４６に記憶させる。

【0103】

管理者等は、例えば、橋梁に様々な重量の試験車両を走行させて、車両の重量と振幅値との対応関係を測定することにより、関係情報を生成してもよい。また、管理者等は、シミュレーション結果をさらに利用して関係情報を生成してもよい。また、管理者等は、他の橋梁に適用された関係情報等を利用して、当該橋梁の関係情報を生成してもよい。

【0104】

関係情報記憶部２４６は、関係情報として、複数の振幅値のそれぞれと、対応する重量とを関連付けたテーブルを記憶してもよい。また、関係情報記憶部２４６は、関係情報として、振幅値を入力することにより、重量が出力される関数または演算式等を記憶してもよい。

【0105】

重量算出部２４８は、車両振幅算出部２４４が車両振幅値を算出する毎に、車両の重量を算出する。より具体的には、重量算出部２４８は、関係情報記憶部２４６に記憶された振幅値と重量との対応関係を表す関係情報と、算出した車両振幅値とに基づき、車両の重量を算出する。重量算出部２４８は、算出した重量を例えば管理者が保持する情報処理装置またはサーバ等に出力する。この場合、重量算出部２４８は、車両が橋梁を通過した時刻等を併せて出力してもよい。これにより、管理者等は、橋梁を通過した車両と、重量とを対応付けることができる。

【0106】

抽出部１１６は、記憶部１１４に記憶されたパラメータの時系列データから、特定車両が橋梁を通過時の部分的なデータである特定部分データを抽出する。

【0107】

振幅算出部１１８は、抽出部１１６が特定部分データを抽出する毎に、特定部分データに基づき、特定車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を表す特定車両振幅値を算出する。

【0108】

補正部２５０は、振幅算出部１１８が特定車両振幅値を算出する毎に、算出した特定車両振幅値と、予め設定された基準値とを比較する。そして、補正部２５０は、特定車両振幅値が基準値より大きくなった場合、関係情報記憶部２４６に記憶された対応関係を補正する。

【0109】

補正部２５０は、直近の予め定められたサンプル数の特定車両振幅値の移動平均値を算出し、移動平均値が基準値より大きくなった場合に、関係情報を補正してもよい。また、補正部２５０は、複数のサンプル数の特定車両振幅値に対して、ノイズ除去処理等の予め定められたフィルタリング処理を実行し、フィルタリング処理の結果が基準値より大きくなった場合に、関係情報を補正してもよい。

【0110】

なお、重量測定装置２３０は、図９に示した通過時刻取得部１２２、通過検出情報取得部１２４、予定時刻推定部１２６、日付取得部１３２、時間帯取得部１３３、通過速度取得部１３４および重量取得部１３６のうちの何れか１つまた複数をさらに備える構成であってもよい。

【0111】

図１３は、試験車両の重量に対する、橋梁の伸縮量の振幅値との関係を表す図である。図１３は、黒丸印のグラフが橋梁の劣化が小さい時点での関係を表し、白抜きの四角印のグラフが橋梁の劣化が予め定められた基準値より大きくなった場合の関係を表す。

【0112】

橋梁は、劣化が大きくなるに従って、車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値が大きくなる。従って、図１３に示すように、橋梁の劣化が例えば基準値より大きくなった場合と、劣化が基準値より小さい場合とで、車両の重量と、車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値との関係が異なる。そこで、例えば、管理者は、橋梁の劣化が基準値以下である場合の第１の関係情報と、橋梁の劣化が基準値より大きい場合の第２の関係情報とを生成し、関係情報記憶部２４６に記憶させる。

【0113】

そして、補正部２５０は、特定車両振幅値が基準値以下である場合には、第１の関係情報を関係情報記憶部２４６から重量算出部２４８に出力させる。また、補正部２５０は、特定車両振幅値が基準値より大きい場合には、第２の関係情報を関係情報記憶部２４６から重量算出部２４８に出力させる。これにより、補正部２５０は、橋梁の劣化の度合いに関わらず、車両の重量を精度良く測定させることができる。

【0114】

なお、補正部２５０は、複数の異なる基準値が予め設定されていてもよい。そして、補正部２５０は、特定車両振幅値がそれぞれの基準値より大きくなる毎に、基準値の大きさに応じて、関係情報の補正量を調整してもよい。これにより、補正部２５０は、橋梁の劣化のレベルに応じて関係情報を適切に補正することができる。

【0115】

図１４は、重量測定装置２３０による関係情報の補正処理の流れを示すフローチャートである。重量測定装置２３０は、一例として、図１４に示すような流れで処理を実行する。

【0116】

なお、図１４のＳ１１からＳ２１までの処理は、図１０の劣化検出装置３０と同一の処理を実行する。ただし、重量測定システム２１０では、橋梁を通過する車両の重量を測定するため、センサ２０の電源が常時オンとなっている。従って、重量の測定に用いるセンサ２０と、特定車両が通過した場合に用いられるセンサ２０とが同一である場合には、重量測定装置２３０は、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１６およびＳ１７の処理を実行しなくてよい。ただし、この場合、重量測定装置２３０は、Ｓ１８において、パラメータの時系列データから、予定時刻の所定時間前から予定時刻の所定時間後までの範囲を切り出し、切り出した範囲から特定部分データを抽出する。

【0117】

Ｓ２１において、重量測定装置２３０は、算出した振幅値が基準値より大きいか否かを判断する。振幅値が基準値より大きい場合（Ｓ２１のＹｅｓ）、重量測定装置２３０は、処理をＳ３１に進める。

【0118】

Ｓ３１において、重量測定装置２３０は、関係情報記憶部２４６に記憶された対応関係を補正する。Ｓ３１が終了すると、重量測定装置２３０は、本フローを終了する。なお、重量測定装置２３０は、Ｓ３１の後に、基準値に所定量増加させて、処理をＳ１１に戻してもよい。

【0119】

以上のような第２実施形態に係る重量測定システム２１０は、車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を表す車両振幅値を算出し、振幅値と車両の重量との対応関係を表す関係情報と、算出した車両振幅値とに基づき、車両の重量を算出する。従って、重量測定システム２１０は、橋梁を通過する車両の重量を精度良く測定することができる。

【0120】

さらに、重量測定システム２１０は、特定車両の通過時における橋梁の走行方向の伸縮量の振幅値を表す特定車両振幅値が基準値より大きくなった場合、関係情報を補正する。従って、重量測定システム２１０は、橋梁の劣化に応じて関係情報を補正することができる。

【0121】

以上により、第２実施形態に係る重量測定システム２１０によれば、橋梁の劣化に伴い関係情報を補正しながら、橋梁を通過する車両の重量を精度良く測定することができる。

【0122】

（劣化検出装置３０および重量測定装置２３０のハードウェア構成）
図１５は、劣化検出装置３０および重量測定装置２３０のハードウェア構成を示す図である。劣化検出装置３０および重量測定装置２３０は、一例として、一般のコンピュータと同様のハードウェア構成により実現される。劣化検出装置３０および重量測定装置２３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、操作装置３０２と、表示装置３０３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０５と、記憶装置３０６と、通信装置３０７と、バス３０９とを備える。各部は、バス３０９により接続される。

【0123】

ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０５の所定領域を作業領域としてＲＯＭ３０４または記憶装置３０６に予め記憶された各種プログラムとの協働により各種処理を実行し、劣化検出装置３０または重量測定装置２３０を構成する各部の動作を統括的に制御する。また、ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０４または記憶装置３０６に予め記憶されたプログラムとの協働により、操作装置３０２、表示装置３０３および通信装置３０７等を動作させる。

【0124】

操作装置３０２は、タッチパネル、マウスやキーボード等の入力デバイスであって、ユーザから操作入力された情報を指示信号として受け付け、その指示信号をＣＰＵ３０１に出力する。

【0125】

表示装置３０３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示部である。表示装置３０３は、ＣＰＵ３０１からの表示信号に基づいて、各種情報を表示する。

【0126】

ＲＯＭ３０４は、劣化検出装置３０または重量測定装置２３０の制御に用いられるプログラムおよび各種設定情報等を書き換え不可能に記憶する。ＲＡＭ３０５は、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶媒体である。ＲＡＭ３０５は、ＣＰＵ３０１の作業領域として機能する。

【0127】

記憶装置３０６は、フラッシュメモリ等の半導体による記憶媒体、磁気的または光学的に記録可能な記憶媒体等の書き換え可能な記録装置である。記憶装置３０６は、劣化検出装置３０または重量測定装置２３０の制御に用いられるプログラムを記憶する。

【0128】

通信装置３０７は、他の装置とデータの送受信をする。また、通信装置３０７は、ネットワークを介してサーバ等とデータの送受信をしてもよい。

【0129】

劣化検出装置３０および重量測定装置２３０で実行されるプログラムは、例えば、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供される。また、劣化検出装置３０および重量測定装置２３０で実行されるプログラムは、持ち運び可能な記憶媒体等に予め組み込んで提供されてもよい。

【0130】

劣化検出装置３０で実行されるプログラムは、収集モジュールと、抽出モジュールと、振幅算出モジュールと、判定モジュールと、アラーム出力モジュールとを含むモジュール構成となっている。ＣＰＵ３０１（プロセッサ）は、記憶媒体等からこのようなプログラムを読み出して、上記各モジュールをＲＡＭ３０５（主記憶装置）にロードする。そして、ＣＰＵ３０１（プロセッサ）は、このようなプログラムを実行することにより、収集部１１２、抽出部１１６、振幅算出部１１８、判定部１１９およびアラーム出力部１２０として機能する。なお、収集部１１２、抽出部１１６、振幅算出部１１８、判定部１１９およびアラーム出力部１２０の一部または全部がハードウェアにより構成されていてもよい。

【0131】

重量測定装置２３０で実行されるプログラムは、収集モジュールと、車両抽出モジュールと、車両振幅算出モジュールと、重量算出モジュールと、抽出モジュールと、振幅算出モジュールと、補正モジュールとを含むモジュール構成となっている。ＣＰＵ３０１（プロセッサ）は、記憶媒体等からこのようなプログラムを読み出して、上記各モジュールをＲＡＭ３０５（主記憶装置）にロードする。そして、ＣＰＵ３０１（プロセッサ）は、このようなプログラムを実行することにより、収集部１１２、車両抽出部２４２、車両振幅算出部２４４、重量算出部２４８、抽出部１１６、振幅算出部１１８および補正部２５０として機能する。なお、収集部１１２、車両抽出部２４２、車両振幅算出部２４４、重量算出部２４８、抽出部１１６、振幅算出部１１８および補正部２５０の一部または全部がハードウェアにより構成されていてもよい。

【0132】

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、種々の変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0133】

１０ 劣化検出システム
２０ センサ
２２ 送信装置
３０ 劣化検出装置
５４ 主桁
５６ 下面
６２ 第１点
６４ 第２点
６６ 第１部材
６８ 第２部材
７０ 変位検出装置
７２ 光学素子
７４ 検出器
７６ ハーフミラー
７８ 発光部
８０ 受光部
８２ 検出回路
１１２ 収集部
１１４ 記憶部
１１６ 抽出部
１１８ 振幅算出部
１１９ 判定部
１２０ アラーム出力部
１２２ 通過時刻取得部
１２４ 通過検出情報取得部
１２６ 予定時刻推定部
１３２ 日付取得部
１３３ 時間帯取得部
１３４ 通過速度取得部
１３６ 重量取得部
２１０ 重量測定システム
２３０ 重量測定装置
２４２ 車両抽出部
２４４ 車両振幅算出部
２４６ 関係情報記憶部
２４８ 重量算出部
２５０ 補正部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】