特開 2022-88068 橋梁監視装置、橋梁監視システム、橋梁監視方法、及び橋梁監視プログラム

(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】P2022088068

(43)【公開日】2022-06-14

(54)【発明の名称】橋梁監視装置、橋梁監視システム、橋梁監視方法、及び橋梁監視プログラム

(51)【国際特許分類】

   E01D 22/00 20060101AFI20220607BHJP

   G16Y 10/30 20200101ALI20220607BHJP

   G16Y 40/10 20200101ALI20220607BHJP

   G08B 21/18 20060101ALI20220607BHJP

【ＦＩ】

E01D22/00 Z

G16Y10/30

G16Y40/10

G08B21/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020200308

(22)【出願日】2020-12-02

(71)【出願人】

【識別番号】505389695

【氏名又は名称】首都高速道路株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】591216473

【氏名又は名称】一般財団法人首都高速道路技術センター

(71)【出願人】

【識別番号】513220562

【氏名又は名称】首都高技術株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】507230382

【氏名又は名称】首都高メンテナンス西東京株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】510106968

【氏名又は名称】首都高メンテナンス東東京株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】510273798

【氏名又は名称】首都高メンテナンス神奈川株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】517078057

【氏名又は名称】Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｆａｒｍ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002516

【氏名又は名称】特許業務法人白坂

(72)【発明者】

【氏名】高橋 成典

(72)【発明者】

【氏名】松原 拓朗

(72)【発明者】

【氏名】山本 一貴

(72)【発明者】

【氏名】張 広鋒

(72)【発明者】

【氏名】右高 裕二

(72)【発明者】

【氏名】柳瀬 匡雄

(72)【発明者】

【氏名】岡田 昇一

(72)【発明者】

【氏名】多胡 功

【テーマコード（参考）】

2D059

5C086

【Ｆターム（参考）】

2D059AA31

2D059GG39

2D059GG55

5C086AA48

5C086CA22

5C086DA08

5C086DA14

5C086GA01

5C086GA10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】監視対象となった橋梁の傾斜を振動等の影響があったとしても確実に検知し、橋梁の異常を監視できる感知装置及び監視システム等を提供する。
【解決手段】橋梁監視装置１０は、橋梁と当接する当接部１９と、当接部１９に防振材２７を介して接続された筐体部２０と、筐体部２０の内部に収容され当接部１９を介して当接された橋梁の傾斜を検知する傾斜検知センサ部と、傾斜検知センサ部が検知した検知情報を無線通信により送信する検知情報送信部と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

橋梁と当接する当接部と、
前記当接部に防振材を介して接続された筐体部と、
前記筐体部の内部に収容され前記当接部を介して当接された前記橋梁の傾斜を検知する傾斜検知センサ部と、
前記傾斜検知センサ部が検知した検知情報を無線通信により送信する検知情報送信部と、を備える
ことを特徴とする橋梁監視装置。

【請求項2】

前記傾斜検知センサ部は、前記防振材とは異なる他の防振材を介して筐体部に固定されている請求項１に記載の橋梁監視装置。

【請求項3】

前記防振材は、ゲル状部材を備え、当該ゲル状部材により振動を低減していることを特徴とする請求項１または２に記載の橋梁監視装置。

【請求項4】

前記橋梁は鋼材からなる部分を備え、
前記当接部は、前記鋼材からなる部分と当接する面部に磁石を備えている請求項１ないし３に記載の橋梁監視装置。

【請求項5】

前記筐体部は、前記当接部に備えられた前記磁石の磁力を遮蔽するように磁気シールドされていることを特徴とする請求項４に記載の橋梁監視装置。

【請求項6】

前記傾斜検知センサ部は２軸傾斜計を用いて前記橋梁の傾斜を検知する請求項１ないし５に記載の橋梁監視装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１項に記載の橋梁監視装置を用いた橋梁を監視する橋梁監視システムであって、
前記橋梁監視システムの監視対象となる橋梁の設定を受け付ける監視対象設定部と、
前記橋梁監視装置が検知した前記検知情報を前記無線通信により取得する傾斜情報取得部と、
前記傾斜情報取得部により取得された前記検知情報に基づき前記橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたか否かを判定する傾斜情報判定部と、
前記傾斜情報判定部が前記橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたと判定した場合に、ユーザに前記橋梁の異常を報知する報知部と、
を備える
ことを特徴とする橋梁監視システム。

【請求項8】

請求項１ないし６のいずれか１項に記載の橋梁監視装置を用いた橋梁を監視する橋梁監視方法であって、
前記橋梁監視方法の監視対象となる橋梁の設定を受け付ける監視対象設定ステップと、
前記橋梁監視装置が検知した前記検知情報を前記無線通信により取得する傾斜情報取得ステップと、
前記傾斜情報取得ステップにより取得された前記検知情報に基づき前記橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたか否かを判定する傾斜情報判定ステップと、
前記傾斜情報判定ステップが前記橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたと判定した場合に、ユーザに前記橋梁の異常を報知する報知ステップと、
を実行する
ことを特徴とする橋梁監視方法。

【請求項9】

請求項１ないし６のいずれか１項に記載の橋梁監視装置を用いた橋梁を監視する橋梁監視プログラムであって、
橋梁監視システムに用いられるコンピュータに、
監視対象となる橋梁の設定を受け付ける監視対象設定機能と、
前記橋梁監視装置が検知した前記検知情報を前記無線通信により取得する傾斜情報取得機能と、
前記傾斜情報取得機能により取得された前記検知情報に基づき前記橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたか否かを判定する傾斜情報判定機能と、
前記傾斜情報判定機能が前記橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたと判定した場合に、ユーザに前記橋梁の異常を報知する報知機能と、
を実現させる
ことを特徴とする橋梁監視プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、橋梁監視装置、橋梁監視システム、橋梁監視方法、及び橋梁監視プログラムに関し、特に橋梁の傾斜を遠隔地で監視することができる橋梁監視装置、橋梁監視システム、橋梁監視方法、及び橋梁監視プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

道路を構成する橋梁を監視する場合、従来、監視対象となった橋梁の特定位置を監視カメラが撮影し、監視カメラの撮影データに基づいて当該橋梁の特定位置の変位を測定して当該橋梁の異常を検知していた（特許文献１参照）。しかし、監視カメラを用いて橋梁を監視する方法では、監視カメラを常時駆動するため消費電力が大きいという問題があった。

【0003】

そこで、監視対象となった橋梁に傾斜計を設置して傾斜角度の変化を測定することで、当該構造物を監視する方法が考案された（特許文献２参照）。しかし、構造物の傾斜角度を測定することで当該構造物を監視しようとしても、車両等による振動の影響が大きく構造物の傾斜角度の変化量を確実に測定することができない場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１５８１１２号公報

【特許文献2】特開２０２０－１６１１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本開示は、監視対象となった橋梁の傾斜を振動等の影響があったとしても確実に検知し、橋梁の異常を監視できる橋梁監視装置、橋梁監視システム、橋梁監視方法、及び橋梁監視プログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

すなわち、第１の態様に係る橋梁監視装置は、橋梁と当接する当接部と、当接部に防振材を介して接続された筐体部と、筐体部の内部に収容され当接部を介して当接された橋梁の傾斜を検知する傾斜検知センサ部と、傾斜検知センサ部が検知した検知情報を無線通信により送信する検知情報送信部と、を備える。

【0007】

第２の態様は、第１の態様に係る橋梁監視装置において、傾斜検知センサ部は、防振材とは異なる他の防振材を介して筐体部に固定されていることとしてもよい。

【0008】

第３の態様は、第１または第２の態様に係る橋梁監視装置において、防振材は、ゲル状部材を備え、当該ゲル状部材により振動を低減していることとしてもよい。

【0009】

第４の態様は、第１ないし第３の態様に係る橋梁監視装置において、橋梁は鋼材からなる部分を備え、当接部は、鋼材からなる部分と当接する面部に磁石を備えていることとしてもよい。

【0010】

第５の態様は、第４の態様に係る橋梁監視装置において、筐体部は、当接部に備えられた磁石の磁力を遮蔽するように磁気シールドされていることとしてもよい。

【0011】

第６の態様は、第１ないし第５の態様に係る橋梁監視装置において、傾斜検知センサ部は２軸傾斜計を用いて橋梁の傾斜を検知することとしてもよい。

【0012】

第７の態様は、第１ないし第６のいずれか１の態様に係る橋梁監視装置を用いた橋梁を監視する橋梁監視システムであって、橋梁監視システムの監視対象となる橋梁の設定を受け付ける監視対象設定部と、橋梁監視装置が検知した検知情報を無線通信により取得する傾斜情報取得部と、傾斜情報取得部により取得された検知情報に基づき橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたか否かを判定する傾斜情報判定部と、傾斜情報判定部が橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたと判定した場合に、ユーザに橋梁の異常を報知する報知部と、を備える。

【0013】

第８の態様は、第１ないし第６のいずれか１の態様に係る橋梁監視装置を用いた橋梁を監視する橋梁監視方法であって、橋梁監視方法の監視対象となる橋梁の設定を受け付ける監視対象設定ステップと、橋梁監視装置が検知した検知情報を無線通信により取得する傾斜情報取得ステップと、傾斜情報取得ステップにより取得された検知情報に基づき橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたか否かを判定する傾斜情報判定ステップと、傾斜情報判定ステップが橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたと判定した場合に、ユーザに前記橋梁の異常を報知する報知ステップと、を実行する。

【0014】

第９の態様は、第１ないし第６のいずれか１の態様に係る橋梁監視装置を用いた橋梁を監視する橋梁監視プログラムであって、橋梁監視システムに用いられるコンピュータに、監視対象となる橋梁の設定を受け付ける監視対象設定機能と、橋梁監視装置が検知した検知情報を無線通信により取得する傾斜情報取得機能と、傾斜情報取得機能により取得された検知情報に基づき橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたか否かを判定する傾斜情報判定機能と、傾斜情報判定機能が橋梁の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたと判定した場合に、ユーザに橋梁の異常を報知する報知機能と、を実現させる。

【発明の効果】

【0015】

本開示に係る橋梁監視装置、橋梁監視システム、橋梁監視方法、及び橋梁監視プログラムによれば、監視対象となった橋梁の傾斜を振動等の影響があったとしても確実に検知し、橋梁の異常を監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る橋梁監視装置及び橋梁監視システムを含む全体的な構成を示す図。

【図2】橋梁監視装置が橋梁に設置された状態を示す図。

【図3】橋梁監視装置の外観を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が下面図。

【図4】橋梁監視装置の内部を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図。

【図5】橋梁監視装置の断面を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図。

【図6】筐体部における防振材及びその周辺を拡大して示す図。

【図7】橋梁監視装置の機能ブロック図の一例を示す図。

【図8】容器の内部を示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が下面図。

【図9】容器における防振材及びその周辺を拡大して示す図。

【図10】橋梁監視システムのハードの構成を示すブロック図。

【図11】橋梁監視システムのソフトの構成を示すブロック図。

【図12】橋梁監視プログラムのフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１乃至図１１を参照して本開示に係る橋梁監視装置１０及び橋梁監視システム１２の一実施形態について説明する。図１を参照して、橋梁監視装置１０及び橋梁監視システム１２を含む全体的な構成について説明する。図１は本実施形態に係る橋梁監視装置１０及び橋梁監視システム１２を含む全体的な構成を示す。

【0018】

橋梁監視装置１０は監視対象となる橋梁１３に設置される。橋梁監視装置１０が検知した橋梁１３の傾斜はＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）の無線通信を介して橋梁監視システム１２に送信される。

【0019】

橋梁監視装置１０は、後述するように、傾斜検知センサ部２８、検知情報送信部２９、制御部４０、電源部３１、及び記憶部３２を備える。橋梁監視装置１０は、傾斜検知センサ部２８を用いて橋梁１３の傾斜を検知する。橋梁監視装置１０が検知した橋梁１３の傾斜とは、重力加速度のｘ成分及びｙ成分、及び重力加速度のｘ成分及びｙ成分に基づいて算出された橋梁１３の傾斜角度の両方を含み得る。

【0020】

橋梁監視システム１２は、ユーザによって運用されるシステムであり、ＬＰＷＡのプラットフォーム１４に有線／無線通信接続されている。プラットフォームとは、基地局設備などＬＰＷＡを運用するのに必要な基盤設備のことである。橋梁監視システム１２はＬＰＷＡのプラットフォーム１４にインターネット１４ａを介して有線／無線接続されてもよい。

【0021】

図２を参照して、橋梁監視装置１０が橋梁１３に設置された状態について説明する。図２は、橋梁監視装置１０が橋梁１３に設置された状態を示す。橋梁１３は、上部構造としての橋体１５と下部構造としての橋脚１６とを備える。橋梁１３は、２以上の橋体１５を連結させて、橋体１５同士の連結部を橋脚１６が支持することで構成される。さらに、橋梁１３は、上部構造と下部構造との間に設置される支承１７を備える。

【0022】

橋梁１３が地震を受けた場合、及び橋梁１３の経年劣化が進んだ場合など、当該橋梁１３を構成する橋体１５若しくは橋脚１６が傾斜することがある。橋梁監視装置１０は、１つの橋体１５に対して及び１つの橋脚１６に対して１台ずつ設置される。橋体１５に設置された橋梁監視装置１０は、橋体１５と一体となって傾斜することで橋体１５の傾斜を検知する。橋脚１６に設置された橋梁監視装置１０は、橋脚１６と一体となって傾斜することで橋脚１６の傾斜を検知する。

【0023】

橋梁監視装置１０は、図３に示すように、永久磁石１８を備えた磁石保持プレート２２を備える。永久磁石１８は、両側をヨーク部１８ａに挟持された状態で磁石保持プレート２２に取り付けられている。永久磁石１８及びヨーク部１８ａの背面部は、橋梁監視装置１０の当接部１９となっている。

【0024】

橋梁監視装置１０は、橋体１５又は橋脚１６の鋼材部、若しくは橋体１５及び橋脚１６の鋼材部に対して、永久磁石１８の吸引力により取り付けられる。橋梁監視装置１０の当接部１９が、橋体１５若しくは橋脚１６の鋼材部に当接される。

【0025】

図３乃至図８を参照して、橋梁監視装置１０の構成について説明する。図３は、橋梁監視装置１０の外観を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が下面図である。図４は、橋梁監視装置１０の内部を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。図４は、橋梁監視装置１０から側面シールド板部２３を取り除いた状態を示している。

【0026】

図５は、橋梁監視装置１０の断面を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ－Ａ断面を示している。図６は、筐体部２０における防振材２７及びその周辺を拡大して示す。図７は、橋梁監視装置１０の機能ブロック図の一例を示す。図８は、容器３０の内部を示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が下面図である。

【0027】

橋梁監視装置１０は、図３に示すように、略直方体の筐体部２０とアンテナ部２１とを備える。筐体部２０は、磁性材金属でできており、永久磁石１８の磁力が内部に侵入するのを遮蔽する磁気シールド機能を備える。アンテナ部２１は、検知情報送信部２９の中空線を担う。

【0028】

筐体部２０は、図３に示すように、側面シールド板部２３、正面シールド板部２４、上面シールド板部２５、及び底面シールド板部２６を備える。筐体部２０の背面は、図５（ａ）に示すように、磁石保持プレート２２により覆われている。磁石保持プレート２２も、シールド板部２３～２６と同様に、磁性材金属でできており、永久磁石１８の磁力が筐体部２０の内部に侵入するのを遮蔽する。従って、筐体部２０は、永久磁石１８の磁力を遮蔽することができ、内部の傾斜検知センサ部２８及び検知情報送信部２９は永久磁石１８の磁力の影響を受けない。

【0029】

磁石保持プレート２２は、図５（ａ）に示すように、上端部と下端部とが前方に屈曲し、上部筐体取付部２２ａと下部筐体取付部２２ｂとを備える。筐体部２０は、上部筐体取付部２２ａと下部筐体取付部２２ｂとに防振材２７を介して取り付けられる。

【0030】

図５（ａ）（ｂ）に示すように、筐体部２０の上面シールド板部２５と底面シールド板部２６とは、磁石保持プレート２２の上部筐体取付部２２ａと下部筐体取付部２２ｂとに防振材２７に挟持された状態で取り付けられる。筐体部２０は、磁石保持プレート２２に防振材２７に挟持された状態で取り付けられることで、当接部１９に接続される。

【0031】

防振材２７は、本実施形態では、シリコーンゲルを防振ゲルとして利用したゲルブッシュを用いた。図６を参照して、筐体部２０における防振材２７及び防振材２７の周囲の構成について説明する。図６は、筐体部２０における防振材２７及びその周辺を拡大して示す。

【0032】

防振材２７は、中心部にネジ３５が貫通する貫通穴３７を備える。貫通穴３７は、その内周に嵌合する筒状のカラー３８を備える。上面シールド板部２５及び底面シールド板部２６は、防振材２７に挟持された状態で上部筐体取付部２２ａ及び下部筐体取付部２２ｂに固定される。ネジ３５は、ワッシャー３６を介してカラー３８を挟み込む。ネジ３５は、ナット３３に螺合する。

【0033】

カラー３８は金属などの硬質材でできているので、ネジ３５の締め付け力はカラー３８によって受け止められ、防振材２７、上面シールド板部２５、及び底面シールド板部２６に伝達されるネジ３５の締め付け力はカラー３８によって減少される。従って、防振材２７は、ネジ３５とナット３３に締め付けられた状態でも硬化することなく、ゲル状のまま上面シールド板部２５及び底面シールド板部２６を挟持する。

【0034】

筐体部２０は、上面シールド板部２５及び底面シールド板部２６において、防振材２７を介在させた状態で磁石保持プレート２２に接続される。従って、橋梁１３から磁石保持プレート２２に伝達した交通振動は、防振材２７に吸収されるので、筐体部２０への伝達は抑制される。交通振動とは車両が走行する際に地面、及び建物などの構造物に生じる振動のことである。

【0035】

磁石保持プレート２２は左右両側に永久磁石１８を備え、永久磁石１８の吸着力により磁石保持プレート２２は橋梁１３の鋼材部分に取り付けられる。永久磁石１８及びヨーク部１８ａの裏面が当接部１９であり、当接部１９が橋梁１３の鋼材部分に当接する。

【0036】

橋梁監視装置１０は永久磁石１８の吸着力によって橋梁１３に取り付けられることができるので、当該取り付けの施工などを容易に行うことができ、橋梁１３側に別途部材などを準備する必要がない。

【0037】

容器３０は、図５に示すように、フレーム板４２に固定される。フレーム板４２は上側の板と下側の板が前方に延出しており、上側と下側の板の間に容器３０を収納する。フレーム板４２が側面シールド板部２３に取り付けられることで、容器３０は筐体部２０に固定される。フレーム板４２は、磁性材金属からなり磁気シールド機能を備える。フレーム板４２は永久磁石１８の磁力が透過するのを抑制し、容器３０に届く永久磁石１８の磁力を低減する。

【0038】

容器３０は方形箱形の容器形状になっている。容器３０は容器本体３０ａと蓋３０ｂから構成されている。容器本体３０ａは開口を有し、蓋３０ｂは容器本体３０ａの開口を覆い塞ぐように構成されている。

【0039】

容器３０の外壁は、プラスチック樹脂によって形成され、内部に雨水、粉塵などの侵入を防ぐ構造になっている。容器３０は、後述する傾斜検知センサ部２８、検知情報送信部２９、制御部４０、電源部３１、及び記憶部３２を収納する。

【0040】

容器３０は、容器本体３０ａの開口を蓋３０ｂにより塞ぐように構成されているので、雨水、粉塵などの侵入を防ぐことができ、内部に収納された傾斜検知センサ部２８、検知情報送信部２９、制御部４０、電源部３１、及び記憶部３２は雨水及び粉塵などの影響を受け難い。

【0041】

アンテナ部２１は、底面シールド板部２６に固定され、先端が下方に向かって延設されている。アンテナ部２１は、検知情報送信部２９と接続され、ＬＰＷＡによる無線通信の空中線として用いられる。無線通信の信号は筐体部２０の磁気シールド機能により遮蔽されるので、アンテナ部２１は筐体部２０の外側に設置される。

【0042】

次に、図７を参照して、橋梁監視装置１０の機能について説明する。図７は、橋梁監視装置１０の機能ブロック図の一例を示す。図７に示すように、本実施形態の橋梁監視装置１０は、傾斜検知センサ部２８、検知情報送信部２９、制御部４０、電源部３１、及び記憶部３２を備えている。

【0043】

傾斜検知センサ部２８は、２軸傾斜計を備えている。２軸傾斜計は、重力加速度のｘ成分及びｙ成分を検出し、検出された重力加速度のｘ成分及びｙ成分に基づいて橋梁監視装置１０のｘ軸方向及びｙ軸方向の傾斜角度を検知する。

【0044】

本実施形態では、２軸傾斜計のｘ軸に橋梁監視装置１０のロール軸を合わせ、２軸傾斜計のｙ軸に橋梁監視装置１０のピッチ軸を合わせた（図３参照）。従って、橋梁監視装置１０のロールの傾斜量は重力加速度のｙ成分に基づいて算出され、橋梁監視装置１０のピッチの傾斜量は重力加速度のｘ成分に基づいて算出される。

【0045】

なお、２軸傾斜計のｘ軸に橋梁監視装置１０のピッチ軸を合わせ、２軸傾斜計のｙ軸に橋梁監視装置１０のロール軸を合わせた状態で、２軸傾斜計を橋梁監視装置１０に実装してもよい。この場合は、橋梁監視装置１０のロールの傾斜量は重力加速度のｘ成分に基づいて算出され、橋梁監視装置１０のピッチの傾斜量は重力加速度のｙ成分に基づいて算出される。

【0046】

検知情報送信部２９は、傾斜検知センサ部２８が検知した橋梁１３の傾斜を検知情報としてＬＰＷＡによる無線通信により橋梁監視システム１２へ送信する。ＬＰＷＡは低消費電力で長距離の通信ができる通信規格である。

【0047】

ここでいう検知情報とは、傾斜検知センサ部２８が検知した重力加速度のｘ成分及びｙ成分に基づいて算出した橋梁監視装置１０の傾斜量のこと、若しくは、傾斜検知センサ部２８が検知した重力加速度のｘ成分及びｙ成分そのものであってもよい。ただし、傾斜検知センサ部２８が検知した重力加速度のｘ成分及びｙ成分を検知情報として橋梁監視システム１２へ送信した場合、橋梁監視システム１２において重力加速度のｘ成分及びｙ成分に基づいて橋梁監視装置１０の傾斜量を算出する。

【0048】

ＬＰＷＡは、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）機器による無線通信に適しているとされ、低消費電力でありながら広域的な無線通信が可能である。本実施形態では、ＬＰＷＡの中でもＳＩＧＦＯＸ（登録商標）の通信規格を用いている。ＳＩＧＦＯＸ（登録商標）は、伝送距離が最大５０ｋｍ程度であり、他のＬＰＷＡの通信規格の伝送距離１ｋｍ～１０数ｋｍ程度に比べて長距離なのが特徴である。

【0049】

なお、ＬＰＷＡの通信規格には、他にもＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）、エルトレス（ＥＬＴＲＥＳ：登録商標）などがあり、橋梁監視システムの使用状況によってはこれらの通信規格を用いてもよい。

【0050】

また、ＬＰＷＡの他に第三世代（３Ｇ）、第四世代（４Ｇ）移動通信システム、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＬＴＥ－Ｍ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｍａｃｈｉｎｅ－Ｔｙｐｅ－ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの無線通信方式があり、橋梁監視システムの使用状況によってはこれらの無線通信を用いてもよい。

【0051】

本実施形態では、傾斜検知センサ部２８と検知情報送信部２９との間の信号、情報などの送受信は有線接続により行われている。なお、傾斜検知センサ部２８と検知情報送信部２９とはブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）により無線接続されていてもよい。ブルートゥース（登録商標）は、携帯情報機器などで数ｍから数１０ｍ程度の近距離無線通信を行う。

【0052】

制御部４０は、傾斜検知センサ部２８の動作制御を行うと供に、検知情報送信部２９の動作制御を行い、傾斜検知センサ部２８が検知した検知情報を橋梁監視システム１２に送信するなどの動作制御を行う。

【0053】

電源部３１は、３個の一次リチウム電池３１ａが用いられ、橋梁監視装置１０の各機能部に電力を供給する。電源部３１が備える一次リチウム電池３１ａの数は、橋梁監視装置１０の継続使用期間などの使用状況によって適宜変更でき１個でも２個でもよく、４個以上でもよい。

【0054】

記憶部３２は、傾斜検知センサ部２８が検知した検知情報を検知情報送信部２９が送信するまで一時的に記憶し、橋梁監視装置１０の各機能部の動作制御に必要なプログラム、及び初期設定情報などを記憶する。

【0055】

図８及び図９を参照して、傾斜検知センサ部２８、検知情報送信部２９、制御部４０、電源部３１、及び記憶部３２が容器３０の内部に収納される様子について説明する。図８は、容器３０の内部を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が下面図である。図９は、容器３０における防振材２７及びその周辺を拡大して示す。

【0056】

傾斜検知センサ部２８は、基板３４の上に２軸傾斜計を含む回路が形成されることで実装される。検知情報送信部２９、制御部４０、及び記憶部３２は、基板３４の上に図示しない回路が形成されることで実装される。基板３４は、図８に示すように、電源部３１の一次リチウム電池３１ａのリード線３１ｂが接続されるコネクタ３４ａを備える。

【0057】

基板３４は、容器３０内の容器本体３０ａの開口付近にあって、底面シールド板部２６に対して平行な状態で収納される。容器本体３０ａの開口付近であり、容器本体３０ａの内周壁四隅のそれぞれにネジ受けとなるボス３９が形成されている（図９参照）。

【0058】

基板３４は、ボス３９の上面に設置されネジ３５により固定されることで、底面シールド板部２６に対して平行な状態となる。ネジ３５と供にワッシャー３６が用いられる。基板３４は防振材２７であるゲルブッシュに挟持されて容器３０の内部に固定される。基板３４は防振材２７を介してボス３９に固定されるので、防振材２７は橋梁１３の交通振動が基板３４に伝達されるのを抑制することができる。

【0059】

防振材２７は、中心部にネジ３５が貫通する貫通穴３７を備える。貫通穴３７は、その内周に嵌合する筒状のカラー３８を備える。基板３４は、防振材２７に挟持された状態でボス３９に固定される。ネジ３５は、ワッシャー３６を介してカラー３８を挟み込む。ネジ３５は、ナット３３に螺合する。

【0060】

カラー３８は金属などの硬質材でできているので、ネジ３５の締め付け力はカラー３８によって受け止められ、防振材２７及び基板３４に伝達されるネジ３５の締め付け力はカラー３８によって減少される。従って、防振材２７は、ボス３９に固定された状態でも硬化することなく、ゲル状のまま基板３４を挟持する。

【0061】

２軸傾斜計は、図示しないセンサ回路とともにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて製造される。２軸傾斜計は、モールド成形された筐体の中に一体的に収納され、当該筐体に平行な２軸（ＸＹ）方向の直線加速度を検出する。

【0062】

２軸傾斜計は、初期状態において２軸傾斜計の筐体を水平状態にして備え、傾斜した状態における重力加速度のｘ成分及びｙ成分を計測する。２軸傾斜計が計測した重力加速度のｘ成分及びｙ成分は、傾斜検知センサ部２８の検知情報として検知情報送信部２９によって橋梁監視システム１２へ向けて送信される。

【0063】

傾斜検知センサ部２８の検知情報は、重力加速度のｘ成分及びｙ成分、及び重力加速度のｘ成分及びｙ成分に基づいて算出された橋梁監視装置１０の傾斜角度の両方を含み得る。本実施形態では、２軸傾斜計のｘ軸に橋梁監視装置１０のロール軸を合わせ、２軸傾斜計のｙ軸に橋梁監視装置１０のピッチ軸を合わせた。従って、橋梁監視装置１０のピッチの傾斜量は重力加速度のｘ成分に基づいて算出され、ロールの傾斜量は重力加速度のｙ成分に基づいて算出される。

【0064】

本実施形態で用いた２軸傾斜計はＭＥＭＳ技術で作成された。ＭＥＭＳ技術を用いた２軸傾斜計を用いることで、２軸傾斜計は軽量で小型になり橋梁監視装置１０の軽量小型化に益するものとなった。さらに、ＭＥＭＳ技術を用いることで、傾斜を検出する素子と、この素子からの信号を処理する信号処理回路との集積化が容易となり製造コストを下げることが可能となった。

【0065】

また、本実施形態では２軸傾斜計として静電容量式のものを用いた。静電容量式２軸傾斜計は、ピエゾ抵抗式２軸傾斜計と比較して省電力であるため、橋梁監視装置１０の省電力化に益するものである。

【0066】

次に、図１０及び１１を参照して本実施形態にかかる橋梁監視システム１２について説明する。橋梁監視システム１２は、コンピュータなどの情報処理装置の一種であり主にユーザに操作され、Ｉ／Ｏインターフェース７０、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）７１、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）７２、記憶部７３、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）７４等を備えている。

【0067】

橋梁監視システム１２は、Ｉ／Ｏインターフェース７０を介してインターネット１４ａを含む外部のネットワークに対してデータなどの送受信を行う。若しくは、Ｉ／Ｏインターフェース７０を介してＬＰＷＡのプラットフォーム１４に対してデータなどの送受信を行う。

【0068】

橋梁監視システム１２は、後述する橋梁監視プログラムをＲＯＭ７１若しくは記憶部７３に保存し、ＲＡＭ７２などで構成されるメインメモリに橋梁監視プログラムを取り込む。そして、ＣＰＵ７４は、橋梁監視プログラムを取り込んだメインメモリにアクセスして橋梁監視プログラムを実行する。

【0069】

橋梁監視システム１２の記憶部７３は、橋梁監視プログラムを実行するために利用されるアプリケーション、各種データ、その他の関連アプリケーション、及び関連データなどが記憶される。

【0070】

次に図１１を参照して、橋梁監視システム１２における各機能構成について説明する。橋梁監視システム１２は、橋梁監視プログラムを実行することで、監視対象設定部８１、傾斜情報取得部８２、傾斜情報判定部８４、及び報知部８６をＣＰＵ７４に備える。
監視対象設定部８１は、橋梁監視システム１２の監視対象となる橋梁１３の設定を受け付ける。

【0071】

監視対象となる橋梁１３は、１つであっても良いし複数あってもよい。橋梁監視装置１０は、自機を識別する識別コードを橋梁監視装置１０の記憶部３２に記憶している。この識別コードは、ｎ桁のコードであり、ｎ桁のうち先頭のｍ桁が対応する橋梁１３を示す橋梁識別コードになる。

【0072】

監視対象設定部８１は、橋梁監視システム１２が用いる橋梁監視装置１０に紐付けられた識別コードを記憶部７３に記憶することで監視対象となる橋梁１３の設定を受け付ける。橋梁監視システム１２は、複数の橋梁監視装置１０を用いてもよく、これら複数の橋梁監視装置１０の各々に紐付けられた識別コードを記憶部７３に記憶する。
傾斜情報取得部８２は、橋梁監視装置１０が検知した検知情報を無線通信により取得する。

【0073】

橋梁監視装置１０は、検知した検知情報と自機の識別コードとを一組にし、検知情報と識別コードとを紐付けて、橋梁監視システム１２に送信する。傾斜情報取得部８２は、検知情報と識別コードとを一組にして取得する。取得した検知情報は、識別コードを参照することで、どの橋梁１３のどの橋梁監視装置１０によって検知されたのか判別することができる。本実施形態では、無線通信はＬＰＷＡを用いる。

【0074】

傾斜情報判定部８４は、傾斜情報取得部８２により取得された検知情報に基づき橋梁１３の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたか否かを判定する。

【0075】

橋梁１３は、交通振動、風雨、及び微弱な地震などの影響を受けて、ときより微小な振動、及び微小な傾斜などを繰り返している。従って、橋梁監視システム１２のユーザにより閾値を設定し、当該閾値を超えた橋梁１３の傾斜角度の変化量について着目するために、当該判定を行う。

【0076】

報知部８６は、傾斜情報判定部８４が橋梁１３の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたと判定した場合に、ユーザに橋梁１３の異常を報知する。

【0077】

異常の報知を受けたユーザは、橋梁１３の傾斜角度の元になった検知情報に紐付けられた識別コードを参照することで、どの橋梁１３のどの橋梁監視装置１０において傾斜角度の異常が発生したのかを認識することができる。
ユーザは、傾斜角度の異常が報知される状況では、一般車両が橋梁１３を通行することは危険と断定してもよい。

【0078】

次に、図１２を参照して、橋梁監視プログラムの流れを示すフローチャートを用い、本開示に係る橋梁監視方法を橋梁監視プログラムとともに説明する。本開示の橋梁監視方法は、橋梁監視プログラムに基づいて、橋梁監視システム１２のＣＰＵ７４により実行される。

【0079】

橋梁監視プログラムは、図１０のＣＰＵ７４に対して、監視対象設定機能、傾斜情報取得機能、傾斜情報判定機能、及び報知機能の各機能を実行させる。これらの機能は図示の順に実行されるが、適宜、順番を入れ替えて実行することもできる。なお、各機能は前述の橋梁監視システム１２の説明と重複するため、その詳細な説明は省略する。

【0080】

監視対象設定機能は、橋梁監視システム１２の監視対象となる橋梁１３の設定を受け付ける（８１Ｓ：監視対象設定ステップ）。
傾斜情報取得機能は、橋梁監視装置１０が検知した検知情報を無線通信により取得する（８２Ｓ：傾斜情報取得ステップ）。

【0081】

傾斜情報判定機能は、傾斜情報取得機能より取得された検知情報に基づき橋梁１３の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたか否かを判定する（８４Ｓ：傾斜情報判定ステップ）。

【0082】

報知機能は、傾斜情報判定機能が橋梁１３の傾斜角度の変化量が所定の閾値を超えたと判定した場合に、ユーザに橋梁１３の異常を報知する（８６Ｓ：報知ステップ）。

【0083】

上記した実施形態によれば以下のことが可能となる。即ち、橋梁監視装置１０は、静電容量式２軸傾斜計を用いて橋梁１３の傾斜を検知している。静電容量式２軸傾斜計は、他の方式の２軸傾斜計と比べて消費電力が小さい。従って、橋梁監視装置１０は省電力性能に優れている。

【0084】

さらに、橋梁監視装置１０は、橋梁監視システム１２へ検知情報を送信する際に無線通信としてＬＰＷＡを用いる。ＬＰＷＡは他の通信方式と比べて消費電力が小さい。従って、橋梁監視装置１０は省電力性能に優れている。

【0085】

さらに、筐体部２０は磁性材金属を用いて構成され磁気シールド機能を備えるので、内部に収納される傾斜検知センサ部２８は永久磁石１８の磁界の影響を受けること無く傾斜を検出することができる。

【0086】

さらに、筐体部２０は、防振材２７に挟持された状態で当接部１９に固定されるので、橋梁１３の交通振動は筐体部２０と当接部１９の間に介在する防振材２７により低減され、筐体部２０の内部に収納された傾斜検知センサ部２８が受ける交通振動の影響を抑制することができる。

【0087】

さらに、基板３４は、容器３０の内部に防振材２７に挟持された状態で固定されるので、たとえ橋梁１３の交通振動が容器３０に伝わったとしても防振材２７により低減され、容器３０の内部に収納された基板３４が受ける交通振動の影響を抑制することができる。

【0088】

さらに、容器３０の容器本体３０ａ及び蓋３０ｂはプラスチック樹脂により形成され、容器本体３０ａの開口を蓋３０ｂにより塞ぐように構成されている。容器３０のこの構成により、雨水及び粉塵などが容器３０の内部へ侵入するのを防ぐことができる。

【0089】

さらに、上記した実施形態では、橋梁監視装置１０は永久磁石１８の吸引力により橋梁１３の鋼材部に設置することとしている。このため、橋梁監視装置１０の橋梁１３への取り付け施工などを容易に行うことができ、橋梁１３側に別途部材などを準備する必要がない。

【0090】

本開示は上記した実施形態に係る橋梁監視システムに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の変形例、若しくは応用例により実施可能である。

【0091】

上記した実施形態では、橋梁監視装置１０は、橋梁監視システム１２へ検知情報を送信する際に無線通信としてＬＰＷＡを用いた。しかし、ＬＰＷＡに代えて第三世代（３Ｇ）、第四世代（４Ｇ）移動通信システム、ＬＴＥなどの無線通信方式による無線通信を用いてもよい。

【符号の説明】

【0092】

１０ 橋梁監視装置
１２ 橋梁監視システム
１３ 橋梁
１４ ＬＰＷＡのプラットフォーム
１４ａ インターネット
１５ 橋体
１６ 橋脚
１７ 支承
１８ 永久磁石
１８ａ ヨーク部
１９ 当接部
２０ 筐体部
２１ アンテナ部
２２ 磁石保持プレート
２２ａ 上部筐体取付部
２２ｂ 下部筐体取付部
２３ 側面シールド板部
２４ 正面シールド板部
２５ 上面シールド板部
２６ 底面シールド板部
２７ 防振材
２８ 傾斜検知センサ部
２９ 検知情報送信部
３０ 容器
３０ａ 容器本体
３０ｂ 蓋
３１ 電源部
３１ａ 一次リチウム電池
３１ｂ リード線
３２ 記憶部
３３ ナット
３４ 基板
３４ａ コネクタ
３５ ネジ
３６ ワッシャー
３７ 貫通穴
３８ カラー
３９ ボス
４０ 制御部
４２ フレーム板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】