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(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】P2024166843
(43)【公開日】2024-11-29
(54)【発明の名称】計測方法、計測装置、計測システム及び計測プログラム
(51)【国際特許分類】
G01P 21/00 20060101AFI20241122BHJP
G01B 21/00 20060101ALI20241122BHJP
G01P 15/18 20130101ALI20241122BHJP
G01G 19/03 20060101ALI20241122BHJP
G01G 19/04 20060101ALI20241122BHJP
【ＦＩ】
G01P21/00
G01B21/00 C
G01P15/18
G01G19/03
G01G19/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023083223
(22)【出願日】2023-05-19
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】小林 祥宏
【テーマコード（参考）】
2F069
【Ｆターム（参考）】
2F069AA06
2F069AA72
2F069BB40
2F069DD12
2F069GG01
2F069HH30
2F069JJ02
2F069JJ19
2F069QQ03
(57)【要約】
【課題】鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーの状態を容易に判定することが可能な計測方法を提供すること。
【解決手段】鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、を含む、計測方法。
【選択図】図１０
【解決手段】鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、を含む、計測方法。
【選択図】図１０
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
を含む、計測方法。
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
を含む、計測方法。
【請求項2】
請求項１において、
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する工程を含む、計測方法。
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する工程を含む、計測方法。
【請求項3】
請求項１において、
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの前記重力加速度方向に対する感度誤差を算出する工程と、
前記感度誤差に基づいて、前記加速度センサーの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する工程と、
を含む、計測方法。
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの前記重力加速度方向に対する感度誤差を算出する工程と、
前記感度誤差に基づいて、前記加速度センサーの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する工程と、
を含む、計測方法。
【請求項4】
請求項１において、
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記第１方向の加速度の極性を判定する工程を含む、計測方法。
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記第１方向の加速度の極性を判定する工程を含む、計測方法。
【請求項5】
請求項４において、
前記第１方向の加速度に前記極性に応じた値を乗算した加速度を算出する極性値乗算工程を含む、計測方法。
前記第１方向の加速度に前記極性に応じた値を乗算した加速度を算出する極性値乗算工程を含む、計測方法。
【請求項6】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記角度特定工程は、
所定期間における前記第１方向の加速度の平均値を算出する工程と、
重力加速度の値と前記第１方向の加速度の平均値とに基づいて、前記角度を特定する工程と、
を含む、計測方法。
前記角度特定工程は、
所定期間における前記第１方向の加速度の平均値を算出する工程と、
重力加速度の値と前記第１方向の加速度の平均値とに基づいて、前記角度を特定する工程と、
を含む、計測方法。
【請求項7】
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出部と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定部と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定部と、
を含む、計測装置。
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定部と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定部と、
を含む、計測装置。
【請求項8】
請求項７に記載の計測装置と、
前記加速度センサーと、
を備えた、計測システム。
前記加速度センサーと、
を備えた、計測システム。
【請求項9】
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
をコンピューターに実行させる、計測プログラム。
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
をコンピューターに実行させる、計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、計測方法、計測装置、計測システム及び計測プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、基地局が取り付けられた建柱が傾くといった異常状態が生じた場合、互いに直交する２軸のうちの少なくとも１軸が水平方向に対して所定の傾斜角度をなすように固定部材に固定された２軸の加速度センサーを用いて異常状態を検出し、異常状態の発生を管理センターに自動的に通知する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－１７４５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、固定部材を用いて、検出軸が水平方向に対して所定の角度で傾くように加速度センサーを設置する必要があるため高コストであり、加速度センサーの状態を容易に判定することができない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る計測方法の一態様は、
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
を含む。
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
を含む。
【0006】
本発明に係る計測装置の一態様は、
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出部と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定部と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定部と、
を含む。
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出部と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定部と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定部と、
を含む。
【0007】
本発明に係る計測システムの一態様は、
前記計測装置の一態様と、
前記加速度センサーと、
を備える。
前記計測装置の一態様と、
前記加速度センサーと、
を備える。
【0008】
本発明に係る計測プログラムの一態様は、
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
をコンピューターに実行させる。
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
をコンピューターに実行させる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】計測システムの構成例を示す図。
【図3】加速度センサーが検出する加速度の説明図。
【図4】重力加速度方向と第１方向とのなす角度θの説明図。
【図5】角度θと加速度αｄのバイアスとの関係を示す図。
【図6】加速度αｄの波形の一例を示す図。
【図7】加速度αｄの波形の他の一例を示す図。
【図8】加速度αｄの波形の他の一例を示す図。
【図9】ｃｏｓθの経時的な変化の一例を示す図。
【図10】第１実施形態の計測方法の手順の一例を示すフローチャート図。
【図11】角度特定工程の手順の一例を示すフローチャート図。
【図12】第１実施形態における状態判定工程の手順の一例を示すフローチャート図。
【図13】センサー、計測装置及び監視装置の構成例を示す図。
【図14】感度誤差Ｓｅの経時的な変化の一例を示す図。
【図15】第２実施形態における状態判定工程の手順の一例を示すフローチャート図。
【図16】第３実施形態の計測方法の手順の一例を示すフローチャート図。
【図17】第３実施形態における状態判定工程の手順の一例を示すフローチャート図。
【図18】第３実施形態における計測装置の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【0011】
１．第１実施形態
１－１．計測システムの構成
橋梁を通過する鉄道車両は、重量が大きく、ＢＷＩＭで計測可能である。ＢＷＩＭは、Bridge Weigh in Motionの略であり、橋梁を「はかり」に見立て、橋梁の変形を計測することにより、橋梁を通過する鉄道車両の重量、軸数などを測定する技術である。変形やひずみなどの応答から通過する鉄道車両の重量を解析可能な橋梁は、ＢＷＩＭが機能する構造であり、橋梁への作用と応答の間の物理的なプロセスを応用するＢＷＩＭシステムが通行する鉄道車両の重量の計測を可能にする。
１－１．計測システムの構成
橋梁を通過する鉄道車両は、重量が大きく、ＢＷＩＭで計測可能である。ＢＷＩＭは、Bridge Weigh in Motionの略であり、橋梁を「はかり」に見立て、橋梁の変形を計測することにより、橋梁を通過する鉄道車両の重量、軸数などを測定する技術である。変形やひずみなどの応答から通過する鉄道車両の重量を解析可能な橋梁は、ＢＷＩＭが機能する構造であり、橋梁への作用と応答の間の物理的なプロセスを応用するＢＷＩＭシステムが通行する鉄道車両の重量の計測を可能にする。
【0012】
図１は、本実施形態に係る計測システムの一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る計測システム１０は、計測装置１と、橋梁５に設けられる少なくとも１つのセンサー２と、を備えている。また、計測システム１０は、監視装置３を備えていてもよい。
【0013】
橋梁５は上部構造７と下部構造８からなる。図２は、上部構造７を図１のＡ－Ａ線で切断した断面図である。図１及び図２に示すように、上部構造７は、床板Ｆ、主桁Ｇ、不図示の横桁等からなる橋床７ａと、支承７ｂと、レール７ｃと、枕木７ｄと、バラスト７ｅと、を含む。また、図１に示すように、下部構造８は、橋脚８ａと、橋台８ｂと、を含む。上部構造７は、隣り合う橋台８ｂと橋脚８ａ、隣り合う２つの橋台８ｂ、又は、隣り合う２つの橋脚８ａのいずれか１つに渡された構造である。上部構造７の両端部は、隣り合う橋台８ｂと橋脚８ａの位置、隣り合う２つの橋台８ｂの位置、又は、隣り合う２つの橋脚８ａの位置にある。
【0014】
鉄道車両６が橋梁５の上部構造７に進入すると、鉄道車両６の荷重によって上部構造７が撓むが、鉄道車両６は複数の車両が連結されているので、各車両の通過に伴って上部構造７の撓みが周期的に繰り返される。
【0015】
計測装置１と各センサー２とは、例えば、不図示のケーブルで接続され、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介して通信を行う。ＣＡＮは、Controller Area Networkの略である。あるいは、計測装置１と各センサー２とは、無線ネットワークを介して通信を行ってもよい。
【0016】
本実施形態では、各センサー２は、加速度センサーであり、鉄道車両６が橋梁５を走行したときの加速度データを出力する。各センサー２は、例えば、水晶加速度センサーであってもよいし、ＭＥＭＳ加速度センサーであってもよい。ＭＥＭＳは、Micro Electro Mechanical Systemsの略である。
【0017】
本実施形態では、各センサー２は橋梁５の上部構造７の長手方向の中央部、具体的には、主桁Ｇの長手方向の中央部に設置されている。ただし、各センサー２は、鉄道車両６の走行によって発生する加速度を検出することができればよく、その設置位置は上部構造７の中央部に限定されない。なお、各センサー２を上部構造７の床板Ｆに設けると、鉄道車両６の走行によって破壊するおそれがあり、また橋床７ａの局部的な変形により測定精度が影響を受けるおそれがあるため、図１及び図２の例では、各センサー２は上部構造７の主桁Ｇに設けられている。
【0018】
上部構造７の床板Ｆや主桁Ｇ等は、橋梁５を通過する鉄道車両６による荷重によって、垂直方向に撓む。各センサー２は、橋梁５を通過する鉄道車両６の荷重による床板Ｆや主桁Ｇの撓みの加速度を検出する。
【0019】
計測装置１は、各センサー２から出力される加速度データに基づいて、各センサー２の状態を判定する。計測装置１は、あらかじめ決められた時間間隔で各センサー２の状態を判定してもよい。また、計測装置１は、各センサー２から出力される加速度データに基づいて、鉄道車両６が橋梁５を通過したときの橋梁５の変位を算出する。計測装置１は、例えば、橋台８ｂに設置される。
【0020】
計測装置１と監視装置３とは、例えば、携帯電話の無線ネットワーク及びインターネット等の通信ネットワーク４を介して、通信を行うことができる。計測装置１は、センサー２の状態の判定結果及び鉄道車両６が橋梁５を通過したときの橋梁５の変位を含む計測データを監視装置３に送信する。監視装置３は、当該計測データを不図示の記憶装置に記憶し、例えば、計測データに含まれるセンサー２の状態の判定結果に基づいて、センサー２が正常な状態であるか異常な状態であるかを表示させてもよい。また、計測装置１は、例えば、計測データに含まれる橋梁５の変位に基づいて、鉄道車両６の監視や上部構造７の異常判定等の処理を行ってもよい。
【0021】
なお、本実施形態では、橋梁５は、鉄道橋であり、例えば、鋼橋や桁橋、ＲＣ橋等である。ＲＣは、Reinforced-Concreteの略である。
【0022】
図２に示すように、本実施形態では、センサー２に対応付けて観測点Ｒが設定されている。図２の例では、観測点Ｒは、主桁Ｇに設けられたセンサー２の鉛直上方向にある上部構造７の表面の位置に設定されている。すなわち、センサー２は、観測点Ｒを観測する加速度センサーであり、橋梁５を走行する鉄道車両６の複数の部位の観測点Ｒへの作用に対する応答である加速度を検出し、検出した加速度を含む加速度データを出力する。例えば、鉄道車両６の複数の部位のそれぞれは車軸又は車輪であるが、以降では車軸であるものとする。センサー２は、鉄道車両６の走行により観測点Ｒに生じる加速度を検出可能な位置に設けられていればよいが、観測点Ｒの鉛直上に近い位置に設けられることが望ましい。
【0023】
【0024】
計測装置１は、センサー２から出力される加速度データに基づいて、鉄道車両６が走行する橋梁５の上部構造７の面と交差する方向の加速度を取得する。鉄道車両６が走行する上部構造７の面は、鉄道車両６が走行する方向、すなわち上部構造７の長手方向であるＸ方向と、鉄道車両６が走行する方向と直交する方向、すなわち上部構造７の幅方向であるＹ方向とによって規定される。鉄道車両６の走行によって、観測点Ｒは、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向に撓むので、計測装置１は、撓みの加速度の大きさを正確に算出するために、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向、すなわち、床板Ｆの法線方向であるＺ方向の加速度を取得するのが望ましい。
【0025】
図３は、センサー２が検出する加速度を説明する図である。センサー２は、互いに直交する３軸の各軸方向に生じる加速度を検出する加速度センサーである。
【0026】
鉄道車両６の走行による観測点Ｒの撓みの加速度を検出するために、センサー２は、３つの検出軸であるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のうち、１軸がＸ方向及びＹ方向と交差する方向となるように設置される。観測点Ｒは、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向に撓むので、撓みの加速度を正確に検出するために、理想的には、センサー２は、１軸をＸ方向及びＹ方向と直交するＺ方向、すなわち、床板Ｆの法線方向に合わせて設置される。
【0027】
ただし、センサー２を上部構造７に設置する場合、設置場所が傾いている場合もある。計測装置１は、センサー２の３つの検出軸の１軸が、床板Ｆの法線方向に合わせて設置されなくても、概ね法線方向に向いていることで誤差は小さく無視できる。また、計測装置１は、センサー２の３つの検出軸の１軸が、床板Ｆの法線方向に合わせて設置されなくても、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の加速度を合成した３軸合成加速度によって、センサー２の傾斜による検出誤差の補正を行うことができる。また、センサー２は、少なくとも鉛直方向にほぼ平行な方向に生ずる加速度、あるいは、床板Ｆの法線方向の加速度を検出する１軸加速度センサーであってもよい。
【0028】
以下、計測装置１が実行する本実施形態の計測方法の詳細について説明する。
【0029】
１－２．センサーの状態判定
鉄道車両６が橋梁５を走行するとき、観測点Ｒには重力加速度方向に加速度αが発生する。図４に示すように、センサー２がこの加速度αをｚ軸方向の加速度αｄとして検出するものとすると、ｚ軸方向の加速度αｄは、式（１）によって算出される。式（１）において、θは重力加速度方向とｚ軸との間の角度であり、ｇは重力加速度である。
鉄道車両６が橋梁５を走行するとき、観測点Ｒには重力加速度方向に加速度αが発生する。図４に示すように、センサー２がこの加速度αをｚ軸方向の加速度αｄとして検出するものとすると、ｚ軸方向の加速度αｄは、式（１）によって算出される。式（１）において、θは重力加速度方向とｚ軸との間の角度であり、ｇは重力加速度である。
【0030】
【数1】
【0031】
式（１）より、α＝０のとき、αｄ＝ｃｏｓθ×ｇであり、ｚ軸方向の加速度αｄにはｃｏｓθ×ｇのバイアスが含まれている。このバイアスは角度θによって変化する。
【0032】
図５に、角度θと加速度αｄのバイアスとの関係を示す。図５に示すように、θ＝０°のときバイアスはｇであり、θ＝±１８０°のときバイアスは－ｇである。また、θ＝±１８°のときバイアスは約０．９５ｇであり、θ＝±６０°のときバイアスは０．５ｇである。
【0033】
図６に、θ＝０°のときの加速度αｄの波形の一例を示す。また、図７に、θ＝±１８０°のときの加速度αｄの一例を示す。また、図８に、θ＝±６０°のときの加速度αｄの一例を示す。図６、図７及び図８は、鉄道車両６が橋梁５を走行していないときの加速度αｄの波形であり、加速度αｄの波形に含まれる振動は環境振動である。
【0034】
加速度αｄの平均値は式（２）によって算出される。式（２）において、ｋはサンプル番号である。
【0035】
【数2】
【0036】
比較的長時間の観測点Ｒにおける加速度αｄの平均値は、環境振動成分が除かれているので、直流成分であるバイアスオフセット成分αＢの平均値との間に、式（３）の関係が成り立つ。
【0037】
【数3】
【0038】
センサー２のｚ軸の方向が重力加速度方向と一致するように橋梁５に設置された場合、バイアスオフセット成分αＢは重力加速度ｇとほぼ一致すると考えると、式（３）より、式（４）が得られる。
【0039】
【数4】
【0040】
センサー２の姿勢が変化しなければ、θ＝０°であり、ｃｏｓθ＝１であるから、加速度αｄの平均値を重力加速度ｇで割った値はほぼ１になる。逆に言えば、加速度αｄの平均値を重力加速度ｇで割った値がほぼ１であれば、ｃｏｓθ≒１であり、θ≒０°であると特定される。したがって、計測装置１は、センサー２の姿勢が変化していないと判定することができる。
【0041】
一方、加速度αｄの平均値を重力加速度ｇで割った値がほぼ１にならなければ、何等かの理由でセンサー２の姿勢が変化したと推察される。この場合も、加速度αｄの平均値を重力加速度ｇで割ることによりｃｏｓθが算出され、角度θが特定される。
【0042】
なお、センサー２のｚ軸の方向が重力加速度方向と逆向きになるように橋梁５に設置された場合は、ｃｏｓθは負の値となる。そして、センサー２が脱落した場合等、センサー２の姿勢に異常が生じた場合には、ｃｏｓθの絶対値が１よりも小さくなる。したがって、計測装置１は、式（５）のように、式（４）によって算出されるｃｏｓθの絶対値を所定の閾値ｃａと比較することで、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定することができる。例えば、計測装置１は、閾値ｃａを０．５として、｜ｃｏｓθ｜＞０．５のときはセンサー２の姿勢が正常であると判定し、｜ｃｏｓθ｜≦０．５のときはセンサー２の姿勢が異常であると判定してもよい。
【0043】
【数5】
【0044】
図９に、式（４）によって算出されるｃｏｓθの経時的な変化の一例を示す。図９の例では、１回目の判定から１７回目の判定まではｃｏｓθがほぼ１であるが、１８回目以降の判定ではｃｏｓθが閾値ｃａである０．５以下になっており、１７回目の判定と１８回目の判定との間でセンサー２の姿勢が正常状態から異常状態に変化したと推定される。
【0045】
なお、前述の通り、センサー２が複数の検出軸を有する場合は、いずれの検出軸も重力加速度方向に平行でない場合でも、一般に、センサー２の座標系は、センサー２が検出した各検出軸方向の加速度を合成して水平面に平行な２軸とこれらに直交する重力加速度方向に平行な１軸の座標系に変換される。そのため、センサー２が、１つの検出軸が重力加速度方向に平行になるように設置されることと同等になる。したがって、計測装置１は、重力加速度方向と当該検出軸との間の角度をθとして、センサー２の姿勢を判定すればよい。
【0046】
【0047】
図１０に示すように、まず、加速度データ取得工程Ｓ１０において、計測装置１は、橋梁５の観測点Ｒを観測し、橋梁５を走行する鉄道車両６の複数の部位の観測点Ｒへの作用に対する応答である加速度を検出する加速度センサーであるセンサー２から出力される加速度データを取得する。
【0048】
次に、第１方向加速度算出工程Ｓ２０において、計測装置１は、工程Ｓ１０で取得した加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度αｄを算出する。第１方向は、重力加速度方向に平行であると想定される方向であることが好ましい。例えば、センサー２が、ｚ軸が重力加速度方向に平行になるように設置される場合、第１方向は、センサー２のｚ軸の方向であってもよい。この場合、計測装置１は、加速度データに含まれるｚ軸方向の加速度を第１方向の加速度αｄとしてもよいし、ｚ軸方向の加速度をフィルター処理して第１方向の加速度αｄを算出してもよい。また、例えば、センサー２が、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸のいずれも重力加速度方向に平行でないように設置される場合、第１方向は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の方向から算出される重力加速度方向に平行な方向であると想定される方向であってもよい。この場合、計測装置１は、加速度データに含まれるｘ軸方向の加速度、ｙ軸方向の加速度及びｚ軸方向の加速度を合成して第１方向の加速度αｄとしてもよいし、合成した加速度をフィルター処理して第１方向の加速度αｄを算出してもよい。
【0049】
次に、角度特定工程Ｓ３０において、計測装置１は、工程Ｓ２０で算出した第１方向の加速度αｄに基づいて、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θを特定する。具体的には、計測装置１は、鉄道車両６が橋梁５を走行していないときに工程Ｓ１０で取得した加速度データに基づいて工程Ｓ２０で算出した第１方向の加速度αｄに基づいて、角度θを特定する。計測装置１は、前出の式（４）によってｃｏｓθを算出することにより角度θを特定してもよいし、実際に角度θを算出して特定してもよい。角度特定工程Ｓ３０の手順の一例については後述する。
【0050】
次に、状態判定工程Ｓ４０において、計測装置１は、工程Ｓ３０で特定した角度θに基づいて、センサー２の状態を判定する。例えば、計測装置１は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の状態を判定してもよい。状態判定工程Ｓ４０の手順の一例については後述する。
【0051】
次に、変位算出工程Ｓ５０において、計測装置１は、工程Ｓ２０で算出した第１方向の加速度αｄに基づいて、鉄道車両６が走行したときの橋梁５の変位を算出する。具体的には、計測装置１は、鉄道車両６が橋梁５を走行しているときに工程Ｓ１０で取得した加速度データに基づいて工程Ｓ２０で算出した第１方向の加速度αｄに基づいて、橋梁５の変位を算出する。例えば、計測装置１は、加速度αｄに対して２回積分と積分誤差を低減させるためのフィルター処理とを行って橋梁５の変位を算出してもよいし、その他の公知の手法によって橋梁５の変位を算出してもよい。
【0052】
次に、計測データ出力工程Ｓ６０において、計測装置１は、工程Ｓ４０の判定結果や工程Ｓ５０で算出した変位を含む計測データを監視装置３に出力する。具体的には、計測装置１は、計測データを、通信ネットワーク４を介して監視装置３に送信する。計測データは、さらに、加速度αｄ、ｃｏｓθ、角度θ等を含んでもよい。
【0053】
そして、工程Ｓ７０において計測を終了するまで、計測装置１は、工程Ｓ１０～Ｓ６０の処理を繰り返し行う。
【0054】
【0055】
図１１に示すように、工程Ｓ３０１において、計測装置１は、角度θの特定タイミングであるか否かを判断する。角度θの特定タイミングは、工程Ｓ１０で取得した加速度データが鉄道車両６が橋梁５を走行していないときの加速度データであることが保証されているタイミングである。例えば、角度θの特定タイミングは、深夜などの鉄道車両６が橋梁５を走行していないタイミングであってもよいし、計測装置１が、工程Ｓ１０で取得した加速度データを解析して鉄道車両６が橋梁５を走行していないときの加速度データであると判断したタイミングであってもよい。角度θの特定タイミングは、あらかじめ決められた時間間隔で発生してもよい。
【0056】
次に、工程Ｓ３０１において角度θの特定タイミングである場合、工程Ｓ３０２において、計測装置１は、所定期間における第１方向の加速度αｄの平均値を算出する。
【0057】
そして、工程Ｓ３０３において、計測装置１は、重力加速度ｇの値と工程Ｓ３０２で算出した第１方向の加速度αｄの平均値とに基づいて、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θを特定する。例えば、計測装置１は、前出の式（４）によってｃｏｓθを算出することにより角度θを特定してもよいし、実際に角度θを算出して特定してもよい。
【0058】
工程Ｓ３０１において角度θの特定タイミングでない場合は、計測装置１は、工程Ｓ３０２，Ｓ３０３の処理を行わない。
【0059】
【0060】
図１２に示すように、工程Ｓ４０１において、計測装置１は、センサー２の状態判定タイミングであるか否かを判断する。センサー２の状態判定タイミングは、工程Ｓ１０で取得した加速度データが、鉄道車両６が橋梁５を走行していないときの加速度データであることが保証されているタイミングである。例えば、センサー２の状態判定タイミングは、深夜などの鉄道車両６が橋梁５を走行していないタイミングであってもよいし、計測装置１が、工程Ｓ１０で取得した加速度データを解析して鉄道車両６が橋梁５を走行していないときの加速度データであると判断したタイミングであってもよい。センサー２の状態判定タイミングは、あらかじめ決められた時間間隔で発生してもよい。また、センサー２の状態判定タイミングは、角度θの特定タイミングと同じであってもよい。
【0061】
次に、工程Ｓ４０１においてセンサー２の状態判定タイミングである場合、工程Ｓ４０２において、計測装置１は、工程Ｓ３０で特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。例えば、計測装置１は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。
【0062】
工程Ｓ４０１においてセンサー２の状態判定タイミングでない場合は、計測装置１は、工程Ｓ４０２の処理を行わない。
【0063】
１－４．センサー、計測装置及び監視装置の構成
図１３は、センサー２、計測装置１及び監視装置３の構成例を示す図である。
図１３は、センサー２、計測装置１及び監視装置３の構成例を示す図である。
【0064】
図１３に示すように、センサー２は、通信部２１と、加速度センサー２２と、プロセッサー２３と、記憶部２４と、を備えている。
【0065】
記憶部２４は、プロセッサー２３が計算処理や制御処理を行うための各種のプログラムやデータ等を記憶するメモリーである。また、記憶部２４は、プロセッサー２３が所定のアプリケーション機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。
【0066】
加速度センサー２２は、３軸の各軸方向に生じる加速度を検出する。
【0067】
プロセッサー２３は、記憶部２４に記憶された観測プログラム２４１を実行することにより、加速度センサー２２を制御し、加速度センサー２２が検出した加速度に基づいて加速度データ２４２を生成し、生成した加速度データ２４２を記憶部２４に記憶させる。
【0068】
通信部２１は、プロセッサー２３の制御により、記憶部２４に記憶されている加速度データ２４２を計測装置１に送信する。
【0069】
図１３に示すように、計測装置１は、第１通信部１１と、第２通信部１２と、記憶部１３と、プロセッサー１４と、を備えている。
【0070】
第１通信部１１は、センサー２から加速度データ２４２を受信し、受信した加速度データ２４２をプロセッサー１４に出力する。
【0071】
記憶部１３は、プロセッサー１４が計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶するメモリーである。また、記憶部１３は、プロセッサー１４が所定のアプリケーション機能を実現するための各種のプログラムやデータ等を記憶している。また、プロセッサー１４が通信ネットワーク４を介して各種のプログラムやデータ等を受信して記憶部１３に記憶させてもよい。
【0072】
プロセッサー１４は、第１通信部１１が受信した加速度データ２４２に基づいて計測データ１３３を生成し、生成した計測データ１３３を記憶部１３に記憶させる。
【0073】
本実施形態では、プロセッサー１４は、記憶部１３に記憶された計測プログラム１３１を実行することにより、加速度データ取得部１４１、第１方向加速度算出部１４２、角度特定部１４３、状態判定部１４４、変位算出部１４５及び計測データ出力部１４６として機能する。すなわち、プロセッサー１４は、加速度データ取得部１４１、第１方向加速度算出部１４２、角度特定部１４３、状態判定部１４４、変位算出部１４５及び計測データ出力部１４６を含む。
【0074】
加速度データ取得部１４１は、第１通信部１１が受信した加速度データ２４２を取得し、加速度データ１３２として記憶部１３に記憶させる。すなわち、加速度データ取得部１４１は、図１０における加速度データ取得工程Ｓ１０の処理を行う。
【0075】
第１方向加速度算出部１４２は、加速度データ取得部１４１が取得した加速度データ１３２に基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度αｄを算出する。第１方向加速度算出部１４２は、加速度データ１３２に含まれるｚ軸方向の加速度を第１方向の加速度αｄとしてもよいし、ｚ軸方向の加速度をフィルター処理して第１方向の加速度αｄを算出してもよい。また、第１方向加速度算出部１４２は、加速度データ１３２に含まれるｘ軸方向の加速度、ｙ軸方向の加速度及びｚ軸方向の加速度を合成して第１方向の加速度αｄとしてもよいし、合成した加速度をフィルター処理して第１方向の加速度αｄを算出してもよい。すなわち、第１方向加速度算出部１４２は、図１０における第１方向加速度算出工程Ｓ２０の処理を行う。
【0076】
角度特定部１４３は、第１方向加速度算出部１４２が算出した第１方向の加速度αｄに基づいて、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θを特定する。具体的には、角度特定部１４３は、鉄道車両６が橋梁５を走行していないときに加速度データ取得部１４１が取得した加速度データ１３２に基づいて第１方向加速度算出部１４２が算出した第１方向の加速度αｄに基づいて、角度θを特定する。角度特定部１４３は、前出の式（４）によってｃｏｓθを算出することにより角度θを特定してもよいし、実際に角度θを算出して特定してもよい。例えば、角度特定部１４３は、角度θの特定タイミングであるか否かを判断し、角度θの特定タイミングである場合は、所定期間における第１方向の加速度αｄの平均値を算出し、重力加速度ｇの値と第１方向の加速度αｄの平均値とに基づいて、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θを特定してもよい。すなわち、角度特定部１４３は、図１０における角度特定工程Ｓ３０の処理、具体的には図１１の工程Ｓ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３の処理を行う。
【0077】
状態判定部１４４は、角度特定部１４３が特定した角度θに基づいて、センサー２の状態を判定する。例えば、状態判定部１４４は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の状態を判定してもよい。具体的には、状態判定部１４４は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。状態判定部１４４は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。例えば、状態判定部１４４は、センサー２の状態判定タイミングであるか否かを判断し、センサー２の状態判定タイミングである場合は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。すなわち、状態判定部１４４は、図１０における状態判定工程Ｓ４０の処理、具体的には図１２の工程Ｓ４０１，Ｓ４０２の処理を行う。
【0078】
変位算出部１４５は、第１方向加速度算出部１４２が算出した第１方向の加速度αｄに基づいて、鉄道車両６が走行したときの橋梁５の変位を算出する。具体的には、変位算出部１４５は、鉄道車両６が橋梁５を走行しているときに加速度データ取得部１４１が取得した加速度データ１３２に基づいて第１方向加速度算出部１４２が算出した第１方向の加速度αｄに基づいて、橋梁５の変位を算出する。例えば、変位算出部１４５は、加速度αｄに対して２回積分と積分誤差を低減させるためのフィルター処理とを行って橋梁５の変位を算出してもよいし、その他の公知の手法によって橋梁５の変位を算出してもよい。
【0079】
状態判定部１４４の判定結果及び変位算出部１４５が算出した橋梁５の変位は、計測データ１３３の少なくとも一部として記憶部１３に記憶される。計測データ１３３は、さらに、加速度αｄ、ｃｏｓθ、角度θ等を含んでもよい。
【0080】
計測データ出力部１４６は、記憶部１３に記憶されている計測データ１３３を読み出し、計測データ１３３を監視装置３に出力する。具体的には、計測データ出力部１４６の制御により、第２通信部１２が、記憶部１３に記憶されている計測データ１３３を、通信ネットワーク４を介して、監視装置３に送信する。すなわち、計測データ出力部１４６は、図１０における計測データ出力工程Ｓ６０の処理を行う。
【0081】
このように、計測プログラム１３１は、図１０に示したフローチャートの各手順を、コンピューターである計測装置１に実行させるプログラムである。
【0082】
図１３に示すように、監視装置３は、通信部３１と、プロセッサー３２と、表示部３３と、操作部３４と、記憶部３５と、を備えている。
【0083】
通信部３１は、計測装置１から計測データ１３３を受信し、受信した計測データ１３３をプロセッサー３２に出力する。
【0084】
表示部３３は、プロセッサー３２の制御により、各種の情報を表示させる。表示部３３は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイであってもよい。ＥＬは、Electro Luminescenceの略である。
【0085】
操作部３４は、ユーザーによる操作に対応する操作データをプロセッサー３２に出力する。操作部３４は、例えば、マウス、キーボード、マイクロフォン等の入力装置であってもよい。
【0086】
記憶部３５は、プロセッサー３２が計算処理や制御処理を行うための各種のプログラムやデータ等を記憶するメモリーである。また、記憶部３５は、プロセッサー３２が所定のアプリケーション機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。
【0087】
プロセッサー３２は、通信部３１が受信した計測データ１３３を取得し、取得した計測データ１３３に基づいて、センサー２の状態を示す情報を表示部３３に表示させる。また、プロセッサー３２は、計測データ１３３に基づいて、橋梁５の変位の経時的な変化を評価して評価情報を生成し、生成した評価情報を表示部３３に表示させる。
【0088】
本実施形態では、プロセッサー３２は、記憶部３５に記憶された監視プログラム３５１を実行することにより、計測データ取得部３２１及び監視部３２２として機能する。すなわち、プロセッサー３２は、計測データ取得部３２１及び監視部３２２を含む。
【0089】
計測データ取得部３２１は、通信部３１が受信した計測データ１３３を取得し、取得した計測データ１３３を記憶部３５に記憶される計測データ列３５２に追加する。
【0090】
監視部３２２は、記憶部３５に記憶される計測データ列３５２に基づいて、センサー２の状態を示す情報を表示部３３に表示させる。ユーザーは、表示部３３に表示される評価情報に基づいて、センサー２の状態を監視することができる。また、監視部３２２は、計測データ列３５２に基づいて、統計的に橋梁５の変位の経時的な変化を評価する。そして、監視部３２２は、評価結果を示す評価情報を生成し、生成した評価情報を表示部３３に表示させる。ユーザーは、表示部３３に表示される評価情報に基づいて、橋梁５の状態を監視することができる。
【0091】
監視部３２２は、記憶部３５に記憶される計測データ列３５２に基づいて、鉄道車両６の監視や橋梁５の異常判定等の処理を行ってもよい。
【0092】
また、プロセッサー３２は、操作部３４から出力される操作データに基づいて、計測装置１やセンサー２の動作状況を調整するための情報を、通信部３１を介して計測装置１に送信する。計測装置１は、第２通信部１２を介して受信した情報によって動作状況が調整される。また、計測装置１は、第２通信部１２を介して受信したセンサー２の動作状況を調整するための情報を、第１通信部１１を介してセンサー２に送信する。センサー２は、通信部２１を介して受信した情報によって動作状況が調整される。
【0093】
なお、プロセッサー１４，２３，３２は、例えば各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよいし、或いは各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。例えば、プロセッサー１４，２３，３２はハードウェアを含み、そのハードウェアは、デジタル信号を処理する回路及びアナログ信号を処理する回路の少なくとも一方を含むことができる。プロセッサー１４，２３，３２は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いはＤＳＰ等であってもよい。ＣＰＵはCentral Processing Unitの略であり、ＧＰＵはGraphics Processing Unitの略であり、ＤＳＰはDigital Signal Processorの略である。また、プロセッサー１４，２３，３２は、ＡＳＩＣなどのカスタムＩＣとして構成され、各部の機能を実現してもよいし、ＣＰＵとＡＳＩＣとによって各部の機能を実現してもよい。ＡＳＩＣはApplication Specific Integrated Circuitの略であり、ＩＣはIntegrated Circuitの略である。
【0094】
また、記憶部１３，２４，３５は、例えば、ＲＯＭやフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ等の各種ＩＣメモリーやハードディスク、メモリーカードなどの記録媒体等により構成される。ＲＯＭはRead Only Memoryの略であり、ＲＡＭはRandom Access Memoryの略であり、ＩＣはIntegrated Circuitの略である。記憶部１３，２４，３５は、コンピューターにより読み取り可能な装置や媒体である不揮発性の情報記憶装置を含み、各種のプログラムやデータ等は当該情報記憶装置に記憶されていてもよい。情報記憶装置は、光ディスクＤＶＤ、ＣＤ等の光ディスク、ハードディスクドライブ、或いはカード型メモリーやＲＯＭ等の各種のメモリー等であってもよい。
【0095】
なお、図１３ではセンサー２は１つのみ図示されているが、複数のセンサー２がそれぞれ加速度データ２４２を生成し、計測装置１に送信してもよい。この場合、計測装置１は、複数のセンサー２から送信された複数の加速度データ２４２を受信して複数の計測データ１３３を生成し、監視装置３に送信する。また、監視装置３は、計測装置１から送信された複数の計測データ１３３を受信し、受信した複数の計測データ１３３に基づいて、橋梁５の状態を監視する。
【0096】
１－５．作用効果
以上に説明したように、第１実施形態の計測方法では、計測装置１は、橋梁５に設けられたセンサー２から出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度αｄを算出し、第１方向の加速度αｄに基づいて、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θを特定する。そして、計測装置１は、角度θがセンサー２の設置状態から想定される角度と整合していればセンサー２が正常な状態であると判定し、角度θがセンサー２の設置状態から想定される角度と整合していなければ、例えば、センサー２が脱落や故障などによって異常な状態であると判定することができる。したがって、第１実施形態の計測方法によれば、計測装置１は、鉄道車両６が走行する橋梁５に設けられたセンサー２の状態を容易に判定することができる。
以上に説明したように、第１実施形態の計測方法では、計測装置１は、橋梁５に設けられたセンサー２から出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度αｄを算出し、第１方向の加速度αｄに基づいて、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θを特定する。そして、計測装置１は、角度θがセンサー２の設置状態から想定される角度と整合していればセンサー２が正常な状態であると判定し、角度θがセンサー２の設置状態から想定される角度と整合していなければ、例えば、センサー２が脱落や故障などによって異常な状態であると判定することができる。したがって、第１実施形態の計測方法によれば、計測装置１は、鉄道車両６が走行する橋梁５に設けられたセンサー２の状態を容易に判定することができる。
【0097】
また、第１実施形態の計測方法では、センサー２の姿勢が変われば検出軸の方向も変わるので、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θが変化する。したがって、第１実施形態の計測方法によれば、計測装置１は、角度θに基づいて、センサー２の姿勢を容易に判定することができる。
【0098】
また、第１実施形態の計測方法では、計測装置１は、所定期間における第１方向の加速度αｄの平均値を算出することにより、第１方向の加速度αｄに含まれる振動成分が低減される。したがって、第１実施形態の計測方法によれば、計測装置１は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θを精度よく特定することができるので、センサー２の状態の判定精度が向上する。
【0099】
２．第２実施形態
以下、第２実施形態について、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第１実施形態と重複する説明を省略又は簡略し、主に第１実施形態と異なる内容について説明する。
以下、第２実施形態について、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第１実施形態と重複する説明を省略又は簡略し、主に第１実施形態と異なる内容について説明する。
【0100】
第２実施形態では、状態判定工程Ｓ４０の処理が第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態では、状態判定工程Ｓ４０において、計測装置１は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の重力加速度方向に対する感度誤差Ｓｅを算出し、感度誤差Ｓｅに基づいてセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。
【0101】
例えば、センサー２のｚ軸の方向を第１方向とすると、重力加速度方向とセンサー２のｚ軸の方向とのなす角度が角度θに相当する。この場合、センサー２のｚ軸の方向が重力加速度方向とほぼ一致するように橋梁５に設置されていれば、ｃｏｓθは１に近い値となる。したがって、感度誤差Ｓｅは、式（６）によって算出される。
【0102】
【数6】
【0103】
センサー２の姿勢が正常であれば感度誤差Ｓｅは０％に近い値となる。一方、センサー２が脱落した場合等、センサー２の姿勢に異常が生じた場合には、ｃｏｓθが小さくなり、感度誤差Ｓｅの絶対値が大きくなる。したがって、計測装置１は、式（７）のように、式（６）によって算出される感度誤差Ｓｅを所定の閾値ｃｓと比較することで、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定することができる。例えば、計測装置１は、閾値ｃｓを－２％として、Ｓｅ＞－２％のときはセンサー２の姿勢が正常であると判定し、Ｓｅ≦－２％のときはセンサー２の姿勢が異常であると判定してもよい。
【0104】
【数7】
【0105】
図１４に、式（６）によって算出される感度誤差Ｓｅの経時的な変化の一例を示す。図１４の例では、１回目の判定から１６回目の判定まで感度誤差Ｓｅがほぼ０％であり、閾値ｃｓである－２％よりも大きいので、センサー２の姿勢が正常状態であると判定される。
【0106】
なお、前述の通り、センサー２が複数の検出軸を有する場合は、いずれの検出軸も重力加速度方向に平行でない場合でも、一般に、センサー２の座標系は、センサー２が検出した各検出軸方向の加速度を合成して水平面に平行な２軸とこれらに直交する重力加速度方向に平行な１軸の座標系に変換される。そのため、センサー２が、１つの検出軸が重力加速度方向に平行になるように設置されることと同等になる。したがって、計測装置１は、重力加速度方向と当該検出軸との間の角度をθとして感度誤差Ｓｅを算出し、センサー２の姿勢を判定すればよい。
【0107】
第２実施形態の計測方法の手順の一例を示すフローチャート図は、図１０と同様であるため、その図示を省略する。第２実施形態の計測方法における加速度データ取得工程Ｓ１０、第１方向加速度算出工程Ｓ２０、角度特定工程Ｓ３０、変位算出工程Ｓ５０及び計測データ出力工程Ｓ６０の処理は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【0108】
第２実施形態の計測方法では、第１実施形態と同様、状態判定工程Ｓ４０において、計測装置１は、工程Ｓ３０で特定した角度θに基づいて、センサー２の状態を判定するが、その手順が第１実施形態と異なる。
【0109】
【0110】
図１５に示すように、まず、工程Ｓ４０１において、計測装置１は、センサー２の状態を判定する第１状態判定タイミングであるか否かを判断する。工程Ｓ４０１において第１状態判定タイミングである場合、次に、工程Ｓ４０２において、計測装置１は、図１０の工程Ｓ３０で特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。例えば、計測装置１は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。工程Ｓ４０１において第１状態判定タイミングでない場合は、計測装置１は、工程Ｓ４０２の処理を行わない。
【0111】
次に、工程Ｓ４０３において、計測装置１は、センサー２の状態を判定する第２状態判定タイミングであるか否かを判断する。第１状態判定タイミング及び第２状態判定タイミングは、それぞれ、図１０の工程Ｓ１０で取得した加速度データが鉄道車両６が橋梁５を走行していないときの加速度データであることが保証されているタイミングである。例えば、第１状態判定タイミング及び第２状態判定タイミングは、それぞれ、深夜などの鉄道車両６が橋梁５を走行していないタイミングであってもよいし、計測装置１が、工程Ｓ１０で取得した加速度データを解析して鉄道車両６が橋梁５を走行していないときの加速度データであると判断したタイミングであってもよい。第１状態判定タイミング及び第２状態判定タイミングは、それぞれ、あらかじめ決められた時間間隔で発生してもよい。また、第１状態判定と第２状態判定タイミングとは同じタイミングであってもよい。例えば、第１状態判定タイミング及び第２状態判定タイミングは、角度θの特定タイミングと同じであってもよい。
【0112】
工程Ｓ４０３において第２状態判定タイミングである場合、工程Ｓ４０４において、計測装置１は、図１０の工程Ｓ３０で特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、前出の式（６）により、センサー２の重力加速度方向に対する感度誤差Ｓｅを算出する。
【0113】
次に、工程Ｓ４０５において、計測装置１は、工程Ｓ４０４で算出した感度誤差Ｓｅに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。例えば、計測装置１は、工程Ｓ４０４で算出した感度誤差Ｓｅを所定の閾値ｃｓと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。
【0114】
工程Ｓ４０３において第２状態判定タイミングでない場合は、計測装置１は、工程Ｓ４０４，Ｓ４０５の処理を行わない。
【0115】
なお、計測装置１は、工程Ｓ４０１，Ｓ４０２の処理を行わなくてもよい。
【0116】
また、第２実施形態におけるセンサー２、計測装置１及び監視装置３の構成は、図１３と同様であるため、その図示を省略する。第２実施形態の計測装置１では、第１実施形態と同様、状態判定部１４４は、角度特定部１４３が特定した角度θに基づいて、センサー２の状態を判定するが、その手順が第１実施形態と異なる。
【0117】
状態判定部１４４は、角度特定部１４３が特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、前出の式（６）により、センサー２の重力加速度方向に対する感度誤差Ｓｅを算出する。そして、状態判定部１４４は、算出した感度誤差Ｓｅに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。状態判定部１４４は、算出した感度誤差Ｓｅを所定の閾値ｃｓと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。例えば、状態判定部１４４は、第２状態判定タイミングであるか否かを判断し、第２状態判定タイミングである場合は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。すなわち、状態判定部１４４は、図１０における状態判定工程Ｓ４０の処理、具体的には図１５の工程Ｓ４０３～Ｓ４０５の処理を行う。
【0118】
さらに、状態判定部１４４は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の状態を判定してもよい。具体的には、第１実施形態と同様、状態判定部１４４は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。状態判定部１４４は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。例えば、状態判定部１４４は、第１状態判定タイミングであるか否かを判断し、第１状態判定タイミングである場合は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。すなわち、状態判定部１４４は、図１５の工程Ｓ４０１，Ｓ４０２の処理を行ってもよい。
【0119】
状態判定部１４４の各判定結果及び変位算出部１４５が算出した橋梁５の変位は、計測データ１３３の少なくとも一部として記憶部１３に記憶される。計測データ１３３は、さらに、感度誤差Ｓｅ、加速度αｄ、ｃｏｓθ、角度θ等を含んでもよい。
【0120】
第２実施形態における計測装置１のその他の機能は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。また、第２実施形態におけるセンサー２及び監視装置３の機能は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【0121】
以上に説明した第２実施形態の計測方法では、計測装置１は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の重力加速度方向に対する感度誤差Ｓｅを算出し、感度誤差Ｓｅに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。そして、センサー２の姿勢が変われば検出軸の方向も変わるので、センサー２の重力加速度方向に対する感度誤差Ｓｅが変化する。したがって、第２実施形態の計測方法によれば、計測装置１は、感度誤差Ｓｅに基づいて、加速度センサーの姿勢を容易に判定することができる。
【0122】
その他、第２実施形態の計測方法によれば、第１実施形態の計測方法と同様の効果を奏することができる。
【0123】
３．第３実施形態
以下、第３実施形態について、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明を省略又は簡略し、主に第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容について説明する。
以下、第３実施形態について、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明を省略又は簡略し、主に第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容について説明する。
【0124】
第３実施形態では、状態判定工程Ｓ４０の処理が第１実施形態及び第２実施形態と異なる。具体的には、第３実施形態では、状態判定工程Ｓ４０において、計測装置１は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２が検出する第１方向の加速度αｄの極性を判定する。
【0125】
角度θが１８０°よりも小さい場合は、ｃｏｓθが正の値となるので、前出の式（１）より、重力加速度ｇと重力加速度方向に発生する加速度αとの和ｇ＋αが正の値のときは加速度αｄも正の値となり、ｇ＋αが負の値のときはαｄも負の値となる。一方、角度θが１８０°よりも大きい場合は、ｃｏｓθが負の値となるので、前出の式（１）より、ｇ＋αが正の値のときはαｄが負の値となり、ｇ＋αが負の値のときはαｄが正の値となる。したがって、計測装置１は、ｃｏｓθ＞０の場合は加速度αｄの極性が正であると判定し、ｃｏｓθ＜０の場合は加速度αｄの極性が負であると判定する。
【0126】
例えば、センサー２の検出軸が想定とは逆向きに設置されることが起こり得るとすると、計測装置１は、センサー２が設置後に最初に稼働する時に加速度αｄの極性判定を行い、判定結果を記憶部１３に記憶させる。そして、計測装置１は、加速度αｄに判定結果の極性に応じた値を乗算した加速度αｄ’を算出し、加速度αｄ’を用いて橋梁５の変位を算出する。例えば、加速度αｄの極性に応じた値は、加速度αｄの極性が正であれば１であり、加速度αｄの極性が負であれば－１である。
【0127】
図１６は、第３実施形態の計測方法の手順の一例を示すフローチャート図である。図１６において、図１０の各工程と同様の処理を行う工程には同じ符号が付されている。本実施形態では、計測装置１が図１６に示す手順を実行する。
【0128】
図１６に示すように、まず、第１実施形態と同様、計測装置１は、工程Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０の各処理を行う。
【0129】
次に、状態判定工程Ｓ４０において、計測装置１は、工程Ｓ３０で特定した角度θに基づいて、センサー２の状態を判定する。具体的には、計測装置１は、角度θに基づいて、工程Ｓ２０で算出した第１方向の加速度αｄの極性を判定する。状態判定工程Ｓ４０の手順の一例については後述する。
【0130】
次に、極性値乗算工程Ｓ４２において、計測装置１は、工程Ｓ２０で算出した第１方向の加速度αｄに、工程Ｓ４０で判定した、第１方向の加速度αｄの極性に応じた値を乗算した加速度αｄ’を算出する。例えば、計測装置１は、加速度αｄの極性が正であれば加速度αｄに１を乗算して加速度αｄ’を算出し、加速度αｄの極性が負であれば加速度αｄに－１を乗算して加速度αｄ’を算出してもよい。
【0131】
次に、変位算出工程Ｓ５０において、計測装置１は、工程Ｓ４２で算出した加速度αｄ’に基づいて、鉄道車両６が走行したときの橋梁５の変位を算出する。具体的には、計測装置１は、鉄道車両６が橋梁５を走行しているときに工程Ｓ１０で取得した加速度データに基づいて工程Ｓ４２で算出した加速度αｄ’に基づいて、橋梁５の変位を算出する。例えば、計測装置１は、加速度αｄ’に対して２回積分と積分誤差を低減させるためのフィルター処理とを行って橋梁５の変位を算出してもよいし、その他の公知の手法によって橋梁５の変位を算出してもよい。
【0132】
次に、計測データ出力工程Ｓ６０において、計測装置１は、工程Ｓ４０の判定結果や工程Ｓ５０で算出した変位を含む計測データを監視装置３に出力する。具体的には、計測装置１は、計測データを、通信ネットワーク４を介して監視装置３に送信する。計測データは、さらに、加速度αｄ，αｄ’、ｃｏｓθ、角度θ等を含んでもよい。
【0133】
そして、工程Ｓ７０において計測を終了するまで、計測装置１は、工程Ｓ１０～Ｓ６０の処理を繰り返し行う。
【0134】
【0135】
図１７に示すように、まず、工程Ｓ４０１において、計測装置１は、センサー２の状態を判定する第１状態判定タイミングであるか否かを判断する。工程Ｓ４０１において第１状態判定タイミングである場合、次に、工程Ｓ４０２において、計測装置１は、図１６の工程Ｓ３０で特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。例えば、計測装置１は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。工程Ｓ４０１において第１状態判定タイミングでない場合は、計測装置１は、工程Ｓ４０２の処理を行わない。
【0136】
次に、工程Ｓ４０３において、計測装置１は、センサー２の状態を判定する第２状態判定タイミングであるか否かを判断する。工程Ｓ４０３において第２状態判定タイミングである場合、工程Ｓ４０４において、計測装置１は、図１６の工程Ｓ３０で特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、前出の式（６）により、センサー２の重力加速度方向に対する感度誤差Ｓｅを算出する。次に、工程Ｓ４０５において、計測装置１は、工程Ｓ４０４で算出した感度誤差Ｓｅに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。
【0137】
次に、工程Ｓ４０６において、計測装置１は、センサー２の状態を判定する第３状態判定タイミングであるか否かを判断する。第３状態判定タイミングは、センサー２が設置後に最初に稼働するタイミングであってもよい。
【0138】
工程Ｓ４０６において第３状態判定タイミングである場合、工程Ｓ４０７において、計測装置１は、図１６の工程Ｓ３０で特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２が検出する第１方向の加速度αｄの極性を判定する。具体的には、計測装置１は、ｃｏｓθ＞０の場合は加速度αｄの極性が正であると判定し、ｃｏｓθ＜０の場合は加速度αｄの極性が負であると判定し、判定結果を記憶部１３に記憶させる。
【0139】
工程Ｓ４０６において第３状態判定タイミングでない場合は、計測装置１は、工程Ｓ４０７の処理を行わない。
【0140】
なお、計測装置１は、工程Ｓ４０１，Ｓ４０２の処理を行わなくてもよい。また、計測装置１は、工程Ｓ４０３，Ｓ４０４，Ｓ４０５の処理を行わなくてもよい。
【0141】
第３実施形態におけるセンサー２及び監視装置３の機能は、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。図１８は、第３実施形態における計測装置１の構成例を示す図である。
【0142】
図１８に示すように、第３実施形態における計測装置１は、第１実施形態又は第２実施形態と同様、第１通信部１１と、第２通信部１２と、記憶部１３と、プロセッサー１４と、を備えている。第１通信部１１、第２通信部１２及び記憶部１３の機能は、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【0143】
本実施形態では、プロセッサー１４は、記憶部１３に記憶された計測プログラム１３１を実行することにより、加速度データ取得部１４１、第１方向加速度算出部１４２、角度特定部１４３、状態判定部１４４、変位算出部１４５、計測データ出力部１４６及び極性値乗算部１４７として機能する。すなわち、プロセッサー１４は、加速度データ取得部１４１、第１方向加速度算出部１４２、角度特定部１４３、状態判定部１４４、変位算出部１４５、計測データ出力部１４６及び極性値乗算部１４７を含む。加速度データ取得部１４１、第１方向加速度算出部１４２及び角度特定部１４３の機能は、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。なお、加速度データ取得部１４１は、図１６の加速度データ取得工程Ｓ１０の処理を行う。また、第１方向加速度算出部１４２は、図１６の第１方向加速度算出工程Ｓ２０の処理を行う。また、角度特定部１４３は、図１６の角度特定工程Ｓ３０の処理を行う。
【0144】
状態判定部１４４は、角度特定部１４３が特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、第１方向加速度算出部１４２が算出した第１方向の加速度αｄの極性を判定する。具体的には、例えば、状態判定部１４４は、第３状態判定タイミングであるか否かを判断し、第３状態判定タイミングである場合は、ｃｏｓθ＞０であれば加速度αｄの極性が正であると判定し、ｃｏｓθ＜０であれば加速度αｄの極性が負であると判定し、判定結果を記憶部１３に記憶させてもよい。すなわち、状態判定部１４４は、図１６における状態判定工程Ｓ４０の処理、具体的には図１７の工程Ｓ４０６，Ｓ４０７の処理を行う。
【0145】
さらに、状態判定部１４４は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の状態を判定してもよい。具体的には、第１実施形態と同様、状態判定部１４４は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。状態判定部１４４は、前出の式（４）によって算出したｃｏｓθ又は角度θを所定の閾値ｃａと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。例えば、状態判定部１４４は、第１状態判定タイミングであるか否かを判断し、第１状態判定タイミングである場合は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。すなわち、状態判定部１４４は、図１７の工程Ｓ４０１，Ｓ４０２の処理を行ってもよい。
【0146】
また、状態判定部１４４は、角度特定部１４３が特定した、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、前出の式（６）により、センサー２の重力加速度方向に対する感度誤差Ｓｅを算出してもよい。そして、状態判定部１４４は、算出した感度誤差Ｓｅに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。状態判定部１４４は、算出した感度誤差Ｓｅを所定の閾値ｃｓと比較してセンサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。例えば、状態判定部１４４は、第２状態判定タイミングであるか否かを判断し、第２状態判定タイミングである場合は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、センサー２の姿勢が正常であるか異常であるかを判定してもよい。すなわち、状態判定部１４４は、図１７の工程Ｓ４０３～Ｓ４０５の処理を行ってもよい。
【0147】
極性値乗算部１４７は、第１方向加速度算出部１４２が算出した第１方向の加速度αｄに、状態判定部１４４が判定した、第１方向の加速度αｄの極性に応じた値を乗算した加速度αｄ’を算出する。例えば、極性値乗算部１４７は、加速度αｄの極性が正であれば加速度αｄに１を乗算して加速度αｄ’を算出し、加速度αｄの極性が負であれば加速度αｄに－１を乗算して加速度αｄ’を算出してもよい。すなわち、極性値乗算部１４７は、図１６における極性値乗算工程Ｓ４２の処理を行う。
【0148】
変位算出部１４５は、極性値乗算部１４７が算出した加速度αｄ’に基づいて、鉄道車両６が走行したときの橋梁５の変位を算出する。すなわち、変位算出部１４５は、図１６における変位算出工程Ｓ５０の処理を行う。
【0149】
状態判定部１４４の各判定結果及び変位算出部１４５が算出した橋梁５の変位は、計測データ１３３の少なくとも一部として記憶部１３に記憶される。計測データ１３３は、さらに、感度誤差Ｓｅ、加速度αｄ、ｃｏｓθ、角度θ等を含んでもよい。
【0150】
計測データ出力部１４６は、記憶部１３に記憶されている計測データ１３３を読み出し、計測データ１３３を監視装置３に出力する。すなわち、計測データ出力部１４６は、図１６における計測データ出力工程Ｓ６０の処理を行う。
【0151】
第３実施形態における計測装置１のその他の機能は、第１実施形態又は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【0152】
以上に説明した第３実施形態の計測方法では、計測装置１は、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θに基づいて、第１方向の加速度αｄの極性を判定する。第１方向が意図した方向になるようにセンサー２が設置された場合と、第１方向が意図した方向とは逆向きになるようにセンサー２が設置された場合とで、重力加速度方向と第１方向とのなす角度θが１８０°異なるので、第１方向の加速度αｄの極性が変わる。したがって、第３実施形態の計測方法によれば、計測装置１は、角度θに基づいて、第１方向の加速度αｄの極性を容易に判定することができる。
【0153】
また、第３実施形態の計測方法では、計測装置１は、第１方向の加速度αｄに、判定した極性に応じた値を乗算した加速度αｄ’を算出する。第１方向が意図した方向とは逆向きになるようにセンサー２が設置された場合の加速度αｄ’は、第１方向が意図した方向になるようにセンサー２が設置された場合の加速度αｄ’と等価になる。したがって、第３実施形態の計測方法によれば、第１方向が意図した方向とは逆向きになるようにセンサー２が設置された場合でも、センサー２を設置しなおす必要がない。
【0154】
その他、第３実施形態の計測方法によれば、第１実施形態又は第２実施形態の計測方法と同様の効果を奏することができる。
【0155】
４．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0156】
例えば、上記の各実施形態では、各センサー２は、それぞれ上部構造７の主桁Ｇに設けられているが、上部構造７の表面や内部、床板Ｆの下面、橋脚８ａ等に設けられていてもよい。
【0157】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【0158】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【0159】
上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。
【0160】
計測方法の一態様は、
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
を含む。
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
を含む。
【0161】
この計測方法によれば、鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて特定した、重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度が、加速度センサーの設置状態から想定される角度と整合していれば、加速度センサーが正常な状態であると判定することができる。また、重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度が、加速度センサーの設置状態から想定される角度と整合していなければ、例えば、加速度センサーが脱落や故障などによって異常な状態であると判定することができる。したがって、この計測方法によれば、鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーの状態を容易に判定することができる。
【0162】
前記計測方法の一態様において、
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する工程を含んでもよい。
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する工程を含んでもよい。
【0163】
この計測方法では、加速度センサーの姿勢が変われば検出軸の方向も変わるので、重力加速度方向と第１方向とのなす角度が変化する。したがって、この計測方法によれば、重力加速度方向と第１方向とのなす角度に基づいて、加速度センサーの姿勢を容易に判定することができる。
【0164】
前記計測方法の一態様において、
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの前記重力加速度方向に対する感度誤差を算出する工程と、
前記感度誤差に基づいて、前記加速度センサーの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する工程と、
を含んでもよい。
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの前記重力加速度方向に対する感度誤差を算出する工程と、
前記感度誤差に基づいて、前記加速度センサーの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する工程と、
を含んでもよい。
【0165】
この計測方法では、加速度センサーの姿勢が変われば検出軸の方向も変わるので、加速度センサーの重力加速度方向に対する感度誤差が変化する。したがって、この計測方法によれば、加速度センサーの前記重力加速度方向に対する感度誤差に基づいて、加速度センサーの姿勢を容易に判定することができる。
【0166】
前記計測方法の一態様において、
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記第１方向の加速度の極性を判定する工程を含んでもよい。
前記状態判定工程は、
前記角度に基づいて、前記第１方向の加速度の極性を判定する工程を含んでもよい。
【0167】
この計測方法では、第１方向が意図した方向になるように加速度センサーが設置された場合と、第１方向が意図した方向とは逆向きになるように加速度センサーが設置された場合とで、重力加速度方向と第１方向とのなす角度が１８０°異なるので、第１方向の加速度の極性が変わる。したがって、この計測方法によれば、重力加速度方向と第１方向とのなす角度に基づいて、第１方向の加速度の極性を容易に判定することができる。
【0168】
前記計測方法の一態様は、
前記第１方向の加速度に前記極性に応じた値を乗算した加速度を算出する極性値乗算工程を含んでもよい。
前記第１方向の加速度に前記極性に応じた値を乗算した加速度を算出する極性値乗算工程を含んでもよい。
【0169】
この計測方法では、第１方向が意図した方向とは逆向きになるように加速度センサーが設置された場合でも、第１方向の加速度に極性に応じた値を乗算した加速度は、第１方向が意図した方向になるように加速度センサーが設置された場合の第１方向の加速度に前記極性に応じた値を乗算した加速度と等価になる。したがって、この計測方法によれば、第１方向が意図した方向とは逆向きになるように加速度センサーが設置された場合でも、加速度センサーを設置しなおす必要がない。
【0170】
前記計測方法の一態様において、
前記角度特定工程は、
所定期間における前記第１方向の加速度の平均値を算出する工程と、
重力加速度の値と前記第１方向の加速度の平均値とに基づいて、前記角度を特定する工程と、
を含んでもよい。
前記角度特定工程は、
所定期間における前記第１方向の加速度の平均値を算出する工程と、
重力加速度の値と前記第１方向の加速度の平均値とに基づいて、前記角度を特定する工程と、
を含んでもよい。
【0171】
この計測方法では、所定期間における第１方向の加速度の平均値を算出することにより、第１方向の加速度に含まれる振動成分が低減される。したがって、この計測方法によれば、重力加速度方向と第１方向とのなす角度を精度よく特定することができるので、加速度センサーの状態の判定精度が向上する。
【0172】
計測装置の一態様は、
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出部と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定部と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定部と、
を含む。
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出部と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定部と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定部と、
を含む。
【0173】
この計測装置によれば、鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて特定した、重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度が、加速度センサーの設置状態から想定される角度と整合していれば、加速度センサーが正常な状態であると判定することができる。また、重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度が、加速度センサーの設置状態から想定される角度と整合していなければ、例えば、加速度センサーが脱落や故障などによって異常な状態であると判定することができる。したがって、この計測装置によれば、鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーの状態を容易に判定することができる。
【0174】
計測システムの一態様は、
前記計測装置の一態様と、
前記加速度センサーと、
を備える。
前記計測装置の一態様と、
前記加速度センサーと、
を備える。
【0175】
計測プログラムの一態様は、
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
をコンピューターに実行させる。
鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて重力加速度方向と直交しない第１方向の加速度を算出する第１方向加速度算出工程と、
前記第１方向の加速度に基づいて、前記重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度を特定する角度特定工程と、
前記角度に基づいて、前記加速度センサーの状態を判定する状態判定工程と、
をコンピューターに実行させる。
【0176】
この計測プログラムによれば、鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーから出力される加速度データに基づいて特定した、重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度が、加速度センサーの設置状態から想定される角度と整合していれば、加速度センサーが正常な状態であると判定することができる。また、重力加速度方向と前記第１方向とのなす角度が、加速度センサーの設置状態から想定される角度と整合していなければ、例えば、加速度センサーが脱落や故障などによって異常な状態であると判定することができる。したがって、この計測プログラムによれば、鉄道車両が走行する橋梁に設けられた加速度センサーの状態を容易に判定することができる。
【符号の説明】
【0177】
１…計測装置、２…センサー、３…監視装置、４…通信ネットワーク、５…橋梁、６…鉄道車両、７…上部構造、７ａ…橋床、７ｂ…支承、７ｃ…レール、７ｄ…枕木、７ｅ…バラスト、Ｆ…床板、Ｇ…主桁、８…下部構造、８ａ…橋脚、８ｂ…橋台、１０…計測システム、１１…第１通信部、１２…第２通信部、１３…記憶部、１４…プロセッサー、２１…通信部、２２…加速度センサー、２３…プロセッサー、２４…記憶部、３１…通信部、３２…プロセッサー、３３…表示部、３４…操作部、３５…記憶部、１３１…計測プログラム、１３２…加速度データ、１３３…計測データ、１４１…加速度データ取得部、１４２…第１方向加速度算出部、１４３…角度特定部、１４４…状態判定部、１４５…変位算出部、１４６…計測データ出力部、１４７…極性値乗算部、２４１…観測プログラム、２４２…加速度データ、３２１…計測データ取得部、３２２…監視部、３５１…監視プログラム、３５２…計測データ列
【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】
【図16】
【図17】
【図18】