JP2018009314A - セグメント管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】視覚によって確認されるセグメントの状態を容易に入力することができるうえに、蓄積された点検結果を分かり易い状態で出力させることが可能なセグメント管理システムを提供する。【解決手段】シールドトンネル1のリング状覆工部2の構成部材となる円弧板状のセグメント21の状態を管理するセグメント管理システムである。そして、視覚によって確認されるセグメントの状態を入力するための入力タブレット3と、入力された状態データを記憶させる記憶部42と、複数のセグメントが連続して表示された領域に記憶部に記憶された状態データを重ねて表示させるモニタ43とを備えている。また、入力タブレット3では、入力するセグメントの位置が視覚による対比によって特定できるうえに、平面的に表示されるセグメントの向きが特定された入力画面となる。【選択図】図1

Description

本発明は、シールドトンネルのセグメントの状態を管理するためのセグメント管理システムに関するものである。
シールドトンネルを構築する際には、シールド機によって掘削された掘削面に対して、複数の円弧板状のセグメントを配置してリング状覆工部を設けることになる(特許文献1,2など参照)。
ここで、特許文献1に開示されているように、多数のセグメントが使用されることになるため、セグメントの製造データや施工データを管理するセグメント情報管理システムが必要になる。
特許文献1に開示されたセグメント情報管理システムでは、使用するすべてのセグメントに識別情報部を設けておき、シールドトンネルに設置される毎にセグメントの識別情報部を読み取らせ、その識別情報部に関連付けて各種データを管理していくことになる。
また、特許文献2には、不適合なセグメントが混在していた場合に、不適合とした検査結果を反映させて、セグメントの再発注までが行えるセグメント受入れ管理システムが開示されている。
特開2010−196444号公報 特開2010−196445号公報
しかしながらシールドトンネルにセグメントを設置した後にも、ひび割れや漏水などの状態を管理していく必要がある。そのような目視による点検結果は、点検者がその都度野帳等に記録していくことになるので、その結果をまとめて見ることができるシステムが望まれる。
特にシールドトンネルは、多数のセグメントによってリング状覆工部が構成されているため、周方向や前後方向のセグメント間の連続性が個々のセグメントの状態を記録した野帳だけではわかりにくい。
そこで、本発明は、視覚によって確認されるセグメントの状態を容易に入力することができるうえに、蓄積された点検結果を分かり易い状態で出力させることが可能なセグメント管理システムを提供することを目的としている。
前記目的を達成するために、本発明のセグメント管理システムは、シールドトンネルのリング状覆工部の構成部材となる円弧板状のセグメントの状態を管理するセグメント管理システムであって、視覚によって確認される前記セグメントの状態を入力するための携帯入力端末と、前記携帯入力端末によって入力された状態データを記憶させる記憶手段と、複数のセグメントが連続して表示された領域に前記記憶手段に記憶された前記状態データを重ねて表示させる出力手段とを備え、前記携帯入力端末では、入力するセグメントの位置が視覚による対比によって特定できるうえに、平面的に表示されるセグメントの向きが特定された入力画面となることを特徴とする。
ここで、前記携帯入力端末は、特定されたセグメントに関連付けて撮影画像の記録が行える撮像部を有している構成とすることができる。また、前記出力手段では、表示されたセグメントに関連付けて前記撮影画像の出力が行える構成とすることができる。
このように構成された本発明の計測管理システムは、視覚によって確認されるセグメントの状態を入力するための携帯入力端末と、その入力された状態データを複数のセグメントが連続して表示された領域に重ねて表示させる出力手段とを備えている。
さらに、携帯入力端末では、入力するセグメントの位置が視覚による対比によって特定できるうえに、平面的に表示されるセグメントの向きが特定された入力画面となる。
このため、セグメントの状態を容易に入力することができるうえに、蓄積された点検結果を複数のセグメントが並んだ分かり易い状態で出力させることができる。
また、特定されたセグメントに関連付けて撮影画像の記録が行える撮像部を携帯入力端末が有していれば、点検時に着目した箇所を撮影しておくだけで、状態データと一緒に管理することができる。
さらに、出力手段に表示されたセグメントに関連付けて撮影画像が出力される構成であれば、状態データの詳細を写真で確認できるうえに、写真付きの報告書を作成することも容易にできる。
本実施の形態のセグメント管理システムの構成を模式的に示した説明図である。 シールドトンネルのリング状覆工部の構成を説明する斜視図である。 入力タブレットのメイン画面の例示である。 入力タブレットのリング選択画面の例示である。 入力タブレットのセグメント選択画面の例示である。 入力タブレットのリング情報画面の例示である。 入力タブレットのスケッチ画面の例示である。 一覧表表示領域とセグメント表示領域と画像出力領域とが表示された出力画面の例示である。 セグメント表示領域に複数のリングが表示された出力画面の例示である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態のセグメント管理システムの全体構成を説明する模式図である。また、図2は、セグメント管理システムによって状態が管理されるシールドトンネル1のリング状覆工部2の構成を説明する斜視図である。
シールドトンネル1のリング状覆工部2は、図1に示すように、前面に円盤状のカッタを備えたシールド機11によって掘削された円筒状の掘削面を保護するために設けられる。
リング状覆工部2は、図2に示すように、複数の環状のリング22A,22,・・・をシールドトンネル1の延伸方向に連続させることによって円筒状に形成される。そして、各リング22A(22)は、多数の円弧板状のセグメント21A−21F(21,・・・)によって構成される。
例えば、図2の先頭のリング22Aは、6体の円弧板状のセグメント21A,21B,21C,21D,21E,21Fによって環状に形成される。ここで、シールドトンネル1の最頂部を天端1a、最下部を下端1b、天端1aと下端1bの間の右側の中央点を右端1c、天端1aと下端1bの間の左側の中央点を左端1dとする。
本実施の形態のセグメント管理システムは、リング状覆工部2の構成部材として配置されたセグメント21A−21F,21,・・・(以下では、セグメントを代表して説明する場合は、符号21を使用する。)の状態を、シールドトンネル1の内空から視覚によって検査(点検)する際に使用されるシステムである。
ここで、セグメント21の状態とは、ひび割れ(クラック)、漏水、損傷(割れ欠け)など、セグメント21の表面に現れる点検者Mの視覚によって確認可能な状態を指す。
セグメント管理システムは、図1に示すように、点検者Mに携行させる携帯入力端末としての入力タブレット3と、地上の事務所Bや管理センターなどに設置される本体部4とによって主に構成される。
すなわち、点検者Mは、点検の際には入力タブレット3を持って立坑12からシールドトンネル1の内部に入り、点検したセグメント21の状態を入力タブレット3に入力する。入力したデータは、Wi−Fiなどの無線を介してシールドトンネル1内のルーターなどのネットワーク通信機器46に転送し、ネットワーク通信機器46からは有線にて事務所Bの本体部4に転送させる。
一方、入力タブレット3の近くにネットワーク通信機器46がない場合は、入力タブレット3を事務所Bに持ち帰って、入力タブレット3に記憶させたデータを本体部4に転送させる。
本体部4は、パーソナルコンピュータ等によって構成されるPC部41と、データ等を記憶させる記憶手段としての記憶部42と、出力手段となるモニタ43と、入力手段となるキーボード44及びマウス45とによって主に構成される。
記憶部42には、ハードディスクなどの磁気記憶媒体、USBメモリやSDカードなどのフラッシュメモリ、CD−ROMなどの光学記憶媒体などの公知の記憶媒体が使用できる。
モニタ43には、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、ブラウン管ディスプレイなどの公知の表示装置が使用できる。また、プリンタを出力手段とすることもできる。
一方、入力タブレット3は、図3に示すように、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイなどの画面を有する携行可能な大きさの小型コンピュータである。
入力タブレット3の画面は、タッチパネルとなっており、画面の表層が入力操作部になる。そして、起動ボタン3aを押して起動させた後、本アプリケーションを立ち上げると、メイン画面31が表示される。
入力タブレット3は、図示していないがフラッシュメモリなどの記憶部を備えており、そこに記憶されたデータなどは、メイン画面31のアップロードボタン312を押すことによって本体部4に転送させることができる。
例えば、入力タブレット3とPC部41とを、Wi−Fiなどの無線LANや有線で接続された状況にしてアップロードボタン312を押すことで、入力タブレット3に記憶されたデータがPC部41を経て記憶部42に記憶されることになる。
また反対に、本体部4側に記憶されたデータを、メイン画面31のダウンロードボタン313を押すことによって入力タブレット3に転送させることもできる。このダウンロードボタン313は、インターネット経由でデータや更新プログラム等を入力タブレット3に取り込む際にも使用できる。
そして、メイン画面31の中央の選択アイコン311を押すと、図4に示したリング選択画面32が入力タブレット3の画面に表示される。メイン画面31以外の画面には、戻りボタン3bが表示されており、いつでも一つ上の階層の画面に戻ることができる。
リング選択画面32では、点検者Mがセグメント21の状態を入力しようとするリング22A,22,・・・を特定する。上述したようにリング状覆工部2は、複数のリング22A,22,・・・がシールドトンネル1の延伸方向に連続することで構成されている。
リング番号は、シールドトンネル1の掘進管理データに関連付けて記録されているので、シールドトンネル1の縦断距離などから、リング22A,22,・・・を特定するリング番号を知ることができる。そこで、点検者Mは、セグメント21A−21Fの状態の入力を行おうとするリング22Aのリング番号を、リング選択欄321に入力することになる。
入力タブレット3には、予めリング22A,22,・・・毎のセグメントタイプが記憶されているので、リング番号が選択されると、自動的にそのリング22Aのセグメントタイプが表示される。
また、状態の入力を行う日時も、入力タブレット3の内部時計から自動的に取り込まれて、記録日として表示される。また、ひび割れ等が補修された場合は、その補修を確認した日を入力することもできる。
このように必要事項を入力して実行ボタン322を押すと、図5に示したようなセグメント選択画面33が入力タブレット3の画面に表示される。この画面に表示されるリング及びセグメントの簡略図となる選択アイコン331は、実際のリング22Aのセグメント21A−21Fの配置に対応している。
詳細には、選択アイコン331の円弧状の各ピースボタン331a,331b,331c,331d,331e,331fが、それぞれリング22Aのセグメント21A,21B,21C,21D,21E,21Fに対応している。
環状のリング22Aは、切羽(シールドトンネル1の前面(シールド機11側))方向に見た場合と、坑口(シールドトンネル1の後面(立坑12側))方向に見た場合とで、セグメント21A−21Fの配置が左右反転する。
いずれの方向で見たリング22Aを表示させるかは、切替機能を有する切替アイコン332で任意に切り替えることができる。図5には、リング22Aを切羽方向に見た表示例が示されている。また、リング22Aの天端1a、下端1b、右端1c、左端1dについても、方向が分かる表示がされる。
ここで、セグメント選択画面33のリング情報アイコン333を押すことで、図6に示すようなリング情報画面34を表示させることができる。リング情報画面34では、リング22Aに入力したい状態があるか否かを情報として入力することができる。
例えば、リング22Aのいずれかのセグメント21A−21Fに入力したい状態がある場合は、割れ欠けの大小や鉄筋露出の有無、クラックや漏水の有無などを、チェック欄341にチェックを入れることで入力することができる。
また、自由欄343には、状態を任意の文字列データによって書き込むことができる。そして、保存ボタン342を押すと、このリング情報画面34で入力された情報は保存される。
一方、状態を入力したいセグメント21A−21Fが決まった場合は、図5のセグメント選択画面33の選択アイコン331の対応する位置のピースボタン331a−331f(図5では、ピースボタン331cが選択された状態が表示されている。)を押すことで、図7に示すスケッチ画面35を表示させることができる。
スケッチ画面35は、平面的に表示されるセグメントの向きが特定された入力画面となる。すなわちセグメント選択画面33で選択されたピースボタン331cに該当するセグメント21Cの内周面が、実際のセグメント21Cの縦横比が反映された四角形のセグメント表示部352となってスケッチ画面35に表示される。
このセグメント表示部352が、リング22Aのどの位置のセグメント21Cであるかは、スケッチ画面35の左上の位置表示部351の選択箇所351aの表示で確認することができる。
また、位置表示部351の中央の矢印351bは、セグメント表示部352の上下方向を示しており、図7の例示では、セグメント表示部352の上側が下端1b側となって表示されている。
この向きは、切替機能を有する矢印351bのアイコンを押すことで、切り替えることができる。すなわち向きを切り替えると、セグメント表示部352の表示の左側が切羽側となり右側が坑口側となって、下端1b側に立つ点検者Mがセグメント21Cに正対したときと同じ向きの表示になる。
セグメント表示部352の四角形の領域には、点検者Mが視覚で得た情報を描画することができる。例えば、割れ欠けの箇所や範囲を描画するときには、入力アイコン355Aを選択してセグメント表示部352の該当箇所を入力ペンや指先でなぞれば、割れ欠けの状態が描画される。
また、漏水の箇所や範囲を描画するときには、入力アイコン355Bを選択してセグメント表示部352の該当箇所をなぞれば、漏水している状態が描画される。
さらに、クラックの箇所や範囲を描画するときには、入力アイコン355Cを選択してセグメント表示部352の該当箇所をなぞれば、ひび割れの状態が描画される。
また、鉛筆の入力アイコン355Dによって、セグメント表示部352に状態の表現に適した任意の描画を行うことができる。この鉛筆の色は、入力アイコン355Eによって変更することができる。
さらに、入力アイコン355Fを選択することで、様々な太さの線分をセグメント表示部352に描画することができる。そして、書き直しなどを行う場合は、消しゴムとなる入力アイコン355Gを選択して、描画された状態を部分的に消去することができる。また、描画に際しては、ズームアイコン353でセグメント表示部352を拡大したり縮小したりすることができる。
そして、選択されたセグメント21Cの状態は、入力タブレット3に備えられた撮像部となるカメラ(図示省略)で撮影することができる。すなわち、入力タブレット3のカメラを撮影したい箇所に向けて、スケッチ画面35の右上の撮影アイコン354を押すと、その時点で選択されているセグメント21Cに関連付けて撮影画像が記録される。
このようにして、選択されたセグメント21Cの状態の描画及び撮影が完了した後に、実行ボタン356を押して、入力したデータをセグメント21Cに関連付けて入力タブレット3の記憶部に保存させる。
このような入力タブレット3によるセグメントの状態の入力は、点検者Mによって、掘削の進捗に合わせて、又は任意のタイミングで行われる。そして、入力タブレット3に記録されたデータは、任意のタイミングで本体部4に転送されて記憶部42に記憶される。
本体部4の記憶部42に複数のセグメント21,・・・のデータが蓄積されると、複数のセグメント21,・・・の状態を並べてモニタ43に出力することができるようになる。
図8に、モニタ43に表示される出力画面51の一例を示した。出力画面51には、左側に一覧表表示領域511が生成され、中間にセグメント展開領域522が生成され、右端に画像出力領域513が生成されている。
また、最上段の表示設定欄511aでは、一覧表表示領域511に表示させるリングの範囲が指定できるようになっている。例えば、表示設定欄511aの開始に「1」を、終了に「30」という数字を入れて検索ボタン511bを押すと、一覧表表示領域511にリング番号1−30の入力データの一覧が表示される。
一覧表表示領域511には、各リングにどのような種類の状態データが存在するか、記録日、補修日、入力されたコメントなどが、一目でわかるようにデータ列となって表示される。
そして、一覧表表示領域511の例えばリング番号の「5」を選択すると、セグメント展開領域512に5番のリングが展開されて表示される。すなわち、リング22Aを構成するセグメント21A−21Fが、一列に並んで連続して表示される。
セグメント展開領域512には、天端1a、下端1b、右端1c、左端1dのシールドトンネル1の周方向における位置が表示されている。また、縦断方向の向きとなる坑口側及び切羽側の表示もされている。
そして、セグメント展開領域512には、複数のセグメント21A−21Fが、位置及び向きを合せて連続して表示される。本体部4の記憶部42には、リング番号に関連付けられた各リング22A,22,・・・の縦断方向の配置位置のデータや、各リング22A,22,・・・におけるセグメント21A−21F,21,・・・のタイプ、形状、周方向における向き及び配置位置などのデータが保存されている。このため、それらのデータを読み込むことで、セグメント21A−21F,21,・・・を正確な向きと順序で連続して並べることができる。
さらに、連続して表示された6つのセグメント図には、状態データが重ねて表示される。すなわち、入力タブレット3のスケッチ画面35で、セグメントをどのような向きに表示して状態を描画しても、その向き情報と合せて状態データが記憶されているので、セグメント展開領域512には、正確な向きと位置で状態データを表示させることができる。このため、割れ欠け、漏水、クラックなどの箇所や範囲が、セグメント展開領域512の表示を見るだけで、位置も含めて容易に把握することができる。
さらに、セグメントに関連付けた撮影画像がある場合は、画像出力領域513に、セグメントの位置に合わせて写真マーク513a,513aが表示され、その横に撮影画像が出力される。このため、スケッチされた状態に加えて、写真によってもセグメントの状態を確認することができる。
また、出力画面51の表示結果は、印刷ボタン514を押すことで、紙に印刷することができる。この印刷は、一覧表表示領域511と、セグメント展開領域512及び画像出力領域513とに分けて行うこともできる。
図9には、モニタ43に表示される別の出力画面52を例示した。出力画面52には、左側に一覧表表示領域511が生成され、右側にセグメント展開領域522が生成されている。
また、最上段の表示設定欄521aでリングの範囲を指定して検索ボタン521bを押すと、その検索された範囲のリング番号の状態データのデータ列が一覧表表示領域521に表示される。さらに、最下段には、出力画面52の表示結果を紙に印刷するための印刷ボタン524が表示される。
この出力画面52では、複数のリング22A,22,・・・がセグメント展開領域522に連続して表示される。そして、表示されたリング22A,22,・・・において、状態データがあるセグメント21A−2Fの位置には、重ねて状態データが出力される。
次に、本実施の形態のセグメント管理システムの作用について説明する。
このように構成された本実施の形態のセグメント管理システムは、視覚によって確認されるセグメント21の状態を入力するための入力タブレット3と、その入力された状態データを複数のセグメント21,・・・が連続して表示された領域に重ねて出力させる出力手段となるモニタ43とを備えている。
さらに、入力タブレット3は、図5のセグメント選択画面33及び図7のスケッチ画面35に示したように、入力するセグメント21の位置が視覚による対比によって特定できる表示となっている。
さらに、スケッチ画面35に平面的に表示されたセグメント表示部352は、向きが特定された状態で表示され、表示させる向きは切替機能を有する矢印351bをタップすることで容易に切り替えることができる。
シールドトンネル1は、延長距離の長い円筒状に構築されるため、点検者Mがある位置に設置されたセグメント21と対峙したときに、その位置や向きを特定するのが難しい。また、周方向や前後方向に連続して並んだセグメント21,・・・は、それぞれ点検者Mが観察しやすい向きが異なっている。
そこで、入力タブレット3が入力画面(33,35)に表示されるセグメントの向きを切り替える切替機能(332,351b)を有していれば、点検者Mがセグメント21に対峙してから、見たままの向きに表示を切り替えられるので、点検者Mは方向を気にせずに状態の描画などの入力作業を効率よく行うことができる。
このように、点検者Mが見たままのセグメント21の状態を、スケッチ画面35のセグメント表示部352にそのまま描画していくことができるので入力が容易である。
一方、蓄積された点検結果は、複数のセグメント21,・・・が並んだシールドトンネル1の内周面と同じ分かり易い状態で、モニタ43の出力画面51,52に表示させることができる。
また、状態の種類を選択して入力タブレット3で描画が行える構成であるため、ひび割れ(クラック)、漏水、割れ欠けなど、様々なセグメントの状態を視覚によって確認したままの広がりや劣化度合いなどに応じて記憶させていくことができる。
さらに、特定されたセグメント21に関連付けて撮影画像の記録が行える撮像部を入力タブレット3が有していれば、点検時に着目した箇所を撮影しておくだけで、状態データと一緒に管理することができる。
すなわち、入力タブレット3と別のカメラで撮影を行うと、撮影画像の管理も点検者M自身で行わなければならず、状態を描画した記録と写真を一緒に管理できるかは点検者Mの能力に左右されることになるが、状態データと撮影画像とが一緒に自動的に管理できるシステムであれば、安定して管理業務を遂行させることができる。
また、モニタ43に表示されたセグメントに隣接して撮影画像が出力される構成であれば、セグメント展開領域512に表示された状態データの詳細を、隣接する画像出力領域513の写真ですぐに確認することができる。すなわち、描画された状態データは、漏水などの位置や範囲を把握するには分かり易い情報であるが、ひび割れの太さや劣化度合いなどは、写真を見る方が状態を正確に把握することができる。
また、セグメント展開領域512と画像出力領域513とを同時に印刷することで、写真付きの報告書を容易に作成することができる。さらに、このようセグメントの状態や位置が容易に把握できる報告書があれば、漏水処理や割れ欠けなどの不具合の補修などのセグメント21の管理業務を、効率的かつ正確に実行していくことができる。
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施の形態では、入力タブレット3によって状態データの入力を行い、本体部4に状態データを転送してモニタ43に出力させる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、携帯入力端末に、状態データを入力する機能に加えて、複数のセグメント21,・・・を連続して表示させるとともに状態データを重ねて表示させる出力手段の機能も持たせることができる。
1 シールドトンネル
2 リング状覆工部
21,21A−21F セグメント
3 入力タブレット(携帯入力端末)
33 セグメント選択画面(入力画面)
332 切替アイコン(切替機能)
35 スケッチ画面(入力画面)
351 位置表示部
351a 選択箇所
351b 矢印(切替機能)
352 セグメント表示部
354 撮影アイコン
355A−355C 入力アイコン(状態の種類)
42 記憶部(記憶手段)
43 モニタ(出力手段)
51 出力画面
512 セグメント展開領域
513 画像出力領域
513a 写真マーク
52 出力画面
522 セグメント展開領域

Claims (3)

  1. シールドトンネルのリング状覆工部の構成部材となる円弧板状のセグメントの状態を管理するセグメント管理システムであって、
    視覚によって確認される前記セグメントの状態を入力するための携帯入力端末と、
    前記携帯入力端末によって入力された状態データを記憶させる記憶手段と、
    複数のセグメントが連続して表示された領域に前記記憶手段に記憶された前記状態データを重ねて表示させる出力手段とを備え、
    前記携帯入力端末では、入力するセグメントの位置が視覚による対比によって特定できるうえに、平面的に表示されるセグメントの向きが特定された入力画面となることを特徴とするセグメント管理システム。
  2. 前記携帯入力端末は、特定されたセグメントに関連付けて撮影画像の記録が行える撮像部を有していることを特徴とする請求項1に記載のセグメント管理システム。
  3. 前記出力手段では、表示されたセグメントに関連付けて前記撮影画像の出力が行えることを特徴とする請求項2に記載のセグメント管理システム。
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