JP5495684B2 - Elevator earthquake damage prediction device - Google Patents
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Description
この発明は、高層ビルが長周期地震動と共振することによるエレベーターの損傷可能性を予測するエレベーターの地震被害予測装置に関する。 The present invention relates to an elevator earthquake damage prediction apparatus that predicts the possibility of damage to an elevator caused by a high-rise building resonating with long-period ground motion.
従来のエレベーターでは、機械室に設けた加速度計に対して建物の高さに応じた建物横振動の加速度レベルを設定し、加速度計の測定値が設定値を超えるとエレベーターを管制運転に移行する方式がとられている。揺れの周期が1秒以上の長周期地震によって高層の建物が1次の固有振動数でゆっくり揺れ続ける場合、エレベーター機械室での加速度レベルは小さく加速度計の測定値は設定値を超えないものの、ロープが建物の横揺れと共振して大きな振幅となり、昇降路内の機器と接触して機器損傷などを引き起こす可能性がある。 In the conventional elevator, the acceleration level of the building transverse vibration corresponding to the height of the building is set for the accelerometer installed in the machine room, and the elevator shifts to control operation when the measured value of the accelerometer exceeds the set value. The method is taken. When a high-rise building continues to shake slowly at the primary natural frequency due to a long-period earthquake with a shaking period of 1 second or longer, although the acceleration level in the elevator machine room is small and the measured value of the accelerometer does not exceed the set value, The rope resonates with the rolling of the building and has a large amplitude, which may cause damage to equipment due to contact with equipment in the hoistway.
このような問題点に対し、従来のエレベーター地震被害予測装置では、広範囲の地域にまたがって点在する複数の地震観測点で観測される地震波情報を収集し、周波数分析を実施することによって地震波の進行方向を推定した上で、地震波の進行方向にある高層建物のエレベーターへの影響有無を予測する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In response to these problems, conventional elevator earthquake damage prediction devices collect seismic wave information observed at multiple seismic stations scattered over a wide area and perform seismic wave analysis by collecting frequency information. There has been proposed a method for estimating the presence or absence of an influence on an elevator of a high-rise building in the traveling direction of a seismic wave after estimating the traveling direction (see, for example, Patent Document 1).
また、他の従来装置としては、他の事業者の地震観測網のうち予め希望する地震観測点の地震データを用いて、予測対象地域内の一部のビルやビル内にあるエレベーター等の施設の振動シミュレーションを実施し、当該地域全体のエレベーターへの影響有無を予測する手法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as other conventional devices, some of the buildings in the prediction area and facilities such as elevators in the building are used by using the seismic data of the desired seismic observation point in the seismic observation network of other operators. A method for predicting whether or not there is an influence on the elevator in the entire region has been proposed (for example, see Patent Document 2).
また、他の従来装置としては、エレベーターに設置された加速度計が設定値を超えると、エレベーターのロープに加わる建物からの強制変位量、揺れの持続時間および建物の固有振動数を用いてロープの横揺れ量を推定し、ロープの横揺れが大きくなる前に管制運転に移行する手法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 As another conventional device, when the accelerometer installed in the elevator exceeds a set value, the amount of forced displacement from the building applied to the elevator rope, the duration of shaking, and the natural frequency of the building are used. There has been proposed a method of estimating the amount of roll and shifting to control operation before the roll of the rope becomes large (see, for example, Patent Document 3).
特許文献1〜2では、エレベーターを管制運転等に切り換える判断指標として、高層建物の固有周期や固有周波数といった建物に固有の値を用いてシミュレーションを行っているが、実際の建物の固有周期や固有周波数が理論値と正確に一致するとは限らないため、予測結果と実際の被害発生状況とが一致しない場合が生ずる。
In
さらに、特許文献2では、対象地域における一部の高層ビルやエレベーターについてのみ振動シミュレーションを実施していることから、建物ごとに異なる固有周期や耐震性能が考慮されず、本来管制運転等の対策を必要としないエレベーターにまで管制運転を実施する可能性があった。
Furthermore, in
また、特許文献3では、ロープの横揺れ評価を行うために加速度計(地震計)を各建物に設置する必要があった。 Moreover, in patent document 3, in order to perform roll roll evaluation, it was necessary to install an accelerometer (seismic meter) in each building.
そこで、本発明は、エレベーターが長周期地震動と共振して損傷が生じる可能性を、各建物に地震計を設置することなく、過去の被害状況を加味して地震発生後早期に予測するエレベーター地震被害予測装置の提供を目的とする。 Therefore, the present invention predicts the possibility that an elevator will resonate with long-period ground motion and cause damage, without installing a seismometer in each building, taking into account the past damage situation, and predicting the earthquake early The purpose is to provide a damage prediction device.
本発明のエレベーター地震被害予測装置は、エレベーター又はエレベーターが設置された建物の振動解析モデルを保存する振動解析モデルデータベースと、地震の長周期地震動に関する指標及び当該地震によるエレベーターの損傷有無を示す情報の履歴を保存する保守対応履歴データベースと、保守対応履歴データベースに基づき作成した地震の地表加速度と地震動継続時間とエレベーターに生じた損傷の有無に関するデータから、振動解析モデルの誤差を補正する係数である被害係数を求める被害係数算出部と、前記指標と被害係数と振動解析モデルとに基づいて、エレベーターの損傷可能性を予測するエレベーター被害予測部と、を備えることを特徴とする。 The elevator earthquake damage prediction apparatus of the present invention includes a vibration analysis model database for storing a vibration analysis model of an elevator or a building in which the elevator is installed, an index related to long-period ground motion of an earthquake, and information indicating whether the elevator is damaged by the earthquake. Damage that is a coefficient that corrects the error of the vibration analysis model from the maintenance correspondence history database that stores the history, and the data on the ground acceleration of the earthquake, the duration of the earthquake motion, and the presence or absence of damage caused in the elevator created based on the maintenance correspondence history database A damage coefficient calculation unit for obtaining a coefficient; and an elevator damage prediction unit that predicts the possibility of damage to the elevator based on the index, the damage coefficient, and the vibration analysis model.
本発明のエレベーター地震被害予測装置は、エレベーター又はエレベーターが設置された建物の振動解析モデルを保存する振動解析モデルデータベースと、地震の長周期地震動に関する指標及び当該地震によるエレベーターの損傷有無を示す情報の履歴を保存する保守対応履歴データベースと、保守対応履歴データベースに基づき作成した地震の地表加速度と地震動継続時間とエレベーターに生じた損傷の有無に関するデータから、振動解析モデルの誤差を補正する係数である被害係数を求める被害係数算出部と、前記指標と被害係数と振動解析モデルとに基づいて、エレベーターの損傷可能性を予測するエレベーター被害予測部と、を備えることを特徴とする。これにより、エレベーターが長周期地震動と共振して損傷が生じる可能性を、各建物に地震計を設置することなく、過去の被害状況も加味して地震発生後早期に予測することができる。
The elevator earthquake damage prediction apparatus of the present invention includes a vibration analysis model database for storing a vibration analysis model of an elevator or a building in which the elevator is installed, an index related to long-period ground motion of an earthquake, and information indicating whether the elevator is damaged by the earthquake. Damage that is a coefficient that corrects the error of the vibration analysis model from the maintenance correspondence history database that stores the history, and the data on the ground acceleration of the earthquake, the duration of the earthquake motion, and the presence or absence of damage caused in the elevator created based on the maintenance correspondence history database A damage coefficient calculation unit for obtaining a coefficient; and an elevator damage prediction unit that predicts the possibility of damage to the elevator based on the index, the damage coefficient, and the vibration analysis model. This makes it possible to predict the possibility that the elevator will resonate with long-period ground motion and cause damage without installing a seismometer in each building, taking into account past damage conditions and early after the occurrence of the earthquake.
(実施の形態1)
<構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係るエレベーター地震被害予測装置の全体構成を概略的に示すブロック図である。図1において、エレベーター地震被害予測装置1は、振動解析モデルデータベース10、保守対応履歴データベース11、被害係数算出部12、エレベーター被害予測部13、マウスやキーボードなどで構成される入力部14、ディスプレイやプリンタなどで構成される出力部15を備えている。
(Embodiment 1)
<Configuration>
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the elevator earthquake damage prediction apparatus according to
振動解析モデルデータベース10、保守対応履歴データベース11、被害係数算出部12、エレベーター被害予測部13、入力部14、出力部15は、全て無線/有線を問わずネットワークを介して互いに接続されている。また、振動解析モデルデータベース10と保守対応履歴データベース11は、被害係数算出部12とエレベーター被害予測部13から呼び出し可能な状態にある。また、入力部14と出力部15は所定の情報を入出力するマンマシンインタフェース機能を有しており、保守対応履歴データベース11、被害係数算出部12、エレベーター被害予測部13のうち少なくともいずれか1つに接続されている。
The vibration
振動解析モデルデータベース10には、エレベーター管理番号などのエレベーターを特定する情報の他、長周期地震によってエレベーター機器に損傷が生じる可能性のある建物及びエレベーターについての振動解析モデルが記憶されている。
The vibration
保守対応履歴データベース11は、過去の地震の長周期地震動に関する情報と、当該地震によるエレベーターの損傷状況が記憶されている。
The maintenance
被害係数算出部12は、振動解析モデルデータベース10と保守対応履歴データベース11を参照して、被害係数を算出する。被害係数とは振動解析モデルの誤差を補正する係数であり、詳細は後述する。
The damage
エレベーター被害予測部13は、外部から一般公衆回線等を通じて長周期地震動指標2を受信し、長周期地震動指標2と被害係数と振動解析モデルに基づいてエレベーターの損傷可能性を予測し、その結果を予測結果リスト15aとして出力部15に出力する。
The elevator
また、エレベーター地震被害予測装置1は、インターネットや電話回線などの一般公衆回線を通じて建物20内のエレベーター22に接続された地震時管制運転装置21と接続され、予測結果リスト15aに基づき管制運転指示を所定の建物の地震時管制運転装置21に送信する。
Further, the elevator earthquake
すなわち、実施の形態1のエレベーター地震被害予測装置1は、地震の長周期地震動に関する指標(長周期地震動指標)及び当該地震によるエレベーターの損傷有無を示す情報の履歴を保存する保守対応履歴データベース11と、保守対応履歴データベース11に基づき、エレベーター又はエレベーターが設置された建物の振動解析モデルの誤差を補正する係数である被害係数を求める被害係数算出部12と、長周期地震動指標と被害係数とエレベーター又は前記エレベーターが設置された建物の振動解析モデルとに基づいて、エレベーターの損傷可能性を予測するエレベーター被害予測部13と、を備える。振動解析モデルの誤差を過去の地震による損傷状況によって補正することにより、長周期地震動によるエレベーターの被害を高精度に予測することができる。
That is, the elevator earthquake
また、エレベーター地震被害予測装置1は、保守対応履歴データベース11又は被害係数算出部12又はエレベーター被害予測部13のうち少なくともいずれか1つに接続され、所定の情報を入力するマンマシンインタフェース機能を有する入力部14を備える。これにより、ユーザ操作が可能となる。
The elevator earthquake
<被害係数算出部>
エレベーター地震被害予測装置1では、事前準備として長周期地震が発生する前に、被害係数算出部12が各エレベーターの被害係数を算出し振動解析モデルデータベース10に記憶しておく。図2は、被害係数算出部2が被害係数を算出する動作を示すフローチャートである。
<Damage coefficient calculator>
In the elevator earthquake
被害係数算出部12は、まず振動解析モデルデータベース10を読み込む(ステップS21)。振動解析モデルデータベース10には、エレベーター管理番号などのエレベーターを特定する情報と併せて、長周期地震によってエレベーター機器に損傷が生じる可能性がある建物及びエレベーターについて、振動解析モデルが記憶されている。以下に、振動解析モデルの一例を示す。
The damage
図3に、地震により建物が揺れる様子を示す。長周期地震による建物の揺れは、ほぼ建物の1次固有振動モードでの揺れとなり、その振幅は建物の揺れる周期に比べて十分ゆっくりと変化する。そこで、建物は一定振幅の正弦波振動であると仮定し、建物の揺れにより生じるロープの横振動(揺れ)を求める。ここで、ロープ横振動は減衰のない弦振動と考えられることから、その振幅Vは式(1)の振動方程式で記述される。 FIG. 3 shows how a building shakes due to an earthquake. The shaking of the building due to the long-period earthquake is almost the shaking of the building in the first natural vibration mode, and its amplitude changes sufficiently slowly compared to the shaking period of the building. Therefore, assuming that the building is a sinusoidal vibration with a constant amplitude, the lateral vibration (swing) of the rope caused by the shaking of the building is obtained. Here, since the rope lateral vibration is considered to be a string vibration without damping, its amplitude V is described by the vibration equation of Expression (1).
ただし、tは時間、Vはロープの横振幅、ωは建物の固有振動数、zはロープに加わる建物変位、ω0はロープの固有振動数である。なお、 Where t is time, V is the transverse amplitude of the rope, ω is the natural frequency of the building, z is the building displacement applied to the rope, and ω 0 is the natural frequency of the rope. In addition,
であり、Lはロープ長、Tはロープ張力、ρはロープ線密度である。 Where L is the rope length, T is the rope tension, and ρ is the rope line density.
式(1)において、ロープの固有振動数ω0と建物の固有振動数ωが一致すると、ロープの横振動Vは建物の揺れと共振して時間と共に増大する。図4に、このときの建物変位zとロープ横振幅Vの時間変化を示す。ロープ横振幅Vの包絡線Yは、時間tの関数として式(3)で与えられる。 In the equation (1), when the natural frequency ω 0 of the rope coincides with the natural frequency ω of the building, the lateral vibration V of the rope resonates with the shaking of the building and increases with time. FIG. 4 shows temporal changes in the building displacement z and the rope lateral amplitude V at this time. The envelope Y of the rope lateral amplitude V is given by equation (3) as a function of time t.
このとき、一定の建物加速度a0が建物に与えられたとすると、時間t経過後のロープ横振動の最大振幅L0は式(4)で与えられる。 At this time, if a certain building acceleration a 0 is given to the building, the maximum amplitude L 0 of the rope lateral vibration after the elapse of time t is given by the equation (4).
以下の説明においては、この式(4)を振動解析モデルとして使用する。上式においてロープに許容される最大振幅をL0とすると、ロープの振幅がL0に達するまでの時間tを算出することができる。また、式(4)における建物加速度a0は、式(5)により地表加速度aに変換することができるため、式(5)を式(4)に代入したものを振動解析モデルとしても良い。 In the following description, this equation (4) is used as a vibration analysis model. When the maximum amplitude allowed for the rope in the above equation and L 0, it is possible to calculate the time t until the amplitude of the rope reaches L 0. Further, since the building acceleration a 0 in the equation (4) can be converted into the ground acceleration a by the equation (5), the equation obtained by substituting the equation (5) into the equation (4) may be used as the vibration analysis model.
ただし、ξは減衰率である。減衰率は一般的に建物の構造に依存し、0.01〜0.05の範囲の値をとることが多い。その他の振動解析モデルの例として、式(6)に示すような建物の固有周期を求める簡易式を用いることもできる。 Where ξ is an attenuation rate. The attenuation rate generally depends on the structure of the building and often takes a value in the range of 0.01 to 0.05. As another example of the vibration analysis model, a simple expression for obtaining a natural period of a building as shown in Expression (6) can be used.
ただし、Tは建物の固有周期[s]、Hは建物の高さ[m]、δは比例係数であって建物の構造によって決まる値である。例えば「昇降機耐震設計・施工指針」の中では、δは式(7)で表されている。 However, T is the natural period [s] of the building, H is the height [m] of the building, δ is a proportionality coefficient and is a value determined by the structure of the building. For example, in the “elevator earthquake-resistant design / construction guideline”, δ is expressed by equation (7).
ただし、αは柱及び梁の大部分が鉄構造である階の高さの合計と建物の高さHとの比である。 Where α is the ratio of the sum of the height of the floors where the pillars and beams are mostly iron structures to the height H of the building.
図5に振動解析モデルデータベース10の記憶項目例を示す。振動解析モデルデータベース10には、例えば、エレベーター管理番号と、建物高さ、建物の固有周期、エレベーターロープの最大振幅が記憶されている。これらに加え、被害係数算出部12において算出される被害係数が記憶されていても良い。被害係数の内容は被害係数算出部12の説明と併せて後述する。その他、振動解析モデルデータベース10には、建物高さが低いなどの理由により長周期地震によってエレベーター機器に損傷が生じる可能性が無い建物やエレベーターの情報が含まれていても良く、建物の構造設計パラメータなどその他の振動解析モデルに関する値が含まれていても良い。
FIG. 5 shows an example of stored items in the vibration
図2に戻って、被害係数算出部12は保守対応履歴データベース11を読み込む(ステップS22)。図6に保守対応履歴データベース11の記憶項目例について示す。保守対応履歴データベース11には、エレベーター管理番号などのエレベーターを特定する情報と併せて、過去に発生した長周期地震における被害予測の対象となる建物のエレベーターについて、地震発生日時やコード番号、地震名称などの地震を特定する情報と当該地震によって発生した損傷状況が記憶されている。
Returning to FIG. 2, the damage
その他、保守対応履歴データベース11には、当該長周期地震における卓越周期や地震動の強度といった長周期地震動に関する指標も記憶されていることが望ましい。また、保守対応履歴データベース11には、長周期地震以外の地震によるエレベーターの損傷状況や地震時管制運転の実施状況及び地震以外の要因によるエレベーターの損傷状況が含まれていてもよい。
In addition, it is desirable that the maintenance
図2に戻って、被害係数算出部12は被害係数の算出を行う(ステップS23)。本発明における被害係数は、発生した地震の特性や建物の状況、エレベーターの設置条件などに応じて式(4)を補正する係数である。式(4)においてロープの最大振幅L0やロープの固有振動数ω0はエレベーターによって定まった値であるが、実際の値との間で誤差が生じている場合に、これを補正する必要がある。被害係数による補正の対象は、卓越周期や地震動の強度といった長周期地震動に関する指標や、建物もしくはエレベーターの振動解析を行うための振動解析モデル、振動解析により求まる建物やエレベーターロープなどのエレベーター長尺物機器の最大振幅予測値などが挙げられる。補正の対象を最大振幅予測値L0、被害係数をβとすると、補正後の最大振幅予測値L1は式(8)で表すことができる。
Returning to FIG. 2, the damage
この式(8)を式(4)に代入すると、振動解析モデルは式(9)のようになる。 When this equation (8) is substituted into equation (4), the vibration analysis model becomes as shown in equation (9).
式(9)において、ω0、L0、ξは建物又はエレベーターに固有の数値であるため、式(9)は地表加速度aとtとの関係に帰着する。このtは、地震計での観測波形のうち周波数がω0の成分のみを抽出した場合において、エレベーター長尺物機器の最大振幅がL0を越えるために必要な地震動継続時間と定義する。地震計観測波形と周波数がω0である成分のみを抽出した波形とを図8に示す。図8(b)において地震動到達時点から地表加速度aのピーク値がしきい値以下となるまでが地震動継続時間tとなる。 In Expression (9), ω 0 , L 0 , and ξ are numerical values inherent to the building or the elevator, so Expression (9) results in the relationship between the ground accelerations a and t. This t is defined as the seismic motion duration time required for the maximum amplitude of the elevator long article device to exceed L 0 when only the component having the frequency ω 0 is extracted from the waveform observed by the seismometer. FIG. 8 shows a seismometer observation waveform and a waveform obtained by extracting only a component having a frequency of ω 0 . In FIG. 8B, the ground motion duration t is from when the ground motion arrives until the peak value of the ground acceleration a falls below the threshold value.
被害係数βは、補正の対象として使用するパラメータによってその算出方法が異なる。被害係数βによる補正の対象として最大振幅予測値L1を使用する場合の算出ステップS23のフローチャートを図7に示す。 The calculation method of the damage coefficient β differs depending on the parameter used as the correction target. A flow chart of calculation step S23 in case of using the maximum amplitude prediction value L 1 as the target of correction by damage coefficient β shown in FIG.
まず、ステップS21で読み込んだ振動解析モデルデータベース10に、すでに計算済みの被害係数βがあるか否かを判断し(ステップS231)、なければ補正なしとしてβ=1.0(初期値)とする(ステップS232)。
First, it is determined whether or not there is already calculated damage coefficient β in the vibration
次に、式(9)を用いて、保守対応履歴データベース11から過去に発生した地震の地表加速度aと地震動継続時間t、およびエレベーターに生じた損傷の有無をグラフにプロットする(ステップS233)。プロットしたものを図9に示す。なお、保守対応履歴データベース11に地表加速度aや周波数ω0成分の地震動継続時間tといった長周期地震動に関する指標が記憶されていない場合には、公的機関や民間企業が提供する地震計データ配信サービスを利用して入手してもよい。
Next, using the equation (9), the ground acceleration a of the earthquake that has occurred in the past, the seismic motion duration t, and the presence or absence of damage occurring in the elevator are plotted on a graph from the maintenance correspondence history database 11 (step S233). The plot is shown in FIG. If the maintenance
次に、図9に示すデータをもとに被害係数βを求める(ステップS234)。被害係数βの計算手法としては、回帰分析を行い損傷発生状況に最も相関の高い被害係数βを求める手法が挙げられる。その他の手法として、損傷発生回数の多い建物においては補正後の最大振幅予測値L1の値を小さく設定するべく被害係数βの値を同一機種が設置されている他の建物よりも大きく設定するなども可能である。また、上記処理では地震動の進行方向、すなわち震源との位置関係について考慮していないが、式(10)に示すように方位係数を導入した被害係数β’を用いることによって、エレベーター昇降路内において特に機器の密集している方向への最大振幅予測値を小さく設定するべく補正することも可能である。 Next, the damage coefficient β is obtained based on the data shown in FIG. 9 (step S234). As a method for calculating the damage factor β, there is a method in which regression analysis is performed to obtain the damage factor β having the highest correlation with the damage occurrence state. As another method, in a building having a large number of damage occurrences, the damage factor β is set to be larger than that of other buildings in which the same model is installed in order to set the corrected maximum amplitude predicted value L 1 smaller. Etc. are also possible. In the above processing, the traveling direction of the earthquake motion, that is, the positional relationship with the epicenter is not taken into account, but by using the damage coefficient β ′ introduced with the orientation coefficient as shown in the equation (10), in the elevator hoistway In particular, it is possible to perform correction so as to set the maximum amplitude prediction value in the direction in which the devices are densely set small.
ただし、ωepcは建物入り口を基準とした震央方向と建物との角度、δはオフセット値である。図2に戻って、このようにして求めた被害係数β(あるいはβ’)を振動解析モデルデータベース10に記憶し(ステップS24)、被害係数算出部12の動作を終了する。
Where ω epc is the angle between the epicenter direction and the building relative to the building entrance, and δ is the offset value. Returning to FIG. 2, the damage coefficient β (or β ′) thus obtained is stored in the vibration analysis model database 10 (step S24), and the operation of the damage
被害係数βの算出ステップS23において、補正対象として建物もしくはエレベーターの振動解析を行うための振動解析モデルを選択した場合には、式(1)において、建物の固有振動数ωとロープの固有振動数ω0が一致しない場合においても式(4)を適用できるように被害係数βの値を定める。具体的には、図9に準じて過去に発生した長周期地震によるエレベーターの損傷状況と式(4)で求めたエレベーターに損傷が生じるまでの時間と実際にエレベーターに損傷が生じた時間との相関を求める。式(4)で求めたエレベーターに損傷が生じるまでの時間よりも短い時間でエレベーターに損傷が生じていれば、当該エレベーターの被害係数βをエレベーターに損傷が生じるまでの時間が短くなるように設定する。一方、式(4)により求められたエレベーターに損傷が生じるまでの時間よりも長い時間が経過した後にエレベーターに損傷が生じていれば、当該エレベーターの振動解析モデルに対する被害係数βをエレベーターに損傷が生じるまでの時間が長くなるように設定する。 In the calculation step S23 of the damage coefficient β, when a vibration analysis model for performing vibration analysis of a building or an elevator is selected as a correction target, the natural frequency ω of the building and the natural frequency of the rope in the equation (1) The value of the damage coefficient β is determined so that the formula (4) can be applied even when ω 0 does not match. Specifically, according to FIG. 9, the damage situation of the elevator caused by a long-period earthquake that occurred in the past, the time until the damage to the elevator determined by the equation (4) and the time when the damage to the elevator actually occurred Find the correlation. If the elevator is damaged in a time shorter than the time required for the elevator to be determined by equation (4), the damage factor β of the elevator is set so that the time until the elevator is damaged is shortened. To do. On the other hand, if the elevator is damaged after a time longer than the time required for the elevator to be determined by the equation (4), the damage factor β for the vibration analysis model of the elevator is damaged. Set so that the time to occur is longer.
<エレベーター被害予測部>
図10にエレベーター被害予測部13の処理フローチャートを示す。エレベーター被害予測部13は、被害係数算出部12が算出した被害係数βを用いてエレベーターの被害予測を行う。
<Elevator damage prediction department>
FIG. 10 shows a processing flowchart of the elevator
まず、エレベーター被害予測部13は外部から長周期地震動指標2の入力があったか否かを判断する(ステップS31)。入力があれば、被害予測判定プロセスを開始する。長周期地震動指標2は長周期地震動の発生を示唆するものであればよく、一例として、地震計データに含まれる周波数成分と地表加速度aとの対応表とすることが挙げられる。地表加速度aは長周期地震動指標2の配信時までの最大値を一度だけ配信してもよく、更新が可能であれば例えば5秒などの一定間隔配信時点での地表加速度aを送信してもよい。
First, the elevator
その他の長周期地震動指標2の例として、マグニチュードや、地震計の波形データを周波数解析することにより得ることができる卓越周期がある。周波数解析の手段としては、フーリエ解析、パワースペクトル解析などの手段が知られており、フーリエ解析を用いる場合には周波数領域に変換した際に振幅値がある閾値を超える周期を、パワースペクトル解析を用いる場合にはスペクトル強度がある閾値を越える周期を卓越周期と定義するなど、いずれの手法を用いても卓越周期を求めることが可能である。以下では、長周期地震動指標2として地震計データに含まれる周波数成分と地表加速度aとの対応表を用いる場合について説明する。
Other examples of the long-period
続いて、振動解析モデルデータベース100から、振動解析モデルと被害係数算出部12において予め計算された被害係数βを読み込む(ステップS32)。本実施例では、式(6)を振動解析モデルとした場合について説明する。
Subsequently, the vibration analysis model and the damage coefficient β calculated in advance by the damage
続いて、式(9)を用いて地表加速度aの振動が継続的に建物に伝わった場合に、エレベーター長尺物機器の振幅が最大振幅予測値L0を超える時間t1を算出する(ステップS33)。 Subsequently, when the vibration of the ground acceleration a is continuously transmitted to the building using the equation (9), the time t 1 when the amplitude of the elevator long article device exceeds the maximum amplitude predicted value L 0 is calculated (step) S33).
最後に、エレベーターを特定する情報とエレベーター長尺物機器の振幅が最大振幅予測値L0を越える時間t1を予測結果リスト15aとして出力部15に作成する(ステップS34)。予測結果リスト15aの出力例を図11に示す。予測結果リスト15aにはエレベーターの保守体制に関する情報や、保守対応履歴データベース11から得られる過去の損傷状況などの情報が含まれていてもよい。作成された予測結果リスト15aは、エレベーター地震被害予測装置1の使用者が保守作業員へリスト記載エレベーターの点検指示を出すために用いられる。
Finally, information for identifying the elevator and a time t 1 when the amplitude of the elevator long article device exceeds the maximum amplitude predicted value L 0 are created in the
すなわち、エレベーター地震被害予測装置1は複数のエレベーターの長周期地震被害を予測するエレベーター地震被害予測装置であって、エレベーター被害予測部13は、エレベーターの損傷可能性についてのリスト(予測結果リスト15a)を作成し、予測結果リスト15aを保存・出力する出力部15をさらに備える。これにより、保存・出力された予測結果を用いて該当するエレベーターの運転管理を行う事ができ、エレベーターの安全対策の向上が可能になる。
That is, the elevator earthquake
エレベーター地震被害予測装置1の出力部15は、予測結果リスト15aが更新されると自動的に、建物20に設置されているエレベーター22の地震時管制運転装置21に対して管制運転指示を出力する。例えばエレベーター長尺物機器の振幅が最大振幅予測値L0を越える時間t1までの時間が基準値以内のエレベーターに対して、管制運転指示を行っても良い。また、図11に示すように過去の損傷発生確率が判明している場合には、過去の損傷発生確率が高いエレベーターを優先して選定してもよい。
When the
すなわち、出力部15は、予測結果リスト15aに基づき損傷可能性があるエレベーターの制御装置(地震時管制運転装置21)に対し、地震時管制運転指令を送信する。長周期地震動によってエレベーターが損傷する前にエレベーターを管制運転に切り換えることによって、エレベーターの損傷を防ぐことができる。
In other words, the
なお、被害係数算出部12やエレベーター被害予測部13のフローチャート、振動解析モデルデータベース10、保守対応履歴データベース11及び予測結果リスト15aはあくまで一例である。振動解析モデルや被害係数、長周期地震動指標2の設定内容によって詳細な計算は異なるが、すべて同様の考え方で実現可能である。
The flowchart of the damage
また、被害係数算出部12は長周期地震が発生する前に被害係数を算出しておくと説明したが、長周期地震発生後に保守対応履歴データベース101のデータが追加されるごとに被害係数を新たに算出しても良い。
In addition, although it has been described that the damage
すなわち、被害係数算出部12は、保守対応履歴データベース11に履歴が追加される度に、これに基づき被害係数を更新する。これにより、保守対応履歴に対して被害係数の学習を行う効果が生じ、予測精度を向上させることが可能となる。
That is, each time a history is added to the maintenance
<効果>
本装置により、長周期地震の発生後、限られた情報を用いて長周期地震動によって損傷が生じる可能性のあるエレベーターを早期に予測することが可能となる。
<Effect>
With this device, after a long-period earthquake occurs, it is possible to quickly predict an elevator that may be damaged by long-period ground motion using limited information.
(実施の形態2)
<構成>
図12は、実施の形態2のエレベーター地震被害予測装置1の構成を概略的に示すブロック図である。図において、実施の形態1と同様の構成要素には同一の番号を付している。実施の形態1では長周期地震動指標2を外部から入手していたが、実施の形態2のエレベーター地震被害予測装置1は、外部の地震計3から一般公衆回線等を通じて地震波形データを入手し長周期地震動指標2を算出する長周期地震動指標算出部16を備える。これ以外の構成は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
(Embodiment 2)
<Configuration>
FIG. 12 is a block diagram schematically showing the configuration of the elevator earthquake
エレベーター被害予測部13は、長周期地震動指標算出部16が算出した長周期地震動指標2を受け、これと振動解析モデルと被害係数βを基に、エレベーター20の損傷可能性を予測する。
The elevator
<動作>
図13に、長周期地震動指標算出部16のフローチャートの一例を示す。長周期地震動指標算出部16は、入力部14からの指令が入力されるか、あるいは地震が発生したとの情報をネットワークを介して受信する(ステップS61)。すると自動的に、長周期地震動指標算出部16は、エレベーター地震被害予測装置1の外部に設置された1つ又は複数の地震計3の波形データを入手する(ステップS62)。複数の地震計3のデータを用いる場合、地震計の設置位置が分かるコード名、観測地名、緯度・経度などのいずれかの情報を併せて入手する必要がある。
<Operation>
FIG. 13 shows an example of a flowchart of the long-period ground motion
続いて、地震計3の波形データを周波数分析し(ステップS63)、地震計データに含まれる周波数成分と地表加速度aとの対応を算出し、長周期地震動指標2として出力する(ステップS64)。長周期地震動指標2は被害係数算出部12で被害係数の算出に用いられ、あるいはエレベーター被害予測部13でエレベーター20の損傷可能性の予測に用いられる。図14に長周期地震動指標算出部106が出力する長周期地震動指標2の一例を示す。図14は、周期と地表加速度強度の対応表である。
Subsequently, the waveform data of the seismometer 3 is subjected to frequency analysis (step S63), the correspondence between the frequency component included in the seismometer data and the ground acceleration a is calculated, and is output as the long-period ground motion index 2 (step S64). The long-period
以降の動作、すなわち被害係数算出部12やエレベーター被害予測部13の動作は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
Since the subsequent operations, that is, the operations of the damage
<効果>
実施の形態2のエレベーター地震被害予測装置1では、地震計の測定結果から長周期地震動に関する指標(長周期地震動指標)を算出する長周期地震動指標算出部16をさらに備え、エレベーター被害予測部13は、長周期地震動指標算出部16から長周期地震動指標を受信して、エレベーターの損傷可能性を予測する。これにより、外部から長周期地震動指標2が提供されない場合でも、長周期地震動によって損傷が生じる可能性のあるエレベーターを予測することが可能になる。
<Effect>
The elevator earthquake
1 エレベーター地震被害予測装置、2 長周期地震動指標、10 振動解析モデルデータベース、11 保守対応履歴データベース、12 被害係数算出部、13 エレベーター被害予測部、14 入力部、15 出力部、15a 予測結果リスト、16 長周期地震動指標算出部、20 建物、21 地震時管制運転装置、22 エレベーター。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
地震の長周期地震動に関する指標及び当該地震によるエレベーターの損傷有無を示す情報の履歴を保存する保守対応履歴データベースと、
前記保守対応履歴データベースに基づき作成した地震の地表加速度と地震動継続時間とエレベーターに生じた損傷の有無に関するデータから、前記振動解析モデルの誤差を補正する係数である被害係数を求める被害係数算出部と、
前記指標と前記被害係数と前記振動解析モデルとに基づいて、エレベーターの損傷可能性を予測するエレベーター被害予測部と、を備えることを特徴とするエレベーター地震被害予測装置。 A vibration analysis model database for storing a vibration analysis model of an elevator or a building in which the elevator is installed;
A maintenance-response history database that stores an index of long-period ground motion of an earthquake and a history of information indicating whether or not the elevator is damaged by the earthquake;
A damage coefficient calculation unit for obtaining a damage coefficient that is a coefficient for correcting an error of the vibration analysis model, from data on the ground acceleration of the earthquake created based on the maintenance correspondence history database, the earthquake motion duration, and the presence or absence of damage caused in the elevator ; ,
An elevator earthquake damage prediction apparatus, comprising: an elevator damage prediction unit that predicts an elevator damage possibility based on the index, the damage coefficient, and the vibration analysis model.
前記エレベーター被害予測部は、前記長周期地震動指標算出部から前記指標を受信して、エレベーターの損傷可能性を予測することを特徴とする、請求項1に記載のエレベーター地震被害予測装置。 A long-period ground motion index calculation unit that calculates a correspondence between frequency components included in seismometer data and ground acceleration as an index related to long-period ground motion from seismometer measurement results,
2. The elevator earthquake damage prediction apparatus according to claim 1, wherein the elevator damage prediction unit receives the index from the long-period earthquake motion index calculation unit and predicts the possibility of damage to the elevator.
前記エレベーター被害予測部は、エレベーターの損傷可能性についてのリストを作成し、
前記リストを保存・出力する出力部をさらに備えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のエレベーター地震被害予測装置。 The elevator earthquake damage prediction device predicts earthquake damage of a plurality of elevators,
The elevator damage prediction unit creates a list about the possibility of elevator damage,
The elevator earthquake damage prediction apparatus according to claim 1, further comprising an output unit that stores and outputs the list.
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