JP7232726B2 - 監視システムおよび判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベントの状態を監視する監視システム等に関する。

橋梁等の架設や修理において、ベントと呼ばれる仮設備を用いたベント工法が従来から用いられている。ベント工法で橋梁を架設する場合には、まず橋梁の支柱と支柱との間に所定間隔でベントを立設する。次に、立設したベントを仮の支柱として、その上に架設桁（橋梁の架設の場合には橋桁）を順次載置する。そして、ベント上の架設桁を連結した後、ベントを解体する。これにより、連結された架設桁が支柱に支えられた状態となり、橋梁が完成する。

ベント工法には、他の架設工法と比べて少ない仮設備で架設でき、また、工期も比較的短く済むという利点がある。ただし、ベント工法では、架設桁の連結が完了するまでの期間は、架設桁の状態が比較的不安定であるため、架設桁が落下することのないように、十分な安全管理が必要である。

特開２０１７－１６１４８２号公報（２０１７年９月１４日公開）

上述のように、ベント工法による施工を行う場合には十分な安全管理が必要であるが、ベント工法の安全管理に適したシステムは現時点で提供されていないという問題がある。例えば、上記特許文献１には、建築物を建設する際に基準点にセンサを設置し、基準点の位置座標の変化を観測することにより、建築物の健全度を診断するシステムが開示されている。

しかし、上記特許文献１のシステムのように、基準点の位置座標の変化を観測するだけでは、ベント工法の安全管理には十分とはいえない。ベントは仮設備であり、架橋桁の載置や連結などの作業時には、その傾きや沈下量が変化することが通常であるためである。加えて、ベントは、一般的な建築物と比較して長尺であり、基準点をベントの上部とした場合と、下部とした場合とでその位置の変動の仕方が大きく異なってしまう。このため、上記特許文献１のシステムでベントの健全度を診断した場合、ベントに異常がない場合にも不健全であるとの診断結果が出る可能性が高く、このような誤診断が工事の円滑な進行の妨げとなる可能性もある。

本発明の一態様は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベントに異常が生じているか否かを従来と比べてより正確に判定することができる、ベントの監視システム等を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る監視システムは、架設桁を支持する仮設備であるベントの監視システムであって、上記ベントの上部に設置した上部センサと、上記ベントの下部に設置した下部センサと、上記上部センサの検出値と上記下部センサの検出値とに基づいて上記ベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置と、を含む。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る判定装置は、架設桁を支持する仮設備であるベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置であって、上記ベントの上部に設置された上部センサの検出値と、上記ベントの下部に設置された下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定する。

本発明の一態様によれば、ベントに異常が生じているか否かを従来と比べてより正確に判定することができる。

本発明の実施形態１に係る監視システムの概要の説明図である。 上記監視システムに含まれる判定装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 上記判定装置が実行する処理の例を説明する図である。 本発明の実施形態２に係る監視システムに含まれる判定装置が実行する処理の例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態３に係る監視システムに含まれる判定装置が実行する処理の例を説明する図である。

〔実施形態１〕
（システム概要）
図１に基づいて本実施形態に係る監視システム３００の概要を説明する。図１は、監視システム３００の概要の説明図である。監視システム３００は、架設桁（図示せず）を支持する仮設備であるベント５００に異常が生じていないかを監視するシステムである。なお、図１において、Ｚ方向が垂直方向であり、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向であって、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向は互いに直交する。また、図１におけるＸ方向は架橋桁の幅方向であり、Ｙ方向は架橋桁の延伸方向である。

監視システム３００は、ベント５００の上部に設置した上部センサ２と、ベント５００の下部に設置した下部センサ３とを含む。また、監視システム３００は、上部センサ２の検出値と、下部センサ３の検出値とに基づいて、ベント５００に異常が生じているか否かを判定する判定装置１を含む。

この構成によれば、上部センサ２の検出値と、下部センサ３の検出値とに基づいてベント５００に異常が生じているか否かを判定するので、監視対象のベント５００が長尺であっても、異常の有無を正確に判定することが可能になっている。また、ベント５００に異常が生じているか否かを、上部センサ２と下部センサ３の検出値から即時に判定することができるため、異常が生じている場合には安全確保に必要な措置を早期に実施することが可能になる。

なお、ベント５００の上部とは、立設した状態のベント５００における高さ方向（鉛直方向）における中央位置よりも上方（ベント５００の頂部側）である。同様に、ベント５００の下部とは、上記中央位置よりも下方（ベント５００の底部側）である。また、上記「異常」は、ベント５００に関して何らかの注意喚起が必要な、ベント５００が正常ではない状態を意味する。例えば、ベント５００が傾く等の姿勢の異常や、ベント５００の一部が破損や劣化している等の異常も上記「異常」の範疇に含まれる。

また、図１の監視システム３００は、上記の構成に加えて、ベント５００の沈下量を測定する沈下量測定器４と、ベント５００に異常が発生したこと等を所定の報知先に報知する報知装置５と、ベント５００を撮影するための撮影装置６とを含む。これらの構成については後述する。

（ベントの構成）
一般に、ベントは、複数のベント柱を水平材で固定した構造体を含む。図１のベント５００は、４本×２列の計８本のベント柱５０１が、４組の水平材５０２Ａ～５０２Ｄで固定された構造体を含む。なお、水平材５０２Ａ～５０２Ｄを区別する必要がないときには、単に水平材５０２と記載する。水平材５０２は、強度の高い例えばＨ型鋼等で構成することが好ましい。また、補強のため、垂直方向（図１のＺ方向）に隣接する水平材５０２間には、斜材５０３が設けられている。

上記の構造体は、上段基礎梁５０４と下段基礎梁５０５からなる基礎梁上に設けられている。図示の例では、Ｙ方向に延在する４本の上段基礎梁５０４と、Ｘ方向に延在する２本の下段基礎梁５０５を井桁状に組み上げることによって、基礎梁が形成されている。また、上記の構造体の上部には、上段頂部梁５０６と下段頂部梁５０７からなる頂部梁が設けられている。図示の例では、Ｙ方向に延在する４本の下段頂部梁５０７のＹ方向における中央部に、Ｘ方向に延在する１本の上段頂部梁５０６を接続することによって、頂部梁が形成されている。さらに、上段頂部梁５０６の上部には、架設桁（図示せず）の受け台であるサンドル５０８が設けられている。

ベント工法においては、ベント５００を架設桁の延伸方向（Ｙ方向）に複数並べて、その上に架設桁を架設する。そして、ベント５００上で架設桁の高さ調節や隣接する架設桁の接続を行い、架設終了後にベント５００を解体する。ベント工法は、橋梁の建設や修繕等に用いられる工法である。橋梁の建設や修繕の場合、上記架設桁は橋桁である。

なお、監視システム３００が監視対象とするベント５００は、架設桁を支持するものであればよく、図１に示す構成のものに限られない。また、図１ではベント５００を一基のみ示しているが、監視システム３００は複数のベント５００の監視を行うことも可能である。この場合、各ベント５００に上部センサ２および下部センサ３を配置する。また、必要に応じて、沈下量測定器４等も各ベント５００に配置してもよい。

（上部センサと下部センサ）
上部センサ２は、主としてベント５００の垂直方向の中心位置よりも上方の状態を検出するためのものである。上部センサ２は、ベント５００の頂部付近に配置することが好ましい。図１の例では、上部センサ２を最上段の水平材５０２Ａに取り付けている。上部センサ２は、風雨や直射日光を避けることができるように、水平材５０２Ａの下面に配置することが好ましい。水平材５０２ＡをＨ型鋼とした場合、上方に位置するフランジの下面に上部センサ２を配置してもよい。また、水平材５０２Ａには、図１のＸ方向に延在する部分と、Ｙ方向に延在する部分があるが、架橋桁はＹ方向に動きやすいため、上部センサ２は、図１の例のように、Ｘ方向に延在する部分の端部付近に設けることが好ましい。また、上部センサ２に不要な振動が伝わりにくくするために、上部センサ２と水平材５０２Ａとの間に緩衝材を配置してもよい。

下部センサ３は、主としてベント５００の垂直方向の中心位置よりも下方の状態を検出するためのものである。下部センサ３は、ベント５００の底部付近に配置することが好ましい。図１の例では、下部センサ３を最下段の水平材５０２Ｄに取り付けている。下部センサ３も上部センサ２と同様に、水平材５０２Ｄの下面、あるいはＨ型鋼である水平材５０２Ｄにおける上方に位置するフランジの下面に配置することが好ましい。また、下部センサ３は、図１の例のように、水平材５０２ＤのＸ方向に延在する部分の端部付近に設けることが好ましい。また、下部センサ３は、上部センサ２の真下に配置してもよい。また、下部センサ３と水平材５０２Ｄとの間に緩衝材を配置してもよい。

上部センサ２と下部センサ３のそれぞれには、１または複数のセンサが含まれている。上部センサ２と下部センサ３のそれぞれには、ベント５００の傾きを検出する傾きセンサが含まれていることが好ましい。この場合、判定装置１は、上部センサ２に含まれる傾きセンサの検出値と、下部センサ３に含まれる傾きセンサの検出値とに基づいてベント５００の姿勢に異常が生じているか否かを判定する。これにより、傾きセンサを１つのみ用いる場合と比べて、ベント５００の姿勢の異常をより正確に判定することができる。

また、上部センサ２と下部センサ３のそれぞれには、重力加速度を検出する加速度センサが含まれていてもよい。本実施形態では、上部センサ２と下部センサ３のそれぞれに、図１のＸ方向に対する傾きとＹ方向に対する傾きとをそれぞれ検出する２軸の傾きセンサ（傾斜計）と、重力加速度、すなわちＺ方向の加速度を検出する加速度センサが含まれている例を説明する。なお、検出精度等の観点から、これらのセンサは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとすることが好ましい。

ベント５００が剛体であるとすれば、上部センサ２と下部センサ３に含まれる傾きセンサおよび加速度センサの検出値は同様の値になるはずである。しかしながら、本願発明者らの研究により、実際には、上部センサ２と下部センサ３に含まれる傾きセンサおよび加速度センサの検出値は、ベント５００の状態に応じて異なった挙動を示すことが分かった。監視システム３００は、このような知見に基づいて構成されたものである。

なお、上部センサ２と下部センサ３をどのようなセンサとするかは、ベント５００のどの様な状態を検出するか等に応じて適宜変更することができる。例えば、上部センサ２と下部センサ３の少なくとも何れかに温度センサが含まれていてもよい。また、上部センサ２と下部センサ３に複数のセンサを含める（複数のセンサを１つのユニットとして構成する）代わりに、独立した複数のセンサをベント５００の上部および下部にそれぞれ配置してもよい。

ベント５００に異常が生じたときにその異常を速やかに検出できるように、上部センサ２と下部センサ３は、常時稼働させておくことが好ましい。また、上部センサ２と下部センサ３は、センシングデータのノイズを除去する機能を備えていてもよい。なお、ノイズ除去は、判定装置１が行う構成としてもよい。

また、上部センサ２と下部センサ３は、検出値を判定装置１に送信することができるように、通信機能を備えているか、または判定装置１と通信可能な通信装置と接続されている。通信態様は有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。沈下量測定器４、報知装置５、および撮影装置６も同様であり、これらの装置も通信機能を備えているか、または判定装置１と通信可能な通信装置と接続されている。

さらに、図１には示していないが、上部センサ２と下部センサ３は、上部センサ２と下部センサ３の動作に必要な電力を供給する電源に接続されている。電源は、無停電電源であることが好ましいが、商用電源、蓄電池、または発電機を電源としてもよい。また、無停電電源と上記のような各種電源の両方を用いてもよい。また、判定装置１を工事現場やその周囲に設置する場合には、判定装置１も上述のような電源に接続しておく。沈下量測定器４、報知装置５、および撮影装置６も同様である。

（沈下量測定器）
沈下量測定器４は、ベント５００の沈下量、すなわち図１のＺ方向への移動量を測定する装置である。図１に示す沈下量測定器４は、水平方向にレーザ光線を発するレーザ発光器４１と、レーザ発光器４１が発するレーザ光線を検出する受光器４２とを含む。レーザ発光器４１はレーザ光線の発光部が地面から所定の高さとなるように配置し、受光器４２は、レーザ発光器４１が発するレーザ光線を受光できるベント５００上の位置に配置する。ベント５００が沈下したときには、その沈下量分だけ受光器４２におけるレーザ光線の受光位置がＺ方向にずれるので、受光器４２はそのずれ量を示す信号を生成し、沈下量を示す情報として出力する。

なお、沈下量測定器４による測定は、後述するように判定装置１の制御により行ってもよいし。手動で行ってもよい。手動で測定する場合、判定装置１には沈下量計測制御部１１０（図２に基づいて後述）を設ける必要はない。また、手動で測定する場合、受光器４２をベント５００に常設しておき、測定時にレーザ発光器４１を設置してもよい。これにより、光学機器であるレーザ発光器４１の汚損や盗難を防止することができる。

（報知装置）
報知装置５は、判定装置１がベント５００に異常が生じていると判定したときに、その旨を所定の報知対象に報知する装置である。報知装置５は、その設置場所や、報知対象等に応じたものとすればよい。例えば、ベント５００を使用している工事現場に報知装置５を配置する場合、工事現場にいる報知対象は作業中の作業員や現場監督者等となるから、報知装置５はサイレンやパトランプ等の音や光によって報知を行う装置とすればよい。これにより、５００に異常が生じているときや、異常が生じているおそれがあるときに、作業員を退避させる、あるいは保全等の措置を速やかにとることが可能になり、作業現場の安全確保に寄与することができる。

また、工事現場から離れた例えば現場事務所等に報知装置５を配置する場合、表示装置を報知装置５としてもよい。この場合、上部センサ２と下部センサ３の検出値を常時、報知装置５に出力させてもよい。これにより、例えば現場代理人等に、ベント５００の状態をモニタリングさせることができる。また、これにより、現場代理人等は、異常発生時には、速やかに交通規制などの二次災害防止策を講じることができる。

また、上部センサ２と下部センサ３の検出値や、異常の有無の判定結果は、インターネット等のネットワークを介してアクセス可能なサーバにアップロードしてもよい。この場合、各種端末装置を用いて上記サーバにアクセスすることにより、上部センサ２と下部センサ３の検出値や異常の有無の判定結果を確認することができる。なお、この場合、データのアップロードは判定装置１が行えばよく、各種端末装置が報知装置５として機能することになる。また、報知装置５は、判定装置１がベント５００に異常が生じていると判定したときに、電子メール等によって、予め登録された登録者にその旨を報知してもよい。これらの構成によれば、遠隔地でも上部センサ２と下部センサ３の検出値や、異常の有無の判定結果を確認することができるので、作業現場に立ち入ることなく、異常が発生したベント５００を特定して、対策を検討することができる。

また、異常が発生した場合には、異常の解消のための対策が行われるが、報知装置５が報知する上部センサ２と下部センサ３の検出値は、その対策の有効性の判断材料として利用することもできる。なお、危険度に応じて報知先や報知内容を変更あるいは追加してもよい。この場合、報知装置５を複数設けてもよい。例えば、異常が発生していないときには、ある報知装置５が上部センサ２と下部センサ３の検出値を表示し、その値を常時または所定時間毎に更新してもよい。そして、異常が発生したときには、他の報知装置５がその旨を現場代理人にメール等で通知する特徴とすると共に、さらに他の報知装置５が作業場所で作業員に退避を促す、といった構成としてもよい。

（撮影装置）
撮影装置６は、ベント５００を撮影する装置である。撮影装置６は、判定装置１の制御に従って動作する。例えば、判定装置１は、ベント５００に異常が生じていると判定したときに、撮影装置６にベント５００を撮影させ、撮影された画像を取得することができる。撮影された画像を、ベント５００を使用している工事現場から離れた場所で閲覧できるようにすることにより、工事現場から離れた場所でベント５００の状態を確認させることも可能である。なお、撮影する画像は、静止画像であってもよいし、動画像であってもよい。

（判定装置）
判定装置１の構成を図２に基づいて説明する。図２は、判定装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。判定装置１は、判定装置１の各部を統括して制御する制御部１０、判定装置１が使用する各種データを記憶する記憶部１１、および判定装置１が他の装置と通信するための通信部１２を備えている。

通信部１２は、上部センサ２と下部センサ３から検出値を取得する、報知装置５に報知動作を行わせる、および撮影装置６に撮影を行わせて撮影された画像を取得する等の処理に用いられる。通信部１２は、有線通信を行うものであってもよいし、無線通信を行うものであってもよい。また、通信相手機器ごとに異なる通信部１２を設けてもよい。例えば、判定装置１と報知装置５が近接して配置されている場合、上部センサ２および下部センサ３との通信用に無線通信が可能な通信部１２を設け、報知装置５との通信用に有線通信が可能な通信部１２を設けてもよい。

制御部１０には、上部傾斜特定部１０１、上部加速度特定部１０２、下部傾斜特定部１０３、下部加速度特定部１０４、沈下量特定部１０５、異常判定部１０６、報知処理部１０７、データ記録部１０８、撮影制御部１０９、および沈下量計測制御部１１０が含まれている。

上部傾斜特定部１０１は、ベント５００の上部における傾斜度を特定する。具体的には、上部傾斜特定部１０１は、上部センサ２に含まれる傾きセンサの検出値を、上部センサ２から取得することにより、ベント５００の上部における傾斜度を特定する。そして、上部傾斜特定部１０１は、特定した傾斜度を示す情報を異常判定部１０６に出力する。上部傾斜特定部１０１は、傾きセンサの検出値をそのまま傾斜度を示す情報としてもよいし、傾きセンサの検出値からノイズを除去したものを、傾斜度を示す情報としてもよい。

また、上部傾斜特定部１０１は、傾きセンサの検出値を用いて傾斜度を算出してもよい。例えば、傾きセンサの検出値が、ベント５００の水平材５０２の水平方向に対する傾き角度θを示す値である場合、上部傾斜特定部１０１は、ａ×ｔａｎθの値を傾斜度として算出してもよい。なお、ａは定数（例えばａ＝１００）である。

上部加速度特定部１０２は、ベント５００の上部における加速度を特定する。具体的には、上部加速度特定部１０２は、上部センサ２に含まれる加速度センサの検出値を、上部センサ２から取得することにより、ベント５００の上部における加速度を特定する。そして、上部加速度特定部１０２は、特定した加速度を示す情報を異常判定部１０６に出力する。上部加速度特定部１０２は、加速度センサの検出値をそのまま加速度を示す情報としてもよいし、加速度センサの検出値からノイズを除去したものを、加速度を示す情報としてもよい。

下部傾斜特定部１０３と下部加速度特定部１０４は、検出値の取得先が下部センサ３である点を除けば上部傾斜特定部１０１および上部加速度特定部１０２と同様である。なお、上部傾斜特定部１０１および下部傾斜特定部１０３は、傾きセンサの検出値の初期時（ベント５００への設置時）からの変化量を、ベント５００の傾斜度と特定してもよい。同様に、上部加速度特定部１０２および下部加速度特定部１０４は、加速度センサの検出値の初期時からの変化量を、ベント５００の加速度と特定してもよい。

沈下量特定部１０５は、ベント５００の沈下量を特定する。具体的には、沈下量特定部１０５は、沈下量測定器４からその検出値を取得することにより、ベント５００の沈下量を特定する。沈下量特定部１０５は、特定した沈下量を示す情報を異常判定部１０６に出力する。沈下量特定部１０５は、沈下量測定器４の検出値をそのまま沈下量を示す情報としてもよいし、沈下量測定器４の検出値からノイズを除去したものを、沈下量を示す情報としてもよい。

異常判定部１０６は、上部センサ２の検出値と、下部センサ３の検出値とに基づいてベント５００に異常が生じているか否かを判定する。具体的には、異常判定部１０６は、上部傾斜特定部１０１および上部加速度特定部１０２の特定結果の少なくとも一方と、下部傾斜特定部１０３および下部加速度特定部１０４の特定結果の少なくとも一方に基づいて上記判定を行う。

ここで、ベント工法では、架設桁をベント５００に載置する際や、ベント５００上の架設桁を連結あるいは位置合わせする際には、ベント５００に短期的に大きい傾きが生じたり、ベント５００に短期的な強い加速度が生じたりすることがある。このような場合、上部センサ２に含まれる傾きセンサや加速度センサは、過大な検出値（変化量）を示す。詳細は図３に基づいて後述するが、本実施形態の異常判定部１０６は、このような場合には、下部センサ３の検出値（変化量）から、上部センサ２の検出値が異常値であるとみなして、ベント５００に異常は生じていないと判定する。

報知処理部１０７は、異常判定部１０６がベント５００に異常が生じていると判定したときに、その旨を所定の報知先に報知する。具体的には、報知処理部１０７は、報知装置５に指示して報知を行わせる。また、報知処理部１０７は、上部センサ２と下部センサ３の検出値や、撮影装置６が撮影した画像等についても報知の対象としてもよい。また、上述のように、報知装置５や報知先は複数存在してもよく、この場合、報知処理部１０７は、状況に応じて報知先や報知内容を変更してもよい。

例えば、報知処理部１０７は、ベント５００に異常が生じていないときには、所定のサーバに上部センサ２と下部センサ３の検出値をアップロードして、それらの検出値を各種端末装置（報知装置５）からウェブ経由で閲覧できるようにしてもよい。そして、報知処理部１０７は、ベント５００に異常が生じたときには、工事現場の報知装置５を動作させて現場の作業員に退避を促してもよい。

データ記録部１０８は、上部センサ２と下部センサ３の検出値を記録する。また、データ記録部１０８は、異常判定部１０６がベント５００に異常が生じていると判定した場合には、その旨および判定時刻等についても記録してもよい。

撮影制御部１０９は、撮影装置６を制御してベント５００の画像を撮影させる。具体的には、撮影制御部１０９は、異常判定部１０６がベント５００に異常が生じていると判定したときに、撮影装置６にベント５００を撮影させる。撮影された画像は、判定装置１に送信させて、報知処理部１０７が報知する情報の一部としてもよいし、送信等は行わせず、撮影装置６に記憶させておいてもよい。

沈下量計測制御部１１０は、沈下量測定器４を制御してベント５００の沈下量を測定させる。具体的には、沈下量計測制御部１１０は、上部センサ２の検出値と下部センサ３の検出値が、所定の条件を充足する場合に沈下量を測定させる。例えば、上部センサ２の検出値と下部センサ３の検出値が何れも所定の閾値以上であれば、異常判定部１０６が異常発生と判定する場合、沈下量計測制御部１１０は、異常判定部１０６が異常発生と判定したときに、ベント５００の沈下量を測定させてもよい。この他にも、沈下量計測制御部１１０は、例えば、上部センサ２と下部センサ３の検出値の変化量が所定の閾値（異常判定の閾値よりも小さい値の閾値）以上となったとき等にもベント５００の沈下量を測定させてもよい。これにより、ベント５００に異常が生じたとき、あるいは生じている可能性があるときに、ベント５００の沈下量を測定し、その測定結果を異常の原因の究明等の一助とすることができる。なお、沈下量の測定結果は、判定装置１に送信させて、報知処理部１０７が報知する情報の一部としてもよいし、送信等は行わせず、沈下量測定器４に記憶させておいてもよい。

（処理の流れ）
判定装置１が実行する処理の流れを図３に基づいて説明する。図３は、判定装置１が実行する処理の例を説明する図である。図３のフローチャート１３０１のＳ１では、上部センサ２の検出値が取得される。具体的には、上部傾斜特定部１０１が上部センサ２に含まれる傾きセンサの検出値を取得する。

Ｓ２では、下部センサ３の検出値が取得される。具体的には、下部傾斜特定部１０３が下部センサ３に含まれる傾きセンサの検出値を取得する。なお、Ｓ１よりも先にＳ２の処理を行ってもよいし、Ｓ１とＳ２の処理を並行して行ってもよい。また、Ｓ１およびＳ２の処理の際に、必要に応じてノイズ除去処理を行ってもよい。

Ｓ３では、異常判定部１０６が、Ｓ１とＳ２で取得された検出値に異常値が含まれているか否かを判定する。正常値と異常値とを区分する閾値は、センサごとに予め定めておけばよい。Ｓ３において異常判定部１０６が異常値ありと判定した場合（Ｓ３でＹＥＳ）にはＳ４の処理に進み、異常値なしと判定した場合（Ｓ３でＮＯ）にはＳ１の処理に戻る。

Ｓ４では、異常判定部１０６は、Ｓ３において上部センサ２の検出値のみに異常値が検出されたか否かを判定する。Ｓ４において異常判定部１０６が異常値は上部センサ２の検出値のみであったと判定した場合（Ｓ４でＹＥＳ）にはＳ１の処理に戻り、異常値は上部センサ２の検出値のみではないと判定した場合（Ｓ４でＮＯ）にはＳ５の処理に進む。

Ｓ５では、報知処理部１０７が、報知装置５に指示して、ベント５００に異常が発生している旨を報知させる。これにより、フローチャート１３０１の処理は終了する。なお、Ｓ５において、撮影制御部１０９は、撮影装置６にベント５００の画像を撮影させてもよい。また、データ記録部１０８は、異常発生と判定されたことを判定時刻と共に記憶部１１に記録してもよい。さらに、沈下量計測制御部１１０は、沈下量測定器４に沈下量を計測させてもよい。

なお、沈下量計測制御部１１０は、Ｓ４でＹＥＳと判定されたときに沈下量の計測を行わせてもよい。そして、沈下量が閾値以上であった場合には、異常判定部１０６は、異常が発生していると判定してもよい。言い換えれば、Ｓ４でＹＥＳと判定されたときに、異常の有無の判定条件に、沈下量が閾値以上であるという条件を追加してもよい。これにより、異常の見逃しを防ぐことができる。

上述のように、図３のフローチャート１３０１では、上部センサ２の検出値が、ベント５００の異常の有無を判定するための閾値を超えた場合であっても、下部センサ３の検出値が閾値を超えていない場合には、ベント５００に異常が生じていないと判定する。以下説明するように、この構成によれば、異常の有無を正しく判定することができる。

ベント工法では、架設桁のベント５００への載置時等には、ベント５００に短期的に大きい傾きや加速度が生じたりすることがあるが、このような傾きや加速度の変化は、特にベント５００の上部で大きく、ベント５００の下部では小さい。そして、このような傾きや加速度の変化は、載置や連結が終了すると解消されるため、危険なものではない。上記の構成によれば、施工に伴って上部センサ２の値が大きくなったり、計測レンジを超えたりした場合であっても、異常が生じていないと正しく判定することができる。

例えば、図３には、ベント５００上に架設桁を載置したときの上部センサ２の検出値の時系列変化を示すグラフ１３０２と、下部センサ３の検出値の時系列変化を示すグラフ１３０３を示している。なお、これらのグラフに示される検出値は、何れも傾きセンサの検出値であり、ベント５００の傾斜度を示している。

グラフ１３０２に示すように、上部センサ２の検出値（傾きセンサの検出値）は、Ｘ方向およびＹ方向の何れにおいても計測レンジを超える程の大きい値となった。このような大きい値は、当然、異常の有無を判定するための閾値を超える異常値である。ベント５００と架設桁が接触するタイミング等には、上部センサ２において、このように大きい傾きが検出される。

一方、グラフ１３０３に示すように、下部センサ３の検出値（傾きセンサの検出値）は、上部センサ２の検出値が大きく変動したタイミングで変動しているものの、Ｘ方向およびＹ方向の何れにおいても、異常値は検出されなかった。特に、Ｘ方向についてはほとんど変動がなかった。このように、ベント５００と架設桁が接触してベント５００の上部が大きく傾いたときにも、下部センサ３では大きい傾きは検出されなかった。

よって、フローチャート１３０１の処理によれば、グラフ１３０２および１３０３に示されるような場合に、ベント５００に異常が生じていないと正しく判定することができる。なお、グラフ１３０２および１３０３には、傾きセンサの検出値の時系列変化を示したが、ベント５００と架設桁が接触する等の衝撃発生時には、加速度センサの検出値も、上部センサ２において過大な値となる一方、下部センサ３では大きな変動はなかった。このため、加速度センサの検出値を用いた場合も上記と同様の処理が適用できる。この場合、Ｓ１とＳ２では、加速度センサの検出値を取得する。

また、フローチャート１３０１において、Ｓ１とＳ２で取得された検出値は、記憶部１１に記憶してもよい。また、これらの検出値を表示装置に表示させてもよい。これにより、検出値の値をユーザにモニタリングさせることができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。これは実施形態３以降も同様である。

本実施形態では、判定装置１が、上部センサ２に含まれる傾きセンサの検出値と、下部センサ３に含まれる傾きセンサの検出値との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続している場合に、ベント５００の姿勢に異常が生じていると判定する例を説明する。

ベント５００は、強い外力や老朽化等の要因で曲がることがある。ベント５００が曲がってしまった場合、ベント５００の上部と下部で傾きが異なった状態となるため、センサを一か所のみに設けた場合には、ベント５００が曲がった状態を検出できない可能性がある。これに対し、本実施形態の判定装置１によれば、このような危険な状態となっていることを自動で判定することができる。

（処理の流れ）
本実施形態の判定装置１が実行する処理の流れを図４に基づいて説明する。図４は、判定装置１が実行する処理の例を説明する図である。なお、Ｓ１１およびＳ１２の処理は、図３のＳ１およびＳ２の処理と同様であるから説明は繰り返さない。ただし、Ｓ１１とＳ１２では、加速度センサの検出値は取得してもよいし、取得しなくてもよい。

Ｓ１３では、異常判定部１０６が、Ｓ１１とＳ１２で取得された検出値から、ベント５００の上部と下部の傾きの差が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は予め定めておけばよい。Ｓ１３において異常判定部１０６が所定値以上であると判定した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）にはＳ１４の処理に進み、所定値未満であると判定した場合（Ｓ１３でＮＯ）にはＳ１１の処理に戻る。

Ｓ１４では、異常判定部１０６は、ベント５００の上部と下部の傾きの差が所定値以上である状態が所定時間以上継続しているか否かを判定する。Ｓ１４において異常判定部１０６が継続していると判定した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）にはＳ１５の処理に進み、継続していないと判定した場合（Ｓ１４でＮＯ）にはＳ１１の処理に戻る。

Ｓ１５では、図３のＳ５と同様に、報知処理部１０７が、報知装置５に指示して、ベント５００に異常が発生している旨を報知させ、これにより図４の処理は終了する。なお、報知処理部１０７は、ベント５００が曲がっている可能性がある旨を音声や表示などによって報知させてもよい。これにより、ベント５００が曲がっている可能性があることを報知先に認識させて、適切な対応策を講じる一助とすることができる。

〔実施形態３〕
本実施形態では、判定装置１が、上部センサ２と上記下部センサ３の検出値が所定のパターンに該当すると判定した場合には、ベント５００の姿勢に異常は生じていないと判定する例を説明する。なお、上記所定のパターンとは、架設桁が温度変化によって伸長または収縮したときに特有の、上部センサ２と下部センサ３の検出値の変動のパターンである。

架設桁は、その材質にもよるが日射等により加熱されると伸長することがあり、架設桁が伸長した場合、それを支持するベント５００に傾きが生じることがある。同様に、架設桁の温度が低下することにより収縮し、ベント５００に傾きが生じることもある。このような傾きは架設桁の温度が戻ると解消される場合があり、架設桁の温度が戻ると解消されるような架橋桁の伸縮によるベント５００の傾きは危険なものではない。本実施形態の構成によれば、架橋桁の伸縮に伴ってベント５００が傾いた場合には、異常が生じていないことを正しく判定することができる。

（処理の流れ）
本実施形態の判定装置１が実行する処理の流れを図５に基づいて説明する。図５は、判定装置１が実行する処理の例を説明する図である。なお、図５のフローチャート１５０１におけるＳ２１、Ｓ２２、およびＳ２５の処理は、図３のＳ１、Ｓ２、およびＳ５の処理と同様であるから説明は繰り返さない。

Ｓ２３では、異常判定部１０６が、Ｓ２１とＳ２２で取得された傾きの検出値に所定値以上のものが含まれているか否かを判定する。所定値は予め定めておけばよい。例えば、実施形態１のように正常値と異常値とを区分する閾値を上記所定値としてもよいし、当該閾値よりも小さい値を上記所定値としてもよい。Ｓ２３において異常判定部１０６が、所定値以上の傾きを示す検出値があると判定した場合（Ｓ２３でＹＥＳ）にはＳ２４の処理に進み、所定値以上の傾きを示す検出値はないと判定した場合（Ｓ２３でＮＯ）にはＳ２１の処理に戻る。

Ｓ２４では、異常判定部１０６は、ベント５００の傾きが架橋桁の伸縮による傾きであるか否かを判定する。具体的には、異常判定部１０６は、上部センサ２と下部センサ３の検出値の変動のパターンが、架設桁が温度変化によって伸長または収縮したときに特有のパターンに該当すれば架橋桁の伸縮による傾きであると判定する。Ｓ２４において異常判定部１０６が架橋桁の伸縮による傾きであると判定した場合（Ｓ２４でＹＥＳ）にはＳ１の処理に戻り、架橋桁の伸縮による傾きでではないと判定した場合（Ｓ２４でＮＯ）にはＳ２５の処理に進む。

架設桁が温度変化によって伸長または収縮したときに特有のパターンの例を図５の１５０２～１５０３のグラフに示している。グラフ１５０２は、架設桁を載置したベント５００に取り付けられた上部センサ２における傾きセンサの検出値の一日の時系列変化を示す。また、グラフ１５０３は、架設桁を載置したベント５００に取り付けられた下部センサ３における傾きセンサの検出値の一日の時系列変化を示す。そして、グラフ１５０４は、架設桁を載置したベント５００に取り付けられた上部センサ２および下部センサ３における加速度センサの検出値の一日の時系列変化を示す。

グラフ１５０２に示すように、上部センサ２における傾きセンサの検出値は、架橋桁の幅方向であるＸ方向にはほとんど変化がなかった。一方、架橋桁の延伸方向であるＹ方向には、架橋桁に日光が当たる昼間の期間において継続的に傾きが大きくなった。また、グラフ１５０３に示すように、下部センサ３における傾きセンサの検出値においても、架橋桁の幅方向であるＸ方向にはほとんど変化がなかった。一方、架橋桁の延伸方向であるＹ方向には、架橋桁に日光が当たる昼間の期間において傾きが大きくなる傾向が見られた。ただし、傾きの方向は、上部センサ２で検出した傾きの方向とは逆である。また、グラフ１５０４に示すように、上部センサ２と下部センサ３における加速度センサの検出値は、何れもほとんど変化がなかった。

以上の結果から、異常判定部１０６は、例えば、（１）傾きが変化しているのが架橋桁の延伸方向（Ｙ方向）のみであって架橋桁の幅方向（Ｘ方向）の傾きは有意な変化をしておらず、かつ、（２）ベント５００の上部および下部において加速度が有意な変化をしていない場合に、ベント５００の傾きが架橋桁の伸縮による傾きであると判定してもよい。

なお、異常判定部１０６は、上記傾きの変化を示す情報として、グラフ１５０２および１５０３の傾きを算出してもよい。この場合、異常判定部１０６は、算出した傾きが閾値以上であれば有意な変化と判定し、閾値未満であれば有意な変化はないと判定すればよい。同様に、異常判定部１０６は、上記加速度の変化を示す情報として、グラフ１５０４の傾きを算出してもよい。また、異常判定部１０６は、所定期間（例えば直近の数十分間）におけるグラフ（グラフ１５０２、１５０３、１５０４）の傾きの平均値を算出してもよい。

また、上記の条件に加えて、（３）傾きが変化している時間帯が日射のある時間帯（架橋桁が伸長する時間帯）であるか、または日射がなくなってから所定時間が経過した後、日射が始まるまでの時間帯（架橋桁が収縮する時間帯）であるとの条件を用いてもよい。上記時間帯は、例えば、特に架橋桁の伸長が著しい午前中（より詳細には日の出から正午頃まで）としてもよい。

ただし、傾きの変化量がある程度大きくなった場合、ベント５００に異常が生じている可能性も考えられる。このため、異常判定部１０６は、ベント５００の傾きが架橋桁の伸縮による傾きであると判定した場合であっても、傾きの変化量が所定の閾値以上となったときには、異常ありと判定してもよい。

なお、架橋桁の伸縮は、温度を主因とするものであるから、上部センサ２および下部センサ３の少なくとも何れかに温度センサを含めておいてもよい。この場合、上記（３）の条件の代わりに、（４）気温（あるいはベント５００または架橋桁の表面温度）が、架橋桁が伸長または伸縮する可能性のある温度帯であるとの条件を用いてもよい。

また、異常判定部１０６は、上部センサ２と下部センサ３に含まれる温度センサの検出値が、架設桁が温度変化によって伸長または収縮したときの温度の変動のパターンに該当すると判定した場合には、ベント５００の姿勢に異常は生じていないと判定してもよい。この場合、異常判定部１０６は、温度変化を示す情報として、温度センサの検出値を示すグラフの傾きまたは所定期間の傾きの平均値を算出してもよい。そして、異常判定部１０６は、例えば、算出した傾きまたはその平均値が閾値以上であれば、ベント５００の姿勢に異常が生じていると判定し、閾値未満であれば異常は生じていないと判定すればよい。

〔変形例〕
異常判定部１０６は、ベント５００の異常の有無を複数段階で判定してもよい。例えば、異常判定部１０６は、ベント５００が、（１）異常なし、（２）危険があるとまではいえないが何れかの検出値に比較的大きい変化があった、および（３）ベント５００の倒壊等の危険がある、の何れの状態に該当するかを判定してもよい。

上部センサ２と下部センサ３の検出値に基づいて、ベント５００に異常が生じているか否かを判定する処理は、上述の各実施形態で説明した例に限られない。上部センサ２および下部センサ３の検出値と、ベント５００の状態との関係を予めモデル化しておけば、異常判定部１０６は、上部センサ２および下部センサ３の検出値から、上記モデルを用いてベント５００の状態を判定することができる。

例えば、上部センサ２および下部センサ３の検出値と、ベント５００の状態との関係を機械学習した学習済みモデルを構築しておけば、異常判定部１０６は、この学習済みモデルを用いてベント５００の状態を判定することができる。なお、上部センサ２または下部センサ３の検出値は、例えば傾きセンサや加速度センサの検出値であってもよいし、沈下量測定器４や温度センサ等の他の種類のセンサの検出値であってもよく、それらの両方であってもよい。

また、上部センサ２の検出値と下部センサ３の検出値とに基づいて判定可能なベント５００の状態は、上記実施形態で説明した屈曲等の例に限られない。例えば、異常判定部１０６は、ベント５００が地震により振動したか否かを判定することも可能である。地震が発生した場合、Ｐ波（primary wave）に基づく振動がベント５００に伝わり、その後Ｓ波（secondary wave）に基づく振動がベント５００に伝わる。Ｐ波とＳ波の振動に起因して傾くベント５００の傾斜角度は、ベント５００の上部と下部とで異なると考えられる一方、Ｓ波の振動に起因してベント５００に生じる加速度はベント５００の上部と下部とで同じ傾向となると考えられる。よって、このような傾きと加速度の変動のパターンが観測されたときに、ベント５００が地震により振動したと判定することができる。

また、地震発生時には、ベント５００が沈下する等の問題が発生する可能性もある。このため、沈下量計測制御部１１０は、地震が発生したと判定されたときに、ベント５００の沈下量を計測させてもよく、異常判定部１０６は、沈下量の計測結果に基づいてベント５００に異常が生じているか否かを判定してもよい。

〔ソフトウェアによる実現例〕
判定装置１の制御ブロック（特に制御部１０に含まれる各部）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、判定装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 判定装置
２ 上部センサ
３ 下部センサ
４ 沈下量測定器
３００ 監視システム
５００ ベント

Claims (8)

1. 架設桁を支持する仮設備であるベントの監視システムであって、
   上記ベントの上部に設置した上部センサと、
   上記ベントの下部に設置した下部センサと、
   上記上部センサの検出値と、上記下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置と、を含み、
   上記上部センサと上記下部センサのそれぞれには、上記ベントの傾きを検出する傾きセンサが含まれており、
   上記判定装置は、上記上部センサに含まれる傾きセンサの検出値と、上記下部センサに含まれる傾きセンサの検出値とに基づいて上記ベントの姿勢に異常が生じているか否かを判定し、
   上記判定装置は、上記上部センサに含まれる傾きセンサの検出値と、上記下部センサに含まれる傾きセンサの検出値との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続している場合に、上記ベントの姿勢に異常が生じていると判定する、ことを特徴とする監視システム。
2. 架設桁を支持する仮設備であるベントの監視システムであって、
   上記ベントの上部に設置した上部センサと、
   上記ベントの下部に設置した下部センサと、
   上記上部センサの検出値と、上記下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置と、を含み、
   上記判定装置は、上記上部センサと上記下部センサの検出値が、上記架設桁が温度変化によって伸長または収縮したときの上記上部センサと上記下部センサの検出値の変動のパターンに該当すると判定した場合には、上記ベントの姿勢に異常は生じていないと判定する、ことを特徴とする監視システム。
3. 架設桁を支持する仮設備であるベントの監視システムであって、
   上記ベントの上部に設置した上部センサと、
   上記ベントの下部に設置した下部センサと、
   上記上部センサの検出値と、上記下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置と、を含み、
   上記上部センサおよび上記下部センサのそれぞれには、上記ベントの傾きを検出する傾きセンサと、重力加速度を検出する加速度センサの少なくとも何れかが含まれており、
   上記判定装置は、上記上部センサの検出値が、上記ベントの異常の有無を判定するための所定の閾値を超えた場合であっても、上記下部センサの検出値が、上記所定の閾値を超えていない場合には、上記ベントに異常が生じていないと判定する、ことを特徴とする監視システム。
4. 架設桁を支持する仮設備であるベントの監視システムであって、
   上記ベントの上部に設置した上部センサと、
   上記ベントの下部に設置した下部センサと、
   上記上部センサの検出値と、上記下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置と、
   上記ベントの沈下量を測定する沈下量測定器と、を含み、
   上記判定装置は、上記沈下量測定器に沈下量を測定させる沈下量計測制御部を備え、
   上記沈下量計測制御部は、上記上部センサの検出値と上記下部センサの検出値が、所定の条件を充足する場合に、上記沈下量測定器に沈下量を測定させる、ことを特徴とする監視システム。
5. 架設桁を支持する仮設備であるベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置であって、
   上記ベントの上部に設置された上部センサの検出値と、上記ベントの下部に設置された下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定するものであり、
   上記上部センサと上記下部センサのそれぞれには、上記ベントの傾きを検出する傾きセンサが含まれており、
   上記判定を、上記上部センサに含まれる傾きセンサの検出値と、上記下部センサに含まれる傾きセンサの検出値とに基づいて行い、
   上記上部センサに含まれる傾きセンサの検出値と、上記下部センサに含まれる傾きセンサの検出値との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続している場合に、上記ベントの姿勢に異常が生じていると判定する、ことを特徴とする判定装置。
6. 架設桁を支持する仮設備であるベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置であって、
   上記ベントの上部に設置された上部センサの検出値と、上記ベントの下部に設置された下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定するものであり、
   上記上部センサと上記下部センサの検出値が、上記架設桁が温度変化によって伸長または収縮したときの上記上部センサと上記下部センサの検出値の変動のパターンに該当すると判定した場合には、上記ベントの姿勢に異常は生じていないと判定する、ことを特徴とする判定装置。
7. 架設桁を支持する仮設備であるベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置であって、
   上記ベントの上部に設置された上部センサの検出値と、上記ベントの下部に設置された下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定するものであり、
   上記上部センサおよび上記下部センサのそれぞれには、上記ベントの傾きを検出する傾きセンサと、重力加速度を検出する加速度センサの少なくとも何れかが含まれており、
   上記上部センサの検出値が、上記ベントの異常の有無を判定するための所定の閾値を超えた場合であっても、上記下部センサの検出値が、上記所定の閾値を超えていない場合には、上記ベントに異常が生じていないと判定する、ことを特徴とする判定装置。
8. 架設桁を支持する仮設備であるベントに異常が生じているか否かを判定する判定装置であって、
   上記ベントの上部に設置された上部センサの検出値と、上記ベントの下部に設置された下部センサの検出値とに基づいて、上記ベントに異常が生じているか否かを判定するものであり、
   上記ベントの沈下量を測定する沈下量測定器に沈下量を測定させる沈下量計測制御部を備え、
   上記沈下量計測制御部は、上記上部センサの検出値と上記下部センサの検出値が、所定の条件を充足する場合に、上記沈下量測定器に沈下量を測定させる、ことを特徴とする判定装置。

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