JP6989912B2 - Structure anomaly detection device, structure anomaly detection system, structure anomaly detection method, and structure anomaly detection program - Google Patents
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Description
本発明は、構造体の異常検出装置、構造体の異常検出システム、構造体の異常検出方法、及び構造体の異常検出プログラムに関する。 The present invention relates to a structure abnormality detection device, a structure abnormality detection system, a structure abnormality detection method, and a structure abnormality detection program.
特許文献１に記載の橋脚の異常検知システムは、加速度計、ＦＦＴ処理部、平均化処理部、重み付け処理部、面積算定正規化処理部、及び正規化面積減少評価部を備える。加速度計は、橋脚の天端に配置されて、橋脚天端の加速度を検出する。ＦＦＴ処理部は、加速度計による検出データに高速フーリエ変換を施してフーリエスペクトルを算出する。平均化処理部は、フーリエスペクトルを所定の時間についての加算平均により時間的な平均を求め、所定の周波数幅について周波数軸上で移動平均を求めて、フーリエスペクトル波形を平滑化する。重み付け処理部は、健全時の橋脚の伝達関数に基づく重み付け関数で平滑化フーリエスペクトルを重み付けする。面積算定正規化処理部は、重み付けフーリエスペクトルの曲線とベースラインとで囲まれる領域の面積を求めて正規化する。正規化面積減少評価部は、正規化された面積と閾値とを比較して橋脚Ｐの支持剛性の低下を評価する。
The bridge pier abnormality detection system described in
特許文献１に記載の橋脚の異常検知システムは、橋脚の天端に配置されている１つの加速度計で振動データを取得するため、橋脚の異常を正確に検出できない可能性がある。
Since the pier abnormality detection system described in
橋脚は、例えば洗掘の進行に伴って支持剛性が低下する。具体的には、橋脚が河川敷内に設置されている場合には、河川の流れによる洗掘作用によって、地盤面が低下し、これに伴って、橋脚の支持剛性が低下する。そして、橋脚の支持剛性が低下すると、橋脚の上部における振動の振幅に対する橋脚の下部における振動の振幅の比が大きくなる。しかしながら、橋脚の天端に配置されている１つの加速度計では、このような支持剛性の低下を検出できない可能性がある。 For example, the support rigidity of the pier decreases as the scour progresses. Specifically, when the pier is installed in the riverbed, the ground surface is lowered due to the scouring action by the flow of the river, and the support rigidity of the pier is lowered accordingly. When the support rigidity of the pier decreases, the ratio of the vibration amplitude at the lower part of the pier to the vibration amplitude at the upper part of the pier increases. However, one accelerometer located at the top of the pier may not be able to detect such a decrease in support rigidity.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、構造体の異常を正確に検出可能な構造体の異常検出装置、構造体の異常検出システム、構造体の異常検出方法、及び構造体の異常検出プログラムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a structure abnormality detection device capable of accurately detecting a structure abnormality, a structure abnormality detection system, a structure abnormality detection method, and a structure abnormality. It is intended to provide a detection program.
本願に開示する構造体の異常検出装置は、第１加速度計と、第２加速度計と、取得部と、変換部と、検出部とを備える。前記第１加速度計は、構造体に配置される。前記第２加速度計は、前記構造体において、前記第１加速度計から所定距離以上離間して、前記第１加速度計の下方に配置される。前記取得部は、前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々から所定方向の振動データを取得する。前記変換部は、前記振動データにフーリエ変換を行う。前記検出部は、前記変換部によって生成された第１スペクトルと第２スペクトルとに基づき、前記構造体の異常の発生を検出する。前記構造体は、少なくとも下端が支持される。前記第１スペクトルは、前記第１加速度計の前記振動データに対応する。前記第２スペクトルは、前記第２加速度計の前記振動データに対応する。 The structure abnormality detection device disclosed in the present application includes a first accelerometer, a second accelerometer, an acquisition unit, a conversion unit, and a detection unit. The first accelerometer is arranged in the structure. The second accelerometer is arranged below the first accelerometer in the structure at a distance of a predetermined distance or more from the first accelerometer. The acquisition unit acquires vibration data in a predetermined direction from each of the first accelerometer and the second accelerometer. The conversion unit performs a Fourier transform on the vibration data. The detection unit detects the occurrence of an abnormality in the structure based on the first spectrum and the second spectrum generated by the conversion unit. The structure is supported at least at the lower end. The first spectrum corresponds to the vibration data of the first accelerometer. The second spectrum corresponds to the vibration data of the second accelerometer.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、第１算出部を更に備えることが好ましい。前記第１算出部は、前記第１スペクトルと前記第２スペクトルとからクロススペクトルを算出することが好ましい。前記検出部は、前記クロススペクトルに基づき、前記構造体の異常の発生を検出することが好ましい。 It is preferable that the structure abnormality detection device disclosed in the present application further includes a first calculation unit. It is preferable that the first calculation unit calculates a cross spectrum from the first spectrum and the second spectrum. It is preferable that the detection unit detects the occurrence of an abnormality in the structure based on the cross spectrum.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、第２算出部を更に備えることが好ましい。前記第２算出部は、前記クロススペクトルと前記第１スペクトルとに基づき、振幅比を算出することが好ましい。前記検出部は、前記振幅比に基づき、前記構造体の異常の発生を検出することが好ましい。前記振幅比は、前記第１スペクトルのパワースペクトルの特定周波数における値を、前記クロススペクトルの前記特定周波数における値で除した商を示すことが好ましい。 It is preferable that the structure abnormality detection device disclosed in the present application further includes a second calculation unit. It is preferable that the second calculation unit calculates the amplitude ratio based on the cross spectrum and the first spectrum. It is preferable that the detection unit detects the occurrence of an abnormality in the structure based on the amplitude ratio. The amplitude ratio preferably indicates a quotient obtained by dividing the value of the power spectrum of the first spectrum at a specific frequency by the value of the cross spectrum at the specific frequency.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記検出部は、前記振幅比のヒストグラム、前記振幅比の平均値及び前記振幅比の標準偏差の少なくともいずれか１つに基づき、前記構造体の異常の発生を検出することが好ましい。前記振幅比のヒストグラムは、所定期間内における、前記振幅比の値の所定範囲毎の頻度を示すことが好ましい。 In the structure abnormality detection device disclosed in the present application, the detection unit is based on at least one of the amplitude ratio histogram, the average value of the amplitude ratio, and the standard deviation of the amplitude ratio, and the abnormality of the structure. It is preferable to detect the occurrence of. It is preferable that the histogram of the amplitude ratio shows the frequency of the value of the amplitude ratio in a predetermined range within a predetermined period.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記特定周波数は、前記構造体の固有振動数に対応することが好ましい。 In the structure anomaly detection device disclosed in the present application, it is preferable that the specific frequency corresponds to the natural frequency of the structure.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、補正部を更に備えることが好ましい。前記補正部は、前記振幅比を、前記構造体の周囲の外気温に基づいて補正することが好ましい。 It is preferable that the structure abnormality detection device disclosed in the present application further includes a correction unit. It is preferable that the correction unit corrects the amplitude ratio based on the outside air temperature around the structure.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記検出部は、第１期間における前記振幅比のヒストグラムと、前記第１期間と相違する第２期間における前記振幅比のヒストグラムとの間の有意差の有無に基づき、前記構造体の異常の発生を検出することが好ましい。 In the structure anomaly detection device disclosed in the present application, the detection unit has a significant difference between the histogram of the amplitude ratio in the first period and the histogram of the amplitude ratio in the second period different from the first period. It is preferable to detect the occurrence of an abnormality in the structure based on the presence or absence of.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記検出部は、前記第１期間における前記振幅比のヒストグラムと、前記第２期間における前記振幅比のヒストグラムとの間のｐ値に基づき、前記構造体の異常の発生を検出することが好ましい。 In the structure abnormality detection device disclosed in the present application, the detection unit has the structure based on a p-value between the histogram of the amplitude ratio in the first period and the histogram of the amplitude ratio in the second period. It is preferable to detect the occurrence of abnormalities in the body.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記検出部は、前記ｐ値が所定値以下である場合に、前記構造体の異常が発生していると評価することが好ましい。 In the structure abnormality detection device disclosed in the present application, it is preferable that the detection unit evaluates that the structure abnormality has occurred when the p-value is equal to or less than a predetermined value.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記取得部は、前記振動データにおける振幅が所定の閾値を超えている場合に、前記振動データを取得することが好ましい。 In the structure abnormality detection device disclosed in the present application, it is preferable that the acquisition unit acquires the vibration data when the amplitude in the vibration data exceeds a predetermined threshold value.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記所定方向は、水平方向を示すことが好ましい。 In the structure abnormality detection device disclosed in the present application, it is preferable that the predetermined direction indicates a horizontal direction.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記構造体の異常は、前記構造体の支持剛性の低下を含むことが好ましい。 In the structure abnormality detection device disclosed in the present application, it is preferable that the structure abnormality includes a decrease in the support rigidity of the structure.
本願に開示する構造体の異常検出装置において、前記構造体は、橋脚、鉄塔、煙突、アンテナ、及び街路灯の少なくとも１つを含むことが好ましい。 In the structure anomaly detection device disclosed in the present application, the structure preferably includes at least one of a pier, a steel tower, a chimney, an antenna, and a street light.
本願に開示する構造体の異常検出システムは、第１加速度計と、第２加速度計と、送信ユニットと、サーバ装置とを備える。前記第１加速度計は、構造体に配置される。前記第２加速度計は、前記構造体において、前記第１加速度計から所定距離以上離間して、前記第１加速度計の下方に配置される。前記送信ユニットは、前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々からの振動データを前記サーバ装置に送信する。前記サーバ装置は、前記送信ユニットと通信可能に接続される。前記構造体は、少なくとも下端が支持される。前記サーバ装置は、取得部と、変換部と、検出部とを備える。前記取得部は、前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々から所定方向の振動データを取得する。前記変換部は、前記振動データにフーリエ変換を行う。前記検出部は、前記変換部によって生成された第１スペクトルと第２スペクトルとに基づき、前記構造体の異常の発生を検出する。前記第１スペクトルは、前記第１加速度計の前記振動データに対応する。前記第２スペクトルは、前記第２加速度計の前記振動データに対応する。 The structure anomaly detection system disclosed in the present application includes a first accelerometer, a second accelerometer, a transmission unit, and a server device. The first accelerometer is arranged in the structure. The second accelerometer is arranged below the first accelerometer in the structure at a distance of a predetermined distance or more from the first accelerometer. The transmission unit transmits vibration data from each of the first accelerometer and the second accelerometer to the server device. The server device is communicably connected to the transmission unit. The structure is supported at least at the lower end. The server device includes an acquisition unit, a conversion unit, and a detection unit. The acquisition unit acquires vibration data in a predetermined direction from each of the first accelerometer and the second accelerometer. The conversion unit performs a Fourier transform on the vibration data. The detection unit detects the occurrence of an abnormality in the structure based on the first spectrum and the second spectrum generated by the conversion unit. The first spectrum corresponds to the vibration data of the first accelerometer. The second spectrum corresponds to the vibration data of the second accelerometer.
本願に開示する構造体の異常検出方法は、第１加速度計と、第２加速度計とが配置された構造体の異常検出方法であって、取得ステップと、変換ステップと、検出ステップとを含む。前記取得ステップでは、前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々から所定方向の振動データを取得する。前記変換ステップでは、前記振動データにフーリエ変換を行う。前記検出ステップでは、前記変換ステップで生成された第１スペクトルと第２スペクトルとに基づき、前記構造体の異常の発生を検出する。前記構造体は、少なくとも下端が支持される。前記第２加速度計は、前記構造体において、前記第１加速度計から所定距離以上離間して、前記第１加速度計の下方に配置される。前記第１スペクトルは、前記第１加速度計の前記振動データに対応する。前記第２スペクトルは、前記第２加速度計の前記振動データに対応する。 The structure abnormality detection method disclosed in the present application is a structure abnormality detection method in which a first accelerometer and a second accelerometer are arranged, and includes an acquisition step, a conversion step, and a detection step. .. In the acquisition step, vibration data in a predetermined direction is acquired from each of the first accelerometer and the second accelerometer. In the conversion step, Fourier transform is performed on the vibration data. In the detection step, the occurrence of an abnormality in the structure is detected based on the first spectrum and the second spectrum generated in the conversion step. The structure is supported at least at the lower end. The second accelerometer is arranged below the first accelerometer in the structure at a distance of a predetermined distance or more from the first accelerometer. The first spectrum corresponds to the vibration data of the first accelerometer. The second spectrum corresponds to the vibration data of the second accelerometer.
本願に開示する構造体の異常検出プログラムは、第１加速度計と、第２加速度計と、コンピュータとを備えた構造体の異常検出装置において、前記コンピュータを、取得部、変換部、及び検出部として機能させる。前記第１加速度計は、構造体に配置される。前記第２加速度計は、前記構造体において、前記第１加速度計から所定距離以上離間して、前記第１加速度計の下方に配置される。前記取得部は、前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々から所定方向の振動データを取得する。前記変換部は、前記振動データにフーリエ変換を行う。前記検出部は、前記変換部によって生成された第１スペクトルと第２スペクトルとに基づき、前記構造体の異常の発生を検出する。前記構造体は、少なくとも下端が支持される。前記第１スペクトルは、前記第１加速度計の前記振動データに対応する。前記第２スペクトルは、前記第２加速度計の前記振動データに対応する。 The structure abnormality detection program disclosed in the present application is a structure abnormality detection device including a first accelerometer, a second accelerometer, and a computer, and uses the computer as an acquisition unit, a conversion unit, and a detection unit. To function as. The first accelerometer is arranged in the structure. The second accelerometer is arranged below the first accelerometer in the structure at a distance of a predetermined distance or more from the first accelerometer. The acquisition unit acquires vibration data in a predetermined direction from each of the first accelerometer and the second accelerometer. The conversion unit performs a Fourier transform on the vibration data. The detection unit detects the occurrence of an abnormality in the structure based on the first spectrum and the second spectrum generated by the conversion unit. The structure is supported at least at the lower end. The first spectrum corresponds to the vibration data of the first accelerometer. The second spectrum corresponds to the vibration data of the second accelerometer.
本発明に係る構造体の異常検出装置、構造体の異常検出システム、構造体の異常検出方法、及び構造体の異常検出プログラムによれば、構造体の異常を正確に検出できる。 According to the structure abnormality detection device, the structure abnormality detection system, the structure abnormality detection method, and the structure abnormality detection program according to the present invention, the structure abnormality can be accurately detected.
以下、本発明の実施形態について、図面（図１～図３０）を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 1 to 30). In the figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.
図１を参照して本発明に係る構造体４の異常検出装置１００について説明する。図１に示すように、異常検出装置１００は、制御部１、送信ユニット２及び加速度計３を備える。構造体４は、少なくとも下端が支持される。構造体４は、本発明の実施形態では、橋脚ＢＰを示す。橋脚ＢＰは、下端のみが支持されている。
The
また、図１には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を記載している。Ｚ軸は、鉛直方向に平行な方向を示す。Ｘ軸及びＹ軸は、水平方向を示す。橋脚ＢＰは、Ｙ軸に沿って配列される（図３参照）。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交する。 Further, FIG. 1 shows an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis. The Z axis indicates a direction parallel to the vertical direction. The X-axis and the Y-axis indicate the horizontal direction. The piers BP are arranged along the Y axis (see FIG. 3). The X-axis, Y-axis and Z-axis are orthogonal to each other.
以下の説明では、橋脚ＢＰが、阿波麻植大橋（徳島県吉野川市川島町三ツ島）に配置されている場合について説明する。橋脚ＢＰは、第１橋脚ＢＰＡと、第２橋脚ＢＰＢとを含む。阿波麻植大橋において、第１橋脚ＢＰＡ及び第２橋脚ＢＰＢの配置される位置については、図３を参照して詳細に説明する。 In the following description, the case where the pier BP is located at Awaoe Ohashi Bridge (Mitsujima, Kawashima-cho, Yoshinogawa City, Tokushima Prefecture) will be described. The pier BP includes a first pier BPA and a second pier BPB. The positions of the first pier BPA and the second pier BPB in the Awaoeo Bridge will be described in detail with reference to FIG.
橋脚ＢＰは、橋桁ＢＡ１を支持する。橋桁ＢＡ１は、Ｙ軸方向に延びる。橋桁ＢＡ１の上を車両が走行する。橋脚ＢＰは、躯体ＢＰαと、基礎ＢＰβとを有する。基礎ＢＰβは、躯体ＢＰαを支持する。基礎ＢＰβは、躯体ＢＰαと比較して大径に形成されている。 The pier BP supports the bridge girder BA1. The bridge girder BA1 extends in the Y-axis direction. The vehicle runs on the bridge girder BA1. The pier BP has a skeleton BPα and a foundation BPβ. The basal BPβ supports the skeleton BPα. The basal BPβ is formed to have a larger diameter than the skeleton BPα.
躯体ＢＰαのＺ軸方向の長さＬ１は、１３．８ｍである。基礎ＢＰβのＺ軸方向の長さＬ２は、１０．０ｍである。基礎ＢＰβは、地下（地面ＧＮＤの下）に埋設されている。すなわち、橋脚ＢＰは、基礎ＢＰβが地下に埋設されて支持されている。 The length L1 of the skeleton BPα in the Z-axis direction is 13.8 m. The length L2 of the foundation BPβ in the Z-axis direction is 10.0 m. The foundation BPβ is buried underground (under the ground GND). That is, the pier BP is supported by the foundation BPβ buried underground.
加速度計３は、橋脚ＢＰの振動（加速度）を検出する。加速度計３は、収納ケースＳＢに収納されている。加速度計３は、第１加速度計３１と、第２加速度計３２とを含む。第１加速度計３１は、橋脚ＢＰの上部に配置される。具体的には、第１加速度計３１は、橋脚ＢＰの上端に配置される。
The
第２加速度計３２は、橋脚ＢＰにおいて、第１加速度計３１から所定距離以上離間して、第１加速度計３１の下方に配置される。所定距離は、例えば５ｍである。具体的には、第２加速度計３２は、基礎ＢＰβの上端から距離ＬＳだけ上側の位置に配置される。距離ＬＳは、１．０ｍである。すなわち、第２加速度計３２は、第１加速度計３１から距離Ｌ３だけ下方に配置される。距離Ｌ３は、１２．８ｍ（＝１３．８ｍ－１．０ｍ）である。
The
送信ユニット２は、加速度計３が検出した振動データを制御部１に送信する。具体的には、送信ユニット２は、加速度計３との間で、配線で信号を送受信可能に構成される。送信ユニット２は、制御部１との間で、無線通信で振動データを送信可能に構成される。
The
制御部１は、加速度計３の所定方向の振動データに基づいて、橋脚ＢＰの異常を検出する。所定方向は、例えば水平方向（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）を示す。制御部１は、プロセッサ１１及び記憶部１２を備える。プロセッサ１１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備える。記憶部１２は、半導体メモリーのようなメモリーを備え、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）を備えてもよい。記憶部１２は、制御プログラムを記憶している。プロセッサ１１は、「コンピュータ」の一例に相当する。また、制御部１は、例えば、パーソナルコンピュータである。
The
なお、本発明の実施形態では、制御部１がパーソナルコンピュータであるが、本発明はこれに限定されない。制御部１がプロセッサ１１及び記憶部１２を備えればよい。制御部１が、例えばタブレット端末でもよいし、スマートフォンでもよい。
In the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施形態では、送信ユニット２は、加速度計３との間で、配線で信号を送受信するが、本発明はこれに限定されない。送信ユニット２は、加速度計３との間で、信号を送受信可能であればよい。送信ユニット２は、例えば加速度計３との間で、無線通信で信号を送受信してもよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the
更に、本発明の実施形態では、送信ユニット２は、制御部１との間で、無線通信で振動データを送信するが、本発明はこれに限定されない。送信ユニット２は、制御部１との間で、振動データを送信すればよい。送信ユニット２は、制御部１との間で、配線で振動データを送信してもよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the
次に、図１及び図２を参照して、加速度計３について説明する。図２は、加速度計の仕様の一例を示す図である。図２に示すように、加速度計３の計測軸は、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）である。すなわち、加速度計３は、Ｘ軸方向の加速度と、Ｙ軸方向の加速度と、Ｚ軸方向の加速度とを検出する。また、加速度計３の周波数計測範囲は、０．１～１００Ｈｚである。すなわち、加速度計３は、極めて低い周波数の振動を検出できる。
Next, the
加速度計３のセンサノイズ密度は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が０．０００１ｇ／Ｈｚ1/2であり、Ｚ軸方向が０．０００２ｇ／Ｈｚ1/2である。よって、加速度計３は、極めて高精度に加速度を計測できる。また、加速度計３の保護機能（防水及び防塵機能）は、ＩＥＣ（ＩｎｔｅｒＮａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）規格の「ＩＰ６７」であり、極めて高い防塵機能、及び防水性能を有する。
The sensor noise density of the
加速度計３としては、ＩＭＶ株式会社製の小型高性能振動計測装置ＨＭ－００１３（製品名）を好適に使用できる。
As the
次に、図１及び図３を参照して、橋脚ＢＰの配置について説明する。図３は、橋脚ＢＰの配置の一例を示す図である。図３に示すように、橋梁ＢＲには、１４個の橋脚ＢＰ（橋脚ＢＰ１～橋脚ＢＰ１４）がＹ軸方向に沿って配列されている。また、橋梁ＢＲは、橋梁本体ＢＡを更に備える。橋梁本体ＢＡは、いわゆる「トラス構造」を有する。橋梁本体ＢＡの下端には、橋桁ＢＡ１が配置されている。橋脚ＢＰ１～橋脚ＢＰ１４は、橋梁本体ＢＡを支持する。第１橋脚ＢＰＡは、橋脚ＢＰ９に対応し、第２橋脚ＢＰＢは、橋脚ＢＰ１２に対応する。 Next, the arrangement of the pier BP will be described with reference to FIGS. 1 and 3. FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of the pier BP. As shown in FIG. 3, 14 pier BPs (pier BP1 to pier BP14) are arranged along the Y-axis direction on the bridge BR. Further, the bridge BR further includes a bridge main body BA. The bridge body BA has a so-called "truss structure". A bridge girder BA1 is arranged at the lower end of the bridge body BA. The pier BP1 to the pier BP14 support the bridge body BA. The first pier BPA corresponds to the pier BP9, and the second pier BPB corresponds to the pier BP12.
橋梁本体ＢＡは、河川（吉野川）を跨いで配置されている。すなわち、橋脚ＢＰ１～橋脚ＢＰ１４は、河川敷内に設置されている。橋脚ＢＰ９は、河川の流れによって、洗掘が発生している。橋脚ＢＰ９における洗掘については、図１１を参照して詳細に説明する。 The bridge body BA is arranged across the river (Yoshino River). That is, the piers BP1 to BP14 are installed in the riverbed. The pier BP9 has been scoured due to the flow of the river. Scouring at the pier BP9 will be described in detail with reference to FIG.
次に、図１及び図４を参照して、制御部１の構成について説明する。図４は、制御部１の構成の一例を示す図である。図４に示すように、制御部１は、取得部１０１、変換部１０２、第１算出部１０３、第２算出部１０４、補正部１０５及び検出部１０６を備える。具体的には、制御部１のプロセッサ１１が、制御プログラムを実行することによって、取得部１０１、変換部１０２、第１算出部１０３、第２算出部１０４、補正部１０５及び検出部１０６として機能する。制御プログラムは、「構造体の異常検出プログラム」の一例に相当する。
Next, the configuration of the
取得部１０１は、第１加速度計３１及び第２加速度計３２の各々から所定方向の振動データを取得する。具体的には、取得部１０１は、第１加速度計３１から振動データＧ１を取得し、第２加速度計３２から振動データＧ２を取得する。
The
変換部１０２は、振動データＧ１及び振動データＧ２にフーリエ変換を行う。具体的には、変換部１０２は、振動データＧ１にフーリエ変換を行い、第１スペクトルＦ１を生成する。また、変換部１０２は、振動データＧ２にフーリエ変換を行い、第２スペクトルＦ２を生成する。また、フーリエ変換は、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を用いて実行する。
The
第１算出部１０３は、第１スペクトルＦ１と第２スペクトルＦ２とからクロススペクトルＣＳを算出する。
The
第２算出部１０４は、クロススペクトルＣＳと第１スペクトルＦ１とに基づき、振幅比ＡＰを算出する。
The
補正部１０５は、橋脚ＢＰの周囲の外気温ＴＭＰに基づいて振幅比ＡＰを補正する。補正部１０５の処理については、図２１～図２５を参照して詳細に説明する。
The
検出部１０６は、第１スペクトルＦ１と第２スペクトルＦ２とに基づき、橋脚ＢＰの異常の発生を検出する。橋脚ＢＰの異常とは、例えば橋脚ＢＰの洗掘を含む。
The
以上、図１及び図４を参照して説明したように、本発明の実施形態では、第１加速度計３１の振動データＧ１に対応する第１スペクトルＦ１と、第２加速度計３２の振動データＧ２に対応する第２スペクトルＦ２とに基づき、構造体４（橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出する。例えば、橋脚ＢＰの支持剛性が低下すると、第１加速度計３１の検出した振幅に対する第２加速度計３２の検出した振幅の比率が増大する。したがって、構造体４の異常を正確に検出できる。
As described above with reference to FIGS. 1 and 4, in the embodiment of the present invention, the first spectrum F1 corresponding to the vibration data G1 of the
次に、図１及び図４～図７を参照して、制御部１の処理について更に説明する。図５は、振動データの一例を示す図である。図５（ａ）は、第１加速度計３１の振動データＧ１を示す。図５（ｂ）は、第２加速度計３２の振動データＧ２を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）の横軸は、時間Ｔを示し、図５（ａ）の縦軸は、第１加速度ＧＸＵを示し、図５（ｂ）の縦軸は、第２加速度ＧＸＤを示す。第１加速度ＧＸＵは、第１加速度計３１が検出するＸ軸方向の加速度を示す。第２加速度ＧＸＤは、第２加速度計３２が検出するＸ軸方向の加速度を示す。ただし、第１加速度ＧＸＵ及び第２加速度ＧＸＤの各々に対してＦＦＴ処理を施すため、第１加速度ＧＸＵ及び第２加速度ＧＸＤの各々に窓関数を使用している。本発明の実施形態では、ハミング窓を使用した。
Next, the processing of the
図５（ａ）のグラフＷ１１に示すように、時間Ｔが１４秒から３５秒の範囲で振幅の大きな第１加速度ＧＸＵが検出されている。また、図５（ｂ）のグラフＷ１２に示すように、時間Ｔが１４秒から３５秒の範囲で振幅の大きな第２加速度ＧＸＤが検出されている。また、グラフＷ１１とグラフＷ１２とを比較すると、第１加速度ＧＸＵの振幅は、第２加速度ＧＸＤの振幅より大きい。 As shown in the graph W11 of FIG. 5A, the first acceleration GXU having a large amplitude is detected in the range of time T from 14 seconds to 35 seconds. Further, as shown in the graph W12 of FIG. 5B, the second acceleration GXD having a large amplitude is detected in the range of time T from 14 seconds to 35 seconds. Further, when the graph W11 and the graph W12 are compared, the amplitude of the first acceleration GXU is larger than the amplitude of the second acceleration GXD.
すなわち、橋脚ＢＰは下端のみが支持され、第１加速度計３１は橋脚ＢＰの上端に配置され、第２加速度計３２は第１加速度計３１の下方に配置されるため、第１加速度ＧＸＵの振幅が、第２加速度ＧＸＤの振幅より大きくなる。
That is, since only the lower end of the pier BP is supported, the
変換部１０２は、次の式（１）に示すように、振動データＧ１にフーリエ変換を行い、第１スペクトルＦ１を生成する。
図６（ａ）は、第１スペクトルＦ１の一例を示す図である。図６（ｂ）は、第２スペクトルＦ２の一例を示す図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）の横軸は、周波数Ｆ（Ｈｚ）を示し、図６（ａ）の縦軸は、第１スペクトルＦ１の加速度ＦＳＵ（Ｇａｌ）を示し、図６（ｂ）の縦軸は、第２スペクトルＦ２の加速度ＦＳＤ（Ｇａｌ）を示す。 FIG. 6A is a diagram showing an example of the first spectrum F1. FIG. 6B is a diagram showing an example of the second spectrum F2. The horizontal axis of FIGS. 6 (a) and 6 (b) indicates the frequency F (Hz), and the vertical axis of FIG. 6 (a) indicates the acceleration FSU (Gal) of the first spectrum F1. The vertical axis of b) indicates the acceleration FSD (Gal) of the second spectrum F2.
図６（ａ）のグラフＷ２１に示すように、第１スペクトルＦ１の加速度ＦＳＵは、周波数Ｆが４．５Ｈｚで最大値を示している。また、図６（ｂ）のグラフＷ２２に示すように、第２スペクトルＦ２の加速度ＦＳＤも、周波数Ｆが４．５Ｈｚで最大値を示している。また、グラフＷ２１とグラフＷ２２とを比較すると、第１スペクトルＦ１の加速度ＦＳＵの最大値は、第２スペクトルＦ２の加速度ＦＳＤの最大値より大きい。 As shown in the graph W21 of FIG. 6A, the acceleration FSU of the first spectrum F1 shows the maximum value at a frequency F of 4.5 Hz. Further, as shown in the graph W22 of FIG. 6B, the acceleration FSD of the second spectrum F2 also shows the maximum value at a frequency F of 4.5 Hz. Further, when the graph W21 and the graph W22 are compared, the maximum value of the acceleration FSU in the first spectrum F1 is larger than the maximum value of the acceleration FSD in the second spectrum F2.
第１算出部１０３は、第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳを算出する。具体的には、第１算出部１０３は、次の式（３）を用いてパワースペクトルＰＳを算出する。
また、第１算出部１０３は、第１スペクトルＦ１と第２スペクトルＦ２とのクロススペクトルＣＳを算出する。具体的には、第１算出部１０３は、次の式（４）を用いてクロススペクトルＣＳを算出する。
図７（ａ）は、第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳの一例を示す図である。図７（ｂ）は、クロススペクトルＣＳの一例を示す図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）の横軸は、周波数Ｆ（Ｈｚ）を示し、図７（ａ）の縦軸は、パワースペクトルＰＳの加速度ＰＳＵ（Ｇａｌ）を示し、図７（ｂ）の縦軸は、クロススペクトルＣＳの加速度ＣＳＶ（Ｇａｌ）を示す。 FIG. 7A is a diagram showing an example of the power spectrum PS of the first spectrum F1. FIG. 7B is a diagram showing an example of a cross spectrum CS. The horizontal axis of FIGS. 7 (a) and 7 (b) indicates the frequency F (Hz), and the vertical axis of FIG. 7 (a) indicates the acceleration PSU (Gal) of the power spectrum PS, FIG. 7 (b). ) Indicates the acceleration CSV (Gal) of the cross spectrum CS.
図７（ａ）のグラフＷ３１に示すように、パワースペクトルＰＳの加速度ＰＳＵは、周波数Ｆが４．５Ｈｚで最大値を示している。また、図７（ｂ）のグラフＷ３２に示すように、クロススペクトルＣＳの加速度ＣＳＶも、周波数Ｆが４．５Ｈｚで最大値を示している。 As shown in the graph W31 of FIG. 7A, the acceleration PSU of the power spectrum PS shows the maximum value at a frequency F of 4.5 Hz. Further, as shown in the graph W32 of FIG. 7B, the acceleration CSV of the cross spectrum CS also shows the maximum value at a frequency F of 4.5 Hz.
第２算出部１０４は、クロススペクトルＣＳと第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳとに基づき、振幅比ＡＰを算出する。具体的には、第２算出部１０４は、次の（５）式を用いて、振幅比ＡＰを算出する。
また、式（３）及び式（４）を用いて、次の（６）式が成立する。
また、検出部１０６は、振幅比ＡＰに基づき、構造体４（橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出する。
Further, the following equation (6) is established by using the equations (3) and (4).
Further, the
以上、図１及び図４～図７を参照して説明したように、クロススペクトルＣＳに基づき、構造体４（橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出する。例えば、橋脚ＢＰの支持剛性が低下すると、第１加速度計３１の検出した振幅に対する第２加速度計３２の検出した振幅の比率が増大する。したがって、例えば、クロススペクトルＣＳの橋脚ＢＰの固有振動数ωにおける値と、第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳの橋脚ＢＰの固有振動数ωにおける値との比を求めることによって、構造体４（橋脚ＢＰ）の異常の発生を更に正確に検出できる。
As described above, as described with reference to FIGS. 1 and 4 to 7, the occurrence of an abnormality in the structure 4 (pier BP) is detected based on the cross spectrum CS. For example, when the support rigidity of the pier BP decreases, the ratio of the amplitude detected by the
また、振幅比ＡＰは、第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳの特定周波数ＦＡにおける値を、クロススペクトルＣＳの特定周波数ＦＡにおける値で除した商を示す。特定周波数ＦＡは、例えば固有振動数ωである。例えば、橋脚ＢＰの支持剛性が低下すると、第１加速度計３１の検出した振幅に対する第２加速度計３２の検出した振幅の比率が増大する。よって、橋脚ＢＰの支持剛性が低下すると、振幅比ＡＰは減少する。したがって、振幅比ＡＰに基づき、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。
Further, the amplitude ratio AP indicates a quotient obtained by dividing the value of the power spectrum PS of the first spectrum F1 at the specific frequency FA by the value of the cross spectrum CS at the specific frequency FA. The specific frequency FA is, for example, the natural frequency ω. For example, when the support rigidity of the pier BP decreases, the ratio of the amplitude detected by the
更に、特定周波数ＦＡは、構造体４の固有振動数ωに対応する。構造体４は、固有振動数ωの近傍で振幅が最大になる。よって、第１加速度計３１及び第２加速度計３２の各々が検出する加速度のＳ／Ｎ比は、固有振動数ωにおいて最大になる。したがって、構造体４の固有振動数ωにおける振幅比ＡＰに基づき、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。
Further, the specific frequency FA corresponds to the natural frequency ω of the
なお、本発明の実施形態では、第２算出部１０４は、クロススペクトルＣＳと第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳとに基づき、振幅比ＡＰを算出するが、本発明はこれに限定されない。クロススペクトルＣＳと第２スペクトルＦ２のパワースペクトルＰＳとに基づき、振幅比ＡＰを算出してもよい。ただし、第２スペクトルＦ２と比較して、第１スペクトルＦ１の方がＳ／Ｎ比が大きいため、第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳを用いることが好ましい。
In the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施形態では、特定周波数ＦＡが、構造体４の固有振動数ωに対応するが、本発明はこれに限定されない。特定周波数ＦＡが、構造体４の固有振動数ωの近傍の周波数であればよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the specific frequency FA corresponds to the natural frequency ω of the
更に、本発明の実施形態では、固有振動数ωを、クロススペクトルＣＳにおいて加速度が最大値となる周波数としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、固有振動数ωを、第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳにおいて加速度が最大値となる周波数としてもよい。 Further, in the embodiment of the present invention, the natural frequency ω is set to the frequency at which the acceleration becomes the maximum value in the cross spectrum CS, but the present invention is not limited to this. For example, the natural frequency ω may be set as the frequency at which the acceleration becomes the maximum value in the power spectrum PS of the first spectrum F1.
次に、図１及び図４～図１０を参照して、制御部１の処理について更に説明する。図８は、第１橋脚ＢＰＡにおける、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムと一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムとの一例を示す図である。図８（ａ）は、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す図である。図８（ｂ）は、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す図である。
Next, the processing of the
図９は、第２橋脚ＢＰＢにおける、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムと一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムとの一例を示す図である。図９（ａ）は、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰＸＢのヒストグラムを示す図である。図９（ｂ）は、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰＹＢのヒストグラムを示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing an example of a histogram of the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running and the histogram of the amplitude ratio AP when the general vehicle is running in the second pier BPB. FIG. 9A is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APXB in the X-axis direction. FIG. 9B is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APYB in the Y-axis direction.
図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ａ）及び図９（ｂ）の縦軸は、発生回数ＰＲ（回）を示す。図８（ａ）の横軸は、第１橋脚ＢＰＡにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡを示し、図８（ｂ）の横軸は、第１橋脚ＢＰＡにおけるＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡを示す。図９（ａ）の横軸は、第２橋脚ＢＰＢにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＢを示し、図９（ｂ）の横軸は、第２橋脚ＢＰＢにおけるＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡを示す。発生回数ＰＲは、「頻度」の一例に相当する。 The vertical axis of FIGS. 8 (a), 8 (b), 9 (a) and 9 (b) indicates the number of occurrences PR (times). The horizontal axis of FIG. 8A shows the amplitude ratio APXA in the X-axis direction in the first pier BPA, and the horizontal axis of FIG. 8B shows the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction in the first pier BPA. The horizontal axis of FIG. 9A shows the amplitude ratio APXB in the X-axis direction of the second pier BPB, and the horizontal axis of FIG. 9B shows the amplitude ratio APYA of the second pier BPB in the Y-axis direction. The number of occurrences PR corresponds to an example of "frequency".
基準車両とは、車重１１．５８トンのトラックを示す。また、基準車両走行時の振幅比ＡＰとは、基準車両だけが橋梁ＢＲを走行する状況における振幅比ＡＰを示す。一般車両走行時の振幅比ＡＰとは、橋梁ＢＲを走行する車両を限定しない状況における振幅比ＡＰを示す。 The reference vehicle is a truck with a vehicle weight of 11.58 tons. Further, the amplitude ratio AP when the reference vehicle is traveling indicates an amplitude ratio AP in a situation where only the reference vehicle is traveling on the bridge BR. The amplitude ratio AP when traveling a general vehicle indicates an amplitude ratio AP in a situation where the vehicle traveling on the bridge BR is not limited.
図８（ａ）のヒストグラムＧ１αは、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムを示し、図８（ａ）のヒストグラムＧ１βは、一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムを示す。図８（ｂ）のヒストグラムＧ２αは、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムを示し、図８（ｂ）のヒストグラムＧ２βは、一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムを示す。 The histogram G1α in FIG. 8A shows a histogram of the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running, and the histogram G1β in FIG. 8A shows a histogram of the amplitude ratio AP when the general vehicle is running. The histogram G2α in FIG. 8B shows a histogram of the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running, and the histogram G2β in FIG. 8B shows a histogram of the amplitude ratio AP when the general vehicle is running.
図９（ａ）のヒストグラムＧ３αは、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムを示し、図９（ａ）のヒストグラムＧ３βは、一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムを示す。図９（ｂ）のヒストグラムＧ４αは、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムを示し、図９（ｂ）のヒストグラムＧ４βは、一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムを示す。 The histogram G3α in FIG. 9A shows a histogram of the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running, and the histogram G3β in FIG. 9A shows a histogram of the amplitude ratio AP when the general vehicle is running. The histogram G4α in FIG. 9B shows a histogram of the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running, and the histogram G4β in FIG. 9B shows a histogram of the amplitude ratio AP when the general vehicle is running.
ヒストグラムＧ１α、Ｇ２α、Ｇ３α、及びＧ４αは、ヒストグラムＧ１β、Ｇ２β、Ｇ３β、及びＧ４βと比較して、高さが低い（＝発生回数が少ない）。その理由は、基準車両走行時の振幅比ＡＰを算出するためには、橋梁ＢＲを走行する車両を基準車両だけに限定する必要があるため、一般車両走行時の振幅比ＡＰと比較して、取得可能なデータ数ＮＤが少なくなるためである。 The heights of the histograms G1α, G2α, G3α, and G4α are lower than those of the histograms G1β, G2β, G3β, and G4β (= the number of occurrences is small). The reason is that in order to calculate the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running, it is necessary to limit the vehicles traveling on the bridge BR to only the reference vehicle. This is because the number of data that can be acquired ND is reduced.
検出部１０６は、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムと、一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムとの間のｐ値ＶＰに基づき、２つのヒストグラムの有意差の有無を判定した。「ｐ値ＶＰ」とは、ｔ検定において２つのヒストグラムの有意差の有無を判定する閾値を示す。「ｔ検定」とは、２つのヒストグラムの差が偶然誤差の範囲内にあるか否かを判定するものである。
The
検出部１０６は、例えば、「ｐ値ＶＰ」が、「０．０５」以下である場合に、２つのヒストグラムの有意差があると判定し、「ｐ値ＶＰ」が、「０．０５」より大である場合に、２つのヒストグラムの有意差がないと判定する。
For example, when the "p-value VP" is "0.05" or less, the
図１０は、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムと一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムとの間のｐ値ＶＰの一例を示す図である。図１０には、「計測年月日」欄に示すように、２０１６年８月２７日の測定データに基づくｐ値ＶＰと、２０１６年１０月２２日の測定データに基づくｐ値ＶＰと、２０１７年１月１４日の測定データに基づくｐ値ＶＰとを示す。なお、図８及び図９は、２０１６年８月２７日の測定データに基づくヒストグラムを示す。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a p-value VP between a histogram of an amplitude ratio AP when a reference vehicle is running and a histogram of an amplitude ratio AP when a general vehicle is running. In FIG. 10, as shown in the “Measurement date” column, the p-value VP based on the measurement data on August 27, 2016, the p-value VP based on the measurement data on October 22, 2016, and 2017. The p value VP based on the measurement data on January 14, 2014 is shown. 8 and 9 show histograms based on the measurement data on August 27, 2016.
図１０に示す「第１橋脚ＢＰＡ」欄は、第１橋脚ＢＰＡに配置された第１加速度計３１及び第２加速度計３２の検出データに基づくｐ値ＶＰを示し、「第２橋脚ＢＰＢ」欄は、第２橋脚ＢＰＢに配置された第１加速度計３１及び第２加速度計３２の検出データに基づくｐ値ＶＰを示す。また、「第１橋脚ＢＰＡ」欄及び「第２橋脚ＢＰＢ」欄の各々には、「Ｘ軸方向」欄と「Ｙ軸方向」欄とが記載されている。「Ｘ軸方向」欄は、第１加速度計３１及び第２加速度計３２のＸ軸方向の振動データに基づくｐ値ＶＰを示す。「Ｙ軸方向」欄は、第１加速度計３１及び第２加速度計３２のＹ軸方向の振動データに基づくｐ値ＶＰを示す。
The "first pier BPA" column shown in FIG. 10 shows the p-value VP based on the detection data of the
例えば、「第１橋脚ＢＰＡ」欄の「Ｘ軸方向」欄に示すように、２０１６年８月２７日の測定データに基づくｐ値ＶＰは、「０．１７９７」であり、２０１６年１０月２２日の測定データに基づくｐ値ＶＰは、「０．３１６５」であり、２０１７年１月１４日の測定データに基づくｐ値ＶＰは、「０．２６８７」である。図１０に示すように、全てのｐ値ＶＰは、「０．０５」より大きいため、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムと一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムとの間には有意差はない。 For example, as shown in the "X-axis direction" column of the "1st bridge pier BPA" column, the p-value VP based on the measurement data on August 27, 2016 is "0.1797", which is October 22, 2016. The p-value VP based on the day measurement data is "0.3165" and the p-value VP based on the January 14, 2017 measurement data is "0.2687". As shown in FIG. 10, since all p-values VP are larger than "0.05", there is a significant difference between the histogram of the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running and the histogram of the amplitude ratio AP when the general vehicle is running. There is no difference.
以上、図１及び図４～図１０を参照して説明したように、本発明の実施形態では、基準車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムと一般車両走行時の振幅比ＡＰのヒストグラムとの間には有意差はない。したがって、一般車両走行時の振幅比ＡＰを用いて、橋脚ＢＰの異常の発生を検出することが可能である。換言すれば、橋脚ＢＰの異常の発生を検出するために、基準車両走行時の振幅比ＡＰを求める必要はない。すなわち、橋脚ＢＰの異常の発生を検出するために、基準車両だけが橋梁ＢＲを走行する状況における振幅比ＡＰを求める必要はない。 As described above with reference to FIGS. 1 and 4 to 10, in the embodiment of the present invention, between the histogram of the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running and the histogram of the amplitude ratio AP when the general vehicle is running. Is not significantly different. Therefore, it is possible to detect the occurrence of an abnormality in the pier BP by using the amplitude ratio AP when the general vehicle is running. In other words, it is not necessary to obtain the amplitude ratio AP when the reference vehicle is running in order to detect the occurrence of the abnormality of the pier BP. That is, in order to detect the occurrence of an abnormality in the pier BP, it is not necessary to obtain the amplitude ratio AP in the situation where only the reference vehicle travels on the bridge BR.
次に、図１及び図４～図１３を参照して、第１橋脚ＢＰＡの洗掘の振幅比ＡＰに及ぼす影響について説明する。図１１は、第１橋脚ＢＰＡの洗掘の変化の一例を示す図である。図１１の中央には、第１橋脚ＢＰＡの洗掘の測定位置を示す。図１１に示すように、第１橋脚ＢＰＡの洗掘の測定位置は、第１橋脚ＢＰＡの周囲の位置Ｐ１～位置Ｐ１１の１１箇所である。方向ＤＷは、河川の流れの方向を示す。位置Ｐ１～位置Ｐ１１において、超音波ソナーを用いて、第１橋脚ＢＰＡの回りの河床の深さを測定した。河床の深さの測定は、３回（２０１６年８月２７日、１０月２２日、及び２０１７年１月１４日）行った。 Next, with reference to FIGS. 1 and 4 to 13, the effect of the first pier BPA on the scouring amplitude ratio AP will be described. FIG. 11 is a diagram showing an example of changes in scouring of the first pier BPA. In the center of FIG. 11, the measurement position of the scour of the first pier BPA is shown. As shown in FIG. 11, the measurement positions of the scour of the first pier BPA are 11 points from the position P1 to the position P11 around the first pier BPA. Direction DW indicates the direction of river flow. At positions P1 to P11, the depth of the riverbed around the first pier BPA was measured using ultrasonic sonar. The depth of the riverbed was measured three times (August 27, 2016, October 22, and January 14, 2017).
図１１の左側には、位置Ｐ７における測定結果、及び位置Ｐ９における測定結果を示す。図１１の右側には、位置Ｐ４における測定結果、位置Ｐ３における測定結果、及び位置Ｐ２における測定結果を示す。各測定結果の横軸は、方向ＤＷの距離ＤＳを示し、縦軸は、河床の深さＤＰを示す。 The left side of FIG. 11 shows the measurement result at the position P7 and the measurement result at the position P9. On the right side of FIG. 11, the measurement result at the position P4, the measurement result at the position P3, and the measurement result at the position P2 are shown. The horizontal axis of each measurement result shows the distance DS in the direction DW, and the vertical axis shows the depth DP of the riverbed.
位置Ｐ７における測定結果を示すグラフＧ８α、グラフＧ８β及びグラフＧ８γには大きな変化は見られない。同様に、位置Ｐ９における測定結果を示すグラフＧ９α、グラフＧ９β及びグラフＧ９γには洗掘の進行は見られない。なお、グラフＧ８α及びグラフＧ９αは、２０１６年８月２７日の測定結果を示す。グラフＧ８β及びグラフＧ９βは、２０１６年１０月２２日の測定結果を示す。グラフＧ８γ及びグラフＧ９γは、２０１７年１月１４日の測定結果を示す。 No significant change is observed in the graph G8α, the graph G8β and the graph G8γ showing the measurement results at the position P7. Similarly, no progress of scouring is observed in the graphs G9α, G9β and graph G9γ showing the measurement results at the position P9. The graph G8α and the graph G9α show the measurement results on August 27, 2016. Graph G8β and graph G9β show the measurement results on October 22, 2016. Graph G8γ and graph G9γ show the measurement results on January 14, 2017.
これに対して、位置Ｐ４における測定結果を示すグラフＧ５αとグラフＧ５β及びグラフＧ５γとの間には洗掘の進行が明確に確認できる。具体的には、グラフＧ５αは、２０１６年８月２７日の測定結果を示す。グラフＧ５βは、２０１６年１０月２２日の測定結果を示す。グラフＧ５γは、２０１７年１月１４日の測定結果を示す。すなわち、位置Ｐ４では２０１６年８月２７日から２０１６年１０月２２日の間で洗掘が進行している。 On the other hand, the progress of scouring can be clearly confirmed between the graph G5α showing the measurement result at the position P4 and the graph G5β and the graph G5γ. Specifically, graph G5α shows the measurement results on August 27, 2016. Graph G5β shows the measurement results on October 22, 2016. Graph G5γ shows the measurement result on January 14, 2017. That is, scouring is in progress at position P4 between August 27, 2016 and October 22, 2016.
同様に、位置Ｐ３における測定結果を示すグラフＧ６αとグラフＧ６β及びグラフＧ６γとの間には洗掘の進行が明確に確認でき、位置Ｐ２における測定結果を示すグラフＧ７αとグラフＧ７β及びグラフＧ７γとの間には洗掘の進行が明確に確認できる。グラフＧ６α及びグラフＧ７αは、２０１６年８月２７日の測定結果を示す。グラフＧ６β及びグラフＧ７βは、２０１６年１０月２２日の測定結果を示す。グラフＧ６γ及びグラフＧ７γは、２０１７年１月１４日の測定結果を示す。 Similarly, the progress of scouring can be clearly confirmed between the graph G6α showing the measurement result at the position P3 and the graph G6β and the graph G6γ, and the graph G7α and the graph G7β and the graph G7γ showing the measurement result at the position P2 In the meantime, the progress of scouring can be clearly confirmed. Graph G6α and graph G7α show the measurement results on August 27, 2016. Graph G6β and graph G7β show the measurement results on October 22, 2016. Graph G6γ and graph G7γ show the measurement results on January 14, 2017.
なお、２０１６年９月２０日頃に、台風による増水が観測されている。すなわち、平常時の水位が１ｍ～２ｍ程度であるのに対して、２０１６年９月２０日頃には、水位が５ｍに達している。よって、洗掘の進行は、この増水によるものであると推定される。 Around September 20, 2016, flooding due to a typhoon has been observed. That is, while the water level in normal times is about 1 m to 2 m, the water level has reached 5 m around September 20, 2016. Therefore, it is presumed that the progress of scouring is due to this increase in water.
図１２は、洗掘が進行する前後の振幅比ＡＰのヒストグラムの一例を示す図である。図１２（ａ）は、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す図である。図１２（ｂ）は、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing an example of a histogram of the amplitude ratio AP before and after the scour progresses. FIG. 12A is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction. FIG. 12B is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction.
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の縦軸は、発生回数ＰＲ（回）を示す。図１２（ａ）の横軸は、第１橋脚ＢＰＡにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡを示し、図１２（ｂ）の横軸は、第１橋脚ＢＰＡにおけるＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡを示す。 The vertical axis of FIGS. 12 (a) and 12 (b) indicates the number of occurrences PR (times). The horizontal axis of FIG. 12A shows the amplitude ratio APXA in the X-axis direction in the first pier BPA, and the horizontal axis of FIG. 12B shows the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction in the first pier BPA.
図１２（ａ）のヒストグラムＧ１０αは、洗掘の進行前（２０１６年８月２７日）の第１橋脚ＢＰＡにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示し、図１２（ａ）のヒストグラムＧ１０βは、洗掘の進行後（２０１６年１０月２５日）の第１橋脚ＢＰＡにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。図１２（ｂ）のヒストグラムＧ１１αは、洗掘の進行前（２０１６年８月２７日）の第１橋脚ＢＰＡにおけるＹ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示し、図１２（ｂ）のヒストグラムＧ１１βは、洗掘の進行後（２０１６年１０月２５日）の第１橋脚ＢＰＡにおけるＹ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。 Histogram G10α in FIG. 12A shows a histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction in the first pier BPA before the progress of scouring (August 27, 2016), and the histogram G10β in FIG. 12A is , A histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction in the first pier BPA after the progress of scouring (October 25, 2016) is shown. Histogram G11α in FIG. 12B shows a histogram of the amplitude ratio APXA in the Y-axis direction in the first pier BPA before the progress of scouring (August 27, 2016), and the histogram G11β in FIG. 12B is , A histogram of the amplitude ratio APXA in the Y-axis direction in the first pier BPA after the progress of scouring (October 25, 2016) is shown.
ヒストグラムＧ１０βをヒストグラムＧ１０αと比較すると、洗掘の進行前と比較して洗掘の進行後の方が、振幅比ＡＰＸＡの値が全体的に減少していることが判る。同様に、ヒストグラムＧ１１βをヒストグラムＧ１１αと比較すると、洗掘の進行前と比較して洗掘の進行後の方が、振幅比ＡＰＹＡの値が全体的に減少していることが判る。 Comparing the histogram G10β with the histogram G10α, it can be seen that the value of the amplitude ratio APXA is generally reduced after the progress of the scouring as compared with the case before the progress of the scouring. Similarly, when the histogram G11β is compared with the histogram G11α, it can be seen that the value of the amplitude ratio APYA is generally reduced after the progress of the scouring as compared with the case before the progress of the scouring.
また、図１２（ａ）のヒストグラムＧ１０αとヒストグラムＧ１０βとの間のｐ値ＶＰは、「２．２×１０-16」であった。すなわち、ｐ値ＶＰが「０．０５」より小さい値であるため、洗掘の進行前のヒストグラムＧ１０αと洗掘の進行後のヒストグラムＧ１０βとの間には有意差がある。同様に、図１２（ｂ）のヒストグラムＧ１１αとヒストグラムＧ１１βとの間のｐ値ＶＰは、「２．２×１０-16」であった。すなわち、ｐ値ＶＰが「０．０５」より小さい値であるため、洗掘の進行前のヒストグラムＧ１１αと洗掘の進行後のヒストグラムＧ１１βとの間には有意差がある。 The p-value VP between the histogram G10α and the histogram G10β in FIG. 12A was “2.2 × 10 -16 ”. That is, since the p-value VP is smaller than "0.05", there is a significant difference between the histogram G10α before the progress of scouring and the histogram G10β after the progress of scouring. Similarly, the p-value VP between the histogram G11α and the histogram G11β in FIG. 12B was “2.2 × 10 -16 ”. That is, since the p-value VP is smaller than "0.05", there is a significant difference between the histogram G11α before the progress of scouring and the histogram G11β after the progress of scouring.
図１３は、洗掘が進行する前後の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び標準偏差ＡＰＳの変化の一例を示す図である。図１３には、「計測年月日」欄に示すように、２０１６年８月２７日の測定データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び標準偏差ＡＰＳと、２０１６年９月２９日の測定データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び標準偏差ＡＰＳと、２０１６年１０月２２日の測定データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び標準偏差ＡＰＳとを示す。 FIG. 13 is a diagram showing an example of changes in the average value APV and the standard deviation APS of the amplitude ratio AP before and after the scour progress. In FIG. 13, as shown in the “Measurement date” column, the mean value APV and standard deviation APS of the amplitude ratio AP based on the measurement data on August 27, 2016, and the measurement data on September 29, 2016. The mean value APV and standard deviation APS of the amplitude ratio AP based on the above, and the mean value APV and the standard deviation APS of the amplitude ratio AP based on the measurement data on October 22, 2016 are shown.
図１３に示す「Ｘ軸方向」欄は、第１加速度計３１及び第２加速度計３２のＸ軸方向の振動データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び振幅比ＡＰの標準偏差ＡＰＳを示す。「Ｙ軸方向」欄は、第１加速度計３１及び第２加速度計３２のＹ軸方向の振動データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び標準偏差ＡＰＳを示す。また、「第１橋脚ＢＰＡ」欄は、第１橋脚ＢＰＡに配置された第１加速度計３１及び第２加速度計３２の検出データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び標準偏差ＡＰＳを示す。「第２橋脚ＢＰＢ」欄は、第２橋脚ＢＰＢに配置された第１加速度計３１及び第２加速度計３２の検出データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び標準偏差ＡＰＳを示す。振幅比ＡＰの標準偏差ＡＰＳは、括弧内に記載している。
The "X-axis direction" column shown in FIG. 13 shows the average value APV of the amplitude ratio AP and the standard deviation APS of the amplitude ratio AP based on the vibration data of the
例えば、第１橋脚ＢＰＡに配置された第１加速度計３１及び第２加速度計３２のＸ軸方向の振動データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ（標準偏差ＡＰＳ）は、以下ように変化している。洗掘が進行する前（２０１６年８月２７日）には、「２．４４（０．１８５）」であり、洗掘が進行した後（２０１６年９月２９日、及び１０月２２日）には、「２．３２（０．１６５）」及び「２．２７（０．１４１）」である。また、第１橋脚ＢＰＡに配置された第１加速度計３１及び第２加速度計３２のＹ軸方向の振動データに基づく振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶは、以下ように変化している。洗掘が進行する前（２０１６年８月２７日）には、「３．１２（０．１９８）」であり、洗掘が進行した後（２０１６年９月２９日、及び１０月２２日）には、「２．８２（０．２１３）」及び「２．８２（０．１５９）」である。
For example, the average value APV (standard deviation APS) of the amplitude ratio AP based on the vibration data in the X-axis direction of the
すなわち、図１３に示すように、洗掘が進行する前と比較して、洗掘が進行した後では、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶが減少している。具体的には、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶは、５％程度減少し、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶは、１０％程度減少している。 That is, as shown in FIG. 13, the average value APV of the amplitude ratio AP decreases after the scouring progresses as compared with before the scouring progresses. Specifically, the average value APV of the amplitude ratio AP in the X-axis direction is decreased by about 5%, and the average value APV of the amplitude ratio AP in the Y-axis direction is decreased by about 10%.
Ｘ軸方向の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶの変化と比較して、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶの変化が大きいことは、図１１に示す第１橋脚ＢＰＡの洗掘の変化と対応している。すなわち、図１１に示すように、第１橋脚ＢＰＡに対してＹ軸の負方向側の位置Ｐ２、位置Ｐ３及び位置Ｐ４において洗掘が進行している。このような洗掘の進行によって、第１橋脚ＢＰＡのＸ軸方向の支持剛性よりもＹ軸方向の支持剛性が大きく変化すると推定される。つまり、第１橋脚ＢＰＡに対してＹ軸の負方向側の位置Ｐ２、位置Ｐ３及び位置Ｐ４において洗掘が進行したため、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶと比較して、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶが大きく変化した。 The large change in the mean value APV of the amplitude ratio AP in the Y-axis direction as compared with the change in the mean value APV of the amplitude ratio AP in the X-axis direction is due to the change in scouring of the first pier BPA shown in FIG. It corresponds. That is, as shown in FIG. 11, scouring is proceeding at the positions P2, P3 and P4 on the negative direction side of the Y axis with respect to the first pier BPA. It is estimated that the support rigidity in the Y-axis direction changes more than the support rigidity in the X-axis direction of the first pier BPA due to the progress of such scouring. That is, since the scouring proceeded at the positions P2, P3 and P4 on the negative side of the Y axis with respect to the first pier BPA, the amplitude ratio AP in the X axis direction was compared with the average value APV in the Y axis direction. The average value APV of the amplitude ratio AP of was greatly changed.
以上、図１及び図４～図１３を参照して説明したように、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムのｐ値ＶＰ、及びＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムのｐ値ＶＰの少なくとも一方によって、橋脚ＢＰの洗掘を検出できることが判明した。 As described above, as described with reference to FIGS. 1 and 4 to 13, at least one of the p-value VP of the histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction and the p-value VP of the histogram of the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction. It was found that the scouring of the pier BP can be detected.
また、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ、及びＹ軸方向の振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶの少なくとも一方によって、橋脚ＢＰの洗掘を検出できることが判明した。 Further, it was found that scour of the pier BP can be detected by at least one of the mean value APV of the amplitude ratio AP in the X-axis direction and the mean value APV of the amplitude ratio AP in the Y-axis direction.
すなわち、振幅比ＡＰのヒストグラムは、振幅比ＡＰの所定範囲毎の発生回数を示す。例えば、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶは、構造体４の支持剛性を的確に表現している。また、検出部１０６は、振幅比ＡＰのヒストグラム、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び振幅比ＡＰの標準偏差ＡＰＳの少なくともいずれか１つに基づき、構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出する。したがって、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。
That is, the histogram of the amplitude ratio AP shows the number of occurrences of the amplitude ratio AP in a predetermined range. For example, the average value APV of the amplitude ratio AP accurately expresses the support rigidity of the
また、構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の異常は、構造体４の支持剛性の低下を含む。例えば、橋脚ＢＰの支持剛性が低下すると、第１加速度計３１の検出した振幅に対する第２加速度計３２の検出した振幅の比率が増大する。したがって、構造体４の支持剛性の低下を正確に検出できる。
Further, the abnormality of the structure 4 (for example, the pier BP) includes a decrease in the support rigidity of the
更に、所定方向は、水平方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）を示す。すなわち、第１加速度計３１及び第２加速度計３２の各々から水平方向の振動データを取得する。また、構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）は、下端が支持されているため、水平方向に振動し易い。したがって、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。
Further, the predetermined direction indicates a horizontal direction (X-axis direction or Y-axis direction). That is, horizontal vibration data is acquired from each of the
次に、図１及び図４～図１４を参照して、構造体４の異常の検出方法について説明する。図１４は、構造体４の異常の検出方法の一例を示す図である。図１４（ａ）は、経年的な変化を示し、図１４（ｂ）は、短期的な変化を示す。図１４（ａ）の横軸及び図１４（ｂ）の横軸は時間Ｔを示し、図１４（ａ）の縦軸及び図１４（ｂ）の縦軸は振幅比ＡＰを示す。
Next, a method for detecting an abnormality in the
構造体４が健全であること（健全性）は、下記の条件Ａ及び条件Ｂを満たすことを示すと推定できる。
条件Ａ：構造体４自体に損傷がない（＝構造体４の剛性が低下しない）。
条件Ｂ：構造体４を支持する部分に損傷がない（＝支持剛性が低下しない）。
また、構造力学的観点から、振幅比ＡＰは、構造体４自体に損傷がない場合には支持剛性によって決まり、支持剛性が低下すると振幅比ＡＰも低下する。本発明の実施形態では、構造体４の支持剛性の低下を振幅比ＡＰに基づいて検出する。
It can be presumed that the soundness of the structure 4 (soundness) indicates that the following conditions A and B are satisfied.
Condition A: The
Condition B: There is no damage to the portion that supports the structure 4 (= the support rigidity does not decrease).
Further, from the viewpoint of structural mechanics, the amplitude ratio AP is determined by the support rigidity when the
構造体４が橋脚ＢＰである場合には、橋脚ＢＰの支持剛性低下は、洗掘又は地盤自体の剛性の変化（液状化等）によってもたらされる。図１及び図４～図１３を参照して説明したように、洗掘の進行によって振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶが減少することを確認できた。また、洗掘の進行前の振幅比ＡＰＡのヒストグラムと洗掘の進行後の振幅比ＡＰＡのヒストグラムとの間で有意差があることを、ｐ値ＶＰによって評価できた。
When the
図１４（ａ）に示すように、構造体４の支持剛性が経年的に劣化する場合には、方向Ｄ１に示すような振幅比ＡＰの低下として評価できる。このような振幅比ＡＰの低下は、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶの減少を検出することによって検出できる。また、劣化前の振幅比ＡＰのヒストグラムと、劣化後の振幅比ＡＰのヒストグラムとで有意差があることを、ｐ値ＶＰによって評価してもよい。
As shown in FIG. 14A, when the support rigidity of the
また、図１４（ｂ）に示すように、構造体４の支持剛性が時点ＴＡの前後でステップ的に低下する場合には、方向Ｄ２で示すような振幅比ＡＰの低下として評価できる。このような振幅比ＡＰの低下は、例えば、図１１を参照して説明した台風による増水による第１橋脚ＢＰＡの洗掘の進行のような現象であり、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶの減少を検出することによって検出できる。また、洗掘の進行前の振幅比ＡＰのヒストグラムと、洗掘の進行後の振幅比ＡＰのヒストグラムとで有意差があることを、ｐ値ＶＰによって評価してもよい。
Further, as shown in FIG. 14B, when the support rigidity of the
次に、図１及び図４～図１７を参照して、制御部１の処理について説明する。図１５及び図１６は、制御部１の処理の一例を示すフローチャートである。図１７は、制御部１の「振幅比算出処理」の一例を示すフローチャートである。「振幅比算出処理」は、第１加速度計３１及び第２加速度計３２の振動データに基づき、振幅比ＡＰを算出する処理を示す。
Next, the processing of the
まず、図１５のステップＳ１０１に示すように、検出部１０６は、第１期間ＰＨ１が開始したか否かを判定する。
第１期間ＰＨ１が開始していないと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１０１でＮＯ）には、処理が待機状態になる。第１期間ＰＨ１が開始したと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０３に進む。
そして、ステップＳ１０３において、制御部１が「振幅比算出処理」を実行する。
次に、ステップＳ１０５において、検出部１０６は、第１期間ＰＨ１が終了したか否かを判定する。
第１期間ＰＨ１が終了していないと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１０５でＮＯ）には、処理がステップＳ１０３に戻る。第１期間ＰＨ１が終了したと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０７に進む。
そして、ステップＳ１０７において、第１算出部１０３及び第２算出部１０４は、第１期間ＰＨ１における振幅比ＡＰのヒストグラムＨＧ１、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ１及び振幅比ＡＰの標準偏差ＡＰＳ１を算出する。
First, as shown in step S101 of FIG. 15, the
When the
Then, in step S103, the
Next, in step S105, the
When the
Then, in step S107, the
次に、ステップＳ１０９において、検出部１０６は、第２期間ＰＨ２が開始したか否かを判定する。
第２期間ＰＨ２が開始していないと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１０９でＮＯ）には、処理が待機状態になる。第２期間ＰＨ２が開始したと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１１１に進む。
そして、ステップＳ１１１において、制御部１が「振幅比算出処理」を実行する。
次に、ステップＳ１１３において、検出部１０６は、第２期間ＰＨ２が終了したか否かを判定する。
第２期間ＰＨ２が終了していないと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１１３でＮＯ）には、処理がステップＳ１１１に戻る。第２期間ＰＨ２が終了したと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１１３でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１１５に進む。
そして、ステップＳ１１５において、第１算出部１０３及び第２算出部１０４は、第２期間ＰＨ２における振幅比ＡＰのヒストグラムＨＧ２、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ２及び振幅比ＡＰの標準偏差ＡＰＳ２を算出する。
次に、ステップＳ１１７において、検出部１０６は、ヒストグラムＨＧ１とヒストグラムＨＧ２との間のｐ値ＶＰを算出する。
Next, in step S109, the
When the
Then, in step S111, the
Next, in step S113, the
When the
Then, in step S115, the
Next, in step S117, the
次に、図１６に示すように、ステップＳ１１９において、検出部１０６は、ｐ値ＶＰが閾値ＶＰＡ以下であるか否かを判定する。
ｐ値ＶＰが閾値ＶＰＡ以下であると検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１１９でＹＥＳ）には、処理がステップＳ１２１に進む。
そして、ステップＳ１２１において、検出部１０６は、構造体４の異常が発生したと判定し、処理が終了する。
ｐ値ＶＰが閾値ＶＰＡ以下ではないと検出部１０６が判定した場合（ステップＳ１１９でＮＯ）には、処理がステップＳ１２３に進む。
そして、ステップＳ１２３において、検出部１０６は、構造体４の異常が発生していないと判定し、処理が終了する。
Next, as shown in FIG. 16, in step S119, the
When the
Then, in step S121, the
When the
Then, in step S123, the
次に、図１７を参照して、「振幅比算出処理」について説明する。
まず、ステップＳ２０１において、取得部１０１は、取得部１０１は、第１加速度計３１から振動データＧ１を取得し、第２加速度計３２から振動データＧ２を取得する。
次に、ステップＳ２０３において、変換部１０２は、振動データＧ１にフーリエ変換（ＦＦＴ処理）を行い、第１スペクトルＦ１を生成し、振動データＧ２にフーリエ変換を行い、第２スペクトルＦ２を生成する。
次に、ステップＳ２０５において、第１算出部１０３は、第１スペクトルＦ１と第２スペクトルＦ２とからクロススペクトルＣＳを算出する。
次に、ステップＳ２０７において、第１算出部１０３は、固有振動数ωを決定する。具体的には、第１算出部１０３は、クロススペクトルＣＳにおいて加速度が最大値となる周波数を固有振動数ωに決定する。
Next, with reference to FIG. 17, the “amplitude ratio calculation process” will be described.
First, in step S201, the
Next, in step S203, the
Next, in step S205, the
Next, in step S207, the
次に、ステップＳ２０９において、第１算出部１０３は、第１スペクトルＦ１のパワースペクトルＰＳを算出する。
次に、ステップＳ２１１において、第２算出部１０４は、クロススペクトルＣＳとパワースペクトルＰＳとに基づき、振幅比ＡＰを算出する。
次に、ステップＳ２１３において、補正部１０５は、構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の周囲の外気温ＴＭＰに基づいて振幅比ＡＰを補正し、処理が終了する。補正部１０５については、図２１～図２５を参照して詳細に説明する。
Next, in step S209, the
Next, in step S211th, the
Next, in step S213, the
ステップＳ２０１は、「取得ステップ」の一例に相当し、ステップＳ２０３は、「変換ステップ」の一例に相当し、ステップＳ１１９、ステップＳ１２１及びステップＳ１２３は、「検出ステップ」の一例に相当する。 Step S201 corresponds to an example of "acquisition step", step S203 corresponds to an example of "conversion step", and step S119, step S121 and step S123 correspond to an example of "detection step".
以上、図１及び図４～図１７を参照して説明したように、第１期間ＰＨ１における振幅比ＡＰのヒストグラムＨＧ１と、第１期間ＰＨ１と相違する第２期間ＰＨ２における振幅比ＡＰのヒストグラムＨＧ２との間の有意差の有無に基づき、構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出する。第１期間ＰＨ１は、例えば第１橋脚ＢＰＡの洗掘が進行する前の期間を示し、第２期間ＰＨ２は、例えば第１橋脚ＢＰＡの洗掘が進行した後の期間を示す。第１期間ＰＨ１は、例えば２０１６年８月２７日であり、第２期間ＰＨ２は、２０１６年１０月２５日である。第１期間ＰＨ１及び第２期間ＰＨ２の各々を適正な長さの期間（例えば、１日間）にすることによって、充分な個数（例えば、１００個以上）の振幅比ＡＰを算出できるため、外乱による振幅比ＡＰのバラツキの影響を低減できる。したがって、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。
As described above with reference to FIGS. 1 and 4 to 17, the histogram HG1 of the amplitude ratio AP in the first period PH1 and the histogram HG2 of the amplitude ratio AP in the second period PH2 different from the first period PH1. The occurrence of an abnormality in the structure 4 (for example, the pier BP) is detected based on the presence or absence of a significant difference between the two. The first period PH1 indicates, for example, the period before the scouring of the first pier BPA proceeds, and the second period PH2 indicates, for example, the period after the scouring of the first pier BPA progresses. The first period PH1 is, for example, August 27, 2016, and the second period PH2 is October 25, 2016. By setting each of the first period PH1 and the second period PH2 to a period of an appropriate length (for example, one day), a sufficient number (for example, 100 or more) of amplitude ratio APs can be calculated. The influence of the variation of the amplitude ratio AP can be reduced. Therefore, the occurrence of an abnormality in the
また、第１期間ＰＨ１における振幅比ＡＰのヒストグラムＨＧ１と第２期間ＰＨ２における振幅比ＡＰのヒストグラムＨＧ２との間のｔ検定のｐ値ＶＰは、２つのヒストグラムの間の有意差の有無を表す。したがって、２つのヒストグラムの間のｔ検定のｐ値ＶＰに基づき構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出することによって、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。
Further, the p-value VP of the t-test between the histogram HG1 of the amplitude ratio AP in the first period PH1 and the histogram HG2 of the amplitude ratio AP in the second period PH2 indicates the presence or absence of a significant difference between the two histograms. Therefore, by detecting the occurrence of an abnormality in the structure 4 (for example, the pier BP) based on the p-value VP of the t-test between the two histograms, the occurrence of the abnormality in the
なお、本発明の実施形態では、ｐ値ＶＰに基づき構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出するが、本発明はこれに限定されない。振幅比ＡＰのヒストグラム、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶ及び振幅比ＡＰの標準偏差ＡＰＳの少なくともいずれか１つに基づき、構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出すればよい。例えば、振幅比ＡＰの平均値ＡＰＶに基づき異常の発生を検出してもよい。 In the embodiment of the present invention, the occurrence of an abnormality in the structure 4 (for example, the pier BP) is detected based on the p-value VP, but the present invention is not limited to this. The occurrence of an abnormality in the structure 4 (for example, the pier BP) may be detected based on at least one of the histogram of the amplitude ratio AP, the average value APV of the amplitude ratio AP, and the standard deviation APS of the amplitude ratio AP. For example, the occurrence of an abnormality may be detected based on the average value APV of the amplitude ratio AP.
次に、図１及び図４～図２０を参照して、時間帯、及び外気温ＴＭＰの短期的な変化の振幅比ＡＰに及ぼす影響について説明する。図１８は、時間帯毎の振動の発生回数ＰＲの一例を示す図である。図１８の横軸は、時刻を示し、縦軸は振動データの発生回数ＰＲ（回）を示す。 Next, with reference to FIGS. 1 and 4 to 20, the influence of the short-term change in the time zone and the outside air temperature TMP on the amplitude ratio AP will be described. FIG. 18 is a diagram showing an example of PR of the number of times vibration occurs in each time zone. The horizontal axis of FIG. 18 indicates the time, and the vertical axis indicates the number of times the vibration data is generated PR (times).
図１８のヒストグラムＧ１４は、発生回数ＰＲ（回）の時刻毎の変化を示す。ヒストグラムＧ１４に示すように、夜間及び早朝（１８時～４時）の振動データの発生回数ＰＲは、昼間（６時～１７時）の振動データの発生回数ＰＲと比較して少ない。すなわち、夜間及び早朝では、橋梁ＢＲを走行する車両の単位時間当たりの台数が、昼間と比較して少ないために、夜間及び早朝の振動データの発生回数ＰＲは、昼間の振動データの発生回数ＰＲと比較して少ない。なお、振動データとしては、例えば、所定の閾値ＧＡ以上の振幅の振動が発生してから６０秒間のデータを取得した。すなわち、取得部１０１は、所定の閾値ＧＡ以上の振幅の振動が発生してから６０秒間の振動データを取得した。所定の閾値ＧＡは、例えば定常的な振動の振幅の最大値の所定数倍（例えば、５倍）に設定している。
The histogram G14 in FIG. 18 shows the change in the number of occurrences PR (times) for each time. As shown in the histogram G14, the number of occurrences PR of the vibration data at night and early morning (18:00 to 4:00) is smaller than the number of occurrences PR of the vibration data in the daytime (6:00 to 17:00). That is, at night and in the early morning, the number of vehicles traveling on the bridge BR per unit time is smaller than in the daytime. Less than. As the vibration data, for example, data for 60 seconds after the vibration having an amplitude of a predetermined threshold value GA or more was generated was acquired. That is, the
図１９は、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰとの短期的な変化の一例を示す図である。図１９の横軸は日時を示し、縦軸は、外気温ＴＭＰ及び振幅比ＡＰを示す。図１９のグラフＧ１５αは、外気温ＴＭＰの変化を示し、グラフＧ１５βは、第１橋脚ＢＰＡのＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡを示し、グラフＧ１５γは、第１橋脚ＢＰＡのＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡを示す。 FIG. 19 is a diagram showing an example of short-term changes between the outside air temperature TMP and the amplitude ratio AP. The horizontal axis of FIG. 19 indicates the date and time, and the vertical axis indicates the outside air temperature TMP and the amplitude ratio AP. The graph G15α in FIG. 19 shows the change in the outside temperature TMP, the graph G15β shows the amplitude ratio APYA of the first pier BPA in the Y-axis direction, and the graph G15γ shows the amplitude ratio APXA of the first pier BPA in the X-axis direction. Is shown.
グラフＧ１５αに示すように、１２月２２日の１２時には２０℃であった外気温ＴＭＰが、１２月２３日の１８時には１０℃以下に変化している。これに対して、１２月２２日の０時から１２月２４日の０時までの２日間において、振幅比ＡＰＹＡ及び振幅比ＡＰＸＡは殆ど変化していない。したがって、振動データを取得する時間帯（図１８参照）と、短期的な外気温ＴＭＰの変化とは、振幅比ＡＰＹＡ及び振幅比ＡＰＸＡに影響しないと考えられる。 As shown in the graph G15α, the outside air temperature TMP, which was 20 ° C at 12:00 on December 22, has changed to 10 ° C or less at 18:00 on December 23. On the other hand, in the two days from 0:00 on December 22 to 0:00 on December 24, the amplitude ratio APYA and the amplitude ratio APXA hardly changed. Therefore, it is considered that the time zone for acquiring the vibration data (see FIG. 18) and the short-term change in the outside air temperature TMP do not affect the amplitude ratio APYA and the amplitude ratio APXA.
図２０は、外気温ＴＭＰが変化する前後のヒストグラムの一例を示す図である。図２０（ａ）は、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す図である。図２０（ｂ）は、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す図である。図２０（ａ）の縦軸、及び図２０（ｂ）の縦軸は、発生回数ＰＲ（回）を示す。図２０（ａ）の横軸は、振幅比ＡＰＸＡを示し、図２０（ｂ）の横軸は、振幅比ＡＰＹＡを示す。 FIG. 20 is a diagram showing an example of a histogram before and after the change in the outside air temperature TMP. FIG. 20A is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction. FIG. 20B is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction. The vertical axis of FIG. 20 (a) and the vertical axis of FIG. 20 (b) indicate the number of occurrences PR (times). The horizontal axis of FIG. 20 (a) indicates the amplitude ratio APXA, and the horizontal axis of FIG. 20 (b) indicates the amplitude ratio APYA.
図２０（ａ）のヒストグラムＧ１６αは、外気温ＴＭＰが変化する前のＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。ヒストグラムＧ１６βは、外気温ＴＭＰが変化した後のＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。図２０（ａ）のヒストグラムＧ１７αは、外気温ＴＭＰが変化する前のＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す。ヒストグラムＧ１７βは、外気温ＴＭＰが変化した後のＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す。 The histogram G16α in FIG. 20A shows a histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction before the outside air temperature TMP changes. Histogram G16β shows a histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction after the outside air temperature TMP changes. The histogram G17α in FIG. 20A shows a histogram of the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction before the outside air temperature TMP changes. Histogram G17β shows a histogram of the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction after the outside air temperature TMP changes.
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すように、外気温ＴＭＰが変化する前後のヒストグラムには大きな変化は見られない。具体的には、外気温ＴＭＰが変化する前とは、１２月２２日の１０時から１６時までの期間を示し、外気温ＴＭＰが変化した後とは、１２月２３日の１８時から２４時までの期間を示す。図２０（ａ）に示すヒストグラムＧ１６αとヒストグラムＧ１６βとの間のｐ値ＶＰは、「０．５２」であった。図２０（ｂ）に示すヒストグラムＧ１７αとヒストグラムＧ１７βとの間のｐ値ＶＰは、「０．１７」であった。 As shown in FIGS. 20 (a) and 20 (b), no significant change is observed in the histogram before and after the change in the outside air temperature TMP. Specifically, before the change in the outside air temperature TMP indicates the period from 10:00 to 16:00 on December 22, and after the change in the outside air temperature TMP, it means from 18:00 to 24 on December 23. Shows the period until time. The p-value VP between the histogram G16α and the histogram G16β shown in FIG. 20A was “0.52”. The p-value VP between the histogram G17α and the histogram G17β shown in FIG. 20B was “0.17”.
以上、図１及び図４～図２０を参照して説明したように、本発明の実施形態では、外気温ＴＭＰが変化する前の振幅比ＡＰのヒストグラムと外気温ＴＭＰが変化した後の振幅比ＡＰのヒストグラムとの間のｐ値ＶＰは、「０．０５」以上であった。よって、外気温ＴＭＰが変化する前の振幅比ＡＰのヒストグラムと外気温ＴＭＰが変化した後の振幅比ＡＰのヒストグラムとの間には、有意差がないことが検証された。したがって、短期間（例えば、２日間）での外気温ＴＭＰの変化は、振幅比ＡＰに影響しないことが分かった。 As described above with reference to FIGS. 1 and 4 to 20, in the embodiment of the present invention, the histogram ratio of the amplitude ratio AP before the change in the outside air temperature TMP and the amplitude ratio after the change in the outside air temperature TMP. The p-value VP to and from the histogram of AP was "0.05" or higher. Therefore, it was verified that there was no significant difference between the histogram of the amplitude ratio AP before the change of the outside air temperature TMP and the histogram of the amplitude ratio AP after the change of the outside air temperature TMP. Therefore, it was found that the change in the outside air temperature TMP in a short period (for example, 2 days) does not affect the amplitude ratio AP.
次に、図１及び図４～図２５を参照して、長期的な外気温ＴＭＰの変化の振幅比ＡＰに及ぼす影響について説明する。図２１は、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰとの長期的な変化の一例を示す図である。図２１の横軸は、年月日を示し、縦軸は外気温ＴＭＰ及び振幅比ＡＰを示す。 Next, with reference to FIGS. 1 and 4 to 25, the influence of the change in the outside air temperature TMP on the amplitude ratio AP will be described. FIG. 21 is a diagram showing an example of a long-term change between the outside air temperature TMP and the amplitude ratio AP. The horizontal axis of FIG. 21 indicates the date, and the vertical axis indicates the outside air temperature TMP and the amplitude ratio AP.
図２１のグラフＧ１８αは、長期的な外気温ＴＭＰの変化を示す。具体的には、グラフＧ１８αは、２０１６年８月２７日から２０１７年２月１１日までの期間における外気温ＴＭＰの変化を示す。グラフＧ１８αに示すように、２０１６年８月２７日から２０１７年２月１１日に向けて外気温ＴＭＰは徐々に低下している。 Graph G18α in FIG. 21 shows a long-term change in outside air temperature TMP. Specifically, the graph G18α shows the change in the outside air temperature TMP during the period from August 27, 2016 to February 11, 2017. As shown in the graph G18α, the outside air temperature TMP gradually decreases from August 27, 2016 to February 11, 2017.
図２１のグラフＧ１８βは、外気温ＴＭＰの変化の近似曲線を示す。本発明の実施形態では、近似曲線として、３次多項式を用いている。図２１のグラフＧ１８γは、第１橋脚ＢＰＡのＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡの変化を示す。図２１のグラフＧ１８δは、第１橋脚ＢＰＡのＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡの変化を示す。振幅比ＡＰＸＡ及び振幅比ＡＰＹＡは、２０１６年８月２７日から２０１７年２月１１日に向けて徐々に減少している。 The graph G18β in FIG. 21 shows an approximate curve of the change in the outside air temperature TMP. In the embodiment of the present invention, a cubic polynomial is used as an approximate curve. The graph G18γ in FIG. 21 shows the change in the amplitude ratio APXA in the X-axis direction of the first pier BPA. The graph G18δ in FIG. 21 shows the change in the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction of the first pier BPA. The amplitude ratio APXA and the amplitude ratio APYA gradually decrease from August 27, 2016 to February 11, 2017.
図２２は、外気温ＴＭＰが低下する前後のヒストグラムを示す図である。図２２（ａ）は、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す図である。図２２（ｂ）は、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す図である。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）の縦軸は、発生回数ＰＲ（回）を示す。図２２（ａ）の横軸は、振幅比ＡＰＸＡを示し、図２２（ｂ）の横軸は、振幅比ＡＰＹＡを示す。 FIG. 22 is a diagram showing histograms before and after the outside air temperature TMP decreases. FIG. 22A is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction. FIG. 22B is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction. The vertical axis of FIGS. 22 (a) and 22 (b) indicates the number of occurrences PR (times). The horizontal axis of FIG. 22A shows the amplitude ratio APXA, and the horizontal axis of FIG. 22B shows the amplitude ratio APYA.
なお、図１１を参照して説明したように、２０１６年９月２０日頃に、台風による増水が発生し、第１橋脚ＢＰＡの洗掘が進行している。第１橋脚ＢＰＡにおける洗掘の振幅比ＡＰに及ぼす影響を除くため、第１橋脚ＢＰＡにおける洗掘の進行後の２つの期間（２０１６年１０月２２日と２０１７年１月１４日）を第１期間ＰＨ１及び第２期間ＰＨ２として選択した。すなわち、図２２では、外気温ＴＭＰが低下する前の２０１６年１０月２２日の振幅比ＡＰＸＡ及び振幅比ＡＰＹＡと、外気温ＴＭＰが低下した後の２０１７年１月１４日の振幅比ＡＰＸＡ及び振幅比ＡＰＹＡとを比較した。 As explained with reference to FIG. 11, around September 20, 2016, flooding occurred due to a typhoon, and scouring of the first pier BPA is in progress. In order to eliminate the effect of scour amplitude ratio AP on the first pier BPA, the first two periods (October 22, 2016 and January 14, 2017) after the progress of the scour on the first pier BPA Selected as period PH1 and second period PH2. That is, in FIG. 22, the amplitude ratio APXA and the amplitude ratio APYA on October 22, 2016 before the outside temperature TMP decreased, and the amplitude ratio APXA and the amplitude on January 14, 2017 after the outside temperature TMP decreased. The ratio was compared with APYA.
すなわち、図２２（ａ）のグラフＧ１９αは２０１６年１０月２２日の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示し、グラフＧ１９βは２０１７年１月１４日の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。グラフＧ１９αと比較してグラフＧ１９βは左側にシフトしている。すなわち、振幅比ＡＰＸＡが減少している。また、グラフＧ１９αに示すヒストグラムと、グラフＧ１９βに示すヒストグラムとの間のｐ値ＶＰは、「１．５４×１０-5」であった。すなわち、ｐ値ＶＰが「０．０５」以下であるため、両者の間には有意差がある。 That is, the graph G19α in FIG. 22A shows the histogram of the amplitude ratio APXA on October 22, 2016, and the graph G19β shows the histogram of the amplitude ratio APXA on January 14, 2017. The graph G19β is shifted to the left as compared with the graph G19α. That is, the amplitude ratio APXA is decreasing. The p-value VP between the histogram shown in the graph G19α and the histogram shown in the graph G19β was “1.54 × 10 -5 ”. That is, since the p-value VP is "0.05" or less, there is a significant difference between the two.
また、図２２（ｂ）のヒストグラムＧ２０αは２０１６年１０月２２日の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示し、ヒストグラムＧ２０βは２０１７年１月１４日の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す。ヒストグラムＧ２０αと比較してヒストグラムＧ２０βは左側にシフトしている。すなわち、ヒストグラムＧ２０αが示す振幅比ＡＰＹＡと比較してヒストグラムＧ２０βが示す振幅比ＡＰＹＡの方が小さい。また、ヒストグラムＧ２０αと、ヒストグラムＧ２０βとの間のｐ値ＶＰは、「２．２０×１０-16」であった。すなわち、ｐ値ＶＰが「０．０５」以下であるため、両者の間には有意差がある。 Further, the histogram G20α in FIG. 22B shows a histogram of the amplitude ratio APYA on October 22, 2016, and the histogram G20β shows a histogram of the amplitude ratio APYA on January 14, 2017. The histogram G20β is shifted to the left as compared with the histogram G20α. That is, the amplitude ratio APYA shown by the histogram G20β is smaller than the amplitude ratio APYA shown by the histogram G20α. The p-value VP between the histogram G20α and the histogram G20β was “2.20 × 10 -16 ”. That is, since the p-value VP is "0.05" or less, there is a significant difference between the two.
図２３は、外気温ＴＭＰとＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡとの関係の一例を示す図である。図２３の横軸は、外気温ＴＭＰを示し、縦軸は、振幅比ＡＰＸＡを示す。ただし、外気温ＴＭＰは、実測値ではなく、図２１のグラフＧ１８βで示した３次多項式で近似した値を示す。なお、図２３では、図２２と同様に第１橋脚ＢＰＡの洗掘の影響を除くため、２０１６年９月２４日以降のデータを用いている。 FIG. 23 is a diagram showing an example of the relationship between the outside air temperature TMP and the amplitude ratio APXA in the X-axis direction. The horizontal axis of FIG. 23 indicates the outside air temperature TMP, and the vertical axis indicates the amplitude ratio APXA. However, the outside air temperature TMP is not an actually measured value, but a value approximated by the cubic polynomial shown in the graph G18β of FIG. 21. In FIG. 23, the data after September 24, 2016 are used in order to exclude the influence of the scour of the first pier BPA as in FIG. 22.
図２３のグラフＧ２１αは、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＸＡの実測値との関係を示す散布図である。グラフＧ２１βは、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＸＡの実測値との関係を示す回帰直線である。グラフＧ２１βに示す回帰直線は、グラフＧ２１αを最小自乗近似して求めた。 The graph G21α in FIG. 23 is a scatter diagram showing the relationship between the outside air temperature TMP and the measured value of the amplitude ratio APXA. Graph G21β is a regression line showing the relationship between the outside air temperature TMP and the measured value of the amplitude ratio APXA. The regression line shown in the graph G21β was obtained by approximating the graph G21α to the minimum square.
図２４は、外気温ＴＭＰとＹ軸方向の振幅比ＡＰＹＡとの関係の一例を示す図である。図２４の横軸は、外気温ＴＭＰを示し、縦軸は、振幅比ＡＰＹＡを示す。ただし、外気温ＴＭＰは、実測値ではなく、図２１のグラフＧ１８βで示した３次多項式で近似した値を示す。なお、図２４では、図２３と同様に、２０１６年９月２４日以降のデータを用いている。 FIG. 24 is a diagram showing an example of the relationship between the outside air temperature TMP and the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction. The horizontal axis of FIG. 24 shows the outside air temperature TMP, and the vertical axis shows the amplitude ratio APYA. However, the outside air temperature TMP is not an actually measured value, but a value approximated by the cubic polynomial shown in the graph G18β of FIG. 21. In addition, in FIG. 24, the data after September 24, 2016 is used as in FIG. 23.
図２４のグラフＧ２２αは、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＹＡの実測値との関係を示す散布図である。グラフＧ２２βは、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＹＡの実測値との関係を示す回帰直線である。グラフＧ２２βに示す回帰直線は、グラフＧ２２αを最小自乗近似して求めた。 The graph G22α in FIG. 24 is a scatter diagram showing the relationship between the outside air temperature TMP and the measured value of the amplitude ratio APYA. Graph G22β is a regression line showing the relationship between the outside air temperature TMP and the measured value of the amplitude ratio APYA. The regression line shown in the graph G22β was obtained by approximating the graph G22α to the minimum square.
図２５は、外気温ＴＭＰが低下する前後の温度補正後のヒストグラムの一例を示す図である。図２５（ａ）は、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す図である。図２５（ｂ）は、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す図である。図２５（ａ）及び図２５（ｂ）の縦軸は、発生回数ＰＲ（回）を示し、図２５（ａ）の横軸は振幅比ＡＰＸＡを示し、図２５（ｂ）の横軸は振幅比ＡＰＹＡを示す。 FIG. 25 is a diagram showing an example of a histogram after temperature correction before and after the outside air temperature TMP decreases. FIG. 25A is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction. FIG. 25B is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction. The vertical axis of FIGS. 25 (a) and 25 (b) indicates the number of occurrences PR (times), the horizontal axis of FIG. 25 (a) indicates the amplitude ratio APXA, and the horizontal axis of FIG. 25 (b) is the amplitude. The ratio APYA is shown.
図２５（ａ）のヒストグラムＧ２３αは、外気温ＴＭＰが低下する前（２０１６年１０月２２日）の温度補正後の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。図２５（ａ）のヒストグラムＧ２３βは、外気温ＴＭＰが低下した後（２０１７年１月１４日）の温度補正後の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。図２５（ａ）に示すヒストグラムＧ２３αとヒストグラムＧ２３βとの間のｐ値ＶＰは、「０．０５８３９」であった。 The histogram G23α in FIG. 25 (a) shows a histogram of the amplitude ratio APXA after the temperature correction before the outside air temperature TMP decreases (October 22, 2016). Histogram G23β in FIG. 25A shows a histogram of the amplitude ratio APXA after temperature correction after the outside air temperature TMP has decreased (January 14, 2017). The p-value VP between the histogram G23α and the histogram G23β shown in FIG. 25A was “0.05839”.
図２５（ｂ）のヒストグラムＧ２４αは、外気温ＴＭＰが低下する前（２０１６年１０月２２日）の温度補正後の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す。図２５（ｂ）のヒストグラムＧ２４βは、外気温ＴＭＰが低下した後（２０１７年１月１４日）の温度補正後の振幅比ＡＰＹＡのヒストグラムを示す。図２５（ｂ）に示すヒストグラムＧ２４αとヒストグラムＧ２４βとの間のｐ値ＶＰは、「０．０１３５２」であった。 The histogram G24α in FIG. 25B shows a histogram of the amplitude ratio APYA after temperature correction before the outside air temperature TMP decreases (October 22, 2016). Histogram G24β in FIG. 25B shows a histogram of the amplitude ratio APYA after temperature correction after the outside air temperature TMP has decreased (January 14, 2017). The p-value VP between the histogram G24α and the histogram G24β shown in FIG. 25B was “0.01352”.
誤差（データのばらつき）が小さい場合、及びデータ数ＮＤが多い場合には、ｐ値ＶＰが小さくなる傾向があると言われている。よって、これらの影響によって、ｐ値ＶＰが小さくなったと推定される。一方、図１２を参照して説明したように、洗掘が発生する前後のヒストグラムの間のｐ値ＶＰは「２．２×１０-16」であるので、「０．０５」に換えて、「０．０１」を新たに有意差の有無の基準とする。すなわち、検出部１０６は、ｐ値ＶＰが「０．０１」より大である場合には、有意差がないと判定し、ｐ値ＶＰが「０．０１」以下である場合には、有意差があると判定する。
It is said that the p-value VP tends to be small when the error (variation of data) is small and when the number of data ND is large. Therefore, it is presumed that the p-value VP became smaller due to these effects. On the other hand, as described with reference to FIG. 12, the p-value VP between the histograms before and after the scour occurs is “2.2 × 10 -16 ”, so it should be replaced with “0.05”. "0.01" is newly used as a criterion for the presence or absence of a significant difference. That is, the
ここで、補正部１０５の処理について説明する。図２１を参照して説明したように、補正部１０５は、まず、外気温ＴＭＰの変化を示す３次多項式を算出する。次に、図２３及び図２４を参照して説明したように、補正部１０５は、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＸＡとの関係を示す回帰直線（グラフＧ２１βに示す回帰直線）と、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＹＡとの関係を示す回帰直線（グラフＧ２２βに示す回帰直線）とを算出する。そして、補正部１０５は、グラフＧ２１βに示す回帰直線を用いて振幅比ＡＰＸＡを補正し、グラフＧ２２βに示す回帰直線を用いて振幅比ＡＰＹＡを補正する。
Here, the processing of the
以上、図１及び図４～図２５を参照して説明したように、本発明の実施形態では、構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の周囲の外気温ＴＭＰが変化すると、構造体４の支持状態が変化し、支持剛性が変化する可能性がある。例えば、コンクリートの熱膨張係数は地面の熱膨張係数と比較して大きいため、外気温ＴＭＰが低下すると、橋脚ＢＰと地面との間に隙間が生じ、支持剛性が低下することが想定される。したがって、振幅比ＡＰを構造体４の周囲の外気温ＴＭＰに基づいて補正することによって、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。
As described above with reference to FIGS. 1 and 4 to 25, in the embodiment of the present invention, when the outside temperature TMP around the structure 4 (for example, the pier BP) changes, the
なお、図１９及び図２０を参照して説明したように、短期間（２日間）で急激に温度が変化した場合には、振幅比ＡＰに影響しなかった。これは、短期間では、橋脚ＢＰ及び地面の表面の温度だけが変化するため、熱膨張係数の違いに伴う橋脚ＢＰと地面との間の隙間は発生したからであると推定される。また、実測温度ではなく、３次多項式で近似した温度を用いて温度補正を行う理由も、上述のような橋脚ＢＰ及び地面の表面だけの温度変化は振幅比ＡＰに影響しないからである。 As described with reference to FIGS. 19 and 20, when the temperature changed abruptly in a short period (2 days), the amplitude ratio AP was not affected. It is presumed that this is because only the temperature of the pier BP and the surface of the ground changes in a short period of time, so that a gap between the pier BP and the ground is generated due to the difference in the coefficient of thermal expansion. Further, the reason why the temperature is corrected by using the temperature approximated by the cubic polynomial instead of the measured temperature is that the temperature change only on the pier BP and the ground surface as described above does not affect the amplitude ratio AP.
また、外気温ＴＭＰの振幅比ＡＰに及ぼす影響を考慮すると、第１期間ＰＨ１における振幅比ＡＰのヒストグラムと、第２期間ＰＨ２における振幅比ＡＰのヒストグラムと間のｐ値ＶＰが閾値ＶＰＡ（例えば、「０．０１」）以下である場合には、２つのヒストグラムの間に有意差が有る可能性が高い。したがって、ｐ値ＶＰが所定値以下である場合に構造体４（例えば、橋脚ＢＰ）の異常が発生していると評価することによって、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。
Considering the influence of the outside temperature TMP on the amplitude ratio AP, the p-value VP between the histogram of the amplitude ratio AP in the first period PH1 and the histogram of the amplitude ratio AP in the second period PH2 is the threshold VPA (for example, If it is "0.01") or less, there is a high possibility that there is a significant difference between the two histograms. Therefore, by evaluating that the abnormality of the structure 4 (for example, the pier BP) has occurred when the p-value VP is equal to or less than a predetermined value, the occurrence of the abnormality of the
なお、本発明の実施形態では、補正部１０５が、外気温ＴＭＰの変化を示す３次多項式を算出するが、本発明はこれに限定されない。補正部１０５が、外気温ＴＭＰの変化を示す多項式を算出すればよい。例えば、補正部１０５が、外気温ＴＭＰの変化を示す４次多項式を算出してもよいし、５次多項式を算出してもよい。図２１に示すように、年月日の期間が半年に近い場合には、次数が奇数の多項式（例えば、３次多項式）が好ましい。また、年月日の期間が１年に近い場合には、次数が偶数の多項式（例えば、４次多項式）が好ましい。
In the embodiment of the present invention, the
また、補正部１０５が、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＸＡとの関係を示す回帰直線（グラフＧ２１βに示す回帰直線）と、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＹＡとの関係を示す回帰直線（グラフＧ２２βに示す回帰直線）とを算出するが、本発明はこれに限定されない。補正部１０５が、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＸＡとの関係を示す回帰曲線と、外気温ＴＭＰと振幅比ＡＰＹＡとの関係を示す回帰曲線とを算出する形態でもよい。回帰曲線は、外気温ＴＭＰに関する多項式でも良いし、その他の式でも良い。
Further, the
次に、図１及び図４～図２８を参照して、取得部１０１が振動データを取得するか否かを判定する加速度の振幅の閾値ＧＡが検出部１０６の検出結果に及ぼす影響について説明する。閾値ＧＡを大きくする程、取得部１０１が取得する振動データの個数が減少する。また、閾値ＧＡを大きくする程、取得部１０１が取得する振動データは、大きな振幅の振動が発生している振動データに限定される。換言すれば、所定の重量以上の車両が橋梁ＢＲを走行している場合に発生する振動データに限定される。すなわち、振動データの個数、及び橋梁ＢＲを走行する車両の重量が、検出部１０６の検出結果に及ぼす影響について説明する。
Next, with reference to FIGS. 1 and 4 to 28, the influence of the threshold value GA of the acceleration amplitude for determining whether or not the
図２６は、加速度の振幅の閾値ＧＡを変化させた時のヒストグラムの変化の一例を示す図である。図２６（ａ）は、閾値ＧＡが１．００Ｇａｌの場合の洗掘が進行する前後の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す図である。図２６（ｂ）は、閾値が３．１６Ｇａｌの場合の洗掘が進行する前後の振幅比ＡＰＸのヒストグラムを示す図である。図２６（ａ）及び図２６（ｂ）の縦軸は、発生回数ＰＲ（回）を示し、図２６（ａ）の横軸は、第１橋脚ＢＰＡにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡを示し、図２６（ｂ）の横軸は、第１橋脚ＢＰＡにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡを示す。すなわち、閾値ＧＡを変化させて、洗掘の発生する前後の間の振幅比ＡＰＸのヒストグラムの有意差を検証した。 FIG. 26 is a diagram showing an example of a change in the histogram when the threshold value GA of the amplitude of acceleration is changed. FIG. 26A is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APXA before and after the scour progresses when the threshold GA is 1.00 Gal. FIG. 26B is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APX before and after the scour progresses when the threshold value is 3.16 Gal. The vertical axis of FIGS. 26 (a) and 26 (b) indicates the number of occurrences PR (times), and the horizontal axis of FIG. 26 (a) indicates the amplitude ratio APXA in the X-axis direction in the first pier BPA. The horizontal axis of FIG. 26B shows the amplitude ratio APXA in the X-axis direction in the first pier BPA. That is, the threshold GA was changed to verify the significant difference in the histogram of the amplitude ratio APX before and after the occurrence of scouring.
図２６（ａ）に示すヒストグラムＧ２５αは、洗掘の発生する前（２０１６年８月２７日）の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示し、図２６（ａ）に示すヒストグラムＧ２５βは、洗掘の発生した後（２０１６年１０月２２日）の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。ヒストグラムＧ２５αと比較してヒストグラムＧ２５βは左側にシフトしている。すなわち、洗掘が発生した後の振幅比ＡＰＸＡは、洗掘が発生する前の振幅比ＡＰＸＡより小さい。 The histogram G25α shown in FIG. 26 (a) shows a histogram of the amplitude ratio APXA before the occurrence of scouring (August 27, 2016), and the histogram G25β shown in FIG. 26 (a) shows the occurrence of scouring. The histogram of the amplitude ratio APXA after (October 22, 2016) is shown. The histogram G25β is shifted to the left as compared with the histogram G25α. That is, the amplitude ratio APXA after the scouring occurs is smaller than the amplitude ratio APXA before the scouring occurs.
図２６（ｂ）に示すヒストグラムＧ２６αは、洗掘の発生する前の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示し、図２６（ｂ）に示すヒストグラムＧ２６βは、洗掘の発生した後の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。ヒストグラムＧ２６αと比較してヒストグラムＧ２６βは左側にシフトしている。すなわち、洗掘が発生した後の振幅比ＡＰＸＡは、洗掘が発生する前の振幅比ＡＰＸＡより小さい。 The histogram G26α shown in FIG. 26B shows a histogram of the amplitude ratio APXA before the occurrence of scouring, and the histogram G26β shown in FIG. 26B shows a histogram of the amplitude ratio APXA after the occurrence of scouring. show. The histogram G26β is shifted to the left as compared with the histogram G26α. That is, the amplitude ratio APXA after the scouring occurs is smaller than the amplitude ratio APXA before the scouring occurs.
また、ヒストグラムＧ２６αは、図２６（ａ）に示すヒストグラムＧ２５αと比較して、振幅比ＡＰＸＡの拡がりが狭くなり、発生回数ＰＲ（回）が減少している。同様に、ヒストグラムＧ２６βは、図２６（ａ）に示すヒストグラムＧ２５βと比較して、振幅比ＡＰＸＡの拡がりが狭くなり、発生回数ＰＲ（回）が減少している。 Further, in the histogram G26α, the spread of the amplitude ratio APXA is narrower and the number of occurrences PR (times) is reduced as compared with the histogram G25α shown in FIG. 26A. Similarly, in the histogram G26β, the spread of the amplitude ratio APXA is narrower and the number of occurrences PR (times) is reduced as compared with the histogram G25β shown in FIG. 26A.
図２７は、加速度の振幅の閾値ＧＡを変化させた時のヒストグラムの変化の一例を示す図である。図２７は、図２６と比較して、閾値ＧＡが大きい点で相違している。図２７（ａ）は、閾値ＧＡが５．４８Ｇａｌの場合の洗掘が進行する前後の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す図である。図２７（ｂ）は、閾値が７．０７Ｇａｌの場合の洗掘が進行する前後の振幅比ＡＰＸのヒストグラムを示す図である。図２７（ａ）及び図２７（ｂ）の縦軸は、発生回数ＰＲ（回）を示し、図２７（ａ）の横軸は、第１橋脚ＢＰＡにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡを示し、図２７（ｂ）の横軸は、第１橋脚ＢＰＡにおけるＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡを示す。 FIG. 27 is a diagram showing an example of a change in the histogram when the threshold value GA of the amplitude of acceleration is changed. 27 is different from FIG. 26 in that the threshold GA is larger. FIG. 27A is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APXA before and after the scour progresses when the threshold GA is 5.48 Gall. FIG. 27B is a diagram showing a histogram of the amplitude ratio APX before and after the scour progresses when the threshold value is 7.07 Gal. The vertical axis of FIGS. 27 (a) and 27 (b) indicates the number of occurrences PR (times), and the horizontal axis of FIG. 27 (a) indicates the amplitude ratio APXA in the X-axis direction in the first pier BPA. The horizontal axis of FIG. 27 (b) shows the amplitude ratio APXA in the X-axis direction in the first pier BPA.
図２７（ａ）に示すヒストグラムＧ２７αは、洗掘の発生する前（２０１６年８月２７日）の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示し、図２７（ａ）に示すヒストグラムＧ２７βは、洗掘の発生した後（２０１６年１０月２２日）の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。ヒストグラムＧ２７αと比較してヒストグラムＧ２７βは左側にシフトしている。すなわち、洗掘が発生した後の振幅比ＡＰＸＡは、洗掘が発生する前の振幅比ＡＰＸＡより小さい。 The histogram G27α shown in FIG. 27 (a) shows a histogram of the amplitude ratio APXA before the occurrence of scouring (August 27, 2016), and the histogram G27β shown in FIG. 27 (a) shows the occurrence of scouring. The histogram of the amplitude ratio APXA after (October 22, 2016) is shown. The histogram G27β is shifted to the left as compared with the histogram G27α. That is, the amplitude ratio APXA after the scouring occurs is smaller than the amplitude ratio APXA before the scouring occurs.
また、ヒストグラムＧ２７αは、図２６（ｂ）に示すヒストグラムＧ２６αと比較して、振幅比ＡＰＸＡの拡がりが更に狭くなり、発生回数ＰＲ（回）が更に減少している。同様に、ヒストグラムＧ２７βは、図２６（ｂ）に示すヒストグラムＧ２６βと比較して、振幅比ＡＰＸＡの拡がりが更に狭くなり、発生回数ＰＲ（回）が更に減少している。 Further, in the histogram G27α, the spread of the amplitude ratio APXA is further narrowed as compared with the histogram G26α shown in FIG. 26B, and the number of occurrences PR (times) is further reduced. Similarly, in the histogram G27β, the spread of the amplitude ratio APXA is further narrowed and the number of occurrences PR (times) is further reduced as compared with the histogram G26β shown in FIG. 26B.
図２７（ｂ）に示すヒストグラムＧ２８αは、洗掘の発生する前の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示し、図２７（ｂ）に示すヒストグラムＧ２８βは、洗掘の発生した後の振幅比ＡＰＸＡのヒストグラムを示す。ヒストグラムＧ２８αと比較してヒストグラムＧ２８βは左側にシフトしている。すなわち、洗掘が発生した後の振幅比ＡＰＸＡは、洗掘が発生する前の振幅比ＡＰＸＡより小さい。 The histogram G28α shown in FIG. 27 (b) shows a histogram of the amplitude ratio APXA before the occurrence of scouring, and the histogram G28β shown in FIG. 27 (b) shows a histogram of the amplitude ratio APXA after the occurrence of scouring. show. The histogram G28β is shifted to the left as compared with the histogram G28α. That is, the amplitude ratio APXA after the scouring occurs is smaller than the amplitude ratio APXA before the scouring occurs.
また、ヒストグラムＧ２８αは、図２７（ａ）に示すヒストグラムＧ２７αと比較して、振幅比ＡＰＸＡの拡がりは同程度で、発生回数ＰＲ（回）が減少している。同様に、ヒストグラムＧ２８βは、図２７（ａ）に示すヒストグラムＧ２７βと比較して、振幅比ＡＰＸＡの拡がりは同程度で、発生回数ＰＲ（回）が更に減少している。 Further, in the histogram G28α, the spread of the amplitude ratio APXA is about the same as that of the histogram G27α shown in FIG. 27A, and the number of occurrences PR (times) is reduced. Similarly, in the histogram G28β, the spread of the amplitude ratio APXA is about the same as that of the histogram G27β shown in FIG. 27 (a), and the number of occurrences PR (times) is further reduced.
図２８は、加速度の振幅の閾値ＧＡと、データ数ＮＤ及びｐ値ＶＰとの関係の一例を示す図である。「Ｘ軸方向」欄は、Ｘ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのデータ数ＮＤ及びｐ値ＶＰを示す。「Ｙ軸方向」欄は、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのデータ数ＮＤ及びｐ値ＶＰを示す。以下の説明では、図２６及び図２７で示したＸ軸方向の振幅比ＡＰＸＡのデータ数ＮＤ及びｐ値ＶＰについて説明し、Ｙ軸方向の振幅比ＡＰＹＡのデータ数ＮＤ及びｐ値ＶＰについては、その説明を省略する。 FIG. 28 is a diagram showing an example of the relationship between the threshold value GA of the amplitude of acceleration, the number of data ND, and the p-value VP. The "X-axis direction" column shows the number of data ND and p-value VP of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction. The "Y-axis direction" column shows the number of data ND and p-value VP of the amplitude ratio APYA in the Y-axis direction. In the following description, the number of data ND and p value VP of the amplitude ratio APXA in the X-axis direction shown in FIGS. 26 and 27 will be described, and the number of data ND and p value VP of the amplitude ratio APYA in the Y axis direction will be described. The explanation is omitted.
例えば、閾値ＧＡが「１．００」である場合には、洗掘が発生する前のデータ数ＮＤは「２３３」であり、洗掘が発生した後のデータ数ＮＤは「１２０」であり、ｐ値ＶＰは「２．２×１０-16」である。また、例えば、閾値ＧＡが「３．１６」である場合には、洗掘が発生する前のデータ数ＮＤは「１３４」であり、洗掘が発生した後のデータ数ＮＤは「５６」であり、ｐ値ＶＰは「２．３×１０-16」である。このように、閾値ＧＡが「３．１６」である場合には、閾値ＧＡが「１．００」である場合と比較して、データ数ＮＤは約半減しているが、ｐ値ＶＰは殆ど変化していない。 For example, when the threshold GA is "1.00", the number of data ND before the scouring occurs is "233", and the number of data ND after the scouring occurs is "120". The p-value VP is "2.2 × 10 -16 ". Further, for example, when the threshold GA is "3.16", the number of data ND before the scouring occurs is "134", and the number of data ND after the scouring occurs is "56". Yes, the p-value VP is "2.3 x 10 -16 ". In this way, when the threshold GA is "3.16", the number of data ND is about half as compared with the case where the threshold GA is "1.00", but the p-value VP is almost the same. It hasn't changed.
更に、例えば、閾値ＧＡが「５．４８」である場合には、洗掘が発生する前のデータ数ＮＤは「８７」であり、洗掘が発生した後のデータ数ＮＤは「３５」であり、ｐ値ＶＰは「２．３×１０-16」である。このように、閾値ＧＡが「５．４８」である場合には、閾値ＧＡが「３．１６」である場合と比較して、データ数ＮＤは約半減しているが、ｐ値ＶＰは変化していない。 Further, for example, when the threshold GA is "5.48", the number of data ND before the scouring occurs is "87", and the number of data ND after the scouring occurs is "35". Yes, the p-value VP is "2.3 x 10 -16 ". In this way, when the threshold GA is "5.48", the number of data ND is about half as compared with the case where the threshold GA is "3.16", but the p-value VP changes. Not done.
また、例えば、閾値ＧＡが「７．０７」である場合には、洗掘が発生する前のデータ数ＮＤは「６６」であり、洗掘が発生した後のデータ数ＮＤは「２５」であり、ｐ値ＶＰは「８．５×１０-14」である。このように、閾値ＧＡが「７．０７」である場合には、閾値ＧＡが「５．４８」である場合と比較して、データ数ＮＤは３／４倍に減少し、ｐ値ＶＰも変化している。しかしながら、有意差の有無の判定には影響しない。 Further, for example, when the threshold GA is "7.07", the number of data ND before the scouring occurs is "66", and the number of data ND after the scouring occurs is "25". Yes, the p-value VP is "8.5 x 10 -14 ". In this way, when the threshold GA is "7.07", the number of data ND is reduced 3/4 times and the p-value VP is also compared with the case where the threshold GA is "5.48". It's changing. However, it does not affect the determination of the presence or absence of a significant difference.
更に、例えば、閾値ＧＡが「１０．００」である場合には、洗掘が発生する前のデータ数ＮＤは「２６」であり、洗掘が発生した後のデータ数ＮＤは「１３」であり、ｐ値ＶＰは「２．０×１０-7」である。このように、閾値ＧＡが「１０．００」である場合には、閾値ＧＡが「７．０７」である場合と比較して、データ数ＮＤは半減し、ｐ値ＶＰも変化している。しかしながら、有意差の有無の判定には影響しない。 Further, for example, when the threshold GA is "10.00", the number of data ND before the scouring occurs is "26", and the number of data ND after the scouring occurs is "13". Yes, the p-value VP is "2.0 x 10 -7 ". As described above, when the threshold GA is "10.00", the number of data ND is halved and the p-value VP is also changed as compared with the case where the threshold GA is "7.07". However, it does not affect the determination of the presence or absence of a significant difference.
以上、図１及び図４～図２８を参照して説明したように、本発明の実施形態では、閾値ＧＡが「１．００」から「５．４８」の範囲では、ｐ値ＶＰは殆ど変化せず、有意差の有無の判定には全く影響しなかった。一方、閾値ＧＡが「５．４８」から「１０．００」の範囲では、ｐ値ＶＰは変化するものの、有意差の有無の判定には影響しなかった。また、比較する２つのヒストグラムのデータ数ＮＤの各々は、１００個程度あれば充分であることが判明した。 As described above, as described with reference to FIGS. 1 and 4 to 28, in the embodiment of the present invention, the p-value VP is almost changed in the range of the threshold GA from “1.00” to “5.48”. It did not affect the judgment of the presence or absence of a significant difference at all. On the other hand, when the threshold GA was in the range of "5.48" to "10.00", the p-value VP changed, but did not affect the determination of the presence or absence of a significant difference. Further, it was found that about 100 pieces of each of the data number NDs of the two histograms to be compared are sufficient.
また、取得部１０１は、加速度の振幅が閾値ＧＡ以上である場合に、振動データを取得する。よって、閾値ＧＡを外乱の振幅に基づいて設定することによって、構造体４（橋脚ＢＰ）の振動を示す振動データを取得できる。したがって、構造体４の異常の発生を更に正確に検出できる。なお、閾値ＧＡの値は、データ数ＮＤが１００個以上になるように設定すればよい。
Further, the
次に、図１及び図４～図２９を参照して、本発明の実施形態に係る構造体４の異常検出システム２００の構成について説明する。図２９は、本発明の実施形態に係る構造体４の異常検出システム２００の構成の一例を示す図である。図２９に示すように、異常検出システム２００は、サーバ装置１０、送信ユニット２及び加速度計３を備える。サーバ装置１０は、制御部１を含む。加速度計３は、第１加速度計３１と第２加速度計３２とを含む。
Next, the configuration of the
制御部１、第１加速度計３１及び第２加速度計３２は、図１及び図４を参照して説明した異常検出装置１００と同一の構成を有するため、その説明を省略する。
Since the
加速度計３は、橋梁ＢＲ１、橋梁ＢＲ２、橋梁ＢＲ３及び橋梁ＢＲ４に配置される。送信ユニット２は、橋梁ＢＲ１～橋梁ＢＲ４の各々に配置される。例えば、橋梁ＢＲ１を参照して、送信ユニット２について説明する。橋梁ＢＲ１は、第１橋脚ＢＰＡ、第２橋脚ＢＰＢ、及び橋脚ＢＰＣを備える。第１橋脚ＢＰＡ及び第２橋脚ＢＰＢの各々には、第１加速度計３１及び第２加速度計３２が配置される。橋脚ＢＰＣには、送信ユニット２が配置される。
The
送信ユニット２は、第１橋脚ＢＰＡに配置された第１加速度計３１及び第２加速度計３２の各々から振動データを受信する。また、送信ユニット２は、第２橋脚ＢＰＢに配置された第１加速度計３１及び第２加速度計３２の各々から振動データを受信する。更に、送信ユニット２は、ネットワークＮＷを介してサーバ装置１０と通信可能に構成される。送信ユニット２は、ネットワークＮＷを介してサーバ装置１０に対して振動データを送信する。
The
ネットワークＮＷは、例えば、インターネットである。なお、ネットワークＮＷは、インターネット以外のネットワークでもよい。例えば、ネットワークＮＷは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）でもよいし、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）でもよい。 The network NW is, for example, the Internet. The network NW may be a network other than the Internet. For example, the network NW may be a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network).
サーバ装置１０は、ネットワークＮＷを介して送信ユニット２から振動データを受信して、記憶部１２に記憶する。同様に、サーバ装置１０は、橋梁ＢＲ２、橋梁ＢＲ３及び橋梁ＢＲ４の各々に配置された送信ユニット２から振動データを受信して、記憶部１２に記憶する。
The
制御部１は、橋梁ＢＲ１～橋梁ＢＲ４の橋脚ＢＰの異常を検出する。
The
以上、図１及び図４～図２９を参照して説明したように、本発明の実施形態に係る異常検出システム２００では、橋梁ＢＲ１～橋梁ＢＲ４の各々の橋脚ＢＰの異常を検出できる。
As described above, as described with reference to FIGS. 1 and 4 to 29, the
なお、異常検出システム２００が、橋梁ＢＲ１～橋梁ＢＲ４の各々の橋脚ＢＰの異常を検出する場合について説明したが、異常検出システム２００が、複数の橋梁ＢＲの各々の橋脚ＢＰの異常を検出すればよい。例えば、異常検出システム２００が、５つ以上の橋梁ＢＲの各々の橋脚ＢＰの異常を検出してもよい。
The case where the
また、送信ユニット２が、橋脚ＢＰＣに配置される場合について説明したが、送信ユニット２は、橋梁ＢＲ１に配置されればよい。例えば、送信ユニット２が第１橋脚ＢＰＡ（又は、第２橋脚ＢＰＢ）に配置されてもよい。また、例えば、送信ユニット２が橋桁ＢＡ１に配置されてもよい。
Further, although the case where the
次に、図１及び図４～図３０を参照して、構造体４について説明する。図３０は、本発明の実施形態に係る構造体４の一例を示す図である。図３０（ａ）は、煙突Ｃを示す図である。図３０（ｂ）は、アンテナＡを示す図である。図３０（ｃ）は、街路灯Ｌを示す図である。
Next, the
図３０（ａ）～図３０（ｃ）に示すように、煙突Ｃ、アンテナＡ及び街路灯Ｌの各々は、下端のみが支持されている。具体的には、煙突Ｃ、アンテナＡ及び街路灯Ｌの各々は、下端が地面ＧＮＤに埋設されたアンカー（図示省略）に固定されて支持されている。 As shown in FIGS. 30 (a) to 30 (c), each of the chimney C, the antenna A, and the street light L is supported only at the lower end. Specifically, each of the chimney C, the antenna A, and the street light L is supported by being fixed to an anchor (not shown) whose lower end is embedded in the ground GND.
以上、図１及び図４～図３０を参照して説明したように、構造体４が、煙突Ｃ、アンテナＡ又は街路灯Ｌでもよい。また、構造体４は、鉄塔、及び道路標識でもよい。すなわち、構造体４は、橋脚ＢＰ、鉄塔、煙突Ｃ、アンテナＡ、道路標識、及び街路灯Ｌの少なくとも１つを含む。構造体４が、例えばアンテナＡである場合には、地面ＧＮＤの液状化現象等によって支持剛性が低下する。また、構造体４がアンテナＡである場合には、山中等に設置されているため、液状化現象を測定することは容易ではない。すなわち、アンテナＡの支持剛性の低下を正確に検出できることによって、アンテナＡの地面ＧＮＤの状況（例えば、液状化の状態）を調査する必要がなくなる。したがって、ユーザー（例えば、アンテナＡのメンテナンスを行う管理者）の利便性を向上できる。
As described above with reference to FIGS. 1 and 4 to 30, the
なお、図１及び図４～図３０を参照して説明したように、構造体４は、橋脚ＢＰ、鉄塔、煙突Ｃ、アンテナＡ、道路標識、又は街路灯Ｌであるが、本発明は、これに限定されない。構造体４は、少なくとも下端が支持されていればよい。例えば、構造体４が、高層ビルでもよい。また、構造体４は、例えば、門型の構造体でもよいし、アーチ型の構造体でもよい。
As described with reference to FIGS. 1 and 4 to 30, the
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、下記に示す（１）～（４））。図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various embodiments without departing from the gist of the present invention (for example, (1) to (4) shown below). The drawings are schematically shown mainly for each component for easy understanding, and the thickness, length, number, etc. of each of the illustrated components are different from the actual ones for the convenience of drawing creation. In some cases. Further, the shape, dimensions, and the like of each component shown in the above embodiment are merely examples, and are not particularly limited, and various changes can be made without substantially deviating from the configuration of the present invention.
（１）図１を参照して説明したように、本発明の実施形態では、加速度計３が第１加速度計３１及び第２加速度計３２であるが、本発明はこれに限定されない。加速度計３が第１加速度計３１及び第２加速度計３２を含めばよい。例えば、加速度計３が３つ以上の加速度計を含んでもよい。
(1) As described with reference to FIG. 1, in the embodiment of the present invention, the
（２）図１を参照して説明したように、本発明の実施形態では、第１加速度計３１が橋脚ＢＰの上端に配置されるが、本発明はこれに限定されない。第１加速度計３１は、橋脚ＢＰの上部に配置されればよい。
(2) As described with reference to FIG. 1, in the embodiment of the present invention, the
（３）図１を参照して説明したように、本発明の実施形態では、第２加速度計３２は、基礎ＢＰβの上端から距離ＬＳだけ上側の位置に配置されるが、本発明はこれに限定されない。第２加速度計３２は、第１加速度計３１から所定距離以上離間して、第１加速度計３１の下方に配置されればよい。例えば、第２加速度計３２は、第１加速度計３１から５ｍ離間して、第１加速度計３１の下方に配置されてもよい。
(3) As described with reference to FIG. 1, in the embodiment of the present invention, the
（４）図１及び図４～図７を参照して、本発明の実施形態では、検出部１０６は、振幅比ＡＰに基づき、構造体４（橋脚ＢＰ）の異常の発生を検出するが、本発明はこれに限定されない。検出部１０６が、第１スペクトルＦ１と第２スペクトルＦ２とに基づき、構造体４の異常の発生を検出すればよい。例えば、検出部１０６が、第１スペクトルＦ１の振幅の最大値と、第２スペクトルＦ２の振幅の最大値とに基づき構造体４の異常の発生を検出してもよい。
(4) With reference to FIGS. 1 and 4 to 7, in the embodiment of the present invention, the
本発明は、構造体の異常検出装置、構造体の異常検出システム、構造体の異常検出方法、及び構造体の異常検出プログラムの分野に利用可能である。 The present invention can be used in the fields of an abnormality detection device for a structure, an abnormality detection system for a structure, an abnormality detection method for a structure, and an abnormality detection program for a structure.
１００ 異常検出装置
２００ 異常検出システム
１ 制御部
１１ プロセッサ
１０１ 取得部
１０２ 変換部
１０３ 第１算出部
１０４ 第２算出部
１０５ 補正部
１０６ 検出部
１２ 記憶部
２ 送信ユニット
３ 加速度計
３１ 第１加速度計
３２ 第２加速度計
４ 構造体
ＢＲ、ＢＲ１～ＢＲ４ 橋梁
ＢＰ、ＢＰＡ、ＢＰＢ、ＢＰＣ 橋脚
ＢＰＡ 第１橋脚
ＢＰＢ 第２橋脚
ＢＰα 躯体
ＢＰβ 基礎
ＧＮＤ 地面
ＡＰ 振幅比
Ｇ１、Ｇ２ 振動データ
Ｆ１ 第１スペクトル
Ｆ２ 第２スペクトル
ＣＳ クロススペクトル
ＰＳ パワースペクトル
ＰＶ ｐ値
ω 固有振動数
100
Claims (14)
前記構造体において、前記第１加速度計から所定距離以上離間して、前記第１加速度計の下方に配置され、前記構造体の振動の加速度を検出する第２加速度計と、
前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々から所定方向の振動データを取得する取得部と、
時間に関する関数である前記振動データに対してフーリエ変換を行い、前記振動データを、周波数に関する関数である第１スペクトル及び第２スペクトルに変換する変換部と、
前記変換部によって生成された前記第１スペクトルと前記第２スペクトルとに基づいて振幅比を算出し、前記振幅比に基づいて前記構造体の異常の発生を検出する検出部と
を備え、
前記構造体は、少なくとも下端が支持され、
前記第１スペクトルは、前記第１加速度計の前記振動データに対応し、
前記第２スペクトルは、前記第２加速度計の前記振動データに対応し、
前記振幅比は、前記第２加速度計の検出した前記振動の振幅に対する前記第１加速度計の検出した前記振動の振幅の比率を示し、
前記構造体の支持剛性が低下するほど前記振幅比が減少し、
前記構造体の異常は、前記構造体の支持剛性の低下を含む、構造体の異常検出装置。 A first accelerometer, which is placed in a structure and detects the acceleration of vibration of the structure ,
In the structure, a second accelerometer, which is arranged below the first accelerometer at a distance of a predetermined distance or more from the first accelerometer and detects the acceleration of vibration of the structure, and a second accelerometer.
An acquisition unit that acquires vibration data in a predetermined direction from each of the first accelerometer and the second accelerometer, and
A conversion unit that performs a Fourier transform on the vibration data , which is a function related to time , and converts the vibration data into the first spectrum and the second spectrum, which are functions related to frequency .
It is provided with a detection unit that calculates an amplitude ratio based on the first spectrum and the second spectrum generated by the conversion unit and detects the occurrence of an abnormality in the structure based on the amplitude ratio .
The structure is supported at least at the lower end and is supported.
The first spectrum corresponds to the vibration data of the first accelerometer.
The second spectrum corresponds to the vibration data of the second accelerometer.
The amplitude ratio indicates the ratio of the amplitude of the vibration detected by the first accelerometer to the amplitude of the vibration detected by the second accelerometer.
As the support rigidity of the structure decreases, the amplitude ratio decreases.
The abnormality of the structure is an abnormality detection device for the structure, which includes a decrease in the support rigidity of the structure.
前記振幅比のヒストグラムは、所定期間内における前記振幅比の値の所定範囲毎の頻度を示す、請求項１に記載の構造体の異常検出装置。 The detection unit detects the occurrence of an abnormality in the structure based on at least one of the histogram of the amplitude ratio, the average value of the amplitude ratio, and the standard deviation of the amplitude ratio.
The abnormality detection device for a structure according to claim 1 , wherein the amplitude ratio histogram shows the frequency of the amplitude ratio value in a predetermined range within a predetermined period.
前記第１スペクトルのパワースペクトルと前記クロススペクトル、又は前記第２スペクトルのパワースペクトルと前記クロススペクトルとに基づいて、前記振幅比を算出する第２算出部と
を更に備える、請求項１又は請求項２に記載の構造体の異常検出装置。 A first calculation unit that calculates the power spectrum of the first spectrum or the power spectrum of the second spectrum and calculates a cross spectrum from the first spectrum and the second spectrum .
A second calculation unit that calculates the amplitude ratio based on the power spectrum of the first spectrum and the cross spectrum, or the power spectrum of the second spectrum and the cross spectrum.
The structure abnormality detection device according to claim 1 or 2 , further comprising.
前記ｐ値が前記所定値以下であることは、前記第１期間における前記振幅比のヒストグラムと、前記第２期間における前記振幅比のヒストグラムとの間に有意差があることを示す、請求項７に記載の構造体の異常検出装置。 The detection unit has an abnormality in the structure based on whether or not the p-value between the histogram of the amplitude ratio in the first period and the histogram of the amplitude ratio in the second period is equal to or less than a predetermined value. Detects the occurrence of
7. The fact that the p-value is equal to or less than the predetermined value indicates that there is a significant difference between the histogram of the amplitude ratio in the first period and the histogram of the amplitude ratio in the second period. An abnormality detection device for the structure described in 1.
前記構造体において、前記第１加速度計から所定距離以上離間して、前記第１加速度計の下方に配置され、前記構造体の振動の加速度を検出する第２加速度計と、
前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々から受信した振動データを送信する送信ユニットと、
前記送信ユニットと通信可能に接続されるサーバ装置と
を備え、
前記構造体は、少なくとも下端が支持され、
前記サーバ装置は、
前記送信ユニットが送信した前記振動データから所定方向の振動データを取得する取得部と、
時間に関する関数である前記振動データに対してフーリエ変換を行い、前記振動データを、周波数に関する関数である第１スペクトル及び第２スペクトルに変換する変換部と、
前記変換部によって生成された前記第１スペクトルと前記第２スペクトルとに基づいて振幅比を算出し、前記振幅比に基づいて前記構造体の異常の発生を検出する検出部と
を備え、
前記第１スペクトルは、前記第１加速度計の前記振動データに対応し、
前記第２スペクトルは、前記第２加速度計の前記振動データに対応し、
前記振幅比は、前記第２加速度計の検出した前記振動の振幅に対する前記第１加速度計の検出した前記振動の振幅の比率を示し、
前記構造体の支持剛性が低下するほど前記振幅比が減少し、
前記構造体の異常は、前記構造体の支持剛性の低下を含む、構造体の異常検出システム。 A first accelerometer, which is placed in a structure and detects the acceleration of vibration of the structure ,
In the structure, a second accelerometer, which is arranged below the first accelerometer at a distance of a predetermined distance or more from the first accelerometer and detects the acceleration of vibration of the structure, and a second accelerometer.
A transmission unit that transmits vibration data received from each of the first accelerometer and the second accelerometer, and
It is equipped with a server device that is communicably connected to the transmission unit.
The structure is supported at least at the lower end and is supported.
The server device is
An acquisition unit that acquires vibration data in a predetermined direction from the vibration data transmitted by the transmission unit , and
A conversion unit that performs a Fourier transform on the vibration data , which is a function related to time , and converts the vibration data into the first spectrum and the second spectrum, which are functions related to frequency .
It is provided with a detection unit that calculates an amplitude ratio based on the first spectrum and the second spectrum generated by the conversion unit and detects the occurrence of an abnormality in the structure based on the amplitude ratio .
The first spectrum corresponds to the vibration data of the first accelerometer.
The second spectrum corresponds to the vibration data of the second accelerometer.
The amplitude ratio indicates the ratio of the amplitude of the vibration detected by the first accelerometer to the amplitude of the vibration detected by the second accelerometer.
As the support rigidity of the structure decreases, the amplitude ratio decreases.
The structure abnormality detection system includes a decrease in the support rigidity of the structure.
前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々から所定方向の振動データを取得する取得ステップと、
時間に関する関数である前記振動データに対してフーリエ変換を行い、前記振動データを、周波数に関する関数である第１スペクトル及び第２スペクトルに変換する変換ステップと、
前記変換ステップで生成された前記第１スペクトルと前記第２スペクトルとに基づいて振幅比を算出し、前記振幅比に基づいて前記構造体の異常の発生を検出する検出ステップと
を含み、
前記構造体は、少なくとも下端が支持され、
前記第２加速度計は、前記構造体において、前記第１加速度計から所定距離以上離間して、前記第１加速度計の下方に配置され、
前記第１スペクトルは、前記第１加速度計の前記振動データに対応し、
前記第２スペクトルは、前記第２加速度計の前記振動データに対応し、
前記振幅比は、前記第２加速度計の検出した前記振動の振幅に対する前記第１加速度計の検出した前記振動の振幅の比率を示し、
前記構造体の支持剛性が低下するほど前記振幅比が減少し、
前記構造体の異常は、前記構造体の支持剛性の低下を含む、構造体の異常検出方法。 A method for detecting an abnormality in a structure in which a first accelerometer for detecting the acceleration of vibration of the structure and a second accelerometer for detecting the acceleration of vibration of the structure are arranged.
An acquisition step of acquiring vibration data in a predetermined direction from each of the first accelerometer and the second accelerometer, and
A conversion step of performing a Fourier transform on the vibration data , which is a function related to time , and converting the vibration data into the first spectrum and the second spectrum, which are functions related to frequency .
It includes a detection step of calculating an amplitude ratio based on the first spectrum and the second spectrum generated in the conversion step and detecting the occurrence of an abnormality in the structure based on the amplitude ratio .
The structure is supported at least at the lower end and is supported.
The second accelerometer is arranged below the first accelerometer in the structure at a distance of a predetermined distance or more from the first accelerometer.
The first spectrum corresponds to the vibration data of the first accelerometer.
The second spectrum corresponds to the vibration data of the second accelerometer.
The amplitude ratio indicates the ratio of the amplitude of the vibration detected by the first accelerometer to the amplitude of the vibration detected by the second accelerometer.
As the support rigidity of the structure decreases, the amplitude ratio decreases.
The abnormality of the structure is a method for detecting an abnormality of the structure, which includes a decrease in the support rigidity of the structure.
前記構造体において、前記第１加速度計から所定距離以上離間して、前記第１加速度計の下方に配置され、前記構造体の振動の加速度を検出する第２加速度計と、
コンピュータと
を備えた構造体の異常検出装置において、
前記コンピュータを、
前記第１加速度計及び前記第２加速度計の各々から所定方向の振動データを取得する取得部、
時間に関する関数である前記振動データに対してフーリエ変換を行い、前記振動データを、周波数に関する関数である第１スペクトル及び第２スペクトルに変換する変換部、及び、
前記変換部によって生成された前記第１スペクトルと前記第２スペクトルとに基づいて振幅比を算出し、前記振幅比に基づいて前記構造体の異常の発生を検出する検出部
として機能させ、
前記構造体は、少なくとも下端が支持され、
前記第１スペクトルは、前記第１加速度計の前記振動データに対応し、
前記第２スペクトルは、前記第２加速度計の前記振動データに対応し、
前記振幅比は、前記第２加速度計の検出した前記振動の振幅に対する前記第１加速度計の検出した前記振動の振幅の比率を示し、
前記構造体の支持剛性が低下するほど前記振幅比が減少し、
前記構造体の異常は、前記構造体の支持剛性の低下を含む、構造体の異常検出プログラム。 A first accelerometer, which is placed in a structure and detects the acceleration of vibration of the structure ,
In the structure, a second accelerometer, which is arranged below the first accelerometer at a distance of a predetermined distance or more from the first accelerometer and detects the acceleration of vibration of the structure, and a second accelerometer.
In a structure anomaly detection device equipped with a computer
The computer
An acquisition unit that acquires vibration data in a predetermined direction from each of the first accelerometer and the second accelerometer.
A converter that performs a Fourier transform on the vibration data , which is a function related to time , and converts the vibration data into the first spectrum and the second spectrum, which are functions related to frequency .
The amplitude ratio is calculated based on the first spectrum and the second spectrum generated by the conversion unit, and functions as a detection unit for detecting the occurrence of an abnormality in the structure based on the amplitude ratio .
The structure is supported at least at the lower end and is supported.
The first spectrum corresponds to the vibration data of the first accelerometer.
The second spectrum corresponds to the vibration data of the second accelerometer.
The amplitude ratio indicates the ratio of the amplitude of the vibration detected by the first accelerometer to the amplitude of the vibration detected by the second accelerometer.
As the support rigidity of the structure decreases, the amplitude ratio decreases.
The structure abnormality is a structure abnormality detection program including a decrease in the support rigidity of the structure.
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