JP7716114B2 - Safeguarding people and objects from unsafe structures - Google Patents
Safeguarding people and objects from unsafe structuresInfo
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Description
(関連出願への相互参照)
本出願は、米国仮出願第16/944,500号(出願日:2020年7月31日)および米国仮出願第15/929,341号(出願日:2020年4月27日)に対する優先権を主張する。本明細書中、同文献それぞれの全体を参考のため援用する。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
This application claims priority to U.S. Provisional Application No. 16/944,500, filed July 31, 2020, and U.S. Provisional Application No. 15/929,341, filed April 27, 2020, each of which is incorporated by reference in its entirety herein.
本開示は、建物の構造的完全性を経時的に評価するシステムに主に関する。 This disclosure primarily relates to a system for assessing the structural integrity of a building over time.
あらゆる種類の構造は、自身が受ける力に耐えるように設計され、政府から施行されている多様な建築基準により規制されている。構造が受ける力を挙げると、地震、地盤振動、風、近隣の構造/施設からの振動、爆発、地すべり、火山など(本明細書中、「インシデント」として定義する)がある。法令およびガイドラインが、構造的完全性がインシデントから生き残る最良推定値を提供するように設計されている。しかし、インシデント発生後は、建物が「法令を遵守している」場合であっても、当該構造の完全性に妥協が生じた可能性のある範囲と、当該構造が安全に使用可能かとについて、事後決定を独立的に行う必要が出てくる。 Structures of all kinds are designed to withstand forces that they are subject to and are regulated by various government-enforced building codes. These forces include earthquakes, ground vibrations, wind, vibrations from nearby structures/facilities, explosions, landslides, volcanoes, etc. (defined herein as "incidents"). Codes and guidelines are designed to provide a best estimate of whether structural integrity will survive an incident. However, after an incident, even if a building is "code-compliant," an independent ex post determination must be made as to the extent to which the structural integrity may have been compromised and whether the structure is safe for use.
建物の構造的完全性についてのデータをリアルタイムで収集することが可能なデバイスは、現在のところ無い。強震動機器が据え付けられた建物もあるが、強震動機器から得られるのは、構造に影響を与えた振動の性質についての情報であり、振動に起因して当該構造に発生した詳細の評価のためのデータは、当該構造から収集されない。 Currently, there are no devices capable of collecting data on a building's structural integrity in real time. While some buildings have been fitted with strong motion instruments, these provide information on the nature of the vibrations that have affected the structure; they do not collect data from the structure to assess the specifics of what has happened to the structure as a result of the vibrations.
地震波が接近している旨の警告を提供するアプリケーションも、開発されている。別の種類のアプリケーションの場合、仮想上の地震に起因する構造の将来的損傷の静的解析が提供される。これらの種類のアプリケーションのいずれにおいても、構造の損傷の詳細の決定が為されず、当該構造の建物としての安全性の評価も提供されない。 Applications have also been developed that provide warnings of approaching earthquake waves. Another type of application provides static analysis of future damage to a structure due to a hypothetical earthquake. None of these types of applications provide detailed determinations of structural damage, nor do they provide an assessment of the safety of the structure as a building.
(発明の開示)
本発明は、インシデント前、インシデント時およびインシデント後の構造の属性の連続的監視を提供する。次に、本発明は、以下にさらに述べるプロプラエタリアルゴリズムを用いて、当該構造が受けた影響の状態と、建物として使用するための安全性とについて評価する。インシデント後数分間以内に、この評価は、当該構造を使用している人へ送達される。加えて、上記イベントによってトリガされたデバイス全てからの結果が集計され得、ファーストレスポンダー、政府の災害管理チームおよび臨界施設のオペレータに対して利用可能とされ得る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION
The present invention provides continuous monitoring of structural attributes before, during, and after an incident. It then uses proprietary algorithms, described further below, to assess the structure's impact status and safety for use as a building. This assessment is delivered to those using the structure within minutes of the incident. Additionally, results from all devices triggered by the event can be aggregated and made available to first responders, government disaster management teams, and critical facility operators.
本発明は、構造の状態を連続的に監視するセンサーのアレイを用いるため、構造の状態の高精度の評価を経時的に(特にインシデント直後に)行うことが可能になる。当該構造が安全に使用可能であるかについて人が迅速に決定することが可能になる。本発明によれば、構造の状態が変化した旨も人に通知されるため、問題が解消され得、さらなる大きな災害および死亡が回避され得る。 The present invention uses an array of sensors that continuously monitor the condition of a structure, allowing for highly accurate assessment of the structure's condition over time, particularly immediately after an incident. This allows a person to quickly determine whether the structure is safe for use. The present invention also notifies a person of changes in the structure's condition so that the problem can be resolved and further injury and loss of life can be avoided.
開示されるのは、構造の臨界コンポーネントの検出および/または測定を監視ユニットにより指定された期間にわたって行い、指定された期間を上記構造の寿命として規定するデバイスである。本デバイスは、上記デバイス中のセンサーそれぞれから取得されたデータの入手ならびにタイムスタンプ付与および記録を行うステップと、上記取得されたセンサーデータそれぞれの平均値をオンボードコンピュータデバイスによって計算するステップであって、上記計算は、上記測定データ値の総計を上記監視シーケンス中のデータ点の数で除算することによって行われる、ステップと、上記オンボードメモリーコンポーネント中の平均データ値を保存するステップと、新規データ取得が上記したように行われた際、上記新規の平均値を前回の値と確認および比較して、同一のセンサーからのデータ値間の任意の変動を決定するステップと;上記オンボードコンピュータデバイスを用いて上記値の変動をカテゴリ分けするステップと、上記事前規定されたデフォルト値範囲内に任意のセンサー値があるかを特定するステップとを含む。(i)変動値全てが上記デフォルト値範囲内にある場合、上記システムは、上記値を保存し、上記したようにリセットし、(ii)任意の変動が上記デフォルト値範囲外にある場合、さらなる動作を行わせるための事前設定されたコマンドをトリガする。 Disclosed is a device for detecting and/or measuring critical components of a structure over a specified period of time by a monitoring unit, defining the specified period as the life of the structure. The device includes the steps of: acquiring, time-stamping, and recording data acquired from each of the sensors in the device; calculating, by an on-board computer device, an average value for each acquired sensor data value by dividing the total of the measured data values by the number of data points in the monitoring sequence; storing the average data value in the on-board memory component; and, when new data acquisition is performed as described above, verifying and comparing the new average value with previous values to determine any variations between data values from the same sensor; categorizing the variations in values using the on-board computer device; and identifying whether any sensor values fall within the predefined default value ranges. (i) If all variations are within the default value ranges, the system stores the values and resets as described above; and (ii) if any variations are outside the default value ranges, triggering a predefined command for further action.
構造の臨界変化の検出および/または測定を上記デバイスを用いて行う方法は、以下のステップを含む:上記デバイスのオンボードコンピュータにより各センサーについて最小値範囲および最大値範囲を指定する事前規定されたデフォルト値を平均デフォルト値と確認および比較するステップであって、上記最小/最大デフォルト値の規定/変更は手動でまたは機械学習技術を用いて行われ得、このような値は、任意の時に改変/変更され得、任意のセンサーの上記平均値が上記デフォルト値範囲から外れていることが特定された場合、事前規定されたコマンドスケジュールが開始され、(i)上記オンボードデバイスにおける状況(例えば、電力能力および通信能力)を決定するために分析プロセスが実行され、(ii)上記した分析の結果を受けて、コマンドが実行され、(iii)二次分析の実行のために、外部コンピューティングデバイスへのデータ提供がWifi、RF、Bluetooth、セルラー方式、衛星および/または上記デバイスからの手動抽出を用いて行われ、全センサーの平均値が上記デフォルト値範囲内にあると特定された場合、上記システムはリセットし、通常動作に戻る。 A method for detecting and/or measuring critical changes in a structure using the device includes the steps of: verifying and comparing, by the device's on-board computer, predefined default values specifying minimum and maximum ranges for each sensor with an average default value, wherein the minimum/maximum default values may be defined/modified manually or using machine learning techniques, and such values may be altered/changed at any time; if the average value of any sensor is determined to be outside the default range, a predefined command schedule is initiated; (i) an analysis process is performed to determine conditions (e.g., power and communication capabilities) at the on-board device; (ii) commands are executed based on the results of the analysis; and (iii) data is provided to an external computing device using Wi-Fi, RF, Bluetooth, cellular, satellite, and/or manual extraction from the device for secondary analysis; if the average values of all sensors are determined to be within the default range, the system resets and returns to normal operation.
遠隔のデータベース場所における構造的完全性を上記デバイスを用いて評価し、指定された動作を実行する方法は、以下のステップを含む:上記デバイスから分析データを受信するステップであって、上記分析データは、インシデントの前、上記インシデントの最中および上記インシデントの後に上記インシデントから取得されたセンサーデータを含む、ステップと、二次分析を実行するステップであって、上記二次分析は、(i)上記デバイスからアップロードされたデータ、および(ii)サードパーティデータベースから取得されたデータ、および(iii)ユーザプロファイルからの構造データを含む、ステップ。上記構造およびその周囲からの関連データが、プロプラエタリアルゴリズムによって特定および計算され、上記分析の結果が、事前規定されたリスク評価表によりカテゴリ分けされ、上記事前規定されたリスク評価表は、上記二次分析結果を受けた選択された数の動作を有し、上記(i)低リスク、(ii)中程度のリスクおよび(iii)高リスクカテゴリはそれぞれ、特定のガイドラインおよび推奨事項に付随し、この情報は、上記ユーザプロファイルにオンラインで表示され、(a)モバイルアプリケーション、(b)ウェブアプリケーションまたは(c)TEXT/SMSを介して上記ユーザへ送達されるか、または、(d)別個のサーバーシステムまたはその組み合わせへ送達される。 A method for assessing structural integrity at a remote database location using the device and performing specified actions includes the steps of: receiving analytical data from the device, the analytical data including sensor data obtained from the incident before, during, and after the incident; and performing a secondary analysis, the secondary analysis including (i) data uploaded from the device, (ii) data obtained from a third-party database, and (iii) structural data from a user profile. Relevant data from the structure and its surroundings is identified and calculated by a proprietary algorithm, and the results of the analysis are categorized by a predefined risk assessment table, the predefined risk assessment table having a selected number of actions following the secondary analysis results, and each of the (i) low risk, (ii) medium risk, and (iii) high risk categories is associated with specific guidelines and recommendations, and this information is displayed online in the user profile, delivered to the user via (a) a mobile application, (b) a web application, or (c) TEXT/SMS, or (d) a separate server system, or a combination thereof.
上記のデバイスにおいて、上記分析プロセスは、上記オンボードコンピューティングデバイスの外部のコンピュータユニットから行われる。 In the above device, the analysis process is performed from a computer unit external to the on-board computing device.
上記のデバイスにおいて、上記平均値は上記平均値として計算されるのではなく、上記センサーデータ取得からの真の値として用いられる。 In the above device, the above average value is not calculated as the average value, but is used as the true value from the above sensor data acquisition.
上記のデバイスにおいて、上記データは、上記監視ユニットから送信されるのではなく、上記ローカルの監視オンボードコンピューティングデバイスまたは監視されている物体と同じ場所の補助コンピューティングデバイスにおいて処理および分析される。 In such devices, the data is not transmitted from the monitoring unit, but is instead processed and analyzed on the local monitoring on-board computing device or an auxiliary computing device in the same location as the object being monitored.
上記のデバイスにおいて、上記データにより、室内に身体があることが示されると、上記2重通信特徴が活性化される。上記監視ユニットが設けれらた室内において、当該人物は、上記デバイス中の上記通信コンポーネントを用いて、遠隔場所にいる人との通信を上記監視ユニットを通じて行うことができる。 When the data indicates the presence of a body in the room, the device activates the dual communication feature. A person in the room where the monitoring unit is located can use the communication component in the device to communicate with a person at a remote location through the monitoring unit.
上記のデバイスにおいて、上記監視システムは、プラットフォームから提供されるサービスについてユーザへ請求する手段を含む。 In the above device, the monitoring system includes means for billing the user for services provided by the platform.
上記のデバイスにおいて、上記監視システムは、サブスクリプションとして提供されるサービスについての手段を含む。 In the above device, the monitoring system includes means for services provided as a subscription.
上記のデバイスにおいて、上記サービスとのユーザ対話は、上記プラットフォームから提供されるネットワークを介してアクセスされ、ユーザ挙動、上記サービスの利用頻度および当該サービスの利用時において用いられたキーストロークの種類を記録するために追跡され、上記記録は、さらなるソフトウェア開発およびベンダーの広告主活動のためのフィードバックおよび統計を得るためにコンパイルされる。 On the device, user interactions with the service are accessed via a network provided by the platform and tracked to record user behavior, frequency of use of the service, and types of keystrokes used when using the service, which are compiled to provide feedback and statistics for further software development and vendor advertiser activity.
上記のデバイスにおいて、上記プラットフォームから提供される仮想環境は、ターゲットを絞った広告のための表示領域を含む。 On the above device, the virtual environment provided by the platform includes a display area for targeted advertising.
上記のデバイスにおいて、上記オンボードコンピューティングデバイスにおける個々の監視ユニットまたは全ての監視ユニットにおけるファームウェアが更新され得、コマンドが任意の時に変更され得る。 In the above device, firmware in individual monitoring units or all monitoring units in the on-board computing device can be updated and commands can be changed at any time.
上記のデバイスにおいて、マイクロ制御された音響センサーを用いて、上記構造中の音波を記録する。これらの音波と、木材、金属、コンクリート、ガラス、石、れんがの破壊から発生した音パターンとを比較して、構造の損傷を決定する。 The device uses micro-controlled acoustic sensors to record sound waves within the structure. These waves are compared to sound patterns generated by the destruction of wood, metal, concrete, glass, stone, and brick to determine structural damage.
上記のデバイスにおいて、上記個々のLiDARセンサーは、他のセンサーと協働して、距離を測定するための本発明の本質的かつ必須の部分となる。 In the above device, the individual LiDAR sensors, in cooperation with other sensors, are an essential and necessary part of the invention for measuring distance.
上記のデバイスにおいて、上記個々のジャイロセンサーは、他のセンサーと協働して、位置を測定するための本発明の本質的かつ必須の部分となる。 In the above device, the individual gyro sensors, in cooperation with other sensors, are an essential and necessary part of the invention for measuring position.
上記のデバイスにおいて、上記個々の加速度計は、他のセンサーと協働して、位置および加速度を測定するための本発明の本質的かつ必須の部分となる。 In the above device, the individual accelerometers, in conjunction with other sensors, are an essential and necessary part of the invention for measuring position and acceleration.
上記のデバイスにおいて、上記個々の温度センサーは、他のセンサーと協働して、温度を測定するための本発明の本質的かつ必須の部分となる。 In the above device, the individual temperature sensors, in cooperation with other sensors, are an essential and necessary part of the invention for measuring temperature.
上記のデバイスにおいて、上記個々の煙センサーは、他のセンサーと協働して、煙および火の存在を測定するための本発明の本質的かつ必須の部分となる。 In the above device, the individual smoke sensors, in conjunction with other sensors, are an essential and integral part of the invention for measuring the presence of smoke and fire.
上記のデバイスにおいて、上記個々の受動型赤外線センサーは、他のセンサーと協働して、身体からの熱信号を測定するための本発明の本質的かつ必須の部分となる。 In the above device, the individual passive infrared sensors, in conjunction with other sensors, are an essential and necessary part of the invention for measuring thermal signals from the body.
上記のデバイスにおいて、上記個々の一酸化炭素(CO)センサーは、他のセンサーと協働して、ガスを測定するための本発明の本質的かつ必須の部分となる。 In the above device, the individual carbon monoxide (CO) sensor, in conjunction with other sensors, is an essential and necessary part of the invention for measuring gases.
他の特徴および態様が、下記の詳細な説明、図面および特許請求の範囲から明らかとなる。 Other features and aspects will become apparent from the following detailed description, drawings, and claims.
図面および詳細な説明の全体において、同一の要素を指すために、同一の参照符号が用いられる。図面は、縮尺通りでない場合があり、図面中の要素の相対的サイズ、比率および図示は、明瞭性、図示および便宜性のために誇張されている場合がある。 The same reference numerals are used throughout the drawings and detailed description to refer to the same elements. The drawings may not be to scale, and the relative size, proportions, and illustrations of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, illustration, and convenience.
以下の詳細な説明は、本明細書中に記載の方法、製品および/またはシステムの包括的理解を読者が得られるよう、支援をするために提供される。しかし、本明細書中に記載の方法、製品および/またはシステムの多様な変更、改変および相当物が、当業者にとって明らかとなる。 The following detailed description is provided to assist the reader in gaining a comprehensive understanding of the methods, products and/or systems described herein. However, various modifications, variations and equivalents of the methods, products and/or systems described herein will be apparent to those skilled in the art.
本発明は、デバイス[監視ユニット]であり、距離、振動、音、熱、ガス、光、圧力、湿度、温度などの測定からのデータを記録する複数のセンサーを用いる。 The present invention is a device [monitoring unit] that uses multiple sensors to record data from measurements such as distance, vibration, sound, heat, gas, light, pressure, humidity, and temperature.
監視ユニットは、構造的フットプリント[デフォルト値]の特定のために、建物、橋、トンネルまたは類似の構造[物体]へ取り付けられて、図1に記載のようなセンサーを用いてデータ記録を行う。 The monitoring unit is attached to a building, bridge, tunnel, or similar structure to identify its structural footprint and record data using sensors such as those shown in Figure 1.
システムの据え付け時において、ユーザは、物体をデータベースに登録する。物体についてのデータ(すなわち、年齢、サイズ、建物材料、建築基準)が記録される[構造データ]。この構造データは、物体の最終分析において用いられる。 When the system is installed, the user registers the object in the database. Data about the object (i.e., age, size, building materials, building standards) is recorded [construction data]. This construction data is used in the final analysis of the object.
各センサーが監視している物体についてデフォルト値を特定するために、機械学習技術が用いられる。記録されるデータは、その日の時刻、時節、天候などに応じて異なる。機械学習技術により、デフォルト値のこのような不一致の精度が向上する。 Machine learning techniques are used to identify default values for each sensor's monitored object. Recorded data varies depending on the time of day, season, weather, etc. Machine learning techniques improve the accuracy of these discrepancies in default values.
センサーは、図1に記載のように物体からのデータを記録し、図10に記載のような風、地球の動き、爆発または材料疲労[イベント値]に起因して発生する通常のまたは異常なエネルギー/力を物体が受けた際、当該データの変動を検出する。 The sensor records data from the object as shown in Figure 1 and detects fluctuations in that data when the object is subjected to normal or abnormal energy/forces caused by wind, earth movement, explosions or material fatigue [event values] as shown in Figure 10.
異なる材料の破壊音の発見のために、音響放出技術[AET]が用いられる。AETにより、音パターンが規定され、当該構造にリスクがあるか否かが特定される。 Acoustic Emission Technology (AET) is used to detect the failure sounds of different materials. AET defines sound patterns and identifies whether the structure is at risk.
物体のサイズが大きい場合、本発明は、さらなる監視ユニットを含む。このさらなる監視ユニットは、同一のセンサーデータを記録および処理する。分析プロセスにおいて用いられるさらなる数学アルゴリズムとして、監視ユニットとスレーブユニットとの間の測定データがある。この測定により、物体の変位の理解のための別のデータセットが得られる。 If the object is large, the invention includes an additional monitoring unit that records and processes the same sensor data. Measurement data between the monitoring unit and the slave unit is used as an additional mathematical algorithm in the analysis process. This measurement provides another data set for understanding the object's displacement.
このデータは、監視ユニット中において分析される。これらの結果は、監視ユニット中のデータベース内に保存され、さらなる分析のために遠隔データセンターにもアップロードされる。 This data is analyzed within the monitoring unit. The results are stored in a database within the monitoring unit and also uploaded to a remote data center for further analysis.
システムは、イベント値をデフォルト値と確認および比較する。 The system checks and compares the event value with the default value.
システムは、サードパーティデータベース[環境データ](すなわち、米国地質調査(USGS)および国立測候所(NWS))との確認および比較を行う。環境データを入手する目的は、物体周囲の状態(地面および天候条件)のより深い理解であり、当該物体の近隣の政府の地震計からの震動データを得ることである。 The system checks and compares with third-party databases [environmental data] (i.e., United States Geological Survey (USGS) and National Weather Service (NWS)). The purpose of obtaining environmental data is to gain a better understanding of the conditions (ground and weather conditions) around the object, and to obtain seismic data from government seismometers in the vicinity of the object.
利用可能である場合、同一地理的領域内の他の監視ユニットからのデータも、物体の最終分析に含まれる。 If available, data from other monitoring units within the same geographic area will also be included in the final analysis of the object.
最終分析[物体データ]は、事前規定されたプロトコルを用いてカテゴリ分けされる。標準ユーザについての単純なカテゴリ分けが、構造健全性の決定のための色コードを用いて設計される。以下の色が用いられる:緑色(安全)、黄色(要検査)、赤色(安全ではない)。専門家向けに高度なカテゴリ分けが設計され、構造健全性の決定のために詳細な推奨事項が盛り込まれる。 Final analysis [object data] is categorized using a predefined protocol. A simple categorization for standard users is designed with a color code for determining structural integrity. The following colors are used: green (safe), yellow (needs inspection), red (unsafe). An advanced categorization is designed for experts, with detailed recommendations for determining structural integrity.
異なる目的のために、プロトコルが用いられる。 Protocols are used for different purposes.
レトロフィット/アップグレード/修理。 Retrofit/upgrade/repair.
時間と共に、物体データは、材料疲労、変位または(構造が使用するのに安全であることを確証するために任意の種類の補強が当該物体に必要であり得る旨を示す)他の任意の種類の構造変化を示唆する。 Over time, object data may suggest material fatigue, displacement, or any other type of structural change (indicating that the object may require any type of reinforcement to ensure the structure is safe for use).
物体の評価。 Evaluation of the object.
購入者、不動産仲買業者、銀行または類似の公共施設に対し、物体の構造健全性の履歴が本システムから提供され得、この記録は、物体の鑑定時における必須の情報となる。 The system can provide a purchaser, real estate broker, bank, or similar public institution with a history of the structural integrity of an object, making this record essential information when appraising an object.
建築許可の評価。 Building permit evaluation.
本システムにより、地方政府および土地所有者による決定(すなわち、建築許可の承認、新規の方針および建築基準や特定の地理的場所または物体において特定された構造の安全基準に関連する任意の事項の作成)の向上が支援される。 The system helps improve decision-making by local governments and landowners (i.e., approving building permits, creating new policies and regulations, and any matters related to building codes and safety standards for structures identified in specific geographic locations or objects).
内部構造の評価。 Evaluation of internal structure.
本システムにより、地方政府および内部構造の所有者によるより大型の物体(すなわち、ガスパイプライン、油パイプラインおよび水パイプライン、配電線、精油所、風車発電所、橋、トンネル、レール)の地質的動きに関連する監視および安全防護が支援される。 The system assists local governments and owners of internal structures in monitoring and safeguarding larger objects (i.e., gas, oil and water pipelines, power lines, refineries, wind farms, bridges, tunnels, rails) related to geological movements.
自然災害後の評価。 Evaluation after natural disasters.
物体が任意の種類の強震動を受けた場合、当該物体のユーザ/所有者は、当該物体の安全基準についてのそのようなイベントの直後に通知を受信する。 If an object experiences any type of strong seismic motion, the user/owner of the object will receive a notification immediately after such an event regarding the safety standards of the object.
爆発後の評価。 Post-explosion evaluation.
物体が近隣のまたは直接的な爆発を受けた場合、当該物体のユーザ/所有者は、当該物体の安全基準についてのそのようなイベントの直後に通知を受信する。 If an object is subjected to a nearby or direct explosion, the user/owner of the object will receive notification immediately after such an event regarding the safety standards of the object.
水圧破砕後イベントおよび類似の人為的イベント。 Post-fracking events and similar man-made events.
物体が水圧破砕イベントおよび/または類似の人為的イベントを受けた場合、物体のユーザ/所有者は、当該物体の安全基準についてのそのようなイベントの直後に通知を受信する。 If an object undergoes a hydraulic fracturing event and/or similar man-made event, the object's user/owner will receive notification immediately after such event regarding the safety standards of the object.
上記の7つのカテゴリそれぞれにおいて、プロプラエタリ数学アルゴリズムを用いて、当該物体に構造的に損傷が生じかつ/または変位したかを自動的に決定する。結果は、図3に記載のように、SMT/TEXT、eメールまたは電話を介して当該物体のユーザ/所有者へ送達される。これらの方法に加えて、結果を別個のコンピュータサーバーシステムへ送達してもよいし、あるいはこれらの方法と組み合わせて送達してもよい。 For each of the seven categories above, proprietary mathematical algorithms are used to automatically determine whether the object has been structurally damaged and/or displaced. Results are delivered to the object's user/owner via SMT/TEXT, email, or phone, as shown in Figure 3. In addition to these methods, results may also be delivered to a separate computer server system, or in combination with these methods.
特定の地理的領域において、構造は、自然要因(例えば、地震条件および天候条件)ならびに近隣の人為的内部構造(空港、道路など)からの振動および動きに常に暴露される。この暴露に起因して、建物材料が経時的に摩耗する[摩耗および断裂]。現在、構造がこのようなエネルギーおよび力に常に暴露された場合に当該構造中の摩耗および断裂要素の状態を決定する技術は無い。材料の摩耗および断裂に起因して、構造健全性の経時的変化に繋がり、最終的には当該構造の安全性が損なわれる。本発明により、構造の安全性を経時的に維持するために有用である「摩耗および断裂」の変化を示す新規データ層が得られる。 In certain geographic regions, structures are constantly exposed to vibrations and movements from natural factors (e.g., seismic and weather conditions) as well as nearby man-made internal structures (airports, roads, etc.). This exposure causes building materials to wear down over time (wear and tear). Currently, there is no technology available to determine the state of wear and tear elements in a structure when the structure is constantly exposed to such energies and forces. The wear and tear of materials leads to changes in structural integrity over time, ultimately compromising the safety of the structure. The present invention provides a new layer of data that indicates changes in "wear and tear" that is useful for maintaining the safety of a structure over time.
現在、構造の所有主が変わるかまたは構造が評価を受ける際に当該構造の状態を決定する技術は存在しない。構造は、日別の力および/または非日別的な力を受けるが、このような力は、長期および短期双方にわたって建物材料を摩耗させる。構造技術者が物理的検査を行う際に構造が安全であるか否かを評価する際に利用することができるのは、自身の視覚のみである。これらの現在の検査の場合、構造の状態の決定のための結果の比較相手としての実際の履歴データまたは現実の履歴データが無い。本発明によれば、構造の値および安全性双方の決定を支援する新規データ層が提供される。加えて、本発明は、視覚検査では確認することが不可能な方法で建物材料の内部を理解する。 Currently, no technology exists to determine the condition of a structure as it changes hands or undergoes evaluation. Structures are subjected to daily and/or non-daily forces that wear down building materials over both the long and short term. When structural engineers perform physical inspections, they rely solely on their own eyes to assess whether a structure is safe. These current inspections lack actual or real historical data against which to compare results to determine the condition of the structure. The present invention provides a new layer of data that aids in determining both the value and safety of a structure. Additionally, the present invention provides insight into building materials in ways that are impossible to ascertain through visual inspections.
現在、物体が上記した力を受けており、当該物体が人口密集地域に位置している場合、地方自治体は、構造/物体が安全であるか否かについて認定技術士による調査および分類が行われるまで、安全のために当該物体を即座に閉鎖する。技術チームは、このような分類を行う際に、当該構造/物体を訪問する必要がある。地質的インシデント時において、多数の構造/物体が影響を受けることが多い。これらの多数の構造/物体は、より少数の認定技術士と比較して不均衡であるため、安全分類プロセスの時間がかかり、煩わしくなる。そのように時間がかかるほど、影響を受ける社会における財政損失も大きくなり、犠牲者の危険性も増す。 Currently, if an object is subjected to the forces described above and is located in a populated area, local authorities will immediately close the object for safety reasons until a certified engineer can inspect and classify the structure/object as safe. Such a classification requires a technical team to visit the structure/object. During a geological incident, a large number of structures/objects are often affected. This large number of structures/objects, disproportionately compared to a smaller number of certified engineers, makes the safety classification process time-consuming and cumbersome. The longer it takes, the greater the financial losses to the affected community and the greater the risk of casualties.
本発明において用いられるハードウェアユニットは、上記したインシデントによって物体が影響を受けるか否かおよびそのような影響の量を監視する。分析ソフトウェアシステムは、センサーによって得られて数学アルゴリズムへ変換されたデータを用いて、構造/物体が安全であるか否かを自動的に決定する。その結果、即時アラートシステムが生成され、公共の安全およびファーストレスポンダーの安全性が増大する。本発明は、インシデント後に物体へ進入することが安全であるか否かの理解の向上のための、ファーストレスポンダーのためのツールでもある。加えて、人の支援のためのアクションの振り向けおよびさらなる怪我人および負傷者の回避の対象となる場所についてのカテゴリ分けをより適切かつ迅速に行うためのツールが地方政府へ提供される。本システムにより、インシデント後の物体のカテゴリ分けが「最も危険」~「最も安全」として数分以内に行われる。 The hardware unit used in the present invention monitors whether an object is affected by the incident described above and the amount of such impact. An analytical software system uses data obtained by sensors and converted into mathematical algorithms to automatically determine whether a structure/object is safe. This results in an immediate alert system, increasing public safety and the safety of first responders. The present invention also provides a tool for first responders to improve their understanding of whether it is safe to enter an object after an incident. In addition, it provides local governments with a tool to better and more quickly categorize areas for directing actions to assist people and avoid further injury and casualties. The system categorizes objects after an incident as "most dangerous" to "safest" within minutes.
本発明を構成する個々のコンポーネントまたは要素
変位を測定するLiDARセンサー、
地盤振動を測定する加速度計、
音響放出を検出する圧電デバイス、
ガス検出器および煙検出器;
温度センサー、
室内に体温のある身体が存在するかを決定する受動型赤外線センサー、
ネットワーク内において接続された複数のデバイス間の通信のための無線周波数デバイス(RFも、変位検出のために監視ユニット間の距離を測定する)、
アラームおよび事前録音された音を鳴らす(換言すると、対話通信も可能にする)ためのスピーカー、
バッテリーバックアップを備えたセルラー方式通信システム、
遠隔データセンターとの通信のためのWi-Fiシステム;および/または
回転を特定するジャイロコンパス。
Individual components or elements that make up the present invention: LiDAR sensor for measuring displacement;
accelerometers to measure ground vibrations;
a piezoelectric device for detecting acoustic emissions;
gas and smoke detectors;
temperature sensor,
a passive infrared sensor that determines the presence of a warm body in the room;
Radio frequency devices for communication between multiple devices connected in a network (RF also measures the distance between monitoring units for displacement detection);
a speaker for playing alarms and pre-recorded sounds (i.e., also allowing for interactive communication);
a cellular communication system with battery backup;
A Wi-Fi system for communication with a remote data center; and/or a gyrocompass to determine rotation.
本発明およびその機能性をさらに規定する、本明細書中に記載のデバイスの各コンポーネントについて説明する。「標準モード」について言及する場合、当該構造へ衝撃を付与する非日別的な力または異常な力無しに、構造からのデータを収集する監視システム内のモードを常に指す。「インシデントモード」について言及する場合、事前規定された閾値から外れた影響を与える値として特定された1つの要素または数個の要素によって監視システムがトリガされた場合を指す。これらの閾値の規定は、監視システムの工場での設定時において行ってもよいし、あるいは据え付け時に行ってもよい。 The components of the device described herein are described below to further define the present invention and its functionality. References to "standard mode" always refer to a mode within the monitoring system that collects data from a structure without any unusual or abnormal forces impacting that structure. References to "incident mode" refer to a situation in which the monitoring system is triggered by one or several factors identified as having impacting values outside of predefined thresholds. These thresholds may be defined during factory configuration of the monitoring system or at the time of installation.
光検出および測距センサー[LiDAR] Light detection and ranging sensor [LiDAR]
LiDARは、レーザーを用いて、構造内の2つの設定点間の距離を決定する。点Aは、監視ユニットが取り付けられた壁上に配置され、点Bは、デバイスの反対側において、構造内の部屋/空間の他方側に配置される。言い換えると、点Aおよび点Bは、任意の物体の内側または外側間に設けられ得る。これらの点間において収集されたデータを、新規の読み取り値および読み取り値の履歴と比較して、距離の任意の変化を規定する。このデータは、時刻、時節、天候などに応じて距離の変動を理解するために、機械学習技術によっても用いられる。このデータは、データ分析のさらなる向上のために、他のセンサーデータと相関付けても用いられる。 LiDAR uses a laser to determine the distance between two set points within a structure. Point A is located on the wall where the monitoring unit is mounted, and Point B is located on the other side of the room/space within the structure, opposite the device. In other words, Points A and B can be located inside or outside any object. Data collected between these points is compared with new and historical readings to determine any changes in distance. This data is also used by machine learning techniques to understand variations in distance depending on the time of day, season, weather, etc. This data can also be correlated with other sensor data to further improve data analysis.
トリガ:取得されたデータが事前規定された閾値(単数または複数)から外れている場合、LiDARは、システムをインシデントモードにトリガする。閾値は、物体毎および時間毎に異なる。機械学習システムは、新規データが利用可能(日別)となるたびに、閾値を連続的に調節する。温度センサー、構造データベース中に見受けられる物体の建物材料、時刻および時節間の関係は全て、距離のずれの決定に含まれる。 Trigger: If the acquired data falls outside of a predefined threshold(s), the LiDAR triggers the system into incident mode. The thresholds vary from object to object and from time to time. The machine learning system continuously adjusts the thresholds as new data becomes available (daily). Temperature sensors, the object's building materials as found in the structural database, the time of day, and the relationship between time periods are all included in determining the distance deviation.
標準モード:「システムモード」において記載のように、データ取得が1日複数回実行される。 Standard mode: Data acquisition is performed multiple times per day as described in "System mode."
インシデントモード:加速度計データが加速度計閾値から外れた値に戻った場合にデータ取得を実行する。 Incident mode: Data acquisition occurs when accelerometer data returns to a value outside the accelerometer threshold.
加速度計およびジャイロ Accelerometer and gyro
3軸加速度計により動きを測定し、ジャイロコンパスを用いた位置決定も行う。監視/センサーユニットが構造内の壁上に取り付けられ、システムがオンにされると、デフォルト位置が確立される。加速度計は、振動を24時間/7日体制で監視および記録する。これらの記録は保存および計算され、機械学習技術により、システムは、正確なデフォルト値(換言するとデフォルト値)を確立させる。上記データは、時刻、時節、天候条件などに応じた距離変動の理解にも用いられる。加えて、システムは、振動および回転も理解する。上記データはまた、データ分析のさらなる向上のために、他のデータセンサーと相関して用いられる。 A three-axis accelerometer measures movement, and a gyrocompass is used to determine position. When the monitoring/sensor unit is mounted on a wall within a structure and the system is turned on, a default position is established. The accelerometer monitors and records vibrations 24/7. These records are stored and calculated, and machine learning techniques allow the system to establish accurate default values (in other words, default values). The data is also used to understand distance variations depending on the time of day, season, weather conditions, etc. In addition, the system understands vibrations and rotations. The data is also used to correlate with other data sensors to further improve data analysis.
トリガ:取得されたデータが事前規定された閾値から外れた場合、加速度計により、システムはインシデントモードにトリガされる。閾値は、物体毎に異なり、時間によっても異なる。機械学習システムは、新規データが毎日利用可能となるたびに、閾値を連続的に調節する。 Trigger: The accelerometer triggers the system into incident mode if the acquired data falls outside a predefined threshold. The threshold varies from object to object and over time. The machine learning system continuously adjusts the threshold as new data becomes available each day.
標準モードおよびインシデントモード:「システムモード」に記載のように、データ取得の監視および記録は、連続的に行われる。 Standard Mode and Incident Mode: Data acquisition is monitored and recorded continuously as described in "System Mode."
ガスセンサーおよび煙センサー Gas and smoke sensors
システムは、火災からの煙および多様なガス(例えば、一酸化炭素(CO)、シアン化水素(HCN)、二酸化炭素(CO2)および塩化水素(HCl))を検出するセンサーを含む。これらのセンサーは、ガス検出を常時行い、事前規定された閾値を超えた場合に即時にシステムをトリガする。トリガが1回または数回行われない限り、センサー値は記録または保存されない。 The system includes sensors that detect smoke from a fire and various gases (e.g., carbon monoxide (CO), hydrogen cyanide (HCN), carbon dioxide (CO2), and hydrogen chloride (HCl)). These sensors continuously detect gases and immediately trigger the system if a predefined threshold is exceeded. Sensor values are not recorded or stored unless triggered one or more times.
標準モードおよびインシデントモード:これらのセンサーは、トリガーセンサーのみである。 Standard Mode and Incident Mode: These sensors are trigger sensors only.
温度センサー Temperature sensor
温度センサーは、摂氏/華氏の監視および記録を24時間/7日間行う。これらの記録は保存され、爆発リスクのレベルの特定のために、ガスセンサーにより相互参照される。これらの記録は、距離計算の監視のために、LiDARおよびRFによって相互参照される。距離は、構造の膨張/後退に起因して変化し得る。換言すると、距離の変化に起因して、ガスラインが破壊され得、爆発リスクが高まり得る。 Temperature sensors monitor and record Celsius/Fahrenheit 24/7. These records are stored and cross-referenced with gas sensors to identify the level of explosion risk. These records are cross-referenced with LiDAR and RF to monitor distance calculations. Distance can change due to structural expansion/contraction. In other words, gas lines can be disrupted due to distance changes, increasing the risk of explosion.
受動型赤外線センサー(PIR) Passive infrared sensor (PIR)
システムは、インシデントモードになると、PIRセンサーを起動させて、体温のある身体が室内に存在するかを特性させる。PIRセンサーは、身体が人間、動物または身体に類似する熱要素として検出され得る何か他のものであるかを特定することはできない。これらのセンサー値は、センサーがトリガされる回数が1回または数回にならならない限り、記録または保存されない。これらのセンサーは、トリガーセンサーのみである。PIRデータにより熱要素が検出された場合、当該データは、同時取得された音データと相互参照される。システムにより、熱要素および音記録データの組み合わせが人間または何か他のものに起因するものであるかが特定される。 When the system enters incident mode, it activates PIR sensors to characterize the presence of a warm body in the room. PIR sensors cannot determine whether the body is a human, an animal, or something else that may be detected as a body-like thermal element. These sensor values are not recorded or stored unless the sensor is triggered one or more times. These sensors are trigger sensors only. If a thermal element is detected by the PIR data, that data is cross-referenced with simultaneously acquired sound data. The system determines whether the combination of the thermal element and sound recording data is due to a human or something else.
標準モードおよびインシデントモード:このセンサーは、常時トリガーセンサーのみである。 Standard and Incident Modes: This sensor is a constant trigger sensor only.
無線周波数(RF) Radio Frequency (RF)
1個よりも多数のデバイスの取り付けが必要な場合、RFを用いて位置を三角測量し、各センサー間の距離を特定する。これは、物体の配置および変位の評価の一部である。 If more than one device needs to be attached, RF is used to triangulate the position and determine the distance between each sensor, which is part of the assessment of object placement and displacement.
トリガ:取得されたデータが事前規定された閾値から外れた場合、RFにより、システムはインシデントモードとしてトリガされる。閾値は、物体毎に異なり、時間によっても異なる。これらの閾値は、新規データが毎日利用可能となるたびに、機械学習システムによって連続的に調節される。温度センサー、構造データベース中に見受けられる物体の建物材料、時刻および時節間の関係は全て、距離のずれの決定に含まれる。 Trigger: RF triggers the system into incident mode if acquired data falls outside predefined thresholds. Thresholds vary from object to object and time to time. These thresholds are continuously adjusted by the machine learning system as new data becomes available each day. Temperature sensors, the object's building materials as found in the structural database, time of day and the relationship between time periods are all included in determining the distance deviation.
標準モード:「システムモード」において記載のように、データ取得が1日複数回実行される。 Standard mode: Data acquisition is performed multiple times per day as described in "System mode."
インシデントモード:加速度計が事前規定された加速度計閾値から外れた値に戻った場合に、データ取得を実行する。 Incident mode: Triggers data acquisition when the accelerometer returns to a value outside of a predefined accelerometer threshold.
サウンドカード Sound card
システムは、音響放出技術[AET]を用いて、構造を構成する異なる材料からの多様な破壊音を特定する。構造データベースにより、存在している建物材料が特定され、これにより、この特定の材料と関連する破壊音をシステムにより発見することが可能になる。このAETは、プライバシーおよび/または他の要素に応じて、最終評価において用いてよいし、用いなくてもよい。 The system uses Acoustic Emission Technology [AET] to identify various crash sounds from different materials that make up the structure. A structural database identifies the building materials present, allowing the system to find the crash sounds associated with those specific materials. This AET may or may not be used in the final assessment, depending on privacy and/or other factors.
室内の人を特定するために用いられるPIRセンサーとサウンドカードとの関係も、対話パラメータとして用いられ得る。インシデントモード時において、当該領域から逃げることができない人が存在し得る。 The relationship between the PIR sensor used to identify people in the room and the sound card can also be used as an interaction parameter. During incident mode, there may be people who are unable to escape the area.
スピーカー Speaker
スピーカーは、任意の種類の警告信号、事録されたボイスメッセージのために用いられるか、または、室内の人との対話状況において用いられる。 The speaker can be used for any kind of warning signal, recorded voice message, or in interactive situations with people in the room.
Wi-Fi Wi-Fi
システムにおいて用いられる標準通信は、WiFiを活用する。システムは、システムのセットアップ、取り付け、制御および実行において、ローカルWiFi内部構造を用いる。 The standard communications used in the system utilizes Wi-Fi. The system uses local Wi-Fi internals for system setup, installation, control, and execution.
セルラー方式 Cellular system
バックアップシステムは、セルラー方式である。インシデントモード時においてシステムにおいて停電または一般的な電力不足が発生した場合、遠隔データセンターとの通信のために、セルラー能力が起動される。 The backup system is cellular. In incident mode, if the system experiences a power outage or general power shortage, cellular capabilities are activated to communicate with a remote data center.
バッテリーバックアップ Battery backup
AC/DC電力が利用不可能である場合、システムは、自身のバッテリーバックアップシステムを用いて、設計された通りに監視および通信を継続する。 If AC/DC power is unavailable, the system will continue to monitor and communicate as designed using its own battery backup system.
ユニットの移動が必要になった場合、オフラインモードの選択により、監視ユニットを手動でオフにすることができる。 If you need to move the unit, you can manually turn off the monitoring unit by selecting offline mode.
本発明によれば、連続的測定および定期的測定が(典型的には、数分の長さの)記録間隔にわたって行われる。全てのセンサーがデータ値を事前規定された値の範囲[規定された通常範囲]内において記録した場合、デバイスは、各センサーの平均値のために計算を実行し、結果を保存した後、これらの値をデータセンターへアップロードする。その後、この記録シーケンスは削除され、新規の記録シーケンスが遅延または停止無く開始される。 According to the present invention, continuous and periodic measurements are taken over a recording interval (typically several minutes long). When all sensors record data values within a predefined range of values [defined normal range], the device performs a calculation for the average value of each sensor, stores the results, and then uploads these values to a data center. This recording sequence is then deleted and a new recording sequence is started without delay or interruption.
任意のセンサーが、通常範囲から外れたデータ値を検出した場合、(i)デバイスは、AC/DC電力が活性状態であるかを確認し、電力が不活性状態である場合、バックアップバッテリーユニットが活性化され、(ii)その後、デバイスは、WiFiが活性状態であるかを確認し、WiFiが不活性状態である場合、別の通信コンポーネントがオンにされて遠隔データセンターと通信し、(iii)その後、全センサーのための記録シーケンスは、遠隔データセンターへアップロードされ、(iv)その後、ローカル分析がデバイスにおいて行われ、結果が遠隔データセンターへアップロードされ、(v)その後、遠隔データセンターは、計算を実行し、以下からデータを取得する;(a)デバイス、(b)サードパーティデータベース、(c)任意のカスタムデータベース。これらの計算に基づいた最終結果を用いて、監視対象物体の状態が決定される。この結果は、ユーザに対して以下の形態でリレーされる(i)テキストメッセージ、(ii)eメール、(iii)ボイスメッセージまたは(iv)コンピュータの外部ネットワーク向けのカスタマイズされたデータセット。本発明によれば、全データのログ、アーカイブおよびタイムスタンプがとられる。このプロセスは、全センサーが通常範囲内に戻るまたはで継続される。 If any sensor detects a data value outside of its normal range, (i) the device checks whether AC/DC power is active, and if it is inactive, the backup battery unit is activated; (ii) the device then checks whether Wi-Fi is active, and if it is inactive, another communication component is turned on to communicate with the remote data center; (iii) the recording sequences for all sensors are then uploaded to the remote data center; (iv) local analysis is then performed on the device, and the results are uploaded to the remote data center; (v) the remote data center then performs calculations and obtains data from: (a) the device; (b) a third-party database; and (c) any custom database. The final results based on these calculations are used to determine the status of the monitored object. The results are relayed to the user in the form of: (i) a text message, (ii) an email, (iii) a voice message, or (iv) a customized data set for an external network of computers. In accordance with the present invention, all data is logged, archived, and time-stamped. This process continues until all sensors return to normal range.
図面の記載は、本発明の選択されたバージョンを説明する目的のためのものであり、本発明の範囲を制限することを意図していない。 The description of the drawings is for the purpose of illustrating selected versions of the invention and is not intended to limit the scope of the invention.
図1は、本発明の概観を示す。図1を参照して、本発明は、構造的完全性を決定する方法である。本発明は、以下からなる:(a)監視対象である物体からのデータを得るための1個または数個のセンサー(図8)を含む監視ハードウェアシステム、(b)構造要素の値の変化を理解するために人工知能技術および論理により分析プロセスを用いた構造情報の確認および比較を行うソフトウェア動作システム、(c)遠隔データセンターに配置されたホスティングシステムであって、このホスティングシステムは、ソフトウェアのオンライン利用へのアクセスを提供し、仮想環境のプラットフォームを提供する1つ以上のサーバーからなり、プラットフォームは、複数の同時ユーザからの遠隔アクセスがネットワークを介して可能である、ホスティングシステム、(d)分析を処理するためのアルゴリズムおよび機械学習技術を用いた数学動作(図12を参照)を含む論理ボード、ならびに(e)メッセージおよび推奨事項を分析からユーザへリレーする通信モジュール。 Figure 1 shows an overview of the present invention. Referring to Figure 1, the present invention is a method for determining structural integrity. The present invention comprises: (a) a monitoring hardware system including one or more sensors (Figure 8) for obtaining data from an object being monitored; (b) a software operating system that uses artificial intelligence techniques and logic to verify and compare structural information using an analytical process to understand changes in the values of structural elements; (c) a hosting system located in a remote data center, the hosting system consisting of one or more servers that provide access to online use of the software and provide a platform for the virtual environment, the platform being remotely accessible to multiple simultaneous users via a network; (d) a logic board that includes mathematical operations using algorithms and machine learning techniques (see Figure 12) for processing the analysis; and (e) a communications module that relays messages and recommendations from the analysis to the user.
図2は、構造データベースを示す。図2を参照して、本発明のユーザは、システムの使用前に、登録プロセスにおける詳細および構造データとの接触を提供する。データは、ユーザデータベース中に保存される。データベースは、以下からなる:(i)所有者、管理者、ユーザおよび構造に関連する他の任意の人についての連絡先情報、および(ii)当該構造についての建築情報(例えば、建物材料、年齢、サイズ)(これらの情報は全て、構造評価必須の部分である)。 Figure 2 shows the structure database. Referring to Figure 2, users of the present invention provide contact details and structure data in a registration process prior to using the system. The data is stored in the user database. The database consists of: (i) contact information for owners, managers, users, and any other persons associated with the structure, and (ii) construction information about the structure (e.g., building materials, age, size) (all of which information is an essential part of a structure assessment).
図3は、デバイス/監視ユニットセンサーを示す。図3を参照して、本発明は、多様なセンサーを用いたハードウェア監視ユニットを含む。これらの多様なセンサーは、以下を特定する:加速度、デシベルレベル、摂氏/華氏温度、ミリメートル単位の変位、角度回転、危険なガスまたは有毒なガス、煙の存在、および身体からの熱信号。構造の占有面積が大きい場合、1個または数個の監視ユニットが並行して用いられ得る。監視ユニットが構造に取り付けられると、このユニットと、遠隔データセンターにおけるホスティングシステムサービスとの接続が、無線通信または有線通信を用いてルータを介してインターネットまたは衛星通信またはセルラー方式通信を通じて行われる。 Figure 3 shows the device/monitoring unit sensors. Referring to Figure 3, the present invention includes a hardware monitoring unit using a variety of sensors to identify: acceleration, decibel levels, temperature in degrees Celsius/Fahrenheit, displacement in millimeters, angular rotation, presence of dangerous or toxic gases, smoke, and body heat signals. For structures with large footprints, one or several monitoring units can be used in parallel. Once the monitoring unit is installed on the structure, it connects to the hosting system services in a remote data center via wireless or wired communication through a router over the Internet, satellite, or cellular communication.
第1のデータ取得を用いて、構造の初期デフォルト値の入手および保存が行われる。随時において、ソフトウェアアップデートがダウンロードされ得、データセンターから遠隔的に取り付けられ得る。全てのまたは個々の監視ユニットが、デフォルト値および/またはデータ取得頻度、記録およびアップロードについて修正され得る。図4は、標準記録およびデータ取得を示す。監視ユニット中のセンサーは、図4に記載のように事前規定されたスケジュールに従って、データ取得を毎日行う。標準記録は、ノンストップで24時間/7日間継続される。 The first data acquisition is used to obtain and store the initial default values for the structure. From time to time, software updates can be downloaded and installed remotely from a data center. All or individual monitoring units can be modified for default values and/or data acquisition frequency, recording, and uploading. Figure 4 illustrates standard recording and data acquisition. Sensors in the monitoring units perform daily data acquisition according to a predefined schedule as shown in Figure 4. Standard recording continues nonstop 24 hours a day/7 days a week.
各センサーは、構造の真のデフォルト値および現在のデフォルト値を実行および計算し、監視ユニット中に保存させる。データ処理は常に機械学習標準を用いて行われ、デフォルト値の調節が必要な場合、そのような調節は自動的に行われる。標準監視モードにおいて、データ分析が監視ユニットにおいて実行されて、単一の異常が存在するかまたはセンサー間に関係ベースの異常現象が関与するかを決定する。全てのデータ点がデフォルト値範囲内にある場合、システムは、ルーチンの標準監視スケジュールを継続する。 Each sensor implements and calculates the true and current default values of the structure, which are stored in the monitoring unit. Data processing is always performed using machine learning standards, and if adjustments to the default values are necessary, such adjustments are made automatically. In standard monitoring mode, data analysis is performed in the monitoring unit to determine whether a single anomaly exists or whether a relationship-based anomaly between sensors is involved. If all data points are within the default value range, the system continues with the routine standard monitoring schedule.
図5は、監視ユニットからデータセンターへのアップロードスケジュールを示す。図5を参照して、結果が監視ユニット中に保存され、データセンターへアップロードされる。振動、ガタガタ音、動きまたは他の任意の様態の原因の力が発生すると、構造の元々の状態が変化する。このような力は、即時に特定される。任意のセンサーまたは監視ユニット内のセンサーの組み合わせからのデータがインシデントを示した場合および/またはデータがデフォルト値範囲から外れた場合は必ず、システムは活性化されて、インシデントモードとなる。 Figure 5 shows the upload schedule from the monitoring unit to the data center. Referring to Figure 5, results are stored in the monitoring unit and uploaded to the data center. Whenever a force occurs, whether it be vibration, rattle, movement, or any other form of cause, the original state of the structure changes. Such forces are immediately identified. Whenever data from any sensor or combination of sensors in the monitoring unit indicates an incident and/or the data falls outside of default value ranges, the system is activated and goes into incident mode.
図6は、インシデント記録を示す。図6を参照して、システムは、インシデントが発生している旨を示す変数を用いてトリガされる。 Figure 6 shows an incident record. Referring to Figure 6, the system is triggered using a variable that indicates that an incident has occurred.
インシデントが発生すると、標準記録は、インシデント記録に切り替わる。第1の分析が、監視ユニットにおいて行われる。その結果得られた分析および記録は、遠隔データセンターへアップロードされる。 When an incident occurs, the standard record is replaced by an incident record. A first analysis is performed in the monitoring unit. The resulting analysis and record are uploaded to a remote data center.
本発明のトリガ要素を受けて、(i)コマンドにより、スピーカーシステムが活性化され、警告音および事録されたボイスメッセージが実行され、(ii)対話特徴が活性化され得、苦痛にある人とリアルタイムで通信する。データがデフォルト値範囲に戻るまで、インシデント監視スケジュールは継続する。インシデント時において、本発明は、構造内の破断音を特定することが可能な音響放出技術を用いて記録を入手する。インシデントにより、異なる種類の材料の破壊を認識するために用いられ得る「ping」が生成される。記録は、分析対象としてデータセンターへアップロードされる。 Upon receiving a trigger element of the present invention, (i) a command activates the speaker system to play an audible warning and recorded voice message, and (ii) a dialogue feature can be activated to communicate in real time with the person in distress. The incident monitoring schedule continues until the data returns to the default range. During an incident, the present invention obtains recordings using acoustic emission technology capable of identifying fracture sounds within a structure. The incident generates a "ping" that can be used to recognize the failure of different types of materials. Recordings are uploaded to a data center for analysis.
インシデント記録:記録は、システムがトリガされたときから開始され、デフォルト値が範囲内に戻るまで継続される。インシデントプロセス:標準記録プロセスがサイクル中である場所に関係無く、1つ以上のセンサーが示す値がデフォルト値範囲から外れており、システムがトリガされると、インシデント記録プロセスが開始し、デフォルト値が範囲内に戻るまで記録は継続され、イベント後のデータ取得を含むためにさらなる記録時間が設けられる。アップロード:記録全体が、データセンターへアップロードされる。 Incident Recording: Recording begins when the system is triggered and continues until the default values are back within range. Incident Process: Regardless of where the standard recording process is in the cycle, when one or more sensors indicate values outside the default value range and the system is triggered, the incident recording process begins and recording continues until the default values are back within range, with additional recording time provided to include post-event data capture. Upload: The entire recording is uploaded to the data center.
図7は、データセンター分析を示す。図7を参照して、本発明は、第2のデータ分析をデータセンターにおいて実行する。この分析に含まれるものとして、構造に発生した力および環境的影響の種類の理解のための個々の構造データ、ローカル監視ユニットおよびサードパーティデータベースからのデータがある。分析結果により、事前規定された推奨事項がシステムのユーザへトリガされる。これらの推奨事項は、インシデント直後にテキストメッセージおよびeメールを介して送達される。これらの推奨事項は、ユーザプロファイルにおいてオンラインでも常時表示される。この特徴は、構造の(時間的および環境的露出についての)有機的進展を理解したいと思う誰にとっても貴重である。 Figure 7 illustrates a data center analysis. Referring to Figure 7, the present invention performs a second data analysis at the data center. This analysis includes individual structure data, data from local monitoring units, and third-party databases to understand the types of forces and environmental impacts occurring on the structure. The analysis results trigger predefined recommendations to users of the system. These recommendations are delivered via text message and email immediately after the incident. These recommendations are also constantly displayed online in the user profile. This feature is valuable for anyone wanting to understand the organic evolution (over time and environmental exposure) of a structure.
図8は、複数の監視ユニットを示す。構造がより大きい場合、複数のセンサー監視ユニットが必要になり得る。図8は、どれくらいのより大きな建物が監視されるかについての示唆を示す。 Figure 8 shows multiple monitoring units. For larger structures, multiple sensor monitoring units may be required. Figure 8 gives an idea of how larger buildings might be monitored.
図9は、監視ユニットの仕様を示す。 Figure 9 shows the specifications of the monitoring unit.
ハードウェアは、監視対象である物体からのデータを入手するために、8個のセンサーを用いる。センサーの個数は、本発明を制限しない。監視ユニットの取り付け場所に応じて、より例えば多数またはより少数のセンサーが設けられ得る。「異なる目的のための…プロトコル」という見出しの下に、例を示す。これらのセンサーの監視対象を以下に示す: The hardware uses eight sensors to obtain data from the monitored objects. The number of sensors is not a limitation of the present invention. Depending on the mounting location of the monitoring unit, more or fewer sensors may be provided. Examples are provided under the heading "Protocols for Different Purposes." These sensors monitor the following:
加速度計 加速度および速度
ジャイロスコープ 動きの方向
レーザー 距離測定
マイクロフォン 音響放出技術
熱 火災
ガス ガス
煙 煙
PIR 受動型赤外線
Accelerometer Acceleration and velocity Gyroscope Direction of movement Laser Distance measurement Microphone Acoustic emission technology Heat Fire Gas Gas Smoke Smoke PIR Passive infrared
ユニットは、通信技術、メモリおよび処理電力を含む。ユニットへの給電は、バッテリーバックアップシステムを含むAC/DCによって行われる。 The unit contains communications technology, memory, and processing power. The unit is powered by AC/DC with a battery backup system.
ユニットは、監視ユニットが配置された場所にサイレンまたは声のメッセージが送達される場合、スピーカーシステムを含む。 The unit includes a speaker system in case a siren or voice message is delivered to the location where the monitoring unit is located.
本発明は、配置および変位の特定のために、任意の種類の構造物体を監視するように設計される。これらのコンポーネントの組み合わせは、新規の電子監視システムを示す。 The present invention is designed to monitor any type of structural object for location and displacement identification. The combination of these components represents a novel electronic monitoring system.
図10は、監視ユニットの機能性を示す。 Figure 10 shows the functionality of the monitoring unit.
データは常に記録され、通常のエネルギー/力あるいは風、地球の動き、爆発または材料疲労に起因する異常なエネルギー/力に物体が晒された際、データの変動が検出される[イベント値]。 Data is constantly recorded and fluctuations in the data are detected when the object is exposed to normal energy/forces or abnormal energy/forces caused by wind, earth movement, explosions or material fatigue [event values].
図11は、分析プロセスを示す。 Figure 11 shows the analysis process.
監視ユニット:各センサーからのデータが分析される。各分析結果は、物体の全体的分析においてコンパイルされる。 Monitoring unit: Data from each sensor is analyzed. The results of each analysis are compiled into an overall analysis of the object.
データセンター:複数の内部データベースおよび外部データベースからのデータがコンパイルされ、物体の最終分析処理において用いられる。 Data Center: Data from multiple internal and external databases is compiled and used in the final analysis of the object.
分類:上記データは分類され、事前選択されたメッセージと接続され、これらのメッセージは、物体のユーザ/所有者へ送達される。 Classification: The above data is classified and associated with preselected messages, which are then delivered to the user/owner of the object.
図12は、構造が影響を受けた経緯と、当該構造の占有および使用が安全であるかについて評価するためのアルゴリズムの一例を示す。 Figure 12 shows an example algorithm for assessing how a structure has been affected and whether it is safe to occupy and use.
図12において: In Figure 12:
1:構造へ取り付けられた監視ユニットであり、データ取得プロトコル後にデータを記録する。データは、システム中にログされる。 1: A monitoring unit attached to a structure that records data after a data acquisition protocol. The data is logged in the system.
2:各センサーのためのログされたデータおよび閾値データが、確認および比較される。 2: The logged data and threshold data for each sensor are reviewed and compared.
3:アルゴリズムにより、ログされたデータが閾値範囲内にあるかまたは閾値範囲から外れているかを特定する。 3: The algorithm determines whether the logged data is within or outside the threshold range.
4:全センサー値が閾値範囲内にある場合、システムがリセットされ、アルゴリズムにおいて活性化されるアクション/トリガは無い。 4: If all sensor values are within the threshold range, the system is reset and no actions/triggers are activated in the algorithm.
5:1個または数個のセンサーが閾値範囲から外れている場合、システムはトリガされ、検証プロトコルに移行する。システムは、システムをトリガさせるインシデントに当該構造が晒されたかを確認するために、外部データベースに問い合わせする。 5: If one or more sensors are outside their threshold ranges, the system is triggered and enters a validation protocol. The system queries an external database to determine if the structure has been exposed to the incident that triggered the system.
6:検証プロトコルから得られた結果が負の結果である場合、システムはリセットされ、さらなるアクションはこれ以上不要になる。 6: If the validation protocol results in a negative result, the system is reset and no further action is required.
7:検証プロトコルから得られた結果が正の結果である場合、システムは、監視ユニットおよび構造外のデータベースからのデータを分析して、各データセットのカテゴリ分けを事前規定されたリスク分類データベースに従って行う。 7: If the results from the validation protocol are positive, the system analyzes data from the monitoring unit and external databases and categorizes each data set according to a predefined risk classification database.
8:個々のリスク分類は、リスク分類レポート中に合成される。リスク分類レポートは、個々の推奨事項および警告を含む。 8: Individual risk classifications are combined into a risk classification report, which includes individual recommendations and warnings.
9:システムは、この情報をリスク分類カテゴリ別にユーザへ送達させる。 9: The system delivers this information to the user by risk classification category.
10:各データ取得がログされ、機械学習技術によって使用されて、改訂された閾値が生成される。この改訂された閾値は、監視対象である物体に合わせて個々にカスタマイズされる。システムは、単純な移動平均または中央移動平均(Al+A2...+AX)Y日を用いて、事前規定された日数(Y)の移動平均を計算する。 10: Each data acquisition is logged and used by machine learning techniques to generate revised thresholds that are individually customized for the object being monitored. The system calculates a moving average over a predefined number of days (Y) using a simple moving average or a centered moving average (A1 + A2... + Ax) Y days.
本発明が地理的領域内の複数の構造において用いられる場合、結果は、リスククラス、サイズなどによって選別された構造の優先順位のリストとして送達され得る。これらの結果は、リスク分類をファーストレスポンダーへ示すために、公式のデータベースまたは非公式のデータベースへポストされ得る。これらの結果は、特定の公的な建物(すなわち、学校、病院、空港、鉄道駅)のリスク分類を理解したいと望む者のために利用可能としてもよい。これらの結果は、非常時の状況にある可能性のある人が居る場所も示す。本発明は、インシデント発生時における人の居場所を正確に特定し得る。この情報は、ファーストレスポンダーへ直接リレーされ得る。結果により、他のコンピュータ化システム(例えば、電力系統システム、原子力発電所)におけるアクション応答の要求をトリガしてもよい、 When the present invention is used on multiple structures within a geographic area, results can be delivered as a prioritized list of structures sorted by risk class, size, etc. These results can be posted to an official or unofficial database to indicate risk classification to first responders. These results may be made available to those who wish to understand the risk classification of a particular public building (i.e., school, hospital, airport, train station). These results also indicate the location of people who may be in an emergency situation. The present invention can pinpoint the location of people at the time of the incident. This information can be relayed directly to first responders. Results may also trigger requests for action responses in other computerized systems (e.g., power grid systems, nuclear power plants).
標準分析およびインシデント分析の長期の結果は、以下のために用いられ得る:(i)構造の材料疲労の評価、(ii)不動産取引、保険引受および銀行評価用途または他の任意の種類の構造リスク評価のための、構造に経時的に影響するインシデントの発生の認識、(iii)建築許可および/または建築基準に関連する評価。 The long-term results of standard and incident analyses can be used for: (i) assessment of material fatigue of the structure; (ii) recognition of the occurrence of incidents affecting the structure over time for real estate transactions, insurance underwriting and banking valuation applications or any other type of structural risk assessment; (iii) assessment related to building permits and/or building codes.
2019年7月4日において、6.4の地震が、カリフォルニア州のリッジクレストを襲った。サンフランシスコまで揺れが感じられた。居住者および地方政府は、自然災害の余波に迅速に対処し始めた。人々は家に戻り、この地震は終わったと思った。 On July 4, 2019, a 6.4 magnitude earthquake struck Ridgecrest, California. It was felt as far away as San Francisco. Residents and local governments quickly began dealing with the aftermath of the natural disaster. People returned to their homes, thinking the earthquake was over.
2019年7月5日、7.1の地震が、カリフォルニア州のリッジクレストを襲った。この本震は、強い前震から24時間後に発生した。最初の一撃を受けた構造は、大きく損傷し、2回目の地震は壊滅的なものだった。 On July 5, 2019, a 7.1 magnitude earthquake struck Ridgecrest, California. The main shock occurred 24 hours after a strong foreshock. The first hit caused significant damage to structures, and the second quake was devastating.
次の週、1,000回を超える揺れが、カリフォルニア州リッジクレストにおいて記録された。 The following week, over 1,000 tremors were recorded in Ridgecrest, California.
これは、人が危険に遭う典型的シナリオである。なぜならば、人は強震動イベントが間もなく再度発生するか否かを知らず、家屋が再度地震に遭っても倒壊しないほど強靱であるかも知らないためである。 This is a typical scenario in which people are at risk because they do not know whether another strong motion event will occur soon, and they do not know whether their homes will be strong enough to survive another earthquake.
本発明の電子設計およびレイアウトは、ガーバーフォーマットに基づいて標準印刷回路基板(PCB)上に作製される。用いられるコンポーネントは全て、PCBアセンブリ(PCBA)前に注意深く試験される。PCBの製造において、産業PCBA標準が用いられる。回路基板は、試験および品質制御された、個々のセンサーの機能性も同様にされる。次に、PCBは、製品用に作製されたプラスチック箱内に組み立てられる。組み立て後、製品を機能性について試験し、パッケージする。パッケージ中には、取り付けおよびユーザマニュアルが含まれる。 The electronic design and layout of the present invention are fabricated on a standard printed circuit board (PCB) based on the Gerber format. All components used are carefully tested before PCB assembly (PCBA). Industry PCBA standards are used in PCB manufacturing. The circuit board is tested and quality controlled, as is the functionality of the individual sensors. The PCB is then assembled into a plastic box made for the product. After assembly, the product is tested for functionality and packaged. Installation and user manuals are included in the package.
上記発明における各センサーは、構造的完全性の高精度の評価の促進のために必要である。機械学習技術により、構造からのデータ取得のたびに、性能が向上する。構造に取り付けられる監視ユニットが多いほど、そして構造挙動の分析の対象となるサンプルデータ取得が多いほど、より良好なリスク分析を生成することができる。 Each sensor in the above invention is necessary to facilitate a highly accurate assessment of structural integrity. Machine learning techniques improve performance with each data acquisition from the structure. The more monitoring units attached to a structure and the more sample data acquired to analyze structural behavior, the better risk analysis can be generated.
距離測定コンポーネントの代わりに、配置および変位の特定のための他の種類の測定コンポーネントを用いた場合、分析により、同一の結果および/またはより良好な結果が得られる。音響センサーの代わりに他の種類の音響センサーを用いた場合、分析により、同一の結果および/またはより良好な結果が得られる。本発明が、他の種類の(携帯用のまたは定置型の)機器内に内蔵される場合、同一の結果および/またはより良好な結果が得られる。 The analysis may yield the same and/or better results if other types of measurement components for determining location and displacement are used in place of the distance measurement component. The analysis may yield the same and/or better results if other types of acoustic sensors are used in place of the acoustic sensor. The analysis may yield the same and/or better results if the present invention is incorporated into other types of devices (portable or stationary).
ユーザは、モバイルアプリケーションを遠隔データセンターからダウンロード、インストールおよび登録する。デバイスの登録は、モバイルアプリケーションを用いて行われる。ユーザは、デバイスを構造の内壁の高い位置に取り付ける。これに加えて、ユーザが2つ以上のセンサーを使用することを決定した場合、少なくとも1つのセンサーを構造の内壁の低い位置に取り付ける必要がある。デバイスは、取り付けが正しいかを確認するために、1組の機械的セルフチェックを開始する。本発明において、遠隔データセンターとの通信が開始されると、遠隔データセンターは、一連の機能性試験を行う。加えて、ユーザは、当該構造についての情報(種類、築年数、使用材料など)と、関連当事者の名前および連絡先情報とを提供するよう要請される。この段階において、デバイスは、任意のユーザ対話無しに動作を実行する。 The user downloads, installs, and registers the mobile application from the remote data center. Device registration is performed using the mobile application. The user installs the device in a high position on the interior wall of the structure. Additionally, if the user decides to use more than one sensor, at least one sensor must be installed in a low position on the interior wall of the structure. The device initiates a set of mechanical self-checks to verify proper installation. In this invention, once communication with the remote data center is initiated, the remote data center performs a series of functionality tests. Additionally, the user is requested to provide information about the structure (type, age, materials used, etc.) and the names and contact information of relevant parties. At this stage, the device performs its operations without any user interaction.
インシデント後、センサーデータがデフォルト値範囲から外れた旨がデータ記録によって示された場合、ユーザは、数分間以内に、当該インシデントに起因する当該構造への影響の分析を入手する(例えば、建物の安全性についての推奨事項およびガイドライン)。分析において当該建物が安全であると結論付けられた場合、ユーザは、当該建物に進入し、通常使用を再開することができる。深刻な構造損傷が発生した旨が分析によって示された場合、ユーザは、建物から退避したまま専門技術者の支援を求めるようアドバイスされる。損傷が発生した可能性がある旨が分析によって示されるような中間の場合もある。このような状況においては、ユーザに対し、発見された内容と、その不確実性と、今後どのようにするかについての提案とについて詳しい説明が付与される。 After an incident, if data records indicate that sensor data has fallen outside of default ranges, the user will receive within minutes an analysis of the impact on the structure resulting from the incident (e.g., building safety recommendations and guidelines). If the analysis concludes that the building is safe, the user may enter the building and resume normal use. If the analysis indicates that significant structural damage has occurred, the user will be advised to remain vacant and seek the assistance of a specialist engineer. In intermediate cases, the analysis may indicate that damage may have occurred. In these situations, the user will be provided with a detailed explanation of what was found, its uncertainties, and suggestions for future action.
インシデントによってトリガされた全デバイスからの結果は、集計され、ファーストレスポンダーに対して利用可能とされ得るため、ファーストレスポンダーにとって構造に進入する前のリスクレベルの理解が可能となり、政府の災害管理チームに対して利用可能とされ得るため、政府の災害管理チームは政府としての応答の計画を開始することができる。この情報は、臨界内部構造および施設のオペレータにも利用可能とされるため、インシデント後のリソースおよび安全問題の管理が向上し得る。加えて、結果を(テキストメッセージとしてではなく)数値としてサードパーティのコンピュータ化システム内へへ送達することも可能である。これらの数値により、多様な種類のコマンドの実行のために他のシステムがトリガされ得る。 Results from all devices triggered by an incident can be aggregated and made available to first responders, allowing them to understand the risk level before entering a structure, and to government disaster management teams, allowing them to begin planning a government response. This information can also be made available to operators of critical internal structures and facilities, allowing for improved management of resources and safety issues after an incident. Additionally, results can be delivered as numerical values (rather than as text messages) into third-party computerized systems. These numerical values can trigger other systems to execute various types of commands.
加えて、実際の自然災害イベントに関連して当該構造に発生した詳細の理解のために、イベントの前、イベント時およびイベント後に行われたデータ取得を完全なデータ記録として保険会社、地方政府、ファーストレスポンダー、緊急エージェンシーなどへ送達させることができる。 In addition, data capture conducted before, during, and after an actual natural disaster event can be delivered as a complete data record to insurance companies, local governments, first responders, emergency agencies, etc. to understand the details of what happened to the structure in relation to the event.
システムは、サードパーティデータベースによってもトリガされ得る。サードパーティデータベースの例を挙げると、USGS、ASCE、QCN、NWS、NEICまたは他の任意のサードパーティシステム、自然災害からの記録イベントがある。これらのサードパーティデータベースのうちいずれかからインシデントについて警告がシステムへ発せられた場合において、当該インシデントが閾値範囲から外れている場合、監視ユニットが(自身のセンサーによって既にトリガされていない限り)活性化(トリガ)され得る。 The system can also be triggered by third-party databases. Examples of third-party databases include USGS, ASCE, QCN, NWS, NEIC, or any other third-party system, recording events from natural disasters. If any of these third-party databases alert the system to an incident, and the incident falls outside of a threshold range, the monitoring unit can be activated (triggered) (unless already triggered by its own sensor).
さらに、構造がノンストップで長期にわたって監視される場合、システムは、多種多様な自然現象などの環境状態に起因する弱い振動および強い振動の結果発生した材料疲労を検出する。時間と共に、構造の性質が変わっていき、この変化が閾範囲から外れた場合、システムがトリガされ、ユーザへ警告が発せられる。 Furthermore, when a structure is monitored nonstop over long periods of time, the system detects material fatigue resulting from weak and strong vibrations caused by a wide variety of natural phenomena and other environmental conditions. Over time, the properties of the structure change, and if these changes fall outside threshold ranges, the system is triggered to alert the user.
本開示において特定の例が含まれているが、本出願の本開示を理解すれば、これらの例において、形態および詳細における多様な変更が特許請求の範囲およびその相当物の意図および範囲からの逸脱無く可能であり得ることが明らかである。 While specific examples are included in this disclosure, it will be apparent to those skilled in the art upon reading the present disclosure of this application that various changes in form and detail may be made in these examples without departing from the spirit and scope of the claims and their equivalents.
Claims (23)
日毎に、1つ以上の機会において、2点以上の間の距離データを測定するために前記構造上に配置されたLIDARセンサー、ジャイロセンサー、前記構造の振動データを測定するために前記構造上に配置された加速度計、温度センサー、煙センサー、赤外線センサー、およびガスセンサーから取得されたデータを、前記センサーのそれぞれと通信しかつコンピュータデバイスを含む監視ユニットにより、取得および記録することと、
測定データ値の総計をデータ点の数で除算することにより、前記取得されたセンサーデータそれぞれの平均値を前記コンピュータデバイスによって分析および計算することと、
前記コンピュータデバイスのメモリコンポーネント中に平均データ値を保存することと、
新規の平均値を前回の値と確認および比較して、前記新規の平均値と同じセンサーからの前記前回の値との間の変動を前記コンピュータデバイスを用いて決定することと、
前記新規の平均値および前記前回の値の変動をカテゴリ分けし、センサー値が事前規定されたデフォルト値範囲内にあるかまたは前記事前規定されたデフォルト値範囲から外れているかを特定することによってリスク評価の決定を提供することであって、前記新規の平均値および前記前回の値の全ての変動値が前記デフォルト値範囲内にある場合、システムは、前記新規の平均値を保存し、前記センサーからのデータの入手および記録を継続し、変動が前記デフォルト値範囲から外れている場合、事前設定されたコマンドをトリガして、構造的完全性に影響を及ぼす前記構造の変化を決定するためのさらなる動作を実行および行わせることと、
平均デフォルト値と、各センサーについて最小値範囲および最大値範囲を指定する事前規定されたデフォルト値とを比較することと、
前記最小値範囲および最大値範囲を手動でおよび/または機械学習技術を用いて変更することと、を含み、
前記センサーの平均値がデフォルト値範囲から外れたものとして特定された場合、事前規定されたコマンドスケジュールが開始され、電力能力および通信能力を決定するための分析プロセスが実行され、外部コンピューティングデバイスへのデータ提供は、前記構造の完全性の決定のための二次分析の実行のために、Wifi、RF、Bluetooth、セルラー方式、衛星および/または前記コンピュータデバイスからの手動抽出によって行われ、全センサーの平均値がデフォルト値範囲内にあるものとして特定された場合、前記システムはリセットされ、通常動作に戻る、方法。 1. A method for measuring the structural integrity of a structure following a natural disaster affecting said structure, comprising:
acquiring and recording, on one or more occasions each day, data obtained from a LIDAR sensor, a gyro sensor, an accelerometer, a temperature sensor, a smoke sensor, an infrared sensor, and a gas sensor disposed on the structure to measure distance data between two or more points, by a monitoring unit in communication with each of the sensors and including a computing device;
analyzing and calculating, by the computing device, an average value for each of the acquired sensor data by dividing the sum of the measured data values by the number of data points;
storing the average data value in a memory component of the computing device;
ascertaining and comparing the new average value with a previous value to determine, using the computing device, a variance between the new average value and the previous value from the same sensor;
providing a risk assessment decision by categorizing the new average values and variations in the previous values and identifying whether sensor values are within or outside of a predefined default value range, where if all variations in the new average values and the previous values are within the default value range, the system stores the new average values and continues to obtain and record data from the sensors, and if variations are outside the default value range, triggers a predefined command to perform and take further action to determine changes in the structure that affect structural integrity;
comparing the average default value with predefined default values specifying minimum and maximum value ranges for each sensor;
Varying the minimum and maximum value ranges manually and/or using machine learning techniques ;
If the average sensor values are identified as being outside of default value ranges, a predefined command schedule is initiated and an analytical process is performed to determine power and communication capabilities, data is provided to an external computing device via Wi-Fi, RF, Bluetooth, cellular, satellite and/or manual extraction from the computing device for performing secondary analysis to determine the integrity of the structure, and if the average sensor values are identified as being within default value ranges, the system is reset and returns to normal operation .
前記センサーからのデータ、サードパーティデータベースから取得されたデータ、ユーザプロファイルからの構造データを用いて分析を実行するステップと、
前記自然災害後に前記構造のカテゴリ分けを事前規定されたリスク評価表を用いて行う分析をするステップと、
を含む動作を実行する遠隔コンピュータデバイスをさらに含む、構造的完全性を測定するための請求項1に記載の方法であって、
前記事前規定されたリスク評価表は、低リスク、中程度のリスクおよび高リスクのカテゴリを有し、前記カテゴリは、ユーザへ通信される、方法。 receiving sensor data acquired before, during, and after the natural disaster;
performing an analysis using the data from the sensors, the data obtained from the third party database, and the structure data from the user profile;
analyzing the structure after the natural disaster using a predefined risk assessment table to categorize the structure;
10. The method of claim 1 for measuring structural integrity, further comprising a remote computing device that performs operations including:
The method wherein the predefined risk assessment table has categories of low risk, medium risk, and high risk, and the categories are communicated to a user.
ユーザが前記モバイル電子デバイスをオンラインで登録し、前記システムがインシデントによってトリガされると、前記システムは、前記モバイル電子デバイスが前記監視ユニットの近隣にある場合、前記モバイル電子デバイスを認識する、方法。 10. The method of claim 1, further comprising identifying mobile electronic devices in or around structures determined to be unsecure in the analysis process,
A method wherein a user registers the mobile electronic device online and when the system is triggered by an incident, the system recognizes the mobile electronic device when it is in proximity to the monitoring unit.
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