管路診断システム及び管路診断方法
【課題】 既設管の管路を部位区間に区分し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断することで、管路を総合的に評価し、合理的な管路施設の改善に資する。
【解決手段】 定性検査及び定量検査の各検査結果を部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブル２２に記入する第１の集計手段１１と、第１の集計テーブル２２の集計結果を部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブル２３に記入する第２の集計手段１２とを備えており、診断手段１３は、第２の集計手段１２により集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいて診断する。
【解決手段】 定性検査及び定量検査の各検査結果を部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブル２２に記入する第１の集計手段１１と、第１の集計テーブル２２の集計結果を部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブル２３に記入する第２の集計手段１２とを備えており、診断手段１３は、第２の集計手段１２により集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいて診断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中等への埋設管の管路状況を総合的に診断する管路診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、埋設管の管路状況を検査する方法ないし装置が提案されているが、従来の検査手法は、一般的に目視による検査やテレビカメラによる検査等のような定性的な検査が主体であった。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の管路診断方法とその装置は、スパイラルフローもしく断続的流体流により、映像伝送コードの先端に接続された診断用映像センサを管路内に送り込んで管路内の診断を行うものであり、診断用映像センサの振動や管内壁との衝突を抑制して、安定した高精度のセンサーリングを可能とするものである。
【０００４】
しかし近年、管路施設が普及し老朽化が進むにつれて、目には見えない劣化や健全度を視野に入れた診断の必要性が高まっている。また、老朽化だけでなく震災などの物理的障害による劣化に対しても同様であり、目に見える不良箇所だけの改善では、計画的、予防的維持管理を実現することができない段階にまできている。
【０００５】
このような事情に鑑み、最近では、目視やカメラによる診断だけでなく、別の手法を用いた診断方法なども提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献２に記載の配管診断方法は、診断対象となる配管において、両端が音響的な反射体で仕切られた診断区間内で人工的に音波を発生させる音波発生手段と、診断区間内に離間配置される一対のマイクロホンと、これらマイクロホンで検出された管内音圧から管内音響波の性質を計測し、計測された性質から少なくとも配管破損箇所の位置を算出する配管破損箇所算出手段とを備えている。この特許文献２記載の配管診断方法を用いれば、管路を定量的に診断することが可能となる。
【０００７】
しかし、この特許文献２記載の配管診断方法は、配管に存在する破損箇所の位置を少ない計測点数で短時間に見つけ出すものであり、劣化はしているものの破損までには至っていない状況の配管については、その劣化状態を見つけ出すことはできない。つまり、別の手法を用いなければ見つけ出すことができないため、管路の総合的な診断は行えないものである。
【０００８】
一方、最近では、管路を総合的に診断するためのシステムなども提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
この特許文献３記載の劣化診断システムは、診断対象設備の測定データの履歴や設備の属性データなどの大量のデータを取得し、それを効率的に管理・処理することにより精度の高い劣化診断方法を提供するものであり、大量のデータを一元的に管理・処理するサーバが用意され、診断対象の設備の現場に持ち込まれる測定装置は、通信ネットワークを介してサーバと接続し、測定データをサーバに送信するとともに、サーバから診断結果を受信する。このように、通信ネットワークを利用することにより、診断作業の際に、リアルタイムで診断結果を得ることができるとともに、測定データの信頼性の有無をサーバによってリアルタイムで判定しながら診断作業を行うことで、測定ミスをなくすことができ、必要な測定データを確実に得るようになっている。
【００１０】
具体的には、設備の劣化がひどく、かなり短期間で致命的な問題の発生が予想される場合の「短期余寿命予測」と、設備の劣化がほとんど認められず、当分は大丈夫と思われる場合の「長期余寿命予測」とに分けている。そして、「短期余寿命予測」の精度を向上させる手法として、測定現場の所定位置にバーコードラベルを貼り付け、次回からの測定時にはそのバーコードラベルを読み取ることによって測定場所を特定することで、常に同じ場所での測定結果が得られるようにし、このようにして過去のデータと比較し得る有効な測定データを取得することで、その測定現場の管路の正確な測定履歴を得るようにしている。ここで、測定装置としては、配管にコイルを巻いて交番電流を流すことにより、配管内部の傷や腐食などの存在により発生する渦電流を検出する渦流探傷用センサ装置が用いられている。また、「長期余寿命予測」の精度を向上させる手法として、測定データではなく、建物の設備の属性データ（立地、水質、水量、流速、温度、使用パターン、建物の属性、設備の種類、配管の属性（材質、肉厚、口径、メーカー、設置時期、更新期間、設置場所、使用目的、工法等））を取得し、その属性データに基づいて長期余寿命予測を行うようになっている。
【特許文献１】特開平１０−１４８６１７号公報
【特許文献２】特開平１１−２７０８００号公報
【特許文献３】特開２００２−２８８３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献３記載の劣化診断システムは、設備の寿命を「短期余寿命予測」と「長期余寿命予測」に区分し、それぞれの場合に応じて精度の向上を図っているが、「短期余寿命予測」は、測定位置を正確に特定することによって、測定場所の誤差を無くすようにしたものであり、「長期余寿命予測」は、測定データではなく属性データのみで予測を行うものであって、実際の測定データに基づいて劣化診断の精度を向上させるものではない。つまり、測定データとしては、配管内部の傷や腐食などの存在により発生する渦電流の変化データのみであり、このデータだけでは管路の総合的な劣化診断は行えないといった問題があった。
【００１２】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、既設管の管路を部位区間に区分し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断することで、管路を総合的に評価し、合理的な管路施設の改善に資することのできる管路診断システム及び管路診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の管路診断システムは、既設管の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断するシステムであって、既設管の管路を部位に区分するとともに、前記定性検査及び前記定量検査の各検査結果を前記部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブルに記入する第１の集計手段と、前記第１の集計手段により集計された部材ごとの集計結果をさらに前記部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブルに記入する第２の集計手段と、前記第２の集計手段により集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブルに記入する診断手段と、前記第１の集計テーブルの集計結果、前記第２の集計テーブルの集計結果、及び前記診断テーブルの診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記改善種別は、改築、修繕、維持のいずれかであり、緊急度種別は、緊急対応、計画対応、経過観察対応のいずれかである。
【００１５】
また、前記第１の集計手段は、継手、管体、取付口について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブルに記入する。
【００１６】
また、前記第２の集計手段は、第１の集計テーブルに記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブルに記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブルに記入する。
【００１７】
前記診断手段は、前記第２の集計手段により集計された部位区間全体の集計結果、すなわち、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差、また、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データ、また、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率、等の集計結果に基づき、その部位区分について、改築、修繕、維持の有無、また、緊急対応、計画対応、経過観察対応の有無、等について一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断する。
【００１８】
また、本発明の管路診断方法は、既設管の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断する方法であって、既設管の管路を部位に区分するとともに、前記定性検査及び前記定量検査の各検査結果を前記部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブルに記入する第１の集計ステップと、前記第１の集計ステップにより集計された部材ごとの集計結果をさらに前記部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブルに記入する第２の集計ステップと、前記第２の集計ステップにより集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブルに記入する診断ステップと、前記第１の集計テーブルに記載の集計結果、前記第２の集計テーブルに記載の集計結果、及び前記診断テーブルに記載の診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、前記第１の集計ステップは、継手、管体、取付口について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブルに記入する。
【００２０】
また、前記第２の集計ステップは、第１の集計テーブルに記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブルに記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブルに記入する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の管路診断システム及び管路診断方法によれば、従来の定性検査による診断方法が持つ曖昧さを無くして、合理的な管路の診断が可能であるとともに、目視検査では判別できない管のクラックや破損、変形や勾配不良を定量的に診断することができる。これにより、老朽化が進む大都市の管路施設や地震などの災害を経た管路施設の目に見えない劣化までを含んだ管路診断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の管路診断システムの実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の管路診断システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
【００２４】
本実施形態の管路診断システムは、既設管の管路を各部位に区分するとともに、各部位区間の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化して属性テーブル２１に格納する。そして、各部位区間について、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて管路を診断するものである。すなわち、本発明では、既設管の管路診断に、部位区間という新たな概念を導入し、この部位区間ごとに診断を行う点に特徴を有している。
【００２５】
すなわち、本実施形態の管路診断システムは、定性検査及び定量検査の各検査結果を部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブル２２に記入する第１の集計手段１１と、第１の集計手段１１により集計された部材ごとの集計結果をさらに部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブル２３に記入する第２の集計手段１２と、第２の集計手段１２により集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブル２４に記入する診断手段１３と、第１の集計テーブル２２に記載の集計結果、第２の集計テーブル２３に記載の集計結果、及び診断テーブル２４に記載の診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力手段１４とを備えている。
【００２６】
第１の集計手段１１は、継手、管体、取付管口等について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブル２２に記入する。
【００２７】
また、第２の集計手段１２は、第１の集計テーブル２２に記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブル２２に記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブル２３に記入する。
【００２８】
また、診断手段１３は、第２の集計テーブル２３の集計結果、すなわち、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差、また、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データ、また、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率、等の集計結果に基づき、その部位区間について、改築、修繕、維持の有無、また、緊急対応、計画対応、経過観察対応の有無、等について一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断する。
【００２９】
＜各文言の定義の説明＞
ここで、上記各説明で出てきた文言について、その定義をまとめて説明しておく。
【００３０】
部位区間とは、公共下水の場合には、本管（雨水・汚水・合流）／取付管（支管）／取付桝／人孔（マンホール）のことであり、私設下水の場合には、排水設備のことであり、道路管理の場合には、道路側溝のことである。すなわち、部位を明確に区分して、検査結果と診断の関係を１対１で表現できるようにしている。
【００３１】
改善種別は、改築、修繕、維持の３つの区分の総称のことであり、改築区分とは、劣化（老朽化と旧式化）に対応して耐用限界に達したときに、開削交換または非開削更生により（または、非開削交換、非開削自立更生管補修、非開削複合管補修等も含む）により新設同様にすることである。修繕区分とは、劣化に対応する改築以外の改善工事の総称であり、自立強度を持たない二層更生管によるスパン、部位または部分補修、止水、管軸修正、各部位のパーツ交換、洗浄と浚渫によらない障害物除去などを言う。維持区分とは、洗浄と浚渫による管路施設の機能回復を言う。
【００３２】
緊急度種別は、緊急対応、計画対応、経過観察対応の３つの区分の総称のことであり、緊急対応とは、迅速に改善しないと重大な二次災害を生じる場合（重篤な損壊、激しい浸入水、有毒排水が懸念される場所での水密性不良、閉塞に近い流下障害、本管誤接による重大な浸入水や公共水域汚染など）であり、計画対応とは、緊急ではないが改善を必要とするもので、重篤なものから軽微なものまであって、計画的な対応が必要な場合であり、経過観察対応とは、少なくとも現状では改善を必要としない場合である。
【００３３】
また、本発明で言うところの管路診断とは、定性検査及び定量検査を組み合わせ、それぞれの性状検査、形状検査、機能検査の結果に基づいて、管路の診断票（カルテ）を作り、改善提案や経過観察を提案することである。
【００３４】
検査項目としては、定性検査、定量検査、性状（劣化）検査、形状（出来形）検査、機能検査、流下能力検査、水密性検査、接続検査、不明水検査などがある。
【００３５】
定性検査は、各部位を直接目視することによって行う検査、及びテレビカメラで撮影した画像を目視することによって行う検査の両方を含む。これらの検査方法は従来から行われている検査方法である。
【００３６】
定量検査とは、検査器具を用いて計測した結果によって行う数値的な判断を伴う検査のことである。
【００３７】
性状（劣化）検査とは、破損やクラック（軸方向クラック、周方向クラック）、腐食や磨耗等による有効管厚の減少など、管の傷みの検査のことである。得たい情報は、管路施設の余命である。
【００３８】
形状（出来形）検査とは、内径（出来形）、変形、継手部分の隙間や脱落、位置不良［不陸（垂直方向のがたつき）、蛇行（水平方向のがたつき）、逆勾配］など、管渠の形状と位置を検査することであり、各種障害物の形状も含まれる。
【００３９】
機能検査とは、管路施設の機能を検査することであり、具体的には、流下能力、水密性、接続不良の各検査項目から構成される。この機能検査によって、性状検査及び形状検査を補完することにより、総合的な管路診断の実現が可能となる。
【００４０】
流下能力検査とは、計画流量、もしくは標準的な粗度係数と管径勾配から計算される満管時における通水能力を検査することである。
【００４１】
水密性検査とは、浸入水・漏水の原因となる水密性不良の検査のことである。
【００４２】
接続検査とは、誤接、未接、行き先不明などを検査することである。
【００４３】
不明水調査とは、浸入水、漏水、有収外汚水の不明水を適当なブロックやスパンで定量化して、機能検査のエリアを絞り込んで特定する調査のことである。
【００４４】
以上が、各文言の定義である。
【００４５】
性状（劣化）検査は、衝撃弾性波による劣化診断方法によって行う。この劣化診断方法は、管体ごとにロボットで管壁を打撃して管体を振動させ、検知した衝撃弾性波を周波数分析して、破損（軸クラック）、クラック（周クラック）、有効管厚の減少（腐食、磨耗）が合わさった劣化度を総合指標として定量化するものであり、本出願人（積水化学工業株式会社）によってすでに種々の特許出願を行っている。具体的には、供試管に外部から加える力とそれによって発生する供試管の変形との関係を示す力−変形関係から得られるパラメータと、前記供試管に衝撃弾性波試験を行うことにより得られる衝撃弾性波試験データとの相関関係を予め求めておき、検査対象管に対して衝撃弾性波試験を行って、検査対象管の衝撃弾性波測定データを採取し、その実測の衝撃弾性波測定データを、前記力−変形関係から得られるパラメータと衝撃弾性波試験データとの相関関係を基に評価して、検査対象管の劣化度合を定量的に判定するものである。
【００４６】
形状（出来形）検査は、内径変形検査装置を使用して検査する。具体的には、管芯から８方向の距離を、軸方向で連続的に測定し、併せて付属位置測定装置により勾配（不陸）と方向（蛇行）とを計測するものである。この検査の結果、管渠の内径、変形、出来形、勾配（不陸）、蛇行の情報を併せ持った３次元的な出来形検査を行うことができる。
【００４７】
流下能力検査は、例えば、流速分布センサと圧力式水位センサを組み合わせた流量計による通水能力検査とすることができる。この検査方法によれば、実測に基づく水位、平均流速、流量の関係から、マニングの平均公式を利用して、既知勾配から粗度係数を計算する方法で、阻害要因を含んだ通水能力を計算することができ、阻害要因の改善前後に検査すれば、改善効果を定量することが可能となる。
【実施例】
【００４８】
次に、上記構成の管路診断システムによって任意の部位区間を診断する実施例について、図２に示す部位区間、及び図３ないし図６に示す各テーブルを参照して説明する。
【００４９】
本実施例では、部位区間として本管を例示している。すなわち、上流側人孔（マンホール）５１と下流側人孔（マンホール）５２との間に、１６本の管体５３，５３・・・が図示しない継手を介して接続されており、中央部分の８番目の管体５３ａと９番目の管体５３ｂとに取付管口５４が設けられた構成となっている。なお、本実施例では、上流側人孔５１から下流側人孔５２までの１つの部位区間を「スパン」と称する。
【００５０】
図３は、属性テーブル２１の一構成例である。
【００５１】
この属性テーブルは、部位、区分、原資料、参考資料、管理情報、ドキュメント情報、上流側人孔情報、検査本管情報、本管施工経過年数、下流側人孔情報、の各項目からなっている。ここで、「部位」の項目６１は、本管、取付管、取付桝、人孔、排水設備、道路側溝の独立した６部位で構成されており、部位の項目には診断対象となるいずれかの部位が記入されている。「区分」の項目６２は、新管、既設管、更生管の３区分であり、区分の項目には診断対象となるいずれかの区分が記入されている。「原資料」の項目６３は、管路診断票を記入するために必要な定量（劣化、出来形、機能）検査、定性検査（ＴＶカメラ検査）の具体的方法が記入されている。「参考資料」の項目６４には、埋設物調書、交通量調書、汚泥深調書、地下水位調書などが記入されている。「調査管理情報」の項目６５には、処理区、排水区、排水分区、管理点（流量調査測点・団地名他）などのグループＩＤが記入されている。「ドキュメント情報」の項目６６には、診断票の頁、書類整理番号、作成者、最新作成日などが記入されている。
【００５２】
「上流側人孔」の項目６７には、人孔番号、地図上の位置（区画、メッシュ、番号）、人孔種別、人孔深、下流側本管土被り、の各情報が記入されている。「検査本管情報」の項目６８には、本管路線番号、管種、管径、人孔間距離、人孔間勾配、管数、継手数、取付数、の各情報が記入されている。「施工経過年数」の項目６９には、施工年度、経過年数、の情報が記入されている。「下流側人孔」の項目７０には、人孔番号、地図上の位置（区画、メッシュ、番号）、人孔種別、人孔深、上流側本管土被り、の各情報が記入されている。
【００５３】
第１の集計手段１１には、上記属性テーブル２１の原資料に記入されている各種検査方法によって定性検査及び定量検査が実施された結果の検査データが入力される。第１の集計手段１１では、これらの検査データに基づき、各管体５３、継手、取付管口５４等について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体５３について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブル２２に記入する。
【００５４】
図４は、第１の集計テーブル２２の一構成例を示している。
【００５５】
定量検査結果７１は、劣化、変形（出来形）、継手（出来形）の各項目に、管体５３ごとの結果が集計されて記入されている。「劣化」は、管体５３ごとに、衝撃弾性波検査の結果を自立指数（軸クラック・周クラック・管厚減少の各状況を、新管１００、破壊管０で示した指数）で示したものである。「変形（出来形）」は、管体５３ごとに、扁平率指数（真円を１００、許容限界を０で示した指数）で示したものである。「継手（出来形）」は、継手ごとに、接合幅指数（隙間なく連続して接合されている場合を１００、脱却している場合を０で示した指数）で示したものである。この例では、許容指数以下に該当するものは網掛け表記している。
【００５６】
定性検査結果７２は、継手、管体、取付管口の各項目に、継手、管体、取付管口ごとの定性検査結果が、後述する第２の集計テーブル２３内の該当する一文字で記入されている。この検査結果では、改築・修繕相当と判断した場合にのみ表記している。「継手番号」は、上流管口を０とする接合部分の連続番号であり、最終番号は管体番号と等しくなる。「継手部分不良」は、継手ごとに、隙間・脱却、浸入水、浸入根、パッキン外れ、の有無を示したものである。「管体番号」は、上流側から管体ごとに連続番号を付与したものであり、下流側人孔に接続する管体番号は管体数を示している。「管体部分不良」は、管体ごとに、破損、クラック、腐食・磨耗、弛み、逆勾配、モルタル・油脂付着、土砂堆積、異物混入、の有無を示したものである。「取付管番号」は、上流側から取付管ごとに連続番号を付与したものであり、Ｔを連番の頭に付けて表記している。「取付管口不良」は、管口ごとに、隙間・脱却、浸入水、浸入根、の有無を示したものである。
【００５７】
第２の集計手段１２では、第１の集計テーブル２２の検査結果に基づき、定量検査の結果から、全管体の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、定性検査の結果から、各管体ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブル２３に記入する。
【００５８】
図５は、第２の集計テーブル２３の一構成例を示している。
【００５９】
定量検査結果７５の「劣化」の項目には、自立指数について、その平均値、最大値（１００）、最小値、不良率（許容指数以下の管数比）が計算されて記入されている。また、破損・軸クラック、周クラック、管厚減については、上記自立指数を構成する根拠指数を必要に応じて表記する。また、「出来形」の項目には、内径、変形指数、接続指数、勾配、不陸、蛇行について、それぞれその平均値、最大値（１００）、最小値、偏差が計算されて記入されている。また、「機能」の項目には、流下能力について、水位、流速、流量の実測値が記入されており、平均流量以上が流れる状態での水位と平均流速との実測値から計算された満管流量値が記入されている。また、「水密性」については、浸入水定量、気圧検査、注水検査のいずれかの検査結果が記入されている。また、「地下水位」も記入されている。
【００６０】
一方、定性検査結果７６では、従来のＡＢＣといったランクとは評価方法が異なっており、改築、修繕、維持の３つに区分している。そして、「劣化」の項目には、破損・軸クラック、周クラック、腐食磨耗に関する改築、修繕、維持の各レベルの不良の有無と、不良率とが記入されている。また、「出来形」の項目には、変形（可撓管）、継手隙間・脱却、取付口隙間・脱却、弛み・蛇行、逆勾配に関する改築、修繕、維持の各レベルの不良の有無と、不良率とが記入されている。また、「機能」の中の「流下障害」の項目には、取付管突出、モルタル付着、油脂付着、浸入根、パッキン外れ、土砂堆積、異物混入、管径不足に関する改築、修繕、維持の各レベルの不良の有無と、不良率とが記入されている。また、「浸入水」の項目には、継手と取付管口からの浸入水に関する修繕、維持の各レベルの不良の有無と、不良率とが記入されている。また、「接続」の項目には、誤接の有無と不用取付管に対する修繕、維持の各レベルの不良の有無とが記入されている。
【００６１】
診断手段１３は、上記第２の集計テーブル２３の集計結果に基づき、その部位区間について、改善種別・改善規模判定と、更生管の流下能力の判定と、開削・非開削の判定と、順位・緊急度判定とを行い、その判定結果を診断テーブル２４に記入する。また、改善数量の集計結果や工法の選定結果も記入する。
【００６２】
図６は、診断テーブル２４の一構成例を示している。
【００６３】
改善種別・改善規模判定では、図５に示す第２の集計テーブル２３の定量及び定性診断の結果に基づいて、定量診断８１の自立指数、変形指数、継手指数、勾配、不陸・蛇行、満管流量、水密性の各項目、及び定性診断８２の劣化、出来形、流下障害、浸入水、接続の各項目についてそれぞれ、改善種別（改築か改善か）と改善規模（スパンか部分か）を判定し、その判定結果を診断テーブル２４に記入している。図６に示す例では、自立指数、変形指数、継手指数の各項目がいずれも改善種別［修繕］、修繕規模［部分］となっており、水密性の項目が改善種別［修繕］、修繕規模［スパン］となっており、劣化、出来形の項目が改善種別［修繕］、修繕規模［部分］となっており、浸入水の項目が改善種別［修繕］、修繕規模［スパン］となっている。
【００６４】
また、判定内容としては、経済性から見た判定と総合判定とがある。経済性から見た判定では、改善レベルの判定は、改築費／法定償却年数の値と、修繕費／残存償却年数の値とを比較して、安価な方を選択する手法をとっている。また、改善規模の判定は、スパン修繕費と、部分修繕費の合計とを比較して、安価な方を選択する手法をとっている。また、総合判定では、修繕よりも改築を優先し、部分修繕よりスパン修繕を優先するような判定基準としている。その結果、総合判定では、改善種別「修繕」、修繕規模［スパン］となっている。
【００６５】
更生管の流下能力の判定８３では、スパン更生を前提とし、開削・非開削の判断材料として更生後の流下能力（満管流量比）を同じ勾配条件で検討している。比較条件としては、既設管、修繕管、改築管の各内径及び粗度係数と同一勾配の条件とする。また、満管流量比の計算方法としては、マニングの平均流速の公式による。その結果、この図６に示す例では、既設管の流量を１００とした場合、改築管の流量比は９９となり、修繕管の流量比は１１４となることから、この場合も改善種別としては「修繕」が選択されることになる。
【００６６】
開削・非開削の判定８４では、道路使用、道路占有、地下埋設物、土被り、居住環境、工事費経済性の各項目について、開削か非開削かを判定している。この場合の判定基準は、道路使用条件については、工事可能時間帯と交通量とによって決定し、道路占有条件については、工事帯が確保できるか否かによって決定し、地下埋設物条件については、水道、電気、ガス、通信、その他の企業の構造物などの地下埋設物による工事の困難性によって決定し、土被り条件については、掘削幅と土留めを考慮して決定し、居住環境条件については、周辺住民との関係で決定し、工事費経済性については、開削交換と非開削改築との費用比較によって決定する。また、総合判定では、上記各条件に基づき、１つでも非開削があれば総合判定でも非開削とする。この図６に示す例では、道路占有、地下埋設物、居住環境、工事費経済性の判定が非開削となっているため、総合判定も非開削となっている。
【００６７】
順位・緊急度の判定８５では、改築順位指数、修繕順位指数、維持・保守順位の各項目について、緊急度を判定している。この場合、改築・修繕順位評価は、定量検査結果を基に、改築・修繕順位指数で判定する。また、維持・保守順位評価は、定性検査結果を基に、改善数で判定する。また、緊急度は、緊急対応（二次被害が想定されるもの）、計画対応（改善行為を必要とするもの）、経過観察対応（改善行為は行わない）のいずれかの判定となる。
【００６８】
改善数量集計の項目８６では、改善工事に必要な数量情報をまとめている。ここで、改築・スパン修繕数量は、管径、距離、取付数（取付管口加工数）、土被りに分けて集計される。部分修繕数量は、管体、継手、取付管口ごとに、管径、止水、補強、止水＋補強に分けて集計される。維持・前処理数量は、取付管切除、付着物切除（モルタル他）、付着物除去（油脂付着他）、堆積物除去、前処理止水、浚渫に分けて集計される。また、水替えの項目には、予想時間最大流量または不要を記入する。
【００６９】
工法設定８７では、管径と、改善種別・規模判定、更生管の流下能力検討、開削・非開削判定の結果から、スパン改善と部分改善に分けて工法を選定する。その結果、スパン改善は、複合製管、自立管、２層管、２層薄管、小口径推進・入替、開削交換から選定し、該当工法を列記している。また、部分改善は、管体、継手、取付管口、ごとに、修繕管、リング、コーキングから選定し、該当工法を列記している。
【００７０】
出力手段１４は、図２の部位区間の管路構成図、及び図３ないし図６の各テーブルを個別に、または任意に組み合わせた形で出力することができる。出力形態としては、例えばモニタへの画面表示や、プリンタからの印字出力等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る管路診断システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
【図２】部位区間の構成の一例を示す説明図である。
【図３】属性テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図４】第１の集計テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図５】第２の集計テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図６】診断テーブルの一構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１ 第１の集計手段
１２ 第２の集計手段
１３ 診断手段
１４ 出力手段
２１ 属性テーブル
２２ 第１の集計テーブル
２３ 第２の集計テーブル
２４ 診断テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中等への埋設管の管路状況を総合的に診断する管路診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、埋設管の管路状況を検査する方法ないし装置が提案されているが、従来の検査手法は、一般的に目視による検査やテレビカメラによる検査等のような定性的な検査が主体であった。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の管路診断方法とその装置は、スパイラルフローもしく断続的流体流により、映像伝送コードの先端に接続された診断用映像センサを管路内に送り込んで管路内の診断を行うものであり、診断用映像センサの振動や管内壁との衝突を抑制して、安定した高精度のセンサーリングを可能とするものである。
【０００４】
しかし近年、管路施設が普及し老朽化が進むにつれて、目には見えない劣化や健全度を視野に入れた診断の必要性が高まっている。また、老朽化だけでなく震災などの物理的障害による劣化に対しても同様であり、目に見える不良箇所だけの改善では、計画的、予防的維持管理を実現することができない段階にまできている。
【０００５】
このような事情に鑑み、最近では、目視やカメラによる診断だけでなく、別の手法を用いた診断方法なども提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献２に記載の配管診断方法は、診断対象となる配管において、両端が音響的な反射体で仕切られた診断区間内で人工的に音波を発生させる音波発生手段と、診断区間内に離間配置される一対のマイクロホンと、これらマイクロホンで検出された管内音圧から管内音響波の性質を計測し、計測された性質から少なくとも配管破損箇所の位置を算出する配管破損箇所算出手段とを備えている。この特許文献２記載の配管診断方法を用いれば、管路を定量的に診断することが可能となる。
【０００７】
しかし、この特許文献２記載の配管診断方法は、配管に存在する破損箇所の位置を少ない計測点数で短時間に見つけ出すものであり、劣化はしているものの破損までには至っていない状況の配管については、その劣化状態を見つけ出すことはできない。つまり、別の手法を用いなければ見つけ出すことができないため、管路の総合的な診断は行えないものである。
【０００８】
一方、最近では、管路を総合的に診断するためのシステムなども提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
この特許文献３記載の劣化診断システムは、診断対象設備の測定データの履歴や設備の属性データなどの大量のデータを取得し、それを効率的に管理・処理することにより精度の高い劣化診断方法を提供するものであり、大量のデータを一元的に管理・処理するサーバが用意され、診断対象の設備の現場に持ち込まれる測定装置は、通信ネットワークを介してサーバと接続し、測定データをサーバに送信するとともに、サーバから診断結果を受信する。このように、通信ネットワークを利用することにより、診断作業の際に、リアルタイムで診断結果を得ることができるとともに、測定データの信頼性の有無をサーバによってリアルタイムで判定しながら診断作業を行うことで、測定ミスをなくすことができ、必要な測定データを確実に得るようになっている。
【００１０】
具体的には、設備の劣化がひどく、かなり短期間で致命的な問題の発生が予想される場合の「短期余寿命予測」と、設備の劣化がほとんど認められず、当分は大丈夫と思われる場合の「長期余寿命予測」とに分けている。そして、「短期余寿命予測」の精度を向上させる手法として、測定現場の所定位置にバーコードラベルを貼り付け、次回からの測定時にはそのバーコードラベルを読み取ることによって測定場所を特定することで、常に同じ場所での測定結果が得られるようにし、このようにして過去のデータと比較し得る有効な測定データを取得することで、その測定現場の管路の正確な測定履歴を得るようにしている。ここで、測定装置としては、配管にコイルを巻いて交番電流を流すことにより、配管内部の傷や腐食などの存在により発生する渦電流を検出する渦流探傷用センサ装置が用いられている。また、「長期余寿命予測」の精度を向上させる手法として、測定データではなく、建物の設備の属性データ（立地、水質、水量、流速、温度、使用パターン、建物の属性、設備の種類、配管の属性（材質、肉厚、口径、メーカー、設置時期、更新期間、設置場所、使用目的、工法等））を取得し、その属性データに基づいて長期余寿命予測を行うようになっている。
【特許文献１】特開平１０−１４８６１７号公報
【特許文献２】特開平１１−２７０８００号公報
【特許文献３】特開２００２−２８８３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献３記載の劣化診断システムは、設備の寿命を「短期余寿命予測」と「長期余寿命予測」に区分し、それぞれの場合に応じて精度の向上を図っているが、「短期余寿命予測」は、測定位置を正確に特定することによって、測定場所の誤差を無くすようにしたものであり、「長期余寿命予測」は、測定データではなく属性データのみで予測を行うものであって、実際の測定データに基づいて劣化診断の精度を向上させるものではない。つまり、測定データとしては、配管内部の傷や腐食などの存在により発生する渦電流の変化データのみであり、このデータだけでは管路の総合的な劣化診断は行えないといった問題があった。
【００１２】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、既設管の管路を部位区間に区分し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断することで、管路を総合的に評価し、合理的な管路施設の改善に資することのできる管路診断システム及び管路診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の管路診断システムは、既設管の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断するシステムであって、既設管の管路を部位に区分するとともに、前記定性検査及び前記定量検査の各検査結果を前記部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブルに記入する第１の集計手段と、前記第１の集計手段により集計された部材ごとの集計結果をさらに前記部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブルに記入する第２の集計手段と、前記第２の集計手段により集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブルに記入する診断手段と、前記第１の集計テーブルの集計結果、前記第２の集計テーブルの集計結果、及び前記診断テーブルの診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記改善種別は、改築、修繕、維持のいずれかであり、緊急度種別は、緊急対応、計画対応、経過観察対応のいずれかである。
【００１５】
また、前記第１の集計手段は、継手、管体、取付口について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブルに記入する。
【００１６】
また、前記第２の集計手段は、第１の集計テーブルに記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブルに記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブルに記入する。
【００１７】
前記診断手段は、前記第２の集計手段により集計された部位区間全体の集計結果、すなわち、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差、また、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データ、また、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率、等の集計結果に基づき、その部位区分について、改築、修繕、維持の有無、また、緊急対応、計画対応、経過観察対応の有無、等について一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断する。
【００１８】
また、本発明の管路診断方法は、既設管の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断する方法であって、既設管の管路を部位に区分するとともに、前記定性検査及び前記定量検査の各検査結果を前記部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブルに記入する第１の集計ステップと、前記第１の集計ステップにより集計された部材ごとの集計結果をさらに前記部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブルに記入する第２の集計ステップと、前記第２の集計ステップにより集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブルに記入する診断ステップと、前記第１の集計テーブルに記載の集計結果、前記第２の集計テーブルに記載の集計結果、及び前記診断テーブルに記載の診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、前記第１の集計ステップは、継手、管体、取付口について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブルに記入する。
【００２０】
また、前記第２の集計ステップは、第１の集計テーブルに記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブルに記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブルに記入する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の管路診断システム及び管路診断方法によれば、従来の定性検査による診断方法が持つ曖昧さを無くして、合理的な管路の診断が可能であるとともに、目視検査では判別できない管のクラックや破損、変形や勾配不良を定量的に診断することができる。これにより、老朽化が進む大都市の管路施設や地震などの災害を経た管路施設の目に見えない劣化までを含んだ管路診断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の管路診断システムの実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の管路診断システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
【００２４】
本実施形態の管路診断システムは、既設管の管路を各部位に区分するとともに、各部位区間の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化して属性テーブル２１に格納する。そして、各部位区間について、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて管路を診断するものである。すなわち、本発明では、既設管の管路診断に、部位区間という新たな概念を導入し、この部位区間ごとに診断を行う点に特徴を有している。
【００２５】
すなわち、本実施形態の管路診断システムは、定性検査及び定量検査の各検査結果を部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブル２２に記入する第１の集計手段１１と、第１の集計手段１１により集計された部材ごとの集計結果をさらに部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブル２３に記入する第２の集計手段１２と、第２の集計手段１２により集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブル２４に記入する診断手段１３と、第１の集計テーブル２２に記載の集計結果、第２の集計テーブル２３に記載の集計結果、及び診断テーブル２４に記載の診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力手段１４とを備えている。
【００２６】
第１の集計手段１１は、継手、管体、取付管口等について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブル２２に記入する。
【００２７】
また、第２の集計手段１２は、第１の集計テーブル２２に記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブル２２に記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブル２３に記入する。
【００２８】
また、診断手段１３は、第２の集計テーブル２３の集計結果、すなわち、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差、また、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データ、また、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率、等の集計結果に基づき、その部位区間について、改築、修繕、維持の有無、また、緊急対応、計画対応、経過観察対応の有無、等について一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断する。
【００２９】
＜各文言の定義の説明＞
ここで、上記各説明で出てきた文言について、その定義をまとめて説明しておく。
【００３０】
部位区間とは、公共下水の場合には、本管（雨水・汚水・合流）／取付管（支管）／取付桝／人孔（マンホール）のことであり、私設下水の場合には、排水設備のことであり、道路管理の場合には、道路側溝のことである。すなわち、部位を明確に区分して、検査結果と診断の関係を１対１で表現できるようにしている。
【００３１】
改善種別は、改築、修繕、維持の３つの区分の総称のことであり、改築区分とは、劣化（老朽化と旧式化）に対応して耐用限界に達したときに、開削交換または非開削更生により（または、非開削交換、非開削自立更生管補修、非開削複合管補修等も含む）により新設同様にすることである。修繕区分とは、劣化に対応する改築以外の改善工事の総称であり、自立強度を持たない二層更生管によるスパン、部位または部分補修、止水、管軸修正、各部位のパーツ交換、洗浄と浚渫によらない障害物除去などを言う。維持区分とは、洗浄と浚渫による管路施設の機能回復を言う。
【００３２】
緊急度種別は、緊急対応、計画対応、経過観察対応の３つの区分の総称のことであり、緊急対応とは、迅速に改善しないと重大な二次災害を生じる場合（重篤な損壊、激しい浸入水、有毒排水が懸念される場所での水密性不良、閉塞に近い流下障害、本管誤接による重大な浸入水や公共水域汚染など）であり、計画対応とは、緊急ではないが改善を必要とするもので、重篤なものから軽微なものまであって、計画的な対応が必要な場合であり、経過観察対応とは、少なくとも現状では改善を必要としない場合である。
【００３３】
また、本発明で言うところの管路診断とは、定性検査及び定量検査を組み合わせ、それぞれの性状検査、形状検査、機能検査の結果に基づいて、管路の診断票（カルテ）を作り、改善提案や経過観察を提案することである。
【００３４】
検査項目としては、定性検査、定量検査、性状（劣化）検査、形状（出来形）検査、機能検査、流下能力検査、水密性検査、接続検査、不明水検査などがある。
【００３５】
定性検査は、各部位を直接目視することによって行う検査、及びテレビカメラで撮影した画像を目視することによって行う検査の両方を含む。これらの検査方法は従来から行われている検査方法である。
【００３６】
定量検査とは、検査器具を用いて計測した結果によって行う数値的な判断を伴う検査のことである。
【００３７】
性状（劣化）検査とは、破損やクラック（軸方向クラック、周方向クラック）、腐食や磨耗等による有効管厚の減少など、管の傷みの検査のことである。得たい情報は、管路施設の余命である。
【００３８】
形状（出来形）検査とは、内径（出来形）、変形、継手部分の隙間や脱落、位置不良［不陸（垂直方向のがたつき）、蛇行（水平方向のがたつき）、逆勾配］など、管渠の形状と位置を検査することであり、各種障害物の形状も含まれる。
【００３９】
機能検査とは、管路施設の機能を検査することであり、具体的には、流下能力、水密性、接続不良の各検査項目から構成される。この機能検査によって、性状検査及び形状検査を補完することにより、総合的な管路診断の実現が可能となる。
【００４０】
流下能力検査とは、計画流量、もしくは標準的な粗度係数と管径勾配から計算される満管時における通水能力を検査することである。
【００４１】
水密性検査とは、浸入水・漏水の原因となる水密性不良の検査のことである。
【００４２】
接続検査とは、誤接、未接、行き先不明などを検査することである。
【００４３】
不明水調査とは、浸入水、漏水、有収外汚水の不明水を適当なブロックやスパンで定量化して、機能検査のエリアを絞り込んで特定する調査のことである。
【００４４】
以上が、各文言の定義である。
【００４５】
性状（劣化）検査は、衝撃弾性波による劣化診断方法によって行う。この劣化診断方法は、管体ごとにロボットで管壁を打撃して管体を振動させ、検知した衝撃弾性波を周波数分析して、破損（軸クラック）、クラック（周クラック）、有効管厚の減少（腐食、磨耗）が合わさった劣化度を総合指標として定量化するものであり、本出願人（積水化学工業株式会社）によってすでに種々の特許出願を行っている。具体的には、供試管に外部から加える力とそれによって発生する供試管の変形との関係を示す力−変形関係から得られるパラメータと、前記供試管に衝撃弾性波試験を行うことにより得られる衝撃弾性波試験データとの相関関係を予め求めておき、検査対象管に対して衝撃弾性波試験を行って、検査対象管の衝撃弾性波測定データを採取し、その実測の衝撃弾性波測定データを、前記力−変形関係から得られるパラメータと衝撃弾性波試験データとの相関関係を基に評価して、検査対象管の劣化度合を定量的に判定するものである。
【００４６】
形状（出来形）検査は、内径変形検査装置を使用して検査する。具体的には、管芯から８方向の距離を、軸方向で連続的に測定し、併せて付属位置測定装置により勾配（不陸）と方向（蛇行）とを計測するものである。この検査の結果、管渠の内径、変形、出来形、勾配（不陸）、蛇行の情報を併せ持った３次元的な出来形検査を行うことができる。
【００４７】
流下能力検査は、例えば、流速分布センサと圧力式水位センサを組み合わせた流量計による通水能力検査とすることができる。この検査方法によれば、実測に基づく水位、平均流速、流量の関係から、マニングの平均公式を利用して、既知勾配から粗度係数を計算する方法で、阻害要因を含んだ通水能力を計算することができ、阻害要因の改善前後に検査すれば、改善効果を定量することが可能となる。
【実施例】
【００４８】
次に、上記構成の管路診断システムによって任意の部位区間を診断する実施例について、図２に示す部位区間、及び図３ないし図６に示す各テーブルを参照して説明する。
【００４９】
本実施例では、部位区間として本管を例示している。すなわち、上流側人孔（マンホール）５１と下流側人孔（マンホール）５２との間に、１６本の管体５３，５３・・・が図示しない継手を介して接続されており、中央部分の８番目の管体５３ａと９番目の管体５３ｂとに取付管口５４が設けられた構成となっている。なお、本実施例では、上流側人孔５１から下流側人孔５２までの１つの部位区間を「スパン」と称する。
【００５０】
図３は、属性テーブル２１の一構成例である。
【００５１】
この属性テーブルは、部位、区分、原資料、参考資料、管理情報、ドキュメント情報、上流側人孔情報、検査本管情報、本管施工経過年数、下流側人孔情報、の各項目からなっている。ここで、「部位」の項目６１は、本管、取付管、取付桝、人孔、排水設備、道路側溝の独立した６部位で構成されており、部位の項目には診断対象となるいずれかの部位が記入されている。「区分」の項目６２は、新管、既設管、更生管の３区分であり、区分の項目には診断対象となるいずれかの区分が記入されている。「原資料」の項目６３は、管路診断票を記入するために必要な定量（劣化、出来形、機能）検査、定性検査（ＴＶカメラ検査）の具体的方法が記入されている。「参考資料」の項目６４には、埋設物調書、交通量調書、汚泥深調書、地下水位調書などが記入されている。「調査管理情報」の項目６５には、処理区、排水区、排水分区、管理点（流量調査測点・団地名他）などのグループＩＤが記入されている。「ドキュメント情報」の項目６６には、診断票の頁、書類整理番号、作成者、最新作成日などが記入されている。
【００５２】
「上流側人孔」の項目６７には、人孔番号、地図上の位置（区画、メッシュ、番号）、人孔種別、人孔深、下流側本管土被り、の各情報が記入されている。「検査本管情報」の項目６８には、本管路線番号、管種、管径、人孔間距離、人孔間勾配、管数、継手数、取付数、の各情報が記入されている。「施工経過年数」の項目６９には、施工年度、経過年数、の情報が記入されている。「下流側人孔」の項目７０には、人孔番号、地図上の位置（区画、メッシュ、番号）、人孔種別、人孔深、上流側本管土被り、の各情報が記入されている。
【００５３】
第１の集計手段１１には、上記属性テーブル２１の原資料に記入されている各種検査方法によって定性検査及び定量検査が実施された結果の検査データが入力される。第１の集計手段１１では、これらの検査データに基づき、各管体５３、継手、取付管口５４等について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体５３について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブル２２に記入する。
【００５４】
図４は、第１の集計テーブル２２の一構成例を示している。
【００５５】
定量検査結果７１は、劣化、変形（出来形）、継手（出来形）の各項目に、管体５３ごとの結果が集計されて記入されている。「劣化」は、管体５３ごとに、衝撃弾性波検査の結果を自立指数（軸クラック・周クラック・管厚減少の各状況を、新管１００、破壊管０で示した指数）で示したものである。「変形（出来形）」は、管体５３ごとに、扁平率指数（真円を１００、許容限界を０で示した指数）で示したものである。「継手（出来形）」は、継手ごとに、接合幅指数（隙間なく連続して接合されている場合を１００、脱却している場合を０で示した指数）で示したものである。この例では、許容指数以下に該当するものは網掛け表記している。
【００５６】
定性検査結果７２は、継手、管体、取付管口の各項目に、継手、管体、取付管口ごとの定性検査結果が、後述する第２の集計テーブル２３内の該当する一文字で記入されている。この検査結果では、改築・修繕相当と判断した場合にのみ表記している。「継手番号」は、上流管口を０とする接合部分の連続番号であり、最終番号は管体番号と等しくなる。「継手部分不良」は、継手ごとに、隙間・脱却、浸入水、浸入根、パッキン外れ、の有無を示したものである。「管体番号」は、上流側から管体ごとに連続番号を付与したものであり、下流側人孔に接続する管体番号は管体数を示している。「管体部分不良」は、管体ごとに、破損、クラック、腐食・磨耗、弛み、逆勾配、モルタル・油脂付着、土砂堆積、異物混入、の有無を示したものである。「取付管番号」は、上流側から取付管ごとに連続番号を付与したものであり、Ｔを連番の頭に付けて表記している。「取付管口不良」は、管口ごとに、隙間・脱却、浸入水、浸入根、の有無を示したものである。
【００５７】
第２の集計手段１２では、第１の集計テーブル２２の検査結果に基づき、定量検査の結果から、全管体の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、定性検査の結果から、各管体ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブル２３に記入する。
【００５８】
図５は、第２の集計テーブル２３の一構成例を示している。
【００５９】
定量検査結果７５の「劣化」の項目には、自立指数について、その平均値、最大値（１００）、最小値、不良率（許容指数以下の管数比）が計算されて記入されている。また、破損・軸クラック、周クラック、管厚減については、上記自立指数を構成する根拠指数を必要に応じて表記する。また、「出来形」の項目には、内径、変形指数、接続指数、勾配、不陸、蛇行について、それぞれその平均値、最大値（１００）、最小値、偏差が計算されて記入されている。また、「機能」の項目には、流下能力について、水位、流速、流量の実測値が記入されており、平均流量以上が流れる状態での水位と平均流速との実測値から計算された満管流量値が記入されている。また、「水密性」については、浸入水定量、気圧検査、注水検査のいずれかの検査結果が記入されている。また、「地下水位」も記入されている。
【００６０】
一方、定性検査結果７６では、従来のＡＢＣといったランクとは評価方法が異なっており、改築、修繕、維持の３つに区分している。そして、「劣化」の項目には、破損・軸クラック、周クラック、腐食磨耗に関する改築、修繕、維持の各レベルの不良の有無と、不良率とが記入されている。また、「出来形」の項目には、変形（可撓管）、継手隙間・脱却、取付口隙間・脱却、弛み・蛇行、逆勾配に関する改築、修繕、維持の各レベルの不良の有無と、不良率とが記入されている。また、「機能」の中の「流下障害」の項目には、取付管突出、モルタル付着、油脂付着、浸入根、パッキン外れ、土砂堆積、異物混入、管径不足に関する改築、修繕、維持の各レベルの不良の有無と、不良率とが記入されている。また、「浸入水」の項目には、継手と取付管口からの浸入水に関する修繕、維持の各レベルの不良の有無と、不良率とが記入されている。また、「接続」の項目には、誤接の有無と不用取付管に対する修繕、維持の各レベルの不良の有無とが記入されている。
【００６１】
診断手段１３は、上記第２の集計テーブル２３の集計結果に基づき、その部位区間について、改善種別・改善規模判定と、更生管の流下能力の判定と、開削・非開削の判定と、順位・緊急度判定とを行い、その判定結果を診断テーブル２４に記入する。また、改善数量の集計結果や工法の選定結果も記入する。
【００６２】
図６は、診断テーブル２４の一構成例を示している。
【００６３】
改善種別・改善規模判定では、図５に示す第２の集計テーブル２３の定量及び定性診断の結果に基づいて、定量診断８１の自立指数、変形指数、継手指数、勾配、不陸・蛇行、満管流量、水密性の各項目、及び定性診断８２の劣化、出来形、流下障害、浸入水、接続の各項目についてそれぞれ、改善種別（改築か改善か）と改善規模（スパンか部分か）を判定し、その判定結果を診断テーブル２４に記入している。図６に示す例では、自立指数、変形指数、継手指数の各項目がいずれも改善種別［修繕］、修繕規模［部分］となっており、水密性の項目が改善種別［修繕］、修繕規模［スパン］となっており、劣化、出来形の項目が改善種別［修繕］、修繕規模［部分］となっており、浸入水の項目が改善種別［修繕］、修繕規模［スパン］となっている。
【００６４】
また、判定内容としては、経済性から見た判定と総合判定とがある。経済性から見た判定では、改善レベルの判定は、改築費／法定償却年数の値と、修繕費／残存償却年数の値とを比較して、安価な方を選択する手法をとっている。また、改善規模の判定は、スパン修繕費と、部分修繕費の合計とを比較して、安価な方を選択する手法をとっている。また、総合判定では、修繕よりも改築を優先し、部分修繕よりスパン修繕を優先するような判定基準としている。その結果、総合判定では、改善種別「修繕」、修繕規模［スパン］となっている。
【００６５】
更生管の流下能力の判定８３では、スパン更生を前提とし、開削・非開削の判断材料として更生後の流下能力（満管流量比）を同じ勾配条件で検討している。比較条件としては、既設管、修繕管、改築管の各内径及び粗度係数と同一勾配の条件とする。また、満管流量比の計算方法としては、マニングの平均流速の公式による。その結果、この図６に示す例では、既設管の流量を１００とした場合、改築管の流量比は９９となり、修繕管の流量比は１１４となることから、この場合も改善種別としては「修繕」が選択されることになる。
【００６６】
開削・非開削の判定８４では、道路使用、道路占有、地下埋設物、土被り、居住環境、工事費経済性の各項目について、開削か非開削かを判定している。この場合の判定基準は、道路使用条件については、工事可能時間帯と交通量とによって決定し、道路占有条件については、工事帯が確保できるか否かによって決定し、地下埋設物条件については、水道、電気、ガス、通信、その他の企業の構造物などの地下埋設物による工事の困難性によって決定し、土被り条件については、掘削幅と土留めを考慮して決定し、居住環境条件については、周辺住民との関係で決定し、工事費経済性については、開削交換と非開削改築との費用比較によって決定する。また、総合判定では、上記各条件に基づき、１つでも非開削があれば総合判定でも非開削とする。この図６に示す例では、道路占有、地下埋設物、居住環境、工事費経済性の判定が非開削となっているため、総合判定も非開削となっている。
【００６７】
順位・緊急度の判定８５では、改築順位指数、修繕順位指数、維持・保守順位の各項目について、緊急度を判定している。この場合、改築・修繕順位評価は、定量検査結果を基に、改築・修繕順位指数で判定する。また、維持・保守順位評価は、定性検査結果を基に、改善数で判定する。また、緊急度は、緊急対応（二次被害が想定されるもの）、計画対応（改善行為を必要とするもの）、経過観察対応（改善行為は行わない）のいずれかの判定となる。
【００６８】
改善数量集計の項目８６では、改善工事に必要な数量情報をまとめている。ここで、改築・スパン修繕数量は、管径、距離、取付数（取付管口加工数）、土被りに分けて集計される。部分修繕数量は、管体、継手、取付管口ごとに、管径、止水、補強、止水＋補強に分けて集計される。維持・前処理数量は、取付管切除、付着物切除（モルタル他）、付着物除去（油脂付着他）、堆積物除去、前処理止水、浚渫に分けて集計される。また、水替えの項目には、予想時間最大流量または不要を記入する。
【００６９】
工法設定８７では、管径と、改善種別・規模判定、更生管の流下能力検討、開削・非開削判定の結果から、スパン改善と部分改善に分けて工法を選定する。その結果、スパン改善は、複合製管、自立管、２層管、２層薄管、小口径推進・入替、開削交換から選定し、該当工法を列記している。また、部分改善は、管体、継手、取付管口、ごとに、修繕管、リング、コーキングから選定し、該当工法を列記している。
【００７０】
出力手段１４は、図２の部位区間の管路構成図、及び図３ないし図６の各テーブルを個別に、または任意に組み合わせた形で出力することができる。出力形態としては、例えばモニタへの画面表示や、プリンタからの印字出力等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る管路診断システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
【図２】部位区間の構成の一例を示す説明図である。
【図３】属性テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図４】第１の集計テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図５】第２の集計テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図６】診断テーブルの一構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１ 第１の集計手段
１２ 第２の集計手段
１３ 診断手段
１４ 出力手段
２１ 属性テーブル
２２ 第１の集計テーブル
２３ 第２の集計テーブル
２４ 診断テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて管路を診断するシステムであって、
既設管の管路を部位に区分するとともに、前記定性検査及び前記定量検査の各検査結果を前記部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブルに記入する第１の集計手段と、
前記第１の集計手段により集計された部材ごとの集計結果をさらに前記部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブルに記入する第２の集計手段と、
前記第２の集計手段により集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブルに記入する診断手段と、
前記第１の集計テーブルの集計結果、前記第２の集計テーブルの集計結果、及び前記診断テーブルの診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする管路診断システム。
【請求項２】
前記改善種別は、改築、修繕、維持のいずれかであり、緊急度種別は、緊急対応、計画対応、経過観察対応のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の管路診断システム。
【請求項３】
前記第１の集計手段は、継手、管体、取付口について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブルに記入することを特徴とする請求項１に記載の管路診断システム。
【請求項４】
前記第２の集計手段は、第１の集計テーブルに記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブルに記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブルに記入することを特徴とする請求項２に記載の管路診断システム。
【請求項５】
既設管の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断する方法であって、
既設管の管路を部位に区分するとともに、前記定性検査及び前記定量検査の各検査結果を前記部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブルに記入する第１の集計ステップと、
前記第１の集計ステップにより集計された部材ごとの集計結果をさらに前記部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブルに記入する第２の集計ステップと、
前記第２の集計ステップにより集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブルに記入する診断ステップと、
前記第１の集計テーブルに記載の集計結果、前記第２の集計テーブルに記載の集計結果、及び前記診断テーブルに記載の診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力ステップとを備えたことを特徴とする管路診断方法。
【請求項６】
前記第１の集計ステップは、継手、管体、取付口について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブルに記入することを特徴とする請求項５に記載の管路診断方法。
【請求項７】
前記第２の集計ステップは、第１の集計テーブルに記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブルに記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブルに記入することを特徴とする請求項６に記載の管路診断方法。
【請求項１】
既設管の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて管路を診断するシステムであって、
既設管の管路を部位に区分するとともに、前記定性検査及び前記定量検査の各検査結果を前記部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブルに記入する第１の集計手段と、
前記第１の集計手段により集計された部材ごとの集計結果をさらに前記部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブルに記入する第２の集計手段と、
前記第２の集計手段により集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブルに記入する診断手段と、
前記第１の集計テーブルの集計結果、前記第２の集計テーブルの集計結果、及び前記診断テーブルの診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする管路診断システム。
【請求項２】
前記改善種別は、改築、修繕、維持のいずれかであり、緊急度種別は、緊急対応、計画対応、経過観察対応のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の管路診断システム。
【請求項３】
前記第１の集計手段は、継手、管体、取付口について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブルに記入することを特徴とする請求項１に記載の管路診断システム。
【請求項４】
前記第２の集計手段は、第１の集計テーブルに記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブルに記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブルに記入することを特徴とする請求項２に記載の管路診断システム。
【請求項５】
既設管の管路の構成、管種、寸法、施工年数等の属性データをデータベース化し、目視またはＴＶカメラによる定性検査の結果と機器等による定量検査の結果とに基づいて各部位区間ごとに管路を診断する方法であって、
既設管の管路を部位に区分するとともに、前記定性検査及び前記定量検査の各検査結果を前記部位区間を構成する部材ごとに集計し、その集計結果を第１の集計テーブルに記入する第１の集計ステップと、
前記第１の集計ステップにより集計された部材ごとの集計結果をさらに前記部位区間全体について集計し、その集計結果を第２の集計テーブルに記入する第２の集計ステップと、
前記第２の集計ステップにより集計された部位区間全体の集計結果に基づき、その部位区間についての改善種別、緊急度種別、改善順位を一定の診断基準に基づいてそれぞれ診断し、その診断結果を診断テーブルに記入する診断ステップと、
前記第１の集計テーブルに記載の集計結果、前記第２の集計テーブルに記載の集計結果、及び前記診断テーブルに記載の診断結果の少なくともいずれか１つの結果を出力する出力ステップとを備えたことを特徴とする管路診断方法。
【請求項６】
前記第１の集計ステップは、継手、管体、取付口について、劣化の有無、形状の良否、機能の良否に関する定性検査の結果を集計するとともに、各管体について、劣化度合、変形度合、継手の接合度合に関する定量検査の結果を集計して、第１の集計テーブルに記入することを特徴とする請求項５に記載の管路診断方法。
【請求項７】
前記第２の集計ステップは、第１の集計テーブルに記載されている定量検査の集計結果から、全部材の劣化、出来形についてその平均値、最大値、最小値、不良率または偏差を求めて集計するとともに、流下能力、水密性、接続不良に関する機能についての実測データを集計し、第１の集計テーブルに記載されている定性検査の集計結果から、各部材ごとの劣化、出来形、機能の結果に基づく改築、修繕、維持の有無、及び不良率を集計して、第２の集計テーブルに記入することを特徴とする請求項６に記載の管路診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−３２９３８３（Ｐ２００６−３２９３８３Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５７０３０（Ｐ２００５−１５７０３０）
【出願日】平成１７年５月３０日（２００５．５．３０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【出願人】（５９４１３８７９４）ペンタフ株式会社 (1)
【出願人】（０００２１９３５８）東亜グラウト工業株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３０日（２００５．５．３０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【出願人】（５９４１３８７９４）ペンタフ株式会社 (1)
【出願人】（０００２１９３５８）東亜グラウト工業株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]