通過時刻推定装置、車速算出方法、及びプログラム
【課題】主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、当該測定対象車両の主桁への進入時刻・主桁からの退出時刻を推定する。
【解決手段】通過時刻特定部１１０は、進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力するひずみ値から、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻を特定する。次に、ひずみ値特定部１１３は、当該時刻に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を特定する。そして、低相関時時刻推定部１１４は、ひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値を用いて、測定対象車両が主桁に進入した時刻及び退出した時刻を推定する。
【解決手段】通過時刻特定部１１０は、進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力するひずみ値から、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻を特定する。次に、ひずみ値特定部１１３は、当該時刻に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を特定する。そして、低相関時時刻推定部１１４は、ひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値を用いて、測定対象車両が主桁に進入した時刻及び退出した時刻を推定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁の主桁の一端から当該主桁の他端へ走行する車両の速度を算出する通過時刻推定装置、車速算出方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁を通過する大型車両の車軸重量は、橋梁の維持管理をする上で、橋梁の損傷を予測するために重要な情報となる。そこで、大型車両の軸重測定のため、橋梁の主桁に設置したひずみ計から車両通行時のひずみ値を連続測定し、軸重を算出するＢｒｉｄｇｅ Ｗｅｉｇｈ−ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎという手法が提案されている。また、特許文献１には、Ｂｒｉｄｇｅ Ｗｅｉｇｈ−ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎによる車両の軸重測定に要する、車両の橋梁の主桁への進入時刻及び主桁からの退出時刻の算出方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の方法によると、２組の車両検知用センサが、主桁の車線に平行な方向に所定距離だけ離れて配置されており、２組の車両検知用センサの出力波形の相関関数が最大となるときの時間差で、車両検知用センサ間の距離を除算することで、車両の速度を算出する。次に、車両進行方向後方の車両検知用センサと主桁の一端との距離を算出した速度で乗算して得られた時間を、車両が当該車両検知用センサ上を通過した時刻から減算することで、車両の橋梁の主桁への進入時刻を算出する。同様に、車両進行方向前方の車両検知用センサと主桁の他端との距離を算出した速度で乗算して得られた時間を、車両が当該車両検知用センサ上を通過した時刻に加算することで、車両の橋梁の主桁からの退出時刻を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０８４４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２組の車両検知用センサの出力波形間で高い相関を得るには、車両が２つのひずみ計の間を等速で通過する必要がある。しかしながら、実際の交通状況では加減速の発生や他車両の通行等で発生する振動ノイズの影響などにより、必ずしも２組の車両検知用センサの出力波形間で高い相関を得られるとは限られない。そのため、特許文献１に記載の方法では、主桁への車両の進入・退出の時刻を特定することができず、当該データについて車軸重量を取得できないという問題がある。
また、Ｂｒｉｄｇａ Ｗｅｉｇｈ−ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎは、車重による主桁へのダメージの具合を測定することを目的としてなされるため、車軸重量の計測の抜けをできる限り少なくしたいという要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、測定対象車両が橋梁の主桁の一端に進入した時刻、及び前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出する時刻を推定する通過時刻推定装置であって、前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の箇所のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のひずみ値取得部と、前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の箇所のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のひずみ値取得部と、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の箇所の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率と、前記車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の箇所の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率とを記憶するひずみ率記憶部と、前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する通過時刻特定部と、前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定するひずみ値特定部と、前記第１のひずみ値が、前記ひずみ率記憶部が記憶する一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する進入時刻推定部と、前記第１のひずみ値が、前記ひずみ率記憶部が記憶する他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する退出時刻推定部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第３の箇所のひずみ値である第３のひずみ値を時系列に取得する第３のひずみ値取得部と、前記第２のひずみ値取得部が取得した第２のひずみ値のうち、所定の閾値以上の極大値を示すピーク値を特定し、当該ピーク値の前後所定の範囲の第２のひずみ値を抽出するピーク値抽出部と、前記ピーク値抽出部が抽出した第２のひずみ値と前記第３のひずみ値との間の相関度が最大となる時間差を算出する時間差算出部と、前記時間差算出部が算出した時間差における相関度が所定の閾値以上であるか否かを判定する相関度判定部と、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値以上であると判定した場合に、前記時間差算出部が算出した時間差で、前記第２の箇所と前記第３の箇所との間の距離を除算することで前記測定対象車両の速度を算出する車速算出部と、前記車速算出部が算出した速度と、前記主桁の一端と前記第２の箇所との距離とを乗算して得られる時間を、前記ピーク値抽出部が特定したピーク値を取得した時刻から減算して得られる時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する高相関時進入時刻推定部と、前記車速算出部が算出した速度と、前記主桁の他端と前記第２の箇所との距離とを乗算して得られる時間と、前記時間差算出部が算出した時間差とを、前記ピーク値抽出部が特定したピーク値を取得した時刻に加算して得られる時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する高相関時退出時刻推定部と、を備え、前記第２の箇所は、前記第１の箇所より前記主桁の一端側であり、前記第３の箇所は、前記第１の箇所より前記主桁の他端側であり、前記進入時刻推定部は、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値未満であると判定した場合に、前記主桁進入時刻を推定し、前記退出時刻推定部は、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値未満であると判定した場合に、前記主桁退出時刻を推定することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記第１の箇所は、前記主桁の車両進行方向の中央部分であり、前記一端側ひずみ率と前記他端側ひずみ率は同一の値を示し、端部ひずみ率として前記ひずみ率記憶部に記憶されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前記主桁の一端側から前記第２の箇所までの距離に所定の速度を乗じて得られる時間だけ前の時刻から、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前記主桁の他端側から前記第２の箇所までの距離に所定の速度を乗じて得られる時間だけ後の時刻までの時間の間に前記第１のひずみ値取得部が取得したひずみ値を少なくとも抽出し、抽出したひずみ値を前記第１のひずみ値取得部が取得した時刻に関連付けて出力するひずみ値抽出部と、前記ひずみ値抽出部が出力した複数のひずみ値に対してノイズ除去処理を行うノイズ除去部とを備え、前記主桁進入時刻特定部は、前記ノイズ除去部によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、前記ひずみ値特定部が特定したひずみ値に前記ひずみ率記憶部が記憶する一端側ひずみ率を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定し、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として特定し、前記主桁退出時刻特定部は、前記ノイズ除去部によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、前記ひずみ値特定部が特定したひずみ値に前記ひずみ率記憶部が記憶する他端側ひずみ率を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定し、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として特定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、測定対象車両が橋梁の主桁の一端に進入した時刻、及び前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出する時刻を推定する通過時刻推定方法であって、前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の部材のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のステップと、前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の部材のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のステップと、前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する第３のステップと、前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定する第４のステップと、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記第３のステップで特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する第５のステップと、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記第３のステップで特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する第６のステップとを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、主桁の一端から当該主桁の他端へ走行する測定対象車両の速度を算出する通過時刻推定装置を、前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の箇所のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のひずみ値取得部、前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の箇所のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のひずみ値取得部、前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する通過時刻特定部、前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定するひずみ値特定部、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する進入時刻推定部、前記第１のひずみ値が、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する退出時刻推定部、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第２のひずみ計が出力するひずみ値から測定対象車両が第２のひずみ計の直上を通過した時刻を特定し、当該時刻に第１のひずみ計が出力するひずみ値から、測定対象車両が主桁に進入した時刻及び退出した時刻を推定する。これにより、２組の車両検知用センサの出力波形間の相関を用いずに、測定対象車両の速度を算出することができるため、主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、当該測定対象車両の主桁への進入時刻・主桁からの退出時刻を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による通過時刻推定装置を含む橋梁通過車両監視システム１におけるひずみ計の設置例を示す図である。
【図２】本実施形態による橋梁通過車両監視システム１の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】橋梁通過車両監視システム１による測定対象車両の車重算出動作を示すフローチャートである。
【図４】進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値と退出側車軸検知用ひずみ計３０が出力したひずみ値との相関が低い場合における、主桁進入時刻、主桁退出時刻の推定方法を示す概略図である。
【図５】車重比較データ記憶部が記憶する基準軸重ひずみ波形の説明図である。
【図６】車速と車軸位置とを用いて車重を算出する方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による通過時刻推定装置を含む橋梁通過車両監視システム１におけるひずみ計の設置例を示す図である。ここでは、橋梁の主桁が６本ある場合の設置例を説明する。
本実施形態による橋梁通過車両監視システム１は、軸重算出用ひずみ計１０、進入側車軸検知用ひずみ計２０、退出側車軸検知用ひずみ計３０を備える。
【００１５】
図１（Ａ）は、橋梁の平面図である。図１（Ａ）に示すように、軸重算出用ひずみ計１０、進入側車軸検知用ひずみ計２０、退出側車軸検知用ひずみ計３０は、それぞれ走行車線の通行状況を把握しやすいように設置される。
図１（Ｂ）は、橋梁の側面図である。また、図１（Ｃ）は、橋梁の断面図である。図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、軸重算出用ひずみ計１０は、主桁の下面、車両進行方向の中央部分（第１の箇所）に設置される。主桁の下面は、車軸の通過に対するひずみの応答時間が長く、車両が主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する。
また、進入側車軸検知用ひずみ計２０は、主桁の、車両進行方向後方の垂直補剛材（第２の箇所）に設置される。また、退出側車軸検知用ひずみ計３０は、主桁の、車両進行方向前方の垂直補剛材（第３の箇所）に設置される。主桁の垂直補剛財は、車軸の通過に対する応答時間が短く、車軸の通過に対して独立してひずみが発生する。
【００１６】
そして、各ひずみ計は、設置された箇所の伸びひずみを計測する（なお、各ひずみ計は、ひずみ検出センサとなる膜状のシートと、このセンサの信号を増幅する増幅器等とを備える）。なお、ひずみとは物質の形状の変形であり、局所的には、計測箇所の伸び縮みの量になる。例えば、ある箇所のひずみが０．１であるとは、その箇所が０．９倍の長さになったこと、つまり１０％の縮小が生じた状態である。よって、ひずみは比率であり、単位はない。
【００１７】
図２は、本実施形態による橋梁通過車両監視システム１の構成を示す概略ブロック図である。
橋梁通過車両監視システム１は、橋梁を通過する測定対象車両の車重を算出するシステムである。橋梁通過車両監視システム１は、第１のひずみ値取得部１０１、第２のひずみ値取得部１０２、第３のひずみ値取得部１０３、第１のひずみ値データベース１０４、第２のひずみ値データベース１０５、第３のひずみ値データベース１０６、時間差算出部１０７（ピーク値抽出部）、相関度判定部１０８、高相関時時刻推定部１０９（車速推定部、高相関時進入時刻推定部、高相関時退出時刻推定部）、通過時刻特定部１１０、ひずみ値抽出部１１１、ノイズ除去部１１２、ひずみ値特定部１１３、低相関時時刻推定部１１４（進入時刻推定部、退出時刻推定部）、ひずみ率記憶部１１５、車重算出処理部１１６、軸重比較データ記憶部１１７を備える。
【００１８】
第１のひずみ値取得部１０１は、軸重算出用ひずみ計１０から時系列にひずみ値（第１のひずみ値）を取得し、当該ひずみ値と、当該ひずみ値を取得した時刻とを関連付けて第１のひずみ値データベース１０４に記録する。
第２のひずみ値取得部１０２は、進入側車軸検知用ひずみ計２０から時系列にひずみ値（第２のひずみ値）を取得し、当該ひずみ値と、当該ひずみ値を取得した時刻とを関連付けて第２のひずみ値データベース１０５に記録する。
第３のひずみ値取得部１０３は、退出側車軸検知用ひずみ計３０から時系列にひずみ値（第３のひずみ値）を取得し、当該ひずみ値と、当該ひずみ値を取得した時刻とを関連付けて第３のひずみ値データベース１０６に記録する。
第１のひずみ値データベース１０４は、第１のひずみ値取得部１０１が取得したひずみ値を、時刻に関連付けて記憶する。
第２のひずみ値データベース１０５は、第２のひずみ値取得部１０２が取得したひずみ値を、時刻に関連付けて記憶する。
第３のひずみ値データベース１０６は、第３のひずみ値取得部１０３が取得したひずみ値を、時刻に関連付けて記憶する。
【００１９】
時間差算出部１０７は、第２のひずみ値データベース１０５が記憶する時系列のひずみ値と、第３のひずみ値データベース１０６が記憶する時系列のひずみ値との間の相関度が最大となる時間差を算出する。
相関度判定部１０８は、時間差算出部１０７が算出した時間差における、第２のひずみ値データベース１０５が記憶する時系列のひずみ値と、第３のひずみ値データベース１０６が記憶する時系列のひずみ値との間の相関度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。
高相関時時刻推定部１０９は、相関度判定部１０８が、相関度が所定の閾値以上であると判定した場合に、時間差算出部１０７が算出した時間差で、進入側車軸検知用ひずみ計２０の設置箇所と退出側車軸検知用ひずみ計３０の設置箇所との間の距離を除算することで、測定対象車両の速度を算出する。また、高相関時時刻推定部１０９は、算出した速度、進入側車軸検知用ひずみ計２０と主桁の進入側の端（一端）との距離、退出側車軸検知用ひずみ計３０と主桁の退出側の端（他端）との距離、及び時間差算出部１０７が算出した時間差を用いて、主桁進入時刻、主桁退出時刻を算出する。
【００２０】
通過時刻特定部１１０は、第２のひずみ値データベース１０５が記憶するひずみ値のうち、所定の閾値を超えるひずみ値に関連付けられた時刻を特定する。
ひずみ値抽出部１１１は、第１のひずみ値データベース１０４が記憶するひずみ値のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻の前後の所定の時間の間の時刻に関連付けられたひずみ値と当該ひずみ値に関連付けられた時刻との組を抽出する。ここで、通過時刻特定部１１０が特定した時刻の前後の所定の時間とは、少なくとも測定対象車両が２つの橋脚の間を通過することが見込まれる時間である。そのため、通過時刻特定部１１０が特定した時刻の前後の所定の時間には、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より主桁の進入側の端から進入側車軸検知用ひずみ計２０までの距離に、所定の速度（例えば、２０ｋｍ／ｈ）を乗じて得られる時間だけ前の時刻、及び通過時刻特定部１１０が特定した時刻より主桁の退出側の端から進入側車軸検知用ひずみ計２０までの距離に、所定の速度を乗じて得られる時間だけ後の時刻が少なくとも含まれる。
ノイズ除去部１１２は、ひずみ値抽出部１１１が出力した複数のひずみ値に対してノイズ除去処理を行う。
【００２１】
ひずみ値特定部１１３は、第１のひずみ値データベース１０４が記憶するひずみ値のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻に関連付けられたひずみ値を特定する。
低相関時時刻推定部１１４は、ノイズ除去部１１２によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、ひずみ率記憶部１１５が記憶する端部ひずみ率（一端側ひずみ率、他端側ひずみ率）をひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下の、ひずみ値を特定する。また、低相関時時刻推定部１１４は、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より前の直近の時刻を主桁進入時刻として推定し、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より後の直近の時刻を主桁退出時刻として推定する。なお、低相関時時刻推定部１１４は、相関度判定部１０８が、相関度が所定の閾値以下であると判定した場合に、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を算出する。
ひずみ率記憶部１１５は、車両が主桁の進入側の端または退出側の端に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値と、車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値との比率を示す端部ひずみ率を記憶する。
【００２２】
車重算出処理部１１６は、高相関時時刻推定部１０９または低相関時時刻推定部１１４が推定した主桁進入時刻及び主桁退出時刻と、軸重比較データ記憶部１１７が記憶する基準軸重ひずみ波形とに基づいて、当該測定対象車両の車重を算出する。
軸重比較データ記憶部１１７は、１ｔの車軸が主桁上を通過した場合に軸重算出用ひずみ計１０が計測する時系列のひずみ値を、基準軸重ひずみ波形として記憶する。
【００２３】
なお、本実施形態では、第１のひずみ値取得部１０１、第２のひずみ値取得部１０２、第３のひずみ値取得部１０３、第１のひずみ値データベース１０４、第２のひずみ値データベース１０５、第３のひずみ値データベース１０６、時間差算出部１０７、相関度判定部１０８、高相関時時刻推定部１０９、通過時刻特定部１１０、ひずみ値抽出部１１１、ノイズ除去部１１２、ひずみ値特定部１１３、低相関時時刻推定部１１４、ひずみ率記憶部１１５が、本発明による通過時刻推定装置として動作する。
【００２４】
そして、橋梁通過車両監視システム１は、上記構成を備えることで、以下に示す処理を実行する。
第１のひずみ値取得部１０１は、測定対象車両が主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する主桁の下面のひずみ値を時系列に取得し、第２のひずみ値取得部１０２は、測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する主桁の垂直補剛材のひずみ値を時系列に取得する。次に、通過時刻特定部１１０は、垂直補剛材のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定し、ひずみ値特定部１１３は、特定した時刻における主桁の下面のひずみ値を特定する。
【００２５】
次に、低相関時時刻推定部１１４は、主桁の下面のひずみ値が、ひずみ率記憶部１１５が記憶する端部ひずみ率を、ひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より前の直近の時刻を、測定対象車両が主桁の進入側の端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する。また、低相関時時刻推定部１１４は、主桁の下面のひずみ値が、ひずみ率記憶部１１５が記憶する端部ひずみ率を、ひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より後の直近の時刻を、測定対象車両が主桁の退出側の端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する。
これにより、橋梁通過車両監視システム１は、主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、精度良く測定対象車両の速度を測定する。
【００２６】
次に、橋梁通過車両監視システム１による測定対象車両の車重算出動作を説明する。
図３は、橋梁通過車両監視システム１による測定対象車両の車重算出動作を示すフローチャートである。
なお、測定対象車両は、車重算出動作を実行する前に、既に橋梁を通過しており、第１のひずみ値データベース１０４、第２のひずみ値データベース１０５、第３のひずみ値データベース１０６には、第１のひずみ値取得部１０１、第２のひずみ値取得部１０２、第３のひずみ値取得部１０３により、既にひずみ値と時刻とを関連付けたデータが格納されているものとする。
【００２７】
まず、橋梁通過車両監視システム１が車重算出動作を開始すると、時間差算出部１０７は、第２のひずみ値データベース１０５が記憶する時系列のひずみ値の中から、所定の閾値以上（例えば、１ｔの車軸に相当するひずみ値）の極大値であるピーク値に関連付けられた時刻を特定する（ステップＳ１）。次に、時間差算出部１０７は、当該特定した時刻の０．５秒前から、当該時刻の１秒後までの時刻に関連付けられたひずみ値を第２のひずみ値データベース１０５から読み出す。これにより、時間差算出部１０７は、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した際に、進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値を読み出す（ステップＳ２）。
【００２８】
次に、時間差算出部１０７は、当該読み出したひずみ値と、第３のひずみ値データベース１０６が記憶する時系列のひずみ値との相関度が最大となる時間差を算出する（ステップＳ３）。具体的には、時間差算出部１０７は、以下の式（１）が示す相関関数の解が最大となる時間差τを算出する。
【００２９】
【数１】
【００３０】
但し、ｇ２（ｔ）は、時間差算出部１０７がステップＳ２で読み出した複数のひずみ値のうち、時刻ｔに関連付けられたひずみ値を示し、ｇ３（ｔ）は、第３のひずみ値データベース１０６が記憶するひずみ値のうち、時刻ｔに関連付けられたひずみ値を示す。時間差τは、測定対象車両が主桁上を通過する際に要すると仮定される時間によって決定する。例えば、測定対象車両が主桁上を通過する際に要する時間が１０秒以下であるものと仮定した場合、時間差τを０秒以上１０秒以下とすると良い。
【００３１】
次に、相関度判定部１０８は、時間差算出部１０７が算出した時間差τにおける相関関数の解の値が、所定の閾値（例えば、０．７）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。相関度判定部１０８が、相関関数の解の値が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、高相関時時刻推定部１０９は、時刻ｔにおいて進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値と、時刻ｔ−τにおいて退出側車軸検知用ひずみ計３０が出力したひずみ値とが、いずれも測定対象車両の通過によるものであると判定する。次に、高相関時時刻推定部１０９は、進入側車軸検知用ひずみ計２０の設置位置と退出側車軸検知用ひずみ計３０の設置位置との距離を、時間差τで除算することで、測定対象車両の速度を算出する（ステップＳ５）。
【００３２】
次に、高相関時時刻推定部１０９は、算出した速度を、主桁の進入側の端（一端）から進入側車軸検知用ひずみ計２０までの距離に乗算することで、測定対象車両が主桁の進入側の端から進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上まで移動する際にかかった時間を算出する。次に、高相関時時刻推定部１０９は、算出した時間を、ステップＳ１で特定した時刻から減算することで、測定対象車両が主桁の進入側の端に進入した時刻を示す主桁進入時刻を推定する（ステップＳ６）。
また、高相関時時刻推定部１０９は、算出した速度を、主桁の退出側の端（他端）から退出側車軸検知用ひずみ計３０までの距離に乗算することで、測定対象車両が主桁の退出側の端から退出側車軸検知用ひずみ計３０の直上まで移動する際にかかった時間を算出する。次に、高相関時時刻推定部１０９は、算出した時間と、ステップＳ３で算出した時間差とを、ステップＳ１で特定した時刻に加算することで、測定対象車両が主桁の退出側の端から退出した時刻を示す主桁退出時刻を推定する（ステップＳ７）。
【００３３】
ステップＳ４で、相関度判定部１０８が、相関関数の解の値が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、時刻ｔにおいて進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値と、時刻ｔ−τにおいて退出側車軸検知用ひずみ計３０が出力したひずみ値とが、両方とも測定対象車両の通過によるものである可能性が低い。これは、測定対象車両が主桁の通過中に測定対象車両が加減速したなどの理由によるものである。そのため、上記ステップＳ５〜ステップＳ７による処理を実行した場合、時刻の推定を誤る惧れがある。そこで、以下に示す処理を行うことで、精度良く時刻の推定を行う。
【００３４】
図４は、進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値と退出側車軸検知用ひずみ計３０が出力したひずみ値との相関が低い場合における、主桁進入時刻、主桁退出時刻の推定方法を示す概略図である。
まず、通過時刻特定部１１０は、図４（Ｃ）に示すように、第２のひずみ値データベース１０５が記憶するひずみ値のうち、所定の閾値（例えば、１ｔの車軸に相当するひずみ値）を超えるひずみ値に関連付けられた時刻を、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻と特定する（ステップＳ８）。次に、ひずみ値抽出部１１１は、第１のひずみ値データベース１０４から、通過時刻特定部１１０が特定した時刻の５秒前から１０秒後までの時刻に関連付けられたひずみ値を抽出する（ステップＳ９）。これにより、ひずみ値抽出部１１１は、図４（Ｂ）に示すような、測定対象車両が少なくとも主桁を走行している間のひずみ値を含むひずみ値を抽出する。
【００３５】
次に、ノイズ除去部１１２は、ひずみ値抽出部１１１が抽出したひずみ値に対してノイズ除去処理を行う（ステップＳ１０）。なお、ノイズ除去処理の手法としては、抽出した複数のひずみ値に対してローパスフィルタ処理を行う手法、抽出した複数のひずみ値に対して移動平均値を算出する手法などが挙げられる。
次に、ひずみ値特定部１１３は、ノイズ除去部１１２が出力した複数のひずみ値のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻（図４（Ｂ）のＴＤｉｎ）に関連付けられたひずみ値を特定する（ステップＳ１１）。つまり、ひずみ値特定部１１３は、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻に、軸重算出用ひずみ計１０が出力したひずみ値を特定する。
【００３６】
次に、低相関時時刻推定部１１４は、ノイズ除去部１１２によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、ひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値に、ひずみ率記憶部１１５が記憶する端部ひずみ率（例えば、５０％）を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定する（ステップＳ１２）。次に、低相関時時刻推定部１１４は、特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より前の直近の時刻（図４（Ｂ）のＴＧｉｎ）を主桁進入時刻として推定する（ステップＳ１３）。また、低相関時時刻推定部１１４は、ステップＳ１２で特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より後の直近の時刻（図４（Ｂ）のＴＧｏｕｔ）を主桁退出時刻として推定する（ステップＳ１４）。
上記ステップＳ８〜ステップＳ１４の処理により、主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、測定対象車両の主桁への進入時刻・主桁からの退出時刻を精度良く推定することができる。
【００３７】
次に、車重算出処理部１１６は、主桁の車両進行方向の長さを、高相関時時刻推定部１０９または低相関時時刻推定部１１４が特定した主桁進入時刻から主桁退出時刻までの時間で除算することで測定対象車両の速度を算出する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ５で既に測定対象車両の速度を算出している場合は、ステップＳ１５で速度の算出を行わなくても良い。次に、重量算出処理部は、時間差算出部１０７がステップＳ２で第２のひずみ値データベース１０５から読み出したひずみ値から、所定の閾値を超える極大値であるピーク値に関連付けられた時刻を、車軸が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻として、複数抽出する（ステップＳ１６）。次に、重量算出処理部は、抽出した時刻の間隔にステップＳ１５で算出した速度を乗算することで、車軸間隔を算出する（ステップＳ１７）。
【００３８】
次に、車重算出処理部１１６は、軸重比較データ記憶部１１７から基準軸重ひずみ波形を読み出す（ステップＳ１８）。なお、基準軸重ひずみ波形とは、予め軸重が分かっている軸面が主桁上を通過した際の軸重算出用ひずみ計１０の出力から、１ｔの車両が通過したときのひずみ値として求めておいたものであり、主桁の進入側の端から車両が進んだ際の距離とひずみ値との関係を示す。
【００３９】
図５は、車重比較データ記憶部が記憶する基準軸重ひずみ波形の説明図である。
図５（Ａ）に示すように、１ｔの車両が主軸を通過したときに計測されるひずみを考えると、図５（Ｂ）に示すようなひずみ波形となる。そして、図５（Ｃ）に示すようにＷｔの１軸車両が主軸を通過した場合、図５（Ｄ）に示すように、計測されるひずみは１ｔの車両が主軸を通過したときに計測されるひずみのＷ倍となる。
つまり、例えば、４ｔの車両が通過したときに軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を取得した場合、当該ひずみ値の４分の１を算出することで、基準軸重ひずみ波形を求めることができる。
【００４０】
図６は、車速と車軸位置とを用いて車重を算出する方法の概略図である。
次に、車重算出処理部１１６は、ステップＳ１５で算出した測定対象車両の速度を用いて、図６（Ａ）に示すステップＳ１８で読み出した基準軸重ひずみ波形を、図６（Ｂ）に示すように、ひずみ値と走行時間との関係に変換する（ステップＳ１９）。つまり、基準軸重ひずみ波形のひずみ値に関連付けられた距離を速度で除算することで、走行時間に変換する。
【００４１】
次に、車重算出処理部１１６は、図６（Ｄ）に示すように、第１のひずみ値データベース１０４から、高相関時時刻推定部１０９または低相関時時刻推定部１１４が特定した主桁進入時刻から主桁退出時刻までの時刻に関連付けられたひずみ値を抽出する（ステップＳ２０）。次に、軸重算出処理部は、ステップＳ１７で算出した車軸間隔に従って、図６（Ｃ）に示すように、ステップＳ１９で変換した基準軸重ひずみ波形を時間軸上に配置する。そして、図６（Ｅ）に示すように、当該生成した波形とステップＳ２０で第１のひずみ値データベース１０４から抽出したひずみ値との誤差が最小となるように、最小二乗法により各軸の軸重を算出し、各軸の重量を求める（ステップＳ２１）。そして、軸重算出処理部は、求めた各軸の重量を合計することにより、車重を算出する（ステップＳ２２）。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、進入側車軸検知用ひずみ計２０と退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力波形間の相関が低い場合、まず、進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力するひずみ値から、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻を特定する。そして、当該時刻に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を用いて、測定対象車両が主桁に進入した時刻及び退出した時刻を推定する。これにより、進入側車軸検知用ひずみ計２０と退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力波形間の相関を用いずに、橋梁の部材によって車両の通過によるひずみ応答が異なるという自然法則を用いて、測定対象車両の速度を算出することができる。そのため、主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、当該測定対象車両の主桁への進入時刻・主桁からの退出時刻を推定することができる。
【００４３】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、進入側車軸検知用ひずみ計２０と退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力波形間の相関が低い場合にのみ、上記ステップＳ８〜ステップＳ１４の処理による主桁進入時刻及び主桁退出時刻の推定を行ったが、これに限られない。例えば、進入側車軸検知用ひずみ計２０と退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力波形間の相関度に関わらず、ステップＳ８〜ステップＳ１４の処理によって主桁進入時刻及び主桁退出時刻の推定を行っても良い。
【００４４】
また、本実施形態では、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻における軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を用いて、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定する場合を説明したが、これに限られない。例えば、測定対象車両が退出側車軸検知用ひずみ計３０の直上を通過した時刻における軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を用いて、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定しても良い。
【００４５】
また、本実施形態では、進入側車軸検知用ひずみ計２０及び退出側車軸検知用ひずみ計３０が、主軸の垂直補剛材に設置されている場合を説明したが、これに限られない。例えば、進入側車軸検知用ひずみ計２０及び退出側車軸検知用ひずみ計３０が、橋梁の床板や、端対傾構など、測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する他の部分に設置されていても良い。
また、本実施形態では、軸重算出用ひずみ計１０が、主軸の底面に設置されている場合を説明したが、これに限られず、測定対象車両が主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する他の部材に設置されていても良い。
【００４６】
また、本実施形態では、軸重算出用ひずみ計１０が、主桁の車両進行方向の中央部分に設置されている場合を説明したが、これに限られず、中央からずれた位置に設置されていても良い。但し、この場合、ひずみ率記憶部１１５は、端部ひずみ率に代えて、車両が主桁の進入側の端に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値と、車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率と、車両が主桁の退出側の端に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値と、車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率とをそれぞれ記憶しておく必要がある。また、低相関時時刻推定部１１４は、一端側ひずみ率と他端側ひずみ率を用いて、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定することとなる。
【００４７】
また、本実施形態では、ある車線における車両の主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定する場合を説明したが、これに限られず、複数車線に亘って車両が存在する場合や、１車線に複数の車両が存在する場合にも、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定することができる。この場合は、図１（Ａ）に示すように、軸重算出用ひずみ計１０、進入側車軸検知用ひずみ計２０、退出側車軸検知用ひずみ計３０の組のそれぞれからひずみ値を取得し、それぞれのひずみ値を用いて連立方程式を解くことで、上記実施形態と同様に主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定することとなる。
【００４８】
上述の橋梁通過車両監視システム１（通過時刻推定装置）は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００４９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５０】
なお、本実施形態では、上述したように橋梁通過車両監視システムがプログラムを実行することで上記処理を行う場合を説明したが、これに限られず、人間が軸重算出用ひずみ計１０、進入側車軸検知用ひずみ計２０、退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力結果を用いて、手計算によって処理を行っても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１…橋梁通過車両監視システム １０…軸重算出用ひずみ計 ２０…進入側車軸検知用ひずみ計 ３０…退出側車軸検知用ひずみ計 １０１…第１のひずみ値取得部 １０２…第２のひずみ値取得部 １０３…第３のひずみ値取得部 １０４…第１のひずみ値データベース １０５…第２のひずみ値データベース １０６…第３のひずみ値データベース １０７…時間差算出部 １０８…相関度判定部 １０９…高相関時時刻推定部 １１０…通過時刻特定部 １１１…ひずみ値抽出部 １１２…ノイズ除去部 １１３…ひずみ値特定部 １１４…低相関時時刻推定部 １１５…ひずみ率記憶部 １１６…車重算出処理部 １１７…軸重比較データ記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁の主桁の一端から当該主桁の他端へ走行する車両の速度を算出する通過時刻推定装置、車速算出方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁を通過する大型車両の車軸重量は、橋梁の維持管理をする上で、橋梁の損傷を予測するために重要な情報となる。そこで、大型車両の軸重測定のため、橋梁の主桁に設置したひずみ計から車両通行時のひずみ値を連続測定し、軸重を算出するＢｒｉｄｇｅ Ｗｅｉｇｈ−ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎという手法が提案されている。また、特許文献１には、Ｂｒｉｄｇｅ Ｗｅｉｇｈ−ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎによる車両の軸重測定に要する、車両の橋梁の主桁への進入時刻及び主桁からの退出時刻の算出方法が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の方法によると、２組の車両検知用センサが、主桁の車線に平行な方向に所定距離だけ離れて配置されており、２組の車両検知用センサの出力波形の相関関数が最大となるときの時間差で、車両検知用センサ間の距離を除算することで、車両の速度を算出する。次に、車両進行方向後方の車両検知用センサと主桁の一端との距離を算出した速度で乗算して得られた時間を、車両が当該車両検知用センサ上を通過した時刻から減算することで、車両の橋梁の主桁への進入時刻を算出する。同様に、車両進行方向前方の車両検知用センサと主桁の他端との距離を算出した速度で乗算して得られた時間を、車両が当該車両検知用センサ上を通過した時刻に加算することで、車両の橋梁の主桁からの退出時刻を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０８４４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２組の車両検知用センサの出力波形間で高い相関を得るには、車両が２つのひずみ計の間を等速で通過する必要がある。しかしながら、実際の交通状況では加減速の発生や他車両の通行等で発生する振動ノイズの影響などにより、必ずしも２組の車両検知用センサの出力波形間で高い相関を得られるとは限られない。そのため、特許文献１に記載の方法では、主桁への車両の進入・退出の時刻を特定することができず、当該データについて車軸重量を取得できないという問題がある。
また、Ｂｒｉｄｇａ Ｗｅｉｇｈ−ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎは、車重による主桁へのダメージの具合を測定することを目的としてなされるため、車軸重量の計測の抜けをできる限り少なくしたいという要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、測定対象車両が橋梁の主桁の一端に進入した時刻、及び前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出する時刻を推定する通過時刻推定装置であって、前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の箇所のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のひずみ値取得部と、前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の箇所のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のひずみ値取得部と、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の箇所の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率と、前記車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の箇所の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率とを記憶するひずみ率記憶部と、前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する通過時刻特定部と、前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定するひずみ値特定部と、前記第１のひずみ値が、前記ひずみ率記憶部が記憶する一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する進入時刻推定部と、前記第１のひずみ値が、前記ひずみ率記憶部が記憶する他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する退出時刻推定部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第３の箇所のひずみ値である第３のひずみ値を時系列に取得する第３のひずみ値取得部と、前記第２のひずみ値取得部が取得した第２のひずみ値のうち、所定の閾値以上の極大値を示すピーク値を特定し、当該ピーク値の前後所定の範囲の第２のひずみ値を抽出するピーク値抽出部と、前記ピーク値抽出部が抽出した第２のひずみ値と前記第３のひずみ値との間の相関度が最大となる時間差を算出する時間差算出部と、前記時間差算出部が算出した時間差における相関度が所定の閾値以上であるか否かを判定する相関度判定部と、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値以上であると判定した場合に、前記時間差算出部が算出した時間差で、前記第２の箇所と前記第３の箇所との間の距離を除算することで前記測定対象車両の速度を算出する車速算出部と、前記車速算出部が算出した速度と、前記主桁の一端と前記第２の箇所との距離とを乗算して得られる時間を、前記ピーク値抽出部が特定したピーク値を取得した時刻から減算して得られる時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する高相関時進入時刻推定部と、前記車速算出部が算出した速度と、前記主桁の他端と前記第２の箇所との距離とを乗算して得られる時間と、前記時間差算出部が算出した時間差とを、前記ピーク値抽出部が特定したピーク値を取得した時刻に加算して得られる時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する高相関時退出時刻推定部と、を備え、前記第２の箇所は、前記第１の箇所より前記主桁の一端側であり、前記第３の箇所は、前記第１の箇所より前記主桁の他端側であり、前記進入時刻推定部は、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値未満であると判定した場合に、前記主桁進入時刻を推定し、前記退出時刻推定部は、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値未満であると判定した場合に、前記主桁退出時刻を推定することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記第１の箇所は、前記主桁の車両進行方向の中央部分であり、前記一端側ひずみ率と前記他端側ひずみ率は同一の値を示し、端部ひずみ率として前記ひずみ率記憶部に記憶されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前記主桁の一端側から前記第２の箇所までの距離に所定の速度を乗じて得られる時間だけ前の時刻から、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前記主桁の他端側から前記第２の箇所までの距離に所定の速度を乗じて得られる時間だけ後の時刻までの時間の間に前記第１のひずみ値取得部が取得したひずみ値を少なくとも抽出し、抽出したひずみ値を前記第１のひずみ値取得部が取得した時刻に関連付けて出力するひずみ値抽出部と、前記ひずみ値抽出部が出力した複数のひずみ値に対してノイズ除去処理を行うノイズ除去部とを備え、前記主桁進入時刻特定部は、前記ノイズ除去部によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、前記ひずみ値特定部が特定したひずみ値に前記ひずみ率記憶部が記憶する一端側ひずみ率を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定し、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として特定し、前記主桁退出時刻特定部は、前記ノイズ除去部によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、前記ひずみ値特定部が特定したひずみ値に前記ひずみ率記憶部が記憶する他端側ひずみ率を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定し、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として特定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、測定対象車両が橋梁の主桁の一端に進入した時刻、及び前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出する時刻を推定する通過時刻推定方法であって、前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の部材のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のステップと、前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の部材のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のステップと、前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する第３のステップと、前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定する第４のステップと、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記第３のステップで特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する第５のステップと、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記第３のステップで特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する第６のステップとを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、主桁の一端から当該主桁の他端へ走行する測定対象車両の速度を算出する通過時刻推定装置を、前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の箇所のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のひずみ値取得部、前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の箇所のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のひずみ値取得部、前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する通過時刻特定部、前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定するひずみ値特定部、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する進入時刻推定部、前記第１のひずみ値が、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する退出時刻推定部、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第２のひずみ計が出力するひずみ値から測定対象車両が第２のひずみ計の直上を通過した時刻を特定し、当該時刻に第１のひずみ計が出力するひずみ値から、測定対象車両が主桁に進入した時刻及び退出した時刻を推定する。これにより、２組の車両検知用センサの出力波形間の相関を用いずに、測定対象車両の速度を算出することができるため、主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、当該測定対象車両の主桁への進入時刻・主桁からの退出時刻を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による通過時刻推定装置を含む橋梁通過車両監視システム１におけるひずみ計の設置例を示す図である。
【図２】本実施形態による橋梁通過車両監視システム１の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】橋梁通過車両監視システム１による測定対象車両の車重算出動作を示すフローチャートである。
【図４】進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値と退出側車軸検知用ひずみ計３０が出力したひずみ値との相関が低い場合における、主桁進入時刻、主桁退出時刻の推定方法を示す概略図である。
【図５】車重比較データ記憶部が記憶する基準軸重ひずみ波形の説明図である。
【図６】車速と車軸位置とを用いて車重を算出する方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による通過時刻推定装置を含む橋梁通過車両監視システム１におけるひずみ計の設置例を示す図である。ここでは、橋梁の主桁が６本ある場合の設置例を説明する。
本実施形態による橋梁通過車両監視システム１は、軸重算出用ひずみ計１０、進入側車軸検知用ひずみ計２０、退出側車軸検知用ひずみ計３０を備える。
【００１５】
図１（Ａ）は、橋梁の平面図である。図１（Ａ）に示すように、軸重算出用ひずみ計１０、進入側車軸検知用ひずみ計２０、退出側車軸検知用ひずみ計３０は、それぞれ走行車線の通行状況を把握しやすいように設置される。
図１（Ｂ）は、橋梁の側面図である。また、図１（Ｃ）は、橋梁の断面図である。図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示すように、軸重算出用ひずみ計１０は、主桁の下面、車両進行方向の中央部分（第１の箇所）に設置される。主桁の下面は、車軸の通過に対するひずみの応答時間が長く、車両が主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する。
また、進入側車軸検知用ひずみ計２０は、主桁の、車両進行方向後方の垂直補剛材（第２の箇所）に設置される。また、退出側車軸検知用ひずみ計３０は、主桁の、車両進行方向前方の垂直補剛材（第３の箇所）に設置される。主桁の垂直補剛財は、車軸の通過に対する応答時間が短く、車軸の通過に対して独立してひずみが発生する。
【００１６】
そして、各ひずみ計は、設置された箇所の伸びひずみを計測する（なお、各ひずみ計は、ひずみ検出センサとなる膜状のシートと、このセンサの信号を増幅する増幅器等とを備える）。なお、ひずみとは物質の形状の変形であり、局所的には、計測箇所の伸び縮みの量になる。例えば、ある箇所のひずみが０．１であるとは、その箇所が０．９倍の長さになったこと、つまり１０％の縮小が生じた状態である。よって、ひずみは比率であり、単位はない。
【００１７】
図２は、本実施形態による橋梁通過車両監視システム１の構成を示す概略ブロック図である。
橋梁通過車両監視システム１は、橋梁を通過する測定対象車両の車重を算出するシステムである。橋梁通過車両監視システム１は、第１のひずみ値取得部１０１、第２のひずみ値取得部１０２、第３のひずみ値取得部１０３、第１のひずみ値データベース１０４、第２のひずみ値データベース１０５、第３のひずみ値データベース１０６、時間差算出部１０７（ピーク値抽出部）、相関度判定部１０８、高相関時時刻推定部１０９（車速推定部、高相関時進入時刻推定部、高相関時退出時刻推定部）、通過時刻特定部１１０、ひずみ値抽出部１１１、ノイズ除去部１１２、ひずみ値特定部１１３、低相関時時刻推定部１１４（進入時刻推定部、退出時刻推定部）、ひずみ率記憶部１１５、車重算出処理部１１６、軸重比較データ記憶部１１７を備える。
【００１８】
第１のひずみ値取得部１０１は、軸重算出用ひずみ計１０から時系列にひずみ値（第１のひずみ値）を取得し、当該ひずみ値と、当該ひずみ値を取得した時刻とを関連付けて第１のひずみ値データベース１０４に記録する。
第２のひずみ値取得部１０２は、進入側車軸検知用ひずみ計２０から時系列にひずみ値（第２のひずみ値）を取得し、当該ひずみ値と、当該ひずみ値を取得した時刻とを関連付けて第２のひずみ値データベース１０５に記録する。
第３のひずみ値取得部１０３は、退出側車軸検知用ひずみ計３０から時系列にひずみ値（第３のひずみ値）を取得し、当該ひずみ値と、当該ひずみ値を取得した時刻とを関連付けて第３のひずみ値データベース１０６に記録する。
第１のひずみ値データベース１０４は、第１のひずみ値取得部１０１が取得したひずみ値を、時刻に関連付けて記憶する。
第２のひずみ値データベース１０５は、第２のひずみ値取得部１０２が取得したひずみ値を、時刻に関連付けて記憶する。
第３のひずみ値データベース１０６は、第３のひずみ値取得部１０３が取得したひずみ値を、時刻に関連付けて記憶する。
【００１９】
時間差算出部１０７は、第２のひずみ値データベース１０５が記憶する時系列のひずみ値と、第３のひずみ値データベース１０６が記憶する時系列のひずみ値との間の相関度が最大となる時間差を算出する。
相関度判定部１０８は、時間差算出部１０７が算出した時間差における、第２のひずみ値データベース１０５が記憶する時系列のひずみ値と、第３のひずみ値データベース１０６が記憶する時系列のひずみ値との間の相関度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。
高相関時時刻推定部１０９は、相関度判定部１０８が、相関度が所定の閾値以上であると判定した場合に、時間差算出部１０７が算出した時間差で、進入側車軸検知用ひずみ計２０の設置箇所と退出側車軸検知用ひずみ計３０の設置箇所との間の距離を除算することで、測定対象車両の速度を算出する。また、高相関時時刻推定部１０９は、算出した速度、進入側車軸検知用ひずみ計２０と主桁の進入側の端（一端）との距離、退出側車軸検知用ひずみ計３０と主桁の退出側の端（他端）との距離、及び時間差算出部１０７が算出した時間差を用いて、主桁進入時刻、主桁退出時刻を算出する。
【００２０】
通過時刻特定部１１０は、第２のひずみ値データベース１０５が記憶するひずみ値のうち、所定の閾値を超えるひずみ値に関連付けられた時刻を特定する。
ひずみ値抽出部１１１は、第１のひずみ値データベース１０４が記憶するひずみ値のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻の前後の所定の時間の間の時刻に関連付けられたひずみ値と当該ひずみ値に関連付けられた時刻との組を抽出する。ここで、通過時刻特定部１１０が特定した時刻の前後の所定の時間とは、少なくとも測定対象車両が２つの橋脚の間を通過することが見込まれる時間である。そのため、通過時刻特定部１１０が特定した時刻の前後の所定の時間には、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より主桁の進入側の端から進入側車軸検知用ひずみ計２０までの距離に、所定の速度（例えば、２０ｋｍ／ｈ）を乗じて得られる時間だけ前の時刻、及び通過時刻特定部１１０が特定した時刻より主桁の退出側の端から進入側車軸検知用ひずみ計２０までの距離に、所定の速度を乗じて得られる時間だけ後の時刻が少なくとも含まれる。
ノイズ除去部１１２は、ひずみ値抽出部１１１が出力した複数のひずみ値に対してノイズ除去処理を行う。
【００２１】
ひずみ値特定部１１３は、第１のひずみ値データベース１０４が記憶するひずみ値のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻に関連付けられたひずみ値を特定する。
低相関時時刻推定部１１４は、ノイズ除去部１１２によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、ひずみ率記憶部１１５が記憶する端部ひずみ率（一端側ひずみ率、他端側ひずみ率）をひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下の、ひずみ値を特定する。また、低相関時時刻推定部１１４は、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より前の直近の時刻を主桁進入時刻として推定し、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より後の直近の時刻を主桁退出時刻として推定する。なお、低相関時時刻推定部１１４は、相関度判定部１０８が、相関度が所定の閾値以下であると判定した場合に、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を算出する。
ひずみ率記憶部１１５は、車両が主桁の進入側の端または退出側の端に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値と、車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値との比率を示す端部ひずみ率を記憶する。
【００２２】
車重算出処理部１１６は、高相関時時刻推定部１０９または低相関時時刻推定部１１４が推定した主桁進入時刻及び主桁退出時刻と、軸重比較データ記憶部１１７が記憶する基準軸重ひずみ波形とに基づいて、当該測定対象車両の車重を算出する。
軸重比較データ記憶部１１７は、１ｔの車軸が主桁上を通過した場合に軸重算出用ひずみ計１０が計測する時系列のひずみ値を、基準軸重ひずみ波形として記憶する。
【００２３】
なお、本実施形態では、第１のひずみ値取得部１０１、第２のひずみ値取得部１０２、第３のひずみ値取得部１０３、第１のひずみ値データベース１０４、第２のひずみ値データベース１０５、第３のひずみ値データベース１０６、時間差算出部１０７、相関度判定部１０８、高相関時時刻推定部１０９、通過時刻特定部１１０、ひずみ値抽出部１１１、ノイズ除去部１１２、ひずみ値特定部１１３、低相関時時刻推定部１１４、ひずみ率記憶部１１５が、本発明による通過時刻推定装置として動作する。
【００２４】
そして、橋梁通過車両監視システム１は、上記構成を備えることで、以下に示す処理を実行する。
第１のひずみ値取得部１０１は、測定対象車両が主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する主桁の下面のひずみ値を時系列に取得し、第２のひずみ値取得部１０２は、測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する主桁の垂直補剛材のひずみ値を時系列に取得する。次に、通過時刻特定部１１０は、垂直補剛材のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定し、ひずみ値特定部１１３は、特定した時刻における主桁の下面のひずみ値を特定する。
【００２５】
次に、低相関時時刻推定部１１４は、主桁の下面のひずみ値が、ひずみ率記憶部１１５が記憶する端部ひずみ率を、ひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より前の直近の時刻を、測定対象車両が主桁の進入側の端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する。また、低相関時時刻推定部１１４は、主桁の下面のひずみ値が、ひずみ率記憶部１１５が記憶する端部ひずみ率を、ひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より後の直近の時刻を、測定対象車両が主桁の退出側の端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する。
これにより、橋梁通過車両監視システム１は、主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、精度良く測定対象車両の速度を測定する。
【００２６】
次に、橋梁通過車両監視システム１による測定対象車両の車重算出動作を説明する。
図３は、橋梁通過車両監視システム１による測定対象車両の車重算出動作を示すフローチャートである。
なお、測定対象車両は、車重算出動作を実行する前に、既に橋梁を通過しており、第１のひずみ値データベース１０４、第２のひずみ値データベース１０５、第３のひずみ値データベース１０６には、第１のひずみ値取得部１０１、第２のひずみ値取得部１０２、第３のひずみ値取得部１０３により、既にひずみ値と時刻とを関連付けたデータが格納されているものとする。
【００２７】
まず、橋梁通過車両監視システム１が車重算出動作を開始すると、時間差算出部１０７は、第２のひずみ値データベース１０５が記憶する時系列のひずみ値の中から、所定の閾値以上（例えば、１ｔの車軸に相当するひずみ値）の極大値であるピーク値に関連付けられた時刻を特定する（ステップＳ１）。次に、時間差算出部１０７は、当該特定した時刻の０．５秒前から、当該時刻の１秒後までの時刻に関連付けられたひずみ値を第２のひずみ値データベース１０５から読み出す。これにより、時間差算出部１０７は、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した際に、進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値を読み出す（ステップＳ２）。
【００２８】
次に、時間差算出部１０７は、当該読み出したひずみ値と、第３のひずみ値データベース１０６が記憶する時系列のひずみ値との相関度が最大となる時間差を算出する（ステップＳ３）。具体的には、時間差算出部１０７は、以下の式（１）が示す相関関数の解が最大となる時間差τを算出する。
【００２９】
【数１】
【００３０】
但し、ｇ２（ｔ）は、時間差算出部１０７がステップＳ２で読み出した複数のひずみ値のうち、時刻ｔに関連付けられたひずみ値を示し、ｇ３（ｔ）は、第３のひずみ値データベース１０６が記憶するひずみ値のうち、時刻ｔに関連付けられたひずみ値を示す。時間差τは、測定対象車両が主桁上を通過する際に要すると仮定される時間によって決定する。例えば、測定対象車両が主桁上を通過する際に要する時間が１０秒以下であるものと仮定した場合、時間差τを０秒以上１０秒以下とすると良い。
【００３１】
次に、相関度判定部１０８は、時間差算出部１０７が算出した時間差τにおける相関関数の解の値が、所定の閾値（例えば、０．７）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。相関度判定部１０８が、相関関数の解の値が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、高相関時時刻推定部１０９は、時刻ｔにおいて進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値と、時刻ｔ−τにおいて退出側車軸検知用ひずみ計３０が出力したひずみ値とが、いずれも測定対象車両の通過によるものであると判定する。次に、高相関時時刻推定部１０９は、進入側車軸検知用ひずみ計２０の設置位置と退出側車軸検知用ひずみ計３０の設置位置との距離を、時間差τで除算することで、測定対象車両の速度を算出する（ステップＳ５）。
【００３２】
次に、高相関時時刻推定部１０９は、算出した速度を、主桁の進入側の端（一端）から進入側車軸検知用ひずみ計２０までの距離に乗算することで、測定対象車両が主桁の進入側の端から進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上まで移動する際にかかった時間を算出する。次に、高相関時時刻推定部１０９は、算出した時間を、ステップＳ１で特定した時刻から減算することで、測定対象車両が主桁の進入側の端に進入した時刻を示す主桁進入時刻を推定する（ステップＳ６）。
また、高相関時時刻推定部１０９は、算出した速度を、主桁の退出側の端（他端）から退出側車軸検知用ひずみ計３０までの距離に乗算することで、測定対象車両が主桁の退出側の端から退出側車軸検知用ひずみ計３０の直上まで移動する際にかかった時間を算出する。次に、高相関時時刻推定部１０９は、算出した時間と、ステップＳ３で算出した時間差とを、ステップＳ１で特定した時刻に加算することで、測定対象車両が主桁の退出側の端から退出した時刻を示す主桁退出時刻を推定する（ステップＳ７）。
【００３３】
ステップＳ４で、相関度判定部１０８が、相関関数の解の値が所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、時刻ｔにおいて進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値と、時刻ｔ−τにおいて退出側車軸検知用ひずみ計３０が出力したひずみ値とが、両方とも測定対象車両の通過によるものである可能性が低い。これは、測定対象車両が主桁の通過中に測定対象車両が加減速したなどの理由によるものである。そのため、上記ステップＳ５〜ステップＳ７による処理を実行した場合、時刻の推定を誤る惧れがある。そこで、以下に示す処理を行うことで、精度良く時刻の推定を行う。
【００３４】
図４は、進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力したひずみ値と退出側車軸検知用ひずみ計３０が出力したひずみ値との相関が低い場合における、主桁進入時刻、主桁退出時刻の推定方法を示す概略図である。
まず、通過時刻特定部１１０は、図４（Ｃ）に示すように、第２のひずみ値データベース１０５が記憶するひずみ値のうち、所定の閾値（例えば、１ｔの車軸に相当するひずみ値）を超えるひずみ値に関連付けられた時刻を、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻と特定する（ステップＳ８）。次に、ひずみ値抽出部１１１は、第１のひずみ値データベース１０４から、通過時刻特定部１１０が特定した時刻の５秒前から１０秒後までの時刻に関連付けられたひずみ値を抽出する（ステップＳ９）。これにより、ひずみ値抽出部１１１は、図４（Ｂ）に示すような、測定対象車両が少なくとも主桁を走行している間のひずみ値を含むひずみ値を抽出する。
【００３５】
次に、ノイズ除去部１１２は、ひずみ値抽出部１１１が抽出したひずみ値に対してノイズ除去処理を行う（ステップＳ１０）。なお、ノイズ除去処理の手法としては、抽出した複数のひずみ値に対してローパスフィルタ処理を行う手法、抽出した複数のひずみ値に対して移動平均値を算出する手法などが挙げられる。
次に、ひずみ値特定部１１３は、ノイズ除去部１１２が出力した複数のひずみ値のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻（図４（Ｂ）のＴＤｉｎ）に関連付けられたひずみ値を特定する（ステップＳ１１）。つまり、ひずみ値特定部１１３は、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻に、軸重算出用ひずみ計１０が出力したひずみ値を特定する。
【００３６】
次に、低相関時時刻推定部１１４は、ノイズ除去部１１２によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、ひずみ値特定部１１３が特定したひずみ値に、ひずみ率記憶部１１５が記憶する端部ひずみ率（例えば、５０％）を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定する（ステップＳ１２）。次に、低相関時時刻推定部１１４は、特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より前の直近の時刻（図４（Ｂ）のＴＧｉｎ）を主桁進入時刻として推定する（ステップＳ１３）。また、低相関時時刻推定部１１４は、ステップＳ１２で特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、通過時刻特定部１１０が特定した時刻より後の直近の時刻（図４（Ｂ）のＴＧｏｕｔ）を主桁退出時刻として推定する（ステップＳ１４）。
上記ステップＳ８〜ステップＳ１４の処理により、主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、測定対象車両の主桁への進入時刻・主桁からの退出時刻を精度良く推定することができる。
【００３７】
次に、車重算出処理部１１６は、主桁の車両進行方向の長さを、高相関時時刻推定部１０９または低相関時時刻推定部１１４が特定した主桁進入時刻から主桁退出時刻までの時間で除算することで測定対象車両の速度を算出する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ５で既に測定対象車両の速度を算出している場合は、ステップＳ１５で速度の算出を行わなくても良い。次に、重量算出処理部は、時間差算出部１０７がステップＳ２で第２のひずみ値データベース１０５から読み出したひずみ値から、所定の閾値を超える極大値であるピーク値に関連付けられた時刻を、車軸が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻として、複数抽出する（ステップＳ１６）。次に、重量算出処理部は、抽出した時刻の間隔にステップＳ１５で算出した速度を乗算することで、車軸間隔を算出する（ステップＳ１７）。
【００３８】
次に、車重算出処理部１１６は、軸重比較データ記憶部１１７から基準軸重ひずみ波形を読み出す（ステップＳ１８）。なお、基準軸重ひずみ波形とは、予め軸重が分かっている軸面が主桁上を通過した際の軸重算出用ひずみ計１０の出力から、１ｔの車両が通過したときのひずみ値として求めておいたものであり、主桁の進入側の端から車両が進んだ際の距離とひずみ値との関係を示す。
【００３９】
図５は、車重比較データ記憶部が記憶する基準軸重ひずみ波形の説明図である。
図５（Ａ）に示すように、１ｔの車両が主軸を通過したときに計測されるひずみを考えると、図５（Ｂ）に示すようなひずみ波形となる。そして、図５（Ｃ）に示すようにＷｔの１軸車両が主軸を通過した場合、図５（Ｄ）に示すように、計測されるひずみは１ｔの車両が主軸を通過したときに計測されるひずみのＷ倍となる。
つまり、例えば、４ｔの車両が通過したときに軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を取得した場合、当該ひずみ値の４分の１を算出することで、基準軸重ひずみ波形を求めることができる。
【００４０】
図６は、車速と車軸位置とを用いて車重を算出する方法の概略図である。
次に、車重算出処理部１１６は、ステップＳ１５で算出した測定対象車両の速度を用いて、図６（Ａ）に示すステップＳ１８で読み出した基準軸重ひずみ波形を、図６（Ｂ）に示すように、ひずみ値と走行時間との関係に変換する（ステップＳ１９）。つまり、基準軸重ひずみ波形のひずみ値に関連付けられた距離を速度で除算することで、走行時間に変換する。
【００４１】
次に、車重算出処理部１１６は、図６（Ｄ）に示すように、第１のひずみ値データベース１０４から、高相関時時刻推定部１０９または低相関時時刻推定部１１４が特定した主桁進入時刻から主桁退出時刻までの時刻に関連付けられたひずみ値を抽出する（ステップＳ２０）。次に、軸重算出処理部は、ステップＳ１７で算出した車軸間隔に従って、図６（Ｃ）に示すように、ステップＳ１９で変換した基準軸重ひずみ波形を時間軸上に配置する。そして、図６（Ｅ）に示すように、当該生成した波形とステップＳ２０で第１のひずみ値データベース１０４から抽出したひずみ値との誤差が最小となるように、最小二乗法により各軸の軸重を算出し、各軸の重量を求める（ステップＳ２１）。そして、軸重算出処理部は、求めた各軸の重量を合計することにより、車重を算出する（ステップＳ２２）。
【００４２】
このように、本実施形態によれば、進入側車軸検知用ひずみ計２０と退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力波形間の相関が低い場合、まず、進入側車軸検知用ひずみ計２０が出力するひずみ値から、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻を特定する。そして、当該時刻に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を用いて、測定対象車両が主桁に進入した時刻及び退出した時刻を推定する。これにより、進入側車軸検知用ひずみ計２０と退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力波形間の相関を用いずに、橋梁の部材によって車両の通過によるひずみ応答が異なるという自然法則を用いて、測定対象車両の速度を算出することができる。そのため、主桁の通過中に測定対象車両が加減速した場合にも、当該測定対象車両の主桁への進入時刻・主桁からの退出時刻を推定することができる。
【００４３】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、進入側車軸検知用ひずみ計２０と退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力波形間の相関が低い場合にのみ、上記ステップＳ８〜ステップＳ１４の処理による主桁進入時刻及び主桁退出時刻の推定を行ったが、これに限られない。例えば、進入側車軸検知用ひずみ計２０と退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力波形間の相関度に関わらず、ステップＳ８〜ステップＳ１４の処理によって主桁進入時刻及び主桁退出時刻の推定を行っても良い。
【００４４】
また、本実施形態では、測定対象車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上を通過した時刻における軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を用いて、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定する場合を説明したが、これに限られない。例えば、測定対象車両が退出側車軸検知用ひずみ計３０の直上を通過した時刻における軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値を用いて、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定しても良い。
【００４５】
また、本実施形態では、進入側車軸検知用ひずみ計２０及び退出側車軸検知用ひずみ計３０が、主軸の垂直補剛材に設置されている場合を説明したが、これに限られない。例えば、進入側車軸検知用ひずみ計２０及び退出側車軸検知用ひずみ計３０が、橋梁の床板や、端対傾構など、測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する他の部分に設置されていても良い。
また、本実施形態では、軸重算出用ひずみ計１０が、主軸の底面に設置されている場合を説明したが、これに限られず、測定対象車両が主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する他の部材に設置されていても良い。
【００４６】
また、本実施形態では、軸重算出用ひずみ計１０が、主桁の車両進行方向の中央部分に設置されている場合を説明したが、これに限られず、中央からずれた位置に設置されていても良い。但し、この場合、ひずみ率記憶部１１５は、端部ひずみ率に代えて、車両が主桁の進入側の端に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値と、車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率と、車両が主桁の退出側の端に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値と、車両が進入側車軸検知用ひずみ計２０の直上に位置する場合に軸重算出用ひずみ計１０が出力するひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率とをそれぞれ記憶しておく必要がある。また、低相関時時刻推定部１１４は、一端側ひずみ率と他端側ひずみ率を用いて、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定することとなる。
【００４７】
また、本実施形態では、ある車線における車両の主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定する場合を説明したが、これに限られず、複数車線に亘って車両が存在する場合や、１車線に複数の車両が存在する場合にも、主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定することができる。この場合は、図１（Ａ）に示すように、軸重算出用ひずみ計１０、進入側車軸検知用ひずみ計２０、退出側車軸検知用ひずみ計３０の組のそれぞれからひずみ値を取得し、それぞれのひずみ値を用いて連立方程式を解くことで、上記実施形態と同様に主桁進入時刻及び主桁退出時刻を推定することとなる。
【００４８】
上述の橋梁通過車両監視システム１（通過時刻推定装置）は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００４９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５０】
なお、本実施形態では、上述したように橋梁通過車両監視システムがプログラムを実行することで上記処理を行う場合を説明したが、これに限られず、人間が軸重算出用ひずみ計１０、進入側車軸検知用ひずみ計２０、退出側車軸検知用ひずみ計３０の出力結果を用いて、手計算によって処理を行っても良い。
【符号の説明】
【００５１】
１…橋梁通過車両監視システム １０…軸重算出用ひずみ計 ２０…進入側車軸検知用ひずみ計 ３０…退出側車軸検知用ひずみ計 １０１…第１のひずみ値取得部 １０２…第２のひずみ値取得部 １０３…第３のひずみ値取得部 １０４…第１のひずみ値データベース １０５…第２のひずみ値データベース １０６…第３のひずみ値データベース １０７…時間差算出部 １０８…相関度判定部 １０９…高相関時時刻推定部 １１０…通過時刻特定部 １１１…ひずみ値抽出部 １１２…ノイズ除去部 １１３…ひずみ値特定部 １１４…低相関時時刻推定部 １１５…ひずみ率記憶部 １１６…車重算出処理部 １１７…軸重比較データ記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象車両が橋梁の主桁の一端に進入した時刻、及び前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出する時刻を推定する通過時刻推定装置であって、
前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の箇所のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のひずみ値取得部と、
前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の箇所のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のひずみ値取得部と、
車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の箇所の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率と、前記車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の箇所の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率とを記憶するひずみ率記憶部と、
前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する通過時刻特定部と、
前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定するひずみ値特定部と、
前記第１のひずみ値が、前記ひずみ率記憶部が記憶する一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する進入時刻推定部と、
前記第１のひずみ値が、前記ひずみ率記憶部が記憶する他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する退出時刻推定部と、
を備えることを特徴とする通過時刻推定装置。
【請求項２】
前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第３の箇所のひずみ値である第３のひずみ値を時系列に取得する第３のひずみ値取得部と、
前記第２のひずみ値取得部が取得した第２のひずみ値のうち、所定の閾値以上の極大値を示すピーク値を特定し、当該ピーク値の前後所定の範囲の第２のひずみ値を抽出するピーク値抽出部と、
前記ピーク値抽出部が抽出した第２のひずみ値と前記第３のひずみ値との間の相関度が最大となる時間差を算出する時間差算出部と、
前記時間差算出部が算出した時間差における相関度が所定の閾値以上であるか否かを判定する相関度判定部と、
前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値以上であると判定した場合に、前記時間差算出部が算出した時間差で、前記第２の箇所と前記第３の箇所との間の距離を除算することで前記測定対象車両の速度を算出する車速算出部と、
前記車速算出部が算出した速度と、前記主桁の一端と前記第２の箇所との距離とを乗算して得られる時間を、前記ピーク値抽出部が特定したピーク値を取得した時刻から減算して得られる時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する高相関時進入時刻推定部と、
前記車速算出部が算出した速度と、前記主桁の他端と前記第２の箇所との距離とを乗算して得られる時間と、前記時間差算出部が算出した時間差とを、前記ピーク値抽出部が特定したピーク値を取得した時刻に加算して得られる時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する高相関時退出時刻推定部と、
を備え、
前記第２の箇所は、前記第１の箇所より前記主桁の一端側であり、
前記第３の箇所は、前記第１の箇所より前記主桁の他端側であり、
前記進入時刻推定部は、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値未満であると判定した場合に、前記主桁進入時刻を推定し、
前記退出時刻推定部は、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値未満であると判定した場合に、前記主桁退出時刻を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の通過時刻推定装置。
【請求項３】
前記第１の箇所は、前記主桁の車両進行方向の中央部分であり、
前記一端側ひずみ率と前記他端側ひずみ率は同一の値を示し、端部ひずみ率として前記ひずみ率記憶部に記憶される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通過時刻推定装置。
【請求項４】
前記通過時刻特定部が特定した時刻より前記主桁の一端側から前記第２の箇所までの距離に所定の速度を乗じて得られる時間だけ前の時刻から、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前記主桁の他端側から前記第２の箇所までの距離に所定の速度を乗じて得られる時間だけ後の時刻までの時間の間に前記第１のひずみ値取得部が取得したひずみ値を少なくとも抽出し、抽出したひずみ値を前記第１のひずみ値取得部が取得した時刻に関連付けて出力するひずみ値抽出部と、
前記ひずみ値抽出部が出力した複数のひずみ値に対してノイズ除去処理を行うノイズ除去部と
を備え、
前記進入時刻推定部は、前記ノイズ除去部によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、前記ひずみ値特定部が特定したひずみ値に前記ひずみ率記憶部が記憶する一端側ひずみ率を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定し、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として特定し、
前記退出時刻推定部は、前記ノイズ除去部によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、前記ひずみ値特定部が特定したひずみ値に前記ひずみ率記憶部が記憶する他端側ひずみ率を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定し、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として特定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の通過時刻推定装置。
【請求項５】
測定対象車両が橋梁の主桁の一端に進入した時刻、及び前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出する時刻を推定する通過時刻推定方法であって、
前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の部材のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のステップと、
前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の部材のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のステップと、
前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する第３のステップと、
前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定する第４のステップと、
前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記第３のステップで特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する第５のステップと、
前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記第３のステップで特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する第６のステップと
を備えることを特徴とする車速算出方法。
【請求項６】
主桁の一端から当該主桁の他端へ走行する測定対象車両の速度を算出する通過時刻推定装置を、
前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の箇所のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のひずみ値取得部、
前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の箇所のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のひずみ値取得部、
前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する通過時刻特定部、
前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定するひずみ値特定部、
前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する進入時刻推定部、
前記第１のひずみ値が、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する退出時刻推定部、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
測定対象車両が橋梁の主桁の一端に進入した時刻、及び前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出する時刻を推定する通過時刻推定装置であって、
前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の箇所のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のひずみ値取得部と、
前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の箇所のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のひずみ値取得部と、
車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の箇所の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率と、前記車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の箇所の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率とを記憶するひずみ率記憶部と、
前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する通過時刻特定部と、
前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定するひずみ値特定部と、
前記第１のひずみ値が、前記ひずみ率記憶部が記憶する一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する進入時刻推定部と、
前記第１のひずみ値が、前記ひずみ率記憶部が記憶する他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する退出時刻推定部と、
を備えることを特徴とする通過時刻推定装置。
【請求項２】
前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第３の箇所のひずみ値である第３のひずみ値を時系列に取得する第３のひずみ値取得部と、
前記第２のひずみ値取得部が取得した第２のひずみ値のうち、所定の閾値以上の極大値を示すピーク値を特定し、当該ピーク値の前後所定の範囲の第２のひずみ値を抽出するピーク値抽出部と、
前記ピーク値抽出部が抽出した第２のひずみ値と前記第３のひずみ値との間の相関度が最大となる時間差を算出する時間差算出部と、
前記時間差算出部が算出した時間差における相関度が所定の閾値以上であるか否かを判定する相関度判定部と、
前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値以上であると判定した場合に、前記時間差算出部が算出した時間差で、前記第２の箇所と前記第３の箇所との間の距離を除算することで前記測定対象車両の速度を算出する車速算出部と、
前記車速算出部が算出した速度と、前記主桁の一端と前記第２の箇所との距離とを乗算して得られる時間を、前記ピーク値抽出部が特定したピーク値を取得した時刻から減算して得られる時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する高相関時進入時刻推定部と、
前記車速算出部が算出した速度と、前記主桁の他端と前記第２の箇所との距離とを乗算して得られる時間と、前記時間差算出部が算出した時間差とを、前記ピーク値抽出部が特定したピーク値を取得した時刻に加算して得られる時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する高相関時退出時刻推定部と、
を備え、
前記第２の箇所は、前記第１の箇所より前記主桁の一端側であり、
前記第３の箇所は、前記第１の箇所より前記主桁の他端側であり、
前記進入時刻推定部は、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値未満であると判定した場合に、前記主桁進入時刻を推定し、
前記退出時刻推定部は、前記相関度判定部が、前記相関度が所定の閾値未満であると判定した場合に、前記主桁退出時刻を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の通過時刻推定装置。
【請求項３】
前記第１の箇所は、前記主桁の車両進行方向の中央部分であり、
前記一端側ひずみ率と前記他端側ひずみ率は同一の値を示し、端部ひずみ率として前記ひずみ率記憶部に記憶される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通過時刻推定装置。
【請求項４】
前記通過時刻特定部が特定した時刻より前記主桁の一端側から前記第２の箇所までの距離に所定の速度を乗じて得られる時間だけ前の時刻から、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前記主桁の他端側から前記第２の箇所までの距離に所定の速度を乗じて得られる時間だけ後の時刻までの時間の間に前記第１のひずみ値取得部が取得したひずみ値を少なくとも抽出し、抽出したひずみ値を前記第１のひずみ値取得部が取得した時刻に関連付けて出力するひずみ値抽出部と、
前記ひずみ値抽出部が出力した複数のひずみ値に対してノイズ除去処理を行うノイズ除去部と
を備え、
前記進入時刻推定部は、前記ノイズ除去部によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、前記ひずみ値特定部が特定したひずみ値に前記ひずみ率記憶部が記憶する一端側ひずみ率を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定し、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として特定し、
前記退出時刻推定部は、前記ノイズ除去部によってノイズ除去処理がなされた複数のひずみ値のうち、前記ひずみ値特定部が特定したひずみ値に前記ひずみ率記憶部が記憶する他端側ひずみ率を乗算して得られるひずみ値以下のひずみ値を特定し、当該特定したひずみ値に関連付けられた時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として特定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の通過時刻推定装置。
【請求項５】
測定対象車両が橋梁の主桁の一端に進入した時刻、及び前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出する時刻を推定する通過時刻推定方法であって、
前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の部材のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のステップと、
前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の部材のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のステップと、
前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する第３のステップと、
前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定する第４のステップと、
前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記第３のステップで特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する第５のステップと、
前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記第３のステップで特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する第６のステップと
を備えることを特徴とする車速算出方法。
【請求項６】
主桁の一端から当該主桁の他端へ走行する測定対象車両の速度を算出する通過時刻推定装置を、
前記測定対象車両が前記主桁上を通過する間、継続的にひずみが発生する第１の箇所のひずみ値である第１のひずみ値を時系列に取得する第１のひずみ値取得部、
前記測定対象車両の車軸通過に対して独立してひずみが発生する第２の箇所のひずみ値である第２のひずみ値を時系列に取得する第２のひずみ値取得部、
前記第２のひずみ値が所定の閾値を超えた時刻を特定する通過時刻特定部、
前記特定した時刻における前記第１のひずみ値を特定するひずみ値特定部、
前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の一端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す一端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より前の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の一端に進入した時刻を示す主桁進入時刻として推定する進入時刻推定部、
前記第１のひずみ値が、前記第１のひずみ値が、車両が前記主桁の他端に位置する場合における前記第１のひずみ値と前記車両が前記第２の部材の直上に位置する場合における前記第１のひずみ値との比率を示す他端側ひずみ率を前記特定した第１のひずみ値に乗算して得られるひずみ値以下となった時刻のうち、前記通過時刻特定部が特定した時刻より後の直近の時刻を、前記測定対象車両が前記主桁の他端から退出した時刻を示す主桁退出時刻として推定する退出時刻推定部、
として機能させるためのプログラム。
【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２０１２−４８３６５（Ｐ２０１２−４８３６５Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８２０２（Ｐ２０１０−１８８２０２）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００１０２７２８）株式会社エヌ・ティ・ティ・データ (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００１０２７２８）株式会社エヌ・ティ・ティ・データ (438)
【Ｆターム（参考）】
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