短い保守間合い
運休時間の制約で区間別の抽出点検が中心となり、観測の間に数週間の空白が生じます。
スマートトンネルスキャンソリューション
営業列車の走行に合わせて全線をスキャンします
STSは営業列車のレーザー点群とTIDS測位を組み合わせ、建築限界内への侵入、覆工面の損傷を検知し、3次元記録を作成します。専用検測車を用意せず、5 m区間ごとに結果を出力します。
定期的な抽出点検から走行ごとの計測へ
初期損傷の発見が困難
侵入物、漏水、ひび割れ、剥離の初期変化は微小で、目視では見逃す場合があります。
再確認の負担
距離程・座標・原点群に結び付いた記録がないと、再度の現地確認が必要になります。
| 比較項目 | 人による点検 | STS |
|---|---|---|
| 頻度 | 週～月単位の区間抽出 | 日々の運行で走行ごとに全線計測 |
| 損傷位置 | 手作業で位置を推定 | 距離程と3次元座標を記録し、cm単位の距離程精度は案件ごとに検証 |
| 保存記録 | 分散した写真とメモ | 点群を継続保存し、追跡・比較が可能 |
| 保守間合い | 運休時間が必要 | 営業列車で計測し、専用の保守間合いを不要に |
システム構成と計測原理
車載機器
車載機器はSTS本体、レーザースキャナー、時刻同期ユニット、DPP状態表示盤で構成し、処理・保存、断面計測、時刻照合、稼働状態表示を担います。
車載TIDS
位置・速度・方向を基準としてEthernet接続し、通信と機器状態を監視します。TIDS未搭載車両の測位・時刻同期は別途確認します。
STSクラウド
全体監視、損傷統計、傾向分析、保存とダウンロードに対応します。
スキャンの原理
200 Hzの断面点群をTIDSの位置・速度と時刻で照合し、5 m区間ごとに判定して距離程と座標付きの結果を生成します。
計測範囲の形成
1回の計測は1断面を捉え、走行で縦方向を計測します。同一区間の複数走行で密度を補い、低速ほど点群が高密度になります。この仕組みにより走行ごとに全線を計測できます。
車両への適合
車種と限界条件に応じて屋根上・連結器付近への設置を選びます。GB 50517・EN 50155を設計参照とし、適合性は案件仕様で確認します。
限界内への侵入検知
判定方法
軌道領域を5 m区間ごとに計測し、点群と限界モデルを比較して侵入時に通知します。
3種類の限界モデルを並行照合
構造限界、動的包絡線、利用者設定の限界枠を使用します。
直線・曲線への適応
曲率を識別して設定を調整し、曲線でも直線と同等の判定精度を確保します。
出力内容
侵入深さと3次元座標を出力し、正常領域を黒、侵入領域を赤で表示します。
警報項目
時刻、対象限界枠、路線区間、正確な距離程、上下線、軌道Link番号、侵入物座標、原PCDを記録します。
システムは侵入判定と記録を提供し、物体の性質と対応は運営者が現場規程に従い判断します。
覆工面の損傷検知
| 損傷 | 検知内容 | 出力 |
|---|---|---|
| 漏水 | 漏水、湿潤、水跡 | 距離程と3次元座標により範囲の変化を追跡 |
| ひび割れ | 連続・網状ひび割れ | 方向、長さ、幅、密度 |
| コンクリート剥離・剥落 | 広範囲の剥離、剥落片、落石リスク箇所 | 損傷報告と剥落リスクの通知 |
保守重点に応じ3機能を個別設定します。損傷種別ごとに保存し、警報には時刻・種別・駅間区間・距離程・地理座標・異常PCDを含めます。
表面が湿潤したひび割れは幅に明瞭な反応がありますが、乾燥状態の幅識別には限界があります。警報と位置を提供し、深さと構造への影響は専門家が判断します。
3次元トンネル記録
処理手順
原点群を標準PCDで出力しCSV距離程ログと時空間校正して全線記録を構築します。直線展開モデルの各PCDはTIDSの1時刻区間分を蓄積し、時系列を保持します。
4つの用途
| 用途 | 内容 |
|---|---|
| 構造変形監視 | 同一区間の点群を時期別に比較して変形傾向を観察 |
| ライフサイクル記録 | 竣工引渡しから維持管理まで追跡可能な記録を保持 |
| 損傷の可視化 | ひび割れ・漏水などの分布と進展を表示 |
| 判断支援 | 補修計画、予備品計画、安全評価に活用 |
変形比較精度は同一位置の時期別点群の相対変化分解能であり、性能欄の最小検知寸法とは別の指標です。混同できません。
速度別の検知性能
侵入物・漏水・損傷の最小検知寸法
| 速度 | 直線区間 | 曲線区間（R=300 m） |
|---|---|---|
| 20 km/h | ≥83×47 mm | ≥84×47 mm |
| 40 km/h | ≥167×47 mm | ≥168×47 mm |
| 60 km/h | ≥250×47 mm | ≥252×47 mm |
| 80 km/h | ≥333×47 mm | ≥336×47 mm |
連続ひび割れ領域の最小検知寸法
| 速度 | 連続ひび割れ領域の最小検知寸法 |
|---|---|
| 20 km/h | ≥165×20 mm |
| 40 km/h | ≥335×20 mm |
| 60 km/h | ≥500×20 mm |
| 80 km/h | ≥667×20 mm |
対象は半径方向に3フレーム以上、各フレーム5点以上が必要です。鏡面・吸収材は現地検証し、速度・材質・設置角・環境の影響を確認します。
クラウドと記録の追跡
構成
独立クラウドサーバーで他製品と分離し、24時間アクセスと拡張に対応します。
3つの入口
総覧、統計グラフ、原データ取得。
4つのデータ機能
| 機能 | 内容 |
|---|---|
| 条件検索 | 種別・時刻・位置で絞り込み、警報全項目と対応PCDを確認・取得 |
| 履歴保存 | 侵入、漏水、ひび割れ、剥落などの約3年分のログを保存 |
| 2画面比較 | 期間別・区間別の分布と件数を並べて傾向を確認 |
| 一括取得 | 1回5個の原PCDを取得し、通信断時蓄積と復旧後送信に対応。xlsx・csv・pcdを出力 |
統計表示
損傷割合の月別上位5区間、日付・区間別の件数棒グラフ、総量と侵入増加を重ねた30日推移を表示します。
通信断への対応
車上がオフラインでもクラウド履歴を確認でき、再接続後に未送信の結果を自動補完します。
最終更新：