「军舰岛」を対象とした构造物「ヘルスモニタリングシステム」の実証运用を开始
―ワイヤレス振动センサにより、远隔地からの构造物の常时モニタリングを実现―
三井住友建設株式会社（東京都中央区佃二丁目1番6号 社長 新井 英雄）は、「明治日本の産業革命遺産」のひとつとして世界文化遺産に登録されている長崎市端島、通称「軍艦島」において、日本最古の高層鉄筋コンクリート造建筑物に対する「ワイヤレス振動センサによるヘルスモニタリングシステム」の設置、実証運用を開始しました。
【センサを設置した鉄筋コンクリート造建筑物(30号棟)、長崎市端島】
この取り組みは、長崎市と共同し、東京大学地震研究所 楠 浩一教授の助言を受け実施したものです。産業革命遺産としてその保全の重要性が高まる「軍艦島」内の30号棟（日本最古の高層RC造住宅；1916年築造）に対して、「ワイヤレス振動センサによるヘルスモニタリングシステム」により微細な揺れの常時監視（モニター）を行い、建物の異常を検知させる試みです。30号棟は補修による保存が困難と考えられており、倒壊の危険性の検知を目的とした常時監視を開始しました。振動センサにはワイヤレスで離れた場所からの常時モニタリングを可能とするシステムを適用しています。
■ 採用した「ヘルスモニタリングシステム」の特長
构造物の振动には、その构造物の揺れやすさの特徴が潜んでいますが、本システムでは、その微小な揺れを高感度な振动センサ（加速度计）で常时计测し、クラウドに随时アップロードします。そこで得られた特徴量（固有振动数や振动モードの统计値）を、常时监视（モニター）し、何らかの异常が生じた场合は瞬时に検出して閾値を超えた场合にはアラートを発报します。採用しているセンサは従来のものよりも高精度であるため、今まで计测ノイズに埋もれていたわずかな変化も検知可能です。センサノードは省电力设计によりバッテリーで长期间の駆动を実现しています。従来の地震観测同様に、トリガー机能（センサノードのウェイクアップ机能）を有しており、地震时のデータを逃しません。
本システムは、东京大学発ベンチャーであるソナス株式会社が保有のマルチホップネットワークによる计测システムを构造物の计测用として共同で开発したものです。
■ 取り組みの経緯
これまで、施工中～竣工后の构造物の状态は、原则として目视など人による点検で调べるしかありませんでした。しかし、既设インフラの老朽化、技术者不足といった社会背景のもとで、このような人海戦术での保守点検に頼ったスキームには、抜本的な変革が必要とされています。
殊に、大地震発生時には、多数の構造物が同時にその被害を受けることから、限られた技術者による点検には数日から数週間の期間を要します。緊急輸送を支える社会インフラ（たとえば橋梁）や、防災拠点となる官庁舎などの非常時に重要な機能を求められる建筑物は、地震による被災後すぐに使用可否の判断を迅速に行いたいというニーズがあります。そのためには、「正常」な状態を常に監視することで、何らかの「異常」が生じたことを検出する合理的なロジックが必要とされていました。
こうした中、明治から昭和にかけて建設された「軍艦島」の建筑物群は劣化が進行中で、構造物の劣化の兆候が計測から得られることが期待されています。当社では2016年、長大橋梁のようなインフラ構造物のモニタリングをターゲットに、完全ワイヤレス化のシステム開発に着手しました。完全ワイヤレス化により通信?電力ケーブルの設置が不要で、省電力設計およびマルチホップネットワークによる計測データの収集により、長大橋梁の橋脚下端?主桁全長の広範囲を一括した常設モニタリングを容易に実現することを可能にしました。2017年に複数の実橋梁へ設置、橋梁全体のモニタリングを開始し、検証を重ねてきました。今回の「軍艦島」での採用によって、老朽化が進む建筑構造物への適用も実現しました。
■ 今後の展開
本システムの導入は、「はし」（橋梁）や「まち」（建筑物）、すべての構造物に適用可能なインフラ維持管理プラットフォームの構築に向けた取り組みの一環です。設置を完了した構造物から得られたデータを分析することで、損傷判定（倒壊判定）を行うなど状態を把握、判定する合理的なロジックの確立に向け、更なる開発を進めてまいります。
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