構造ヘルスモニタリングシステム(SHMシリーズ)

ワイヤレス構造ヘルスモニタリングシステム(HM-5013)Renewal

地震速報・被災度判定に活用できる本格的なモニタリングシステム
現在、大規模地震の発生と構造物の高齢化が進む中、構造ヘルスモニタリングが注目されています。 HM-5013は、複数の建物に設置したセンサの情報を元に各建物の「地震速報」と「被災度判定」をメールで受け取ることができるクラウドシステムです。精度の高いセンサと安定した産業用無線を採用した本格的なモニタリングシステムであり、今までコストが問題になっていた既設のビルにも容易に導入が可能となりました。
ワイヤレス構造ヘルスモニタリングシステム(HM-5013)

システム概要

観測点の計測ユニット(HM-5013-S)と中継ユニット(RP-5013-S)の合計30台をSmartMesh IPTM無線で接続されたシステムです。地震が発生すると各計測ユニットからゲートウェイを経由してクラウドサーバーに速報値が送信されます。クラウドサーバーでは速報値と共に、複数の計測ユニットのデータを用い被災度判定を行います。

※ SmartMeshはAnalog Devices社の登録商標です。SmartMesh IPはAnalog Devices社の商標です。記載内容は予告なしに変更される場合があります。
  • ・最大モート数:合計30台まで(GW-5013-S除く)
  • ・モート間距離:目安見通し50m

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特長

■専門的知識を必要としない被災度判定指標を算出します。
■高精度なセンサを採用しているため微動から強震まで対応可能です。
■測定点で即時データ処理
■干渉に強く接続能力の高さに特長がある無線を採用し、切断・遅延等のリスクを軽減します。
■ネットワーク内に計測ユニットを設置するだけで自動増設完了します。
■クラウドベースですのでサーバーの管理が不要です。

システム構成図

メッシュセンサネットワーク

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システム構成例

システム構成例イメージ図

  • RP-5013-S
  • RP-5013-S
  • RP-5013-S
  • RP-5013-S
  • HM-5013-S
  • HM-5013-S
  • HM-5013-S
  • HM-5013-S
  • HM-5013-S
  • GW-5013-S
設置場所例
9階建ビルで1F・3F・5F・7F・9Fの5点を観測する場合
構成品
ワイヤレス振動計測ユニット(HM-5013-S)× 5台
ワイヤレス中継ユニット(RP-5013)× 4台※
ゲートウエイ(GW-5013-S)×1台
クラウドサービス Galnet Cloud
※ 通信環境により増減します。
(HM-5013-SとRP-5013-Sの合計30台まで)
設置箇所
HM-5013-S:床面
RP-5013とGW-5013-S:壁面等の見晴らしのよい場所
各ACアダプタからの電源工事だけで設置は完了
運用例
地震発生直後、以下の条件時クラウドサーバーから指定先に地震速報(震度・最大加速度・最大変位・最大層間変形角)がメールされます。
① 設定以上の加速度を検出したとき(設定値はお客様で設定)
最大層間変形角が1/200*(0.005)を超過した場合
*建築基準法第82条の2
国交省国営整第25 号においてRC造・SRC造の基準値
① 地震発生メール 画面例
**********************
<地震発生 >
日付 2018-03 -12
時間 09:28:12.254
震度 (最大加速度 X軸、 Y軸、 Z軸)
000m: 2(10gal, -12gal, 1gal)
005m: 3(21gal, 19gal, -1gal)
010m: 4(-35gal, 22gal, 2gal)
015m: 5-(56gal, -60gal, 3gal)
020m: 5+(70gal, -50gal, -1gal)
**********************
② 最大層間変形角メール 画面例
**********************
<最大層間変形角情報 >
日付 2018-03 -12
時間 09:28:12.254
最大層間変形角
000m: 正常(0.000000)
005m: 正常(0.000983)
010m: 注意(0.005246)
015m: 注意(0.007672)
020m: 警告(0.015426)
**********************
クラウドサービス IMV-SHM Galnet Cloud画面
cloud画面

設置した拠点を地図上に表示します。
地震発生時には広域で状況を把握できます。地図のスクロール、拡大・縮小も可能です。

cloud画面

計測震度(0~7)
・最大加速度(gal)
・最大変位(mm)
・最大層間変形角
階ごとに表示し、地震の強さ、被災度が一覧することができます。

cloud画面

波形データを記録ごとに一覧表示します。CSV形式で加速度波形データをダウンロードすることができます。

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仕様

ワイヤレス振動計測ユニット(HM-5013-S)

0.1gal(微動)から約6000gal(強震)まで測定可能な広いダイナミックレンジと0.05Hz(長周期振動)から一般的な地震まで精度よく測定できる低周波振動対応のセンサを内蔵した本格的な計測ユニットです。
設定したトリガレベルを超える振動を検知すると、内部で加速度波形を記録すると共に速報データを演算し、上位機器に送信します。

ワイヤレス振動計測ユニット(HM-5013-S)

外形図
ワイヤレス振動計測ユニット(HM-5013-S)外形図

項目 2G設定 6G設定
計測軸 3軸(X,Y,Z)
加速度計測範囲(FS) ±1961.33gal (重力を除く) ±5883.99gal (重力を除く)
周波数計測範囲 0.1 ~ 32Hz
基準感度 134.6mV/(m/s2) 44.87mV/(m/s2)
加速度直線性精度 ±0.5%FS (特注対応限界:±0.1%FS) ±5.0%FS (特注対応限界:±1.0%FS)
低周波センサノイズ密度(rms) XY : 0.1mg/√Hz, Z : 0.2mg/√Hz XY : 0.3mg/√Hz, Z : 0.5mg/√Hz
センサノイズ密度(rms) 40µg/√Hz
A/D分解能 24bit (Δ∑型)
サンプリング周波数 100Hz
トリガ波形(揮発) プリトリガ:10sec~,
メイントリガ:~410sec,
延長トリガ:10sec (波形の最大合計時間420sec)
波形記録(不揮発) 840s / 100Hz (分割した場合、最大8波)
電源電圧 DC5V (ACアダプタ:AC100~240V)
保護等級 IP67
通信規格 SmartmeshIP無線(2.4GHzメッシュネット)
時刻精度 ±1msec(SmartmeshIP無線 ネットワーク時間精度)
使用温度範囲 -10 ~ +60℃
本体寸法 90×70×40mm (突起物含まず)
質量 約400g
規格 IEC61326 (EMC等)

ワイヤレス中継ユニット(RP-5013-S)

HM-5013-SとGW-5013-S間の無線を補完します。

ワイヤレス中継ユニット(RP-5013-S)

外形図
ワイヤレス中継ユニット(RP-5013-S)外形図

項目 仕様
型式 RP-5013-S
電源電圧 DC5V(ACアダプタ:AC100~240V)
保護等級 IP67
通信規格 SmartmeshIP無線(2.4GHzメッシュネット)
使用温度範囲 -10 ~ +60℃
本体寸法 90×70×40mm (突起物含まず)
質量 約350g

ゲートウエイ(GW-5013-S)

HM-5013-Sのデータ収集及び管理を行います。
ネットワークとの接続は有線LANおよび3G携帯通信(別途SIMカードが必要)にて行えます。

ゲートウエイ(GW-5013-S)

外形図
ゲートウエイ(GW-5013-S)外形図

項目 仕様
LAN RJ45×1(1000BASE-T/100BASE-TX/10BASE-T, AUTO-MDIX対応)
モバイル通信 3G/LTE (Quectel製 通信モジュールEC25-J)
SIMスロット: マイクロSIMカード対応
USB USB 2.0(Host)×1(High Speed)
SD/MMC SDスロット×1(計測データのバックアップ保存用)
入力電源 DC8~26.4V
消費電力(参考値) 約3.4W(待機時), 約5.8W(LAN, 3G通信時), 約6.2W(LAN, LTE通信時)
動作温度範囲 -10~+60℃ (結露しないこと)
接点 絶縁DIOモジュール
センサネットワーク SmartmeshIP無線モジュール
本体寸法 125.0(フランジ部含む長さ155.8)×125.8×47.0mm (アンテナ等除く)

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サービスプラン

IMVでは3つのプランをご用意しています。

1. PoC
  • システム導入に向けた評価実験用
  • 基本構成品を割安な価格でご提供
  • 機器レンタル・仮設限定
  • 3か月限定
2. スタンダード
  • ゲートウェイ1台のプラン
  • 機器レンタル or ご購入
  • HM-5013-S/RP-5013-S
    合計30台まで
  • 事前無線状況調査無料対応
3. バリュー
  • ゲートウェイ10台以上の場合
    割安になるプラン
  • 機器レンタル or ご購入
  • HM-5013-S/RP-5013-S
    合計30台まで