| Project/Area Number |
19H00959
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 41:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
Kenshi Sakai 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任教授 (40192083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 正実 宇都宮大学, 農学部, 教授 (10603425)
田村 孝浩 宇都宮大学, 農学部, 准教授 (20341729)
青柳 悠也 信州大学, 先鋭領域融合研究群社会基盤研究所, 助教(特定雇用) (20882195)
風間 恵介 日本大学, 生産工学部, 助教 (30813422)
山下 恵 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70523596)
中島 正裕 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (80436675)
武田 純一 岩手大学, 農学部, 嘱託教授 (80133908)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥45,890,000 (Direct Cost: ¥35,300,000、Indirect Cost: ¥10,590,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥22,880,000 (Direct Cost: ¥17,600,000、Indirect Cost: ¥5,280,000)
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| Keywords | 農作業事故 / 仮想テストドライブ / カオス / 非線形力学 / 共振ジャンプ / パワーホップ / ドライビングシミュレータ / 農作業安全 / トラクタ / 非線形現象 / ドライブシミュレータ / カオス制御 |
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| Outline of Research at the Start |
農用トラクタの転倒・転落事故は農作業事故の最大の原因となっている．トラクタは自動車とは異なり車軸サスペンションが無く，前輪はセンターピポット懸架で，重心位置が高いため，道路走行時に自動車では問題とならない非線形過程が強く顕在化する．本研究では，１．統合型トラクタ非線形運動モデルの構築，２．トラクタ転倒・転落事故回避のための制御法の開発，３．リアルタイム危険度表示・記録システムの開発，４．トラクタ危険運転分析・評価法の開発，５．事故防止運転支援システムの実装，を行うことによって，
トラクタ運転における事故防止支援システムを実現する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Tractor overturning are the major cause of agricultural fatalities worldwide. In Japan, small tractors are used for farming in rough road surface, such as slippery rice paddies and steep slopes. Tractor overturning accidents are caused by steering instability due to bouncing and sliding. In this project, the mechanisms of resonance jumps and power hops observed in agricultural tractors were clarified. The mechanism of tractor overturning in inclined filed were elucidated. The instability of tractor-trailer systems was also identified. These results provide a theoretical basis for elucidating tractor overturning accident scenarios. Delayed feedback control and Lyapunov exponents were investigated as a possible control and evaluation methods. 6 DOF motion platform tractor driving simulator was developed combining with CarSim and MATLAB /Simulink. Based on a study of fatal accidents during agricultural work, a tractor rollover accident scenario was reproduced in a virtual test drive.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で得られたトラクタ非線形動力学に関する知見は、トラクタ転倒・転落事故防止のための設計論、制御論、動的安定性試験法さらには道路設計基準策定の理論的根拠として活用できる。また、作物，作業機，圃場や道路環境，気象条件などの多様な組み合わせにより，作業者ごと・作業ごとに現場ごとにリスク要因が異なり一元的にリスク要因を列記できない。そのため、農作業のリスクマネージメントの観点から、多彩な事故シナリオを可視化・共有化が求められていた。本研究で提示した仮想テストドライブ手法やドライビングシミュレータは、安全研修教材や体験型の安全啓発に活用でき、トラクタ事故低減に向けて社会的意義が大きい。
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