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Development of a monitoring method for predicting slope failure at a 1/10 cost of a traditional one

Research Project

Project/Area Number 20H02243
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Akutagawa Shinichi  神戸大学, 工学研究科, 教授 (70231850)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsモニタリング / プラスチック光ファイバー / 画像処理 / 斜面災害 / 斜面防災 / 維持管理 / レーザー光 / 土砂災害 / プラスチック製光ファイバー / スマートフォン / 低コストモニタリング
Outline of Research at the Start

本研究では,土砂災害の予兆に関連するすべてのデータを光データとして収集し,プラスチック製光ファイバーを駆使してその光情報を個人所有のモバイル機器のカメラに送り,独自に開発する画像処理アプリケーションソフトによってリアルタイムの防災モニタリング可能とすることを目的としている.このアプリがあれば自分の命を守るためのモニタリングを自宅で実施できることになり,併せて危険斜面をモニタリングするシステムの導入コストが従来技術と比較して1/10以下に抑えることが可能となることが期待されており,土砂災害による死者をゼロにするという国家的目標達成に大きく貢献できる.

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated the capability of performing diverse monitoring using several types of sensors utilizing plastic optical fibers. In particular, we developed inexpensive sensors for early detection of sediment-related disasters and created a new image processing application that can be used on mobile phones to process data captured by these sensors at as many locations as possible. With this application, we were able to reduce the hardware costs associated with conventional data processing by approximately 1/3000th, making it realistically possible to reduce the overall cost, including other expenses, for monitoring sediment-related disaster precursors to about 1/10th of the previous level.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のモニタリングにおいては,一つのセンサが捉えたデータを処理するためには,基本的には電気信号を処理するためのデータロガー(電子デバイス)が必要であった.そのため,センサの数が多くなると,それに応じて電子デバイスのコストが比例的に増大することを避けられなかった.それに対し,この研究で開発した携帯電話型アプリを使用すれば,2万円のアンドロイド携帯電話で900個のセンサからの情報を処理できるようになったため,これまでのモニタリングのコストを大幅に削減できることとなった.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] STUDY ON OBSERVATION METHOD OF WATER PENETRATION INTO THE GROUND USING PLASTIC OPTICAL FIBER AND PORTABLE DEVICES2022

    • Author(s)
      杉井良平,芥川真一,松村匡樹
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. C (Geosphere Engineering)

      Volume: 78 Issue: 4 Pages: 355-368

    • DOI

      10.2208/jscejge.78.4_355

    • ISSN
      2185-6516
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MONITORING OF THE HARDENING OF CONCRETE/MORTAR USING PLASTIC OPTICAL FIBER SENSORS: FUNDAMENTAL EXPERIMENT AND DATA INTERPRETATION2022

    • Author(s)
      Haihua Zhang, Akihiko Ogata, Hitoshi Tezuka, Seiji Kanamori, Shun Shimizu, Lin An, Shinichi Akutagawa
    • Journal Title

      Journal of JSCE

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 247-259

    • DOI

      10.2208/journalofjsce.10.1_247

    • ISSN
      2187-5103
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of principal strain direction by a mechanical device2020

    • Author(s)
      Haihua Zhang, Shinichi Akutagawa and Kun Feng
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 164 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2020.108069

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 降雨に起因する土砂災害を想定した包括的モニタリングシステムに関する検討2022

    • Author(s)
      中村文哉,芥川真一
    • Organizer
      令和5年度土木学会全国大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] プラスチック光ファイバーを利用した鉄筋挿入工の軸力計測に関する検討2021

    • Author(s)
      杉井良平,芥川真一,大谷祐希
    • Organizer
      第56回地盤工学研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 下五原トンネル背面空洞充填検知実験2020

    • Author(s)
      福井悠太,芥川真一,木下泰範,米村紳也,河原幸弘,石村勝伸,市川真治
    • Organizer
      Kansai Geo-Symposium,地盤工学会関西支部
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] プラスチック製光ファイバーセンサーとスマートフォンアプリを用いた斜面防災モニタリングの低コスト化の実現に向けた研究2020

    • Author(s)
      芥川真一,井上雅之,林稔,松村匡樹,土本真史
    • Organizer
      Kansai Geo-Symposium,地盤工学会関西支部
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Monitoring and characterization of water leakage behavior for aged concrete lining of urban metro lines by using plastic optic fiber sensor2020

    • Author(s)
      S. Ito, S. Konishi, N. Imaizumi, Y. Enokidani, J. Nagaya, Y. Machijima, T. Masumoto and S. Akutagawa
    • Organizer
      ITA-AITES World Tunnel Congress, WTC2020 and 46th General Assembly
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] X1

    • URL

      https://www.onsitevisualization.com/x1

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 状態変状検知装置、状態変状検知方法および状態変状検知プログラム2021

    • Inventor(s)
      芥川真一,林稔,松村匡樹,土本真史
    • Industrial Property Rights Holder
      芥川真一,林稔,松村匡樹,土本真史
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-065363
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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