| Project/Area Number |
22KJ0399
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| Project/Area Number (Other) |
22J10994 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 25020:Safety engineering-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
秦 涼太 筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | Smart City / 構造ヘルスモニタリング / 車両-橋梁相互作用系 / 橋梁 / 車両振動 / 路面計測 / データ同化 / カルマンフィルタ / 橋梁振動 / システム同定 / 車両-橋梁相互作用システム |
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| Outline of Research at the Start |
人と物の移動を支える交通ネットワークは，老朽化に伴い性能低下する．本研究は，性能低下に伴う事故等を事前に検知する維持管理を効率化する簡易スクリーニング技術の開発を目的とする．提案手法は，車両振動と位置情報のみから，車両と橋梁の力学パラメータ(質量・減衰・剛性)と路面凹凸を推定する．提案手法は，車両振動に含まれるノイズに影響を受けやすいため，複数回計測されるデータを統合処理することによる精度向上を検討する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前年度の取り組みに対する追加的検討として、パラメトリックスタディと損傷検知への応用可能性の調査、フィールド実験データでの精度を検証した。また、複数車両振動データ活用のための方法論開発と、複数車両・複数橋梁における詳細点検データの活用法についても検討した。研究成果として、2つの国際会議において、5件の研究成果を報告した。
パラメトリックスタディは、車両速度等について検討した。得られた結果によると、提案手法の精度を向上させるには、橋梁を十分揺らすことが重要である。損傷検知への適用性検討の結果によると、観測データに測定ノイズを考慮しない場合において、橋梁中央部だけでなく、橋梁端部における損傷評価も可能である。また、広範囲の損傷や複数損傷、全体損傷などの損傷シナリオにおいても、橋梁損傷の有無、位置、程度を判別できる。フィールド実験においては、路面の平坦性の評価は可能であるが、路面凹凸の推定精度は十分でなく、車両と橋梁のパラメータ推定には課題がある。
複数車両振動データの活用については、前年度において推定精度が向上することを土木学会論文集で報告した。しかし、本年度に行われた手法改良により、複数車両の振動データを用いる新たな目的関数の開発が求められる。複数車両・複数橋梁における詳細点検データの活用については、振動計測が実施されている橋梁を走行した場合を想定し、車両と橋梁の振動データでの精度を検証した。橋梁に設置するセンサの数を増やすことにより、推定精度の改善が期待される。また、車両のパラメータが高精度に判明している場合、橋梁のパラメータ推定精度は向上する。
今後解決するべき課題として、車両の三次元的応答・車両のタイヤ径・路面評価方法などを整理した。橋梁の安全性評価および保全技術に向けたさらなる実証実験と改良を継続していきたい。
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