Scientific Maintenance on Expressway Facilities considering Social Benefit

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00777
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: KUWAHARA Masao 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 特任教授 (50183322)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水谷 大二郎 東北大学, 工学研究科, 助教 (30813414) ; 佐津川 功季 東北大学, 情報科学研究科, 助教 (40867347) ; 川崎 洋輔 日本大学, 工学部, 准教授 (90751793) ; 熊谷 靖彦 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, NICHeシニアリサーチ・フェロー (10368855) ; 岡 宏一 高知工科大学, システム工学群, 教授 (10160649)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 維持管理 / 利用者損失 / 道路施設 / 現場技術者アンケート / 点検効率化 / 生存確率

Outline of Final Research Achievements

This study proposes following scientific approaches for the better road facility maintenance. (1) Failure Process: A method that estimates the survival probability considering censored data is proposed. Using real maintenance data, survival probabilities of several facilities are estimated. (2) Social Loss: Using observed failure data and traffic demand data, the user loss as well as the maintenance cost due to a facility failure are estimated. Evaluation of user loss due to a failure is a unique original outcomes of this study. (3) Optimum Maintenance Strategy: By formulating the optimization problem so as to maximize the social benefit, better maintenance strategies such as appropriate inspection intervals, repair frequency and stock management of repair materials are proposed.

Free Research Field

交通工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は，道路施設の維持管理の高度化を目的としてしている．インフラの老朽化が進む近年では，道路施設を含めたインフラの維持管理に対する社会的要請はきわめて大きい．しかし，道路施設の維持管理については，故障過程が定量化された事例は過去にはほとんどない上，施設故障が利用者側の社会損失に与える影響評価も行われていない．本研究は，施設管理に従事する研究協力者と連携しながら，データの科学的分析に基づいて故障過程と社会損失を明らかにするものであり，社会的総余剰の最大化による維持管理の最適化は，従来とは一線を画す優れたインフラマネジメントのための新たなフレームワークを提示するものである．