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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Bayesian System Identification and Information Integration for enhancement of structural health monitoring

Research Project

Project/Area Number 19H02225
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

金 哲佑  京都大学, 工学研究科, 教授 (80379487)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 五井 良直  京都大学, 工学研究科, 助教 (30831359)
張 凱淳  京都大学, 工学研究科, 講師 (50751723)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords構造ヘルスモニタリング / 長期モニタリング / ベイズ異常検知 / 情報融合 / 高度化
Outline of Annual Research Achievements

研究最終年度である本年度は、提案手法の実証と実用化のための改善策について研究を進めた.また,研究成果の積極的な発表を行った. 具体的な研究実績は以下のとおりである.
1)確立したベイズ損傷検知法の検知精度と活用可能なセンサ数の関係について検討を行った.その結果,モード形状情報を用いた最適センサ配置手法であるEffective Independence method法もベイズ損傷検知のセンサ配置決定に有効であることを確認した.その成果を国際会議で発表している. 2)3次元デジタル画像の点群データによる対象橋のモデル化精度の検討し,小規模吊り橋の主塔諸元計測に適用した結果,1mm程度の誤差で寸法の計測が可能であることがわかった. 3)デジタルツインによる損傷検知や劣化予測の可能性について検討を行った.その結果,モード情報を用いた詳細な3次元有限要素モデルのアップデートの精度には限界があり,時間領域でのモデルアップデートの重要性と情報融合の必要性を明らかにした.関連研究成果は,権威ある国際ジャーナルに採択された. 4)RCおよびPC梁の模型実験を実施し,各荷重レベルでのひび割れの特性と振動特性の特性に相関があることを確認した.また,モード情報を用いたPC橋のFEモデルアップデートと耐荷性能の再現を検討したが,線形領域での再現は可能であるものの,降伏以降の再現は難しい結果となった.成果を土木学会論文集に発表している. 5)スマートフォンなどを用いて、管理者がセンサ情報を用いたインフラ維持管理について身近く体験できるような仕組みを構築し,管理者へのSHMの理解増進に努めている. 6)その他,ベイズ枠組による常時振動計測による橋脚洗掘検知の可能性を明らかした.また,橋梁の長期モニタリングにおける季節変動の除去法について提案し,米国土木学会論文集に掲載が確定された.

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Harbin Institute of Technology, Shenzen(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Harbin Institute of Technology, Shenzen
  • [Int'l Joint Research] National University of Ireland Galway(アイルランド)

    • Country Name
      IRELAND
    • Counterpart Institution
      National University of Ireland Galway
  • [Int'l Joint Research] University of New South Wales(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      University of New South Wales
  • [Journal Article] Vibration-Based Damage Detection for a Prestressed Concrete Box Girder by Means of Subspace Analysis2021

    • Author(s)
      Zhao Lei、Kim Chul-Woo、Goi Yoshinao、Takemura Kohei
    • Journal Title

      ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems, Part A: Civil Engineering

      Volume: 7 Pages: 04021056

    • DOI

      10.1061/AJRUA6.0001185

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ambient and Vehicle-Induced Vibration Data of a Steel Truss Bridge Subject to Artificial Damage2021

    • Author(s)
      Kim Chul-Woo、Zhang Feng-Liang、Chang Kai-Chun、McGetrick Patrick John、Goi Yoshinao
    • Journal Title

      Journal of Bridge Engineering

      Volume: 26 Pages: 04721002

    • DOI

      10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0001730

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Efficient Bayesian FFT method for damage detection using ambient vibration data with consideration of uncertainty2021

    • Author(s)
      Zhang Feng‐Liang、Kim Chul‐Woo、Goi Yoshinao
    • Journal Title

      Structural Control and Health Monitoring

      Volume: 28 Pages: e2659

    • DOI

      10.1002/stc.2659

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transmissibility performance assessment for drive-by bridge inspection2021

    • Author(s)
      Makki Alamdari M.、Chang K.C.、Kim C.W.、Kildashti K.、Kalhori H.
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 242 Pages: 112485

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2021.112485

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] グラウト未充填と PC 鋼材破断を模擬した PC 箱桁の耐荷性能と振動特性の変化に関する実験的検討2021

    • Author(s)
      竹村 光平、林 厳、金 哲佑、吉田 英二
    • Journal Title

      構造工学論文集 A

      Volume: 67A Pages: 195~207

    • DOI

      10.11532/structcivil.67A.195

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 供用下のPC橋梁におけるベイズ異常検知法の適用2021

    • Author(s)
      河邊大剛,五井良直,金 哲佑
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 43 Pages: 583~588

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ambient vibration based modal analysis and cable tension estimation for a cable-stayed bridge with Bayesian approaches2021

    • Author(s)
      Jiang W.J., Goi Y., Zhou X., Kim C.W.
    • Organizer
      Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures (EVACES 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bayesian model updating and damage detection of a simply-supported truss bridge based on dynamic responses2021

    • Author(s)
      Zhou Xin, Zhang Feng-Liang, Chang Kai-Chun, Goi Yoshinao, Kim Chul-Woo
    • Organizer
      Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures (EVACES 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Load carrying capacity and vibration characteristics of PC box girders with damage2021

    • Author(s)
      Takemura K., Kim C.W., Hayashi G., Yoshida E.
    • Organizer
      Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures (EVACES 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ambient vibration monitoring for scour assessment of a railway bridge2021

    • Author(s)
      Kim Chul-Woo, Qi Jia, Kitagawa Shinji
    • Organizer
      10th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure (SHMII2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of number of sensors on Bayesian hypothesis-based damage detection of steel bridges2021

    • Author(s)
      Onaka Yoshiki, Goi Yoshinao, Kim Chul-Woo, Kawabe Daigo
    • Organizer
      10th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure (SHMII2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Remote microtremor monitoring for scour assessment of railway bridge2021

    • Author(s)
      Kim C.W., Yoshitome Y., Kitagawa S., Shinoda M., Yao H., Hamada Y.
    • Organizer
      10th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficient time-domain modal identification of bridges based on uncertainty quantification2021

    • Author(s)
      Goi Y., Kim C.W.
    • Organizer
      10th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 画像解析を用いたボルトのゆるみ検知手法の開発2021

    • Author(s)
      竹村光平,金哲佑,河邊大剛
    • Organizer
      土木学会第76回年次学術講演会
  • [Presentation] 常時微動の計測による河川内橋脚の固有振動数算出に関する研究2021

    • Author(s)
      吉岡延明,濱田吉貞,金哲佑,北川慎治
    • Organizer
      土木学会第76回年次学術講演会
  • [Presentation] 橋梁の健全度評価の必要性に関する一考察2021

    • Author(s)
      高瀬和男,河邊大剛,金 哲佑
    • Organizer
      土木学会第76回年次学術講演会
  • [Presentation] たわみを利用したBWIMによる橋梁異常検知の可能性検討2021

    • Author(s)
      横山拓海,金哲佑,斎藤隆仁,池田大造
    • Organizer
      令和3年度土木学会関西支部年次学術講演会
  • [Remarks] 構造ヘルスモニタリングの高度化のためのベイズ型構造同定と情報融合の提案(基盤B)

    • URL

      http://infra.kuciv.kyoto-u.ac.jp/funding.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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