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橋梁・走行車両同時計測による構造損傷推定のためのMEMSの開発

Research Project

Project/Area Number 19656112
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

川谷 充郎  Kobe University, 工学研究科, 教授 (00029357)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金 哲佑  京都大学, 工学研究科, 教授 (80379487)
塚本 昌彦  神戸大学, 工学研究科, 教授 (60273588)
野村 泰稔  立命館大学, 理工学部, 助教 (20372667)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2009: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2008: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywordsヘルスモニタリング / MEMSセンサ / 橋梁健全度評価 / 欠損対策
Research Abstract

本研究は交通ネットワークに重要な役割を果たしている橋梁構造物の平常時および地震後の迅速な点検を可能にするための「橋梁構造損傷推定のための新しいMEMSの開発」である.具体的に,「橋梁・走行車両同時計測による構造物のリアルタイム損傷推定を可能にするMEMSセンサによる計測システムの開発」を目的とする.特に,橋梁の振動モニタリングという目的に合うセンサノードの提案を目指している.
平成21年度は「提案されたセンサノードの性能検証」および「実用化に向け技術的検討」を行い,その検討結果を次にまとめる.
無線パケット送受信時のデータ損失対策および無線通信距離拡張のため,マルチパケット通信・中継器の利用・高性能アンテナの利用を試みた.性能テストは神戸大学構内の歩道橋および国道上の実橋梁で行った.検討結果,マルチパケット通信・中継器の利用・高性能アンテナの利用によるデータ欠損率の低減には成功しているが,欠損を完全に防ぐまでは至っていない.他の対策として,Kalman Filterによる欠損データの補完を試み,その有効性は確認している.一方,欠損集中部の補完精度には課題が残っており,センサノードのマルチパケット通信のようなセンサそのものの改良との併用が重要であるとの結論に至っている.特に,マルチパケット通信にはメモリに計測データを保存し欠損データに対して繰り返し通信を行うため,センサに大容量のメモリを装着する必要がある.また,無線通信には大量の電力消費を必要とするため,マルチパケット通信の実現および無線通信パワーの向上には電源の確保が重要である.実用化に向け,センサノードのメモリ拡張,無線通信パワーの向上および蓄電機能付きの自己発電センサが必要であることを提案している。

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Modal identification of short and medium span bridges under moving loads2009

    • Author(s)
      川谷充郎・金哲佑, 他1名
    • Journal Title

      Safety, Reliability and Risk of Structures, Infrastructures and Engineering Systems

      Pages: 2446-2452

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Challenge for a Drive-by Bridge Inspection2009

    • Author(s)
      川谷充郎・金哲佑
    • Journal Title

      Safety, Reliability and Risk of Structures, Infrastructures and Engineering Systems

      Pages: 758-765

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wireless Sensor Node Development for Bridge Condition Assessment2008

    • Author(s)
      金 哲佑, 川谷充郎, 塚本昌彦, 他1名
    • Journal Title

      Advances in Science and Technology Vol. 56

      Pages: 573-578

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Feasibility investigation of bridge health monitoring from traffic-induced vibration data2007

    • Author(s)
      C. W. Kim
    • Journal Title

      Proc. of 7th German-Japanese Bridge Symposium (CD-ROM)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 損傷度推定のための逆問題の非適切性と正則化2007

    • Author(s)
      吉田郁政
    • Journal Title

      応用力学論文集 10

      Pages: 69-76

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Feasibility investigations for long-term health monitoring of short span bridges using poles of AR model2009

    • Author(s)
      川谷充郎・金哲佑
    • Organizer
      The 4th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure
    • Place of Presentation
      ETH, Swiss Federal Institute of Technology(スイス)
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Missing data recovery by an interpolation method for vibration measurement of a wireless sensor node2009

    • Author(s)
      川谷充郎・金哲佑, 他2名
    • Organizer
      International Conference on Computational Design in Engineering(CODE2009)
    • Place of Presentation
      Imperial Palace Hotel(韓国)
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a health monitoring approach to railway viaducts using direct analyses of train-bridge interaction2009

    • Author(s)
      川谷充郎・何興文, 他3名
    • Organizer
      International Conference on Computational Design in Engineering(CODE2009)
    • Place of Presentation
      Imperial Palace Hotel(韓国)
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 交通振動解析を用いる鉄道橋梁健全度評価手法の開発2009

    • Author(s)
      川谷充郎・何興文, 他2名
    • Organizer
      第64回土木学会年次学術講演会
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県)
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 交通振動実験における橋梁の振動特性推定結果の仮説検定2009

    • Author(s)
      川谷充郎・金哲佑, 他1名
    • Organizer
      第64回土木学会年次学術講演会
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県)
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] A Novel Wireless Sensor Node for Monitoring of Civil Structures2009

    • Author(s)
      金 哲佑, 川谷充郎, 塚本昌彦, 他1名
    • Organizer
      The 5^<th> International Symposium on Steel Structures
    • Place of Presentation
      ソウル, 韓国
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 橋梁振動モニタリングのためのMEMS無線センサノートの開発2008

    • Author(s)
      川谷充郎, 金哲佑, 塚本昌彦, 他3名
    • Organizer
      平成20年度 土木学会関西支部年次学術講演会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-05-24
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 橋梁振動モニタリング用MEMS無線センサノートの開発と実橋適用性検討2008

    • Author(s)
      川谷充郎, 金哲佑, 塚本昌彦, 他3名
    • Organizer
      第63回土木学会年次学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 多次元ARMAモデルを用いた車両走行実験応答による橋梁振動特性の推定2007

    • Author(s)
      川谷充郎
    • Organizer
      土木学会第62回年次学術講演会 講演概要集
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2007-09-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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