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動的加振による構造物モニタリングのための基礎理論の整備

研究課題

研究課題/領域番号 11650494
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学
研究機関武蔵工業大学

研究代表者

丸山 收 (丸山 収)  武蔵工業大学, 工学部, 助教授 (50209699)

研究分担者 星谷 勝  武蔵工業大学, 工学部, 教授 (30061518)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2001年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2000年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードカルマンフィルタ / ブートストラップフィルタ / モンテカルロフィルタ / 劣化診断 / ブーストラップフィルタ / ヘルスモニタリング / カルマンフィルタ, / 損傷同定, / 健全度モニタリング, / モンテカルロフィルタ, / 非線形動的システム / System Identification / エントロピー / 維持管理
研究概要

現在,経年劣化している構造物または地震入力を受けた構造物の健全度を評価するモニタリング・システム構築の試みが数多くなされている.その際構造物の維持管理または補修計画を作成する上で,構造物が保有する動的性能または損傷の程度を精度良く同定する事が必要となる.構造物のどこで,どの程度の劣化または損傷が生じているのかということを把握するために,各種非破壊検査手法の適用が試みられている.例えば,損傷部位の情報を構造物の目視等の観察から直接に得ることが出来ない場合には,環境振動,起振器入力または超音波入力等を与え,構造物の情報を含んだ応答データから,構造物の内部状態を同定することとなる.これは「先見情報」により構造物の事前モデルを作成し,入力により励振される応答データに基づいて,事後の更新モデルを得る方法であると考えられる.しかしながら,物理現象は理論的な解析が可能なガウス性確率場の近似が適用できないものが数多くあり,非ガウスおよび非線形現象に関する情報更新理論を構築する必要がある.
本研究では,線形,ガウス性という条件に拘束されない万能型の情報更新理論であるBootstrap filter/Monte Carlo filterを用いて動的システムのパラメータ同定を行った.はじめに条件付確率密度関数をもとに,解析的非線形フィルタとBF/MCFのアルゴリズムによる情報更新について基本的な考察を行い,実験データをもとにした非線形動的システムの状態推定問題に,拡張カルマンフィルタおよびBF/MCFを適用した.
解析例を通してシステムのパラメータのみならず,信頼性解析等に必要となる事後の確率密度関数を把握することが可能となり,解析手法の有効性が示された.

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] 星谷, 勝, 山本, 欣弥: "情報エントロピーを用いたシステムの信頼性と冗長の検討"土木学会論文集. No.654/I-52. 355-366 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山本, 欣弥, 星谷, 勝, 大野, 春雄: "冗長性指数によるライフラインシステムの地震リスク解析"土木学会論文集. No.682/I-56. 373-382 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshiya, M., Yamamoto: "Redundancy Index of Lifeline Systems"Jour.of EM, ASCE. (to be appeared).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshiya, M., Maruyama, O.: "Updating/Filtering of Non-Gaussian and Non-Linear Random Fields"8^<th> International Conference on Structural Safety and Reliability. (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama, O., Hoshiya, M.: "System Identification of an Experimental Model by Extended Kalman Filter"8^<th> International Conference on Structural Safety and Reliability. (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshiya, M., Maruyama, O.: "State Estimation of Conditional Non-Gaussian Random Fields by BF/MCF"US-Japan Workshop on Structures for Improved Seismic Performance in Urban Regions.

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] "Redundancy of Engineering System with Information Entropy"Jour. of JSCE. No.654, I-52. 355-354 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] "Seismic Risk Analysis of Lifeline System with Redundancy index"Jour. of JSCE. No.654, I-52. 355-354 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshiya, M. and Yamamoto, K.: "Redundancy Index of Lifeline Systems"(to be appeared).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshiya, M. and Maruyama, O.: "Updating/Filtering of Non-Gaussian and Non-Linear Random Fields"8^<th> International Conference on Structural Safety and Reliability, June 17-21. (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama, O. and Hoshiya, M.: "System Identification of an Experimental Model by Extended Kalman Filter"8^<th> International Conference on structural Safety and Reliability, June 17-21. (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshiya, M. and Maruyama, O.: "State Estimation of Conditional Non-Gaussian Random Fields by BF/MCF"US-Japan Workshop on Structures for Improved Seismic Performance in Urban Regions, August 14. (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maruyama, O., Hoshiya, M.: "System Identification of an Experimental Model by Extended Kalman Filter"8^<th> International Conference on Structural Safety and Reliability. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshiya, M., Maruyama, O.: "Updating Procedures of Stochastic Non-Gaussian Fields"First M.I.T Conference on Computational Fluid and Solid Mechanics. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshiya, M., Maruyama, O.: "Updating/Filtering of Non-Gaussian and Non-Linear Random Fields"8^<th> International Conference on Structural Safety and Reliability. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshiya, M., Maruyama, O.: "State Estimation of Conditional Non-Gaussian Random Fields by BF/MCF"US-Japan Workshop on Structures for Improved Seismic Performance in Urban Regions. (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshiya, M., Yamamoto, K.: "Redundancy Index of Lifeline Systems"Jour. of Engrg. Mech., ASCE. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山本, 星谷, 大野: "冗長性指数によるライフラインシメテムの地震時リスク解析"土木学会論文集. No.682,I-56. 373-382 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山収,星谷勝,熊井博司: "動的非線形システムの初期通過確率算定"第55回土木学会年次学術講演会概要集. I-A025. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 熊井博司,星谷勝,丸山収: "非線形時系列フィルタの精度比較"第55回土木学会年次学術講演会概要集. I-A026. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshiya,M.and Maruyama,O.: "Pseudo analytical method for nonlinear structural reliability"Proceedings of the International Conference on Monte Carlo Simulation. 295-300 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshiya,M.and Yamamoto,K.: "Information entropy for redundancy of engineering systems"Proceedings of the International Conference on Monte Carlo Simulation. 273-278 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山、収: "システム同定のための起震機入力"土木学会第54回年次学術講演会. 1部門(B). 94-95 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] O.Maruyama: "Optimal Sampling Method for Conditional Gaussian Random Fields"13^<th> ASCE E.M.Conf.,Baltimore USA,. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 星谷 勝、野田 茂、舟 健: "条件付非正規確率場を推定するための近似解法"土木学会論文集. No.619/I-47. 253-261 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 星谷 勝、須藤 敦史: "確率的技法を用いた組み合わせ最適化手法の情報理論による考察"土木学会論文集. No.619/I-47. 293-298 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 星谷 勝、野田 茂: "条件付確率場の最大エントロピー推定法の提案"土木学会論文集. No.633/I-49. 61-80 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 星谷 勝、須藤 敦史、高須 光朗: "ニューラルネットワークを用いたデータマイニングによる非構造システムの同定"応用力学論文集. Vol.2. 83-90 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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