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分布型光センシングによる構造ヘルスモニタリングシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15360228
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木材料・施工・建設マネジメント
研究機関茨城大学

研究代表者

呉 智深  茨城大学, 工学部, 教授 (00223438)

研究分担者 横山 功一  茨城大学, 工学部, 教授 (20302325)
原田 隆郎  茨城大学, 工学部, 助手 (00241745)
佐々木 豊  茨城大学, 工学部, 教授 (90225897)
横田 浩久  茨城大学, 工学部, 講師 (30272115)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2004年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2003年度: 10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
キーワード都市インフラ構造物 / 構造ヘルスモニタリング / 分布型光センシング / BOTDR / FBG / 損傷検知 / 実時間的診断システム / ワイヤレスセンシング
研究概要

本研究では、BOTDR分布型および多点型FBG光センシング技術をはじめ、各種光センシング技術の分布計測性状を検討した上で、それらによる都市インフラの構造ヘルスモニタリング手法を開発した。2年間の成果は次のとおりまとめられる。
(1)BOTDR光分布型センシングに関する基礎的な検討結果を踏まえ、RCおよびPC曲げ供試体を用いた実験により、BOTDRの精度向上手法、BOTDRとFBG多点型センシングを融合したモニタリング手法およびリモートモニタリング手法に関する検討を行った。
(2)BOTDRやFBG光センシングに関するFRP補強されたPC桁橋のセンシングを行うためのモデル実験、また、海外におけるBOTDR手法とETDR手法による梁-柱接合構造体のひずみ分布、ひび割れおよび圧縮損傷の分布センシング能力に関する比較実験などのデータ解析を行い、各種光分布計測に関する原理的究明および有効性をまとめた。
(3)FBG多点型センシング手法に関して、コンクリート構造物などに適用するための長ゲージセンサを考案し、構造物の劣化検知能力や各種動的性状を有する構造体の動的同定能力を向上させる手法を開発した。
(4)コンクリートトンネル覆工のひび割れ、圧縮劣化性状などの非線形性を表現した逆解析手法に関するモデル構築を行うとともに、分布型光センシングおよびFBG多点型センシングによる取得データを入力値としたNNによる劣化同定手法の同定能力の向上を図った。
(5)BOTDRおよびFBG時間的および空間的分布センシングデータの集計・処理システムの構築を行い、ひび割れ解析手法、構造分散同定およびニューラルネットワーク大規模解析手法を発展し、静的ひずみやひび割れ分布、動的応答データを用いた診断解析手法を構築した。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (44件) 文献書誌 (8件)

  • [雑誌論文] Failure Mechanism of Deformed Concrete Tunnel Linings with a Cave2005

    • 著者名/発表者名
      He, W., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Journal of Structural Engineering, JSCE 51A

      ページ: 1359-1367

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Experimental Study on Measurement Characteristics of BOTDR for Structural Health Monitoring2005

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Shi, B., Harada, T., Ishii, T., Xu, B.
    • 雑誌名

      China Civil Engineering Journal (in Chinese) Vol.37(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Distributed Strain Measurement of a Large-Scale Reinforced Concrete Beam-Column Assembly under Cyclic Loading2005

    • 著者名/発表者名
      Chen, G., Xu, B., McDaniel, R.D., Ying, X., Pommerenke, D.J., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE International Symposium on Smart Structures and Materials (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characterization of Long-Gage Fiber Optic Sensors for Structural Identification2005

    • 著者名/発表者名
      Li, S.Z., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE International Symposium on Smart Structures and Materials (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Soft Post-Earthquake Damage Identification Methodology using Vibration Time Series2005

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K., Harada, T.
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures Vol.14(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Experimental Study on Measurement Characteristics of BOTDR for Structural Health Monitoring2005

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Shi, B., Harada, T., Ishii, T., Xu, B.
    • 雑誌名

      China Civil Engineering Journal (in Chinese) Vol.37 (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Distributed Strain Measurement of a Large-Scale Reinforced Concrete Beam-Column Assembly under Cyclic Loading2005

    • 著者名/発表者名
      Chen, G., Xu, B., McDaniel, R.D., Ying, X., Pommerenke, D.J., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE International Symposium on Smart Structures and Materials (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characterization of Long-Gage Fiber Optic Sensors for Structural Identification2005

    • 著者名/発表者名
      Li, S.Z., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE International Symposium on Smart Structures and Materials (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Soft Post-Earthquake Damage Identification Methodology using Vibration Time Series2005

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K., Harada, T.
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures Vol.14 (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Failure Mechanism of Deformed Concrete Tunnel Linings with a Cave2005

    • 著者名/発表者名
      He, W., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Journal of Structural Engineering 51A

      ページ: 1359-1367

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Distributed Strain measurement of a large-scale reinforced concrete beam-column assembly under cyclic loading2005

    • 著者名/発表者名
      Chen, G., Xu, B., McDaniel, R.D., Ying, X., Pommerenke, D.J., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE International Symposium on Smart Structures and Materials (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization of long-gage fiber optic sensors for structural identification2005

    • 著者名/発表者名
      Li, S.Z., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE International Symposium on Smart Structures and Materials (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Post-Earthquake Damage Identification Using Exiting Vibration Time Series with Neural Networks2005

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance of Neural Networks Based Damage Identification Strategy for Noise Polluted Responses2004

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Li, S.Z., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Proc.of Int.Symp.on Network and Center-Based Research for Smart Structures Technologies and Earthquake Engineering (SE04)

      ページ: 85-90

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Novel Neuro-Computing Strategy for Damage Evaluation using Forced Vibration Time Series2004

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Chen, J., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of 7th International Conference on Motion and Vibration Control (MOVIC'04) (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Soft Computing Strategies for Decentralized and Localized Identification and Control of Large-Scare Structure with Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Xu, B., Chen, J.
    • 雑誌名

      Proceedings of China-Japan-U.S. Symposium on Structural Health Monitoring and Control (Invited Paper)

      ページ: 97-104

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Distributed Sensing Technologies for Monitoring FRP-Strengthened Structures2004

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Yang, C.Q.
    • 雑誌名

      Proceedings of North American Euro Pacific Workshop for Sensing Issues in Civil Structural Health Monitoring (CHSM) (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct Identification of Structural Parameters from Dynamic Responses with Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Chen, G., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Engineering Applications of Artificial Intelligence 17

      ページ: 931-943

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Failure Mechanism of Deformed Concrete Tunnels under Plastic Ground Pressure2004

    • 著者名/発表者名
      He, W., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.7

      ページ: 1203-1212

    • NAID

      40006445637

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance of Neural Networks Based Damage Identification Strategy for Noise Polluted Responses2004

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Li, S.Z., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Network and Center-Based Research for Smart Structures Technologies and Earthquake Engineering (SE04)

      ページ: 85-90

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Soft Computing Strategies for Decentralized and Localized Identification and Control of Large-Scare Structure with Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Xu, B., Chen, J.
    • 雑誌名

      Proceedings of China-Japan-U.S.Symposium on Structural Health Monitoring and Control (Invited Paper)

      ページ: 97-104

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Distributed Sensing Technologies for Monitoring FRP-Strengthened Structures2004

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Yang, C.Q.
    • 雑誌名

      Proceedings of North American Euro Pacific Workshop for Sensing Issues in Civil Structural Health Monitoring (CHSM) (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance of Neural Networks Based Damage Identification Strategy for Noise Polluted Responses2004

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Li, S.Z., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Network and Center-Based Research for Smart Structures Technologies and Earthquake Engineering

      ページ: 85-90

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Novel Neuro-Computing Strategy for Damage Evaluation Using Forced Vibration Time Series2004

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Chen, J., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of 7th International Conference on Motion and Vibration Control

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Soft Computing Strategies for Decentralized and Localized Identification and Control of Large-Scare Structure with Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Su Z.S., Xu, B., Chen, J.
    • 雑誌名

      Proceedings of China-Japan-U.S. Symposium on Structural Health Monitoring and Control

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Distributed Sensing Technologies for Monitoring FRP-Strengthened Structures2004

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Yang, C.Q.
    • 雑誌名

      Proceedings of North American Euro Pacific Workshop for Sensing Issues in Civil Structural Health Monitoring

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Identification of Structural parameters from Dynamic Responses with Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Chen, G., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Engineering Applications of Artificial Intelligence 17

      ページ: 931-943

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An Experimental Study on Measurement Characteristics of BOTDR for Structural Health Monitoring2004

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Shi, B., Harada, T., Ishii, T., Xu, B.
    • 雑誌名

      China Civil Engineering Journal Vol.37

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Failure Mechanism of Deformed Concrete Tunnels Under Plastic Ground Pressure2004

    • 著者名/発表者名
      He, W., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics Vol.7

      ページ: 1203-1212

    • NAID

      40006445637

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Signal Processing of the Fiber Optic BOTDR Sensor Based on Wavelet Analysis2003

    • 著者名/発表者名
      Xu, H.Z., Shi, B., Dan, Z., Yong, D., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Journal of Optoelectronics Laser (in Chinese) Vol.14,No.7

      ページ: 737-740

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Neural Networks for Decentralized Control of Cable-Stayed Bridge2003

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Journal of Bridge Engineering, ASCE Vol.8,No.4

      ページ: 229-236

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Post-Seismic Damage Detection Strategy in Time Domain for a Suspension Bridge with Neural Networks2003

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.6

      ページ: 1149-1156

    • NAID

      130004091506

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compressive Failure of Concrete Tunnel Lining Simulated by Different Compressive Models2003

    • 著者名/発表者名
      He, W., Wu, Z.S., Yin, J., Kojima, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.6

      ページ: 1207-1215

    • NAID

      80016285159

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 都市インフラに関する構造ヘルスモニタリングの現状と展望-展望論文-2003

    • 著者名/発表者名
      呉 智深, 許 斌, 原田隆郎
    • 雑誌名

      土木学会応用力学論文集 Vol.6

      ページ: 1043-1054

    • NAID

      80016285141

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure2003

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      The 1st International Conference on Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure (SHMII-1'2003) (Keynote Paper) Vol.1

      ページ: 153-167

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Long-Gauge Fiber Optic Sensors for Dynamic Strain Measurement and Structural Health Monitoring2003

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      The 1st International Conference on Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure (SHMII-1'2003) Vol.1

      ページ: 299-307

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Response Time Series Based Structural Parametric Assessment Approach with Neural Networks2003

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      The 1st International Conference on Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure (SHMII-1'2003) Vol.1

      ページ: 601-609

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fiber Optic Sensing of PC Girder Strengthened with Prestressed PBO Fiber Sheets2003

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Xu, B., Hayashi, K., Machida, A
    • 雑誌名

      The 1st International Conference on Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure (SHMII-1'2003) Vol.2

      ページ: 1191-1199

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Distributed Optical Fiber Sensor Based on BOTDR and its Application to Structural Health Monitoring2003

    • 著者名/発表者名
      Dan, Z., Shi, B., Wu, Z.S., Xu, H.Z., Ding, Y., Cui, H.
    • 雑誌名

      China Civil Engineering Journal (in Chinese) Vol.36,No.11

      ページ: 83-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Signal Processing of the Fiber Optic BOTDR Sensor Based on Wavelet Analysis2003

    • 著者名/発表者名
      Xu, H.Z., Shi, B., Dan, Z., Yong, D., Wu, Z.S.
    • 雑誌名

      Journal of Optoelectronics Laser (in Chinese) Vol.14, No.7

      ページ: 737-740

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Neural Networks for Decentralized Control of Cable-Stayed Bridge2003

    • 著者名/発表者名
      Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K.
    • 雑誌名

      Journal of Bridge Engineering, ASCE Vol.8, No.4

      ページ: 229-236

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Review on Structural Health Monitoring for Infrastructure2003

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Xu, B., Harada, T.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE (in Japanese) Vol.6

      ページ: 1043-1054

    • NAID

      130004258258

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fiber Optic Sensing of PC Girder Strengthened with Prestressed PBO Fiber Sheets2003

    • 著者名/発表者名
      Wu, Z.S., Xu, B., Hayashi, K., Machida, A.
    • 雑誌名

      The 1st International Conference on Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure (SHMII-1'2003) Vol.2

      ページ: 1191-1199

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Distributed Optical Fiber Sensor Based on BOTDR and its Application to Structural Health Monitoring2003

    • 著者名/発表者名
      Dan, Z., Shi, B., Wu, Z.S., Xu, H.Z., Ding, Y., Cui, H.
    • 雑誌名

      China Civil Engineering Journal (in Chinese) Vol.36, No.11

      ページ: 83-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K.: "Neural Networks for Decentralized Control of Cable-Stayed Bridge"Journal of Bridge Engineering (ASCE). Vol.8, No,4. 229-236 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K.: "Post Earthquake Damage Detection for a Cable Stayed Bride with Neural Networks"Journal of Applied Mechanics, JSCE. Vol.6. 1149-1156 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] He, W., Wu, Z.S., Yin, J., Kojima, Y.: "Compressive Failure of Concrete Tunnel Lining Simulated by Different Compressive Models"Journal of Applied Mechanics, JSCE. Vol.6. 1207-1215 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 呉 智深, 許 斌, 原田隆郎: "都市インフラに関する構造ヘルスモニタリングの現状と展望-展望論文-"土木学会応用力学論文集. Vol.6. 1043-1054 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Wu, Z.S.: "Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure in Japan"SHMII-1'2003. Vol. 1. 153-167 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Xu, B., Wu, Z.S.: "Long-Gauge Fiber-Optic Sensor for Dynamic Strain Measurement and Structural Health Monitoring"SHMII-1'2003. Vol.1. 299-307 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Xu, B., Wu, Z.S., Yokoyama, K.: "Response Time Series Based Structural Parametric Assessment Approach with Neural Networks"SHMII-1'2003. Vol.1. 601-609 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Wu, Z.S., Xu, B., Hayashi, K., Machida, A.: "Fiber Optic Sensing of RC Girder Strengthened with Prestressed PBO Fiber Sheets"SHMII-1'2003. Vol.2. 1191-1199 (2003)

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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