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チップスケール原子時計を応用した自律型地震センサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K01283
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関筑波技術大学

研究代表者

倉田 成人  筑波技術大学, 産業技術学部, 教授 (00416869)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード地震観測 / 構造ヘルスモニタリング / 時刻同期 / チップスケール原子時計 / アレイ観測 / 加速度 / MEMS / BIM / 地震センサ / IoT / Wi-Fi / 地震計測 / 自律型センシングシステム
研究成果の概要

地震の揺れを計るセンサにチップスケール原子時計(CSAC)を応用し、自律的に超高精度な時刻情報を付与する技術の開発を行い、3G/LTEエリアや無線LANホットスポットに置くだけで、日本全国に広く地震センサを展開できる技術基盤を確立した。超高精度な時計であるCSACを地震センサに搭載し、GPSやネットワーク等が無くても計測データに正確な時刻情報を付与するメカニズムを実装した。CSACを搭載した地震センサの振動試験装置による性能確認試験等を経て、実建築構造物での時刻同期地震観測を行った。BIMによる3次元モデルを利用して、建築物の構造健全性に関する分析結果を可視化するシステムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地震の揺れを計測したデータ分析により、地震現象や構造物の健全性を明らかにするには、センサが正確な時刻情報を取得することが必要である。屋外であればGPSを利用し、屋内であればネットワーク配線を利用して、時刻情報を取得することが一般的であるが、コストと手間がかかり過ぎ、地震センサが様々な場所に設置されるような状況には至っていない。本研究成果によれば、GPSやネットワーク不要で、センサがそれ自体で正確な時刻情報を保持できるので、どのような環境であってもセンサを設置しデータを収集するだけで、時刻同期を確保したビッグデータ群が得られることとなり、より詳細な地震現象の解明や構造物の健全性評価に貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Development and Application of an Autonomous Time Synchronization Sensor Device Using a Chip Scale Atomic Clock2018

    • 著者名/発表者名
      Narito Kurata
    • 雑誌名

      Sensors & Transducers Journal

      巻: 219 ページ: 17-25

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement and Application of Sensor Device Capable of Autonomously Keeping Accurate Time Information for Buildings and Civil Infrastructures2018

    • 著者名/発表者名
      Narito Kurata
    • 雑誌名

      Proceedings of the Ninth International Conference on Sensor Device Technologies and Applications

      巻: 1 ページ: 114-120

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Autonomous Time Synchronization Sensor Device Using a Chip Scale Atomic Clock for Earthquake Observation and Structural Health Monitoring2017

    • 著者名/発表者名
      Narito Kurata
    • 雑誌名

      Proceedings of the Eighth International Conference on Sensor Device Technologies and Applications

      巻: 1 ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 建築構造物IoTセンサの開発2017

    • 著者名/発表者名
      猿渡俊介, 倉田成人
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 86(4) ページ: 350-353

    • NAID

      130007715442

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of Sensor Module for Seismic and Structural Monitoring with a Chip-Scale Atomic Clock2017

    • 著者名/発表者名
      Narito Kurata
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th World Conference on Earthquake Engineering

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Basic Study of Autonomous Time Synchronization Sensing Technology Using Chip Scale Atomic Clock2016

    • 著者名/発表者名
      Narito Kurata
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering

      巻: - ページ: 67-74

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] BIMとIoTを連携した建築物マネジメントシステム その1 IoT自律型時刻同期センシングシステムと適用建物2019

    • 著者名/発表者名
      倉田成人
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] チップスケール原子時計(CSAC)を搭載した自律型時刻同期センシングモジュール実用版の開発2017

    • 著者名/発表者名
      倉田成人
    • 学会等名
      日本建築学会大会(中国)
    • 発表場所
      広島工業大学
    • 年月日
      2017-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] チップスケール原子時計(CSAC)を搭載した自律型時刻同期センシングモジュール実用版の開発2017

    • 著者名/発表者名
      倉田成人
    • 学会等名
      日本建築学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Smart Sensing Technology for Earthquake Hazard Mitigation and Maintenance of Infrastructures2017

    • 著者名/発表者名
      Narito Kurata
    • 学会等名
      International Academy, Research, and Industry Association
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Vibration Measurement of the World Heritage2016

    • 著者名/発表者名
      Narito Kurata
    • 学会等名
      Cambodia-Japan Joint Workshop on Ambient Intelligence and Sensor Networks, 電子情報通信学会
    • 発表場所
      Sokha Siem Reap Resort & Convention Center、Cambodia
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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