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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

研究課題

研究課題/領域番号 19656112
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関神戸大学

研究代表者

川谷 充郎  神戸大学, 工学研究科, 教授 (00029357)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2009年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2008年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2007年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードヘルスモニタリング / MEMSセンサ / 橋梁健全度評価 / 欠損対策
研究概要

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。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Modal identification of short and medium span bridges under moving loads2009

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎・金哲佑, 他1名
    • 雑誌名

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

      ページ: 2446-2452

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Challenge for a Drive-by Bridge Inspection2009

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎・金哲佑
    • 雑誌名

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

      ページ: 758-765

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wireless Sensor Node Development for Bridge Condition Assessment2008

    • 著者名/発表者名
      金 哲佑, 川谷充郎, 塚本昌彦, 他1名
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology Vol. 56

      ページ: 573-578

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feasibility investigation of bridge health monitoring from traffic-induced vibration data2007

    • 著者名/発表者名
      C. W. Kim
    • 雑誌名

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

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 損傷度推定のための逆問題の非適切性と正則化2007

    • 著者名/発表者名
      吉田郁政
    • 雑誌名

      応用力学論文集 10

      ページ: 69-76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Feasibility investigations for long-term health monitoring of short span bridges using poles of AR model2009

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎・金哲佑
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure
    • 発表場所
      ETH, Swiss Federal Institute of Technology(スイス)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Missing data recovery by an interpolation method for vibration measurement of a wireless sensor node2009

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎・金哲佑, 他2名
    • 学会等名
      International Conference on Computational Design in Engineering(CODE2009)
    • 発表場所
      Imperial Palace Hotel(韓国)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of a health monitoring approach to railway viaducts using direct analyses of train-bridge interaction2009

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎・何興文, 他3名
    • 学会等名
      International Conference on Computational Design in Engineering(CODE2009)
    • 発表場所
      Imperial Palace Hotel(韓国)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎・何興文, 他2名
    • 学会等名
      第64回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎・金哲佑, 他1名
    • 学会等名
      第64回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Wireless Sensor Node for Monitoring of Civil Structures2009

    • 著者名/発表者名
      金 哲佑, 川谷充郎, 塚本昌彦, 他1名
    • 学会等名
      The 5^<th> International Symposium on Steel Structures
    • 発表場所
      ソウル, 韓国
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎, 金哲佑, 塚本昌彦, 他3名
    • 学会等名
      平成20年度 土木学会関西支部年次学術講演会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-05-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎, 金哲佑, 塚本昌彦, 他3名
    • 学会等名
      第63回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      川谷充郎
    • 学会等名
      土木学会第62回年次学術講演会 講演概要集
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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