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防災拠点施設のリアルタイム耐震診断システムの開発と実装

研究課題

研究課題/領域番号 19H02223
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

齊藤 大樹  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00225715)

研究分担者 林 和宏  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40725636)
章 忠  広島工業大学, 工学部, 教授 (50254579)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード地震被害 / 防災拠点建物 / 耐震診断 / モニタリング / シミュレーション解析 / 巨大地震 / 強震観測 / センシング / シミュレーション / 画像処理 / 地震観測 / ひび割れ検出 / 地震対策支援
研究開始時の研究の概要

近年の地震において、市役所等が被災して機能不全に陥ったケースがあった。そこで、私たちは、防災拠点施設にIT強震計を設置し、独自開発のシミュレーション技術と組み合わせることで地震後に建物の健全性を即時に診断できるシステムを開発し、複数の市役所や消防署に実装してきた。本研究では、その成果を発展させ、構造被害だけでなく建物の機能や室内の安全性を診断できるようにシステムを拡張する。また、スマートフォン・アプリやVR(仮想現実)技術を活用して、建物管理者等に分かりやすく診断結果を伝達する技術を開発する。

研究成果の概要

防災拠点施設にIT強震計を設置し、独自開発のシミュレーション技術と組み合わせることで地震後に建物の健全性を即時に診断できるシステムを開発し、東三河地域の5都市(豊橋市、豊川市、蒲郡市、田原市、新城市)の市庁舎に実装した。観測記録のアップロード、建築物の耐震診断、診断結果のメイル送信のすべての作業を自動化し、クラウドコンピュータおいて稼働するように改良することで、災害時には、インターネット接続が確保されている限り、確実にシステムが機能できるようにした。また、機械学習を導入し、建物モデルのパラーメータ推定や建物被害の推定を効率的かつ高精度に行う新しい手法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発されたリアルタイム耐震診断システムは、建物にIT強震計を設置し、地震波が検知された場合に、ただちに建物解析による損傷診断を行い、診断結果を建物管理者らに送るものである。本研究期間で、東三河地域の5都市すべての市庁舎にシステムを実装し、これまでに複数の地震でシステムが稼働して、自治体の初期対応に生かされている。東三河地域をモデルケースとして実績を上げることで、さらに全国的にシステムが展開されることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A Deep Learning-Based Integration Method for Hybrid Seismic Analysis of Building Structures: Numerical Validation2022

    • 著者名/発表者名
      Mekaoui Nabil、Saito Taiki
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 号: 7 ページ: 3266-3266

    • DOI

      10.3390/app12073266

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Response Prediction for Damage Identification Using Wavelet Spectra in Convolutional Neural Network2021

    • 著者名/発表者名
      Moscoso Alcantara Edisson Alberto、Bong Michelle Diana、Saito Taiki
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 20 ページ: 6795-6795

    • DOI

      10.3390/s21206795

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-Time Parameter Identification of Seismically Excited Building Structures Using Response Surface Method and Bayesian Optimization Technique :Case study2021

    • 著者名/発表者名
      N. Mekaoui;T. Horioka;K. Hayashi;T. Saito
    • 雑誌名

      日本建築学会構造工学論文集

      巻: 3 ページ: 643-654

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] REAL-TIME PARAMETER IDENTIFICATION OF SEISMICALLY EXCITED BUILDING STRUCTURES USING RESPONSE SURFACE METHOD AND BAYESIAN OPTIMIZATION TECHNIQUE: CASE STUDY2021

    • 著者名/発表者名
      Nabil MEKAOUI, Tomoki HORIOKA, Kazuhiro HAYASHI, Taiki SAITO
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 67B ページ: 643-653

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cracks in Bridge Floor Detected by 2-Dimensional Complex Discrete Wavelet Packet Transform2020

    • 著者名/発表者名
      Zhong Zhang, Ohzora Hamata, Takuma Akiduki, Tomoaki Mashimo, Taiki Saito and Kazuhiro Hayashi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する国際誌

      巻: 16 号: 06 ページ: 2007

    • DOI

      10.24507/ijicic.16.06.2007

    • ISSN
      1349-4198
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 防災拠点建物を対象としたリアルタイム耐震診断システムの社会実装-市役所庁舎へのシステム導入とその運用状況2019

    • 著者名/発表者名
      林和宏・齊藤大樹
    • 雑誌名

      日本地震工学会論文集

      巻: 19 ページ: 378-387

    • NAID

      130007719129

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of real-time seismic diagnostic system on emergency management center buildings: system introduction and operational status on municipal government office buildings2019

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi,T. Saito, T. Horioka, E. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Civil Structural Health Monitoring

      巻: 9 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of Real-time Seismic Diagnostic System on Emergency Management Center Buildings: In Case of the 2018 Osaka earthquake2019

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, T. Saito
    • 雑誌名

      International Journal of Structural and Civil Engineering Research

      巻: 8 ページ: 159-164

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 防災拠点建物における残存耐震性の診断システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      堀岡知樹,齊藤大樹,林和宏
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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