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3次元データの活用による盛土の施工・維持管理技術の高度化と土工CIMの実装

研究課題

研究課題/領域番号 19K04605
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22030:地盤工学関連
研究機関立命館大学

研究代表者

小林 泰三  立命館大学, 理工学部, 教授 (10380578)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードi-Construction / ICT / 土工 / 締固め / 深層学習 / 逆解析 / 施工 / 維持管理 / CIM
研究開始時の研究の概要

道路盛土等の土工構造物の維持管理技術およびICTを活用する情報化施工技術の高度化に資することを目的に、建設分野でも普及の進むUAV等のICT機器を活用した「盛土の3次元締固め管理手法」と「軟弱地盤における盛土の3次元安定管理・沈下管理手法」を構築する。また、調査、設計、施工、維持管理の各フェーズで個別に行われてきた従来のデータ管理・活用(設計データや品質データの管理から安定管理、変状時の安定解析まで)を、ひとつのプラットフォーム上で行えるシステムを実装し、土工のCIM(Construction information Modelling/Management)の実質化を実現する。

研究成果の概要

土工構造物の調査・設計から維持管理までのライフサイクルを一元的に管理するためには、地盤内部の情報化が不可欠である。本研究では、盛土造成に着目し、施工と同時に盛土内部の品質や土質特性を取得するために、(1)3次元測量技術を活用した締固め管理技術、(2)深層学習を用いた土の締固め品質評価技術、(3)車輪走行応答計測による地盤の剛性評価技術、(4)地盤情報の逆解析技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、施工と同時に、形状に加えて盛土内部の品質や動態の情報をデータ化・記録する技術を提案した。平成28年より、ICT技術を全面活用した情報化施工(国土交通省:i-Construction)が行われるようになったが、扱われる3次元データは、盛土や切土の形状を表現するための「サーフェスデータ」に過ぎない。本研究で提案する地盤内部の情報化技術は、土工構造物の「サーフェスモデル」から「プロダクトモデル」への拡張を可能にし、調査・設計から維持管理までの情報の一元化による業務の効率化や生産性向上、維持管理の合理化を実現するための基盤技術となる。

報告書

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

    (16件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 畳み込みニューラルネットワークを用いた盛土の締固め品質評価手法に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      寺本 昌太、小林 泰三
    • 雑誌名

      AI・データサイエンス論文集

      巻: 2 号: J2 ページ: 785-791

    • DOI

      10.11532/jsceiii.2.J2_785

    • NAID

      130008118378

    • ISSN
      2435-9262
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terramechanics-based investigation of grouser shape for rigid wheels: Comparison between rectangular and trapezoidal grouser2020

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, Y. Watanabe, T. Kobayashi, K. Iagnemma and S. Ozaki
    • 雑誌名

      Cogent Engineering

      巻: 7

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3次元データを活用した新しい締固め管理技術の提案2020

    • 著者名/発表者名
      小林泰三、土佐信一、竹添明生、池永太一、松浦良信、高森太郎、長谷川裕員
    • 雑誌名

      地盤工学会誌

      巻: 68(12) ページ: 15-18

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 打撃エネルギーを利用したバックホウによる盛土法面締固め技術とその適用2020

    • 著者名/発表者名
      安福規之、石蔵良平、小林泰三、谷山 充
    • 雑誌名

      基礎工

      巻: 48(11) ページ: 92-95

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Practical Judgment of Workload Based on Physical Activity, Work Conditions, and Worker’s Age in Construction Site2020

    • 著者名/発表者名
      Hashiguchi Nobuki、Kodama Kota、Lim Yeongjoo、Che Chang、Kuroishi Shinichi、Miyazaki Yasuhiro、Kobayashi Taizo、Kitahara Shigeo、Tateyama Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20(13) 号: 13 ページ: 3786-3786

    • DOI

      10.3390/s20133786

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 車輪の走行応答計測による地盤の剛性評価手法の構築に向けた基礎的検証実験2020

    • 著者名/発表者名
      和田康志、小林泰三
    • 雑誌名

      テラメカニックス

      巻: 40 ページ: 7-11

    • NAID

      40022491645

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 3次元データを活用した盛土の締固め管理手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      小林泰三
    • 雑誌名

      JACIC情報

      巻: 34 ページ: 39-43

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元測量データを活用した地層構造の逆解析手法の構築に向けた基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      宮原 悟,財津駿平,松浦 敦,小林泰三
    • 学会等名
      土木情報学シンポジウム(土木学会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた土の締固め品質評価手法に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      寺本昌太,小林泰三
    • 学会等名
      令和3年度土木学会全国大会第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A method for estimating subgrade reaction modulus via measurement of wheel-terrain interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Wada and T. Kobayashi
    • 学会等名
      37th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time judgement of workload using heart rate and physical activity2020

    • 著者名/発表者名
      N. Hashiguchi, Y. Lim, S. Kuroishi, S. Miyazaki, S. Kitahara, T. Kobayashi, K. Tateyama and K. Kodama
    • 学会等名
      37th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元測量技術を活用した地盤構造の逆解析の高度化に向けた基礎的研究2020

    • 著者名/発表者名
      宮原 悟、財津駿平、松浦 敦、小林泰三
    • 学会等名
      Kansai Geo-Symposium2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 車輪の走行状態計測による地盤の剛性評価手法の提案に向けた実験2020

    • 著者名/発表者名
      和田康志、小林泰三
    • 学会等名
      第55回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 自動追尾TS を活用した土の締固め圧縮量計測と品質管理手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      小林泰三、竹添明生、池永太一、松浦良信、土佐信一、長谷川裕員、河西啓次
    • 学会等名
      第55回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元測量技術を活用した土の締固め管理手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      小林泰三,土佐信一,西川祐矢,池永太一
    • 学会等名
      建設施工と建設機械シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 演算装置、及び、モデル生成方法2021

    • 発明者名
      小林泰三
    • 権利者名
      小林泰三
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 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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