| 研究課題/領域番号 |
20K04641
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22010:土木材料、施工および建設マネジメント関連
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| 研究機関 | 北海道大学 (2021-2022)
京都大学 (2020) |
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研究代表者 |
橋本 勝文 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30609748)
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| 研究分担者 |
張 凱淳 京都大学, 工学研究科, 講師 (50751723)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 社会インフラ構造物 / 維持管理 / モニタリング / MEMS / 固有振動数 / センシング / エレクトレット / 振動発電 / 固有振動 / インフラ構造物 / 異常検知 / 土木インフラ / 橋梁 / 土木構造物 / 健全性評価 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我が国の多くの橋梁をはじめとした社会インフラの維持管理・更新のための人材不足やコスト増大の克服が喫緊の社会課題である。また，昨今では豪雨や地震による災害が頻発しており，甚大な被害をもたらすとともに，日常生活が脅かされる事態が多く発生している。既存インフラの定常状態に加えて，豪雨や地震の突発的な作用発生後の変状の検知・安全性確保のため，効果的で効率的な維持管理システムが必要とされている。本研究では，近年で飛躍的・革新的な発展を遂げている高効率MEMS振動発電デバイスの実装による変位・振動モニタリングにより，的確かつ低コストで構造物の状態を把握できるモニタリングシステムを構築する。
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| 研究成果の概要 |
既存インフラの定常状態に加えて，豪雨や地震の突発的な作用発生後の変状の検知・安全性確保のため，近年で飛躍的・革新的な発展を遂げている高効率MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）振動発電デバイスの実装による変位・振動モニタリングにより，的確かつ低コストで構造物の状態を把握できる常時モニタリングシステムおよび緊急時アラートシステムを構築する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
インフラ構造物の点検業務・稼働に物理的な限界があり，状態変化と異常検知に時差が発生する。インフラ状点検作業を振動発電デバイス設置で置換することにより，振動発電デバイスが自己動作（発電）することでリアルタイムモニタリングが可能となる。また，構造物の変位・振動応答と精緻な整合データを出力可能な小型・安価なデバイスの開発による監視範囲の拡大と現場端末および管理サーバとのネットワークを構築できる。本研究の成果により，地方自治体および分野横断型研究開発体制と民間道路管理会社との連携による実務点検業務フローへの実装・実証的アプローチを示すことができる。
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