機能維持性を高める建物・複数機器の協調制御

• 研究課題/領域番号: 24360230
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 建築構造・材料
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 小檜山 雅之 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (10333577)
• 研究分担者: 髙橋 正樹 (高橋 正樹) 慶應義塾大学, 理工学部システムデザイン工学科, 准教授 (10398638) ; 西 宏章 慶應義塾大学, 理工学部システムデザイン工学科, 教授 (00365470)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2012年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: 構造制御 / リスク評価 / 協調制御 / 地震防災 / 性能設計

研究成果の概要

制振装置を持つ機器が導入された建物の機能維持のため，制御手法と設計法を開発した。①建物・機器協調制御手法を構築し，データセンターを事例に数値解析と震動台実験で有効性を実証した。②機能停止確率を最小化する制御系設計法を定式化し，地震ハザード曲線と建物フラジリティ曲線を用いて少ない計算負荷で設計できることを確認した。③センサの信頼度パラメータとLQG制御理論に基づく故障補償制御法を構築し，数値解析と震動台実験で有効性を確認した。④過減衰モードを考慮できる拡張応答スペクトル法で絶対加速度応答と最大制御力の推定手法を構築した。⑤セミアクティブダンパーの減衰特性を考慮した最適制御系設計の理論を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] セミアクティブ免震建物の被害確率を低減するスライディングモード制御の制御パラメータ設計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 若山志津佳，小檜山雅之
  • 雑誌名: 日本地震工学会論文集 巻: 16 号: 3 ページ: 3_75-3_93
  • DOI: 10.5610/jaee.16.3_75
  • NAID: 130005133035
  • ISSN: 1884-6246
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Vibration characteristics change of a base-isolated building with semi-active dampers before, during, and after the 2011 Great East Japan earthquake (2015)
  • 著者名/発表者名: Dan, M., Ishizawa, Y., Tanaka, S., Nakahara, S., Wakayama, S., and Kohiyama, M.
  • 雑誌名: Earthquakes and Structures 巻: 8 号: 4 ページ: 889-913
  • DOI: 10.12989/eas.2015.8.4.889
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Maximum Response Estimation of a Mid-Story Isolated Building Based on Complex Complete Quadratic Combination Method Considering Mode-Dependent Peak Factors (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishizawa, Y. and Kohiyama, M.
  • 雑誌名: Theoretical and Applied Mechanics Japan 巻: 63 号: 0 ページ: 67-79
  • DOI: 10.11345/nctam.63.67
  • NAID: 130005103430
  • ISSN: 1348-0693, 1349-4244
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 学習効率を考慮したキャンパスエネルギーマネジメントシステムの提案と実証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今西智哉，松井加奈絵，西宏章
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 51 号: 5 ページ: 344-351
  • DOI: 10.9746/sicetr.51.344
  • NAID: 130005071082
  • ISSN: 0453-4654, 1883-8189
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] セミアクティブダンパの減衰特性を考慮した最適制御系設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石崎樹, 高橋正樹
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 81 号: 823 ページ: 14-00599-14-00599
  • DOI: 10.1299/transjsme.14-00599
  • NAID: 130005130766
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Robust Decentralized Control Method Based on Dimensionless Parameters with Practical Performance Criterion for Building Structures under Seismic Excitations (2014)
  • 著者名/発表者名: Giron, N. and Kohiyama, M.
  • 雑誌名: Structural Control and Health Monitoring 巻: 21 号: 6 ページ: 907-925
  • DOI: 10.1002/stc.1621
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 快適性指標におけるばらつきを考慮した効率のよい家電制御システム (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊東未奈子, 西宏章
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 50 号: 6 ページ: 471-477
  • DOI: 10.9746/sicetr.50.471
  • NAID: 130004855713
  • ISSN: 0453-4654, 1883-8189
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] LQG design scheme for multiple vibration controllers in a data center facility (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohiyama, M. and Yoshida, M.
  • 雑誌名: Earthquakes and Structures 巻: 6 号: 3 ページ: 281-300
  • DOI: 10.12989/eas.2014.6.3.281
  • 査読あり
• [雑誌論文] PD制御アクティブブレースを有する多層建物の設計用応答スペクトルを用いた構造系・制御系の同時最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小檜山雅之・堀口知宏
  • 雑誌名: 日本建築学会構造系論文集 巻: 78 ページ: 71-80
  • NAID: 130004508231
  • 査読あり
• [学会発表] 震源断層位置の不確定性を考慮した断層近傍の木造建物の地震リスク (2015)
  • 著者名/発表者名: 中原悠智，小檜山雅之
  • 学会等名: 日本地震工学会・大会－2015
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所（東京都目黒区）
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] Air Conditioning Control Using Self-Powered Sensor Considering Comfort Level and Occupant Location (2015)
  • 著者名/発表者名: Sachio Godo, Jan Haase, and Hiroaki Nishi
  • 学会等名: 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2015)
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] Enhanced Building Thermal Model By using CO2 Based Occupancy Data (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Imanishi, Rajitha Tennekoon, Peter Palensky, and Hiroaki Nishi
  • 学会等名: 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2015)
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] Active Controlled Shutter for Effective Cooling of Servers in Data Center (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomomichi Noguchi, and Hiroaki Nishi
  • 学会等名: 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2015)
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] Implementation and Evaluation of HEMS Management Middleware using XML (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuta Emura, Toshichika Shiobara, Tomomichi Noguchi, and Hiroaki Nishi
  • 学会等名: 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2015)
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] 木造平屋建物の動的解析に基づく同時超過確率を考慮した地震と雪の荷重組み合わせ (2015)
  • 著者名/発表者名: 石澤裕司，山本貢司，小檜山雅之
  • 学会等名: 第8回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム（JCOSSAR 2015）
  • 発表場所: 日本学術会議（東京都港区）
  • 年月日: 2015-10-14
• [学会発表] Improvement of Performance Objectives for a Semi Actively Controlled Base-Isolated Building (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohiyama, M. and Wakayama, S.
  • 学会等名: Collaborative Conference on Earthquake Science and Engineering (CCESE 2015)
  • 発表場所: Chengdu (China)
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] モードごとのピークファクター考慮によるホワイトノイズ地動を受ける中間層免震建築物の最大応答推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石澤裕司，小檜山雅之
  • 学会等名: 第22回信頼性設計技術ＷＳ＆第35回最適設計研究会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] アスペリティ位置の不確定性を考慮した断層近傍の木造建物の地震リスク (2015)
  • 著者名/発表者名: 中原悠智，小檜山雅之
  • 学会等名: 第22回信頼性設計技術ＷＳ＆第35回最適設計研究会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Proposal for Home Energy Management System to Survey Individual Thermal Comfort Range for HVAC Control with Little Contribution from Users (2015)
  • 著者名/発表者名: Mio Fukuta, Minako Ito, Kanae Matsui, and Hiroaki Nishi
  • 学会等名: The 2015 IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN)
  • 発表場所: Cambridge (UK)
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] Shaking Table Experiment of Fault-Tolerant Seismic Vibration Control of a Building Based on Sensor Reliability (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S. and Kohiyama, M.
  • 学会等名: 12th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering (ICASP12)
  • 発表場所: Vancouver (Canada)
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] Seismic design of non-structural components in a building in Japan: Who should take the initiative in practice? (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohiyama, M.
  • 学会等名: International Forum on Engineering Decision Making, Eighth Forum: Decision-Making Beyond the Engineering Community (IFED 2015)
  • 発表場所: 比叡山延暦寺会館（滋賀県大津市）
  • 年月日: 2015-05-06
  • 国際学会
• [学会発表] セミアクティブ免震建物の被害確率を低減するスライディングモード制御の制御パラメータ設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 若山志津佳，小檜山雅之
  • 学会等名: 第14回日本地震工学シンポジウム
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-06
• [学会発表] Fault-Tolerant Seismic Vibration Control of a Building with Sensor Reliability Evaluated by the Kalman Filter (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S. and Kohiyama, M.
  • 学会等名: IALCCE 2014, the 4th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-11-16 – 2014-11-19
• [学会発表] 個人の活動や嗜好を考慮したHEMSの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福田美桜，西 宏章
  • 学会等名: 第43回日本医療福祉設備学会予稿集，病院設備 Vol. 56, No. 6, 2014年11月号（320号）
  • 発表場所: 東京ビッグサイト（東京都江東区）
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-13
• [学会発表] Construction of HEMS in Japanese Cold District for Reduction of Carbon Dioxide Emissions (2014)
  • 著者名/発表者名: Mio Fukuta, Minako Ito, Fumito Yamaguchi, and Hiroaki Nishi
  • 学会等名: IECON 2014, the 40th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Dallas, USA
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-11-01
• [学会発表] Cost-effective Air Conditioning Control Considering Comfort Level and User Location (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachio Godo, Kanae Matsui, and Hiroaki Nishi
  • 学会等名: IECON 2014, the 40th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Dallas, USA
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-11-01
• [学会発表] モードごとのピークファクターを考慮した複素完全二次結合法による中間層免震建築物の最大応答の推定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石澤裕司，小檜山雅之
  • 学会等名: 第63回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • 年月日: 2014-09-26 – 2014-09-28
• [学会発表] 被害確率に基づく建物・設備連成系の制震装置の制御系設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小檜山雅之
  • 学会等名: 第21回信頼性設計技術ＷＳ＆第34回最適設計研究会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] センサの信頼度に基づき観測値の欠落を補償するカルマンフィルタを用いた建物振動制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中翔，小檜山雅之
  • 学会等名: 日本建築学会大会（近畿）学術講演会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 震源断層と木造建物の位置関係が地震被害確率に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中原悠智，渡邉拓，小檜山雅之
  • 学会等名: 日本建築学会大会（近畿）学術講演会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] Vibration Controller Design of a Building-Equipment System Based on the Seismic Damage Risk (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohiyama, M. and Ito, T.
  • 学会等名: 6WCSCM, the 6th World Conference on Structural Control and Monitoring
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-17
• [学会発表] Design of Optimal Control System in Anticipation of Application for Semi-Active Damper (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishizaki, T. and Takahashi, M.
  • 学会等名: 6WCSCM, the 6th World Conference on Structural Control and Monitoring
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-17
• [学会発表] スマートグリッドからスマートコミュニティへ (2013)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 一般社団法人 情報処理学会 計算機アーキテクチャ研究会 第196回 研究会
  • 発表場所: 和歌山県立情報交流センターBig - U(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] データセンターにおけるサーバーのフラジリティ評価に基づく建物制震の基礎的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤孝紀,小檜山雅之
  • 学会等名: 第62回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2013-03-06
• [学会発表] スマートメーターの電力情報は誰のものか (2013)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 株式会社インプレス第二回SGNLセミナー
  • 発表場所: 霞が関ナレッジスクエア エキスパート倶楽部(招待講演)
  • 年月日: 2013-02-26
• [学会発表] スマートシティ:取り組みのご紹介 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 那須塩原市「スマートシティ」講習会
  • 発表場所: 那須塩原市役所西那須野庁舎3階301～303会議室(招待講演)
  • 年月日: 2013-02-25
• [学会発表] Seismic vibration control of a building considering fragility curves of accommodated computer servers (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, T. and Kohiyama, M.
  • 学会等名: 11th International Conference on Structural Safety and Reliability
  • 発表場所: コロンビア大学（米国ニューヨーク）
• [学会発表] Prediction of maximum control force of PD-controlled system under stationary white noise (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohiyama, M.
  • 学会等名: 11th International Conference on Structural Safety and Reliability
  • 発表場所: コロンビア大学（米国ニューヨーク）
• [学会発表] Optimal stiffness distribution of mid-storey-isolated buildings considering storey drift and floor acceleration response (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohiyama, M. and Takano, K.
  • 学会等名: 9th World Conference on Earthquake Resistant Engineering Structures
  • 発表場所: ホテル・メリア・マリア・ピタ（スペイン国ア・コルーニャ）
• [学会発表] 建物の層間変形角応答の低減を目的としたスライディングモード制御の地震リスク評価に基づくパラメータ設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井山愁哉，小檜山雅之
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道）
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
• [学会発表] LQG Design Scheme for Multiple Vibration Controllers in a Building–Equipment System Considering the Maximum Control Force (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohiyama, M. and Yoshida, M.
  • 学会等名: 2013 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics
  • 発表場所: チェジュ国際コンベンションセンター（韓国済州島）
• [学会発表] Seismic Vibration Control of a Multi-Story Building Considering Damage Risk of Accommodated Computer Servers (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, T. and Kohiyama, M.
  • 学会等名: MJIIT-JUC Joint International Symposium
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県平塚市）
• [学会発表] 建物と制御系の特性を考慮した免震床の外乱包含制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石﨑 樹, 髙橋 正樹
  • 学会等名: 第13回「運動と振動の制御」シンポジウム
  • 発表場所: 九州産業大学（福岡県福岡市）
• [学会発表] HEMS環境におけるスマートフォンを用いた活動量の推定と空調制御への利用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊東未奈子，西 宏章
  • 学会等名: 組込みシステムシンポジウム2013
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年センター（東京都渋谷区）
• [学会発表] スマートグリッドの技術的視点より解説～PON、グラウト下でのデータ二次利用ガイドライン (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 新社会システム総合研究所セミナー
  • 発表場所: クラブハウス会議室:赤坂(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] 機能維持性を高めるための建物制振 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小檜山雅之
  • 学会等名: 日本機械学会 機械力学・計測制御部門ダンピング研究会
  • 発表場所: 湘南工科大学教育研究総合センター(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-17
• [学会発表] スマートコミュニティのビジネスモデルとその将来 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 第14回エコプロダクツ2012セミナー
  • 発表場所: 東京ビッグサイト(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] スマートグリッドは何を求めどこに向かうのか (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: WIDE研究会 Special Talk
  • 発表場所: 慶應義塾矢上キャンパス厚生棟三階会議室(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] スマートシティ・サービス (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 産学戦略的研究フォーラム「節電と経済活性化を両立させるスマートコミュニティにおけるサービスモデルの調査」調査研究会
  • 発表場所: 慶應義塾日吉キャンパス協生館(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] エネルギー管理システム構築に向けた学理融合展開 -学界の境界を越えて- (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 第55回自動制御連合講演会、2012年11月17、18日、システム制御情報学会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] スマートグリッドは何を求めどこに向かうのか? (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 情報処理学会 組込システム研究会「組み込みシンポジウム2012」
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-19
• [学会発表] 地域が求める新サービス ～豊かな暮らしを支えるエネルギー管理やモビリティのあり方～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 日経BPクリーンテック研究所ITビジネスinスマートシティ必修講座
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール(招待講演)
  • 年月日: 2012-09-28
• [学会発表] Future Internet Infrastructure and its Hardware Support Technology for Smart Grid (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Nishi
  • 学会等名: The 2012 International Conference on Engineering of Reconfigurable Systems and Algorithms, Las Vegas, Nevada, USA, July 16-19, 2012.
  • 発表場所: Las Vegas, Nevada, USA(招待講演)
  • 年月日: 2012-07-16
• [学会発表] Demand Side Applications in Smart Grid System Architecture (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: WCICA2012 Tutorial Workshop
  • 発表場所: 清華大学FIT Lecture Hall/北京、中華人民共和国(招待講演)
  • 年月日: 2012-07-05
• [学会発表] 新世代キャッシュ搭載ネットワークプロセッサにおけるキャッシュアルゴリズムの提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章,八巻隼人
  • 学会等名: 先進的計算基盤システムシンポジウムSACSIS2012
  • 発表場所: 神戸国際会議場(招待講演)
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] スマートグリッドの国内外標準化状況とスマートコミュニティ実証例 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 宏章
  • 学会等名: 一般社団法人エレクトロニクス実装学会標準化状況調査研究会 ≪実装ものづくりを元気にする≫国際ビジネス競争生き残りに絶対不可欠「技術開発そして国際標準化」
  • 発表場所: 回路会館地下会議室(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-28