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構造物のヘルスモニタリングにおけるデータのクラウド化による集中管理に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420472
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関北海学園大学 (2015-2018)
大阪府立大学工業高等専門学校 (2014)

研究代表者

小幡 卓司  北海学園大学, 工学部, 教授 (20214215)

研究分担者 和田 健  大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00469587)
早川 潔  大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20325575)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード橋梁点検 / ヘルスモニタリング / 長寿命化 / 予防保全 / 分散処理 / 振動処理 / 音響解析 / 損傷同定 / 圧電素子 / 多点同時測定 / 構造ヘルスモニタリングシステム / ARMプロセッサ / PCクラスタシステム / クラウド化 / データの「見える」化 / 動ひずみ / ARMプロセッサ / PCクラスタシステム / センシング / クラウド型システム / ウェブアプリケーション / センシングモジュール
研究成果の概要

本システムは,親機となるサーバーから,複数の子機にデータ取得のシグナルを送り,子機に接続された4個程度の圧電素子から振動データを計測するため,子機の同期精度が問題となる.この同期精度について実験を行ったところ,同一のネットワーク内であれば10機程度の子機の同期精度は十分であり,理論的にはさらに子機を増やしても大きな問題は生じないことが判明した.なお,子機から親機へのデータの転送は,振動波形を直接転送すると非常にデータ数が多くなり時間を要するため,子機内で高速フーリエ変換を行い,ある程度データを圧縮する形で親機に送ると転送時間も非常に短縮できることが確認された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国における社会基盤構造物の建設は,1970年代にピークを迎え,また1986年から90年代頃のバブル期にも,過去に凍結されていたプロジェクトが実行に移され,多くの構造物が竣工し,現在に至っている.今後,供用後30年から50年を超える基盤施設は爆発的に増加することは自明であり,耐荷力や耐震性能の全般的な向上や,維持管理の強化による長寿命化への対応が必要であるため,様々な報道メディアでも取り上げられるようになり,補修・補強工事や予防保全が行われるようになりつつある.橋梁点検をシステム化することにより,安価で集中管理することが出来れば,安全で強靭な交通システム造りが可能になる.

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] CPU/FPGA混載デバイスにおけるFPGAアクセラレータ機構利用の検討2018

    • 著者名/発表者名
      菊谷雄真,山野龍佑,高前田伸也,梅本敏孝,小幡卓司, 早川潔
    • 雑誌名

      数理科学会論文集

      巻: Vol.18,No.1 ページ: 9-14

    • NAID

      40021664937

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Wireless Networking and Synchronization in a Health Monitoring System2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Mino, Takeshi Wada, Kazuhiro Aoki, Takashi Obata, Kiyoshi Hayakawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing,

      巻: 5th ページ: 284-290

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Structural Health Monitoring System2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Hayakawa, Tomoki Mino, Eri Fujiura, Kazuhiro Aoki, Takeshi Wada, and Takashi Otaba
    • 雑誌名

      2017 Joint Academic Forum in Danang cooperated by IEEE

      巻: 1 ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A decision system of crack damage rank on infrastructures using Deep Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Fujiura, Kouhei Katagiri, Takeshi Wada, Kazuhiro Aoki, Masanari Kubota, Takushi Obata, Kiyoshi Hayakawa
    • 雑誌名

      6th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing

      巻: 6th ページ: 76-82

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] モンテカルロシムレーションにおける乱数発生システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      山中 祐紀,吉田 晃基,早川 潔,梅本 敏孝,小幡 卓司
    • 雑誌名

      数理科学会論文集

      巻: Vol17,No.1 ページ: 15-20

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] モンテカルロシミュレーションにおける乱数生成システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      2.山中 祐紀,吉田 晃基,早川 潔,梅本敏孝,小幡 卓司
    • 雑誌名

      数理科学会論文集

      巻: Vol.17,No.1 ページ: 15-20

    • NAID

      40021664830

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 圧電素子を用いた損傷同定モニタリングシステムの実験的研究2014

    • 著者名/発表者名
      小幡卓司
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: Vol.60A ページ: 165-174

    • NAID

      130005438875

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of a Structural Health Monitoring2017

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Hayakawa
    • 学会等名
      2017 Joint Academic Forum in Danang The University of Danang-University of Science and Technology-DUT with Japan University & Campany Reserch Group
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 構造物のための損傷センサシステムの開発における同期精度の改善2017

    • 著者名/発表者名
      三野 智貴
    • 学会等名
      第36回数理科学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a damage identification monitoring system for building structures2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Fujiwara
    • 学会等名
      The 4th IIAE International Conference on Industrial Application Engineering 2016
    • 発表場所
      B-Con Plaza, Beppu, Japan
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スマートARM+FPGAヘテロクラスタにおける電力制御機構の開発2015

    • 著者名/発表者名
      小林亮太
    • 学会等名
      第34回数理科学講演会概要集
    • 発表場所
      首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ARMおよびFPGAを利用したモンテカルロシミュレーションシステムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      山中祐紀
    • 学会等名
      第34回数理科学講演会概要集
    • 発表場所
      首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 科学技術計算式のハードウェアオフロード手法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      3.山野龍佑
    • 学会等名
      第34回数理科学講演会概要集
    • 発表場所
      都大学東京秋葉原サテライトキャンパス
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧電素子を用いた橋梁構造物の走行荷重による損傷同定の可能性について2014

    • 著者名/発表者名
      小幡卓司,西村勇軌
    • 学会等名
      土木学会第69回年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] センシング情報社会基盤2015

    • 著者名/発表者名
      小幡卓司他55名
    • 総ページ数
      298
    • 出版者
      土木学会 構造工学シリーズ24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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