Bridge Management System開発とGAによる最適維持管理計画

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450169
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 宮本 文穂 山口大学, 工学部, 教授 (10093535)
• 研究分担者: 鈴木 基行 東北大学, 大学院, 教授 (60124591) ; 宮川 豊章 京都大学, 大学院, 教授 (80093318) ; 松尾 栄治 山口大学, 工学部, 助手 (10284267) ; 中村 秀明 山口大学, 工学部, 助教授 (20207905) ; 浜田 純夫 山口大学, 工学部, 教授 (30164908)
• キーワード: 橋梁 / Bridge Management System(BMS) / 維持管理 / 補修・補強 / 橋梁診断 / ライフサイクルコスト / 遺伝的アルゴリズム / 最適化

研究概要

全国的な道路交通網の整備により、限られた予算を最大限に活かした包括的な橋梁維持管理を支援できるシステム(Bridge Management System;BMS)の開発が必要となってきている。本研究では、第一段階として、個々の橋梁を対象とした劣化診断機能、劣化予測機能、維持管理計画最適化機能などを有するBMSを構築した。すなわち、劣化診断機能として、従来より独自に開発を行ってきた「コンクリート橋診断ニューロ・ファジィエキスパートシステム(ES)」を用い、専門技術者の推論過程を診断プロセスとして階層化し、各診断プロセスごとにニューラルネットワークと双方向連想記憶を組み合わせたファジィ推論システムを構築することで専門技術者の持つ主観的あいまいさの取扱いを可能にした。その際、ニューラルネットワークの誤差逆伝播法による知識更新も付加した。また、劣化予測機能として、橋梁の状態を表す指標として「耐荷性」および「耐久性」を定義し、橋梁の余寿命予測が行えるようにしている。さらに、維持管理計画最適化機能として、診断結果に基づいて、遺伝的アルゴリズム(GA)を適用することによって、最適化の評価指標を経済性および品質としたときの最適な維持管理計画を高速に求めることを可能としている。上述のような各機能を用いることにより、本BMSは、橋梁維持管理支援システムとしてかなり実用性の高い段階に近づいていると考えられる。そこで、本BMSの実用性を検証するとともに、さらなる実用化を図るために、本BMSを山口県下で実際に供用されている橋梁に適用し、本システムが有する各機能の出力結果と専門技術者へのアンケート結果と比較することにより本システムの有効性を検証した。

研究成果

• [文献書誌] 宮本文穂: "Bridge Management System(BMS)を利用した既存橋梁の最適維持管理計画の策定" 土木学会論文集. No.588/Vl-38. 191-208 (1998)
• [文献書誌] Hideaki NAKAMURA: "Development of Decision Support System for Maintenance" Challenges for Concrete in the Next Millennium. vol.2. 1029-1034 (1998)
• [文献書誌] 三宅秀明: "階層構造ニューラルネットを用いたコンクリート橋診断エキスパートシステムの開発" 構造物の診断に関するシンポジウム論文集. 39-44 (1998)
• [文献書誌] 水口弘範: "あいまい階層モデルを用いたコンクリート橋に対する維持管理支援システムの開発" 構造物の診断に関するシンポジウム論文集. 45-52 (1998)
• [文献書誌] Katsutoshi UEMURA: "Developments of Database System for Maintenance of the Railway Structure" Proceedings of Developments in Short and Medium Span Bridge Engineering ‘98. vol.2. 1019-1031 (1998)
• [文献書誌] 串田守可: "橋梁診断エキスパートシステムにおける知識獲得手法およびシステム信頼性向上に関する研究" 土木学会論文集. No.598/T-44. 47-63 (1998)
• [文献書誌] 中村秀明: "改良型免疫アルゴリズムによる多峰性関数の大域的最大値の探索" 工学部研究報告. 49巻・1号. 129-136 (1998)
• [文献書誌] 神波修一郎: "橋梁維持管理のための戦略的橋梁データベースの開発" 土木情報システム論文集. vol.7. 57-64 (1998)
• [文献書誌] 小野正樹: "BMSにおける補修・補強工法選定支援機能の構築" 土木情報システム論文集. vol.7. 65-72 (1998)
• [文献書誌] 中村秀明: "RC版の衝撃破壊挙動解析へのCGの適用に関する研究"
• [文献書誌] 江本久雄: "GAによるRC版耐衝撃設計支援システムの開発に関する研究"
• [文献書誌] 川東瀧大: "海洋環境に長期間暴露された鉄筋コンクリートはりの劣化過程と耐久性評価" 土木学会論文集. No.613/V-42. 71-83 (1999)
• [文献書誌] 鳥取誠: "鉄筋腐食から見た既設鉄道高架橋の耐久性評価" コンクリート構造物のリハビリテーションに関するシンポジウム論文集. 49-54 (1998)
• [文献書誌] 鈴木基行: "部材の降伏過程がRCラーメン高架橋の応答変位に及ぼす影響" 構造工学論文集. vol.45A. (1999)