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

1999 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: 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) ; 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)
• 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(GA) / 最適化

研究概要

本研究は、橋梁の維持管理の基本フローをシステム化し、橋梁管理者の意志決定を支援するBrige Management System(BMS)の開発と実用化を目的としたものである。本 BMS の構成は、「橋梁診断エキスパートシステム」、「メンテナンスプラン最適化システム」、「維持管理対策選定システム」、「BMS データベース」からなる統合型システムであり、オリジナリティを有する多くの最新情報処理技術を駆使して開発している。まず、「橋梁診断エキスパートシステム」では、専門家が有する橋梁の耐用性診断過程を階層構造として抽出した診断プロセスを基にプロダクションルールを作成し、階層構造ニューラルネットを用いた推論機構を構築した。この推論機構では、誤差逆伝播(BP)法による学習が容易に実行でき、推論処理および学習によるシステム内の知識の変化をユーザーに対して視覚的に説明できる機能を有している。次に、「メンテナンスプラン最適化システム」では、対象橋梁の寿命が予定供用年数を満たさないと判断されると、予定供用年数を満足し、かつ維持管理費用の最小化を目的とした維持管理計画案を策定するとともに、予算制約のある品質の最大化を考慮した最適維持管理計画案を、遺伝的アルゴリズム(GA)を適用することで高速に策定可能とした。さらに、「橋梁維持管理対策選定システム」では、橋梁点検時に見られる損傷からその劣化要因を推定することにより、発生が予測される損傷および劣化要因を考慮した維持管理対策工法の選定を行うことを目的に、因果ネットワーク、GA などを組み合わせて劣化要因推定のみならず、劣化要因を考慮した維持管理対策が選定されるものである。最後に、上述のように開発された本 BMS の一連の画面を示すとともに、「BMS データベース」を利用してその実用性を検討している。

研究成果

• [文献書誌] 金好 昭彦: "橋梁構造システムの耐震性能評価に関する基礎的研究"土木学会論文集. No.613/V-42. 31-42 (1999)
• [文献書誌] 川東 龍夫: "海洋環境に長期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] 上田 隆雄: "デサリネーションがPC部材の力学的挙動に与える影響"土木学会論文集. No.613/V-42. 189-200 (1999)
• [文献書誌] 宮本 文穂: "Bridge Management System(BMS)の実橋への適用に関する研究"山口大学工学部研究報告. No.2/V-49. 79-94 (1999)
• [文献書誌] 鈴木 基行: "構造変数間の相関がRC橋脚の耐震安全性に及ぼす影響"土木学会論文集. No.620/V-43. 175-186 (1999)
• [文献書誌] 鄭 勝仁: "外ケーブルプレストレス補強設計のシステム化に関する研究"土木学会論文集. No.623/V-43. 203-218 (1999)
• [文献書誌] 河村 圭: "橋梁診断エキスパートシステムにおける知識獲得と学習手法の改良"第15回ファジィシステムシンポジウム講演論文集. 727-730 (1999)
• [文献書誌] 中村 秀明: "Bridge Management System(BMS)のコンクリート橋への適用"コンクリート工学年次論文報告集. No.21/V-3. 1117-1122 (1999)
• [文献書誌] 山崎 康紀: "信頼性理論に基づく橋梁システムの地震時安全性評価法に関する研究"コンクリート工学年次論文報告集. No.21/V-3. 1279-1284 (1999)
• [文献書誌] 小林 孝一: "高流動コンクリートを打ち継いだ塩害コンクリート部材の鉄筋腐食特性について"土木学会論文集. No.627/V-44. 79-94 (1999)
• [文献書誌] Hideaki NAKAMURA: "ESTIMATION OF THERMAL CRACK RESISTANCE FOR MASS CONCRETE STRUCTURES WITH UNCERTAIN MATERIAL PROPERTIES"ACI Structural Journal. 509-518 (1999)
• [文献書誌] Ayaho MIYAMOTO: "OPTIMIZATION OF MAINTENANCE PLANNING FOR EXISTING BRIDGES BY USING BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM"The Seventh East Asia-Paciffic Conference on Structural Engineering & Construction. 608-613 (1999)
• [文献書誌] 河村 圭: "Bridege Management System(BMS)の実橋への適用"第2回構造物の診断に関するシンポジウム論文集. 37-42 (1999)
• [文献書誌] Aliakubar RAMEZANIANPOUR: "DIAGNOSIS OFCONCRETE STRUCTURES AND CAUSES OF DETERIORATION IN MARINE ENVIRONMENTS"第2回構造物の診断に関するシンポジウム論文集. 37-42 (1999)
• [文献書誌] Ayaho MIYAMOTO: "OPTIMIZATION OF MAINTENANCE PLANNING FOR WXISTING BRIDGES USING BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM"The Seventh East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction. 608-613 (1999)
• [文献書誌] Ayaho MIYAMOTO: "SEISMIC RETROFIT DESIGN OF RC BRIDGE PIERSUSING CARBON FIBRE REINFORCEMENT"Proceedings of the 2nd Asia-Pacific Specialty Conference Fibre Reinforced Concrete. 119-138 (1999)
• [文献書誌] Ayaho MIYAMOTO: "THE DEVELOPMENT OF BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM FOR EXISTING BRIDGES"Artificial Intelligence Applications in Civil and Structural Engineering. 7-21 (1999)
• [文献書誌] 神波 修一郎: "橋梁維持管理システムにおけるデータベースシステムの構築"土木情報システム論文集. Vol.8. 167-174 (1999)
• [文献書誌] 金好 昭彦: "損傷推移モデルを用いた橋梁全体系の耐震性評価システムの開発"材料. No.10/V-48. 1179-1186 (1999)
• [文献書誌] 神波 修一郎: "橋梁維持管理システムにおけるデータベースシステムの構築"土木情報システム論文集. 167-174 (1999)
• [文献書誌] 鄭 勝仁: "連鎖探索型遺伝的アルゴリズムの提案と外ケーブル補強設計問題への応用"土木学会論文集. No.637/VI-45. (1999)
• [文献書誌] Akihiko KANWYOSHI: "DEVELOPMENT OF SEIMIC DAMAGE EVALUATION SYSTEM FOR BRIDGE STRUCTURES BY USING DAMAGE TRANSITION MODEL"Proc. Of the 12^<th> World Conference on Earthquake Engineering,Auckland. No.540. 1-12 (2000)
• [文献書誌] 宮本 文穂: "維持管理におけるコンピュータ利用技術"コンクリート工学. No.1/V-38. 43-49 (2000)
• [文献書誌] 宮本 文穂: "維持管理の新しい動向(コンクリート)"土木学会誌. VOL.85. 10-13 (2000)