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2022 年度 実績報告書

社会便益を考慮した高速道路施設の維持管理高度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H00777
研究機関東北大学

研究代表者

桑原 雅夫  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 特任教授 (50183322)

研究分担者 水谷 大二郎  東北大学, 工学研究科, 助教 (30813414)
佐津川 功季  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (40867347)
川崎 洋輔  日本大学, 工学部, 准教授 (90751793)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード維持管理 / 利用者損失 / 生存確率 / 道路施設 / 部品配置 / 現場技術者アンケート / 点検効率化
研究実績の概要

(1)トンネル照明機器の生存確率の推定:トンネル照明取付金具について,昨年度実施した生存確率の環境要因(凍結防止剤,海による塩害)による影響分析を深めるため,新たに多くのトンネル点検データを追加して分析を行い,環境要因の影響を深化させた.
(2)点検効果の評価:施設の点検効果として,点検時の摩耗劣化観察による故障予知があるが,このような点検者の故障発見能力については分析手法が提案されていない.そこで点検時発見による予防保全の分析について,利用者損失を考慮した分析の枠組みを提案し,ETC施設について点検時発見と定期交換の比較分析,および点検効率化について有用な知見を得た.
(3)交換部品の配備計画:故障時に必要な予備品について,利用者損失を考慮した社会的損失を最小化するような備蓄拠点と予備品の配置パターンの最適化を,連続体近似による手法で解く方法を提案した.
(4)蓄電池の中長期,短期的な更新計画:昨年度実施した現場技術者へのアンケート調査により重要性が認識された蓄電池について検討を行った.中長期的な計画については,劣化傾向の異なるグループにごとに,回帰分析を用いた劣化モデルに基づくシミュレーションを行い,ライフサイクル費用とリスク事象発生確率を最適化する一括更新間隔を評価した.短期的な単セル更新については,劣化過程を幾何ブラウン運動で表し,機器調達に必要なタイムラグを考慮した最適更新計画を提案した.
(5)本研究を通して①施設の故障過程を明らかにする,②故障による社会便益の変化を交通流への影響を考慮して定量化する,③社会的総余剰を最大化するように維持管理施策を最適化するという当初の目的すべてについて,分析手法を提案するとともに,実務者との緊密な連携によって得た点検データを用いた分析を実施し,維持管理の高度化への有用な知見を得ることができた.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 道路施設の生存関数のノンパラメトリック推定:生存期間の長さを考慮した生存開始時刻が不明の場合の推定2023

    • 著者名/発表者名
      桑原 雅夫, 吉井 稔雄
    • 雑誌名

      交通工学論文集

      巻: 9 ページ: 1-15

    • DOI

      10.14954/jste.9.1_1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 故障時交通渋滞による経済損失を考慮したETC設備の最適補修施策に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      佐津川 功季,水谷 大二郎,川崎 洋輔,金田 威夫,桑原 雅夫
    • 雑誌名

      土木学会論文集D3(土木計画学)

      巻: 73 ページ: 105-121

    • DOI

      10.2208/jscejipm.78.3_105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 現場技術者へのアンケート調査に基づく高速道路設備の維持管理施策の改善可能性,土木学会論文集F4(建設マネジメント)2022

    • 著者名/発表者名
      生嶋理恵,水谷大二郎,佐津川功季,川崎洋輔,桑原雅夫
    • 雑誌名

      土木学会論文集F4(建設マネジメント)

      巻: 78 ページ: 51-69

    • DOI

      10.2208/jscejcm.78.1_51

    • 査読あり
  • [学会発表] 点検データの統計分析に基づく高速道路蓄電池設備の更新施策2022

    • 著者名/発表者名
      生嶋 理恵,水谷 大二郎,佐津川 功季,川崎洋輔,桑原 雅夫
    • 学会等名
      JAAM研究・実践発表会
  • [学会発表] 連続体近似による ETC 施設予備部品の最適配置計画2022

    • 著者名/発表者名
      福山峻一,水谷大二郎,佐津川功季
    • 学会等名
      第66回土木計画学研究発表会

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公開日: 2023-12-25  

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