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2022 年度 実績報告書

道路橋の遠隔モニタリングを目的とした異常検知技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K15072
研究機関京都大学

研究代表者

五井 良直  京都大学, 工学研究科, 助教 (30831359)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード構造物ヘルスモニタリング / 異常検知 / 橋梁 / ベイズ統計 / 振動計測
研究実績の概要

本研究では,機械学習技術の開発,損傷形態との対応付け,データ集約方法の検討,検証実験の4点を課題とした.最終年は前年度までの成果に加えて,移動制限により叶わなかった実地での検証や研究成果の公表を主に行った.特に,今後の研究の展開を見据えて箱桁橋における年間を通じた振動計測を実施し,振動特性の季節変動について基礎データの収集をおこなった.また,振動モードごとに異常指示指標を評価する手法を新たに開発し,損傷形態との対応付けに関する実践的な方法を検討した.
研究期間全体を通じた総括は下記のとおりである.まず機械学習の開発については概ねその目的を達成できた.しかし振動特性の季節変動を考慮したモデルの構築については,当初の目的とした自律的な学習を行う段階には至っていない.代わりに,季節変動を含めた不確実性を統計モデル上で定量化する方法を提案し研究を進めた.損傷形態との対応付けについては,異常を示している振動モードを検出する方法を新たに提案し,局所的な剛性の変動と振動モードとの対応付けの可能性を示した.また,提案手法を応用したモデルアップデートの手法も検討された.データの縮約については計算方法を確立し,問題なく動作することを確認した.検証実験については感染症対策のため実施が叶わないものも多かったが,橋梁に代わり標識柱を対象とした手法の適用において進展がみられた.また,上記箱桁橋での年間を通じた計測を実施したほか,本研究に関連した共同研究においても本研究課題の成果を既に応用している.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 実物大標識柱室内実験における振動データを用いた疲労き裂検知の検討2023

    • 著者名/発表者名
      市川 凌大、五井 良直、河邊 大剛、高瀬 和男、足立 幸朗、杉浦 邦征
    • 雑誌名

      構造工学論文集 A

      巻: 69A ページ: 467~474

    • DOI

      10.11532/structcivil.69a.467

    • 査読あり
  • [雑誌論文] EFI法により最適化したセンサ配置を用いた鋼鈑桁橋のベイズ異常検知2023

    • 著者名/発表者名
      尾中 貴輝、金 哲佑、五井 良直、河邊 大剛
    • 雑誌名

      構造工学論文集 A

      巻: 69A ページ: 318~331

    • DOI

      10.11532/structcivil.69a.318

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多変量自己回帰モデルの特性方程式を用いた橋梁の統計的損傷検知2022

    • 著者名/発表者名
      五井 良直, 金 哲佑
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 78 ページ: 11~22

    • DOI

      10.2208/jscejam.78.1_11

  • [雑誌論文] Data Normalization and Anomaly Detection in a Steel Plate-Girder Bridge Using LSTM2022

    • 著者名/発表者名
      Jiang Wen-Jie、Kim Chul-Woo、Goi Yoshinao、Zhang Feng-Liang
    • 雑誌名

      ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty in Engineering Systems, Part A: Civil Engineering

      巻: 8 ページ: 04021082

    • DOI

      10.1061/AJRUA6.0001203

    • 査読あり
  • [学会発表] Unsupervised Machine Learning for Long-term Bridge Health Monitoring2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      13th Taiwan-Japan Workshop on Structural and Bridge Engineering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Prompt modal identification with quantified uncertainty of modal properties2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      Current Perspectives and New Directions in Mechanics, Modelling and Design of Structural Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Bayesian damage detection on full-scale pole structure with anchor bolt tension loosening2022

    • 著者名/発表者名
      Daigou Kawabe
    • 学会等名
      Bridge Safety, Maintenance, Management, Life-Cycle, Resilience and Sustainability
    • 国際学会
  • [学会発表] Bayesian Damage Detection Combined with Modal Identification2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      IFIP2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unsupervised Change Detection in Modal Properties of Steel Structures using Bayesian Hypothesis Testing2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Goi
    • 学会等名
      German-Japanese Workshop on Research Frontiers in Structural Engineering
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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