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2013 年度 実績報告書

ハイブリッド同期無線センサネットワークと非接触計測による統合橋梁モニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 23686066
研究機関東京大学

研究代表者

長山 智則  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (80451798)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード同期計測 / FEM / GPS / 局部振動 / 全体振動
研究概要

橋梁などのインフラ系構造物の性能を適切に把握することは,設計・管理における不確定性を低減し,また構造劣化診断を可能にするため,効率的な建設・運用によるコスト削減や安全性向上をもたらす.振動計測を利用すると,FEMの精緻化などを通して性能評価が可能と期待されるが,橋梁詳細モデルは全体挙動・部材挙動が複雑に連成し,その双方の把握が不可欠である.そこで,研究代表者が中心となって取り組んでいる無線センサ技術を,GPS無線ハイブリッド同期と歪計測の観点から拡張し,また非接触遠隔計測技術を組み合わせ,簡易かつ詳細に構造物の全体挙動・部材ローカル振動を同期計測する統合モニタリング法を構築し,実構造系で実証することとした.
まず,GPSに接続した無線センサネットワークにより橋梁の局部挙動と全体挙動を把握する実証試験を行った.長大吊橋を対象にして,マルチホップ通信環境下で複数種類のセンサノードをGPS時刻信号も利用して同期計測を行った.全体挙動は応答が小さく推定精度は高くないものの,たわみモードおよびねじれモードを時刻同期をとり計測できることが確認できた.また,局部振動と考えられるモードが比較的高い周波数帯域で確認された.
次に,非接触遠隔計測レーザードップラー速度計をGPSタイムスタンプを利用して同期計測するシステムを構築した.無線センサノードとGPSを介して同期できるものである.
さらに,局部振動計測からFEMを精緻化するための剛性評価解析を行った.多数存在する高振動数帯域の周波数ピークから特定の局部振動を抽出し,部材の剛性と関連付けるものである.撤去された実構造物を利用して実証試験も行った.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Efficient multi-hop communication for static wireless sensor networks in the application to civil infrastructure monitoring2014

    • 著者名/発表者名
      Zou, Z., Nagayama, T., and Fujino, Y
    • 雑誌名

      Structural Control and Health Monitoring

    • DOI

      10.1002/stc.1588

  • [学会発表] 局部振動に着目したベルトコンベアトラス構造の部材剛性評価手法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      長山智則
    • 学会等名
      平成25年度土木学会全国大会
    • 発表場所
      千葉習志野市 日本大学 生産工学部津田沼キャンパス
    • 年月日
      20130906-20130906

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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