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2012 年度 実績報告書

中小スパン橋梁の異常検知のための移動点検手法の開発と意思決定支援システムの提案

研究課題

研究課題/領域番号 24360178
研究種目

基盤研究(B)

研究機関京都大学

研究代表者

金 哲佑  京都大学, 工学研究科, 教授 (80379487)

研究分担者 川谷 充郎  神戸大学, 工学研究科, 教授 (00029357)
吉田 郁政  東京都市大学, 工学部, 教授 (60409373)
大島 義信  京都大学, 工学研究科, 准教授 (10362451)
MCGETRICK Patrick  京都大学, 工学研究科, 助教 (70635648)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード中小スパン橋梁 / 交通振動 / 移動点検 / 統計的抽出 / 統計的パターン分析 / 多次元自己回帰モデル / ウェーブレット係数 / 実験
研究概要

本研究では,橋梁ストックの大半を占める中小スパン橋梁の効率的かつ迅速な診断を可能にするため,振動データの収集が容易である交通振動の利用に着目し「橋梁の加振やデータの収集・分析を移動点検車両が走行しながら行う移動点検手法の開発」と,モニタリング結果から「統計的推論に基づき対象橋梁の異常を判断する意思決定支援システムの提案」が本研究の目的である.
平成24年度には,「非定常連成振動系のシステム同定手法の構築」,「統計的パターン分析手法の構築」および「模型実験装置,無線センサ,長期モニタリング対象の実橋梁の計測機器の整備」の三つの項目について研究を進めてきた.それぞれの項目について以下のような成果を得ている.
(1)非定常連成振動系のシステム同定手法の構築:ウェーブレット係数を損傷指標とし,損傷橋梁上を走行する車両振動に潜んでいる橋梁の振動特性の変化の検知可能性をシミュレーションによる検証している.また,ばらつきの多い非定常連成振動系の同定結果からモニタリング対象となる振動特性の効率的な抽出のため,多次元自己回帰モデルによる同定結果に統計的抽出法を組み合わせた新しい分析法(SAMAR : Stabilization diagram Aided Multivariate AutoRegressive)の構築に成功している.
(2)統計的パターン分析手法の構築:橋梁の損傷による異常を合理的に検知するため,抽出した振動特性の損傷前後の統計的性質の違いを定量的に評価できる手法として,Mahalalobis-TaguchiSystemに着目し,不規則非定常振動データから橋梁の異常判断にかかわる情報を精度よく推定する手法の構築にも成功している.
(3)模型実験装置,無線センサ,長期モニタリング対象の実橋梁の計測機器の整備:実橋実験の一部の実験が計画より早く実現できたため,実橋梁計測のための計測機器の一部を整備し,実橋実験に優先した.その結果,模型桁実験装置の整備には至っていない.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

実橋梁の損傷実験データを用い,構築した手法の妥当性について事前検討を行った結果,従来の手法に比べ効率的および高精度の異常検知が可能であることを確認しており,研究申請当初の予想を上回る進展である.

今後の研究の推進方策

平成24年度に整備されなかった模型実験装置の整備を当初の研究計画に加えて行う予定である.これによる研究計画への直接的な影響はない.

次年度の研究費の使用計画

前年度は,実橋実験の一部の実験が計画より早く実現できたため,実橋実験を優先し,模型桁実験装置の整備に至らなかった.その結果,直接経費の次年度使用額が発生している.今年度は模型桁実験浮計画されており,模型桁実験の先に直接経費の次年度使用額を用い模型桁実験装置の整備を行う計画である.これによる研究目標達成への影響はない.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 車両応答データの特異値分解による橋梁損傷検知技術の提案と検討2013

    • 著者名/発表者名
      山本亨輔・大島義信・金哲佑・杉浦邦征
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 59A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural fault detection of bridges based on linear system parameter and MTS method2013

    • 著者名/発表者名
      Kim, Isemoto, Sugiura, Kawatani
    • 雑誌名

      Journal of JSCE

      巻: 1 ページ: 32-43

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic axle force and road profile identification using a moving vehicle °2013

    • 著者名/発表者名
      McGetrick, Kim, Gonzalez, OBrien
    • 雑誌名

      Int. J. of Architecture, Engineering and Construction

      巻: 2 ページ: 1-16

    • DOI

      10.7492/1JAEC.2013.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 外的影響を考慮した実橋長期モニタリングへのベイズ理論の適用2012

    • 著者名/発表者名
      金哲佑・北内壮太郎・大島義信・杉浦邦征
    • 雑誌名

      第26回信頼性シンポジウム講演論文集

      ページ: 1-6

  • [学会発表] A year-long monitoring using in-service vibration data from a multi-span plate-Gerber bridge2012

    • 著者名/発表者名
      Kim, Kitauchi, Sugiura, Kawatani
    • 学会等名
      4th Int. Symposium on Lite-Cycle Civil Engineering (IALCCE2012)
    • 発表場所
      Hofburg Vienna, Vienna, Austria
    • 年月日
      2012-10-05
  • [学会発表] Wavelet based damage detection approach for bridge structures utilizing vehicle vibration2012

    • 著者名/発表者名
      McGetrick, Kim
    • 学会等名
      9th German-Japanese Bridge Symposium
    • 発表場所
      京都市・京都大学
    • 年月日
      2012-09-11
  • [学会発表] Detecting anomaly of an in-service bridge utilizing Bayesian regression2012

    • 著者名/発表者名
      Kitauchi, Kim, Sugiura
    • 学会等名
      9th German-Japanese Bridge Symposium
    • 発表場所
      京都市・京都大学
    • 年月日
      2012-09-11
  • [学会発表] Damping Detection for Periodic Bridge Health Monitoring using a Moving Vehicle2012

    • 著者名/発表者名
      McGetrick, Kim, Gonzalez, OBrien, Kawatani
    • 学会等名
      土木学会第67回年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋市・名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-07
  • [学会発表] 交通振動を用いた鋼ゲルバートラス橋の異常検知2012

    • 著者名/発表者名
      北内壮太郎・伊勢本遼・金哲佑・その他
    • 学会等名
      土木学会第67回年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋市・名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-06
  • [学会発表] Damage identification of bridges utilizing coupled system of vehicle and bridge.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawatani, Kim, Toshinami, Doi
    • 学会等名
      Advances in Coupled System Mechanics (ACSM12)
    • 発表場所
      COEX, Seoul, Korea
    • 年月日
      2012-08-17
  • [学会発表] Structural diagnosis of bridges using traffic-induced vibration measurements2012

    • 著者名/発表者名
      Kim, Isemoto, Sugiura, Kawatani
    • 学会等名
      6th Int. Conf. on Bridge Maintenance, Safety and Management (IABMAS2012)
    • 発表場所
      Palazzo Dei Congressi Di Stresa, Stresa Italy
    • 年月日
      2012-07-09

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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