2015 Fiscal Year Annual Research Report
実老朽化橋梁を用いたクラウドBMSの開発に関する総合的研究
| Project/Area Number |
25289141
|
|---|
| Research Institution | Kansai University |
|---|
Principal Investigator |
古田 均 関西大学, 総合情報学部, 教授 (70109031)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 泰稔 立命館大学, 理工学部, 任期制講師 (20372667)
八木 知己 京都大学, 工学研究科, 教授 (30293905)
中津 功一朗 大阪城南女子短期大学, 現代生活学科, 専任講師 (30454606)
山口 隆司 大阪市立大学, 工学研究科, 教授 (50283643)
高橋 亨輔 香川大学, 危機管理センター, 助教 (60647262)
広兼 道幸 関西大学, 総合情報学部, 教授 (70268332)
鶴田 浩章 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (90253484)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 維持管理システム / E-ラーニングシステム / ドローン / 画像処理 / ヘルスモニタリング / データベース / 疲労損傷 / 鋼床版 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は平成27年度までに開発した維持管理統合システムの利用開始と実験を実施し,開発システムの実用化，および統合システムとしての利用について実証研究を行った．システムの実用化を図るためには，現実世界における様々な不確実要因に対して頑健な解が求められる．したがって，本研究では，頑健性をもった維持管理計画案が作成できるシステムを開発し，より実情に沿った意思決定支援を行えるシステムの有用性を明らかとした．また，損傷データ獲得の効率化を図るために，ドローンを用いた橋梁損傷画像の獲得システムに関する研究を行った．その際の画像のスクリーニング法の検討を行い，現在注目を浴びているディープラーニングを用いた損傷度評価法について検討した．そして，意思決定を行う技術者の養成を行うことを目標に，高速道路会社と連携して、維持管理技術者のための実践的なＥ－ラーニングシステムのプロトタイプの開発を行った．さらに，ヘルスモニタリングのように他のシステムとの連携の可能性についても研究を進め，カオス理論や画像相関法を用いたモニタリングの実験的研究を実施した．また高力ボルトのゆるみを音声情報を用いて判定するシステムの開発も行い，これらの手法の有用性について確認した．そして、架け替えが決定した実老朽化橋梁を用いて，鋼床版デッキプレートとUリブ溶接部およびUリブ上に設置されたガセットプレートのUリブ溶接部において疲労亀裂損傷が発生している橋梁を対象に，その疲労損傷メカニズムを解明するために，荷重車を用いた準静的実橋載荷試験を行うとともにFEM解析を行った．その結果，疲労亀裂の発生が危惧される高いひずみが発生することを確認した．また，FEM解析により，実橋載荷試験の結果を再現できることを確認した．さらに，構築したFEM解析モデルに模擬損傷を設け，その影響について検討するとともに効果的な補修・補強方法についても検討した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね順調に研究は進んでいる．本研究の主テーマである橋梁維持管理システムはおおむね完成し、その有用性に関する検討も順調に進んでいる。頑健性をもった維持管理計画案が作成できるシステムを開発し，より実情に沿った意思決定支援を行えるシステムの有用性を明らかとした．
損傷データ獲得の効率化を図るために，ドローンを用いた橋梁損傷画像の獲得システムに関する研究を行い，その実用化への可能性について検討した．
そして，本維持管理システムの普及と技術教育に重要なＥ－ラーニングシステムのプロトタイプの開発を高速道路会社と連携して開始した．
ヘルスモニタリングに関する研究も順調に進んでおり，その改良を続けている．
そして、架け替えが決定した実老朽化橋梁を用いて，載荷試験を行った．具体的には，鋼床版デッキプレートとUリブ溶接部およびUリブ上に設置されたガセットプレートのUリブ溶接部において疲労亀裂損傷が発生している橋梁を対象に，その疲労損傷メカニズムを解明するために荷重車を用いた準静的実橋載荷試験を行うとともにFEM解析を行った．その結果，疲労亀裂の発生が危惧される高いひずみが発生することを確認した．また，FEM解析により，実橋載荷試験の結果を再現できることを確認し，さらに，構築したFEM解析モデルに模擬損傷を設け，その影響について検討するとともに効果的な補修・補強方法についても検討している．最後に，平成27年度はドローンによる維持管理システムの構築とE-ラーニングシステムの開発、実橋梁の実験に研究を集中したので，当初予定していた維持管理データベースの構築が少し遅れている．平成28年度にこのデータベースの構築を重点的に行う予定である．
|
| Strategy for Future Research Activity |
具体的には，クラウドコンピューティング技術を用いて，維持管理統合システムの改良，およびデータベースの構築を行う．特に前述したようにデータベースの構築が予定より遅れているのでその完成に重点を置く．データベースの構築では，いくつかの地方自治体で用いられているデータベースと統合するシステムに必要なデータから，システムの利用に適したデータベースの枠組みを検討し，橋梁維持管理における課題解決を試みる．さらに，データベース内の構造の複雑化が予想されることから，データの検索やマイニング方法の開発を行う．平成27年度の成果としてドローンから得られた画像情報の評価法としてディープラーニングの有用性が確認できたので、その改良を行う．平成27年度開発したＥ－ラーニングシステムを技術者養成のための実務研修で用い，本システムの分析を行い，改良点，問題点等を明らかとする．また同時に新たな機能を本システムに付加し，さらなる改良を行う．また，ヘルスモニタリングに関する研究も続行し，その実用化に向けての改良を試みる．平成28年度と平成29年度に向けて大阪府、大阪市等の地方自治体及び高速道路会社での実証実験を実施し，本橋梁維持管理統合システムの実用化を対する最終検討を行い本システムの完成を試みる．
|
| Causes of Carryover |
平成27年度予定していたデータベースの構築が予定より遅れたため、その分の予算を平成28年度に繰り越した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度予定していた維持管理データベースの構築が予定より遅れたが、平成28年度にその完成を目指す。そのためのデータ入力に繰り越した予算を使用する。また、ドローンにより取得した損傷データの解析法についても本年度その改良を図るので、そのためのプログラム開発に使用する予定である。、
|
