Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

モニタリング / 構造同定 / 損傷同定 / 非線形応答解析 / 橋梁 / 高架橋 / リアルタイム / ウェーブレット解析 / 新幹線高架橋 / 長大斜張橋 / 構造工学 / 逆解析 / 異常検出 / 動的応答

本研究は地震などのモニタリングを活用して,われわれの設計のみならず地震後の災害対応等に役立てようとするものです．横浜ベイブリッジの2011年3月11日の大地震の記録の解析や高速鉄道の高架橋の振動測定などを行い，有用な結果を得ると共にモニタリングデータからの被害判定をリアルタイムに行う手法の研究も行いました．

地震工学 / 鉄道ネットワーク / センシング技術 / 地震災害制御 / 損傷同定 / 被害検知 / 高架橋 / ワイヤレスセンサ / 加速度センサ / 地震災害 / センサー / MEMS / 加速度計 / 大規模シミュレーション / 信号処理 / モニタリング / 緊急地震速報

鉄道ネットワークを対象として,センシング技術を利用した災害発生時の迅速な機器制御により,被害を最小限に留めるような理論的な枠組みの構築と技術開発を行った.小型マイコンに加速度センサとワイヤレス伝送技術を実装し,これをセンサネットワークとして利用するためのハードおよびソフトの環境整備を行い,プロトタイプを作成した.さらにセンシングデータの大容量送受信が可能であるか等の検証を行うとともに,損傷判断や被害検知手法の開発を行った.

モニタリング / 損傷同定 / 地震 / リアルタイム危機制御 / センシング / ARモデル / 振動データ / 地震応答データ / 自律分散システム / 高架橋 / 列車振動

まず,移動体(列車,自動車)によるセンシング手法の確立に向けた研究を行った.計測システムはMEMS加速度計,位置を知るための小型GPS,小型ノートブックPCから構成し,車両,自動車に設置してフィールドで測定を行った.線路や路面の状態と加速度(鉛直)応答との関係を調査し,その再現性,速度依存性,車両依存性などを調べた.再現性は,極めて高いことが確認された.車両依存性については,同一路面(軌道)上での応答からキャリブレーションする方法を提案した.GPSによる位置同定は誤差が大きいため,路面や軌道における特徴点(段差,レール継ぎ目)を利用して,誤差を大幅に減らす方法を提案した.
次に,橋梁などの構造物系におけるセンシングデータの処理法について検討を加えた.用いたのは,横浜ベイブリッジで行われている地震応答記録(過去20年分)である.最新の多点入力多点出力同定手法を改良し,高次モードの同定にも成功し,あわせて,地震時には,特異な振動モーで振舞うことを同定解析から明らかにした.
次に,移動体と構造系(橋梁)の双方をセンシングした場合の動的応答からの構造同定の定式化を行い,移動体の荷重として作用を知ることによる同定精度の構造を数値計算例を通じて明らかにすることができた.
一方,センシングの手法として,近年注目されているワイヤレスセンサーによる測定手法についての検討を行った.Imote2を用い,そのミドルウェアの開発(同期計測,データ欠損,散協調型処理)を行い,実用化への道に近づけた.

【研究分担者】
水谷司	東京大学	工学系研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
宮島昌克	金沢大学	自然科学研究科	教授	(Kakenデータベース)
堀宗朗	東京大学	地震研究所	教授	(Kakenデータベース)
能島暢呂	岐阜大学	工学部	教授	(Kakenデータベース)
五十嵐晃	京都大学	工学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
小野祐輔	京都大学	工学研究科	助教	(Kakenデータベース)
豊岡亮洋	鉄道総合技術研究所	副主任研究員	(Kakenデータベース)
古川愛子	京都大学	工学研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
本田利器	東京大学	大学院・工学系研究科	准教授	(Kakenデータベース)
長山智則	東京大学	大学院・工学系研究科	助教	(Kakenデータベース)
水野裕介	東京大学	大学院工学系研究科	科学技術振興特任教員	(Kakenデータベース)