巡回検査車の動的応答を利用した舗装・橋梁関連構造物のための新しい簡便モニタリング

利用巡逻检查车的动态响应对路面和桥梁相关结构进行新型简单监测

基本信息

批准号：
17656146
负责人：
藤野陽三
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,車両の動的応答を利用した移動モニタリングシステムを研究した.本システムでは車上目視点検の巡回車に加速度計,騒音計,GPS,ノートPCを車載して道路上を走行させ,道路上のデータを集録する.そのデータから,点検の指標となる値を計算し,サーバに蓄積する.道路管理者がそのサーバにアクセスすると,地図上に点検結果を表示し,適切な道路維持管理を支援することができるというシステムである.このシステム開発で重要となるのは(1)計測・集録システムの開発,(2)点検指標となる値の導出,(3)診断システムの開発である.計測・集録システムでは,日常巡回車と同車種を用い,さらに応答と位置情報とを対応付けるため,加速度とGPSの同期が取れる集録システムを開発した.このシステムを用いて,実際の道路上で応答の再現性(同日同路線のデータに対する加速度RMSで10%程度の誤差)を確認している.点検指標となる値の導出では維持管理上重要となる点検項目について検討したところ,IRI(International Roughness Index),現行の平坦性,伸縮装置の後打ちコンクリート部における段差,本体破損による異常騒音レベルの導出が可能であるという結果が得られた.IRI導出については,まず,路面形状から計測車両に対する伝達関数と,クォーターカー(QC)モデルの伝達関数により,計測車両からQCモデルの加速度を求める.その後QCモデルの加速度RMSとIR1との近似式(解析により導出)によりIRIを求めるものとした,この方法により,衝撃応答以外の部分では真のIRIとの最大誤差が12%と実用レベルの精度を得ている.また,伸縮装置部の段差については,伸縮装置中心から前側2mの最大凹凸量と加速度の最大振幅から±2m間の加速度RMSの相関が最も高いという結果を解析・実験により示し,誤差17%程度の近似式を導出した.診断システムは,道路管理者の意見を踏まえ,道路維持管理に有効に反映される診断システムとした.道路管理データ,指標値データを用い,さらにGISデータベースと位置情報データを連携させたデータベースシステムとした.このデータベースシステムを使用して,リアルタイムに診断結果,異常箇所を表示させ,異常箇所での舗装・伸縮装置の情報がわかるWebアプリケーションを考案した.

在本研究中，我们研究了一种利用车辆动态响应的运动监控系统。在该系统中，用于车载目视检查的巡逻车配备了加速度计、声级计、GPS 和笔记本电脑，同时在路上行驶。从该数据中可以得出检查指令。该系统计算目标值并将其存储在服务器上，当道路管理员访问服务器时，检查结果会显示在地图上，并且系统可以支持适当的道路维护管理，这在开发中重要的是（1）测量。和采集系统开发，（2）导出作为检查指标的值，以及（3）开发诊断系统。测量采集系统使用与日常巡逻车辆相同类型的车辆，此外，为了关联响应位置信息，加速度和我们开发了一个可以与GPS同步的采集系统。该系统用于确认实际道路上响应的再现性（同一天同一路线的数据的加速度 RMS 误差约为 10%）。在导出作为检查指标的值时，检查对于维护和管理，经过考虑项目后，IRI（国际）确认。粗糙度结果表明，由于当前的平整度、膨胀和收缩设备的后浇混凝土部分的台阶以及主体的损坏，可能会得出异常噪声水平。为了得出IRI，首先，路面形状、传递函数和四分之一车（QC）模型的传递函数QC 模型的加速度由下式确定。然后，IRI 由 QC 模型的加速度 RMS 和 IR1 之间的近似公式（通过分析得出）确定。通过这种方法，真实 IRI 的最大误差计算为冲击响应以外的区域为12％，这是实用的精度水平。此外，关于膨胀和收缩装置的步长，通过分析和实验，我们发现伸缩装置中心向前2 m处的最大不平度与距加速度最大幅度±2 m以内的加速度RMS之间的相关性最高，并推导出了近似公式误差约为17%。诊断系统是根据道路管理者的意见，我们开发的诊断系统，有效体现在道路维护、管理中。我们创建了一个数据库系统，使用物理数据、指标值数据，并链接GIS数据库和位置信息数据。利用该数据库系统，我们可以实时显示诊断结果和异常区域，提高异常区域的铺装和修复我们设计了一个网络应用程序，提供有关膨胀和收缩设备的信息。