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.

在这项研究中，我们调查了一种使用车辆动态响应的移动监控系统。在此系统中，使用加速度计，噪声计，GPS和笔记本电脑用于视觉检查车上的道路上，并在道路上收集数据。从这些数据中，用作检查指标的值将计算并存储在服务器上。当道路管理器访问服务器时，可以在地图上显示检查结果并支持适当的道路维护。开发该系统的重要性是（1）测量和获取系统。开发，（2）作为检查指标的值的推导，（3）诊断系统的发展。在测量和数据采集系统中，我们使用了与每日巡逻车相同的模型，为了将响应与位置信息进一步相关，我们开发了一个采集系统，该系统允许加速和GPS之间的同步。使用此系统，我们检查了响应的可重复性（同一天，同一路线上数据的加速度RMS的误差约为10％）。当我们检查在得出检查指标时对维护很重要的检查项目时，我们发现我们能够找到望远镜设备的后铸造混凝土部分中的IRI（国际粗糙度指数），当前的平坦度，以及由于身体故障而引起的异常噪声水平。关于IRI派生，首先，测量车辆QC模型的加速度取决于从道路表面形状和四分之一CAR（QC）模型的转移函数的转移函数。然后，IRI由QC模型和IR1的加速度RMS之间的近似方程（通过分析得出）确定。该方法达到了实用的准确性，在影响响应以外的其他领域中，真正的IRI最大误差。此外，在望远镜设备部分的步骤中，结果表明，前2M的最大不平衡度与望远镜设备中心的最大不平衡度与加速度最大振幅之间的加速度RMS之间的相关性是最高的，大约是17％的误差。根据道路经理的意见，诊断系统被有效地反映在道路维护管理中。数据库系统使用了道路管理数据和索引值数据，还链接了GIS数据库和位置信息数据。使用此数据库系统，我们设计了一个Web应用程序，该应用程序可实时显示诊断结果和异常位置，并允许在异常位置进行铺路和扩展设备的信息。