Vehicle vibration inspecting method for high-speed railway structures

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鉄道をはじめとするインフラ施設の老朽化対策が課題となっている。高速かつ高精度に構造物の内部を検査するために、本研究では、振動試験装置を移動体に組み込んだ走行式の非破壊検査法を開発する。ハードおよびソフト開発の進捗状況をそれぞれ以下に示す。ハード開発: 接触式加速度センサと小型加振器をキャタピラー機構に組み込み、構造物上を歩行速度で移動しながら、2.5m間隔で構造物内部を検査できる台車式点検装置を試作した。設計上は時速10kmまで速度を上げることができるが、そのためには、車体の強化や走行振動の軽減が課題として示された。また、構造物の測定間隔 (空間分解能) をより密にするためには、加振器とセンサを2セット準備して台車式点検装置に組み込めばよい。しかし、装置類 (製品)、資材、材料が市場から消えており、今年度中に振動試験装置を2セット揃えることは不可能であった。今後の納品の見通しも立たない状況である。ソフト開発: 前年度までに開発した波形処理プログラムをアップデートした。昨年度までは、センサと構造物との接触時間を0.5秒以上確保する必要があったが、今年度はFFT処理を見直すことにより、センサと構造物との必要接触時間を0.3秒に短縮できた。これにより、台車式点検装置をより速く移動することができるようになった。さらに、FFTによって得られる周波数応答関数を学習させた機械学習により、構造物内部のひび割れや空隙を検知できることが示唆された。そして、上記の台車式点検装置によってデータを高速かつ広範囲に集めることで、大量データを糧にして、械学習をさらに鍛えることができる。