常時微動観測における自動追尾型最適配置決定システムの開発に関する基礎的研究

自动跟踪式连续微动观测最佳位置确定系统研制基础研究

• 批准号: 09750662
• 负责人: 古川 忠稔
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750662/
• 关键词: 同定; 微動観測; 地震観測; 非線型モデル; RD法; カルマンフィルター; 予測誤差法; 常時微動観測; 動的非線形; カルマンフィルタ

本研究では最終的には広域かつ地形条件・地盤条件等が地域内で変化する面状の地域に適用可能な自動追尾アルゴリズムを開発し、常時微動観測における最適配置を決定できるシステム開発を目標としている。ここではその第一段階として、線状対象地点の常時微動観測点の最適配置を検討するため、大阪大学吹田キャンパス内で起伏や地盤条件が途中で変化するような地域を選定し、十分密と考えられる50メートル間隔で計13点について、同時計測と異なる観測日時による移動観測の2種類の微動観測を行ってデータセットを作成し、同時多点観測と移動観測を比較することで、観測された微動データの周波数特性へ及ぼす影響について、観測データの解析手法と合わせ多角的な検討を実施した。さらに微動あるいは地震観測により得られた振動データにより、地盤だけでなく構造物の動特性同定に適用可能な各種同定アルゴリズムに関する研究を行った。このうち、通常1自由度のモデルに適用されるRD法では、観測データより多自由度のモード型推定と、推定されたモードへの分解を行うことで多自由度系のモデルへの適用を可能とするアルゴリズムを開発した。さらに、非線形の動特性の同定手法として適用可能である拡張カルマンフィルタ法による同定コードを開発すると共に、同手法の弱点である発散問題を解決すべく「適用フィルタ及び適宜重み付け手法」を提案した。また、通常線形モデルに適用される予測誤差法のアルゴリズムを、非線形モデルに適用可能となるよう拡張し、同手法をシミュレーションにより検証した。なお、これらの同定アルゴリズムについては、観測記録にノイズが混入する場合等についても数値計算により検証を実施した。さらに、複雑な非線形動特性を有すると考えられる免震構造物を対象とし、本研究で取り扱った同定アルゴリズムを適用して実地震観測波形を用いた動特性の同定を行った。

This study で は final に は hiroo domain か つ terrain conditions, site conditions, で が geographical areas - the す る planar の region may な に apply automatic tracing cauda ア ル ゴ リ ズ ム を open 発 し and geomagnetic dynamic 観 に お け る optimal configuration を decided で き る シ ス テ ム open 発 を target と し て い る. こ こ で は そ の first Duan Jie と し て, linear like site の seaborne geomagnetic micro 観 の optimal configuration of measuring points を beg す 検 る た め, Osaka university blow field キ ャ ン パ ス で ups and downs in が や site conditions on the way で variations change す る よ う な regional を し selected, very dense と exam え ら れ る 50 メ ー ト ル interval で meter 13 points に つ い て, at the same time measuring と different な る 観 test day に よ る mobile 観 の 2 kinds の measuring micro 観 measuring line を っ て デ ー タ セ ッ ト を し consummate, at the same time more 観 と mobile 観 を comparison measuring す る こ と で, 観 さ れ た micro デ ー タ の cycle for characteristic へ and ぼ す influence に つ い て, 観 デ ー タ の parsing technique と close わ せ of polygonal な beg を 検 be applied し た. さ ら に micro あ る い 観 は earthquake measuring に よ り have ら れ た vibration デ ー タ に よ り, turf だ け で な く structure の dynamic characteristic with fixed に may な apply to all kinds of with fixed ア ル ゴ リ ズ ム に masato す る を line っ た. こ の う ち, usually 1 dof の モ デ ル に applicable さ れ る RD method で は, 観 デ ー タ よ り multi-freedom の モ ー ド constructive と, presumption さ れ た モ ー ド へ の decomposition line を う こ と で multi degree of freedom is の モ デ ル へ の may apply を と す る ア ル ゴ リ ズ ム を open 発 し た. さ ら に, nonlinear dynamic characteristics の の with fixed technique と し て may apply で あ る company, zhang カ ル マ ン フ ィ ル タ method に よ る with fixed コ ー ド を open 発 す る と に, with technique の weakness で あ る 発 scattered を solve す べ く "applicable フ ィ ル タ pay け technique and the suitable heavy み び" を proposal し た. ま た, usually linear モ デ ル に applicable さ れ る to measuring error method の ア ル ゴ リ ズ ム を, nonlinear モ デ ル に may apply と な る よ う company, zhang し, with を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り 検 card し た. な お, こ れ ら の with fixed ア ル ゴ リ ズ ム に つ い て は records and 観 に ノ イ ズ が mixed with す る occasions such as に つ い て も the numerical computing に よ り 検 card を be applied し た. さ ら に, complex 雑 な nonlinear dynamic characteristic を have す る と exam え ら れ る avoid shock structure を like と seaborne し, this study で り Cha っ た with fixed ア ル ゴ リ ズ ム を applicable し て be seismic waveform を 観 test with い た dynamic characteristic の with fixed line を っ た.

项目成果

植田浩文,古川忠稔,井上豊: "微動観測を用いた表層地盤の動特性評価に関する一考察-観測時間の同時性が確保できない場合について-" 日本建築学会近畿支部研究報告集構造系. 第38号. 181-184 (1998)

Hirofumi Ueda、Tadashi Furukawa、Yutaka Inoue：“利用微震观测评估表层土壤动态特性的研究 - 无法确保观测时间同步性的案例 -”日本建筑学会近畿分部研究报告结构体系，第 38 卷。181-184 (1998)

大丸直明,古川忠稔,井上豊: "適応フィルタ及び適宜重み付け手法を用いた構造物のシステム同定" 第10回日本地震工学シンポジウム論文集. 第2分冊. 2461-2466 (1998)

Naoaki Daimaru、Tadayoshi Furukawa、Yutaka Inoue：“使用自适应滤波器和适当的加权方法进行结构的系统识别”第 10 届日本地震工程研讨会论文集第 2 卷。2461-2466（1998 年）。

古川忠稔,佐野直樹,松下剛志,井上豊: "兵庫県南部地震の観測記録を用いた免震構造物の動特性の同定" 第10回日本地震工学シンポジウム論文集. 第2分冊. 2467-2470 (1998)

Tadayoshi Furukawa、Naoki Sano、Tsuyoshi Matsushita、Yutaka Inoue：“利用兵库县南部地震的观测记录识别基础隔震结构的动力特性”第十届日本地震工程学会论文集第 2 卷。2467-2470（1998 年）。

松下剛志・古川忠稔・井上豊: "RD法を用いた多自由度構造物の減衰評価に関する研究" 第47回応用力学連合講演会講演予稿集. 27-28 (1998)

Tsuyoshi Matsushita、Tadashi Furukawa、Yutaka Inoue：“使用 RD 方法对多自由度结构进行阻尼评估的研究”第 47 届应用力学联盟会议记录 27-28 (1998)。

大丸直明・古川忠稔・井上豊: "適応フィルタ及び適宜重み付け手法(AF-AWP)を用いた構造物のシステム同定手法の提案とその応用" 構造工学論文集. Vol.44B(発表予定). (1998)

Naoaki Daimaru、Tadatoshi Furukawa、Yutaka Inoue：“使用自适应滤波器和适当加权方法（AF-AWP）的结构系统识别方法的提议及其应用”《结构工程杂志》第 44B 卷（待发表）。