GPS技術を利用した未来型都市防災システムの構築

利用GPS技术构建未来城市防灾系统

• 批准号: 12875100
• 负责人: 田村 幸雄
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Polytechnic University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875100/
• 关键词: GPS測位; RTK-GPS; 応答モニタリング; 風応答; 都市防災システム; 健全性評価; 台風; FEM解析; ドップラソーダ; 風速鉛直分布; 地表面粗度; 設計風速; 上空風; 風洞実験; 乱れの強さ; 数値流体解析

昨年度までの実験的検証によって、RTK-GPSの観測可能振幅レベル、振幅分解能、周波数分解能等の基礎資料が整理できた。本年度は,高さ108mの鉄塔上にGPSユニツトを設置し、地震時および強風時の応答観測を行い,観測可能レベル、周波数分解能,使用に当たっての種々の制約や問題点の抽出を行った。日照や強風等の影響のない夜間の鉄塔静止位置を長期間にわたって観測し、その平均的な位置を厳密なゼロ点とした。これを基準にして、日照による熱変形の把握、台風時の挙動等をとらえることができた。強風時の応答からは、観測振幅の範囲では高周波数領域でのノイズレベルがやや高いが、加速度計による観測結果との十分な整合性が確認でき、以下の事柄が明らかとなった。つまり、(1)GPSにより動的変位のみならず,静的変位成分も計測可能である。(2)現状のGPSにより、固有振動数2Hz以下、つまり建物高さ約30m以上の建物が、振幅2cm以上の振動をしているときに計測が可能である。したがって、(3)10m高さでの平均風速が春一番程度の15m/sの場合、建物高さ80m以上、平均風速が台風なみの25m/sのときは、建物高さが60m以上で観測が可能である。次いで、GPSを利用して、都市建物群の健全性を管理する手法の検討のため、設計図書に基づきFEM解析モデルを作成し、固有値解析等でその妥当性を検討した上で、GPS変位時の任意部材の応力の時刻歴をモニタリングするシステムを構築した。未だ初歩的であるが、GPSによる都市建物群の性能モニタリング手法を開発し、未来型都市防災システムの在り方を示し得た。

The basic data of RTK-GPS measurement potential amplitude estimation, amplitude decomposition energy and cycle number decomposition energy are sorted out. This year, GPS monitoring was conducted on the 108m high tower, during earthquake and strong winds, to measure possible changes, cycle number decomposition energy, and to extract problem points using appropriate conditions. Sunlight and strong winds affect the static position of the tower at night. The average position of the tower is measured for a long time. This is the first time that a typhoon has occurred. In case of strong wind, the amplitude of the measurement is different from that of the high frequency wave number field. The measurement results of the accelerometer are very integrated and confirmed. The following things are clear. (1)GPS is moving, and static position measurement is possible. (2)Current GPS measurement, natural vibration of 2Hz or less, building height of 30m or more, vibration amplitude of 2 cm or more (3) When the average wind speed is 15m/s at 10m high, the height of the building is more than 80m, the average wind speed is 25 m/s at typhoon, and the height of the building is more than 60m. Second, GPS utilization, urban building group health management methods, design books, FEM analysis, natural value analysis, etc., the appropriateness of the discussion, GPS position of any component of the time, the construction of the system The performance of urban buildings in the early stages of development, GPS, and urban disaster prevention systems in the future have been demonstrated

项目成果

石原競: "GPSを利用した建物の風応答計測に関する基礎的研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. B-1. 211-212 (2000)

Ken Ishihara：“使用 GPS 进行建筑物风响应测量的基础研究”日本建筑学会会议学术讲座摘要 211-212（2000 年）。

吉田昭仁: "RTK-GPSを用いた鉄塔の風応答変位測定"日本建築学会大会学術講演梗概集. 関東. 211-212 (2001)

Akihito Yoshida：“使用 RTK-GPS 测量钢塔的风响应位移”日本建筑学会会议学术讲座摘要 211-212（2001 年）。

Y.Tamura: "Measurement of wind-induced response of buildings using RTK-GPS"The Fifth Asia-Pacific Conference on Wind Engineering. APCWEV. 93-96 (2001)

Y.Tamura：“使用 RTK-GPS 测量建筑物风致响应”第五届亚太风工程会议。

田村幸雄: "GPS技術を利用した都市内高層建築物群の強風時および地震時応答観測の提案"建築の研究. 139. 1-7 (2000)

田村幸雄：“利用 GPS 技术观测城市高层建筑在强风和地震期间的响应的提案”《建筑研究》139. 1-7 (2000)。