橋梁・走行車両同時計測による構造損傷推定のためのMEMSの開発

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本研究は交通ネットワークに重要な役割を果たしている橋梁構造物の平常時および地震後の迅速な点検を可能にするための「橋梁構造損傷推定のための新しいMEMSの開発」である.具体的に,「橋梁・走行車両同時計測による構造物のリアルタイム損傷推定を可能にするMEMSセンサによる計測システムの開発」を目的とする.特に,橋梁の振動モニタリングという目的に合うセンサノードの提案を目指している.平成21年度は「提案されたセンサノードの性能検証」および「実用化に向け技術的検討」を行い,その検討結果を次にまとめる.無線パケット送受信時のデータ損失対策および無線通信距離拡張のため,マルチパケット通信・中継器の利用・高性能アンテナの利用を試みた.性能テストは神戸大学構内の歩道橋および国道上の実橋梁で行った.検討結果,マルチパケット通信・中継器の利用・高性能アンテナの利用によるデータ欠損率の低減には成功しているが,欠損を完全に防ぐまでは至っていない.他の対策として,Kalman Filterによる欠損データの補完を試み,その有効性は確認している.一方,欠損集中部の補完精度には課題が残っており,センサノードのマルチパケット通信のようなセンサそのものの改良との併用が重要であるとの結論に至っている.特に,マルチパケット通信にはメモリに計測データを保存し欠損データに対して繰り返し通信を行うため,センサに大容量のメモリを装着する必要がある.また,無線通信には大量の電力消費を必要とするため,マルチパケット通信の実現および無線通信パワーの向上には電源の確保が重要である.実用化に向け,センサノードのメモリ拡張,無線通信パワーの向上および蓄電機能付きの自己発電センサが必要であることを提案している。