移動点検車両の振動を用いる橋梁ヘルスモニタリング手法の開発

移动检测车振动桥梁健康监测方法的研制

• 批准号: 12F02369
• 负责人: 金 哲佑
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02369/
• 关键词: 交通振動; 非定常振動; 異常検知; 構造同定; 多変量統計解析; 多次元自己回帰モデル; 実橋梁実験; 損傷実験; 移動点検車両; 橋梁ヘルスモニタリング; 信号処理; 模型桁走行車両実験; トレーラー振動; 多次元統計分析; 間接診断; 振動; 信号分解; 路面凹凸

本研究では，今までの橋梁ヘルスモニタリングにおける問題点を改良すべく，供用中の走行車両による橋梁振動を使い，また統計的手法による異常検知手法の開発を行った．実橋での損傷実験を行い，車両走行時の振動データから損傷に振動特性を同定し，さらにその変化量を強調させるため，計測加速度を多次元自己回帰モデルに近似化し，Stabilization Diagramを適用し，安定的な振動特性に同定アルゴリズムを開発し，振動特性の同定に成功している．また，多変量統計分析を行い，同定振動特性の統計空間での距離を特徴量とし，実験データに多変量統計解析を行った結果，従来の手法では検知できなかった部材半分破断による損傷検知に成功している．研究成果は，供用中の橋梁振動データから橋梁の振動特性をより精度よく同定することが可能になり、橋梁の異常検知の可能性を明らかに示している．

In this paper, we propose an improved method for detecting abnormal vibration of bridges in service and a statistical method for detecting abnormal vibration. In the process of damage control of the bridge, vibration characteristics of the vehicle during running are equalized, and the amount of variation is emphasized. The acceleration measurement is approximated by multi-dimensional self-regression. Stabilization Diagram is applied. Stable vibration characteristics are equalized. Vibration characteristics are equalized successfully. Multi-variable statistical analysis is carried out, and the distance between the statistical space of the same vibration characteristics and the characteristic quantity are determined. The results of multi-variable statistical analysis are analyzed. The method of damage detection is successful. The research results show that the bridge vibration characteristics in service can be accurately determined and the possibility of abnormal detection of bridges can be clearly demonstrated.

项目成果

Changes in modal parameters of a steel truss bridge due to artificial damages

人为损伤引起的钢桁架桥模态参数变化

• 发表时间: 2013
• 作者: Kim;Chang;Kitauchi;McGetrick;Hashimoto;Sugiura
• 通讯作者: Sugiura

Real-world application of vibration-based damage detection for health monitoring of steel truss bridges

基于振动的损伤检测在钢桁架桥健康监测中的实际应用

• 发表时间: 2014
• 作者: K. C. Chang;C. W. Kim;K.C. Chang C.W. Kim;C.W. Kim K.C. Chang S. Kitauchi M. Kawatani
• 通讯作者: C.W. Kim K.C. Chang S. Kitauchi M. Kawatani

Stability Diagram Aided Multivariate AR Analysis for Identifying the modal parameters of a Steel Truss Bridge Subjected to Artificial Damage

稳定性图辅助多元 AR 分析识别遭受人为损坏的钢桁架桥的模态参数

• 发表时间: 2013
• 作者: K. C. Chang;C. W. Kim;S. Kitauchi
• 通讯作者: S. Kitauchi

単径間鋼トラス橋における振動特性の同定とその変化に及ぼす損傷の影響

单跨钢桁梁桥振动特性识别及损伤对其变化的影响

• 发表时间: 2014
• 期刊: 構造工学論文集
• 作者: K. W. Jang;W. J. Yoo;S. H. Shin;et al.;K.C. Chang S. Borjigin C.W. Kim;金 哲佑 北内壮太郎 張 凱淳 大島 義信 杉浦 邦征
• 通讯作者: 金 哲佑 北内壮太郎 張 凱淳 大島 義信 杉浦 邦征

Structural damage diagnosis of steel truss bridges by outlier detection

通过异常值检测进行钢桁架桥结构损伤诊断

• 发表时间: 2013
• 作者: Kim;Kitauchi;Chang;McGetrick;Sugiura;Kawatani
• 通讯作者: Kawatani