複数車両・複数道路橋・複数計測による車両・橋梁・路面システム同時同定法

使用多车辆、多路桥和多次测量的同时车辆/桥梁/道路系统识别方法

• 批准号: 22KJ0399
• 负责人: 秦 涼太
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0399/
• 关键词: 構造ヘルスモニタリング; 車両振動; 橋梁振動; データ同化; システム同定; 車両-橋梁相互作用システム

下記の課題項目について研究実績の概要を述べる．項目(1) 事前情報なしの単一車両・単一道路橋での推定精度向上：カルマンフィルタを適用することで，提案手法の車両と橋梁の力学パラメータ(質量・減衰・剛性)と路面凹凸の推定精度向上に成功した．提案手法は，車両振動から状態変数を推定する逆推定プロセスを含むため，車両振動にノイズが含まれる場合に推定精度が低下する．車両振動に含まれるノイズは，エンジン振動と測定ノイズを考慮し，計測される車両振動に同程度のノイズが含まれる状況を想定した．車両振動に含まれるノイズは，定常状態であれば影響を除去することができる．また，車両の速度や道路状況によっても，推定精度が変化することが明らかになり，最適な推定条件を特定するための研究を行った．加えて，簡易な三次元モデルかつ理想的状況であれば，提案手法は十分な推定精度が得られるが，複数回提案手法を実行する場合は，計算コストを低下させる必要がある．項目(2) 事前情報を用いた推定精度向上：最適化計算を行う際の初期条件が，正解値に近い場合，車両と橋梁の力学パラメータ(質量・減衰・剛性)と路面凹凸の推定精度が向上することを明らかにした．提案手法は，車両カタログや計測された路面凹凸，直接計測した橋梁振動データ，橋梁の設計図や施工管理値などの車両振動以外のデータは，運動方程式に適合する形であれば代入可能である．また，車両振動と橋梁振動の同時測定センサシステムを開発した．実車走行可能かつ損傷導入可能な鋼製橋梁模型や，国内外の橋梁で測定実験を実施した．提案手法は，実環境で計測されたデータでは，十分な精度が得られていない．その原因として，車両のローリング回転や伸縮装置による衝撃応答の影響が考えらえる．また，実車両に加速度センサを水平に取り付けることは困難であるため，角度補正法も考案した．

The following is a summary of the research results of the project. Item (1) Prior information: single vehicle, single road and bridge estimation accuracy upward: proposal method: vehicle, bridge mechanics,(quality, attenuation, rigidity), road surface roughness estimation accuracy upward success. The proposed method is to estimate the number of vehicle vibration states. The vibration of the vehicle is included in the measurement of vibration. The vibration of the vehicle is contained in the steady state. The speed of the vehicle and the road condition are studied. In addition, the simple three-dimensional model is ideal, and the proposal method is very accurate. In the case of multiple proposal method, the calculation method is necessary. Item (2) Prior information is used to estimate the accuracy upward: the initial condition of optimization calculation is used to estimate the accuracy of road surface roughness. The proposed method is to measure the road surface roughness, directly measure the bridge vibration, design and construction management of the bridge, and calculate the vehicle vibration. The equation of motion is suitable for the shape of the bridge. Simultaneous measurement of vehicle vibration and bridge vibration The bridge model may be damaged due to vehicle running, and the measurement of bridges at home and abroad may be carried out. The proposed method is to measure the environment with great accuracy. The reason for this is that the impact of the vehicle's expansion device on the vehicle's expansion device has been investigated. The acceleration of the vehicle is measured horizontally.

项目成果

Numerical Validation of System Information Identification Focusing on Vehicle-Bridge Interaction

关注车桥交互的系统信息识别数值验证

• 发表时间: 2023
• 作者: Ryota Shin;Yukihiko Okada and Kyosuke Yamamoto
• 通讯作者: Yukihiko Okada and Kyosuke Yamamoto