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 achievements of the に research project に て て て て を description べる. Project (1) the prior intelligence な し の 単 a car struck · 単 a luqiao で の presumed accuracy: upward カ ル マ ン フ ィ ル タ を applicable す る こ と で, proposal gimmick の car struck と bridge の mechanics パ ラ メ ー タ (mass, damping, and stiffness) と road bump の presumption of precision に up successful し た. Proposal は approach, the car that struck vibration か ら state - several を presumption す る inverse presumption プ ロ セ ス を containing む た め, car struck vibration に ノ イ ズ が containing ま れ る occasions に presumption of low precision が す る. Car struck vibration に containing ま れ る ノ イ ズ は, エ ン ジ ン と vibration measurement ノ イ ズ を し, measuring さ れ る car struck with vibration に degree の ノ イ ズ が containing ま れ る status を think し た. The vibration of the vehicle body に contains まれるノ ズ ズ る, and the influence of the steady state であれば を is removed from する する とがで る る る. ま た, the car that struck の speed や roads に よ っ て も, presumption of precision が variations change す る こ と が Ming ら か に な り, optimum を な presumed conditions specific す る た め の を line っ た. Add え て, simple な three-d モ デ ル か つ ideally で あ れ ば, presumption proposed technique は very な precision が must ら れ る が, plural proposal back technique を line be す は る situations, calculate コ ス ト を low さ せ る necessary が あ る. Intelligence を project (2) advance with い た presumed accuracy up: the event line optimization calculation を う の が initial condition, the positive solution numerical に nearly い occasions, the car that struck と bridge の mechanics パ ラ メ ー タ (mass, damping, and stiffness) presumption と road bump の precision が upward す る こ と を Ming ら か に し た. Proposal は approach, the car that struck カ タ ロ グ や measuring さ れ た road surface concave and convex, directly measuring し た bridge vibration デ ー タ, bridge design 図 の や construction management numerical な ど の car struck outside vibration の デ ー タ は, に movement equations suitable for す る form で あ れ ば substitution may で あ る. Youdaoplaceholder0, vehicle and two vibration と, bridge vibration plates simultaneously determine セ サシステムを サシステムを, development <s:1> た. Actual vehicle travel possibility: Damage introduction possibility: な steel bridge model: や, domestic and foreign <s:1> bridge で measurement actual experience: を actual application: た. The proposed method is で, the actual environment で measurement is されたデ タで タで, and the very な accuracy が is られて な な な. そ の reason と し て, the car that struck の ロ ー リ ン グ back planning や telescopic device に よ る blunt shock 応 の influence が exam answer え ら え る. ま た, be car struck に acceleration セ ン サ を level に take り pay け る こ と は difficult で あ る た め, Angle correction method も test case し た.

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