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

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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．