西松建設、地震時の計測データから解析モデルを自動推定できる構造ヘルスモニタリングシステムを開発

西松建設株式会社は、地震リスク評価の精度向上を目指し、地震時の計測データから建物の挙動再現解析モデルを自動推定できる構造ヘルスモニタリングシステムを開発した。

構造ヘルスモニタリングシステムは、加速度計などのセンサを構造物の適所に設置し、地震被災時などの構造物の揺れを計測することだ。特に大地震被災直後は、構造物の継続使用についての即時判断が重要だ。そのためこれまでは、その判断材料を得るため専門家による目視確認が行われていたが、対象となる構造部材の数は多く確認に時間を要することから、二次災害の発生も懸念される。

そのため、建物継続使用に関する判断材料を早期に得ることができる構造ヘルスモニタリングシステムが注目されており、各自治体や企業は導入を進め、関連する技術開発も活発化しているのだという。

また、構造ヘルスモニタリングシステムは、建物の設計段階で行われる建物の耐久性や安全性を目的とした解析とは異なり、計測データを基に設計段階で得られた解析モデルを調整することで、将来予想される地震に対して高い精度でのリスク評価を可能にする。しかし、解析モデルを調整する作業には、多くの時間と労力が必要であった。

そこで西松建設は、地震時の計測データから建物の挙動再現解析モデルを自動推定できる構造ヘルスモニタリングシステムを開発した。

このシステムは、一般的な構造ヘルスモニタリングシステムに計測データを逆解析（※）することで、建物の挙動再現解析モデルを自動推定できるものだ。

※逆解析：センサの計測データである入力波および応答波からシステム同定手法を適用して、解析モデルの各種パラメータを同定する。逆解析により、地震時の挙動を再現する解析モデルを推定できる。

今回開発されたシステムは、一般的な構造ヘルスモニタリングシステムで実施される、各所センサによる振動データ計測や、計測データによる建物の継続使用の可否を自動判定、判定結果のメール配信に加え、管理PCで計測データから解析モデルを自動推定し、推定した解析モデルを用いて地震リスク評価や地震被害の検証も実施できる点が特徴だ。

今後は、このシステムを各自治体や企業のBCP支援ツールの一つとして提案していく予定だ。また、同システムは、建物だけでなく橋梁などの土木構造物にも適用可能と考えられており、今後その検証を進めるとしている。

IoTNEWS編集部

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