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公開番号2024054630
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-17
出願番号2022160974
出願日2022-10-05
発明の名称評価装置、評価システム、および、評価方法
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01M 7/02 20060101AFI20240410BHJP(測定;試験)
要約【課題】建物モデルの応答推定精度を向上させる評価装置、評価システム、および、評価方法を提供する。
【解決手段】演算部は建物の振動を検出する検出部から前記振動を示す振動信号を取得し、常時微動を示す前記振動信号に基づいて前記建物の固有周期を第1固有周期として算出し、建物モデルのパラメータに基づく固有周期である第2固有周期が、前記第1固有周期に近づくように、前記建物モデルのパラメータを更新し、前記建物モデルを用いて前記建物の応答を推定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
建物の健全性を評価する評価装置であって、
前記建物の振動を検出する検出部から前記振動を示す振動信号を取得し、
常時微動を示す前記振動信号に基づいて前記建物の固有周期を第１固有周期として算出し、
建物モデルのパラメータに基づく固有周期である第２固有周期が、前記第１固有周期に近づくように、前記建物モデルのパラメータを更新し、
前記建物モデルを用いて前記建物の応答を推定する演算部を備える
評価装置。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記建物モデルは、複数の層における質量分布および剛性分布を有し、
前記演算部は、前記質量分布および前記剛性分布に基づく固有値解析を行い前記第２固有周期を算出する
請求項１に記載の評価装置。
【請求項３】
前記建物モデルのパラメータは、前記質量分布を表す質量と前記剛性分布を表す剛性を含み、
前記演算部は、
前記建物モデルのパラメータの更新において、前記質量を維持し、前記剛性を変更する
請求項２に記載の評価装置。
【請求項４】
前記演算部は、
前記剛性の二乗値が前記第１固有周期に反比例するように当該剛性を補正する
請求項３に記載の評価装置。
【請求項５】
前記演算部は、
前記第２固有周期が前記第１固有周期の移動平均値に近づくように、前記建物モデルのパラメータを更新する
請求項１に記載の評価装置。
【請求項６】
前記演算部は、
地動に対する前記応答の推定値が、前記振動信号で示される前記応答の測定値となる事後確率がより高くなるように前記建物モデルのパラメータを更新する
請求項１に記載の評価装置。
【請求項７】
前記振動信号を取得するセンサを有する検出部と、
請求項１に記載の評価装置を有する
評価システム。
【請求項８】
建物の健全性を評価する評価装置における評価方法であって、
前記建物の振動を検出する検出部から前記振動を示す振動信号を取得する工程と、
常時微動を示す前記振動信号に基づいて前記建物の固有周期を第１固有周期として算出する工程と、
建物モデルのパラメータに基づく固有周期である第２固有周期が、前記第１固有周期に近づくように、前記建物モデルのパラメータを更新する工程と、
前記建物モデルを用いて前記建物の応答を推定する工程と、を有する
評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願の実施形態は、評価装置、評価システム、および、評価方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
限られた数のセンサを用いて取得されたセンサ情報に基づいて、地震発生時における建物の振動を地震応答として推定（応答推定）する健全性評価システムが提案されてきた。健全性評価システムは、構造ヘルスモニタリングシステムとも呼ばれる。健全性評価システムは、地震の揺れを検出するセンサとして地震計を用いる。地震計は、通常、地震の揺れを表す加速度を計測する。地震計を建物に設置することにより、地震発生時における揺れをモニタリングすること、記録された加速度の波形情報から構造体としての健全性もしくは構造体内部における被害（例えば、室内の損傷、危険）などを評価すること、などができる。健全性評価システムとして、学習型応答推定機能を有する地震時建物健全性判定装置が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１９５３５４号公報
特開２０２２－１１９２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の健全性確認方法では、建物の構造を質点系モデルを用いて表現し、予め初期情報を設定して動作させる。学習型応答推定では、ベイズ更新を行って地震の発生ごとに実測される応答波形を用いてモデル修正が行われる。初期情報に基づき質点系モデルを用いて推定される応答波形と、現実の応答波形（センサ情報）とが乖離する場合には、モデル修正が有効に機能しない。応答波形の乖離は、初期情報の設定において想定された建物の固有周期が、現実の固有周期と異なることが一因と考えられる。
【０００５】
また、特許文献２では、周波数伝達関数を用いて建物の全層応答を推定する手法が記載されている。この手法でも、質点系モデルの初期情報を利用する。また、周波数伝達関数を用いたモデルは比較的長期間の応答の推定に適しているが、短時間の応答、非線形性が高い応答、などには追従できないことがある。そのため、地震に対する建物の応答によるモデル修正だけでは、十分な推定精度が得られないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様に係る評価装置は、建物の健全性を評価する評価装置であって、前記建物の振動を検出する検出部から前記振動を示す振動信号を取得し、常時微動を示す前記振動信号に基づいて前記建物の固有周期を第１固有周期として算出し、建物モデルのパラメータに基づく固有周期である第２固有周期が、前記第１固有周期に近づくように、前記建物モデルのパラメータを更新し、前記建物モデルを用いて前記建物の応答を推定する演算部を備える。
【０００７】
第２の態様に係る評価方法は、建物の健全性を評価する評価装置における評価方法であって、前記建物の振動を検出する検出部から前記振動を示す振動信号を取得する工程と、常時微動を示す前記振動信号に基づいて前記建物の固有周期を第１固有周期として算出する工程と、建物モデルのパラメータに基づく固有周期である第２固有周期が、前記第１固有周期に近づくように、前記建物モデルのパラメータを更新する工程と、前記建物モデルを用いて前記建物の応答を推定する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本実施形態によれば、地震の発生に関わらず、観測される振動信号に基づいて建物モデルのパラメータを更新することで、応答推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態に係る評価システムの機能構成例を示す概略ブロック図である。
本実施形態に係る建物モデルの例を示す説明図である。
本実施形態に係る建物モデルにおける質量分布と弾性分布の例を示す説明図である。
振動信号のパワースペクトルの例を示す図である。
建物における固有周期の経時変化の例を示す図である。
本実施形態に係る評価方法の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（システム概要）
以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る評価システムの機能構成例を示す概略ブロック図である。
評価システム１は、建物Ｂｄの健全性を評価できるように構成された情報処理システムである。評価システム１は、評価装置１０と、検出部２０とを備える。建物Ｂｄは、複数の階を有する建築物である。
（【００１１】以降は省略されています）

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