研究開発アウトライン
1.研究目的2.研究概要 | 3.研究内容
   
 1. 研究開発の目的
 既存道路インフラの状態に応じて効果的かつ効率的な維持管理・更新等を図るため、的確に道路インフラの状態を把握できる「道路インフラモニタリングシステム(RIMS:ROAD Infrastructure Monitoring System)」の技術開発を行い、道路インフラの維持管理・更新等における財政問題及び人材・技術不足の解決に寄与することを目的とする。また、長大橋や発電所等の大規模インフラモニタリングへ展開し、その省エネに寄与することを目的とする。

[研究開発概念図]



   
 2. 研究開発の概要
 社会インフラの中で陸上貨物輸送量2,655億トンキロの92.3%を占め、国民の豊かな生活を支える道路インフラを対象に、国民生活に与える影響度とその維持管理体制の状況を踏まえ、先ずは高速道路を対象とし、将来的には一般道への展開を目指して、新規の「道路インフラ状態モニタリング用センサシステム」の研究開発を実施する。

 この無線センサネットワークを活用したシステムは従来の点検技術を補完し、道路インフラの状態を常時・継続的・網羅的に把握することを可能とし、さらには、容易にアクセスできない場所のモニタリングや災害等の突発事象への対応にも適している。

 本研究では橋梁、道路付帯物、法面等を対象にして、環境エネルギーを利用した自立電源を有し、各フィールドのモニタリングに適した新規の小型、安価、高性能、高耐久性の無線センサ端末を開発する。無線通信センサネットワークや高耐久性のパッケージングに関しては共通化を図り、効率的な開発を行うとともに道路インフラを統合したトータルな維持管理が可能なシステムを構築する。ユーザー企業(複数の高速道路会社)、センサ企業、通信システム企業、実装企業が連携することにより、道路インフラ全般のニーズに沿ったシステムを開発する。

 開発したモニタリングシステムを導入することにより、各フィールドの劣化・損傷診断が可能となり、高速道路で得られた成果を一般道に展開することで、道路インフラの長寿命化が達成できる。これにより、安全・安心で豊かな国民生活に貢献することを目指す。

 さらに、道路インフラモニタリングシステム研究開発の成果を長大橋や発電所等の大規模インフラモニタリングへ展開し、その省エネに貢献することを目指します。
[研究開発の背景]

【研究開発概要図】

   
 3. 研究開発の内容

 道路インフラモニタリングシステム開発の研究開発テーマ及び研究開発実施機関は次の通り。
 
スーパーアコースティックセンサによる橋梁センシングシステム
  の開発
(担当:東芝、東京大学、京都大学)
  • 1つのセンサデバイスで広帯域をカバーすることを可能とする新構造のMEMS型スーパーアコースティックセンサデバイスを開発する。
フレキシブル面パターンセンサによる橋梁センシングシステム
  の開発
(担当:産業技術総合研究所、大日本印刷、東京大学)
  • フレキシブル面パターンセンサシートを開発し、シートを貼るだけで橋梁の主桁や床版のひずみ分布を無線で測定可能なセンシングシステムを実現する。
道路付帯構造物傾斜センシングシステムの開発(担当:富士電機)
  • 高精度に傾斜と振動を同時に測定できる静電容量式MEMS型センサデバイスを開発する。
法面変位センシングシステムの開発(担当:三菱電機)
  • 電波位相差を用いることで、高計測頻度・全天候・3次元で法面の変位を高精度にセンシングするシステムを開発する。
無線通信ネットワーク共通プラットフォームの開発
  (担当:NTTデータ)
  • 道路インフラに設置された多種多様なセンサからのデータの収集・蓄積・提供の仕組みを共通的なプラットフォームとして構築する。
高耐久性パッケージング技術の開発
  (担当:マイクロマシンセンター、産業技術総合研究所、
   日本ガイシ、大日本印刷)
  • 劣悪環境下での信頼性、構造体への敷設性、落雷に対する問題点の解決を図り、センサ端末の高耐久性化を確保するため、センサ、無線回路、アンテナ、自立電源等のセンサ端末部品をオールインワンパッケージ化する技術を開発する。
道路インフラ状態モニタリング用センサシステムの実証
  及び評価研究
(担当:全参画機関)
  • 無線センサネットワークシステムを活用した道路インフラ状態モニタリング用センサシステムの実証及び評価研究を実施する。
センサ端末同期用原子時計の研究開発(担当:産業技術総合研究所
   首都大学東京、東京工業大学、京都大学、リコー、
   マイクロマシンセンター)  
  • RIMS研究開発を加速する目的で、無線センサネットワークのセンサ端末間の同期に資する高精度、小型、低消費電力の原子時計を開発する。
大規模インフラ向け高性能振動発電の開発(担当:静岡大学、
   鷺宮製作所、東京大学、京都大学、マイクロマシンセンター)
  • 太陽光が届かずかつ微振動しかしない長大橋PC(Prestressed
  • Concrete)構造等に適用可能な高性能振動発電デバイスを開発する。

[研究テーマ・ブロック図]



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