本文へジャンプ

成果報告書詳細
管理番号20190000000301
タイトル平成26年度―平成30年度成果報告書 SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)/インフラ維持管理・更新・マネジメント技術 モニタリングシステムの現場実証 衛星及びソナーを利用した港湾施設のモニタリングシステムの構築の研究開発
公開日2019/6/14
報告書年度2014 - 2018
委託先名五洋建設株式会社 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
プロジェクト番号P14031
部署名ロボット・AI部
和文要約件名:平成26年度―平成30年度成果報告書 SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)インフラ維持管理・更新・マネジメント技術/モニタリングシステムの現場実証/衛星及びソナーを利用した港湾施設のモニタリングシステムの構築の研究開発

本研究開発では、平時における定期モニタリング、発災時における災害状況把握について、合成開口レーダ(SAR)衛星と水中ソナーを用いて、港湾施設の沈下など変状を広域かつ詳細に把握する手法を開発する。現在の港湾施設の点検においては、目視調査が基本となっており、ALOS-2(だいち2号)に搭載されたSARを用いた広大な港湾施設の1次スクリーニングによる変位箇所を特定し、水中の構造物については水中ソナーによる詳細計測の2段階モニタリングの開発に取り組んだ。以下に研究開発項目と成果を示す。

(1) 衛星画像データを用いた広域モニタリング技術の研究開発
1) 災害時の施設変状把握
差分干渉解析の精度検証において、模擬港湾構造物(消波ブロック列)の人為的に変動させた際の検出精度は、観測ごとのばらつきは1.0 cm 、平均値(解析結果)の真値に対するばらつきは0.4 cmと、目標精度2cm の誤差範囲内を達成した。港湾構造物を用いた干渉解析の実証においては、平成28年4月16日に発生した熊本地震における熊本港の被災速報図等を作成し、被災領域と解析結果が概ね一致したこと、供用ターミナル部において数センチ程度の変位が検出されたことを検証した。
2) 定期モニタリング
時系列干渉解析の精度検証において、模擬港湾構造物を人為的に変動させ13回のALOS-2観測データによる解析結果では、0.23cmの検出精度と、目標精度5mm/year の誤差範囲内を達成した。干渉解析の実証においては、新潟空港の滑走路での測量値との比較評価では0.47cm/yearと、目標精度5mm/year の誤差範囲内を達成した。港湾施設の維持管理のための適用法の検討については、SARデータを利用したことがないユーザでも容易に利用できるようツールを設計し、ほぼ自動で解析結果が出力されるツールを開発した。ツールの取扱いマニュアルを作成した。開発ツールが電力、測量、コンサルタントの各企業により実利用され所期の目的を達成した。また、国土交通省の新技術情報システム(NETIS)申請を実施した。

(2) 水中ソナーによる計測技術の研究開発と人工構造物による検証
水中ソナーによる計測技術の研究開発では、簡易的なノイズ処理によって、港湾構造物の維持管理をおこなう上では十分な精度である計測距離方向計測精度50mm以内を実証した。この他、社会実装に向けた計測データのリアルタイムイメージングとして計測構造物と設計図の重畳比較も実現した。なお、ソナー計測距離方向の精度向上は図れたもののブロック目地や亀裂の大きさ等の計測時に必要となるソナー計測距離の直角方向の計測精度については、今後の課題である。
英文要約Title:SIP(Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program) Infrastructure Maintenance, Renovation and Management/On-site demonstration of monitoring system/Development of the Monitoring System for Port Facilities using Satellite and SONAR (FY2014-FY2018) Final Report

The purpose of this project is to develop the method to assess the subsidence of port facilities broadly and particularly using Synthetic aperture radar (SAR) satellite and water sonar both in periodic and disaster monitoring. In case of current checking at port facilities, visual inspection is the basic way. We have worked through the development of two step monitoring. The first screening is to determine the displacement place in large port facilities using SAR carried on the Advanced Land Observing Satellite-2 (ALOS-2, “DAICHI-2”), and the second screening is to measure the structure in water by water sonar. Followings are the items of our research development and its result.

(1) Research development of extensive monitoring technology using satellite images

- Assessment of deformed facilities in times of natural disaster
In accuracy validation of differential interferometric Analysis, in case the simulated port structure (tetrapod blocks) was moved artificially, the detection accuracy was 1.0 cm for variation in observation, and 0.4 cm for variation in average value toward true value. The target accuracy was 2cm, so the result was within the error range. In verification of interferometric analysis using port structure, we made a preliminary graphic of Kumamoto port damaged by the Kumamoto Earthquake on April 16th in 2016. The damaged area was well accorded with the analysis result. Also, displacement of a few centimeters was detected from in-service terminal.

- Periodic monitoring
In accuracy validation of time-scale InSAR Analysis, the simulated port structure was moved artificially, and we got an analysis result from ALOS-2 observation data 13 times. The detection accuracy was 0.23 cm. It was within the error range of the target accuracy, 5mm/year. In validation of differential interferometric analysis, in case of the comparative evaluation with the survey value in runway of Niigata airport, the result was 0.47cm/year. It was within the error range of the target accuracy, 5mm/year. As for the application of maintenance in port facilities, we have developed the tool for nonprofessional people who has no experience to use SAR data. We can output the analysis result nearly automatically. Also, the instruction manual for this tool was made. The development tool has utilized in electricity, survey and consulting companies, which is our intended purpose. Moreover, we applied for New Technology Information System (NETIS) proceeded by Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism.

(2) Research development of the measurement technology using underwater sonar and Verification by the artificial structure

In research and development of the measurement technology by underwater sonar, simple noise processing proved the measurement accuracy of less than 50mm of the direction of measurement distance which is sufficient accuracy, when performing the maintenance of a port structure. In addition, the real-time imaging of measurement data was realized towards social mounting. However, about the measurement accuracy of the right-angled direction of the sonar measurement distance which is needed at the time of measurement of the block joint, the magnitude of a crack, etc., it is a future subject.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る