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NEC等开发出低成本地震建筑物损伤程度检测系统

http://cn.newmaker.com 8/31/2010 2:43:00 PM 日经BP社

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日本的大林组、NEC及JUST（总部：神奈川县横滨市）三公司宣布，共同开发出了检测地震后建筑物损伤程度的结构监测系统（Structural Health Monitoring System）。与原有的系统相比，具有导入成本低及设置容易的特点。系统发布的同时还在NEC的玉川60号馆办公大楼及JUST总部大厦内设置了该系统，开始实证实验。

当地震导致建筑物发生损伤时，如果能够确认损伤部位及损伤程度，便可缩短设施恢复所需要的时间。而结构监测系统就是其实现手段之一。该系统可利用设置在建筑物内的传感器收集地震导致的大厦摇晃程度及变形等数据，在短时间内确认异常部位。据发布资料介绍，日本国土交通省在2008年度开始的三年计划的研究项目，就着眼于结构监测系统技术，以便提高住宅（主要指钢筋混凝土结构的住宅）的维护管理水平。

整合三公司的技术

但是，原有的结构监测系统存在一些缺点。如需要使用高灵敏度传感器，为了在系统内全部以有线方式连接，需要进行规模庞大的铺设工程，以及需要使用对大量信息进行分析的昂贵软件。因此导入成本的负担较重，而且还需要保持稳定功率，运行成本的负担也很大，用户多会对设置犹豫不决。

此次的结构监测系统结合了大林组的损伤检测及分析技术、NEC的无线通信及信息收集应用构筑技术以及JUST的传感器技术共同开发而成。应用对象是以钢筋混凝土结构的建筑物。由于开发了低价传感器，网络采用无线设计，无需铺设有线的通信线路，因此导入成本降到了原来的十分之一以下。

检测混凝土断裂的声音

此次的系统主要有以下三个特点。第一个特点是能够在地震后迅速确认建筑特的损伤程度。检测混凝土断裂时发出的声音，并结合建筑物摇晃的周期及大小进行评测来断定损伤程度。收集并分析来自建筑内设置的多个传感器的信息，结果以“危险”、“注意”及“安全”三个级别表示。能够在短时间内以易懂的方式告知建筑物的损伤程度。而且据称在建筑物摇晃较小的地震时也有效。

第二个特点是因采用无线网络而设置容易。可相应于建筑的规模设置数十个尺寸6cm×10cm，厚度1.5cm的小型传感器。与这些传感器之间的数据交换采用了处理少量数据量的无线通信“ZigBee”。因设置简单，还可轻松安装到已建好的建筑上。此外，传感器的耗电量也很少，可用电池驱动。

第三个特点是价格低。开发的传感器扩容利用内置的运算装置（CPU）来处理数据。与原来的处理相比，能够以简单的运算来断定损伤程度。发送数据时可使用低价的无线模块。另外，设置时所需要的工程费用比原来的有线系统大幅降低，因此整个系统的构筑成本可降至原来的十分之一以下。

今后三公司将通过实证实验来收集数据，确认此次系统的效果及有效性，并为提供商用而进一步扩充功能并强化性能。预定2011年9月开始向市场供应。据称，不仅是普通建筑物，而且还将向学校及医院等重点防灾设施，桥梁、道路、基础设施、核能设施及重要构造物等提出采用建议。（记者：小岛郁太郎）

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