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工学教育研究部 工学科土木環境工学プログラム担当 |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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CNN AND GAN BASED WEATHERING STEEL APPEARANCE EVALUATION IMPROVED BY IMAGE SIZE AND LOSS FUNCTION 査読あり
Nagatani K., Shigei N., Morita C., Ishizuka Y., Miyajima H.
International Journal of Innovative Computing, Information and Control 21 ( 2 ) 433 - 445 2025年4月
掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：International Journal of Innovative Computing, Information and Control
Weathering steel is a steel material that can maintain its performance outdoors for a long period of time by forming protective rust. Periodic inspection of the rust condition is necessary to maintain this steel in good condition, and CNN-based methods for evaluating the appearance of rust have been studied. One of the problems in improving the classification accuracy of the CNN is how to prepare the rust images for training. The objectives of this paper are 1) to consider rust patch image size and 2) to improve the diversity of the generated images in rust image generation using GAN. From 1), we show that the accuracy can be improved by using large cropping images and shrinking the image when training the model. From 2), we propose SSIM-target loss, which is an improvement of the conventional SSIM loss, and show that it improves the CNN Score. Using methods 1) and 2), we achieved an F1 score of 90.3% for the three-class classification of the rust images, compared to the baseline method’s F1 score of 86.8%.
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耐候性鋼橋梁のさび外観評点と健全性評価に関する考察 査読あり
中島和俊, 加納勇, 安波博道, 今井篤実, 高木優任, 森田千尋
構造工学論文集 71A 351 - 361 2025年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：公益社団法人 土木学会
In this study, the appearance rating method, which is now widely used to diagnose the integrity of weathering steel bridges, was reorganized based on photographs and the amount of corrosion in previous studies to clarify the classification of each category. This clearly separated the categories that should be repaired (Rating Number 1) from the others. In addition, it was also possible to determine that the rusting changes over time would not naturally shift to the rating number 1, although there is a possibility that the rusting changes from rating number 5 to rating number 2 would shift sequentially. This has enabled us to propose a more rational method for soundness diagnosis during periodic inspections.
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Numerical study on the melting behavior of annular fuel under accident conditions 査読あり 国際共著
Wang B., Huang M., Meng X., Ouyang X., Huang Y., Matsuda H., Morita C.
Progress in Nuclear Energy 179 2025年1月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Progress in Nuclear Energy
The use of annular fuel in nuclear power plants has been developed to improve their efficiency, safety, and economic viability. Therefore, studying the thermal hydraulic issues of annular fuel is crucial. The melting of annular fuel under accident conditions is equally important. This study uses a novel numerical technique called the Half Boundary Method (HBM) to tackle this issue. With new variables introduced, this method avoids the need for additional continuity equations at the boundary when solving multi-layer composite problems. First, the HBM is used to model a multi-layer composite ring and solve its transient thermal problems, which are then verified. Next, the temperature distribution of annular fuel under operational conditions is calculated, and the results are compared to validate HBM's accuracy. Based on these findings, simulations are conducted to model the melting phase transitions of annular fuel during Loss of Coolant Accidents (LOCAs) and Reactivity Insertion Accidents (RIAs).
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Improvement of GAN-based Training Image Generation for CNN-based rust Evaluation of Weathering Steel 査読あり
Nagatani K., Shigei N., Morita C., Ishizuka Y., Miyajima H.
ACM International Conference Proceeding Series 40 - 47 2024年12月
掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：ACM International Conference Proceeding Series
Weathering steel is a steel material that produces a protective rust layer on the surface of the steel that suppresses the propagation of corrosion. Periodic inspection of the rust condition is necessary to maintain this steel in good condition, and CNN-based methods for evaluating the appearance of rust have been studied. One of the problems in improving the classification accuracy of the CNN is how to prepare the rust images for training. Since it is difficult to collect rust images in the real world, it has been studied to train CNN with rust images generated by GANs. Conventional GANs have the problem that when a large number of images are generated, the generated images are biased toward similar ones. The scope of this paper is to improve the accuracy of CNN using GAN-generated images in classification tasks of rust conditions of weathering steel. The specific objectives of this study are to improve the diversity of images generated by GANs and thereby improve the accuracy of CNNs. To improve image diversity in GAN-based image generation, we propose to use Wasserstein GAN with Gradient Penalty (WGAN-GP), in addition to Conditional GAN (CGAN), and to introduce SSIM (Structural Similarity) and LBP (Local Binary Pattern) as loss functions, in addition to L1 and L2 losses. Then, the images generated by the proposed five types of GANs are applied to the training of CNNs. Comparison between the proposed GANs and the conventional CGAN shows that 1) the proposed GANs can reduce the SSIM similarity of the generated images by up to 1/4, and 2) in the classification of three classes of rust images, the use of the generated images of the proposed GANs can improve the F1 score by up to about 4%pt. Overall analysis shows that WGAN-GP-based is better than CGAN-based and that the newly introduced SSIM, LBP, L1 and L2 losses improve both similarity and classification accuracy.
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A boundary-type algorithm based on the discrete ordinates for neutron transport equation 査読あり 国際共著
Cheng Y.T., Huang M., Ouyang X.P., Matsuda H., Morita C.
Engineering Analysis with Boundary Elements 169 2024年12月
掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Engineering Analysis with Boundary Elements
The spatial distribution of neutron flux in the core of a nuclear reactor plays a crucial role in ensuring nuclear safety. It can be determined by solving the neutron transport equation, where computational resource consumption is gradually receiving more attention, especially in problems with multiple reflective boundary conditions. It is common practice to assume initial boundary values in one angular direction to obtain a global solution, and then use reflective boundary conditions to solve for the other directions, iterating until convergence. However, this approach has the drawback of requiring the global solution, and each iteration necessitates storing the neutron flux values, consuming time and storage space. In order to address this issue, this paper proposes a precise and efficient boundary-type method, the Half Boundary Method (HBM). This method establishes relationships between adjacent node values through integration and mathematical deduction, ultimately obtaining the relationship among any node and the boundary values in any direction. As a result, iteration is only required for boundary values, reducing the iteration amount and thus saving time and storage space. Using the discrete ordinate (SN) method for angular discretization and HBM for spatial discretization, this paper solved the steady-state neutron transport equation for two-dimensional systems modeled with Cartesian geometry. The method is validated using several benchmark problems, including the 2D ISSA benchmark, the 2D mono-group k-eigenvalue problem and BWR rod bundle test problem. All of these problems demonstrate good results and effectively reduced computational time.
書籍等出版物 【 表示 ／ 非表示 】
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これだけは知っておきたい橋梁メンテナンスのための構造工学入門
委員長：岩城一郎 他（ 担当： 共著）
建設図書 2019年5月
記述言語：日本語 著書種別：教科書・概説・概論
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耐候性鋼橋梁の可能性と新しい技術
主査：山口栄輝 他（ 担当： 共著）
日本鋼構造協会 テクニカルレポート 2006年10月
記述言語：日本語 著書種別：学術書
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ロマンを訪ねて～九州橋紀行
九州橋梁・構造工学研究会 主査：﨑元達郎 他（ 担当： 共著）
西日本新聞社 1995年7月
記述言語：日本語 著書種別：一般書・啓蒙書
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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進化するRC構造物の非破壊検査2003 非破壊検査の手法【目で見る】3D 招待あり
森田千尋，出水享
建築技術 ( 881 ) 101 - 102 2023年6月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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進化するRC構造物の非破壊検査2003 非破壊検査の手法【表面で計測する】光学的ひずみ計測 招待あり
森田千尋，出水享
建築技術 ( 881 ) 122 - 123 2023年6月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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デジタル画像相関法を用いた橋梁の亀裂・変位・ひずみ計測に関する研究 招待あり
出水享，松田浩，伊藤幸広，森田千尋
光技術コンタクト 60 ( 2 ) 32 - 39 2022年2月
担当区分：最終著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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「橋の日」の制定・活動と47都道府県橋の日運動の支援 招待あり
森田千尋
土木学会誌 ( 8月 ) 60 - 61 2021年8月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
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宮崎大学工学部で行った高校生「総合的な探究の時間」の評価
田村宏樹、森田千尋、盆子原康博、荒井昌和、菅本和寛、坂本眞人、石津貴弘
宮崎大学工学部紀要 49 17 - 22 2020年9月
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要）
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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深層学習を用いたコンクリート構造物のひび割れ幅推定
永田琥太郎，中丸ゆかり，安井賢太郎，森田千尋，川畑琉皇，重井徳貴
令和6年度土木学会西部支部研究発表会
開催年月日： 2025年3月8日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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3年間の大気暴露試験における機能性防錆塗装システムの防食特性の比較
宮崎琉太郎，森田千尋，中野敦，堀澤英太郎，博多屋智志，森本菖
令和6年度土木学会西部支部研究発表会
開催年月日： 2025年3月8日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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SfMモデルを用いた解体橋梁桁のひび割れ幅計測の検討
池内亮磨，森田千尋，堀澤英太郎，安井賢太郎，出水享
令和6年度土木学会西部支部研究発表会
開催年月日： 2025年3月8日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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九州・山口地区の耐候性鋼橋梁における約20年間のさび外観変化
清瀬啓文，森田千尋，堀澤英太郎，熊本仁美，中島和俊，安井賢太郎
令和6年度土木学会西部支部研究発表会
開催年月日： 2025年3月8日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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三次元計測技術による鋼部材を対象とした寸法精度の検証
細石波留斗，森田千尋，堀澤英太郎，安井賢太郎，池内亮磨
令和6年度土木学会西部支部研究発表会
開催年月日： 2025年3月8日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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令和6年度土木学会西部支部研究発表会優秀講演賞
2025年3月 公益社団法人土木学会西部支部
永田琥太郎，中丸ゆかり，安井賢太郎，森田千尋，川畑琉皇，重井徳貴
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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令和6年度土木学会西部支部研究発表会優秀講演賞
2025年3月 公益社団法人土木学会西部支部
森本菖，森田千尋，中野敦，堀澤英太郎，押川渡，米沢昇
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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令和6年度土木学会西部支部研究発表会優秀講演賞
2025年3月 公益社団法人土木学会西部支部
宮崎琉太郎，森田千尋，中野敦，堀澤英太郎，博多屋智志，森本菖
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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令和6年度土木学会全国大会第79回年次学術講演会優秀発表賞
2024年10月 公益社団法人土木学会
森本菖，森田千尋，中野敦，堀澤英太郎，押川渡，米沢昇
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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令和5年度土木学会西部支部研究発表会優秀講演賞
2024年3月 公益社団法人土木学会西部支部
森本菖，森田千尋，中野敦，押川渡，豊田祐樹，米沢昇
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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耐候性鋼のさび外観評点区分の検討と三次元データを用いた橋梁の健全度評価手法の構築
研究課題/領域番号：24K07642 2024年04月 - 2027年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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3次元データを用いたインフラ構造物の点検・診断システムの高度化・高精度化
研究課題/領域番号：22K04268 2022年04月 - 2025年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費基金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
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地方橋梁の三次元モデルの構築と効率的・効果的な復元設計による維持管理環境の創出
研究課題/領域番号：20K04666 2020年04月 - 2023年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
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橋梁狭隘箇所の変状認識を目的とするGNSSを採用したUAV自律航行システムの開発
研究課題/領域番号：18K04305 2020年04月 - 2021年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
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３次元データを用いたインフラ構造物の革新的点検・診断システムの開発
研究課題/領域番号：19K04556 2019年04月 - 2021年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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宮崎版インフラメンテナンスに携わる技術者の再教育
2024年07月 - 2025年03月
(公財)宮崎県建設技術推進機構 宮崎『ひと・まち・みらい』づくりに関する研究・活動等助成事業
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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橋梁を対象としたデータアキュムレータカリキュラム構築と地方におけるニーズ調査
2023年11月 - 2025年03月
国立研究開発法人土木研究所 戦略的イノベーション創造プログラム（SIP)
担当区分：研究代表者
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宮崎版インフラメンテナンスに携わる技術者の再教育
2023年07月 - 2024年03月
(公財)宮崎県建設技術推進機構 宮崎『ひと・まち・みらい』づくりに関する研究・活動等助成事業
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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宮崎版インフラメンテナンスに携わる技術者の再教育
2022年07月 - 2023年03月
(公財)宮崎県建設技術推進機構 宮崎『ひと・まち・みらい』づくりに関する研究・活動等助成事業
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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橋梁点検におけるドローンの活用について
2022年05月 - 2023年03月
(公財)宮崎県建設技術推進機構 宮崎『ひと・まち・みらい』づくりに関する研究・活動等助成事業
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
受託研究受入実績 【 表示 ／ 非表示 】
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配電設備における強度計算手法の検証
2021年12月 - 2022年11月
株式会社明光社
担当区分：研究代表者 受託研究区分：一般受託研究
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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多視点画像解析を用いた構造物の3次元モデル化と橋梁点検への活用
防食技術（溶射、機能性防錆塗装システム）の腐食性評価に関する研究
耐候性鋼橋梁の健全度評価手法に関する研究ホームページ： 土木環境工学プログラム
技術相談に応じられる関連分野：・橋梁（特に鋼橋梁）の点検、診断、補修・補強に関する内容
・構造物の構造解析、実験メッセージ：構造物（特に鋼橋梁）の維持管理に関する研究を行っています。これらに関するご相談に対応できると思います。
また、学び直し講座として、橋梁点検技術者養成講座を実施しています。