論文の概要: Traffic and weather driven hybrid digital twin for bridge monitoring
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.14028v1
- Date: Sat, 14 Mar 2026 17:03:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-17 16:19:35.55854
- Title: Traffic and weather driven hybrid digital twin for bridge monitoring
- Title(参考訳): 橋梁監視のための交通・気象駆動型ハイブリッドディジタルツイン
- Authors: Phani Raja Bharath Balijepalli, Bulent Soykan, Veeraraghava Raju Hasti,
- Abstract要約: 既存の交通カメラと天気予報APIを用いたブリッジ条件監視のためのハイブリッドデジタルツインフレームワークが提案されている。
このフレームワークは3つのほぼリアルタイムストリームを融合させる。ブリッジデッキカメラからのYOLOv8コンピュータビジョンは、車両数、交通密度、ロードプロキシを推定する。
このフレームワークは、過酷な気候下での老朽化した高交通量橋の費用対効果予測維持に既存のインフラを活用することを実証している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: A hybrid digital twin framework is presented for bridge condition monitoring using existing traffic cameras and weather APIs, reducing reliance on dedicated sensor installations. The approach is demonstrated on the Peace Bridge (99 years in service) under high traffic demand and harsh winter exposure. The framework fuses three near-real-time streams: YOLOv8 computer vision from a bridge-deck camera estimates vehicle counts, traffic density, and load proxies; a Lighthill--Whitham--Richards (LWR) model propagates density $ρ(x,t)$ and detects deceleration-driven shockwaves linked to repetitive loading and fatigue accumulation; and weather APIs provide deterioration drivers including temperature cycling, freeze-thaw activity, precipitation-related corrosion potential, and wind effects. Monte Carlo simulation quantifies uncertainty across traffic-environment scenarios, while Random Forest models map fused features to fatigue indicators and maintenance classification. The framework demonstrates utilizing existing infrastructure for cost-effective predictive maintenance of aging, high-traffic bridges in harsh climates.
- Abstract(参考訳): 既存の交通カメラと天気予報APIを使用したブリッジ条件監視のためのハイブリッドデジタルツインフレームワークが提示され、専用のセンサーインストールへの依存が軽減される。
このアプローチは、高い交通需要と厳しい冬の露光の下で、平和橋(99年間の運用期間)で実証されている。
ブリッジデッキカメラからのYOLOv8コンピュータビジョンは、車両数、交通密度、負荷プロキシを推定し、Lighthill-Whitham-Richards(LWR)モデルは密度を$ρ(x,t)$で伝搬し、繰り返しの負荷と疲労の蓄積に関連する減速駆動衝撃波を検出し、気象APIは、温度サイクル、凍結ソー活動、降水関連腐食電位、風の影響などの劣化要因を提供する。
モンテカルロシミュレーションは交通環境のシナリオにおける不確実性を定量化し、ランダムフォレストモデルは融合した特徴を疲労指標とメンテナンス分類にマップする。
このフレームワークは、過酷な気候下での老朽化した高交通量橋の費用対効果予測維持に既存のインフラを活用することを実証している。
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