Name: simulation of human-induced vibrations based on the characterized in-field pedestrian behavior
Uploaded: 2016-04-13T13:00:00
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Les expériences impliquant des personnes à pied sont effectuées en collaboration avec le Mouvement et la posture Laboratoire d&#39; analyse Leuven (MALL) 25. Leur coopération et leur soutien est grandement apprécié.

Toutes les procédures ont été approuvées par le comité d&#39;éthique de l&#39;hôpital universitaire de la KU Leuven et chaque sujet ont donné un consentement éclairé avant de participer. 1. 3D Motion Tracking: Configuration et acquisition de données <ol><li> Veiller à ce que les capteurs individuels sont complètement chargées (figure 1A). Cette étape prend environ 1 heure, mais peut être effectuée sur les jours avant les mesures réelles. Suivre le protoco...

<ol>
	<li>Bachmann, H., Ammann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bachmann vibrations in structures : induced by man and machines. , (1987).</li><li>. MTw User Manual Available from: <a target="_blank" href="https://www.xsens.com/download/usermanual/MTw_usermanual.pdf">https://www.xsens.com/download/usermanual/MTw_usermanual.pdf</a> (2013)</li><li>Van Nimmen, K., Lombaert, G., Jonkers, I., De Roeck, G., Vanden Broeck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+walking+loads+by+3D+inertial+motion+tracking.">Characterisation of walking loads by 3D inertial motion tracking.</a> J. Sound Vib. 333 (20), 1-15 (2013).</li><li>Northern Digital Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> TrueImpulse Kinetic Measurement System User Guide. , (2013).</li><li>Racic, V., Pavic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+model+to+generate+near-periodic+human+jumping+force+signals.">Mathematical model to generate near-periodic human jumping force signals.</a> Mech. Syst. Signal Process. 24 (1), 138-152 (2010).</li><li>The MathWorks Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MATLAB and Signal Processing Toolbox Release. , (2014).</li><li>Van Nimmen, K., Van den Broeck, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PediVib 1.0 - A MATLAB toolbox for the simulation of human-induced vibrations. , (2015).</li><li>Li, Q., Fan, J., Nie, J., Li, Q., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crowd-induced+random+vibration+of+footbridge+and+vibration+control+using+multiple+tuned+mass+dampers.">Crowd-induced random vibration of footbridge and vibration control using multiple tuned mass dampers.</a> J. Sound Vib. 329 (19), 4068-4092 (2010).</li><li>Van Nimmen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Numerical and experimental study of human-induced vibrations of footbridges [dissertation]. , (2015).</li><li>Middleton, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dynamic performance of high frequency floors [dissertation]. , (2009).</li><li>Ing&#242;lfsson, E. T., Georgakis, C. T., Ricciardelli, F., J&#246;nsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+identification+of+pedestrian-induced+lateral+forces+on+footbridges.">Experimental identification of pedestrian-induced lateral forces on footbridges.</a> J. Sound Vib. 330 (6), 1265-1284 (2011).</li><li>Racic, V., Brownjohn, J. M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+modelling+of+random+narrow+band+lateral+excitation+of+footbridges+due+to+pedestrians+walking.">Mathematical modelling of random narrow band lateral excitation of footbridges due to pedestrians walking.</a> Comput. Struct. 90-91 (1), 116-130 (2012).</li><li>Reynders, E., Roeck, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=De+Reference-based+combined+deterministic-stochastic+subspace+identification+for+experimental+and+operational+modal+analysis.">De Reference-based combined deterministic-stochastic subspace identification for experimental and operational modal analysis.</a> Mech. Syst. Signal Process. 22 (3), 617-637 (2008).</li><li>Bocian, M., Macdonald, J. H. G., Burn, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanically+inspired+modeling+of+pedestrian-induced+vertical+self-excited+forces.">Biomechanically inspired modeling of pedestrian-induced vertical self-excited forces.</a> J. Bridg. Eng. 18 (12), 1336-1346 (2013).</li><li>&#381;ivanovi&#263;, S., Pavi&#263;, A., Ing&#242;lfsson, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+spatially+unrestricted+pedestrian+traffic+on+footbridges.">Modeling spatially unrestricted pedestrian traffic on footbridges.</a> Journal of Structural Engineering. 136 (10), 1296-1308 (2010).</li><li>Agu, E., Kasperski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+the+random+dynamic+parameters+of+the+human+body+on+the+dynamic+characteristics+of+the+coupled+system+of+structurecrowd.">Influence of the random dynamic parameters of the human body on the dynamic characteristics of the coupled system of structurecrowd.</a> J. Sound Vib. 330 (3), 431-444 (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vicon Motion Systems Product Manuals. , (2012).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CODAmotion Technical data sheet. , (2012).</li><li>Meichtry, A., Romkes, J., Gobelet, C., Brunner, R., M&#252;ller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Criterion+validity+of+3D+trunk+accelerations+to+assess+external+work+and+power+in+able-bodied+gait.">Criterion validity of 3D trunk accelerations to assess external work and power in able-bodied gait.</a> Gait Posture. 25 (1), 25-32 (2007).</li><li>Jung, Y., Jung, M., Lee, K., Koo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ground+reaction+force+estimation+using+an+insole-type+pressure+mat+and+joint+kinematics+during+walking.">Ground reaction force estimation using an insole-type pressure mat and joint kinematics during walking.</a> J. Biomech. 47 (11), 2693-2699 (2014).</li><li>Liedtke, C., Fokkenrood, S. A., Menger, J. T., van der Kooij, H., Veltink, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+instrumented+shoes+for+ambulatory+assessment+of+ground+reaction+forces.">Evaluation of instrumented shoes for ambulatory assessment of ground reaction forces.</a> Gait Posture. 26 (1), 39-47 (2007).</li><li>Boutaayamou, M., Schwartz, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validated+extraction+of+gait+events+from+3D+accelerometer+recordings.">Validated extraction of gait events from 3D accelerometer recordings.</a> , 6-9 (2012).</li><li>Kavanagh, J. J., Menz, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerometry:+A+technique+for+quantifying+movement+patterns+during+walking.">Accelerometry: A technique for quantifying movement patterns during walking.</a> Gait Posture. 28 (1), 1-15 (2008).</li><li>. MALL: Movement and posture Analysis Laboratory Leuven (Interdepartemental research laboratory at the Faculty of Kinisiology and Rehabilitation Sciences) Available from: <a target="_blank" href="https://faber.kuleuven.be/MALL/mall.php">https://faber.kuleuven.be/MALL/mall.php</a> (2015)</li></ol>

Le mouvement humain et GRF résultant sont généralement identifiés par l&#39;application de plaques de force, tapis roulants ainsi que la technologie de capture de mouvement optique tels que Vicon 18 et CODA 19 instrumentés. L&#39;application de ces techniques est cependant limitée à l&#39;environnement de laboratoire. En réponse à cet inconvénient, le potentiel des techniques novatrices qui permettent la mesure du comportement «naturel» de la personne sur de nombreux cycles répétés e...

Guidés par l&#39;exigence économique de l&#39;efficacité et de la montée en puissance des (nouveaux) matériaux, les architectes et les ingénieurs repoussent les limites de construire toujours plus, des structures plus grands et plus légers. En règle générale, la lumière et les structures minces ont une ou plusieurs fréquences naturelles qui se trouvent dans le spectre dominant des activités humaines communes telles que la marche, la course ou le saut. Susceptible d&#39;être soumis à (quasi) excitation de résonance, ils sont souvent trop sensibles au mouvement humain, entraînant des vibrations parasites ou même nuisibles 1. Pour ces structures élancées et légères, l&#39;état de fonctionnement de vibration est une question de plus en plus préoccupant, ce qui constitue souvent l&#39;exigence de conception critique. Le mouvement humain et les forces de réaction du sol résultant (GRF) sont généralement expérimentalement identifiés dans des conditions de laboratoire. Actuellement, les concepteurs sont obligés de compter - ce que l&#39;on suppose être «conservateur» - l équivalentmodèles OAD, agrandies à partir de mesures de la force d&#39;une seule personne. Avec des conceptions régies par le dynamisme des densités élevées de la foule, une forte demande existe pour la vérification et le raffinement des modèles de charge actuellement disponibles. Le présent protocole utilise une inertie technique de suivi de mouvement 3D pour la caractérisation du mouvement naturel des piétons. On montre comment ces informations peuvent être utilisées pour définir la corrélation entre les piétons, ainsi que les charges induites correspondantes. Dans une étape ultérieure, le comportement des piétons caractérisé permet de simuler numériquement la réponse structurelle induite. Comparaison avec la réponse structurelle enregistrée permet de quantifier l&#39;effet de portées disparues phénomènes d&#39;interaction homme-structure, par exemple, l&#39;amortissement supplémentaire en raison de la présence des piétons. La méthodologie est illustrée pour des expériences à grande échelle sur une vraie passerelle où la réponse structurelle et le mouvement du nominalparticipants sont enregistrés simultanément.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1081">
	<tbody>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">MTw Development Kit + MT Manager Software</td>
			<td style="width:107px;">Xsens</td>
			<td style="width:280px;">MTW-38A70G20-1</td>
			<td style="width:393px;">Development kit with wireless, highly accurate, small and lightweight 3D human motion trackers and accompanying click-in full body straps.</td>
		</tr>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">True Impulse Kinetic Measurement System + NDI Open Capture Data Acquisition and Visualization System</td>
			<td style="width:107px;">NDI Northern Digital Inc.</td>
			<td style="width:280px;">791028</td>
			<td style="width:393px;">TrueImpulse measures reaction forces exerted by humans during a wide variety of activities.</td>
		</tr>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">GMS-24</td>
			<td style="width:107px;">GeoSIG Ltd</td>
			<td style="width:280px;">Rev. 03.08.2010</td>
			<td style="width:393px;">(Wireless) accelerometers to register the structural vibrations.</td>
		</tr>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">GeoDAS GeoSIG Data Acquisition System</td>
			<td style="width:107px;">GeoSIG Ltd</td>
			<td style="width:280px;">Rev. 03.08.2010</td>
			<td style="width:393px;">Graphical MS Windows application running under Windows 9x/NT/2000, providing a software interface between users and GeoSIG recorders GSR/GCR/GBV/GT.</td>
		</tr>
		<tr height="65">
			<td height="65" style="height:65px;width:301px;">PediVib toolbox</td>
			<td style="width:107px;">KU Leuven</td>
			<td style="width:280px;">/</td>
			<td style="width:393px;">Software interface/toolbox to simulate the structural vibrations induced by pedestrians.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:301px;">Metronome</td>
			<td style="width:107px;">/</td>
			<td style="width:280px;">/</td>
			<td style="width:393px;">A device to indicate the targetted pacing rate of the activity (free applications are available online for pc/laptop/smartphone).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simulation of human-induced vibrations based on the characterized in-field pedestrian behavior

Pour mince et des structures légères, les vibrations maintenabilité est une question de plus en plus préoccupant, ce qui constitue souvent l&#39;exigence de conception critique. Avec des conceptions régies par la performance dynamique sous des charges induites par l&#39;homme, une forte demande existe pour la vérification et le raffinement des modèles de charge actuellement disponibles. La présente contribution utilise une inertie technique de suivi de mouvement 3D pour la caractérisation du comportement sur le terrain piéton. La technique est tout d&#39;abord testée dans des expériences de laboratoire à l&#39;enregistrement simultané des forces de réaction au sol correspondantes. Les expériences comprennent les personnes à pied, ainsi que les activités humaines rythmiques comme le saut et branlante. Il est montré que la requête enregistrée permet de déterminer le taux de l&#39;activité de stimulation variant dans le temps. Ensemble, avec le poids de la personne et l&#39;application de modèles de forces généralisées disponibles dans la littérature, la fréquence de stimulation identifié variant dans le temps permet de carboniseracterize les charges induites par l&#39;homme. En outre, la synchronisation temporelle parmi les trackers de mouvement sans fil permet d&#39;identifier le taux de synchronisation entre les participants. Par la suite, la technique est utilisée sur une véritable passerelle où les deux le mouvement des personnes et des vibrations structurales induites sont enregistrés. On montre comment le comportement caractérisé en ce champ piéton peut être appliquée pour simuler la réponse structurelle induite. Il est démontré que la stimulation in situ identifié et le taux de synchronisation constituent une contribution essentielle pour la simulation et la vérification des charges induites par l&#39; homme. Les principales applications potentielles de la méthodologie proposée sont l&#39;estimation des phénomènes d&#39;interaction homme-structure et le développement de modèles adaptés à la corrélation entre les piétons dans des conditions réelles de circulation.

Tout d&#39;abord, il est montré comment les accélérations enregistrées près de la CoM des individus peuvent être utilisés pour caractériser les GRF qui en découlent. Les résultats sont discutés ici pour une marche individuelle 3. Observations comparables entièrement sont faites lorsque les activités humaines rythmiques, à savoir, le saut et branlante, sont considérés. Figure 7A et 7B montrent que le spectre d&#39;ampli...

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Simulation of Human-induced Vibrations Based on the Characterized In-field Pedestrian Behavior

Un protocole est présenté pour la caractérisation du comportement des piétons sur le terrain et la simulation de la réponse structurelle résultant. Field-tests démontrent que la stimulation in situ identifié et le taux de synchronisation entre les participants constituent un apport essentiel pour la simulation et la vérification des charges induites par l&#39; homme.

Simulation des vibrations d&#39;origine humaine Basé sur l&#39;In-champ Piéton Comportement Caractérisé

For slender and lightweight structures, vibration serviceability is a matter of growing concern, often constituting the critical design requirement. With ...

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