• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.367-369
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• 2009

본 논문은 저전력 무선 임피던스 기반 구조물 건전성 감시 USN 시스템을 활용하여 electro-mechanical Impedance 센서의 일종인 PZT센서를 부착한 배관 구조물의 건전성을 진단하는 방법과 그 실험 결과에 대해 소개 한다. 기존에는 건설구조물에 가해지는 전기적인 입출력비에 해당하는 임피던스를 계측하기 위해서 비교적 고가의 대형 계측 장비가 필요로 했으며, 구조물에 설치된 센서를 계측장비에 연결하기 위한 유선의 케이블 작업 역시 추가로 필요했었다. 대형 배관 구조물의 경우에는 이러한 문제점 때문에 임피던스를 이용한 능동형 센서가 제대로 활용되지 못하고 있고 비정기적인 비파괴검사에만 국한되어 사용되어 왔다. USN기술은 저전력 소출력 무선통신을 통해 기존의 계측시스템과는 다른 상시모니터링의 장점을 가지고 있는 기술로서 최근 토목/건설 분야에서 적극적으로 활용이 되는 융합기술이다. 본 논문에서 구조물 건전성 감시 분야와 저전력 무선 계측 기술의 통합을 통해 얻어진 최적화된 배관 건전도 진단 센서 노드의 효율성을 정량적 실험 데이터를 통해 입증하고, 앞으로의 연구 방향에 대한 제안으로 끝을 맺는다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.33-40
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• 2020

광섬유를 이용한 구조물 건전도 모니터링은 다양한 연구가 이루어졌다. 광섬유는 다중 및 분포로 변형률을 계측 할 수 있다. 광섬유 센서 중, FBG 센서는 동적 응답 계측과 정밀도가 높은 장점이 있지만, 계측 포인트의 제한이 있다. 분포형 광섬유 센서는 계측 포인트가 1000개가 넘지만, 샘플링 속도가 낮아 동적 계측이 불가능하다. 본 연구에서는 FBG와 브릴루안 상관영역 측정법의 장점만을 이용한 하이브리드 신경망 센서 계측 시스템이 제안하였다. 광섬유 브래그 격자를 포함한 광섬유를 이용하여 정적응답과 동적 응답을 선택적으로 계측 할 수 있는 계측 시스템이다. 제안된 시스템검증을 위하여 실내 실험을 수행하였으며, 기존의 센서와의 비교를 통해 정확도와 재현성을 검증하였다. 제안된 시스템을 활용하여, 동적 응답을 상시 계측하고, 전역적인 구조물의 상태를 평가한다. 이상 상태가 감지 되면, 분포형 계측 시스템을 이용하여 정적 응답을 계측하여, 구조물의 국부적인 상태를 평가한다. 제안된 시스템을 통해 효율적인 구조물 건전도 모니터링에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 기계저널
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• 제44권6호
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• pp.59-67
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• 2004

최근 교량 및 발전구조물, 고층빌딩과 같은 대형 사회기반시설물의 유지관리를 위한 스마트 계측 및 모니터링 기술에 관한 관심과 연구개발 및 적용사례가 증가하고 있다. 특히 국내에서는 과거 '한강의 기적'이라 일컬어지는 초고속 경제성장과정에서 교량, 터널, 항만, 공항, 발전소, 댐 등 대형 사회기반시설물의 건설이 급증하였으나, 설계 당시에 고려되지 못하였던 각종 하중 조건과 환경 요인으로 인해 구조 건전성(structural integrity)의 저하가 일어나고 있다. 또한 최근 도서생활권의 향상 및 물류비용의 개선, 고속전철사업 등으로 인한 장대 교량의 건설, 효율적 국토이용을 위한 초고층빌딩의 건설, 석유자원의 고갈에 대비한 다양한 형태의 발전구조물의 건설 등이 증가하고 있으며, 이들 사회기반시설물의 유지관리를 위한 스마트 계측 및 모니터링 시스템이 더욱 중요해지고 있다. (중략)

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.11-21
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• 2016

최근 건축물과 교량 등 사회기반시설물들의 노후화로 인해 변위센서, 가속도센서 등 첨단 기술을 이용한 구조물 안전관리 기법이 중요한 이슈로 부각되고 있다. 일반적으로 구조물의 안전관리를 위한 구조 건전성 모니터링 기술은 IT와 계측센서 기반으로 이러한 시스템을 구축하기 위해서는 많은 비용이 소요된다. 본 논문에서는 기존 계측센서 기반의 구조 건전성 모니터링 시스템에 비해 보다 경제적이고 효과적인 방법으로 구조물의 변위와 고유진동수를 추정하여 손상도를 평가하는 영상 기반의 구조물 동특성 분석 시스템을 개발하였다. 본 논문에서 개발한 시스템은 디지털 카메라와 같은 영상장치를 이용하여 구조물의 영상을 촬영하고, 영상처리를 위해 주로 사용되고 있는 정규상호상관기법인 NCC연산을 통해 변위와 고유 진동수를 분석하고, 구조물의 손상전후의 주파수응답비를 비교분석하여 손상도를 판별하여 문제가 발생 시 관리자에게 경보하는 기능을 지원한다. 본 시스템은 기존의 구조물에 부착하거나 고정해서 사용하는 계측 센서에 비해 설치 및 이동이 간편하고, 시스템이 단순하여 경제적이며 활용성이 높은 장점이 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.166-171
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• 2010

Wired monitoring systems have been used for damage detection and dynamic analysis of large structures(bridges, dams, plants, etc.). However, the real-world applications still remain limited, mainly due to time and cost issues inherent to wired systems. In recent years, an increasing number of researchers have adopted WSN(wireless sensor network) technologies to the field of SHM(structural health monitoring). Accurate time synchronization is most critical for the wireless approach to be feasible for SHM purpose, along with sufficient wireless bandwidth and highly precise measuring resolution. To satisfy technical criteria stated above, a wireless vibration monitoring system that uses high-precision MEMS(micro-electro-mechanical system) sensors and A/D convertor is discussed in detail. It was found experimentally that the level of time synchronization fell within $200\;{\mu}sec$.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.1-8
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• 2016

최근의 건축물은 복합적인 기능과 형태를 보이고 있으며, 크기가 거대해짐에 따라 구조물 건전성 감시(Structural Health Monitoring)기술의 수요 또한 증가하고 있다. 구조물마다 고유한 동특성을 가지고 있으며, 다양한 외력의 영향을 받기 때문에 구조물의 건전성을 평가하는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 전문가에 의지하여 접근 가능한 지점에 대한 육안 검사 및 비파괴 검사를 벗어나 사각지대가 없는 온라인 계측 시스템의 구비와 함께 자동으로 위험요소를 검출하는 시스템이 요구되고 있다. 본 연구에서는 비선형적인 구조물의 응답을 고려하기 위해 관리도 기법, 평균제곱근편차, 일반 극치 분포 등과 같은 통계적 기법을 이용하여 이상거동을 판별에 활용할 수 있는 신호 특징 추출과 적응형 임계치 설정 알고리즘을 제안하였으며, 강제진동 실험과 실제 운용중에 있는 구조물의 지진 계측 시스템의 가속도 응답을 이용하여 성능을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.10-13
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• 2009

본 논문에서는 모드해석 기법이 내장된 가속도기반 무선센서노드을 개발하였다. 이를 위해 다음과 같은 연구가 수행되었다. 첫째, 가속도 데이터를 취득하고 분석할 수 있는 가속도기반 무선센서노드를 설계하였다. 둘째, 무선센서노드를 이용한 구조건전성모니터링에 적합한 모드해석 기법으로 주파수영역분해법을 선정하였다. 셋째, 무선센서노드에서 모드해석을 독자적으로 수행하기 위한 분산 무선센서 네트워크기반 모드해석 알고리즘을 설계하고 무선센서노드에 내장하였다. 마지막으로, 개발된 무선센서노드를 PSC 거더모형에 설치하고 기존 구조건전성모니터링 시스템과의 성능비교를 통해 검증하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.1-9
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• 2012

지진, 태풍, 쓰나미 등의 환경재해에 대한 피해 뉴스가 빈발하게 보도되고 있다. 이러한 자연재해로부터 구조물의 건전성이 위협받는 상황에서 이를 최대한 빠르게 확인하여 정확한 경보를 하는 것만이 인명 및 재산의 피해를 최소화할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 경보시스템의 오경보를 줄이고 정확성을 높이고자 전문가 시스템을 설계하였다. 전문가 시스템은 인접해 있는 다수의 센서를 하나의 그룹으로 바라보고 단일 센서가 아닌 인접한 센서의 상태를 함께 비교함으로 모니터링 시스템의 신뢰도 높이는데 초점을 두고 있다. 시설물 유지 관리자에게 건전성 유무를 판단할 정확한 자료를 제공하는 것은 조기대응으로 인한 현재의 피해를 최소화할 수 있으며, 추후 발생할 수 있는 추가적인 피해를 예방할 수 있는 장점이 있다.

• 터널과지하공간
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• 제28권4호
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• pp.293-303
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• 2018

모니터링은 여러 방법과 장치를 이용하여 공학적 정보를 정확하게 수집하여 분석하는 행위를 말한다. 모니터링의 목적은 설계확인, 시공관리, 품질관리, 안전관리, 구조물 성능 확인 등이 있으며, 지반구조물진단평가는 구조물의 성능 확인에 해당하는 것으로 구조물이 사용 개시 후 환경 변화나 경년에 의해 누적된 피로 손상도를 고려하여 구조물의 건전도 판단을 목적으로 한다. 근래 국내에서 많이 알려진 음향미소진동은 구조물의 교란이 없는 상태에서 미세 수준의 손상을 감지하여 안전관리 및 구조물의 성능 확인에 활용될 수 있다. 본 보고는 음향미소진동 모니터링 기법을 이용하여 유류지하저장시설을 진단평가하는 절차에 대한 가이드라인을 소개한다. 가이드라인에는 모니터링 시스템 선정, 센서 배열과 설치 및 시스템 운영, 해석 등을 다루고 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권8호
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• pp.639-646
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• 2017

본 논문에서는 군용 항공기를 위한 새로운 하중 모니터링 시스템에 대하여 소개하였다. 이 시스템은 항공기에 장착되는 센서와 탑재장비 및 지상에서 운용되는 지상분석장비로 구성된다. 이 시스템을 이용하여 항공기에 작용하는 구조정적하중을 비행파라미터로 추정할 수 있을 뿐 아니라, 정적하중, 동적하중 및 예상치 못한 이벤트에 의한 구조물의 응답을 센서로 측정할 수 있다. 특히 다점 측정이 가능한 광섬유 센서를 사용하였다. 탑재장비는 관련 군사규격서의 요구도를 만족하도록 설계되었으며, 일련의 환경시험으로 입증하였다. 본 시스템은 비행시험에 앞서 지상구조시험에 사용되고 평가되었으며, 향후 비행시험평가를 통하여 군용 항공기의 구조하중 모니터링 시스템으로 사용될 예정이다.