• 전산구조공학
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• 제33권3호
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• pp.7-15
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• 2020

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.147-155
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• 2010

우리나라를 둘러싼 동북아시아를 비롯하여 동남아시아의 도시에 이르기까지 지진, 태풍, 쓰나미 등의 환경재해가 빈발하고 있는 상황이다. 또한 최근 아이티, 칠레에서의 지진 발생뿐만 아니라 국내 수도권에서도 지진이 발생하여 자연재해에 대한 우려가 많아지고 있다. 현대의 건축물들은 다양한 자연재해로부터 취약할 수밖에 없으므로, 이를 최대한 빠르게 확인하여 경보하는 것만이 인명 및 재산의 피해를 최소화할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 구조물 건전성 진단을 위한 통합 모니터링 시스템에 대하여 소개한다. 통합모니터링 시스템을 웹페이지로 제작함으로써, 관리자는 인터넷이 되는 어디에서나 실시간으로 구조물의 상태를 확인할 수 있으며, PDA나 스마트폰과 같은 모바일 기기를 활용하여 실시간으로 통합 모니터링 시스템에 접근하여, 해당 구조물의 상태를 확인함으로써 피해 상황을 파악한다. 시설물 유지 관리자에게 건전성 유무를 판단할 자료를 실시간으로 제공하는 것은 조기대응으로 인한 현재의 피해를 최소화할 수 있으며, 추후 발생할 수 있는 추가적인 피해를 예방할 수 있는 장점이 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.92-92
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• 2011

최근 건설기술의 발전과 함께 강재 케이블을 이용하는 시설물의 시공이 점점 증가하는 추세이다. 특히 현수교, 사장교와 같은 초장대 교량에 사용되는 케이블은 주거더 및 상판에 의한 하중의 대부분을 지지하는 핵심부재이다. 하지만 이러한 케이블 부재는 부식, 파단 등으로 인한 단면손실이 발생할 수 있고, 이로 인한 손상부의 응력집중으로 인해 시설물 전체의 붕괴로 이어질 수 있는 위험성을 가진다. 따라서 조기에 단면손실을 찾아 사고를 미연에 방지할 수 있는 강재 케이블 비파괴 검사 기술기반의 건전성 모니터링이 필수적이다. 이러한 효율적인 건전성 모니터링을 위해 스마트 센서를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있는데, 그중 대표적인 스마트 센서중 하나인 마그네틱 센서는 높은 신뢰도와 어디에나 적용 가능한 재현성 때문에 구조물 건전성 평가에 적용하기 유용한 기술로 그 적용범위가 선박, 항공등으로 점점 넓어지고 있는 추세이다. 마그네틱 센서는 그 적용대상에 따라 다양한 마그네틱 특성을 활용할 수 있는데, 최근에는 투자율 계측을 통해 케이블의 장력 측정이 가능한 Elasto-Magnetic 센서(E/M 센서)가 개발되었고 그 활용성에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 이에 본 연구에서는 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술을 제안하고자 한다. E/M 센서는 본래 케이블의 장력측정을 위해 개발되었지만 본 연구에서는 강재 케이블 부재의 단면손실 검색을 위해 적용하였다. 제안된 기술의 실험적 검증을 위해 E/M 센서를 이용하여 4가지의 다른 직경을 가지는 강봉시편을 E/M 센서헤드의 1차 코일을 통해 자화시키고, 각각의 직경에서 출력전압을 2차 코일을 이용하여 계측하였다. 그 결과 강봉의 직경이 감소함에 따라 출력 전압이 감소함을 보였다. 반복실험을 통해 해상도 및 선형성이 확보되는 최적의 입력전압과 출력전압의 워킹포인트를 선정하였고, 선정된 조건에서 강봉시편을 일정 간격으로 스캔한 결과 단면감소에 따른 선형적인 출력전압 감소와 동시에 단면 변화 지점에서는 추세선에서 크게 벗어난 출력전압 계측값을 나타내었다. 본 실험을 통해 제안된 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술의 유용성 및 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.26-33
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• 2011

본 연구에서는 항만구조물의 구조건전성 모니터링을 위한 Imote2 센서 플랫폼 기반의 고민감도 스마트 무선센서를 개발하였다. 이를 위해 첫째, 고성능 Imote2 센서 플랫폼을 기반으로 하고, 고민감도 MEMS 가속도계를 탑재한 스마트 무선센서를 설계하였다. 둘째, 스마트 무선센서가 독자적으로 모니터링을 수행할 수 있도록 하는 내장 소프트웨어를 설계하였다. 마지막으로, 개발된 스마트 무선센서의 성능을 모형 케이슨 구조물에서의 실험을 통해 검증하였다.

• 소음진동
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• 제18권5호
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• pp.20-29
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• 2008

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.165-174
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• 2010

본 논문에서는 실물 콘크리트 거더 교량의 가속도 응답 신호를 이용하여 구조물의 상태변화를 경보한 후 그 위치 변화를 검색하는 2단계 구조건전성 모니터링 체계를 제시하였다. 먼저, 2경간 연속 콘크리트 거더 교량인 미호천교를 대상교량으로 선정하였으며, 볼링공을 이용한 강제진동 실험으로부터 동특성을 추출하였다. 다음으로, 미호천교의 2단계 구조건전성 모니터링 체계 구축을 위한 손상 발생 경보 및 손상 위치 검색 기법들을 선정하였다. 손상 경보 기법으로는 시간영역 특징을 이용하는 자기회귀모델과 주파수응답함수의 상관계수, 주파수응답비보증지수를 선정하였다. 손상 위치 검색 기법으로는 모드변형에너지기반 손상지수법을 선정하였다. 마지막으로, 덤프트럭을 이용한 정적 재하 실험을 통해 2단계 손상 모니터링 체계의 적합성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.265-271
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• 2018

본 연구에서는 임피던스(impedance)를 이용하여 저비용으로 구조물의 결함을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 임피던스 기법은 구조물 건전성 모니터링을 위한 국부적 결함탐지의 대표적인 기법으로써, 압전재료를 구조물의 표면에 부착하여 구조물의 전기-역학적 어드미턴스(electro-mechanical admittance) 신호를 모니터링 함으로써 결함을 추정하는 기법이다. 이 기법을 적용하기 위하여 일반적으로 고가의 임피던스 분석기(impedance analyser)가 사용되는데, 기술의 효과적인 보급을 위해서는 저비용의 기법을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 임피던스 분석기를 대체하여, 일반적으로 실험실에서 사용되는 함수발생기(function generator)와 디지털 멀티미터(digital multimeter)만을 이용하여 전달 임피던스(transfer impedance)를 측정함으로써 구조물에 발생하는 결함을 탐지할 수 있는 기법을 연구한다. 즉, 건전상태와 손상상태에서 측정되는 전압의 진폭비를 이용한 손상지수를 비교함으로써 결함 유무를 판정할 수 있는 기법을 연구한다. 강재 시편에 대한 전달 임피던스 실험을 수행하였는데, 출력 전압의 진폭비를 이용한 손상지수를 비교함으로써 결함 유무를 합리적으로 판정할 수 있었다. 본 연구는 임피던스 기반 저비용 결함탐지기법을 위한 기초연구로써, 향후 결함의 위치 및 정도를 판정할 수 있는 연구가 보완된다면 구조물 건전성 모니터링에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.597-600
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• 2010

본 연구에서는 한강 상 교량인 올림픽대교를 대상으로 첨단 무선센서를 구조물 주요 부재에 설치하고 본 센서를 통해 취득되는 데이터를 활용하여 실시간 구조 건전도 모니터링 시스템을 구축하는 것을 목적으로 하였다. 본 시스템은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN, Ubiquitous Sensor Network)기술을 적용하여 림픽대교 주요 구조 부재 모니터링을 위한 센서 및 데이터 로깅 시스템으로 구성되어 운영된다. 본 연구에서는 1축 가속도계, 3축가속도계, 온도계, 경사계, 풍향풍속계 5종의 무선 센서를 총 10개 설치하였으며, 센서의 전원은 태양광 자가 전원공급 시스템으로 하였다. 데이터는 시스템 구축완료 후 9월1일부터 9월 7일까지의 일주일간의 데이터를 활용하여, 기존에 설치되어 있던 유선시스템으로부터 취득된 데이터와 비교분석하였으며, 이를 통행 USN 기반의 교량 계측시스템에 대한 실용성을 검증하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2014년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.9-10
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• 2014

구조물 계측 및 유지관리에 포함되는 계측센서, 계측장비, 전산장비, 통신장비, 소프트웨어 등은 구조물 수명에 비해 비교적 짧은 내구수명을 가지기 때문에 공용 기간 중 지속적으로 교체/변경이 요구되고 있으며, 소프트웨어 또한 분석기술의 향상과 정보통신기술의 발전 등을 계속해서 반영해야 하므로 일정기간마다 모니터링시스템에 대한 업그레이드 작업이 요구되고 있다. 그러나, 기존에 개발된 시스템은 구조물 관리자에 의한 일부 하드웨어와 분석 알고리즘의 변경이나 업그레이드가 쉽지 않고 모니터링 시스템의 구축에 활용된 프로그램 내부구조 파악이 어려워 원 개발자의 지속적인 지원에 의존해야한다. 본 논문에서 제안된 모바일 클라우드 기반 구조물 유지관리계측 통합모니터링시스템에서는 구조계가 평상시나 특수한 상황에서 장 단기적으로 어떠한 거동을 보이고 있는지를 분석하고, 이를 토대로 향후의 거동이 어떻게 될지 예측하기 위해서 확률과 통계기법의 적용을 통해서 구할 수 있는 새로운 데이터 분석 기법을 적용하였으며, 모바일 클라우드 기반으로 데이터를 수집하고, 많은 데이터 양 및 데이터 신뢰도 수준에서 건전성평가를 할 수 있는 새로운 개념의 구조물 거동계측 통합모니터링시스템 설계로 기존의 단점을 해결할 수 있도록 개선하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.304-307
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• 2010

1990년 이후 우리나라를 둘러싼 동북아시아를 비롯하여 동남아시아의 도시에 이르기까지 지진, 태풍, 쓰나미 등의 환경재해가 빈발하고 있는 상황이다. 인간이 건축한 구조물들은 다양한 자연재해로부터 취약할 수밖에 없으므로, 이를 최대한 빠르게 확인하여 경보하는 것만이 인명 및 재산의 피해를 최소화할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 구조물 건전성 진단을 위한 통합 모니터링 시스템을 제공하고, 발생한 사건을 조기에 대응하기 위해 SMS(Short Message Service)를 활용하여 시설물 유지관리 담당자에게 경보를 보내는 시스템에 대하여 소개한다. PDA나 스마트폰을 갖고 있는 관리자는 실시간으로 통합 모니터링 시스템에 접근하여, 해당 구조물의 상태를 확인함으로써 피해 상황을 파악한다. 시설물 유지 관리자에게 건전성 유무를 판단할 자료를 실시간으로 제공하는 것은 조기대응으로 인한 현재의 피해를 최소화할 수 있으며, 추후 발생할 수 있는 추가적인 피해를 예방할 수 있는 장점이 있다.