• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.1307-1313
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• 2018

최근 빈번히 발생하고 있는 지진, 구조물의 노후화에 따라 구조물 붕괴 및 기울어짐 사고 등이 자주 발생하고 있으며, 이런 구조물에 대한 재난을 방지하기 위하여 다양한 방법이 제시되고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 IoT(Internet of Things) 기반의 구조물 이상 유무를 실시간으로 모니터링 하여 구조물의 붕괴, 기울어짐, 화재 등에 대한 이상 징후현상을 사전에 제공하는 시스템을 제시한다. MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 센서(Sensor)기반의 기울기 센서, 가속도 센서를 이용, 센서별 검출된 데이터를 서버로 실시간 전송, 데이터를 축적하며, 설정된 임계치를 상위할 경우 대응할 수 있는 서비스를 제공 한다. 구조물의 붕괴, 기울어짐, 화재 등의 현상에 대한 임계치 상위 이벤트 발생 시 경고를 함으로, 구조물의 붕괴 및 기울어짐 현상에 대한 대피, 보수가 가능하여, 구조물에서 발생할 수 있는 재난에 대응할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.37-45
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• 2022

본 연구는 구조물이 하중과 외부요인으로부터 피해를 받을 경우 구조물의 안정성을 판단하기 위해서 발생하는 변위를 측정하는 방법론을 제시하고 실험을 통한 검증을 보여준다. 변위측정은 모아레의 원리를 이용 하였으며 이를 통해 구조물의 미세한 변위를 증폭하여 관찰 할 수 있다. 실험은 실제 현장의 파이프 서포트와 동일한 지름의 파이프를 사용하였으며 파이프가 수평으로 움직인다는 가정하에 파이프의 수평 변위에 따른 모아레 간섭무늬의 수직 변위를 측정하였다. 실험 결과 파이프의 수평 변위와 간섭무늬의 수직 변위의 선형 관계를 확인하고 관계식을 도출하였다. 추가적으로 카메라를 이용한 방법론을 적용하기 위해 수직부재와 카메라 사이의 거리에 따른 간섭무늬 변위의 관계식을 도출하여 카메라의 위치에 상관없이 방법론을 적용할 수 있게 하였다. 결론적으로 본 연구에서 제시한 방법론을 통해 카메라를 이용하여 거리에 상관없이 다수의 수직부재 변위를 동시에 측정하고 구조물의 안전성을 판단하여 붕괴를 감지할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.1-7
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• 2021

본 연구에서는 대형 시설물의 재난 모니터링을 위해 시설물에서 발생 가능한 붕괴 및 화재 사고를 감지하고, 재난 상황 발생 시 IoT 기반의 시설물 내부 상황 인지를 위한 커스터마이징 비콘을 개발하고자 하였다. 기존 변형률 센서를 이용한 데이터 계측의 경우 유선으로 변형률 센서를 연결하여 계측하였지만, 본 연구는 이를 무선으로 변경하여 실시간으로 구조물 변형의 유·무를 모니터링이 가능하도록 하였다. 이 과정에서 휘트스톤 브릿지를 이용하기 위해 커스터마이징 비콘에 연결이 가능한 변형률 센서 모듈을 제작하였으며, 계측 데이터를 원격으로 확인하기 위한 시스템 구성을 진행하였다. 계측 데이터 검증을 위해 차세대융합기술연구원 15층 내에 10개의 커스터마이징 비콘과 2개의 게이트웨이를 설치하였으며, 계측 데이터 분석 결과 변형률 데이터값이 7~8 사이에 분포하는 것을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.374-382
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• 2020

연구목적: 최근 노후한 안전관리 미비 시설물의 구조적 결함으로 인한 건축물 및 시설물 붕괴사고 등이 발생하고 있다. 본 연구는 전시 공간 건축물의 위험징후를 분석하고 계측기술을 개발하기 위해 시지각적 요소를 갖춘 건축물 센서 모니터링을 위한 최적의 센서 위치를 결정하는 상시 모니터링 시스템 설치가이드라인을 개발하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 위험징후 계측 기기의 구성요소, 설치위치, 기기의 경보 기준, 관리 방안 등을 제시한다. 연구결과: 센서의 위치를 결정하고, 통일된 시지각을 갖춤으로서 분석을 위한 신호처리 기술을 확보하고, Test-bed 운영 통해서 센서 모니터링 기반의 최적 '위험징후 감지장치'를 구성하는 방안을 제시하였다. 결론: 본 연구의 결과는 전시 공간 건축물 붕괴로 발생할 수 있는 재난으로부터 대비하고, 안전관리 역량을 강화에 기여할 수 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.933-939
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• 2010

얼마전 판교 근교에 위치한 흙막이 가시설 공사에서 가시설 구조물이 붕괴하여 인적 물적 피해가 발생한 사례가 있다. 그러한 사례가 발생되었음에도 불구하고 현재 흙막이 가시설 구조물 붕괴를 미연에 감지하고 조기 대응하는 방식을 자동화 시스템으로 도입 할 것에 대하여 시공사에서 미온적인 태도를 보이고 있다. 이와 같은 대표적인 이유는 제한된 예산과 계측의 불신임이 가장 큰 이유로 알려져 있다. 비록 지반 시설물에 대하여 현재 센서기반 자동화 계측 시스템을 일부 도입하고 있으나, 현재 운영되고 있는 대부분의 시스템은 계측데이터를 분석하고 시설물 내부 위험을 평가하여 관리주체에 보고 하는데는 상당한 시간이 소요되고, 긴급하게 시설물 이상여부를 보고해야 하는 상황에 자동화 계측시스템이 경고 전파를 적절하게 발휘하지 못하는 경우가 비번하게 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 기존 지반관련 자동화 계측의 경고전파체계에 관한 문제점을 살펴봄으로써, 보다 적절한 경고전파 시스템을 제안하며, 제한된 시스템은 국부 단일 계측 설비에 적용 가능할 뿐만 아니라, 지반구조물 안전관리에 활용 연계 될 수 있도록 표준 프로토콜 및 네트워크도 제안하고자 한다.

• 지질공학
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• 제19권1호
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• pp.63-70
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• 2009

한국원자력연구원 내에 위치하는 지하연구시설의 안정적인 운영을 위하여 터널 내 벽면과 주변 사면의 지반변위 및 온도 변화를 실시간 감시할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 광섬유센서케이블의 센서 기능을 활용하여 케이블 전체가 하나의 센서 기능을 하는 분포개념의 온도 및 변형을 측정기법을 이용한 것으로서 기존의 특정지점 계측방법과는 확연하게 차별된다. 이 기법은 구조물의 특성에 따라 선택적으로 탄력적 적용이 가능하여, 최대 매 1 m 간격으로 총연장 30 km까지 하나의 운영체계로 감시할 수 있는 기능을 가지고 있다. 변형특성의 계측 범위는 1 m 당 1 mm 변위 크기까지 계측이 가능하며, 변위 발생 위치와 변위가 진행하는 방향까지 계측 가능하다. 온도는 $0.01^{\circ}C$ 해상도를 가지며 케이블 종류에 따라 $-160{\sim}600^{\circ}C$까지 계측이 가능하다. 지하연구시설에서 1년 간의 모니터링 결과, 터널 벽면 및 주변 사면에서 뚜렷한 변위 혹은 거동은 확인할 수 없었으나, 지하수 누출에 의해 점진적으로 영향이 미칠 것으로 예상되는 징후를 확인하였다. 이로서 숏크리트로 처리한 터널 벽면의 균열변형 및 붕괴/낙반사고를 사전에 감지하고, 암반 내 지하수위의 등락과 함께 연구 터널내 환기상태를 감시, 관리할 수 있는 시스템을 구축하게 되었다. 이 외에도 이 시스템은 복잡한 구조를 갖는 플랜트의 변형은 물론 장대 구조물과 고층빌딩, 대형선박, 장대 교량, 댐과 송수관로 및 지하철 등의 안전 유지상태 및 누수 등의 감시에도 적용 가능하다. 특히 온도 변화 감시 기능은 목재 건조물에도 효과적으로 이용할 수 있다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.111-116
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• 2005

시트파일과 그라우팅 차수벽의 차수효과를 비교 판정하고 제방하부에서 발생하는 파이핑 현상을 감지하기 위하여 합천군의 덕인2제를 대상으로 갈수기와 우수기에 걸쳐 2차원 및 3차원 전기비저항탐사를 실시하였다. 자료의 해석결과 2차원이나 3차원탐사 모두 시트 파일과 일반 그라우팅 차수벽의 경계부나 육안으로 관찰된 파이핑 발생지점을 비교적 정확하게 탐지하였다. 또한 제방붕괴의 주요원인중 하나인 배수통문 배면의 공동을 조사하기 위하여 GPR탐사를 실시하였으나 구조물에 배근된 철근의 영향으로 만족할 만한 자료를 얻을 수 없었다. 배수통문 구조물의 특성상 여타 지구물리탐사법의 적용이 어려우므로 본 연구에서는 통문 하부 공동의 연결성을 평가할 수 있는 수리응답시험을 제안하였다.