국제표준화기구(International Standards Organization : ISO)는 현재 전 세계적인 관련분야의 전문가의 참여 하에 상태감시 및 진단 분야의 규격을 개발하고 있다. 본고에서는 기계진동 및 충격분야의 기술위원회(Technical Committee : TC)인 TC108 산하의 부분위원회(Subcommittee : SC) 5에서 수행중인 기계의 상태감시 및 진단에 관련된 제정작업의 활동현황 전반에 관해 개략적으로 설명한다.(중략)
일반적으로 모니터링 장비는 주로 플랜트의 운전 상태를 감시하고 제어하는 목적으로 쓰이고 있 는데 계측하는 각종 변수는 변화속도가 빠르지 않은 정적 데이터인 경우가 대부분이라고 할 수 있다. 그러나 기계상태나 구조안전 감시장치 등에 쓰이는 모니터링 장비는 진동 혹은 동적 데이 터를 계측하고 주파수 분석까지를 해야 하기 때문에 데이터의 취득속도가 현저히 빨라야하고 이 에 따른 여러 가지 신호처리 기법을 적용해야 한다. 본고에서는 선박에 쓰이고 있는 기계상태와 구조안전 감시를 위한 모니터링 장비의 동향에 대하여 알아보았다.
대형 여객선은, "a ship is its own best lifeboat"라는 개념을 바탕으로 여객선의 안전성(survivability) 향상을 위한 설계가 요구되고 있으며, 이를 위하여, 사고가 발생하더라도 선박의 자체 추진력으로 안전하게 항구까지 귀항하여야 한다는, 여객선의 안전귀항(SRtP) 이라는 개념을 IMO SOLAS에 적용시켰다. SOLAS의 여객선 안전귀항 관련 조항은, 길이 120m 이상인 선박 또는 3개 이상의 주 수직격벽을 가진 선박으로서 2010년 07월 01일 이후 건조되는 여객선에 적용된다. 여객선 안전귀항 관련 조항은 화재와 침수사고에 적용되며, 사고분계점을 넘지 아니하는 사고가 발생할 경우 자체 추진력으로 여객선의 안전한 귀항을 위하여 사용 가능한 상태로 유지되어야 하는 시스템들에 대한 설계 기준, 사고분계점을 초과하는 화재 사고가 발생하였을 경우 질서 정연한 탈출 및 퇴선을 지원하기 위하여 작동상태의 유지가 요구되는 시스템 설계 기준, 사고분계점에 대한 정의, 사고 발생 후에도 여객 및 승무원의 건강을 유지 확보하기 위한 안전구역에 대한 기준들을 요구하고 있다. 본 연구에서는, 여객선 안전귀항 관련 법규들을 검토하고, 여객선 안전귀항을 위한 시스템들의 능력 평가 방법과 안전귀항 관련 조항 만족을 위한 시스템들의 요구사항들을 검토하였다.
국내 농업용 댐 17,5000여개의 안전점검 결과를 바탕으로 필댐에 나타나는 내부침식(internal erosion)과 관련된 대표적인 4가지 상태를 설정하였다. 이들 상태들을 정량화하기 위하여 댐 안전관리 전문가를 대상으로 설문조사를 실시하고 각 상태들에 대한 정량화된 점수를 제시하였다. 또한 4가지 대표 상태 이외의 다양한 댐 상태의 정량화를 도와주면서 댐 관리자들의 댐 상태 정량화 결정에 제한을 최소화 하고자 각 상태별 '부여가능한 점수의 범위(possible score range)'를 제시하였다. 각 상태별 '정량화된 점수'와 '부여가능한 점수의 범위'를 바탕으로 Case Study를 실시하여 본 방법이 댐의 위험 정도를 일관성 있게 반영하고 합리적인 수준의 파괴확률 값을 제공함을 알 수 있었다. 이는 기존의 댐 안전관리 방법이 가지는 가중평균에 의한 댐 상태등급 결정의 한계점을 극복할 수 있게 도와주어 실제로 위험한 댐을 위험한 댐으로 인지할 수 있게 도와줄 것이다.
원자력 압력용기의 건전성 평가 및 안전성 확보에 대한 관심은 1978년 미국 Rancho Seco 발전소에서 발생한 가압열충격 사고로 인해 크게 부각되기 시작하였다. 가압열충격(Pressurized Thermal Shock: PTS)이란 계통의 압력이 높은 상태이거나 증가중인 상태에서 급속한 냉각과 과도한 냉각이 발생하는 것을 의미한다. 이러한 냉각에 의해 원자로용기 외벽보다 내벽이 빨리 냉각되어 상당한 온도구배가 발생하고 이 온도구배에 따라 용기 내벽에 최대인장 열응력이 발생한다.(중략)
웹 프로토콜인 HTTP는 효율적으로 동작하기 위하여 이전 상태 정보를 저장하지 못하는 Stateless 특성을 가지고 있으므로, 이러한 문제를 해결하여 상태 유지 및 사용자 편의성을 제공하기 위해 만들어진 것이 쿠키(cookie)이다. 그러나 쿠키는 평문 형태로 전송되고 사용자 컴퓨터에 일반 텍스트 형태로 저장되므로 쉽게 노출되어 쿠키 파일의 복사, 수정이 가능하여 안전성에 심각한 위험이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 쿠키의 보안 문제를 해결하기 위해 안전한 쿠키 설계 및 구현 방안을 제시하였다.
위험성 편가의 목적은 현재의 위험 상태를 평가하고 이들 위험이 허용가능한가를 평가하여 시스템의 개선과 위험을 감소시기는 데 있다. 기업에서 모든 위험을 Zero화 시킨다는 것은 현실적으로 어렵기 때문에 사업장에서 발생할 수 있는 모든 이탈 상태를 파악하고, 안전경영의 우선순위를 정하여 운영해야 한다. 이에 필요한 것이 위험성 평가이며 위험성 평가의 필수적인 요소는 정량화를 통하여 허용가능성 여부를 판단하는 것에 있다.(중략)
작업자의 안전을 최우선적으로 고려하여 라즈베리 파이와 아두이노를 활용하여 작업자의 건강상태와 위치를 실시간으로 모니터링하며 작업자의 건강상태를 케어하고 카메라와 마이크를 설치하여 작업자의 현 상황을 실시간으로 모니터링하고, GPS를 이용하여 작업자 위치도 추적이 가능한 스마트 안전모를 개발하고자 한다.
건축물 유지관리 단계에서의 안전점검 및 정밀안전진단은 1, 2종 시설물에만 국한되어 있으나 중소규모 건축물이 전체 건축물의 99.4%를 차지할 정도로 많다는 점을 고려할 때, 중소규모 건축물의 안전진단은 반드시 필요하다. 이 연구에서는 현행 안전점검 및 정밀안전진단 체계의 문제점을 고찰하고, 중소규모 건축물에 적용할 수 있는 안전진단 모델을 개발하였다. 현행 평가방식을 고찰하고 설문조사를 통해 기존 상태평가 항목을 중소규모 건축물에 적합하게 조정하였다. 안전진단 모델 개발에 퍼지이론이 적용되었으며, 평가를 용이하게 하기 위해 웹기반 프로그램을 개발하였다. 이 연구의 결과를 실무에 적용한다면 1, 2종 이외의 중소규모 건축물도 안전점검 및 정밀안전진단을 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.
시설물의 고령화로 인한 유지관리 비용을 줄이고 안전성을 확보하기 위해서는 시설물 유지관리 데이터를 활용하여 향후 시설물의 상태를 예측하고 이를 유지관리 의사결정에 활용하는 것이 중요하다. 이를 위해 본 연구는 XGBoost를 활용하여 다양한 유지관리 정보로부터 향후 시설물의 부재 상태를 추정하는 방법론을 제안함을 목표로 한다. 방법론의 유효성을 검증하기 위해 교량시설물을 대상으로 샘플 데이터를 구축하고, 차기 정밀안전점검 및 정밀안전진단 시 부재 상태등급 예측모델을 개발 및 평가했다. 예측모델의 성능 평가 결과, 주요 부재(바닥판, 주형, 교대/교각) 상태등급을 예측하는 데 준수한 성능을 보였다(평균 F1 score 0.869). 또한 개발된 예측모델의 실무적 활용 가능성을 실증하기 위해 FMS 유지관리 데이터 관리 기능과 주요부재 상태등급 예측 기능을 제공하는 테스트베드를 구축했다. 이를 통해 본 연구에서 구축한 샘플 데이터와 예측모델을 활용하여 시설물 관리자에게 유지관리 의사결정에 필요한 시설물 정보 및 시설물 상태 예측정보를 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다. 향후에는 추가적으로 데이터를 수집하고 다량의 데이터가 축적된 경우 좋은 성능을 보인다고 알려진 딥러닝 알고리즘을 활용함으로써 예측 성능을 높일 수 있다. 또한 제안된 방법론을 터널, 항만 등 다양한 시설물에 적용하여 상태등급 예측모델을 개발할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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