• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.81-88
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• 2021

최근 지진 빈도 증가로 구조물 건전도 모니터링 (SHM: Structural Health Monitoring, 이하 SHM) 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. Smart concrete는 전기-역학적 거동을 바탕으로 구조물 상태를 분석할 수 있는 기술이다. 하지만 콘크리트 구조물은 지진 시 정적 변형률 또는 하중 속도 보다 10배 이상 빠른 하중 속도가 작용하나 기존 연구 대부분은 정적 하중 속도에서의 감지 능력을 주로 조사하고 있다. 본 연구는 지진과 같이 높은 하중 속도에서 자가 응력감지 능력을 평가하기 위해 만능재료시험기 (UTM: Universal Testing Machine, 이하 UTM)를 사용하여 3가지 하중 재하 속도 (1, 4, 8 mm/min) 하에서 Smart Ultra High Performance Concrete (S-UHPC)의 전기-역학적 거동을 측정하였다. S-UHPC의 최대 압축 하중에서 Stress sensitive Coefficient (SC)는 1 mm/min 하중 속도 기준 -0.140%/MPa로 측정되었으나, 하중 속도가 각각 4, 8 mm/min으로 증가함에 따라 42.8 %, 72.7% 감소하였다. 전도성 재료의 변형 감소, 미세균열 증가로 인하여 S-UHPC의 감지능력이 하중속도 증가에 따라 감소하였지만, 그럼에도 불구하고 높은 하중 속도 하에서도 우수한 감지 성능을 보여 구조물 지진 하중 감지를 위한 SHM 시스템에 활용 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.533-535
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• 2021

본 연구가 기존 연구와 구별되는 점은 다음과 같다. 첫째, IoT 기술을 활용하여 클라우드 기반으로 시스템을 구축함으로써 인터넷 연결이 되는 어느 곳에서나 건축물의 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 시스템을 구축했다는 것이다. 둘째, 계측된 시계열 센서 데이터를 인공지능(LSTM)과 통계적(ARIMA) 방법을 이용하여 미래를 예측하는 모델을 개발하고 제안한 예측 모델의 실효성을 건축물 축소모형을 이용하여 실험적으로 검증하였다. 셋째, 또한 다수의 센서 데이터를 융합하여 건축물의 구조적 변형을 시각화함으로써 보다 입체적으로 건축물을 상태를 분석하는 방법에 대해 제안하고 실제 지진피해 건축물 사례를 통해 제안한 방법의 효용성을 입증하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.188-188
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• 2011

작년 아이슬란드에서의 화산폭발로 발생된 화산재가 대기 중으로 이동하면서 유럽 공항 곳곳의 항공기 수천 편이 운항 중지되기도 하였다. 한반도내의 백두산은 약 1000전(서기 946년~947년 경) 대규모로 분화하였고, 서기 1903년, 소규모 분화한 후, 앞으로 수년~수십 년 사이에 폭발적인 분화를 재개할 가능성이 제기되고 있으며, 백두산 분화 시, 아이슬란드 화산폭발 때보다 훨씬 심각한 피해가 예상되고 있다. 따라서 백두산 화산에 대한 현지 자료의 수집과 꾸준한 모니터링(감시, 관측) 자료의 분석과 재해 예상 범위 및 대응 방안의 모색이 필요한 시점이다. 본 연구에서는 지리적으로 가까이 있으며 108개 활화산의 화산재해 방재에 관하여 꾸준히 활동하고 있는 일본에서의 화산감시 및 분화대응 시스템을 파악하고, 우리나라의 화산재해대책을 수립하기위한 시사점들을 고찰하였다. 화산의 평균적인 분화 간격은 풍수해나 지진 등 다른 재해에 비해 길기 때문에 일본 기상청에서는 과거１만년 이내에 분화한 증거가 있는 화산이 활화산으로서 인정되고 있다. 백두산은 약 1000년 전에 분화한 뒤 최근 분화의 전조현상을 보이고 있으며, 중국과 북한에 인접하여 있으므로 우리나라에 직접적인 피해는 예상되지 않으나, 우리나라에 일본과 같은 활화산이 존재하지 않기 때문에 생소하였던 화산재해란 어떠한 것이며, 향후 잠재적인 분화 가능성을 가지고 있는 백두산폭발로 인한 재해의 종류를 미리 예상하고 준비할 필요가 있다. 일본의 경우 계속적인 감시와 관측을 통한 분화예보, 경보를 발령하고 분화 시 즉각적인 방재정보를 전달, 지역주민들이 빠르게 인지, 주의하도록 화산재해 대책 시스템이 갖추어져 있다. 우리나라는 아직 중국과 북한에 인접한 백두산에 대한 관측 자료가 거의 없고, 연구를 위한 접근 또한 쉽지 않은 상황이다. 분화로 인한 직접적인 영향권에서는 벗어난다할지라도 계절적인 기상장의 영향 및 아직 예측 불가능한 백두산의 잠재적인 폭발규모에 따라 간접적인 영향을 받을 경우에 대비하여야 할 필요성이 있다고 사료된다. 또한 우리나라의 화산재해 방재력을 향상시키기 위하여 백두산 폭발로 인한 재해위험범위를 가시화하고, 분화 시에 대한 구체적인 가상시나리오를 작성하여, 화산재 및 대기오염물질의 확산시뮬레이션, 기후변화에 끼치는 영향 등을 포함하는 화산재해대책을 미리 세워 피해를 저감시킬 수 있는 방재대책을 수립해야 할 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.567-568
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• 2018

최근 빈번히 발생하고 있는 지진, 건축물의 노후화에 따라 건축물 붕괴 및 기울어짐 사고 등이 자주 발생하고 있는 실정이다. 이런 건축물에 대한 재난을 방지하기 위하여 다양한 방법이 제시되고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 IoT(Internet of Things)기반의 건축물 이상 유무를 실시간으로 모니터링 하여 건축물의 붕괴, 기울어짐 등에 대한 이상 징후현상을 사전에 제공하는 시스템을 제시한다. 다중첨단센서는 기울기 센서, 가속도 센서를 기반으로 센서별 검출된 데이터를 서버로 실시간 전송, 데이터를 축적하며, 설정된 임계치를 상위할 경우 대응할 수 있는 서비스를 제공 한다. 건축물의 붕괴, 기울어짐 등 현상에 대한 임계치 상위 이벤트 발생시 경고를 함으로, 건축물의 붕괴 및 기울어짐 현상에 대한 대피, 보수가 가능하여, 건축물에서 발생할 수 있는 재난에 대응할 수 있을 것이라고 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.155-163
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• 2023

원전 구조물의 실시간 모니터링 기술이 요구되고 있지만, 현재 운영 중인 지진 감시계통으로는 동특성 추출 등 시스템 식별이 제한된다. 전역적인 거동 데이터 및 동특성 추출을 위해서는 다수의 센서를 최적 배치하여야 한다. 최적 센서배치 연구는 많이 진행되어 왔지만 주로 토목, 기계 구조물이 대상이었으며 원전 구조물 대상으로 수행된 연구는 없었다. 원전 구조물은 미미한 신호대잡음비에도 강건한 신호를 획득하여야 하며, 모드 기여도가 저차 모드에 집중되어 있어 모드별 잡음 영향을 고려해야 하는 등 구조물 특성을 고려해야 한다. 이에 본 연구에서는 잡음에 대한 강건도와 모드별 영향을 평가할 수 있는 최적 센서배치 방법론을 제시하였다. 활용한 지표로서 auto MAC(Modal Assurance Criterion), cross MAC, 노드별 모드형상 분포를 분석하였으며, 잡음에 대한 강건도 평가의 적합성을 수치해석으로 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.115-123
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• 2006

본 논문에서는 구조건전성모니터링(SHM)시스템이 설치된 케이블교량을 대상으로 장기적인 동적거동 특성을 분석하였다. 3차원 유한요소모델을 사용한 모드해석을 통해 모드변수를 추출하였다. 이를 교량에서 측정된 상시진동신호에 대해 주파수영역에서 분석한 고유진동수와 비교하여 정확한 기저모델이 구축되었음을 알 수 있었다. 지난 5년간의 고유진동수와 온도를 통계분석하여 고유진동수가 온도에 선형 반비례하고 있음을 확인하였고, 이러한 온도효과에 대한 평가를 수행하였다. 또한 상시진동신호를 시간영역에서 TDD기법을 적용하여 모드형상을 추출하였으며, 모드해석 결과와의 비교를 통해 케이블교량에 적용이 가능함을 검증하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제13권1호
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• pp.63-69
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• 2005

InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)는 급속히 발진하고 있는 기술이며 지표면의 수치지형모델 제작과 토지이용 분류뿐만 아니라, 지진, 화신, 지반침하와 빙하흐름의 모니터링과 같은 다양한 응용분야 적용은 그것의 장점을 강화시켜 주고 있다. InSAR는 원격탐측 기술의 한 부류이므로, 위성위치와 자세, 대기, 그리고 기타 요소에 의한 다양한 오차원인을 가지고 있으므로, 이 시스템의 정확도 검증, 특별히 SAR 영상으로부터 제작된 수치지형모델에 대해서는 중요하다. 본 연구에서는 RTK GPS와 Kinematic GPS 측위가 InSAR 기술로 제작된 수치지형모델의검증 도구로 이용되었다. 그 결과로서, Kinematic GPS는 실험지역에서 RTK GPS보다 많은 관측값을 얻을 수 있었지만, 안테나 주위 나무 등에 의한 위성추적 문제와 통신거리에 따른 기준국과 이동국사이의 자료전송 문제 등이 여전히 시급히 해결해야 할 과제로 나타났다.

• 지질공학
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• 제32권3호
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• pp.339-350
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• 2022

경주시 골굴사 신생대 응회암에서는 다양한 형태의 타포니가 다수 발달한다. 응회암은 풍화변질되어 있는데, 석영, 장석류, 운모, 버미큘라이트, 녹니석, 스멕타이트와 제올라이트 광물인 아날사이트 등으로 구성된다. 타포니는 초기 단계에서는 각력이 제거된 동공이나, 응회암 결정 입자의 풍화변질에 의해 형성된 미세 동공에서부터 시작하여 점차 확대된다. 타포니는 사면의 반대방향으로 약하게 경사지면서 발달한다. 타포니의 상관계수는 폭-높이 0.839, 폭-깊이 0.900, 높이-깊이 0.856인데 서로 밀접한 관련성이 있다. 타포니 벽체가 제거되면 반달형이나 신장된 타포니로 되는데, 작은 동공들이 횡적으로 병합되면서 확대된다. 커다란 타포니 동공들은 암반 사면에 비하여 내부가 비어있기 때문에 암반의 강도가 더 낮다. 따라서 타포니 사면의 강도, 동공의 비율, 체적, 합병 양상에 대한 지속적인 모니터링이 요구된다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제13D권6호
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• pp.775-788
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• 2006

무선 통신 기술의 발달과 무선기기의 소형화, 그리고 환경에 대한 감지와 제어를 수행하는 센서 네트워크 기술의 확산으로 환경오염, 터널 및 건축물의 붕괴, 홍수, 태풍, 지진 등의 재난에 대비하기 위한 재해 감시 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 재해 감시 시스템은 원격지의 상태 정보를 검출하고, 재해 상황을 판단하기 위한 규칙 처리 과정 후, 인식된 상황에 따라 방재작업을 지원한다. 그러나 기존의 모니터링 시스템들은 주로 현재 데이터를 위주로 간단한 집계함수 및 연산자만을 지원하기 때문에, 재해를 미리 예측하고 방재하기에는 부족한 점이 있다. 따라서 이 논문에서는 실외 센서 네트워크 및 공간 정보를 고려하여 재해 위험 지역을 미리 예측하는 재해 방지 시스템을 설계, 구현한다. 제시된 위험 지역 예측 기법은 현재 센서 데이터를 토대로 시간에 대한 공간 정보의 변화를 고려하여 미래에 재해 위험이 있는 지역을 추정하여 제시한다. 이로 인해 재해를 미리 예측하고 방비할 수 있게 되고, 재해 피해 감소 및 복구비용을 줄일 수 있다. 제시된 재해 방지 시스템과 위험 지역 예측 기법은 센서네트워크를 기반으로 하는 다양한 재해 방지 시스템에 활용되어 재해 예방 및 피해 감소에 많은 도움을 줄 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.137-145
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• 2006

최근 건설기술이 발달함에 따라 점차적으로 더욱 높은 정확성과 신뢰성을 바탕으로 구조물의 상태를 파악 또는 예측 할 수 있는 기술적인 체제가 요구되고 있는 시점에서, 광섬유센서는 내구성과 높은 분해능, 전자기파 노이즈 저항성, 절대값의 측정, 다중화 등의 가지고 있는 여러 장점 때문에 미국 등 선진국의 경우 교량, 터널 그리고 건물 등에 변위와 변형률 측정에 많은 설치가 진행되어 왔고, 광섬유 센서를 이용한 시스템이 구조물의 안정성과 잔존수명을 판단하는 기준으로 중요한 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 본 논문에서는 이러한 광섬유센서 중에서 일반적으로 가장 많이 사용하고 있는 광섬유격자 센서의 응용의 폭을 확대하기 위하여 여러 가지 응용분야에 적용하고자 하였으며, 특히 전단응력이 많이 걸려 foil형 스트레인 게이지를 사용하기 어려운 보 기둥 접합부에 적용하여 광섬유격자 센서가 일반적으로 사용되는 전자식 변위 센서들과 정밀도가 대단히 차이가 나고 있음을 보여주고 있고, 복합재료와 콘크리트 접합 구조물에 적용하여 흔히 발생하는 결함인 delamination을 측정하는데 광섬유격자 센서가 유효적절함을 보여주고 있으며, 원자력발전소 격납구조물과 같은 대형구조물에 적용하여 변위를 측정함에 있어서 광섬유격자 센서가 시공도 용이하고 데이터도 양호함을 보여 주고 있어, 기존의 어떤 구조물도 광섬유센서를 적용하여 쉽게 광섬유 스마트구조물화 할 수 있음을 보여준다.