• Smart Structures and Systems
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• 제30권1호
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• pp.75-88
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• 2022

Engineering structures in operation essentially belong to time-varying or nonlinear structures and the resultant response signals are usually non-stationary. For such time-varying structures, it is of great importance to extract time-dependent dynamic parameters from non-stationary response signals, which benefits structural health monitoring, safety assessment and vibration control. However, various traditional signal processing methods are unable to extract the embedded meaningful information. As a newly developed technique, variational mode decomposition (VMD) shows its superiority on signal decomposition, however, it still suffers two main problems. The foremost problem is that the number of modal components is required to be defined in advance. Another problem needs to be addressed is that VMD cannot effectively separate non-stationary signals composed of closely spaced or overlapped modes. As such, a new method named generalized adaptive variational modal decomposition (GAVMD) is proposed. In this new method, the number of component signals is adaptively estimated by an index of mean frequency, while the generalized demodulation algorithm is introduced to yield a generalized VMD that can decompose mode overlapped signals successfully. After that, synchrosqueezing wavelet transform (SWT) is applied to extract instantaneous frequencies (IFs) of the decomposed mono-component signals. To verify the validity and accuracy of the proposed method, three numerical examples and a steel cable with time-varying tension force are investigated. The results demonstrate that the proposed GAVMD method can decompose the multi-component signal with overlapped modes well and its combination with SWT enables a successful IF extraction of each individual component.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.2093-2099
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• 2015

사용이 증가하고 있는 냉동컨테이너에 적재된 화물의 손실을 방지하기 위해서는 냉동컨테이너의 실시간 상태 모니터링 및 원격 관리가 필요하지만 현재 냉동컨테이너의 대표적인 모니터링 방식인 PCT 방식은 모니터링만 가능할 뿐 냉동컨테이너 설정온도 관리 등 원격 관리 및 육상운송 중 실시간 모니터링이 불가능하다. 본 논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위한 IoT 기반 냉동컨테이너 실시간 관리 시스템을 구현하였다. 이 시스템은 각 냉동컨테이너에 부착되어 냉동컨테이너 데이터 포트를 통해 RS-232 통신을 이용하여 냉동컨테이너의 실시간 데이터를 수집하고 이를 WCDMA/GSM 통신을 이용하여 데이터 수집 미들웨어로 전송한다. 미들웨어는 수신한 데이터를 데이터베이스에 저장하고 웹 및 모바일 프로그램을 통해 각 물류주체들에게 실시간으로 정보를 제공한다. 이때 웹 프로그램을 통해 사용자는 원격지에서 냉동컨테이너의 실시간 설정온도 변경이 가능하다. 끝으로 딸기화물을 실은 냉동컨테이너에 적용하여 운송과정을 실시간으로 모니터링하는 테스트를 통해 구현한 시스템의 기능을 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제29권1호
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• pp.66-72
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• 2008

The major risk associated with the use of automated power injectors is the well known complication of contrast material extravasation at the injection site. Automated injection of computed tomography (CT) contrast media can produce the compartment syndrome. The purpose of this study was to assess the ability of this device during clinically important episodes of extravasation. The extravasation detection accessory (EDA) system was composed of a strain gage, an amplifier and a computer based system. A strain gage pliable adhesive patch was applied to the skin aver the intravenous catheter and the catheter was connected to the power injector with a cable to monitor the resolution data. If the programmed monitoring, which was developed with MS Visual C++, at the extravasation occurred, then the injection was interrupted the auto injector. CT was used to demonstrate the clinically important extravasation. This study was a prospective, observational study in which the EDA system was used to monitor the automated mechanical injection of contrast material in 7 dogs. There were two true-positive cases (range of extravasation volumes: $18{\sim}22ml$), twenty three true-negative cases, three false-positive cases and no false-negative cases. The EDA system had a sensitivity of 100% and a specificity of 88% for the detection of clinically important extravasation. The EDA system had good sensitivity for the detection of clinically important extravasation and the EDA system has the clinical potential for the early detection of extravasation of the contrast medium that is administered with power injectors. The EDA system is easy to use safe and accurate for the monitoring extravasation of the intravenous injections, and this system may prove especially useful in CT applications.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권4호
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• pp.267-279
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• 2023

Data modelling and interpretation for structural health monitoring (SHM) field data are critical for evaluating structural performance and quantifying the vulnerability of infrastructure systems. In order to improve the data modelling accuracy, and extend the application range from data regression analysis to out-of-sample forecasting analysis, an improved most likely heteroscedastic Gaussian process (iMLHGP) methodology is proposed in this study by the incorporation of the outof-sample forecasting algorithm. The proposed iMLHGP method overcomes this limitation of constant variance of Gaussian process (GP), and can be used for estimating non-stationary typhoon-induced response statistics with high volatility. The first attempt at performing data regression and forecasting analysis on structural responses using the proposed iMLHGP method has been presented by applying it to real-world filed SHM data from an instrumented cable-stay bridge during typhoon events. Uncertainty quantification and correlation analysis were also carried out to investigate the influence of typhoons on bridge strain data. Results show that the iMLHGP method has high accuracy in both regression and out-of-sample forecasting. The iMLHGP framework takes both data heteroscedasticity and accurate analytical processing of noise variance (replace with a point estimation on the most likely value) into account to avoid the intensive computational effort. According to uncertainty quantification and correlation analysis results, the uncertainties of strain measurements are affected by both traffic and wind speed. The overall change of bridge strain is affected by temperature, and the local fluctuation is greatly affected by wind speed in typhoon conditions.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권4호
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• pp.251-255
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• 2004

현장에서 지표 전기비저항 탐사를 수행할 때 사용되는 전선에는 다중인터폰 전선과 리본 전선 등이 있다. 일반적으로 이들 전선은 전류가 흐를 때 전자기유도 현상이 발생한다. 예를 들어, 다중인터폰 전선은 다수의 전선이 꼬여져 있는 상태이브로 전류가 흐를 때 전자기유도 현상이 발생될 수 있으며, 이것에 의하여 측정된 전기비저항자료가 왜곡될 가능성이 있다. 따라서 이 논문에서는 전기비저항 탐사를 수행할 때에 발생하는 전선 내 전자기유도 현상에 의한 신호왜곡 현상을 관찰하기 위하여 전기비저항 탐사 시스템에 PXI를 부착하여 전자기 잡음 측정 시스템을 구축하였고 일반적인 탐사용 전선에서 나타나는 전위 파형을 측정하여 이들을 서로 비교함으로써 전자기유도에 의한 신호 왜곡 현상을 밝히고, 이 결과로부터 전선을 이용한 현장탐사의 지침을 제공하고자 하였다. 다중인터폰 전선, 리본 전선을 이용하여 전기비저항 탐사를 수행했을 때 리본 전선에서는 전자기유도에 의한 큰 파형의 왜곡이 관찰되지 않았고 다중인터폰 전선에서는 파형의 왜곡이 관찰되었다. 그러므로 전선 내에서 신호의 왜곡이 관찰되지 않은 리본 전선을 사용하여 전기비저항 탐사를 수행함으로써 보다 양질의 자료를 획득할 수 있을 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제2권4호
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• pp.545-551
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• 1998

SSB, VHF 등의 장비로 구성된 무선국의 통신시스템은 지금도 중요한 정보전달의 수단으로 이용되고 있으며, 무선국의 통신권을 확보하기 위하여 산악, 도서등의 원거리에 설치되는 장비는 전용회선을 사용하여 원격제어로 송·수신을 행하고 있다. 그러나 무선국에서 다수의 사용자가 다수의 장비에 임으로 접속하고 운용을 해야하는 환경에서는 ICS(Integrated Communication System:통합통신시스템)의 회선접속 제어기가 요구된다. 본 논문에서는 ICS의 개발을 위하여 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조방식에 의한 U(Push To Talk) 제어와 신호의 전송회로를 구성하여 실험하였고, 멀티-프로세싱에 의한 회선접속 제어기를 설계하여 통합 통신운용에 대한 알고리즘을 연구하였다. Keying에 의하여 PTT 신호를 단속하였고 지속되는 PTT 신호에 음성신호를 합성시켜 전송시키는 형태의 ASK 변조방식을 취하여 전송되도록 하였고, 회선접속 제어기는 master와 다수의 slave 프로세서를 멀티-프로세싱의 직렬데이터 전송방식으로 프로세서 상호간에 데이타가 전달되도록 구성하였다. 이에 따른 S/W 는 멀티-프로세싱의 인터럽트기법을 최대한 활용하여 원하는 회선에 정확히 접속되어 통신이 이루어지도록 설계하였다. 따라서 이 연구는 주파수 자원의 고갈과 통신량의 증가에 대한 대책의 일환으로 저비용의 시설로 재래식 장비의 운용 효율을 증대시키는 기술을 개발하는데 목적이 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.157-162
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• 2023

태양광발전 설비의 고장 중 서지에 의한 고장이 전체 고장률의 20% 차지하고 있으며 발전 중 수십에서 수백[A]의 에너지 방출과 인버터, 접속반 등의 전기적 손상은 전기안전사고로 이어지고 있다. 특히 낙뢰의 경우 전기회로에 이상 전압이 유기되어 절연을 파괴할 뿐만 아니라 이때 흐르는 전류는 화재의 원인이 되고 부품의 열화를 촉진하는 요인으로 작용한다. 이러한 작용으로 도심 밖에서 주택, 아파트, 관공서 등의 도심 내부로 확산하고 있는 태양광 발전장치의 전기 안전 문제가 대두되고 있다. 낙뢰는 필드 기반 및 전도성 전기 간섭을 유발하기에 이 효과는 케이블 길이 또는 도체 루프 증가와 관련하여 증가한다. 또한 서지는 태양광 모듈, 인버터 및 모니터링장치뿐만 아니라 건물 설비의 장치도 손상하기에 최종적으로는 태양광발전시스템의 화재로 인한 운영 중단과 이에 따른 재정손실을 유발하게 시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서는 태양광발전시스템의 낙뢰발생으로 인한 화재 및 전기안전사고 증가로 인하여 재산피해 및 인명피해를 줄일 수 있는 목적으로 태양광발전장치의 낙뢰보호 시스템을 연구하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.297-307
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• 2010

최근 토목, 건축 구조물의 유지관리 기술에 대한 관심이 커지고 있으며 구조물의 성능저하 및 노후화 등으로 구조적 안전성의 검토가 요구되는 구조물의 수가 급증하고 있는 실정이다. 그리고 구조물의 노후화 및 부재의 균열 등으로 인하여 강성이 저하되면 구조물의 동특성에 변화가 나타나게 되며 구조물의 실제 거동상태에서 동특성을 분석하여 손상부위와 손상정도를 정확히 판단하는 것은 중요한 문제이다. 구조물 모니터링에 사용되는 대표적 계측장비가 동적계측기이다. 기존의 동적계측기는 측정 센서와 장비를 연결하는 케이블 길이가 길어질 경우 신뢰할 수 있는 데이터를 얻기 힘들고 각 센서와 계측기를 1:1로 연결하는 방식을 취하고 있어 비경제적이다. 따라서 센서를 부착하지 않고 원거리에서 진동을 측정하는 방법이 필요하다. 구조물의 진동을 계측하기 위하여 적용 가능한 비접촉식 방법으로는 레이저의 도플러효과, GPS를 이용하는 방법 및 영상처리기법 등이 대표적이다. 레이저의 도플러효과를 이용하는 방법은 정확도가 상대적으로 높지만 비경제적이며, GPS를 이용하는 방법은 장비가 고가이고 신호 자체의 오차와 데이터 취득속도의 제약이 있는 단점이 있다. 그러나 영상신호를 이용하는 방법은 간편하고 경제적이며 접근이 어려운 구조물의 진동 및 동특성 추출에 적합하다. 기존에도 센서를 대신하여 카메라의 영상신호를 이용하는 연구가 수행되기도 하였으나, 기존의 방법은 구조물에 부착된 표적의 한 지점을 기록한 후 영상처리기법을 이용하여 진동을 측정하는 방법으로서 측정 대상이 비교적 국한적일 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 영상처리기법을 이용하여 구조물의 다중 변위응답을 측정할 수 있는 방법의 타당성을 검증하기 위하여 진동대 실험 및 현장재하실험을 수행하였다.