Despite its success and wide application, base isolation system has been challenged for its passive nature, i.e., incapable of working with versatile external loadings. This is particularly exaggerated during near-source earthquakes and earthquakes with dominate low-frequency components. To address this issue, many efforts have been explored, including active base isolation system and hybrid base isolation system (with added controllable damping). Active base isolation system requires extra energy input which is not economical and the power supply may not be available during earthquakes. Although with tunable energy dissipation ability, hybrid base isolation systems are not able to alter its fundamental natural frequency to cope with varying external loadings. This paper reports an overview of new adventure with aim to develop adaptive base isolation system with controllable stiffness (thus adaptive natural frequency). With assistance of the feedback control system and the use of smart material technology, the proposed smart base isolation system is able to realize real-time decoupling of external loading and hence provides effective seismic protection against different types of earthquakes.
지진하중이 가해지는 구조물의 동적응답을 줄이기 위해서 면진장치가 널리 사용되고 있다. 근래에 들어서는 면진층의 변위를 증가시키지 않으면서도 면진된 구조물의 동적응답을 효과적으로 줄일 수 있는 스마트 면진시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 지진하중을 받는 아치구조물의 동적응답을 저감시키기 위하여 스마트 면진시스템을 적용하였고 제어성능을 검토하였다. 스마트 면진시스템을 구성하기 위하여 4kN 용량의 MR 감쇠기와 저감쇠 탄성 고무베어링을 사용하였다. 제안된 스마트 면진시스템의 제어성능을 검토하기 위하여 최적설계된 LRB와 지진응답 제어성능을 비교하였다. 이를 위하여 KBC2009 설계응답스펙트럼에 맞추어 생성한 인공지진파를 지진하중으로 사용하였다. 스마트 면진시스템의 MR 감쇠기를 제어하기 위하여 퍼지제어기를 사용하였으며, 다목적 유전자알고리즘을 이용하여 최적화하였다. 수치해석결과 스마트 면진시스템을 사용하면 LRB를 사용한 경우와 비교하여 면진층 변위와 아치구조물의 지진응답을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.
The present study investigates the soil-structure interaction (SSI) effects on the seismic performance of smart base-isolated structures. The adopted control algorithm for tuning the control force plays a key role in successful implementation of such structures; however, in most studied carried out in the literature, these algorithms are designed without considering the SSI effect. Considering the SSI effects, a linear quadratic regulator (LQR) controller is employed to seismic control of a smart base-isolated structure. A particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to tune the gain matrix of the controller in both cases without and with SSI effects. In order to conduct a parametric study, three types of soil, three well-known earthquakes and a vast range of period of the superstructure are considered for assessment the SSI effects on seismic control process of the smart-base isolated structure. The adopted controller is able to make a significant reduction in base displacement. However, any attempt to decrease the maximum base displacement results in slight increasing in superstructure accelerations. The maximum and RMS base displacements of the smart base-isolated structures in the case of considering SSI effects are more than the corresponding responses in the case of ignoring SSI effects. Overall, it is also observed that the maximum and RMS base displacements of the structure are increased by increasing the natural period of the superstructure. Furthermore, it can be concluded that the maximum and RMS superstructure accelerations are significant influenced by the frequency content of earthquake excitations and the natural frequency of the superstructure. The results show that the design of the controller is very influenced by the SSI effects. In addition, the simulation results demonstrate that the ignoring the SSI effect provides an unfavorable control system, which may lead to decline in the seismic performance of the smart-base isolated structure including the SSI effects.
Smart Grid를 위해서 전기의 끊김없는 공급과 안전한 전기사용이 중요하다. Smart Grid에 사용되는 전기IT기기의 성능평가와 인증을 받기 위해서는 모듈 기준값, 모듈 성능값, 제품별 기능, 실험장비, 허용오차 등 실험 DataBase가 발생한다. 전기IT기기는, 기존의 존기기기에 IT와 통신기능을 융합하여 전기의 공급과 안전성을 강화시킨 제품이다. 본 논문에서는 Smart Grid DataBase 개발을 위한 전기IT기기들을 안전하게 관리하고, IT와 통신을 통한 인터넷 웹브라우저에서 접속할 수 있는 Java Servlet 기술을 이용한, 전기IT기기에 대한 평가기관 및 인증기관이 실시간으로 평가와 인증 자료를 관리 할 수 있도록 한다.
현재까지 스마트 면진시스템은 일본이냐 미국 같은 강진지역에서 개발되고 적용되어 왔다. 이렇게 강진지역에 있는 건축물을 지진하중으로부터 보호하기 위하여 개발된 스마트 면진시스템은 우리니라와 같은 중약진 지역에 있는 건축물에 그대로 적용되기에는 많은 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 강진지역에 건설되는 건축물을 위한 스마트 면진시스템을 중약진 지역에 건설되는 건축물에 작용하였을 때 발생하는 문제점음 검토해보았다. 이를 위하여 예제구조물로 대공간 아치구조물을 선택하였고 스마트 면전시스템은 MR 감쇠기와 저감쇠 탄성베어링을 사용하여 구성하였다. 강진지역과 중약진 지역에서 발생하는 지진하중으로는 기존에 발생한 역사지진을 바탕으로 인공지진을 생성하였다. 수치해석결과 강진지역에 건설되는 대공간구조물을 위하여 개발된 스마트 면진시스템을 그대로 중약진 지역에 적용하면 면진효과가 상당히 줄어들므로 스마트 제어장지의 용량이 중약진 지역에 맞추어 주의 깊게 설계되어야 함을 알 수 있었다.
The effectiveness of the newly developed smart passive control system employing a magnetorheological (MR) damper and an electromagnetic induction (EMI) part for seismic protection of base isolated structures is numerically investigated. An EMI part in the system consists of a permanent magnet and a coil, which changes the kinetic energy of the deformation of an MR damper into the electric energy (i.e. the induced current) according to the Faraday's law of electromagnetic induction. In the smart passive control system, the damping characteristics of an MR damper are varied with the current input generated from an EMI part. Hence, it does not need any control system consisting of sensors, a controller and an external power source. This makes the system much simpler as well as more economic. To verify the efficacy of the smart passive control system, a series of numerical simulations are carried out by considering the benchmark base isolated structure control problems. The numerical simulation results show that the smart passive control system has the comparable control performance to the conventional MR damper-based semiactive control system. Therefore, the smart passive control system could be considered as one of the promising control devices for seismic protection of seismically excited base isolated structures.
본 연구에서는 지진하중을 받는 대공간구조물의 동적응답을 저감시키기 위하여 스마트 면전시스템을 제안하였다. MR 감쇠기와 저감쇠 탄성베어링을 사용하여 스마트 면진시스템을 구성하였으며 최적설계된 LRB 면진시스템과 비교하여 진동 제어성능을 검토하였다. 스마트 면진시스템은 제어알고리즘에 따라서 제어성능이 크게 좌우된다. 본 연구에서는 스마트 면진시스템이 설치된 대공간 구조물을 효과적으로 제어하기 위하여 퍼지제어기를 사용하였다. 면전시스템이 적용된 대공간 구조물의 동적응답과 면진층 변위는 서로 상충관계가 있으므로 퍼지제어기를 최적화하기 위하여 두 응답을 목적함수로 하는 다목적 유전자알고리즘을 사용하여하였다. 수치해석결과 본 연구에서 제안한 스마트 면진시스템을 적용하면 최적설계된 LRB 시스템에 비하여 면진층 변위 및 대공간 구조물의 동적응답을 대폭 줄일 수 있는 것을 확인하였다.
In this paper, we propose a strategy to distribute the energy consumption over the network. The proposed strategy is based on geographic routing. We use a smart base station that maintains the residual energy and location information of sensor nodes and selects a head node and an anchor node using this information. A head node gathers and aggregates data from the sensor nodes in a target region that interests the user. An anchor node then transmits the data that was forwarded from the head node back to the smart base station. The smart base station extends network lifetime by selecting an optimal head node and an optimal anchor node. We simulate the proposed protocol and compare it with the LEACH protocol in terms of energy consumption, the number of dead nodes, and a distribution map of dead node locations.
최근 상시관측소와 네트워크 기반 RTK를 활용하여 GPS/INS를 해석하고 이를 통해 항공사진측량에 필요한 외부표정요소를 획득하는 방법은 널리 알려져 있다. 본 연구에서는 외부표정요소를 계산함에 있어 지상기준국을 활용하는 방법과 상시관측소과 방송력 및 IGS 정밀력을 결합해 SmartBase를 이용하는 방법, 각각의 상시관측소를 이용하는 방법을 비교하였으며, 지상기준국으로 계산한 성과를 기준으로 외부표정요소의 잔차를 계산하였다. 그 결과 SmartBase를 활용하여 외부표정요소를 획득한 경우는 상시관측소만을 활용한 경우보다 X, Y, K에서 더 높은 정확도를 획득할 수 있었다. 또한 지상기준국을 중심으로 상시관측소의 거리와 방향이 외부표정요소에 영향을 미치며, 항공사진 코스에 따라 각각 다른 형태의 잔차가 나타남을 알 수 있었다.
The purpose of this study is to analyze outcome of the project to improve old water supply facilities in Airforce Base to improve water revenue rate. To achieve the objective of this study, First, literature review is conducted to clearly define the concept of water revenue rate improve project. Second, WASCO project on 2 Airforce base review and smart water management pilot project on 1 Airforce base is conducted. Third, economical analysis of project is conducted to examine the outcome. As a result, WASCO and smart water management pilot project on Airforce base was effective to improve water revenue rate. Finally, the improvements were suggested after investigating the key factors on water revenue rate improve project. In the future, this study will be used as a baseline for developing water revenue rate improve project.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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