• 지구물리
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• 제9권1호
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• pp.47-62
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• 2006

국내 지형의 약 70%는 산악지역이며, 도로, 철도 및 터널 등에는 무수한 암반 불연속면이 존재한다. 이러한 암반 불연속면의 조사, 안정성 분석 및 합리적인 안정화 대책공법 등의 시스템 구축이 시급한 실정이다. 기존의 암반 불연속면 조사방법은 인력, 시간 및 현장 접근성 등의 여러 한계점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보안하기 위한 방법으로현재 정밀한 3차원 공간정보군(群)을 얻을 수 있는 지상 레이저 스캐닝 시스템을 활용한 방법을 제안하였다. 지상 레이저스캐닝 시스템을 이용한 방법은 측정시간이 짧고, 대절토사면 및 접근이 불가능한 지역에서도 측량이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 암반사면의 안정성 분석, 댐체 및 터널내부의 변위특성을 지상 레이저 스캐닝 시스템을 이용하여 3차원 공간정보(좌표)를 갖는 측점운(測點雲: point-cloud)을 측정함으로써 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 암반사면의 경우, 실제 암반사면의 3D 모델링 결과로부터 불연속면의 방향성 추출, 파괴형태 분석, 절리면의 거칠기 정량화 및 붕괴체적 등을 구할 수 있었다. 댐체 및 터널과 같은 구조물의 경우에는 역설계를 수행하여, 설계도면과의 오차 확인 및 구조물의 변위측정 등 안전진단에 활용할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제14권1호
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• pp.81-91
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• 2004

본 연구는 마창대교 진입 터널 건설에 따른 지하수-지표수 연계 시스템에 대한 사례 분석을 그 주요 목적으로 하였다. 터널 노선의 약 300m에 이르는 구간은 본 연구지역을 흐르는 가포천의 직하부를 통과하고 있어 이에 대한 사전 영향 검토가 요구되었다. 하지만, 이와 유사한 사례는 국내외적으로 거의 존재하지 않으며, 다만 국내의 경우 터널 굴착에 따른 지하수계에 대한 영향 검토는 부분적인 조사 자료에 근거한 case modeling 연구가 수행된 사례는 빈번히 존재한다. 하지만 본 연구에서는 불확실성이 높은 자료에 근거한 모델링 연구를 지양하고, 자연적인 상태에서의 고도별 지표수 유량 변화를 관측하여 이를 통해 지하수-지표수 상호 작용을 해석하고자 하였다. 또, 이러한 해석 결과에 근거하여 터널 굴착 시 발생 가능한 문제점을 제시하고, 그에 따른 설계상의 보완점 제시를 그 주요 목적으로 하였다. 본 연구를 위해 터널 예정 노선 직상부를 흐르는 가포천에 대해 총 5개 지점에서 하천 유량 모니터링을 실시하였고, 이를 통해 하천 유량 중 지하수 기저 유출에 의한 기여 정도를 분석하였다. 분석결과 본 연구 지역에서 하천 유랑 중 평균 39%는 지하수의 기저 유출에 의한 것으로 추정되었으며, 터 널 굴착 시 최소 지하수 기저유출에 의한 하천 유출량(39%)이 감소할 개연성을 확인하였다. 이상의 연구 결과를 근거로 본 지역에서 터널 굴착에 따른 하천 유량에 대한 영향을 최소화 할 수 있는 방안으로 개수로 공사에 의한 터널 인접 구간에서의 지하수-지표수 상호 작용의 차단, 터널로의 지하수 유입량의 가포천으로의 환원 등 그 영향을 최소화 할 수 있는 방안을 설계 대안으로 제시하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2015년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.15-16
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• 2015

Measuring sensor, equipment, ICT facilities and their software have relatively short life time comparing to constructional structure so that we should exchange or fix them continuously in the process of maintenance and management. In this paper, we propose a novel design of integrated maintenance, management, and measuring monitoring system applying the concept of mobile cloud. For the sake of disaster prevention for constructional structures such as bridge, tunnel, and other traditional buildings in the village of local heritage, we analyze status of these structures in the long term or short term period as well as disaster situations. Collecting data based on mobile cloud and analyzing future expectations based on probabilistic and statistical techniques, we implement our integrated monitoring system for constructional structures to solve these existing problems. Final results of this design and implementation are basically applied to the monitoring system for more than 10,000 structures spread over national land in Korea. In addition, we can specifically apply the monitoring system presented here to a bridge of timber structure in Asan Oeam Village and a traditional house in Andong Hahoe Village to watch them from possible disasters. Total procedure of system design and implementation as well as development of the platform LinkSaaS and application services of monitoring functions implemented on the platform. We prove a good performance of our system by fulfilling TTA authentication test, web accommodation test, and operation test using real measuring data.

• Computers and Concrete
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• 제20권5호
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• pp.555-562
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• 2017

The accuracy and integrity of stress data acquired by bridge heath monitoring system is of significant importance for bridge safety assessment. However, the missing and abnormal data are inevitably existed in a realistic monitoring system. This paper presents a data reconstruction approach for bridge heath monitoring based on the wavelet multi-resolution analysis and support vector machine (SVM). The proposed method has been applied for data imputation based on the recorded data by the structural health monitoring (SHM) system instrumented on a prestressed concrete cable-stayed bridge. The effectiveness and accuracy of the proposed wavelet-based SVM prediction method is examined by comparing with the traditional autoregression moving average (ARMA) method and SVM prediction method without wavelet multi-resolution analysis in accordance with the prediction errors. The data reconstruction analysis based on 5-day and 1-day continuous stress history data with obvious preternatural signals is performed to examine the effect of sample size on the accuracy of data reconstruction. The results indicate that the proposed data reconstruction approach based on wavelet multi-resolution analysis and SVM is an effective tool for missing data imputation or preternatural signal replacement, which can serve as a solid foundation for the purpose of accurately evaluating the safety of bridge structures.

• 터널과지하공간
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• 제30권1호
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• pp.1-14
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• 2020

미소진동 모니터링은 구조물의 미세 수준의 손상을 감지하여 구조물의 성능확인 및 안전관리에 활용된다. 신뢰도 높은 미소진동 모니터링 시스템을 구성하기 위해서는 수집된 신호를 변환하는 시그널 컨디셔너의 역할이 매우 중요하다. 시그널 컨디셔너는 정확한 데이터 수집과 기기 정밀 제어에 도움을 주며 신호변환, 선형화, 증폭 등의 추가적인 기능을 수행한다. 본 기술보고는 기존에 개발한 미소진동 모니터링 시스템의 성능을 향상하여 보다 정밀한 모니터링 구현을 목적으로 광산현장에 적합한 노이즈 저감형 시그널 컨디셔너를 개발하고 이를 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권2호
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• pp.120-130
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• 2022

본 연구에서는 지하광산 갱내통신 시스템을 기반으로 미소진동 모니터링 체계를 설치하고 운영함으로써 국내 지하광산 현장에서의 적용성을 검토하였다. 미소진동 모니터링 측정 자료는 대용량의 파형 자료와 안전 관리 목적의 메타 자료로 구분할 수 있으며, 각 자료의 목적과 용량에 따라 운영 과정에서의 전송, 저장, 분석, 관리 방법이 적절하게 적용되어야 한다. 미소진동 측정 자료 특성에 부합함과 동시에 지하광산의 갱도 환경을 고려한 최적 통신 시스템을 선정하기 위해서 광케이블을 이용한 유선 통신 시스템, 2.4 GHz 무선 통신 시스템, 900 MHz 무선 통신 시스템을 테스트사이트의 갱도 구간과 지상 구간에 설치하고 운영함으로써 다양한 통신 시스템의 적용성을 비교 검토하였다. 또한 갱내에서 측정된 미소진동 자료에 대한 전송, 저장, 분석, 관리의 안정성과 유지보수 편의성을 고려한 데이터베이스 기반 통합 모니터링 프로그램을 개발하여 현장에 적용하고 운영 시험을 수행하였다. 시험 과정에서 확인된 문제를 미소진동 통합 모니터링 프로그램에 반영하여 보완함으로써 미소진동 모니터링 체계 도입 과정에서 예상되는 다양한 국내 광산의 요구 조건에 대응할 수 있는 기술 제공 기반을 마련하였다.

• Wind and Structures
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• 제14권3호
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• pp.253-283
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• 2011

This paper presents the field measurement results of wind effects on a super-tall building (CITIC Plaza, 391 m high) located in Guangzhou. The field data such as wind speed, wind direction and acceleration responses were simultaneously and continuously recorded from the tall building by a wind and vibration monitoring system during two typhoons. The typhoon-generated wind characteristics including turbulence intensity, gust factor, peak factor, turbulence integral length scale and power spectral density of fluctuating wind speed were presented and discussed. The dynamic characteristics of the tall building were determined based on the field measurements and compared with those calculated from a 3D finite element model of the building. The measured natural frequencies of the two fundamental sway modes of the building were found to be larger than those calculated. The damping ratios of the building were evaluated by the random decrement technique, which demonstrated amplitude-dependent characteristics. The field measured acceleration responses were compared with wind tunnel test results, which were found to be consistent with the model test data. Finally, the serviceability performance of the super-tall building was assessed based on the field measurement results.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권4호
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• pp.495-508
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• 2021

This study devises a novel approach, namely quadruple 1D convolutional neural network, for detecting connection stiffness reduction in steel truss bridge structure using experimental and numerical modal data. The method is developed based on expertise in two domains: firstly, in Structural Health Monitoring, the mode shapes and its high-order derivatives, including second, third, and fourth derivatives, are accurate indicators in assessing damages. Secondly, in the Machine Learning literature, the deep convolutional neural networks are able to extract relevant features from input data, then perform classification tasks with high accuracy and reduced time complexity. The efficacy and effectiveness of the present method are supported through an extensive case study with the railway Nam O bridge. It delivers highly accurate results in assessing damage localization and damage severity for single as well as multiple damage scenarios. In addition, the robustness of this method is tested with the presence of white noise reflecting unavoidable uncertainties in signal processing and modeling in reality. The proposed approach is able to provide stable results with data corrupted by noise up to 10%.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권3호
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• pp.363-377
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• 2018

The proper functioning of critical points on transport infrastructure is decisive for the entire network. Tunnels and bridges certainly belong to the critical points of the surface transport network, both road and rail. Risk management should be a holistic and dynamic process throughout the entire life cycle. However, the level of risk is usually determined only during the design stage mainly due to the fact that it is a time-consuming and costly process. This paper presents a simplified quantitative risk analysis method that can be used any time during the decades of a tunnel's lifetime and can estimate the changing risks on a continuous basis and thus uncover hidden safety threats. The presented method is a decision support system for tunnel managers designed to preserve or even increase tunnel safety. The CAPITA method is a deterministic scenario-oriented risk analysis approach for assessment of mortality risks in road tunnels in case of the most dangerous situation - a fire. It is implemented through an advanced risk analysis CAPITA SW. Both, the method as well as the resulting software were developed by the authors' team. Unlike existing analyzes requiring specialized microsimulation tools for traffic flow, smoke propagation and evacuation modeling, the CAPITA contains comprehensive database with the results of thousands of simulations performed in advance for various combinations of variables. This approach significantly simplifies the overall complexity and thus enhances the usability of the resulting risk analysis. Additionally, it provides the decision makers with holistic view by providing not only on the expected risk but also on the risk's sensitivity to different variables. This allows the tunnel manager or another decision maker to estimate the primary change of risk whenever traffic conditions in the tunnel change and to see the dependencies to particular input variables.

• 한국측량학회지
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• 제24권3호
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• pp.251-259
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• 2006

기존 철도의 전철화 사업 수행을 위해서는 노후 터널의 역학적 안정성 조사와 함께 건축한계의 확보가 필수적으로 이루어져야 한다. 건축한계가 확보되지 않으면 터널의 선형 개선을 토대로 한 재시공이 발생하므로 측량 자료가 요구된다. 본 연구에서는 영동선 구간의 3개 터널에 대하여 동일좌표체계의 정밀 측량을 실시하고 종횡단면도, 종단레일고, 레일경사, 횡단터널높이, 건축한계높이 등의 자료를 취득하여 직선 및 곡선 터널구간의 건축한계를 효율적으로 분석하였다. 종횡단 측량성과를 이용한 도면과 기존 설계값과 비교하여 건축한계를 분석하고 시공성을 파악할 수 있도록 전철화 설계의 안정성에 대한 평가자료로 제시할 수 있었으며, 향후에는 터널구조물의 실시간 모니터링 시스템 개발에 이의 운용성을 증대시키고자 한다.