• 제목/요약/키워드: optimum maintenance scenario

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Optimum maintenance scenario generation for existing steel-girder bridges based on lifetime performance and cost

  • Park, Kyung Hoon;Lee, Sang Yoon;Yoon, Jung Hyun;Cho, Hyo Nam;Kong, Jung Sik
    • Smart Structures and Systems
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    • 제4권5호
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    • pp.641-653
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    • 2008
  • This paper proposes a practical and realistic method to establish an optimal lifetime maintenance strategy for deteriorating bridges by considering the life-cycle performance as well as the life-cycle cost. The proposed method offers a set of optimal tradeoff maintenance scenarios among other conflicting objectives, such as minimizing cost and maximizing performance. A genetic algorithm is used to generate a set of maintenance scenarios that is a multi-objective combinatorial optimization problem related to the lifetime performance and the life-cycle cost as separate objective functions. A computer program, which generates optimal maintenance scenarios, was developed based on the proposed method using the life-cycle costs and the performance of bridges. The subordinate relation between bridge members has been considered to decide optimal maintenance sequence and a corresponding algorithm has been implemented into the program. The developed program has been used to present a procedure for finding an optimal maintenance scenario for steel-girder bridges on the Korean National Road. Through this bridge maintenance scenario analysis, it is expected that the developed method and program can be effectively used to allow bridge managers an optimal maintenance strategy satisfying various constraints and requirements.

강교량의 최적 유지관리 시나리오 선정 모델 (The Model to Generate Optimum Maintenance Scenario for Steel Bridges considering Life-Cycle Cost and Performance)

  • 박경훈;이상윤;김정호;조효남;공정식
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.677-686
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    • 2006
  • 본 논문에서는 생애주기비용뿐만 아니라 생애주기성능 조건을 함께 고려하여 열화되는 교량의 최적 유지관리 전략 수립을 위한 보다 실제적이고 현실적인 방법을 제안하였다. 교량의 성능 및 비용과 관련된 다중목적 조합 최적화 문제인 교량 유지관리 시나리오 집합의 생성을 위해 유전자 알고리즘을 적용하였으며, 다중목적함수에 대한 최적의 균형 잡힌 유지관리 시나리오의 선정이 가능한 기법을 제안하였다. 최적 유지관리 시나리오는 부재수준뿐만 아니라 교량 시스템 수준에서도 생성 가능하도록 하였다. 실제 공용중인 교량에 적용하여 제안된 방법의 실 적용성을 검증하고 분석하였다. 제안된 방법은 기존의 유지관리방법의 한계를 극복하고, 실질적인 예방유지관리체계의 도입을 위한 교량 유지관리 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

생애주기비용을 고려한 성능기반 교량 최적 유지관리 전략 수립 시스템 개발 (Development of the Performance-Based Bridge Maintenance System to Generate Optimum Maintenance Strategy Considering Life-Cycle Cost)

  • 박경훈;이상윤;황윤국;공정식;임종권
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.109-120
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    • 2007
  • 본 연구에서는 생애주기비용을 고려한 성능기반 최적 유지관리 전략 수립 시스템을 개발하였다. 교량 수명동안 비용과 성능이라는 상반되는 목적을 균형있게 만족시킬 수 있는 유지관리 시나리오의 생성을 다중목적 조합최적화 문제로 정식화하고 유전자알고리즘을 적용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 국도 상 강거더 교량의 최적 유지관리 시나리오를 제공하는 과정을 제시하였다. 개발된 시스템은 현재의 교량 유지관리 전략 수립의 방법을 개선하여 교량 관리주체에게 다양한 제약 및 요구조건에 부합하는 최적의 교량 유지관리 시나리오를 제공할 수 있는 효율적인 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

생애주기 성능 및 비용에 기초한 교량 유지관리기법 개발 (Development of Bridge Maintenance Method based on Life-Cycle Performance and Cost)

  • 박경훈;공정식;황윤국;조효남
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권6A호
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    • pp.1023-1032
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    • 2006
  • 본 논문에서는 기존 교량 유지관리방법의 한계를 극복하고 예방유지관리 체계의 구현을 위하여 새로운 교량 유지관리기법을 제안하였다. 제안된 방법은 생애주기비용뿐만 아니라 생애주기성능을 함께 고려하여 열화되는 교량의 최적 유지관리전략을 수립할 수 있다. 교량의 성능변화는 신뢰성에 기초한 안전도와 상태등급을 세분화한 상태지수에 의해 평가되며, 생애주기 비용은 직접유지관리비용뿐만 아니라 도로이용자비용과 파손비용을 고려하여 추정하였다. 교량수명 동안의 성능 및 비용과 관련된 다중목적 조합 최적화 문제인 교량 유지관리 시나리오 집합의 생성을 위해 유전자알고리즘을 적용하였다. 개발된 방법을 실교량에 적용하여 유지관리전략 수립의 과정과 효과를 고찰하였다. 이러한 결과를 통해, 개발된 방법은 유지관리를 위한 의사결정과정에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

교량구조물의 유지관리를 위한 신뢰성 해석 모델 (Reliability Analysis Models for Maintenance of bridge structures)

  • 김종길;손용우;이증빈;안영기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.251-261
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    • 2004
  • 최근에 교량구조물의 부식과 노회에 대한 관심이 모아지고 있는 상황에서 부식된 철근의 불확실성은 교량구조물의 안전성 뿐만 아니라 철근콘크리트 부재의 휨강도에 영향을 미치고 있다. 이 논문에서는 이들 불확실성을 고려한 신뢰성 뼈대구조물의 거동과 최적유지관리 시나리오에 대한 검증을 제시하고 있으며, 이들 과정은 부죄된 구조물의 생애주기를 고려한 프로그램에 의해 산출한 값이며 부식구조물의 신뢰성지수 프로파일에 의한 여러 형태의 구조물에 대한 영향을 고려하여 유지관리 효과에 대해 연구 하였다.

교량구조시스템의 유지관리를 위한 퍼지 신뢰성해석 모델 (Fuzzy Reliability Analysis Models for Maintenance of Bridge Structure Systems)

  • 김종길;손용우;이증빈;이채규;안영기
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.103-114
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    • 2003
  • This paper aims to propose a method that helps maintenance engineers to evaluate the damage states of bridge structure systems by using a Fuzzy Fault Tree Analysis. It may be stated that Fuzzy Fault Tree Analysis may be very useful for the systematic and rational fuzzy reliability assessment for real bridge structure systems problems because the approach is able to effectively deal with all the related bridge structural element damages in terms of the linguistic variables that incorporate systematically experts experiences and subjective judgement. This paper considers these uncertainties by providing a fuzzy reliability-based framework and shows that the identification of the optimum maintenance scenario is a straightforward process. This is achieved by using a computer program for LIFETIME. This program can consider the effects of various types of actions on the fuzzy reliability index profile of a deteriorating structures. Only the effect of maintenance interventions is considered in this study. However. any environmental or mechanical action affecting the fuzzy reliability index profile can be considered in LIFETIME. Numerical examples of deteriorating bridges are presented to illustrate the capability of the proposed approach. Further development and implementation of this approach are recommended for future research.

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전원개발계획 공급신뢰도 기준 설정을 위한 LOLP 민감도 분석 (A Study on the LOLP Sensitivity Analysis for Determination of Reliability Criteria in Generation Expansion Planning)

  • 정도영;김광인;이상철;박종배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.543-545
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    • 1995
  • The purpose of this paper is to determine the proper reliability criteria used in generation expansion planning of electric utilities. In this paper, we tried to combine long-term generation expansion planning and short-term weekly maintenance scheduling program package. We set two scenarios in which the O&M technology of power plants will be improved or not in the future. We performed LOLP sensitivity analysis for each scenario to determine the optimum reliability criteria in the power system operation aspects.

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성능저하모델에 기초한 사장교의 설계단계 생애주기비용 분석 (Life Cycle Cost Analysis at Design Stage of Cable Stayed Bridges based on the Performance Degradation Models)

  • 구본성;한상훈;조중연
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.2081-2091
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    • 2013
  • 최근, 엔지니어링의 실무에서 토목 시설물의 설계 및 유지관리 단계를 위한 효과적인 생애주기비용(Life Cycle Cost; LCC) 산정 방법의 실무적인 적용에 대한 요구가 높아지고 있다. 이와 같이, 21세기에 들어 엔지니어링의 최적 의사결정의 실무적 문제에 가치공학과 더불어 생애주기비용 분석은 새로운 패러다임으로 주목받고 있지만 이러한 연구 개발의 괄목할만한 진보에도 불구하고, 대부분의 설계단계 생애주기비용 분석은 확정적, 확률적 분석기법에 그치고 있고 적용 가능한 구조물도 일반 교량에 국한되어 있다. 따라서 본 논문은 설계단계 생애주기비용 분석에 대한 실용적이고 합리적인 신뢰성해석 기반 성능저하 모델을 고려하여 기존의 분석방법을 업데이트하는 분석 방법론을 개발하고 이를 특수교인 사장교에 적용하는데 목적이 있다. 이에 현재가치의 합으로 표현되는 직/간접 유지관리비용을 기존 방법과는 다르게 기대 성능저하모델에 바탕을 둔 최적 유지관리 시나리오를 통한 생애주기비용 분석 기법으로 제시하였다. 마지막으로 본 논문에서 제안한 업데이트된 생애주기비용 분석의 방법론을 실제 고속도로 사장교 건설 프로젝트의 설계단계 의사결정 문제에 적용하여 합리적이고 체계적인 분석 방법 및 최적의사결정과정을 제시하였다.

Performance of Drip Irrigation System in Banana Cultuivation - Data Envelopment Analysis Approach

  • Kumar, K. Nirmal Ravi;Kumar, M. Suresh
    • Agribusiness and Information Management
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    • 제8권1호
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    • pp.17-26
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    • 2016
  • India is largest producer of banana in the world producing 29.72 million tonnes from an area of 0.803 million ha with a productivity of 35.7 MT ha-1 and accounted for 15.48 and 27.01 per cent of the world's area and production respectively (www.nhb.gov.in). In India, Tamil Nadu leads other states both in terms of area and production followed by Maharashtra, Gujarat and Andhra Pradesh. In Rayalaseema region of Andhra Pradesh, Kurnool district had special reputation in the cultivation of banana in an area of 5765 hectares with an annual production of 2.01 lakh tonnes in the year 2012-13 and hence, it was purposively chosen for the study. On $23^{rd}$ November 2003, the Government of Andhra Pradesh has commenced a comprehensive project called 'Andhra Pradesh Micro Irrigation Project (APMIP)', first of its kind in the world so as to promote water use efficiency. APMIP is offering 100 per cent of subsidy in case of SC, ST and 90 per cent in case of other categories of farmers up to 5.0 acres of land. In case of acreage between 5-10 acres, 70 per cent subsidy and acreage above 10, 50 per cent of subsidy is given to the farmer beneficiaries. The sampling frame consists of Kurnool district, two mandals, four villages and 180 sample farmers comprising of 60 farmers each from Marginal (<1ha), Small (1-2ha) and Other (>2ha) categories. A well structured pre-tested schedule was employed to collect the requisite information pertaining to the performance of drip irrigation among the sample farmers and Data Envelopment Analysis (DEA) model was employed to analyze the performance of drip irrigation in banana farms. The performance of drip irrigation was assessed based on the parameters like: Land Development Works (LDW), Fertigation costs (FC), Volume of water supplied (VWS), Annual maintenance costs of drip irrigation (AMC), Economic Status of the farmer (ES), Crop Productivity (CP) etc. The first four parameters are considered as inputs and last two as outputs for DEA modelling purposes. The findings revealed that, the number of farms operating at CRS are more in number in other farms (46.66%) followed by marginal (45%) and small farms (28.33%). Similarly, regarding the number of farmers operating at VRS, the other farms are again more in number with 61.66 per cent followed by marginal (53.33%) and small farms (35%). With reference to scale efficiency, marginal farms dominate the scenario with 57 per cent followed by others (55%) and small farms (50%). At pooled level, 26.11 per cent of the farms are being operated at CRS with an average technical efficiency score of 0.6138 i.e., 47 out of 180 farms. Nearly 40 per cent of the farmers at pooled level are being operated at VRS with an average technical efficiency score of 0.7241. As regards to scale efficiency, nearly 52 per cent of the farmers (94 out of 180 farmers) at pooled level, either performed at the optimum scale or were close to the optimum scale (farms having scale efficiency values equal to or more than 0.90). Majority of the farms (39.44%) are operating at IRS and only 29 per cent of the farmers are operating at DRS. This signifies that, more resources should be provided to these farms operating at IRS and the same should be decreased towards the farms operating at DRS. Nearly 32 per cent of the farms are operating at CRS indicating efficient utilization of resources. Log linear regression model was used to analyze the major determinants of input use efficiency in banana farms. The input variables considered under DEA model were again considered as influential factors for the CRS obtained for the three categories of farmers. Volume of water supplied ($X_1$) and fertigation cost ($X_2$) are the major determinants of banana farms across all the farmer categories and even at pooled level. In view of their positive influence on the CRS, it is essential to strengthen modern irrigation infrastructure like drip irrigation and offer more fertilizer subsidies to the farmer to enhance the crop production on cost-effective basis in Kurnool district of Andhra Pradesh, India. This study further suggests that, the present era of Information Technology will help the irrigation management in the context of generating new techniques, extension, adoption and information. It will also guide the farmers in irrigation scheduling and quantifying the irrigation water requirements in accordance with the water availability in a particular season. So, it is high time for the Government of India to pay adequate attention towards the applications of 'Information and Communication Technology (ICT) and its applications in irrigation water management' for facilitating the deployment of Decision Supports Systems (DSSs) at various levels of planning and management of water resources in the country.