• 제목/요약/키워드: settlement prediction

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터널굴착 현장에 인접한 지상구조물의 안전성 평가용 전문가 시스템의 개발 (1) -전문가 시스템 개발 및 신뢰성 검증을 중심으로 (Development of a Neural Network Expert System for Safety Analysis of Structures Adjacent to Tunnel Excavation Sites Focused on Development and Reliability Evaluation of Expert System)

  • 배규진;신휴성
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권2호
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    • pp.107-126
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    • 1998
  • 터널굴착으로 발생되는 지반침하는 지상구조물의 변형을 유발할 수도 있으므로 터널굴착 전에 지상구조물의 안전성 평가가 요구된다. 이러한 변형에 대한 구조물의 안전성을 평가하기 위하여 본 연구에서는 터널현장의 지반침하를 예측하고, 이를 기반으로 지상구조물의 안정성 평가를 수행하는 전문가 시스템 NESASS(Neural Network Expert System for Adjacent Structure Safety analysis)를 개발하였다. NESASS는 인공신경망을 이용, 터널현장의 지반침하 계측자료로 작성된 데이터베이스 자료를 학습자료로 하여 학습을 수행하고, 이를 기반으로 터널현장의 지반침하 트라프를 추론한다. 또한 일반구조물의 안전성을 평가하는데 이용되고 있는 인자, 즉 각변형(angular distortion)과 처징비 (deflection ratio) 등을 이용하여 지상건물의 안전성을 평가함과 아울러 Dulacska의 균열평가 모델 을 이용하여 건물의 균열양상을 예측한다. 본 연구에서는 서울지하철 현장을 대상으로 113개 계측측선의 지반침하 계측자료를 수집 정리하고 지반침하의 주 영향인자들을 선정하여. 이들을 데이터베이스화하였다. 그리고 인공신경망 구조에 관련된 매개변수 연구를 수행하여 구축된 데이터베이스에 대한 최적 인공신경망 모델을 선정하였다. 또한 현장자료와의 비교를 통하여 NESASS의 지반침하 예측능력을 조사하고, 현장자료를 이용하여 지상구조물에 대한 안전성 평가의 신뢰성을 평가함으로써 NESASS의 실무 적용성을 확인 하였다.

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H-pile의 지지력 특성 및 동역학적 공식의 신뢰도 평가 (Characteristics of Bearing Capacity and Reliability-based Evaluation of Pile-Driving Formulas for H Pile)

  • 오세욱;이준대
    • 한국안전학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.81-88
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    • 2003
  • Recently, pile foundations were constructed in rough or soft ground than ground of well condition thus it is important that prediction of ultimate bearing capacity and calculation of proper safety factor applied pile foundation design. This study were performed to dynamic loading tests for the thirty two piles at four different construction sites and selected pile at three site were performed to static loading tests and then compare with measured value and value of static and dynamic loading tests. The load-settlement curve form the dynamic loading tests by CAPWAP was very similar to the results obtained from the static load tests. Based on dynamic and static loading tests, the reliability of pile-driving formula were analyzed and then suggested with proper safety factor for prediction of allowable bearing capacity in this paper.

지하굴착의 역해석에 대한 유전알고리즘의 적용 (Application of genetic Algorithm to the Back Analysis of the Underground Excavation System)

  • 장찬수;김수삼
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.65-84
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    • 2002
  • The Observational Method proposed by Terzaghi can be applied for the safe and economic construction projects where the exact prediction of the behavior of the structures is difficult as in the underground excavation. The method consists of measuring lateral displacement, ground settlement and axial force of supports in the earlier stage of the construction and back analysis technique to find the best fit design parameters such as earth pressure coefficient, subgrade reaction etc, which will minimize the gap between calculated displacement and measured displacement. With the results, more reliable prediction of the later stage can be obtained. In this study, back analysis programs using the Direct Method, based on the Hill Climbing Method were made and evaluated, and to overcome the limits of the method, Genetic Algorithm(GA) was applied and tested for the actual construction cases.

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도심지 지하굴착 및 터널시공 예비설계를 위한 인공신경망 개발에 관한 연구 (A study on Development of Artificial Neural Network (ANN) for Preliminary Design of Urban Deep Ex cavation and Tunnelling)

  • 유충식;양재원
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.11-23
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    • 2020
  • 본 본문에서는 도심지 지하굴착 및 터널현장의 예비설계 및 지반침하를 예측이 가능한 인공신경망 개발에 대한 내용을 다루었다. 인공신경망의 개발을 위해 먼저 다양한 도심지 터널 및 지하굴착 현장 계측자료를 수집하여 데이터베이스를 구축하고 이를 인공신경망 학습에 필용한 학습데이터를 구축하는데 활용하였다. 개발된 인공신경망은 학습에 활용되지 않은 검증 데이터 세트를 및 현장계측자료를 활용하여 결정계수(R2), 평균제곱근오차(Root Mean Square Error; RMSE), 절대평균오차(Mean Absolute Error; MAE) 등 통계적 파라메타를 근거로 하여 신뢰도를 검증하였다. 개발된 인공신경망은 도심지 굴착현장의 예비 설계 및 이에 따른 주변침하를 예측하는데 효율적으로 활용될 수 있는 것으로 평가되었다.

IT자산 장애처리의 사전 예측을 위한 기계학습 프로세스 (Machine Learning Process for the Prediction of the IT Asset Fault Recovery)

  • 문영준;류성열;최일우
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제2권4호
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    • pp.281-290
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    • 2013
  • IT자산은 조직의 경영목적을 지원해주는 핵심영역이며, IT자산의 장애 발생시 신속한 처리를 지원하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 IT자산의 장애가 발생할 경우, 장애해결을 위하여 기존의 장애 데이터를 기초로 장애처리 예측 기법을 제시한다. 제안한 장애처리 예측 기법은 첫째, 기존의 장애처리 데이터를 전처리하여 장애처리 유형별로 분류하고 둘째, 분류된 장애처리 유형과 장애 발생 후 접수된 내용을 키워드 매핑시키는 규칙을 제정하였으며 셋째, 제정된 규칙에 의하여 장애 발생 후 장애처리 방법이 사전에 예측 가능한 기계학습 프로세스를 제시하였다. 제시한 기계학습 프로세스의 유효성을 입증하기 위하여 A사에서 6개월 동안 접수된 33,000여건의 전산기기 장애 데이터를 실험한 결과 장애처리 예측의 적중률이 약 72%였으며, 지속적인 기계학습을 통하여 81%로 향상되었다.

통계적 및 인공지능 모형 기반 태양광 발전량 예측모델 비교 및 재생에너지 발전량 예측제도 정산금 분석 (Comparison of solar power prediction model based on statistical and artificial intelligence model and analysis of revenue for forecasting policy)

  • 이정인;박완기;이일우;김상하
    • 전기전자학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.355-363
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    • 2022
  • 우리나라는 2050년 탄소중립을 목표로 신재생에너지 중심으로 에너지 공급원을 전환하고 확대하는 계획을 추진 중이다. 신재생에너지의 간헐적 특성으로 에너지 공급이 불안정성이 커짐에 따라 정확한 신재생에너지 발전량 예측의 중요성이 함께 커지고 있다. 이에 따라 정부는 신재생에너지를 집합화하여 관리하기 위한 소규모 전력중개시장을 개설하였고, 재생에너지 발전량 예측제도를 도입하여 예측정확도에 따라 정산금을 지급하는 제도를 시행 중이다. 본 논문에서는 우리나라 신재생에너지 전원의 대부분을 차지하는 태양광 발전에 대하여 통계적 및 인공지능 모형을 이용하여 예측모델을 구현하였으며, 각 모형의 예측정확도 결과를 비교 분석하였다. 비교 모델 중에서 CNN-LSTM(Convolutional Long Short-Term Memory Neural Networks) 모형이 가장 높은 성능을 가짐을 확인하였다. 예측정확도에 따른 예측제도 정산금 수익을 추정해보았고, 예측보유 기술 수준에 따라 수익 편차가 24% 정도 커질 수 있음을 확인하였다.

Intelligent optimal grey evolutionary algorithm for structural control and analysis

  • Z.Y. Chen;Yahui Meng;Ruei-Yuan Wang;Timothy Chen
    • Smart Structures and Systems
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    • 제33권5호
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    • pp.365-374
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    • 2024
  • This paper adopts a new approach in which nonlinear vibrations can be controlled using fuzzy controllers by optimal grey evolutionary algorithm. If the fuzzy controller cannot stabilize the systems, then the high frequency is injected into the system to assist the controller, and the system is asymptotically stabilized by adjusting the parameters. This paper uses the GM (grey model) and the neural network prediction model. The structure of the neural network is improved from a single factor, and multiple data inputs are extended to various factors and numerous data inputs. The improved model expands the applicable range of uncontrolled elements and improves the accuracy of controlled prediction, using the model that has been trained and stabilized by multiple learning. The simulation results show that the improved gray neural network model has higher prediction accuracy and reliability than the traditional GM model, improving controlled management and pre-control ability. In the combined prediction, the time series parameters and the predicted values obtained from the GM (1,1) (Grey Model of first order and one variable) are simultaneously used as the input terms of the neural network, considering the influence of the non-equal spacing of the data, which makes the results of the combined gray neural network model more rationalized. By adjusting the model structure and system parameters to simulate and analyze the controlled elements, the corresponding risk change trend graphs and prediction numerical calculation results are obtained, which also realize the effective prediction of controlled elements. According to the controlled warning principle and objective, the fuzzy evaluation method establishes the corresponding early warning response method. The goals of this paper are towards access to adequate, safe and affordable housing and basic services, promotion of inclusive and sustainable urbanization and participation, implementation of sustainable and disaster-resilient buildings, sustainable human settlement planning and manage.

Nonlinear regression methods and genetic algorithms for estimation of compression index of clays using toughness limit

  • Satoru Shimobe;Eyyub Karakan;Alper Sezer
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제37권4호
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    • pp.371-382
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    • 2024
  • Measurement or prediction of compression index (Cc) of soils is essential for assessment of total and differential settlement of structures. It is a well-known fact that this parameter is controlled by several index identifiers of soil including initial void ratio, Atterberg limits, overconsolidation ratio, specific gravity, etc. Many studies in the past proposed relationships for prediction of Cc based on different index properties. Therefore, this study aims to present a comparison of previously proposed equations for estimation of Cc. Data from literature was compiled, and a total of 90 and 623 test results on remolded and undisturbed specimens were used to question the validity of previously proposed equations. Nevertheless, the modeling ability of 7 and 12 equations for estimation of Cc of remolded and undisturbed soils were questioned by use of compiled data. Moreover, new empirical relationships based on initial void ratio and toughness limit for prediction of Cc was proposed by use of nonlinear multivariable regression and evolutionary based regression analyses. The results are promising-the performances of models established are quite acceptable, which are verified by statistical analyses.

파쇄대 예측을 위한 터널의 3차원 수치해석 (3-Dimensional Tunnel Analyses for the Prediction of Fault Zones)

  • 이인모;김돈희;이석원;박영진;안형준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.99-112
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    • 1999
  • 막장 전방에 파쇄대 등의 불연속면이 존재할 경우, 이를 미리 예측하지 못한채로 굴진을 하게 되면 파쇄대로 인해 터널 굴진에 따라 발생된 종방향 아칭에 영향을 주어 막장면 전방에 응력이 집중하게 된다. 터널 및 지하공간의 설계시에는 불확실한 설계요소를 과다하게 내포하고 있으므로 경제적이고 안정성이 확보된 터널 시공을 위해서는 터널 막장면에서의 정확한 계측으로 막장 전방의 파쇄대를 예측하여 터널 지보체계에 신속히 대비함이 필요하다. 최근의 연구결과에 의하면 3차원 절대변위계측에 의해 터널의 시공 시 굴진에 따라 지반의 강도차이로 인해 발생된 종방향 변위의 변화를 측정하여 막장 전방의 불연속면을 미리 예측할 수 있다고 하였다. 본 연구는 혼합법을 사용한 3차원 수치해석으로부터 얻어지는 변위로부터 L/C (천단부의 종방향 변위[L]와 천단부의 침하량[C]의 비 )와 S/C (측벽의 수평방향 변위[S]와 천단부의 침하량[C]의 비), (Ll-Lr)/C (좌측벽의 종방향변위[Ll]와 우측벽의 종방향변위[Lr]의 차와 천단부의 침하량[C]의 비), 평사투영법을 중심으로 지반에 파쇄대가 존재할 경우에 대해 여러 가지 초기 지중응력조건에서 터널 굴착에 따른 3차원 절대 변위를 분석하여 그 존재를 예측할 수 있는 기법을 제시하였다.

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Levenberg-Marquardt 인공신경망 알고리즘을 이용한 지반공학문제의 적용성 검토 (Application of Artificial Neural Network with Levenberg-Marquardt Algorithm in Geotechnical Engineering Problem)

  • 김영수;이재호;서인식;김현동;신지섭;나윤영
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.987-997
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    • 2008
  • Successful design, construction and maintenance of geotechnical structure in soft ground and marine clay demands prediction, control, stability estimation and monitoring of settlement with high accuracy. It is important to predict and to estimate the compression index of soil for predicting of ground settlement. Lab. and field tests have been and are indispensable tools to achieve this goal. In this paper, Artificial Neural Networks (ANNs) model with Levenberg-Marquardt Algorithm and field database were used to predict compression index of soil in Korea. Based on soil property database obtained from more than 1800 consolidation tests from soils samples, the ANNs model were proposed in this study to estimate the compression index, using multiple soil properties. The compression index from the proposed ANN models including multiple soil parameters were then compared with those from the existing empirical equations.

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