$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

센서 네트워크 기반 실시간 교량 안전관리를 위한 지능형 구조 건전성 모니터링시스템 개발
Development of Real Time Smart Structure Monitoring System for Bridge Safety Maintenance using Sensor Network 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.16 no.2, 2016년, pp.221 - 230  

조병완 (한양대학교 건설환경공학과) ,  김헌 (한양대학교 건설환경공학과) ,  이윤성 (한양대학교 건설환경공학과) ,  김도근 (한양대학교 건설환경공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

최근 교량의 장수명화와 이용자의 안전을 보장하기 위한 첨단IT기술을 이용한 유지관리 기법이 세계적으로 각광을 받고 있다. 이에 본 논문에서는 무선계측센서를 이용하여 교량의 정적 동적 데이터를 취득 및 분석하여 교량의 거동상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 지능형 교량 구조 건전성 모니터링시스템을 개발하였다. 본 논문에서 개발한 모니터링 시스템은 교량의 주요 부재의 거동을 계측하기 위한 센서 및 계측데이터 전송을 위한 무선송수신시스템, 전체 시스템 관리를 위한 운영프로그램 및 데이터베이스로 구성되어 있다. 개발한 무선계측센서 기반의 모니터링 시스템의 성능검증을 위해 올림픽대교에 5종의 무선계측센서를 설치하였으며, 센서의 전원은 태양광 발전장치를 설치하여 자가 전원공급이 가능하도록 하였다. 성능검증을 위한 데이터는 시스템 구축완료 후 일주일간의 데이터를 활용하여, 유선시스템으로부터 취득된 데이터와 비교 분석하였으며, 이를 통행 지능형 구조 건전성 모니터링 시스템의 성능 및 실 교량 적용성을 검증하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

As structures' long term performances and users' safety have been highlighted, a new maintenance technique using IT has drawn attention around the globe. Therefore, throughout the paper, by analyzing bridge's static and dynamic data using wireless measuring sensor, a "real time smart bridge monitori...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 교량의 구조건전성 모니터링을 위한 센서 네트워크 기반 실시간 교량 안전관리를 위한 지능형 구조 건전성 모니터링시스템을 개발하고 그 적용성을 올림픽대교를 대상으로 평가하였으며 다음과 같은 결론을 도출하였다.
  • 본 논문에서는 무선통신방식에서 발생하는 전원공급 문제를 해결하기 위해서 시스템에 사용되는 모든센서 및 USN 모듈을 운용하기 위해 태양광 발전장치를 개발 하였다. 태양광 발전장치는 교량 거더 박스 외부의 센서 및 통신모듈 운용을 위한 장치와 박스 내부의 센서 및 통신모듈을 운용하기 위한 장치로 구성되며 외부에 부착된 태양전지의 전원케이블이 교량내부의 덕트를 타고 들어와 전원을 공급하게 된다.
  • 본 논문에서는 시스템의 성능을 검증하기 위하여 올림픽대교를 대상으로 Pilot-test를 수행하였다. 올림픽대교는 서울 광진구 구의동과 송파구 풍납동을 연결하는 한강 상의 교량으로 길이 1,225m, 너비 32m(6차선)이며 1985년 11월 20일 착공하여 1990년 6월에 준공하였다.
  • 본 논문에서는 이러한 문제를 개선하기 위하여 계측센서를 통해 교량 구조물의 정적・동적 데이터를 수집하여 교량의 거동상태를 실시간으로 분석하고 중대한 결함 같은 이상신호 발생 시 관리자에게 경보를 발생하여 원인을 파악하고 신속하게 대처하여 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 센서 네트워크 기반 실시간 교량 안전관리를 위한 지능형 구조 건전성 모니터링 시스템을 제안하였고, 실제 올림픽대교에 구축하여 성능을 검증하였다.
  • 본 시스템은 가속도센서, 경사센서, 온도센서, 풍향풍속센서 등 다양한 계측 센서로부터 교량의 실시간 거동을 파악하여, 교량의 안전성과 사용성을 확보하는데 그 목적이 있으며, 계측된 주요 자료들은 초기 설계 데이터와 비교하여 교량의 현 상태를 파악하여 교량의 잔존 수명과 보수 보강시기를 판단하는데 이용된다. 또한 무선네트워크를 이용한 원격 모니터링을 통해 장소와 시간에 구애받지 않고 원격지에서 서버에 접속하여 효율적으로 관리자가 시스템을 관리할 수 있고, 현장에서 문제가 발생할 경우 프로그램 내에서 2단계 경보를 발행하도록 하여, 신속하게 대응 할 수 있는 연계방안 체계를 구축하였으며, 효율적인 계측관리시스템이 운영되도록 하였다[17].
  • 하지만, 본 시스템은 단일 교량에 대해서 모니터링 시스템 구축이 가능하다는 한계가 있다. 이에 향후 연구로 좀 더 효과적인 모니터링 시스템 구축을 위해 사물인터넷(Internet of Things), ICT(Information and Communications Technologies), BIM(Building Information Modeling) 등 첨단기술을 활용한 통합 시설물 모니터링 시스템에 관한 연구를 진행하고자 한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
교량 구조 건전성 모니터링 시스템의 구성은? 최근에는 정보통신기술 및 안전진단센서 기술의 비약적인 발전으로 초소형, 고성능, 저비용의 가속도센서, 변형률 센서와 온도센서 등을 이용하여 교량의 구조적 건전성을 실시간으로 모니터링하여 이상상태를 조기에 예측하여 대형사고를 예방하는 교량 구조 건전성 모니터링 시스템에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있으며 많은 교량에 구축이 되고 있다[4][16]. 일반적으로 교량 구조 건전성 모니터링 시스템은 계측센서 및 유무선 통신장비와 같은 하드웨어, 신호처리 및 손상추정을 위한 소프트웨어로 구성 된다[5][6].
교량 구조 건전성 모니터링 시스템의 기능은? 최근에는 정보통신기술 및 안전진단센서 기술의 비약적인 발전으로 초소형, 고성능, 저비용의 가속도센서, 변형률 센서와 온도센서 등을 이용하여 교량의 구조적 건전성을 실시간으로 모니터링하여 이상상태를 조기에 예측하여 대형사고를 예방하는 교량 구조 건전성 모니터링 시스템에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있으며 많은 교량에 구축이 되고 있다[4][16]. 일반적으로 교량 구조 건전성 모니터링 시스템은 계측센서 및 유무선 통신장비와 같은 하드웨어, 신호처리 및 손상추정을 위한 소프트웨어로 구성 된다[5][6].
센서 네트워크 기반 실시간 교량 안전관리를 위한 지능형 구조 건전성 모니터링 시스템은 어떤 문제를 개선하기 위해 제안되었나? 교량의 장수명화와 대형 사고를 미연에 방지하기 위한 교량 구조 건전성모니터링은 센서의 신호 계측과 데이터 분석 및 특징 분류를 통해 구조물의 거동응답과 구조성능의 이상 유무를 자동으로 판별하여 경보하는 일련의 과정으로 이루어져야한다. 하지만 현재 국내에 구축된 교량 구조 건전성 모니터링 시스템은 기술적 한계로 센서를 통한 단순 데이터 취득에 초점을 두고 있으며, 이상 상황 발생 시 수동으로 제어해야 하는 문제를 가지고 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (17)

  1. S. Y. Kim, Y. S. Shin, and G. H. Kim, "Case Study on the Maintenance of a Construction Monitoring using USN-bsed Data Acquisition," The Scientific World Journal, Vol.2014, pp.1-11, 2014. 

  2. B. W. Jo, Y. S. Lee, H. Kim, and D. W. Lee, "A Study on Development of the Intelligent Bridge Maintenance System using RFID," Journal of the Korean Society of Civil Engineers, Vol.33, No.5, pp.2107-2124, September, 2013. 

  3. H. Sohn, H. J. Jung, J. S. Kong, J. J. Lee, and S. H. Sim, "ICT Based Bridge Health Diagnosis and Integrated Maintenance Techniques," Magazine of the Korea institute for structural maintenance and inspection, Vol.18, No.1, pp.1-4, 2014. 

  4. S. H. Sim, "Structural Health Monitoring of Bridges Using Wireless Smart Sensor Networks," Magazine of the Korea Concrete Institute, Vol.24, No.3, pp.34-36, 2012. 

  5. J. J. Lee, Y. S. Park, C. B. Yun, K. Y. Koo, and J. H. Yi, "An Overriew of Information Processing Techniques for Structural Health Monitoring of Bridges," Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, Vol.21, No.6, pp.615-632, 2008. 

  6. B. G. Sim, S. B. Lee, and M. S. Chae, "Development of a Wireless Vibration Monitoring System for Structural Health Evaluation," Vol.20, No.2, pp.166-171, 2010. 

  7. E. G. Straser and A. S. Kiremidjian, "A Modular Visual Approach to Damage Monitoring for Civil Structures," Proceedings of SPIE, Smart Structures and Materials, pp.112-122, 1996. 

  8. Ducduy Ho, P. Y. Lee, S. Y. Lee, and J. T. Kim, "Vibration-based Structural Health Monitoring of Full-Scale Cable-Stayed Bridges Using Wireless Smart Sensors," Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, Vol.12, No.1, pp.75-82, 2012. 

  9. D. S. Hong and J. T. Kim, "Monitoring of Full-Scale Concrete Girder Bridge Using Acceleration Response," Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, Vol.14, No.1, pp.165-174, 2010. 

  10. K. Maser, R. Egri, A. Lichtenstein, and S. Chase, "Development of a Wireless Global Bridge Evaluation and Monitoring System (WGBEMS)," Proceedings of the Specialty Conference on Infrastructure Condition Assessment, pp.91-100, 1997. 

  11. J. P. Lynch, Field Validation of a Wireless Structural Monitoring System on the Alamosa Canyon Bridge, SPIE 10th, Sandiego, CA, USA, March 2003. 

  12. I. H. Bae and G. H. Ha, "Structural Health Monitoring of Yeongjong Suspension Bridge Using GPS," National Asset Management of civil Infrastructure, Vol.1, pp.173-177, 2008. 

  13. K. M. Kim, C. S. Kang, B. J. Oh, and Y. H. Lee, "A Wireless Sensor Network with Reservation-based MAC Protocol for Bridge Monitoring Systems," Journal of Korean Institute of Information Technology, Vol.7, No.6, pp.121-127, 2009. 

  14. H. S. Kim, Y. H. Kim, J. C. Park, and S. B. Shin, "Data Analysis and Health Index for Health Monitoring of Seohae Bridge," Journal of the Korean Society of Civil Engineers, Vol.33, No.2, pp.387-395, Mar. 2013. 

  15. J. M. Ko and Y. Q. Ni, "Technology Developments in Structural Health Monitoring of Large-Scale Bridges," Journal of the Engineering Structures, Vol.27, No.12, pp.1715-1725, 2005. 

  16. H. J. Lee and Y. H. Choi, "Data Statical Analysis based Data Filtering Scheme for Monitoring System on Wireless Sensor Network," Journal of Korean Contents Association, Vol.10, No.3, pp.53-63, 2010. 

  17. J. S. Kim and J. S. Lee, "Implemen tation of a Remote Controlling System between Server/Client based Mobile," Journal of Korean Contents Association, Vol.10, No.6, pp.106-114, 2010. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로