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USN 기반의 대형 사회 기반 시설물 계측 시스템 개발
Development of Structural Health Monitoring System based USN for a Huge Infrastructure 원문보기

전기학회논문지. The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. P, v.65 no.1, 2016년, pp.7 - 12  

김태봉 (Dept. of Culture, Daeduk College)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

With due to the recent development of USN (Ubiquitous Sensor Network) technology, a monitoring system has been developing for assuring the structural integrity of infrastructure through normal or long term measurements during their lifetime. An accident such as a collapse of infrastructure may cause...

주제어

#USN   #Wireless data acquisition system   #RF module   #RFID   #Bluetooth   #ZigBee  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 다양한 센서를 적용할 수 있는 범용 PCB로 구성된 센서 모듈을 개발하였다. 송출거리(60m)의 향상과 모듈구성의 유연함으로 송수신 채널구성이 간편하게 되었다.
  • 본 논문에서는 사회 기반 시설물의 안전 진단과 효율적인 관리에 요구되는 무선통신 기반의 구조물 계측 시스템 개발을 위한 PCB로 구성된 센서 모듈을 개발하고자 하였다. 특히, 대형구조물에 적합한 센서들의 설치 기술을 검토하고 센서들의 A/D 변환이 가능한 모듈을 개발하였으며, 또한 시작품 제작과 실험을 통한 개발 제품의 특성을 제시하였다.

가설 설정

  • 최근 유비쿼터스 센서 네트워크 기술의 발달로 대형 건설 구조물과 같은 사회기반시설에 대한 구조적 안정성 확보를 위하여 장기적 또는 상시적 계측을 통한 유지관리 시스템을 개발 적용하는 사례가 증가하고 있다. 대형 건설 구조물의 사고는 막대한 인명피해와 물질적인 손실을 우리 사회에 끼친다. 더 나아가 국민들의 정신 건강과 대외적인 국가의 이미지에도 심각한 피해를 준다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유비쿼터스 센서 네트워크 기술의 발달로 인해 건설 구조물에 대한 어떤 사례가 증가하게 되었는가? 최근 유비쿼터스 센서 네트워크 기술의 발달로 대형 건설 구조물과 같은 사회기반시설에 대한 구조적 안정성 확보를 위하여 장기적 또는 상시적 계측을 통한 유지관리 시스템을 개발 적용하는 사례가 증가하고 있다. 대형 건설 구조물의 사고는 막대한 인명피해와 물질적인 손실을 우리 사회에 끼친다.
유비쿼터스 센서 시스템은 기존 유선센서 시스템에 비해 어떤 측면에서 장점을 가지는가? 또한 대형 구조물 특정 부위에서 문제가 발생하여 추가적인 센서의 설치가 필요할 경우에도 USN의 경우에는 센서 모듈만 간단히 설치할 수 있지만 기존의 유무선 시스템의 경우에는 그렇지 못하다. 이러한 것을 고려하면 유비쿼터스 센서 시스템이 기존의 유선 센서 시스템에 비해 설치운용의 유연성인 측면에서 많은 장점을 가지고 있다[1-3].
본 연구에서 구축한 시스템의 센서모듈에서의 우선적으로 고려될 측정인자는 무엇들인가? 우선적으로 고려되는 측정인자는 가속도와 스트레인게이지(Strain Gauge)를 통한 변위이다. 가속도는 실제 교량에 가해진 진동의 폭과 크기를 측정할 수 있으며 이를 환산하여 진폭 등도 구할 수 있다.
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참고문헌 (16)

  1. T. B. Kim, S. K. Seo, D. W. Lee "USN Remote Monitering System for Application of Bridge Measurement", Autumn Conference of the Koesan Society of Safety, KOKOS, pp.211-214, October 15-16, 2008. 

  2. Korea Insitute of Construction & Transportation Technology Evaluation and Planning, R&D / 03-A0202, "Intelligent Instrumentation Development Based on Wireless Communication Systems and Efficient Maintenance Management System Application of Grand Bridges", Final Report of Construction Core Technology R & D Project, MOCT, 2006. 10. 

  3. Korea Insitute of Construction & Transportation Technology Evaluation and Planning, R&D / 03-A0205, "Development of IT Based Smart Measurement and Monitoring System for Evaluation of Structural Integrity of Bridge", The Final Report of Industry-University-Research Joint Research and Development Projects, MOCT, 2006. 10. 

  4. A. Basharat, N. Catbas, M. Shah "A Framework for Intelligent Sensor Network with Video Camera for Structural Health Monitoring of Bridges" Proceedings of Third IEEE International Conference on PerCom, pp. 385-389, 2005. 

  5. T. von Eicken, D. E. Culler, S. C. Goldstein, K. E. Schauser, "Active Messages : a Mechanism for Integrated Communication and Computation", 19th International Symposium on Computer Architecture, pp. 256-266, 1992. 

  6. Aktan, A.E., Catbas, F.N., Pervizpour, M., Kulcu, E., Grimmelsman, K., Barrish, R., and Qin, X., "Realtime Bridge Health-monitoring for Management," Proceedings of Second Workshop on Advanced Technologies in Urban Earthquake Disaster Mitigation, Kyoto University, pp. 1-14, 2000. 

  7. Chung, H., Enomoto, T., Shinozuka, M., "MEMStype Accelerometers and Wireless Communication for Structural Monitoring," Second MIT Conferences on Fluid and Solid Mechanics, Cambridge, MA, pp. 17-20, 2003. 

  8. Conte, J.P. et al, "Health Monitoring Framework and Structural Analysis," Proc. of Workshop on Structural Health Monitoring organized by UCSD and Caltrans, pp. 1-21, 2003. 

  9. Kim, J-T, "Gui Software System for Damage Identification in Plate-Girder Bridges," KSCE Journal of Civil Engineering vol.6 no.2, pp.107-118 1226-7988 KCI. 2002. 6. 

    상세보기

  10. Kim, S.K. and Kim, C.Y., "Bridge Monitoring Systems in Korea," Proceedings of US-Korea Workshop on Smart Infra-Structural Systems, pp.223-232, 2002. 

  11. Park, S.H., "Impedance-based Damage Detection for Structures Using smart PZT transducers," Conference of KSCE, pp. 1529-1534, 2003. 

  12. Peeters, Bart, and De Roeck, Guido, "One-year monitoring of the Z24-Bridge: environmental effects versus damage events," Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 30, pp.149-171, 2001. 

    상세보기 crossref

  13. Sohn, Hoon, Robertson, A.N., and Farrar, C.R., Holder, "Exponent analysis for discontinuity detection," Proceedings of US-Korea Workshop on Smart Infrastructural systems, pp. 23-24, 2002. 9. 

  14. M. J. Chae, H. S. Yoo, J. Y. Kim, and M. Y. Cho, "Development of a wireless sensor network system for suspension bridge health monitoring," Automation in Construction, vol. 21, no. 1, pp. 237-252, 2012. 

    상세보기 crossref

  15. M. Kurata, J. Kim, J. P. Lynch et al., "Internetenabled wireless structural monitoring systems: development and permanent deployment at the new carquinez suspension bridge," Journal of Structural Engineering, vol. 39, no. 10, pp. 1688-1702, 2013. 

  16. M. J. Chae, H. S. Yoo, J. Y. Kim, and M. Y. Cho, "Development of a wireless sensor network system for suspension bridge health monitoring," Automation in Construction, vol. 21, no. 1, pp. 237-252, 2012. 

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