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논문 상세정보

스마트 센서 기반의 교량 시설물 안전 모니터링 기법 연구

A Study on the Safety Monitoring of Bridge Facilities based on Smart Sensors

초록

오늘날 수많은 건설 시설물 중에서 항상 시설하여 관리해야하는 다양한 중대형 교량구조물의 안전상황을 점검하기 위하여 여러 가지의 계측장비를 이용하고 있지만 대부분 일정한 주기별로 교량의 변위거동을 측정하고 확인하는 방법을 사용하고 있다. 지속적으로 안전상황을 점검하기 위하여 여러 가지의 계측장비를 이용하고 있지만 대부분 실시간으로는 주요 시설물의 변위와 거동을 측정하고 상시적으로 확인하지 못하고 있는 것이다. 본 연구에서는 대형 교량구조물의 운행에 위험을 사전에 감지할 수 있도록 GNSS 및 환경센서와 드론영상 데이터를 무선 네트워크로 전송하여 사용할 수 있도록 하였다. 그 결과, 실시간으로 교량의 미세변위와 그 상태를 진단함으로서 위험 요소가 예상되는 교량의 구조부에 대한 보강, 수리 및 재해 방지 조치가 가능하도록 하여, 각종 재난과 사고를 사전에 예방하고 방재할 수 있는 새로운 대안을 제시할 수 있었다.

Abstract

Today, many smart sensor's measurement instruments are used to check the safety situation of various medium and large bridge structures that should be maintained in the construction facilities, but most of them use the method of measuring and confirming the displacement behavior of the bridge at regular intervals. In order to continuously check the safety situation, various measuring instruments are used, but most of them are not able to measure and measure the displacement and behavior of main construction structures at regular intervals. In this study, GNSS and environment smart sensors and drone's image data are transmitted to wireless network so that risk of many bridge's structures can be detected beforehand. As a result, by diagnosing the fine displacement of the bridge in real time and its condition, reinforcement, repair and disaster prevention measures for the structural parts of the bridges, which are expected to be dangerous, and various disasters and accidents can be prevented, and disaster can be prevented could suggest a new alternative.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스마트 센서의 활용
스마트 센서의 활용으로 추적할 수 있는 교량구조물의 상태는?
교량에서의 구조물의 안전에 영향을 미칠 수 있는 역학적인 힘의 작용과 더불어 자연 환경인자의 수집과 분석은 USN/IoT의 동시측정과 분석으로 측점시점의 온도, 습도, 조도, 적외선, 질소, 이산화탄소, 진동값을 손쉽게 설치하고 무선으로 그 수치를 디지털 통신하여 가까운 참조점 등에서 확인 처리

본 연구를 통하여 스마트 센서의 활용은 이제 교량구조물의 상태를 상시적으로 진단하고 그 변위를 추적한데 있어서 필수적인 요소가 되어가고 있음을 확인할 수 있었다. 교량에서의 구조물의 안전에 영향을 미칠 수 있는 역학적인 힘의 작용과 더불어 자연 환경인자의 수집과 분석은 USN/IoT의 동시측정과 분석으로 측점시점의 온도, 습도, 조도, 적외선, 질소, 이산화탄소, 진동값을 손쉽게 설치하고 무선으로 그 수치를 디지털 통신하여 가까운 참조점 등에서 확인 처리할 수 있었다. 대형 교량구조물이 되는 한강의 방화대교 중간지점과 기지점을 VRS 방식으로 연결하여 분석 프로그램으로 실시간 분석하여 모니터링의 결과, 1~2기선의 X방향 (E)으로 최저 0.

IoE
IoE의 개념은?
IoT를 근간으로 하지만, IoT 이외에도 클라우드, 빅데이터, IPv6 등 다른 기술적 혁신들 역시 포함하는 개념

IoT(Internet of Things, 사물인터넷)은 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 주고 받는 기술 및 환경을 의미한다. 그에 비해 IoE(Internet of Everythings)는 IoT를 근간으로 하지만, IoT 이외에도 클라우드, 빅데이터, IPv6 등 다른 기술적 혁신들 역시 포함하는 개념이다. 스마트 도시건설에 있어서 IoT는 물리적 객체와 디바이스를 네트워크 연결하는 것을 의미한다.

대형구조물의 변위
대형구조물의 변위를 연속적으로 확인하기 위해서 어떤 시도가 이루어져왔는가?
대부분 가속도계를 구조물의 적당한 곳에 설치하여 그 진동을 감지하여 그 변위를 추적

대형구조물의 변위를 연속적으로 확인할 수 있는 여러 가지 시도가 이루어져 왔으며, 대부분 가속도계를 구조물의 적당한 곳에 설치하여 그 진동을 감지하여 그 변위를 추적하고 있다. 본 연구는 GNSS/USN을 동시 동시에 관측하기 위하여 실시간 교량 모니터링 시스템을 실제로 현장에 설치하여 그 측량자료를 분석하고 그래픽으로 볼 수 있도록 하였다.

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