초록 ▼

연구목적
○ 센서기반 위험전조 정보 감시 시스템을 구축하며, 두 개의 독립적 모니터링 시스템을 하나의 시스템으로 통합함. 완성된 통합 시스템을 현장 적용 및 개선함.
연구내용
○ 유해 화학물질 모니터링을 위한 고성능 센서를 이용한 가스 종류 구별 및 농도를 측정하며, 감지된 센서의 데이터를 통합시스템으로 연동하는 과정을 통해 본 과제의 조기경보 시스템 작동 실험을 수행하였다. 또한 초과하중 기반 붕괴 해석 시뮬레이션을 통한 모니터링 최적 부재 및 부재별 측정위치를 정하고 붕괴위험이 예상되는 건축물의 상시 혹은 일시적

연구목적
○ 센서기반 위험전조 정보 감시 시스템을 구축하며, 두 개의 독립적 모니터링 시스템을 하나의 시스템으로 통합함. 완성된 통합 시스템을 현장 적용 및 개선함.
연구내용
○ 유해 화학물질 모니터링을 위한 고성능 센서를 이용한 가스 종류 구별 및 농도를 측정하며, 감지된 센서의 데이터를 통합시스템으로 연동하는 과정을 통해 본 과제의 조기경보 시스템 작동 실험을 수행하였다. 또한 초과하중 기반 붕괴 해석 시뮬레이션을 통한 모니터링 최적 부재 및 부재별 측정위치를 정하고 붕괴위험이 예상되는 건축물의 상시 혹은 일시적인 변형의 전조를 센서로 감지하여 사전에 대피 할 수 있는 재난 정보 시스템을 개발하였고 이를 유해물질 조기경보 시스템과 통합하였다.
기대효과 및 활용방안
○ 재난전조 통합 시스템 데모 버전을 이용하여 추가적인 연구를 통해 상용화하며, 이 통합 시스템으로 재난의 피해를 최소화하고 무엇보다도 인명 피해가 없는 재난 방지 시스템으로서의 역할을 할 것으로 기대된다. 제작된 센서 또한 추후 장단점을 보완하여 상용화 하는 것을 기대할 수 있으며, 다양한 재난 상황 및 기타 조건을 고려한 더욱 특화되게 만들어 실제 사용 가능할 수 있도록 할 수 있도록 만들었다.

Abstract ▼

Ⅱ. Objectives
1. Risk level of disaster situation that can be utilized in early warning system
2. Units per building prognostic monitoring systems and disaster prevention system linkages
3. Manual through test bed experiment and application
4. Architectural structure needs to pre-detect

Ⅱ. Objectives
1. Risk level of disaster situation that can be utilized in early warning system
2. Units per building prognostic monitoring systems and disaster prevention system linkages
3. Manual through test bed experiment and application
4. Architectural structure needs to pre-detect the deformation/collapse due to firing, earthquake, poor maintenance, design/construction errors and long time aging etc.
5. Research and development of safety detection sensors for monitoring and predicting to deformation/displacement/collapse of building structures.
6. Technology development of low-cost and useful load/strain sensor & measuring.
7. A collapse point analysis for optimized design based on overload simulation
8. Selection of structural and the whole building’s collapse state and validation for state assessment
9. Building disaster control unit based on total statement assessment
10. Development of sensor detects the presence of chemicals and its concentration
11. Integrated disaster situation management plan
Ⅲ. Contents
1. Survey, evaluation and analysis of technology article references
1) Evaluation in emergency response system used in both domestic and international,
2) Researching paper for disaster response behavior
2. Analysis of disaster response system
1) Composition analysis for developing the manual
2) Response method based on target and risk level
3) Manual production
3. Study on Integrated system
1) Consideration for Integrated system
2) Complementary on accessibility of data and system characteristic
4. Survey, evaluation and analysis of technology article references.
A. Patents, papers, product analysis and evaluation for sensors and measurement.
B. Analysis and evaluation for collapse and deformation phenomenon of buildings.
5. Study on in/organic composite new materials for load/strain sensors
A. Manufacturing process of CNT materials, polymer composites, dispersant, additives
B. Property test, evaluation and SEM analysis of CNT film and composite materials.
6. Manufacturing, test and evaluation of CNT - based load/strain sensors.
A. Thin/thick CNT film/sensor fabrication due to vacuum filtering and screen printing
B. Relationship characteristics test between the resistance of sensor to weight(load)/strain.
7. Sensor measurement control and application test
A. Circuit and module manufacture and test of resistance and voltage output of sensors.
B. Assembly/applicability test of deformation simulator of building beam under loading.
8. Establishment of sensor based risk surveillance system
9. Finding best-fit and design for monitoring system based on overload analysis simulation
1) Analysis building’s characteristic by scenario about overload
2) Presentation critical position of building
10. Verification for selected structural condition assessment
1) Formulation for structural’s capacity curve
2) Finding limitation value of structural’s capacity curve
3) Verification about measurement techniques and evaluation process for structural
4) Development algorithm for disaster symptom monitoring system
11. Finding best-fit and design for monitoring system based on heat degradation by fire
1) Analysis building’s characteristic by scenario about heat degradation by fire
2) Presentation limitation week spot for heat degradation
12. Development of data transmitted management system
1) Formulation hardware and software block diagram for sensing monitoring
2) Development of total individual sensing data acquisition module
3) Development of conversion system for data transmitted for platform
13. Development of e-disaster management platform utilizing state assessment test results
1) Building test bed utilizing communication network
Ⅳ. Conclusions
1.Site operating guide instruction and user manual
2.Integrated system field application through test bed and identify problems
3. Hazardous materials response plan based on alarm level
4. Optimum positioning for Hazardous Substances Directive sensors
5. Development of high performance load/strain sensor using CNT/polymer composite.
6. New process and prototype sensor development for thin/thick CNT film and the sensor.
7. Development of sensing circuit design, module manufacturing and test simulator.
8. Survey and evaluation of technologies of high-temperature-resistant and complementary.
9. Formulation of sensing data and development of weak point about building based on overload and heat degradation by fire through structural analysis
10. Building algorithms for disaster symptom management system which can be applied to High-rise building
11. Building test bed and platform which can be applied to high-rise building for real-time

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서초록 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• 차 례 ... 12
• 그림 차례 ... 17
• 표 차례 ... 22
• 제 1 장 서 론 ... 24
• 1.1 과제의 필요성 ... 24
• 1.2 최종 연구 목표 ... 29
• 1.3 연구의 범위 ... 32
• 1.4 연구 진척 및 달성도 ... 33
• 1.5 연구 개발 성과 ... 36
• 제 2 장 서울대학교 ... 38
• 2.1 감시대상 물질 선정 및 물질 특성 분석 ... 38
• 2.2 유해물질 경보 기준 설정 및 보완 ... 49
• 2.3 최적 센서 설치 위치 선정을 위한 지침 마련 ... 53
• 2.4 경보 수준별 대응 방안 마련 ... 65
• 2.5 재난 상황 관리 방안 ... 80
• 2.6. 테스트베드 운용 방안 ... 139
• 2.7 이종 재난 대상 시스템 통합 방안 ... 144
• 제 3 장 재난전조 감시 및 경보 시스템 개발 ... 148
• 3.1 과제 개요 ... 148
• 3.2 연구 내용 ... 154
• 제 4 장 재난관리 대상 시설물의 유해가스 모니터링을 위한 나노 전자코 시스템 개발 ... 202
• 4.1 SnO2 나노와이어 합성 공정 ... 202
• 4.2 감지물질 적용 및 신호 검출을 위한 센싱 칩 설계 및 제작 ... 204
• 4.3 저전력 센서 구동을 위한 Membrane 칩 설계 및 제작 ... 228
• 4.4. 무선 Zig-Bee 통신 센싱 모듈 설계 및 제작 ... 245
• 4.5. 세라믹 가스센서 패키지 설계 및 제작 ... 248
• 4.6. 테스트베드 실험 수행 ... 253
• 제 5 장 건축물의 구조안전과 위험진단 ... 258
• 5.1 건축 구조물의 부실 현상과 붕괴형태 ... 258
• 5.2 건축구조물 구조변형과 모니터링 ... 263
• 제 6 장 전조탐지 센서계측/적용성 기술 ... 275
• 6.1 변형량 측정 센서 기술 ... 275
• 7.2 건축물의 안전진단 측정에 센서기술적용 ... 300
• 제 7 장 건축물의 변형탐지 센서제조 및 성능시험 ... 314
• 7.1 CNT-composit 센서 소재의 물성 ... 314
• 7.2 CNT film 제조 및 공정 개발 ... 333
• 8.1 CNT 센서 제조 및 성능시험 ... 338
• 8.2 센서 측정 적용연구 ... 348
• 제 9 장 초과하중 기반 붕괴해석 시뮬레이션을 통한 모니터링 최적 부재 및 부재별 측정위치 최적화 설계 ... 370
• 제 10 장 선정된 구조부재 및 건물 전체 붕괴/도괴 상태평가 검증 ... 389
• 제 11 장 화재감지센서 기반의 열화에 의한 하중 초과 감시시스템 표준모델 개발 ... 407
• 제 12 장 부재별 데이터 송출 운용시스템 구축 ... 413
• 제 13 장 상태평가결과를 활용한 종합방재실내 e-재난관리플랫폼개발 ... 426
• 제 14 장 알고리즘 구현 및 매뉴얼 설정 ... 447
• 제 15 장 TEST BED 구축(이제이엔에스) ... 457
• 제 16 장 결 론 ... 486
• 16.1 주관연구기관 ... 486
• 16.2 세부연구기관 ... 488
• 16.3 향후 계획 ... 493
• 참 고 문 헌 ... 494
• 첨부 ... 498
• 끝페이지 ... 541