초록 ▼

이 연구에서는 계측 신뢰성이 우수하면서 내구수명이 콘크리트 시설물의 설계수명 이상 확보되는 콘크리트 시설물 매립형 신경망 센서를 개발하고, 이를 활용하여 콘크리트 SOC 시설물의 안전성을 효율적으로 모니터링하면서 재해재난 시 신속하게 위험성을 감지하고 관리하는 기술을 개발한다.

광섬유 센서가 내장된 신경망 센서 시작품을 개발하였고, 현장 설치의 용이성 및 센서 적합성을 고려하기 위한 굽힘성 및 인장강도 시험을 수행하였다. 신경망 센서 계측을 위한 BOCDA 인터로게이터 시작품 제작을 위한 전문가 자문 및 실험 검증을 통

이 연구에서는 계측 신뢰성이 우수하면서 내구수명이 콘크리트 시설물의 설계수명 이상 확보되는 콘크리트 시설물 매립형 신경망 센서를 개발하고, 이를 활용하여 콘크리트 SOC 시설물의 안전성을 효율적으로 모니터링하면서 재해재난 시 신속하게 위험성을 감지하고 관리하는 기술을 개발한다.

광섬유 센서가 내장된 신경망 센서 시작품을 개발하였고, 현장 설치의 용이성 및 센서 적합성을 고려하기 위한 굽힘성 및 인장강도 시험을 수행하였다. 신경망 센서 계측을 위한 BOCDA 인터로게이터 시작품 제작을 위한 전문가 자문 및 실험 검증을 통하여 본 연구에 적합한 시작품을 개발 중이다. 신경망 센서와 콘크리트 일체 거동 확보를 위하여 인발시험과 휨부착실험을 통하여 표면처리 방법을 고안하였다. 개발된 시작품을 고속도로 램프교 바닥판에 시험 시공하여 시공성 및 시공 중 문제점 등을 파악하였고, 향후 장기 계측을 통해 센서의 성능을 검증할 예정이다.

신경망 센서 계측 데이터를 기반으로 한 모니터링 기법과 손상 감지 기술을 개발하였다. 디지털 트윈 구축을 위해 가속도 기반 모델 업데이팅 방법을 검증하고, 변형률 기반 모델 업데이팅 방법을 개발하였다. 디지털 트윈 시스템 구축에 필요한 해석 도구 개발을 위한 요구 사항을 분석하여 설계사양서를 작성하고, 시제품을 개발하였다.

(출처 : 서지자료 101p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 3
• 목차 ... 9
• 표목차 ... 11
• 그림목차 ... 13
• 1. 신경망 센서 개발 ... 17
• 1.1 신경망 센서의 개발 방향 정립 및 시작품 제작 ... 17
• 1.1.1 개요 ... 17
• 1.1.2 신경망 센서 개발을 위한 요구 조건 설정 ... 17
• 1.1.3 신경망 센서 개발 시작품 제작 ... 19
• 1.2 신경망 센서의 성능 검증 ... 22
• 1.2.1 개요 ... 22
• 1.2.2 성능검증 ... 22
• 1.3 신경망 센서 온도 특성 평가 ... 25
• 1.3.1 신경망 센서 온도특성 실험 필요성 ... 25
• 1.3.2 신경망 센서 온도특성 실험 개요 ... 25
• 1.3.3 신경망 센서 온도특성 실험 결과 ... 27
• 1.4 광섬유 센서 추출 및 연결 ... 28
• 1.4.1 개요 ... 28
• 1.4.2 가열 추출 실험 ... 29
• 1.4.3 효율적 광섬유 추출 방안 ... 31
• 1.4.4 분포형 광섬유 센서 전용 추출기 고안 ... 33
• 1.5 소결론 ... 33
• 2. 분포형 광섬유 계측기 개발 ... 35
• 2.1. 분포형 광섬유 센서 이론적 배경 ... 35
• 2.1.1. 광섬유 구조 및 원리 ... 35
• 2.1.2. 광섬유 특징 및 센서로서의 장점 ... 36
• 2.1.3. 광섬유 산란현상 및 분포형 센서 ... 38
• 2.1.4. 브릴루앙 산란 기반 분포형 광섬유 센서 ... 40
• 2.2. 분포형 광섬유 센서 인터로게이터 개발 ... 43
• 2.2.1. 브릴루앙 광 상관영역 분석법(BOCDA) ... 43
• 2.2.2. BOCDA 인터로게이터 원천기술 보유기관 파악 ... 46
• 2.2.3. BOCDA 요구 성능 도출 및 개발 ... 47
• 2.3. BOCDA 인터로게이터 시작품 성능 검증 ... 48
• 2.3.1. 검증 실험 목적 ... 48
• 2.3.2. BOCDA 인터로게이터 성능 검증 시편 ... 48
• 2.3.3. BOCDA 인터로게이터 성능 검증 결과 ... 49
• 2.3.4. BOCDA 인터로게이터 개발 위탁기관 선정 ... 52
• 2.3.5. 소결론 ... 54
• 3. 신경망 센서 활용 기술 개발 ... 55
• 3.1. 신경망 센서-콘크리트 부착성능 향상방안 ... 55
• 3.2. 신경망 센서-콘크리트 부착성능 평가 ... 57
• 3.3. 신경망 센서-콘크리트 휨부착성능 평가 (Beam test) ... 61
• 3.4. 신경망 센서 현장적용 ... 65
• 3.5. 신경망 센서 장기 유지관리 계측 방안 ... 68
• 3.6. 스마트 강연선에 분포형 광섬유 센서 활용 ... 69
• 3.7. 소결론 ... 70
• 4. 디지털 트윈 구현용 해석 도구 개발 ... 71
• 4.1. 디지털 트윈 해석 도구의 개발 필요성과 전략 ... 71
• 4.2. 디지털 트윈 해석 도구 설계사양서 작성 ... 73
• 4.3. 포스트프로세서 시제품 ... 80
• 4.4. 소결론 ... 81
• 5. 디지털 트윈 기반 스마트 모니터링 기술 개발 ... 83
• 5.1. 디지털 트윈 개념 ... 83
• 5.2. 디지털 트윈 구축 기술 ... 84
• 5.2.1. 가속도 기반 디지털 트윈 구축 기술 ... 84
• 5.2.2. 변형률 기반 디지털 트윈 구축 기술 ... 86
• 5.3. 디지털 트윈 운용 기술 ... 89
• 5.3.1. 모델 기반 손상 감지 및 반영 기술 ... 89
• 5.3.2. 응답의 확률론적 분석을 통한 손상 감지 ... 92
• 5.4. 동특성 추정 도구 구현 ... 94
• 5.4.1. ERA ... 95
• 5.4.2. N4SID ... 96
• 5.4.3. 동특성 추정 알고리즘의 적용성 분석 ... 96
• 5.5. 적정 가속도 센서 위치 ... 97
• 5.6. 소결론 ... 98
• 참고문헌 ... 99
• 서지자료 ... 101
• 끝페이지 ... 102