초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
노후 PSC 구조물의 잔여 긴장 응력 자동 진단을 위한 외부 자화 EM 및 3D GPR 다중 계측 기술 개발

◼ 전체 내용
본 연구 개발을 통하여 노후 프리스트레스트 구조물의 무인안전진단을 위한 다중 계측 시스템 및 계측 데이터를 이용한 AI기반 긴장 응력 자동 진단 시스템을 개발함으로써 프리스트레스트 구조물 무인 진단 시스템의 원천 기술을 개발 함.

◼ 1년차
❏ 목표
PSC I형 거더에 최적화된 외부 자화 시스템 설계 및 외부 자화의 기

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
노후 PSC 구조물의 잔여 긴장 응력 자동 진단을 위한 외부 자화 EM 및 3D GPR 다중 계측 기술 개발

◼ 전체 내용
본 연구 개발을 통하여 노후 프리스트레스트 구조물의 무인안전진단을 위한 다중 계측 시스템 및 계측 데이터를 이용한 AI기반 긴장 응력 자동 진단 시스템을 개발함으로써 프리스트레스트 구조물 무인 진단 시스템의 원천 기술을 개발 함.

◼ 1년차
❏ 목표
PSC I형 거더에 최적화된 외부 자화 시스템 설계 및 외부 자화의 기반 기술 개발
❏ 내용
◯ 1차 연도
⬤ 주관연구기관 : 차세대융합기술연구원
￭ 외부 비접촉 EM 센서를 내부 PS 텐던 자화 기법 개발
• 자기 중첩 효과를 이용한 특정 위치 자화 기법 개발
- 트윈 코일을 이용한 특정 위치 자화 기법 개발
- 노출 시편을 이용한 특정 위치 자화 기법 검증
• 3방향 계측을 통한 PS 텐던 자기이력 계측 기법 개발
- 내부 PS 텐던의 자화에 의한 자속 발생도 시뮬레이션
- 3방향 계측을 통한 특정 위치 자속 계측 기법 개발

⬤ 공동연구기관 : 롯데건설
￭ GPR을 이용한 내부 형상 스캔 기법 개발
• 지표투과레이더(GPR)을 이용한 내부 PS 텐던 위치 확인 기법 개발
- 주파수 및 스캔 위치에 따른 내부형상 탐사 정확도 검증
- PS 텐던 위치 파악을 위한 주파수 및 스캔방법 최적화
• 콘크리트 시편을 이용한 GPR 스캔 기법 검증

⬤ 참여기업 : ㈜스마트인사이드
￭ 시뮬레이션을 통한 외부 비접촉 EM센서 설계 및 개발
• 시뮬레이션 프로그램을 활용하여 비접촉 EM센싱 기법 검증
• 검증을 통한 외부 비접촉 EM센서 설계 및 개발

◼ 2년차
❏ 목표
외부 자화 시스템 검증 및 긴장 응력 계측 기법 개발
❏ 내용
◯ 2차 연도
⬤ 주관연구기관 : 차세대융합기술연구원
￭ AI 기반 프리스트레스트 구조물 긴장 응력 진단 기법 개발
• 철근 및 쉬스에 의한 자기 이력 소거 알고리즘 개발
• AI 기반 긴장 응력 자동 진단 알고리즘 개발
- EM + GPR 통합 데이터베이스 구축 알고리즘 개발
- 다중 계측 데이터를 활용한 AI 기반 긴장 응력 진단 알고리즘 개발
- 프리스트레스트 부분 모델을 이용한 긴장 응력 진단 알고리즘 검증

⬤ 공동연구기관 : 롯데건설
￭ 3-Directional Scan을 통한 내부 형상 탐사 기법 개발
• PS 구조물의 좌우측면 및 하부 스캔을 통한 내부 형상 탐사 기법 개발
• 3방향 GPR 탐사 데이터를 이용한 내부 형상 이미지화
• 내부 형상 탐사를 통한 내부 철근 배근 상태 및 쉬스 위치 확인 기법 개발

⬤ 참여기업 : ㈜스마트인사이드
￭ EM + GPR 다중 계측 센서 개발 및 제작
• EM + GPR 다중 계측이 가능한 스마트 센서 헤드 설계
• 외부 자화 EM 및 3D-GPR 동시 계측이 가능한 센서 헤드 시제품 제작
• 다중 계측 센서 데이터 처리 알고리즘 개발

□ 연구개발성과
◯ 본 연구개발을 통해 개발한 핵심 연구 성과는 다음과 같음
• 외부 비접촉형 EM 센서를 이용한 PS텐던의 자기이력 계측 기술
• 3차원 GPR스캐닝을 이용한 내부 형상 스캔 기술
• 다중 계측 데이터를 이용한 AI 기반 긴장 응력 자동 진단 기술
◯ 본 연구개발을 통하여 2년간 4편의 SCI급 해외 논문, 특허 출원 3건, 특허 등록 2건, 소프트웨어등록 1건을 연구개발성과로 창출함.
◯ 연구과제 종료 후 참여기업과의 협업을 통하여 연구 과제 결과물의 실용화를 위한 후속연구를 실시하고자 함.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
◯ 활용계획
• 후속연구를 통한 프리스트레스트 시설물의 무인 안전 진단 시스템 개발 및 실용화
• 다중 계측을 통한 프리스트레스트 구조물 긴장 응력 진단 기법의 국내외 특허권 획득으로 미래기술선점 및 무형자산 확보
• 프리스트레스트 텐던 긴장 응력 진단 산업, 프리스트레스트 구조물 유지관리 산업 등 신산업 창출
◯ 기대효과
• 프리스트레스트 구조물의 긴장 응력 진단을 통한 유지관리의 효율성이 증진되어 즉각적인 보수/보강을 통해 유지관리 비용 절감이 가능함.
• 긴장 응력의 효율적인 관리로 프리스트레스트 구조물의 공용수명을 증가시킴으로써 프리스트레스트 구조물 철거 및 재시공에 따른 사회적 비용 발생 절감이 가능함.
• 프리스트레스트 구조물의 지능형 진단 시스템의 선진 기술 개발을 통해 국가 위상 증진 및 해외 시설물 유지관리 수주 가능성 증대가 기대됨.
• EM+GPR 다중 계측 기법을 이용한 프리스트레스트 진단 기법에 대한 원천기술 확보를 통해 기술 및 제품의 수출 가능함.
• 보다 안전하고 효율적인 프리스트레스트 구조물의 유지관리로 발생 가능한 사고를 미연에 방지하며 이를 통해 국민 안전 증대 및 사회적 불안감 감소가 기대됨.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1-1. 연구 개발의 개요 ... 7
• 1-2. 연구 개발 대상의 국내·외 현황 ... 7
• 1-3. 연구개발과제의 연차별 목표 ... 12
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 18
• 2-1. 연구 개발의 추진전략·방법 및 추진체계 ... 18
• 2-2. 연구 개발의 수행 내용 ... 21
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 97
• 1) 연구수행 결과 ... 97
• 2) 목표 달성 수준 ... 102
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 103
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 103
• 2) 자체 보완활동 ... 103
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 103
• 6. 연구개발성과 관리 및 활용 계획 ... 104
• 끝페이지 ... 104