초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
• 최종 목표
1. 주관연구개발기관의 요구사항
- 건설 현장에 최적화된 광기반 센싱 정보(온도, 스트레인) 제공
- 콘크리트 내 포설할 수 있는 광기반 센서 패키징
- 다양한 센서(진동, 스트레인, 온도)로 변경이 가능한 광기반 SSHM용 센서
- 양품의 콘크리트 양생을 판단하는 기준모델 정립을 위한 수화열 적산온도 측정값 DB 구축
2. 최종 개발기술
- 광기반 SSHM 기술을 적용한 콘크리트 구조물의 양생 품질 모니터링과 장기강도 예측기술 개발
3. En

□ 연구개발 목표 및 내용
• 최종 목표
1. 주관연구개발기관의 요구사항
- 건설 현장에 최적화된 광기반 센싱 정보(온도, 스트레인) 제공
- 콘크리트 내 포설할 수 있는 광기반 센서 패키징
- 다양한 센서(진동, 스트레인, 온도)로 변경이 가능한 광기반 SSHM용 센서
- 양품의 콘크리트 양생을 판단하는 기준모델 정립을 위한 수화열 적산온도 측정값 DB 구축
2. 최종 개발기술
- 광기반 SSHM 기술을 적용한 콘크리트 구조물의 양생 품질 모니터링과 장기강도 예측기술 개발
3. End Product
- 빅데이터 기반 콘크리트 양생 모니터링을 통한 장기강도 예측 알고리즘(SW)
- 콘크리트 구조물 내 설치를 위한 광섬유 기반 센서 패키지 모듈(HW)
- 준분배형 다채널 파장 인터로게이터 시스템(SYS)
• 전체 내용
1. 주요 기능 (또는 규격)
- 건축물 안전진단/수명예측/상시 감시 기능
- 광섬유 센서를 내장한 콘크리트 장기강도 예측 기능
- 건축물 공기단축을 위한 콘크리트 양생공정 실시간 모니터링 기능
2. 주요 성능치
- 온도 측정 정확도 : ±0.5 ℃ 이하의 수화열 측정 정확도
- 온도 분해능 : 0.5 ℃이하의 수화열 분해능
- 채널 수 : 100개 이상의 온도 측정점 확장이 가능한 8개 채널 확장 포트 제공
3. 핵심 기술
- 광기반 SSHM를 활용한 콘크리트 구조물 양생품질 모니터링 및 장기강도 예측 (세계 최초)

□ 연구개발성과
ㅇ 광기반 SSHM 기술을 적용한 콘크리트 구조물의 양생품질 모니터링과 장기강도 예측기술이 탑재된 시스템 설계/제작 완료
ㅇ 광섬유 센싱기술 기반 콘크리트 양생 공정 수화열 수집 및 적산온도 계산을 위한 실시간 온도 모니터링 기능 구현
ㅇ 콘크리트 양생 과정 모니터링 기반 양생 품질관리 및 UX/UI 기능 구현
ㅇ 광기반 SSHM 시스템의 방수/방진 IP65 연구개발 목표치 달성
ㅇ Server 평균응답속도 2초 이내(연구개발 목표치) 대비 0.200013초 달성으로 연구개발 성과 목표치 9.99배 이상 달성
ㅇ 광센서 기반 온도 측정정확도 ±0.5℃(연구개발 목표치) 대비 온도 측정정확도 ±0.235℃ 달성으로 연구개발 성과 목표치 2배 이상 달성
ㅇ 광센서 기반 온도 분해능 0.1℃(연구개발 목표치) 대비 온도 분해능 0.01℃ 달성으로 연구개발 성과 목표치 10배 이상 달성
ㅇ 광센서 채널 수 8 채널 지원 가능 및 Dynamic range 25 dB(연구개발 목표치) 대비 26.66 dB 달성으로 연구개발 성과 목표치 106% 초과 달성
ㅇ 콘크리트 장기강도 예측 알고리즘 기반 장기강도 예측 정확도 90%(연구개발 목표치) 대비 97.95% 달성으로 연구개발 성과 목표치 108% 초과 달성

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
ㅇ 연구개발성과 활용계획
- 국내 / 해외 SSHM(스마트 건설안전 기술) 시장 진출을 위한 사업화 예정
- 사우디아라비아의 아람코와 협업관계에 있으며, 중동 건설현장의 안전관리 시스템으로 사업화 예정
- 국내 30대 대형 건설사를 대상으로 건축물 시공 시 시스템 삽입 및 완공 후 유지관리에 사용 예정
- 2022년 10월경 광주광역시와 협의하여 건설환경 현장 적용 예정
ㅇ 기대효과
- 콘크리트 양생 품질 모니터링을 통한 공기단축 및 기존 사후대응 중심에서 안전사고 방지를 위한 사전대응 핵심기술 확보
- 건축물 장기수명 예측과 고장 예지 기능 탑재로 건설분야 외 사업분야 확장 및 신시장 창출 기여
- 콘크리트 내 기시공한 광센서 기반 건축물의 생애주기 안정성 확보 및 불필요한 자원 낭비 막는 친환경 공법으로 활용 가능
- 인공지능 기반 안전관리 솔루션 개발을 통해 안전분야 AI 기술 경쟁력 제고
- 콘크리트 양생 완료 전 성급한 거푸집 탈거로 인한 건설현장 사고 기반 인명 및 재산피해 방지 기여
- SSHM 기반 건축물 통합 안전관리 플랫폼을 통한 건축물 안정성 향상으로 사회기반 시설의 붕괴 예방과 국민의 안전 목표 실현 기반 안전한 사회 구현

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1) 주관연구개발기관의 바우처 사업 지원 필요성 ... 5
• 2) 주관연구개발기관의 사업화 계획 ... 20
• 3) 공동연구개발기관의 R&D 역량 ... 27
• 4) 공동연구개발기관의 기술개발 계획 ... 32
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 36
• 1) 광기반 SSHM 센서 시스템 설계 및 패키징 기술 개발 ... 36
• 2) 광기반 SSHM 센서 콘크리트 포설 기술 및 고내구성 패키징 기술 개발 ... 38
• 3) 준분배형 다채널 파장 인터로게이터 설계 및 제작 기술 개발 ... 42
• 4) 수화열 적산온도 패턴 기반 양생품질 관리 및 장기강도 예측 기술 개발 ... 47
• 5) 연구개발 결과물의 구현 ... 70
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 84
• 1) 연구수행 결과 ... 84
• 2) 목표 달성 수준 ... 96
• 5. 연구개발성과의 활용 및 사업화 계획 ... 119
• 1) 연구개발활용의 기대효과 ... 119
• 2) 연구개발성과의 사업화 전략 및 계획 ... 120
• 끝페이지 ... 127