초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구의 최종 목표는 노후화된 철근콘크리트 구조물에 대하여 딥러닝을 활용한 이미지 프로세싱을 통해 정확한 안전진단을 수행하여 손상된 구조물의 균열을 계측하며 기존에 연구된 철근콘크리트 부재에 대한 데이터베이스를 구축하여 계측된 균열을 갖는 구조부재에 대하여 딥러닝을 이용해 잔존 성능을 합리적으로 예측하는 기술을 개발하는 것이다.
이를 위한 세부목표는 딥러닝을 활용한 노후화된 구조물의 균열 계측모델을 개발한다. 그리고 기 수행된 실증실험데이터에 대하여 파괴패턴 별로 범주화하고

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구의 최종 목표는 노후화된 철근콘크리트 구조물에 대하여 딥러닝을 활용한 이미지 프로세싱을 통해 정확한 안전진단을 수행하여 손상된 구조물의 균열을 계측하며 기존에 연구된 철근콘크리트 부재에 대한 데이터베이스를 구축하여 계측된 균열을 갖는 구조부재에 대하여 딥러닝을 이용해 잔존 성능을 합리적으로 예측하는 기술을 개발하는 것이다.
이를 위한 세부목표는 딥러닝을 활용한 노후화된 구조물의 균열 계측모델을 개발한다. 그리고 기 수행된 실증실험데이터에 대하여 파괴패턴 별로 범주화하고 개발된 균열계측모델을 활용하여 균열과 강도를 연동시켜 데이터베이스를 구축한다. 구축된 데이터베이스를 바탕으로 딥러닝을 수행하여 특정 균열분포를 가진 철근콘크리트 부재의 강도를 예측할 수 있는 모델을 구축할 계획이다.
1. 딥러닝을 활용한 기존 구조물의 균열분포 평가
2. 데이터베이스를 활용한 손상을 입은 철근콘크리트 부재의 구조성능 예측
3. 손상을 입은 철근콘크리트 부재의 성능평가 모델 제시

◼ 전체 내용
본 연구의 최종 목표는 딥러닝 기반 노후 철근콘크리트 구조물의 성능예측 기술을 개발하는 것이다. 이를 위한 연구내용은 3단계로 구분되어 있다. 세부목표는 ① 딥러닝을 활용한 기존 구조물의 균열분포 평가와 ② 데이터베이스를 활용한 손상을 입은 철근콘크리트 부재의 구조성능 예측 그리고 마지막으로 ③ 손상을 입은 철근콘크리트 부재의 성능평가 모델 제시이다. 주요 내용은 아래와 같다.
1. 딥러닝을 활용한 기존 구조물의 균열분포 평가
- 합성곱 인공신경망을 활용한 콘크리트 표면의 균열계측 모델 구축
- 균열폭, 균열길이, 균열각에 대한 데이터 추출
- 기존 구조실험에 대한 사진 및 결과 데이터베이스화
- 실제 실험결과와의 비교를 통한 제안된 모델의 적합성 검증 필요
2. 데이터베이스를 활용한 손상을 입은 철근콘크리트 부재의 구조성능 예측
- 휨 및 전단 지배형 부재에 대한 균열 분포 분류
- 균열 양상에 따른 부재의 강도 및 강성 데이터베이스 화
- 데이터베이스 활용 딥러닝에 기반한 손상된 철근콘크리트 부재의 휨 및 전단강도와 강성 예측
- 균열폭, 균열각, 균열길이 등에 따른 철근콘크리트 부재의 강도 변화 분석
3. 손상을 입은 철근콘크리트 부재의 성능평가 모델 제시
- 균열이 발생되어 있는 부재의 구조성능 예측
- 추가적으로 지지할 수 있는 하중 검토
- 기존 실험결과와의 비교분석을 통한 예측 모델의 적합성 평가
- 균열폭, 균열각, 균열길이에 따른 철근콘크리트 부재의 강도 예측 모델 개발

□ 연구개발성과
휨 및 전단강성을 고려한 전단벽의 하중-변위관계 모델 구축

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. 과학기술적 측면
기존 육안관측 등 인력중심의 점검 진단으로 시간과 인력이 많이 소요될 뿐만 아니라 급격히 증가하는 노후시설로 인해 시설안전관리에 차질이 생기게 됨. 인공지능을 이용한 새로운 계측 및 안전진단 기술은 기존 기술의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 기대.
2. 경제산업적 측면
본 연구를 통해 건설산업과 IT 산업의 융합이 가능하며 안전진단, 인공지능에 대한 각분야의 전문지식을 요구하기 때문에 새로운 산업분야의 창출과 함께 신규 인력 유입으로 경제 활성화 조성
3. 사회적측면
최근 정부는 스마트 건설기술 도입을 통해 인력의 한계를 극복하여 생산성을 획기적으로 개선하기 위한 노력을 하고 있으며 그 가운데 시공현장에서의 AI를 이용한 작업 최적화를 핵심 개발기술 중 하나로 선정하고 있음. 딥러닝에 기반한 안전진단은 균열계측의 효율성 및 정확성을 높여 건설산업의 생산성 향상에 기여할 것으로 기대.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1) 연구개발과제의 필요성 ... 5
• 2) 연구개발과제의 최종 목표 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• (1) 휨 및 전단 지배형 철근콘크리트 전단벽의 거동 분석 ... 6
• (2) 매트랩을 활용한 전단벽의 하중-변위 예측 모델 구축 ... 6
• (3) 균열 사진 데이터 구축 및 합성곱 신경망을 활용한 균열 데이터 추출 ... 6
• (4) 실험체 균열 양상 분석 ... 7
• (5) 전단벽 하중-변위관계 예측모델 구축 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 7
• 1) 연구수행 결과 ... 7
• 2) 목표 달성 수준 ... 8
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 8
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 8
• 1) 연구성과 ... 8
• 2) 연구성과 활용계획 ... 9
• 6. 참고문헌 ... 9
• 끝페이지 ... 9