초록 ▼

□ 연구개요
이 연구는 여러 측정 가능한 신호 중 물리적 의미가 명백한 변위응답의 측정에 있어서 비교적 간편하게 데이터를 얻고 저장할 수 있는 매체인 이미지를 이용하여 구조물의 다지점 모니터링 방법을 위한 시스템 및 해석기법을 개발하는데 목적이 있다. 구조물의 변위응답의 측정 기술을 이용하여 구조물의 건전성을 다지점 모니터링하는 방법을 개발하고자 한다. 또한 구조물에서 측정된 데이터인 변위응답과 동특성을 이용한 수학적인 모델을 개선하는 과정을 통하여 구조물의 성능을 평가하는 기술을 개발하고자 한다.

□ 연구 목표대

□ 연구개요
이 연구는 여러 측정 가능한 신호 중 물리적 의미가 명백한 변위응답의 측정에 있어서 비교적 간편하게 데이터를 얻고 저장할 수 있는 매체인 이미지를 이용하여 구조물의 다지점 모니터링 방법을 위한 시스템 및 해석기법을 개발하는데 목적이 있다. 구조물의 변위응답의 측정 기술을 이용하여 구조물의 건전성을 다지점 모니터링하는 방법을 개발하고자 한다. 또한 구조물에서 측정된 데이터인 변위응답과 동특성을 이용한 수학적인 모델을 개선하는 과정을 통하여 구조물의 성능을 평가하는 기술을 개발하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
수치해석모델은 구조물을 파악하고 유지관리를 위해서는 필요한 항목이다. 구조물은 시공과정이나 노후화에 따라 설계 시 작성된 수치해석모델과는 차이를 보이며, 이러한 차이는 구조물의 유지관리에 있어서 반드시 보정되어야 할 요소이다. 구조물과 더 가까운 수치해석모델로 개선하기 위해서는 정밀한 동특성 분석이 필요하며, 많은 지점에서 측정된 응답은 구조물의 동특성 분석에 많은 도움이 될 수 있다. 또한 많은 지점에서 측정하기 위해서는 현장 적용성이 높은 시스템이 필요하다. 이 연구에서는 이미지를 이용하여 구조물의 다지점 모니터링을 위한 시스템 및 해석기법을 개발하는 데 목적이 있다. 이미지 해석의 적용성을 확대하기 위하여 구조물의 변위응답을 측정하여 구조물의 건전도 평가 기술을 향상하고자 한다. 이 연구에서는 다음과 같은 내용에 관하여 연구를 수행하였다.
① 공간 및 주파수 영역에서의 이미지 향상을 이용한 변위응답의 해상도 향상
- 이미지 향상을 이용하여 액체저장탱크의 수위응답을 측정하였으며 유체의 빛과 조명의 반사로 인한 잡음과 기준점 인식에 대한 오차를 감소하였음
- 이미지를 이용하여 벨로우즈의 변형각과 변형된 형상을 측정하여 한계상태를 평가하였음
- 이미지 해석에서 케이블의 나선형 필렛을 케이블과 구분하여 케이블 응답의 측정을 위한 기준점 인식을 개선하였음
② 형태론 이미지 처리 및 객체 인식을 이용한 구조물의 변위응답 측정
- 이미지에서 케이블 형상의 윤곽선을 추출하였으며 추출된 윤곽선의 중심을 산정하여 케이블의 동적 응답을 측정하였음
- 참조 이미지와 왜곡된 이미지 사이의 이미지 품질을 평가하는 방법을 이용하여 왜곡된 이미지를 검출하였음
③ 측정된 응답을 이용한 구조물의 동특성 추정 및 모델 개선 기법
- 교통통제 없이 상시진동조건에서 경제적으로 횡분배율을 측정하는 방법을 제시하였음
- 상시진동조건에서 측정된 데이터를 이용하여 고속철도교량을 모델개선을 수행하였으며 동적 안전성을 평가하였음
- 교량을 통과하는 차량 하중을 측정하기 위하여 수직변위센서를 개발하였음
- 현수교에서 저차 모드의 고유진동수를 이용하여도 정확한 케이블 장력을 추정할 수 있는 역해석 방법을 제시하였음

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
변위응답은 구조물의 안전성 및 건전성을 평가할 때 구조물의 상태에 대해 유용한 정보를 제공한다. 또한 변위응답은 구조물의 하중에 대한 거동 특성을 나타내며 이를 분석함으로써 구조물의 건전성 및 성능을 파악할 수 있다. 이 연구에서는 적은 수의 시스템을 이용하여 다지점 모니터링을 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한 구조물의 형상 등을 이용한 측정 방법도 제안함으로써 접근이 어려운 구조물에 대해 다지점 모니터링을 수행할 수 있다. 이 연구개발을 통해 기존 연구들과는 차별화된 연구성과를 바탕으로 물리적 의미가 명백한 변위응답에 기반을 둔 구조물의 성능 평가를 수행할 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• ① 이미지 향상을 이용한 액체저장탱크의 수위 응답 측정 ... 4
• ② 이미지를 이용한 벨로우즈의 한계상태 평가 ... 5
• ③ 침식 연산자를 이용한 케이블의 기준점 인식 향상 ... 6
• ④ 구조물 형상의 윤곽선 정보를 이용한 응답 측정 ... 7
• ⑤ 왜곡된 이미지를 고려한 구조물의 응답 측정 ... 9
• ⑥ 상시진동조건에서 교량의 횡분배율의 측정 ... 10
• ⑦ 측정된 응답을 이용한 모델개선 ... 11
• ⑧ 개발된 수직변위센서를 이용한 차량하중 추정 ... 12
• ⑨ 현수교 행어케이블의 장력 추정을 위한 역해석 방법 개발 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 자체점검표 ... 16
• 7. 참고문헌 ... 16
• 끝페이지 ... 36