초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
ㆍ 최종 목표
○ 다양한 진동관측장비에 대한 성능평가ㆍ분석을 통한 성능ㆍ점검기준 및 평가절차 개발
- 지진 관측 장비에 대한 성능 수준 분석을 통한 평가 기준 및 절차 개발
- 지진 관측소 현장 점검 방법 개발
ㆍ 전체 내용
[1차년도] 계측ᆞ관측용 지진 감시 장비의 현황 및 성능 조사 분석
(1) 다양한 진동계측ㆍ관측 장비에 대한 특성조사 및 평가계획수립
○ 주요 장비에 대한 조사 및 비교ㆍ분류
- 저가형을 중심으로 한 진동 계측ㆍ관측 장비 조사 및 대표기

□ 연구개발 목표 및 내용
ㆍ 최종 목표
○ 다양한 진동관측장비에 대한 성능평가ㆍ분석을 통한 성능ㆍ점검기준 및 평가절차 개발
- 지진 관측 장비에 대한 성능 수준 분석을 통한 평가 기준 및 절차 개발
- 지진 관측소 현장 점검 방법 개발
ㆍ 전체 내용
[1차년도] 계측ᆞ관측용 지진 감시 장비의 현황 및 성능 조사 분석
(1) 다양한 진동계측ㆍ관측 장비에 대한 특성조사 및 평가계획수립
○ 주요 장비에 대한 조사 및 비교ㆍ분류
- 저가형을 중심으로 한 진동 계측ㆍ관측 장비 조사 및 대표기종 선정
- 관측소 기준기급 장비들과의 차이 조사 및 분류
○ 측정 항목 범위 선정 및 시험 방법 결정
- 주요 특성을 평가하기 위한 측정 방법 및 시험 절차를 결정
- 기본적으로 지진 관측법 시행 규칙의 실내 검정에 제시되어 있는 시험 항목 및 검정 절차를 기준으로 하며, 기종에 따라 적용할 수 있는 방법을 검토
(2) 국외 지진 관측 장비 관련 형식 승인 제도 및 관련 현황 조사
○ 목적별 장비 최소 요구 기준 사항 조사
- 국내ㆍ외 제시 기준 검토를 통한 요구 사항 검토
- 관측가능 범위와 신호특성 간의 관계분석을 통한 요구조건 분석
○ 국외 지진관측장비 관련 인증제도 및 유사 기준제시사례 조사
- 국가별 제도 현황 조사: 주요 국가들을 중심으로 현재 운영되고 있는 지진관측장비의 형식승인 제도 및 이를 위한 측정 인프라 현황을 조사
- 국제기구를 중심으로한 기준 제시 사례 검토
(3) 지진관측장비의 현장 정밀 검정 기술 조사
○ 국내외 현장 검정 방법 및 기술 수준 조사
- 국내외에서 활용중인 다양한 점검ㆍ현장점검 방법에 대한 기술 및 적용현황 조사
- 현장 검정 현황조사를 통한 개선방안 도출
[2차년도] 지진 감지장비의 형식승인 및 현장검정 방안 검토
(1) 지진 관측 장비에 대한 센서 성능 정밀 실측 평가
○ 각종 관측 장비에 대한 지진감시 성능 실측
- 1차년도 조사를 통하여 선정된, 대표성적인 저가형 관측장비에 대한 실측 평가를 진행
- 가진 테이블 시험: 감도, 주파수 응답, 클립레벨
- 동적 범위 측정: 자체잡음, 클립레벨
(2) 국내 지진 감시 및 정보 생산을 고려한 항목별 요구수준 분석
○ 기상청 지진감시 및 정보생산에 필요한 장비별 필수항목 분류
○ 각 항목별 성능을 고려한 지진감시 최소 성능 제시
- USGS에서 제시하고 있는 관측소, 장비 종류별 등급 분류를 기준점으로 하여 확대
○ 실측 성능 기반용도 분류
- 지진감시 최소성능 이상 장비의 성능 분석 및 용도 분류
(3) 지진관측소의 관측환경을 고려한 현장 검정 방법 연구
○ 기존 관측환경에서의 최적의 현장검정 절차 제안
- 관측소 환경에서의 상황 검토 및 실측에 기반한 절차 개발
- 지진관측소의 관측환경별 현장 검정 필수 요소 설정
- 필수 요소별 현장 검정 방법 및 성능 측정 기법 연구
○ 기초 데이터 수집 및 자료 수집 시나리오 개발
- 현장 검정 방법 안 및 적용 시나리오 도출
[3차년도] 지진 감지장비의 형식승인 및 현장검정 안 제안
(1) 국가 지진관측망의 장비 인증을 위한 형식승인 기준 제시
○ 등급별 필수 항목 및 성능에 기반한 형식승인 안 제안
- 타 검정과의 연계를 고려한 전체 관리 시나리오 검토
(2) 지진관측소의 관측환경을 고려한 현장 검정 시험 절차 개발
○ 현장검정 방법 및 절차안 도출
○ 현장검정 방법ㆍ절차 시험을 통한 보완 및 추가개선사항 발굴

□ 연구개발성과
[관측용 센서에 대한 평가 능력 확보]
○ 관측 장비 조사 및 측정 대상 장비 선정
- 수종의 센서에 대하여 실측 평가를 수행하고 그 개략적 특성을 파악
- 측정 평가 대상 센서 군 및 대표 모델 선정
○ 지진 관측 장비에 대한 센서 성능 정밀 실측 평가
- 관측용 기준 센서에 대하여 절대 교정 실측 평가 수행
- 구조 지진 모니터링 센서에 대하여 비교 교정 실측평가 수행
- 공칭 사양과 실제 성능간의 차이 및 상세 특성 확인
○ 측정 항목 범위 선정 및 시험 방법 검토
- 대표 측정 항목: 가속도 센서에 대하여 0.1 Hz 이상에서 주파수에 따른 감도, 속도 센서에 대하여 0.01 Hz 이상에서 주파수에 따른 감도 측정
- 부가 측정 항목: USGS의 Class-C 기준의 자체 잡음 평가 빛 선형성
- 전통적 평가 방법 검토 및 문제점 확인
- ISO 16063-11 또는 ISO 16063-21에 규정된 가진 테이블 기반 방법을 적용하여 평가 하도록 제안
○ 절대 교정에 의한 절차 확립 및 불확도 평가
- ISO 16063-11에 규정된 간섭계 기반 가진 테이블 방법 이용
√ U(k=2) < 1 % (0.01 Hz 0.16 Hz), < 0.5 % (0.2 Hz ~ 20 Hz)
○ 비교 교정에 의한 절차 확립 및 불확도 평가
- ISO 16063-21에 규정된 기준 센서 기반 비교교정 방법을 이용
√ U(k=2) < 1.5 % (0.1 Hz ~ 20 Hz)
√ 지진센서, 기록계 결합 시스템 평가 적용
○ 동적 범위(Dynamic range)의 평가
- 동적 범위의 측정 절차 제안
- KRISS 보유 시설을 활용한 동적 범위 평가 (> 100 dB, >1 Hz)
- 예미랩 지하 암반실험실 활용한 동적 범위 평가 (> 100 dB, >0.1 Hz)
[지진관측소의 관측환경을 고려한 현장 검정 시험 절차 개발]
○ 현장 검정 관련 조사
- 3개 지역 관측소 현장 방문 조사
- 현재 적용되고 있는 현장 점검 방법 검토
○ 지진관측소의 관측환경을 고려한 현장 검정 초안 도출
- 기존 현장검정 방법 검토
√ 시추형 센서에 대하여 적용 한계, 정량 평가 곤란
- ISO 16063-45:2017 기반 전주기적 관리 방안 제안
√ 교정 코일을 내장하고 있는 형식의 지진센서에 대하여 실험실에서의 초기 교정, 현장 교정, 현장 주기 점검으로 구성
○ 관측소 현장에서의 지진계 응답 검토
- 측정 현장: 현장: 음성 광대역 지진 관측소
- 교정 코일 응답 시험 및 외부 정량 충격원에 의한 응답 특성 확인
○ ISO 16063-45 기반 전주기 검정 절차 개발
- 실험실 검정을 위한 교정 코일 결정 절차 개발
√ 교정코일계수: U(k=2) < 2.7 % (0.1 Hz ~ 20 Hz)
- 현장 검정을 위한 현장 감도 시험 절차 개발
√ 현장감도 측정: U(k=2) < 3.5 % (0.1 Hz ~ 20 Hz)
[국가 지진관측망의 장비 인증을 위한 성능 규격 및 형식승인 기준 제시]
○ 국내외 제도ㆍ기술 조사
- 미국, 일본, 중국 등의 관련 자료 수집
- 수집 내용을 기반으로 한 목적별 센서 요구사항 검토
○ 형식승인에 대한 초안 도출
- 세 가지의 구분 방법에 따른 형식 구분을 제시
- 센서 종류에 따른 구분: 현행 고시와의 연속성 확보
- 성능에 따른 구분: 새로운 센서에 대한 확장성 확보
- 관측 목적ㆍ범위에 따른 구분: 적용 목적을 고려한 기준
○ 성능 기준 도출 및 형식승인안 제안
- 성능에 관해서는 세 가지의 구분 방법에 따른 형식 구분을 제시.
√ 현행 지진 관측 장비의 성능ㆍ규격(기상청고시 제2021-5호)을 반영한 지진센서의 종류에 따른 구분
√ 미지질조사국(USGS)의 성능 구분을 참고한 센서의 성능에 따른 구분
√ 국내 국가 관측망 적용 구분 및 USGS의 관측소별 요구 조건에 대한 가이드라인을 참고한 관측 범위에 따른 구분으로
- 제도 적용 타당성 검증을 통한 현실적 기준안 도출

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 저가형 지진 관측 장비에 대한 활용 확대
- 저가형 지진계에 대한 성능 파악 및 검증 절차 확립을 통하여, 적용 가능 범위를 명확히 하고 이에 기반한 다양한 활용 방법 개발
○ 국가 지진관측망의 지진계에 대한 형식승인 기준 마련
- 제안된 결과에 기반한 형식승인에 대한 법제화 추진
- 제안 등급별 형식 승인 절차 운영
○ 신뢰성 및 소급성이 보장된 현장점검 절차 도입
- 확립된 절차에 기반한 현장 점검 절차 도입 및 관련 데이터 축적
- 축적된 데이터에 기반하여 실내검사와 병행을 통한 최적화 된 주기검사 제도 확립
○ 국가ㆍ사회적 측면
- 고밀도 지진관측 기반 조성을 통한 지진 감시 영역 및 성능 확대
- 지진 감시 목적의 품질이 우수한 장비 도입과 안정적인 유지관리 가능
- 지진 관측망에 대한 전주기 관리 체계 완성
○ 경제적·산업적 측면
- 독자적인 형식승인 제도의 도입을 통하여, 관련 산업의 신규 진입이 가능
- 시험 서비스 제공 등을 통한 국내 관련 기업 지원 가능

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1) 지진 관련 동향 ... 9
• 2) 다양한 지진센서의 개발 및 보급 ... 9
• 3) 지진 관측 장비 관련 국내 제도 현황 ... 11
• 4) 현행 제도의 보완 필요성 ... 11
• 5) 연구개발과제의 최종 목표 ... 11
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 18
• 1) 연구수행 결과 ... 18
• 2) 목표 달성 수준 ... 87
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 88
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 88
• 2) 자체 보완활동 ... 88
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 88
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 88
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 89
• 끝페이지 ... 145