구조물 건전성 평가를 위한 라이다 적용 방안 연구

조현철 ( Jo Hyeon Cheol ),임정열 ( Lim Jeong Yeul ),임윤묵 ( Lim Yun Mook ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.2

본 논문에서는 구조물의 건전성 평가를 위해 라이다의 적용 방안을 제시하고 검증하고자 한다. 구조물의 지속 가능한 유지관리를 위해, 라이다 기반의 구조 안전성 및 사용성을 분석하고자 라이다 센서의 측정 정확도 평가와 검증실험을 수행하였다. 라이다 정확도 평가는 거리, 각, 색상 및 포인트 분산정도를 기준으로 분석하였고, 이를 바탕으로 실 구조물에 적용하여 라이다 기반 건전성 평가 방안을 도출하였다. 그 결과, 제안한 분석기법 및 적용 방안이 구조 건전성 평가에 기존 계측 센서 대비 효과적인 것을 확인하였으며, 향후 장기 구조 거동 모니터링 및 데이터 시간이력관리에도 효율적일 것으로 파악되었다.

구조물 건전성 평가를 위한 라이다 적용 방안 연구

조현철 ( Jo Hyeon Cheol ),임정열 ( Lim Jeong Yeul ),임윤묵 ( Lim Yun Mook ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.2

본 논문에서는 구조물의 건전성 평가를 위해 라이다의 적용 방안을 제시하고 검증하고자 한다. 구조물의 지속 가능한 유지관리를 위해, 라이다 기반의 구조 안전성 및 사용성을 분석하고자 라이다 센서의 측정 정확도 평가와 검증실험을 수행하였다. 라이다 정확도 평가는 거리, 각, 색상 및 포인트 분산정도를 기준으로 분석하였고, 이를 바탕으로 실 구조물에 적용하여 라이다 기반 건전성 평가 방안을 도출하였다. 그 결과, 제안한 분석기법 및 적용 방안이 구조 건전성 평가에 기존 계측 센서 대비 효과적인 것을 확인하였으며, 향후 장기 구조 거동 모니터링 및 데이터 시간이력관리에도 효율적일 것으로 파악되었다.

구조물 건전성 평가를 위한 라이다 적용 방안 연구

조현철 ( Jo Hyeon Cheol ),임정열 ( Lim Jeong Yeul ),임윤묵 ( Lim Yun Mook ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.2

본 논문에서는 구조물의 건전성 평가를 위해 라이다의 적용 방안을 제시하고 검증하고자 한다. 구조물의 지속 가능한 유지관리를 위해, 라이다 기반의 구조 안전성 및 사용성을 분석하고자 라이다 센서의 측정 정확도 평가와 검증실험을 수행하였다. 라이다 정확도 평가는 거리, 각, 색상 및 포인트 분산정도를 기준으로 분석하였고, 이를 바탕으로 실 구조물에 적용하여 라이다 기반 건전성 평가 방안을 도출하였다. 그 결과, 제안한 분석기법 및 적용 방안이 구조 건전성 평가에 기존 계측 센서 대비 효과적인 것을 확인하였으며, 향후 장기 구조 거동 모니터링 및 데이터 시간이력관리에도 효율적일 것으로 파악되었다.

구조물 건전성 평가를 위한 라이다 적용 방안 연구

조현철 ( Jo Hyeon Cheol ),임정열 ( Lim Jeong Yeul ),임윤묵 ( Lim Yun Mook ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.2

본 논문에서는 구조물의 건전성 평가를 위해 라이다의 적용 방안을 제시하고 검증하고자 한다. 구조물의 지속 가능한 유지관리를 위해, 라이다 기반의 구조 안전성 및 사용성을 분석하고자 라이다 센서의 측정 정확도 평가와 검증실험을 수행하였다. 라이다 정확도 평가는 거리, 각, 색상 및 포인트 분산정도를 기준으로 분석하였고, 이를 바탕으로 실 구조물에 적용하여 라이다 기반 건전성 평가 방안을 도출하였다. 그 결과, 제안한 분석기법 및 적용 방안이 구조 건전성 평가에 기존 계측 센서 대비 효과적인 것을 확인하였으며, 향후 장기 구조 거동 모니터링 및 데이터 시간이력관리에도 효율적일 것으로 파악되었다.

압전센서를 사용한 배관 구조물의 실시간 건전성 평가

김주원,이창길,박승희 한국구조물진단유지관리공학회 2010 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.14 No.6

가스관, 송유관 등의 배관구조물은 주요자원의 수송을 책임지는 핵심 지하시설물 중 하나이다. 이들은 사고 및 자연적인 노후화로 인해 국부적인 손상이 발생할 위험에 노출 되어있다. 하지만 대부분의 배관구조물은 지하의 좁은 공간에 복잡하게 연결되어있기 때문에 구조물의 건전성을 지속적으로 모니터링 하는데 어려움이 있었다. 이러한 지금까지 관리방식의 한계점을 극복하기 위해 최근 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 온라인 방식의 상시적 구조물 건전성 평가방법에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 전기-역학적 임피던스 기반의 실시간 배관 구조물 건전성 평가방법에 대하여 연구하였다. 배관 구조물에 발생하기 쉬운 볼트 풀림과 균열의 두 가지 국부손상을 가정하였고 압전효과를 가진 PZT와 MFC 센서를 이용하여 구조물의 상태에 따른 임피던스를 계측하여 손상탐색 실험을 수행하였다. 하나의 센서로 가진과 센싱을 동시에 수행할 수 있는 저비용 셀프센싱 기법을 사용하였고 배관 상태에 대한 객관적인 판단을 위해 손상지수인 RMSD 값을 사용하여 계측된 신호를 이용하여 손상의 정도를 정량화시켰다. 손상여부의 판단을 위해 일반 극치 분포를 이용하여 최적화된 통계적인 정상상태의 임계값을 설정하였다. 위와 같은 실험적 연구과정을 통해 제안된 실시간 배관 구조물 건전성 평가 방법의 타당성과 효율성을 확인해 보았다. Pipeline structure is one of core underground infrastructure which transports primary sources. Since the almost pipeline structures are placed underground and connected each other complexly, it is difficult to monitor their structural health condition continuously. In order to overcome this limitation of recent monitoring technique, recently, a Ubiquitous Sensor Network (USN) system based on on-line and real-time monitoring system is being developed by the authors’ research group. In this study, real-time pipeline health monitoring (PHM) methodology is presented based on electromechanical impedance methods using USN. Two types of damages including loosened bolts and notches are artificially inflicted on the pipeline structures, PZT and MFC sensors that have piezoelectric characteristics are employed to detect these damages. For objective evaluation of pipeline conditions, Damage metric such as Root Mean Square Deviation (RMSD) value was computed from the impedance signals to quantify the level of the damage. Optimal threshold levels for decision making are estimated by generalized extreme value(GEV) based statistical method. Throughout a series of experimental studies, it was reviewed the effectiveness and robustness of proposed PHM system.

유한요소해석 후처리 기법을 이용한 용접부의 건전성 평가

이제명(JAE-MYUNG LEE),백점기(JEOM-KEE PAIK),강성원(SUNG-WON KANG),김명현(MYUNG-HYUN KIM) 한국해양공학회 2002 韓國海洋工學會誌 Vol.16 No.4

In this paper, a numerical methodology for health monitoring of weldment was proposed using finite element method coupled with continuum damage mechanics. The welding-induced residual stress distribution of T-joint weldment was calculated using a commercial finite element package SYSWELD+. The distribution of latent damage was evaluated from the stress and strain components taken as the output of a finite element calculation. Numerical examples were given to demonstrate the usefulness of this so-called "post-processing approach" in the case of welding-induced damage assessment.

전자기센서를 활용한 PSC 구조 외부텐던의 건전성 평가

박광연 ( Park Kwang-yeun ),조창빈 ( Joh Changbin ),곽임종 ( Kwakh Imjong ),최지영 ( Choi Ji-young ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1

이 연구는 금속 재질인 외부텐던의 전자기특성을 이용해 유도전기장으로부터 구조건전성을 확인한다. 건전성평가는 외부 텐던을 원통형으로 감싸도록 감겨 있는 1차코일 및 1차코일과 동심원을 이루도록 감겨있는 2차코일로 이루어진 전자기센서로 진행한다. 전자기센서의 1차 코일에 교류 전기를 흘리면 2차 코일에 유도전압이 발생하며 이때 2차 코일에 발생하는 전압은 전자기센서가 감싸고 있는 텐던의 단면적에 비례한다. 따라서 2차 코일의 유도전압을 분석하면 외부텐던의 단면감소 여부, 정도, 위치를 알 수 있다.

지반-구조물 상호작용을 고려한 구조물의 유한요소모델 업데이팅 기법개발

박건(Park, Gun),정종원(Jung, Jongwon),윤형철(Yoon, Hyungchul) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.6

국가경제와 산업의 발전으로 구조물이 고층화, 대형화되고 있으며, 건설재료의 향상으로 구조물의 사용연한 또한 증가하고있다. 이러한 대형구조물의 사용연한 증가는 구조물의 유지 보수 및 성능 평가에 대한 중요성을 부각시켰으며, 이에 따라성능 평가를 위한 정확한 모델 개발의 필요성이 증가하고 있다. 이 연구에서는 지진하중과 구조물응답을 사용하여 유전자알고리즘을 적용한 유한요소 모델 업데이팅을 통해 구조부재의 손상도 여부를 판별하였다. 특히 기존 모델업데이팅 연구에서간과되어왔던 지반-구조물 상호작용 효과를 고려함으로서 모델업데이팅에 대한 신뢰성을 향상시키고자 하였다. 연구결과, 지반-구조물 상호작용을 고려한 모델이 그렇지 않은 모델에 비하여 모형실험 결과와 더 높은 유사성을 나타냈다. 또한 이연구에서 제안된 방법에 의한 구조물 손상도 예측은 90% 이상의 정확성을 보여 상당한 신뢰성을 확보하였다. 따라서 향후기 건설된 구조물의 노후도 평가 또는 내진평가 등을 위한 유한요소 모델업데이팅을 수행할 때 지반-구조물 상호작용을고려한다면 정확한 결과를 나타낼 것으로 기대된다. Owing to the development of construction technology, structures are becoming increasingly taller. Furthermore, with the improvement in construction materials, the service life of the structures is also increasing. The increased service life of large structures has highlighted the importance of structure maintenance and performance evaluation; thus, the need for an accurate model development for performance evaluation is increasing. This study predicts the structural characteristics through finite element (FE) model updating using a genetic algorithm (GA). The GA was applied to determine whether the structural member was damaged. In particular, it is intended to improve the reliability of the FE model updating during a seismic load by considering the soil-structure interaction effect that has been overlooked in the existing model updating study. The results of this study show that the model that considers the soil-structure interaction can estimate the dynamic characteristics of the structure more accurately compared to the model that does not consider the soil-structure interaction. The accuracy of the updated parameters by the proposed method was found to be over 90%.

IoT 건축시공 건전성 모니터링 기반 AI 안전관리 챗봇서비스 구축방안

강휘진,최성조,한상준,이승호,김재현 한국재난정보학회 2024 한국재난정보학회 논문집 Vol.20 No.1

Purpose: This paper conducts IoT and CCTV-based safety monitoring to analyze accidents and potential risks occurring at construction sites, and detect and analyze risks such as falls and collisions or abnormalities and to establish a system for early warning using devices like a walkie-talkie and chatbot service. Research method: A safety management service model is presented through smart construction technology case studies at the construction site and review a relevant literature analysis. Research Result: According to ‘Construction Accident Statistics,’ in 2021, there were 26,888 casualties in the construction industry, accounting for 26.3% of all reported accidents. Fatalities in construction-related accidents amounted to 417 individuals, representing 50.5% of all industrial accident-related deaths. This study suggests implementing AI chatbot services for construction site safety management utilizing IoT-based health monitoring technologies in smart construction practices. Additionally, the paper presents case studies of construction site implementations involving stakeholders such as workers entering and working on the construction sites, to prevent and respond to accidents.

보증된 축소 기저법을 이용한 불확실성을 영향에서 빔 구조물의 온전성 평가

이경훈 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

일반적으로 구조물 온정성 평가는 센서로 측정된 구조물의 응답을 기반으로 추정한 재료의 물성값을 분석하여 이루어지게 된다. 하지만 구조물 운용조건의 불확실성으로 인해 물성값의 추정결과가 실제 구조물의 특성을 정확히 대변하지 못하는 경우가 있다. 본 연구는 이러한 불확실성의 영향에서도 신뢰할 수 있는 구조물 온정성 평가를 위하여 구조물 재료 물성값 및 운용조건을 함께 추정하고 이를 기반으로 계산된 구조물 응답 특성을 이용하는 방법을 제안한다. 본 연구가 제안하는 구조물 온정성 평가 기법은 베이지안 통계 추정법에 기초하고 있으며 통계적 추론 과정의 정확성 및 효율성을 위해 보증된 축소 기저법을 이용하여 구조물의 거동을 예측한다. 빔 구조물을 이용한 비교 연구에 따르면 기존의 추정된 재료 물성값을 이용한 방법에 비해 구조물 응답 특성을 이용한 온정성 평가 방법은 구조물 운용조건의 불확실성에도 구조물의 손상 여부를 잘 판별할 수 있다. Typically material property estimates are used for structural integrity assessment, but they may result in unreliable assessment due to uncertainty in reality. Instead of using material property estimates, we propose to utilize response predictions obtained by propagating estimates of structural system parameters into simulation. The proposed strategy relies on Bayesian statistical inference to take account of uncertainties in sensor measurements as well as simulation model error. For computational efficiency we employ certified basis methods that are capable of rapid yet rigorous simulation. We demonstrate the utility of the proposed strategy with a beam for fictitious damage cases.