Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation (한국방재학회 논문집)

Korean Society of Hazard Mitigation (한국방재학회)
권호 표지

Optimal Sensor Placement for Structural Parameter Estimation Using Genetic Algorithm

유전자 알고리즘을 이용한 구조계수추정 목적의 최적 계측점 선정

  • Received : 2010.03.31
  • Accepted : 2010.05.04
  • Published : 2010.08.31
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Abstract

In the health monitoring of civil engineering structures, the optimal sensor placement has a major influence on the quality of the results. This paper considers the problem of locating sensors with the aim of maximizing the data information so that structural parameters or damage of structures can be assessed. An proposed technique using a genetic algorithm is introduced to find the optimal placement of sensors. The sensitivity on modal vectors by structural parameters and the orthogonality of modal vectors have been taken as the fitness function of the genetic algorithm. A simple tower structure is used for example analyses to investigate the feasibility and applicability of the proposed approach. The example analyses show the way how the modal sensitivity and the modal orthogonality in the fitness function have influence on the optimal sensor placement. It is shown that the present method using the proposed fitness function can provide the reliable results.

구조물 상시모니터링에서 센서위치 최적화는 모니터링 결과에 중요한 영향을 준다. 따라서 본 논문은 구조계수 또는 손상도를 추정하기 위한 목적으로 동특성 자료를 계측하고자 할 때, 충분한 정보를 획득할 수 있는 최적의 계측점을 선정하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 유전자 알고리즘을 계측점 선정을 위한 최적화 기법으로 사용하는 것이다. 유전자 알고리즘의 핵심인 적합도함수를 구조계수에 의한 모드벡터의 민감도와 모드벡터의 직교성을 고려할 수 있도록 구성하였다. 간단한 타워 구조물에 대한 예제 해석을 통해 제안된 방법의 타당성을 확인하였다. 적합도함수를 구성하고 있는 모드 민감도와 모드 직교성이 최적 계측점 선정에 어떤 영향을 주는지 예제해석을 통하여 분석하였다. 결론적으로, 제안된 적합도 함수를 사용하면 계측 목적에 타당한 계측점을 선정할 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

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