• Title/Summary/Keyword: 건설 계측센서

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Identify Modal Parameter by The Output Response of Structure Using Smart Sensor System (스마트 센서 시스템을 이용한 구조물의 모달 인자 추출)

  • Lee, Woo-Sang;Heo, Gwang-Hee;Park, Ki-Tae;Jeon, Joon-Ryong
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.12 no.4
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    • pp.149-160
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    • 2008
  • In this study, the research was carried out on how to identify the modal parameter by acquiring the output response of the structure only through the smart sensor system. The objective of this research is to verify the performance and the on-site adaptability of the smart sensor system that have been actively researched as the advanced measuring system so far. Smart Sensor System was developed so that the real-time dynamic measurement can be performed by means of MEMS-type accelerated sensor, 8 bit CPU, wireless MODEM. In the modal parameter identification test, random excitation was added to the cantilever beam, and then the response of the structure was obtained using the smart sensor system and the wire measurement system respectively. In analyzing the data, modal parameter was identified using NExT & ERA algorithm. Furthermore, the optimal measurement location was selected through EOT algorithm in order to obtain the qualified output response. Result of the test, it was possible to verify the on-site applicability of the smart sensor.

A Case Study on Establishing Test Bed of Slope Structure Measurement System using Optic Fiber Sensor (광섬유센서를 이용한 사면시설물 계측시스템 시범구축 사례 연구)

  • Kwon, O-Il;Baek, Yong
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2009.03a
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    • pp.1026-1031
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    • 2009
  • 21세기 대한민국은 지반분야에 있어서 과거 건설위주의 발전에서 유지관리의 중요성이 대두되는 시대로 변모하였다. 특히 이상기후에 의한 집중호우 발생이 빈번해진 상황에서 외부조건에 직접적으로 노출되어있는 사면구조물은 타 지반구조물보다 상대적으로 관리의 필요성이 더 높다. 사면의 유지관리 방법 중에서도 계측에 의한 상시 모니터링 시스템 구축 관련 기술이 주목을 받고 있으며, 장기적인 시스템 운용 측면에서 내구성이 우수한 광섬유 재료를 이용한 계측 시스템 개발이 국가적 지원을 받으며 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 연구는 암반사면의 균열부에 설치하여 미세한 거동을 측정할 수 있는 광섬유 정밀 계측 시스템을 개발하고, 실제 사면 현장에 시범 구축한 사례를 요약한 것이다. 영동고속도로 원주지사 관내에 있는 암반사면을 대상으로 총 6개의 센서를 변위발생 가능성이 높은 균열부에 설치하였다. 계측데이터의 수집과 전송을 위하여 사면 하단부에 컨트롤박스를 설치하고 데이터로거, 운용시스템, 유선네트워크 시스템을 구축하였다. 설정된 주기별로 취득되는 계측데이터는 우선적으로 현장에서 저장되고, 사무실에서도 원격으로 제어할 수 있는 시스템을 시범적으로 구축하여 운용중에 있다. 향후 계측 시스템의 센서부, 데이터로거, 운용프로그램 등을 추가 연구를 통하여 개선하고 현장에 반영하는 과정을 반복함으로써 사면 시설물의 유지관리에 최적의 시스템을 개발 및 구축하는 것이 본 연구의 최종적인 목표이다.

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Conceptual Design and Displacement Recognition Performance Verification of Displacement Measurement System for Retaining Wall Structure Based on Laser Sensor (레이저 센서 기반 흙막이 구조체 변위 계측 시스템의 개념 디자인 및 변위 인식 성능 검증)

  • Kim, Jun-Sang;Lee, Gil-yong;Kim, Young Suk
    • Korean Journal of Construction Engineering and Management
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    • v.23 no.1
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    • pp.64-72
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    • 2022
  • The retaining wall structure is essential for construction work that performs underground excavation. Displacement management of the retaining wall structure is important regardless of the size of the construction. However, in the case of small-scale construction sites with an excavation depth of less than 10m, displacement management of retaining wall structure not properly performed due to problems such as 1) companies' smallness, 2) lack of capacity of construction managers, 3) complexity of installation, dismantling and displacement of measuring instruments. As a result of analyzing previous research, it was analyzed that it is difficult to apply this to a small - scale construction site because most of the previous research has problems in using an expensive 3D scanner or installing many measuring instruments. This study aims to propose a conceptual design of a displacement measurement system for retaining wall structure based on laser sensor and to verify the displacement recognition performance of core technology applied to the conceptual design. A conceptual design was proposed using a 2D laser scanner. As a result of verifying the displacement recognition of the 2D laser scanner, a displacement of 15mm was analyzed to be sufficiently understandable. In the future, if the proposed conceptual design is developed and applied to the small-scale construction site, it is thought that it will contribute to the reduction of safety accidents at small-scale construction sites.

Design and Implementation of PDA-based Sensor Gateway for serial sensor device interface (소음 측정용 유비쿼터스 시리얼 센서장치를 인터페이스 할 수 있는 PDA기반 센서 게이트웨이의 설계 및 구현)

  • 송호근;서주홍;류대현;신승중;나종화;최만림
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.799-801
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    • 2004
  • 무선랜과 시리얼 통신장치를 지원하는 센서들을 활용하는 원격 소음(Noise) 계측 유비쿼터스 컴퓨팅 플랫폼을 개발하였다. 먼저 유비쿼터스 컴퓨팅 플랫폼을 개발하기 위하여 시리얼 통신을 지원하는 테스터를 이용하였다. COTS (Commercial Off The Shelf) 개념을 활용하기 위하여 무선랜과 시리얼 통신을 지원하는 PDA를 메인보드로 사용하였다. 구현된 플랫폼은 건설용 중장비의 소음을 원격환경에서 계측하는 응용에서 활용되었다.

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Travel time measurement using sensor loader (센서부자를 이용한 하류 도달시간 계측)

  • Hwang, Eui-Ho;Lee, Eul-Rae;Kim, Jeong-Yup;Choi, Hyuk-June
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.714-714
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    • 2012
  • 금강 하류부의 경우 '97년 금강홍수예경보 자료를 활용하고 있으나, 수치모형 결과 자료로 실측에 의한 검증이 이루어지지 않았으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 평수기 및 홍수기의 하류도달시간 실측 기술을 확보하여 실측을 통한 수치모형의 검증 및 보완이 필요한 실정이다. 또한, 보정된 수치모형을 이용한 도달시간 실시간 예측을 통해 댐 보 운영의 효율성을 확보하고 대 내외에 검증 결과를 제시할 필요가 있다. 하천 전 구간에서 실측할 수 있는 센서기술을 활용하여 금강의 일부 보 구간에 대하여 계측을 수행하였다. 계측결과 유출량-평균도달시간에 영향을 미치는 요인으로는 하상경사, 하폭, 지류유입량, 강우량, 식생, 하천구조물 등이 있으며, 이러한 요인을 수리학적 모형을 적용하여 모든 사상에 대해 정확한 해석을 한다는 것은 매우 어려운 일이다. 이로 인해 유출량-평균도달시간과의 관계 분석을 위해서는 여러 하도구간에 대한 지속적이고 많은 계측이 수반되어야 하며, 이로부터 얻어진 계측 결과를 토대로 각 하천별 유출량별 평균도달시간 관계에 대한 해석 방법을 제안할 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구의 계측결과는 홍수기 8회, 평수기 10회를 통해 보 건설에 따른 하류 도달시간의 영향을 분석하기에는 계측 자료가 매우 부족한 실정이며, 향후 지속적인 관측자료 확보를 통해서 보 운영에 따른 도달시간의 영향을 분석할 수 있는 기초자료 확보가 매우 중요할 것이다. 또한, 지류 유입량을 고려한 실측자료를 기초로 기존 도달시간 산정 방법을 개선하고, 도달시간 계측 결과의 신뢰성 확보를 위한 지속적인 연구개발 수행하여 금강 전 유역으로 확대 적용하기 위한 방안 마련이 필요하다. 이를 통해 4대강살리기 사업 전 후의 도달, 지체시간 분석하여 사업구간에 대한 계측을 통한 금강에서의 보 건설 전 후의 영향 검토에 반영할 수 있도록 하여 수계별 관계분석 자료로 활용할 수 있도록 제공하여야 할 것이다.

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A Study of the Optimal Displacement Analysis Algorithm for Retaining Wall Displacement Measurement System Based on 2D LiDAR Sensor (2D LiDAR 센서 기반 흙막이 벽체 변위 계측 시스템의 최적 변위 분석 알고리즘 연구)

  • Kim, Jun-Sang;Lee, Gil-yong;Yoou, Geon hee;Kim, Young Suk
    • Korean Journal of Construction Engineering and Management
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    • v.24 no.2
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    • pp.70-78
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    • 2023
  • Inclinometer has several problems of 1)difficulty installing inclinometer casing, 2) measuring 2D local lateral displacement of retaining wall, 3) measurement by manpower. To solve such problems, a 2D LiDAR sensor-based retaining wall displacement measurement system was developed in previous studies. The purpose of this study is to select a displacement analysis algorithm to be applied in the retaining wall displacement measurement system. As a result of the displacement analysis algorithm selection, the M3C2 (Multiple Model to Model Cloud Comparison) algorithm with a displacement estimation error of 2mm was selected as the displacement analysis algorithm. If the M3C2 algorithm is applied in the system and the reliability of the displacement analysis result is secured through several field experiments. Convenient management of the displacement for the retaining wall is possible in comparison with the current measurement management.

Calculation of Bed Change Depth using Temperature Sensors (온도 센서를 활용한 하상 변동고 산정)

  • Ahn, Myeonghui;Ji, Un
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.274-274
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    • 2018
  • 최근 지표수-지하수 혼합대 흐름은 하천의 지형학적 및 생태학적으로 그 중요성이 인지되고 있으며, 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 혼합대 흐름 특성에 영향을 미치는 다양한 요소들 중 하상형태 변화는 혼합대 흐름의 체류시간 및 이동경로에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서 하상형태는 혼합대 흐름 특성 분석을 위한 수리학적 변수로 활용 될 수 있다. 일반적으로 다양한 지형측량 장비를 활용하여 종횡단으로 하상형태를 확인할 수 있으며, 최근 온도 센서를 활용하여 장기간 하상형태를 모니터링 하는 방법이 제시된 바 있다. 온도 센서를 이용하여 하상변화를 예측하는 방법은 하상변화 측정의 지속성 및 효율성을 고려한 적절한 측정 방법 중 하나이다. 온도 센서를 활용한 하상변화 예측 방법은 하상에 온도 분포 센서를 설치한 후 하상 온도 및 수온을 일정한 간격으로 장기간 측정하여 기존에 제시된 공식을 통해 시간에 따른 하상 변동고를 산정하는 방식이다. 이러한 온도 분포 센싱을 활용한 계측방법은 하천에서 발생하는 침식 및 퇴적의 시간적 변화를 모니터링 하는데 매우 경제적이며 효과적인 것으로 알려져 있다. 따라서, 온도 분포 센서를 활용하여 시간에 따른 하상형태 변화를 계측하고, 측정 결과는 하상형태에 따른 혼합대 흐름체류시간 및 이동성 분석을 할 수 있는 기초자료로 활용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 온도 센서를 활용하여 하상형태 예측 및 하상 변동고를 산정하기 위해 한국건설기술연구원 안동하천실험센터 급경사수로에 온도 센서를 설치하여 하상 온도와 수온을 약 72시간 측정하였고 유량을 공급하기 전과 후에 Total Station으로 지형 측량을 수행하였다. 온도센서로부터 측정된 결과로 하상 변동고를 산정하였고 이를 Total Station으로 측량한 결과와 비교분석하였다. 또한, 하상 온도와 수온의 시간에 따른 변화 패턴을 확인하였다.

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Multi-fidelity Data-fusion for Improving Strain accuracy using Optical Fiber Sensors (이종 광섬유 센서 데이터 융합을 통한 변형률 정확도 향상 기법)

  • Park, Young-Soo;Jin, Seung-Seop;Yoo, Chul-Hwan;Kim, Sungtae;Park, Young-Hwan
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.40 no.6
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    • pp.547-553
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    • 2020
  • As aging infrastructures increase along with time, the efficient maintenance becomes more significant and accurate responses from the sensors are pre-requisite. Among various responses, strain is commonly used to detect damage such as crack and fatigue. Optical fiber sensor is one of the promising sensing techniques to measure strains with high-durability, immunity for electrical noise, long transmission distance. Fiber Bragg Grating (FBG) is a point sensor to measure the strain based on reflected signals from the grating, while Brillouin Optic Correlation Domain Analysis (BOCDA) is a distributed sensor to measure the strain along with the optical fiber based on scattering signals. Although the FBG provides the signal with high accuracy and reproducibility, the number of sensing points is limited. On the other hand, the BOCDA can measure a quasi-continuous strain along with the optical fiber. However, the measured signals from BOCDA have low accuracy and reproducibility. This paper proposed a multi-fidelity data-fusion method based on Gaussian Process Regression to improve the fidelity of the strain distribution by fusing the advantages of both systems. The proposed method was evaluated by laboratory test. The result shows that the proposed method is promising to improve the fidelity of the strain.

A Experimental Study for the Disaster Monitoring by Integration of USN and Spatial Information (변위측정센서를 이용한 대형 시설물 안전관리 방안 연구)

  • Yeon, Sang-ho;Yeon, Chun-Hum;Kim, Jong-Soo
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.195-196
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    • 2016
  • 본 연구는 건설된 구조물의 주요 구조부재에 각종 계측 Sensor를 설치하여 이로부터 다양한 정보를 제공받아 Monitoring하는 계측 System은 대형구조물의 구조적 응답을 계측하여 분석하고, 구조물의 위험요소를 사전에 발견하고 분석하여 적절한 대책을 수립함으로써 대형 시설물의 수명연장 및 유지관리 비용의 효율성을 높이고, 구조물의 사용성 및 안전성을 확보하고, 그 설계수명을 유지할 수 있는 것이다. 계측전 초기치와의 비교 및 시간 경과에 따른 추이 분석을 통해 이상상태를 발견하는 신호 기반 감시 수행하고 있고, 상태판정 및 손상도 추정이 가능하므로 향후 계속해서 발전시켜 나갈 수 있는 지식기반 감시시스템이 필요하므로 본 연구에서는 공간 정보기반의 정보를 재생하여 GNSS/USN기술을 접목시켜감으로 대형시설물 안전관리가 매우 용이하게 적용할 수 있도록 하였다.

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Development of a Convergence Monitoring Method for Cylindrical Structures by Optical Fiber Bragg Grating Sensor (광섬유 FBG센서를 이용한 원주형 구조물의 2차원 상대변위 모니터링기법 개발)

  • Lho, Byeong-Cheol;Kim , Jong-Woo;Kang , Suck-Hwa
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.10 no.4
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    • pp.160-166
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    • 2006
  • Optical Fiber Bragg Grating sensor has a good performance to measure microscopic displacement which can measure strain of lining concrete and cylindrical structure like high intensity containment building and it can present many advantages like a corrosion resistance from the durability point of view. Then it can measure plane geometrical displacement of cylindrical structures with two-way displacement FBG sensor module. According to the test result, measurement of FBG sensor is better performance than other electric sensor system and 2D-level measurement. As a test result, Resolution of the two-way displacement sensor module with FBG sensors are more 10 times than other LVDT or 2D surveying.