• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.747-754
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• 2014

마할라노비스 거리 이론에 기초한 통계적 패턴 인식 기술은 안정된 외부하중에 대한 구조물 상태 평가에 대한 유용성에도 불구하고 지진과 같이 큰 변동성의 외부하중에 대한 구조물의 건전도 모니터링에는 취약하다. 손상은 일반적으로 손상되지 않은 구조물의 측정된 값의 평균과 손상된 구조물의 측정값 사이의 차이에 의해 결정된다. 외부 하중의 변동성이 커질수록 더 큰 차이가 발생하고, 이는 손상으로 인식되기 쉽다. 본 논문에서는 이러한 문제를 극복하고 불확실한 외부 하중을 받는 구조물을 지속적으로 모니터링 할 수 있도록 외부 변동성을 감소시키기 위해 마할라노비스 거리 이론을 수정한 통계적 패턴 인식 기술인 개선된 마할라노비스 거리 이론을 개발하였다. 이 방법은 일반적인 임의의 하중과 지진하중에서 정확하게 사장교의 건전도를 평가하는 것을 실험적으로 확인 하였다. 그 결과, IMDT는 손상되지 않은 케이블로부터 획득한 데이터로 손상된 케이블에 의한 구조물의 손상을 파악하는 데 유효한 것을 확인하였다. 따라서 변동성을 지닌 외부하중에 의한 교량의 건전도 모니터링에 효과적으로 적용할 수 있음을 입증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.620-623
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• 2004

도시하천인 청계천 유역의 물순환 해석을 위한 기초자료로 강우량, 유출량, 상하수도랑, 지하수이용량, 지하수위 변화에 의한 유역 저류량 등의 관측자료를 이용하여 연간 물수지 분석을 수행하였다. 청계천 유역의 물순환 구조는 자연계 유출과 인공계 배수의 구조를 지니고 있으며, 이들의 수문성분을 규명하기 위해서는 각각의 수문성분들의 관측 및 해석이 필요하며, 각 수문성분들의 물수지 분석을 통하여 정량적인 합의 결과를 가시적으로 확보함이 매우 중요하다. 신뢰도와 정확성에 근거한 관측자료를 이용한 물수지 분석은 수문성분들의 총체적 표현이라 할 수 있는 모형(model)의 중요 입력자료이며, 모형의 모의 분석결과를 검증할 수 있는 중요한 기준이 된다. 청계천 유역에 기 설치된 수문모니터링 자료로 물수지 분석을 수행하는 데는 많은 제약과 한계성이 따르므로, 지속적인 수문관측 및 모니터링이 수행된다면 복원 이후 장래의 건전한 물순환 대책 수립에 기여 할 것이다.

• 전산구조공학
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• 제9권2호
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• pp.163-171
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• 1996

구조물 모니터링 시스템의 전산환경을 구성하기 위해 필요한 지식 및 정보를 파악하고 이를 지식기반화하는 방법을 제시하였다. 전산환경의 구축을 위한 정보로는 센서 및 하드웨어, 신호처리, 그리고 손상발견/평가를 위한 지식등이 필요한데, 이들은 모두 다른 형태의 지식이므로, -즉 수학연산, 서술적 지식, 수치모델등- 어느 특정의 모델링 기법 단독으로는 이들을 효과적으로 수용하기가 매우 어렵다. 이를 해결하기 위하여 객체지향적 모델링기법과 논리언어를 혼합사용하는 방법 (Hybrid Modeling Paradigm)이 제시되었고, 이의 타당성 및 효율성 검증을 위해 모델구조물을 이용한 예제를 수행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.927-932
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• 2010

본 연구는 치수효과가 높은 하천제방의 안전도 향상을 위한 관리 고도화 기술 개발을 위하여 수위, 유량이 제방의 안전에 미치는 영향을 규명하고 센서 기술 적용하여 실시간 제방 안전관리 모니터링 기술을 확보하는데 있다. 이를 위해, 국내외 기술동향 및 사례분석하고, 변위발생 및 안전성 모니터링을 위한 센서 기술 적용 방안, 센서 적용시 문제점 및 개선방안, 분석방법 등에 대해 정리하였으며, 대형 토조를 이용하여 집중강우 등에 의한 수위 및 유속의 증가에 따른 하천제방에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고, 이를 센서 기술을 적용하여 실시간 모니터링을 통한 안전성 평가 방법을 제시하고자 하였다. 하천제방은 종방향으로 긴 구조적 특성을 갖고 있으며 이러한 특성상 모든 구간에 정밀한 계측 장비를 설치하여 운영 관리함에 있어 경제적, 효율적인 측면에 있어 문제가 있는 것으로 사료된다. 따라서 주요 하천시설물 중 구조물이 하천제방을 횡단할 경우 주요 구조물에는 집중형 센서인 FBG 타입을 도입하고, 제방 연통실험 등을 통해 조사 분석된 취약 구간에 대해서는 분포형 센서인 BOTDR 타입의 광섬유 센서를 적용하여 종합적인 관리가 가능하도록 시스템 구성이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.425-428
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• 2011

국내외적으로 수주량이 증가하고 있는 대형 구조물의 건설 시 보다 정밀한 시공 및 유지관리 기술이 요구된다. 그 중 콘크리트의 강도는 대표적인 설계변수 중 하나로 정확한 강도 값의 측정 및 이력관리는 건설 프로세스에서의 비용절감과 효율적인 시공관리를 위해 매우 중요한 요구사항이다. 이에 본 논문에서는 최근 개발된 임베디드 자율감지형 콘크리트 강도 모니터링 기술을 유비쿼터스 시대에 적합한 건설 기술로의 향상을 위해 QR코드와 연동시킨 강도 라벨링을 개발하고 이를 통하여 콘크리트의 강도이력 DB를 언제 어디서나 실시간으로 확인 및 관리할 수 있는 콘크리트 Life-Cycle 품질관리 시스템을 제안한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.341-353
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• 2014

GPS 반송파를 사용하여 센티미터 수준 정확도의 동적 측위를 위해서는 반송파 관측데이터에 포함하고 있는 미지정수를 결정하여 정밀한 기하거리로 환산하는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 GPS에 의한 실시간 구조물 모니터링에 효율적으로 적용가능한 반송파 관측데이터 순간미지정수 결정 성능향상을 위한 알고리즘을 연구하였다. 이를 위하여 구조물에 설치한 GPS 수신기 이동 범위와 그 네트워크를 수학적으로 모형화하고 '정수제약 최소제곱법'을 통해 정확한 위치를 추정하는 절차를 제안하였다. 이 절차에는 추정해의 신뢰성 향상을 위해 실수해의 과대오차 최소화에 필요한 품질제어와 기하적 구속조건을 이용한 미지정수 타당성 검정을 포함하고 있다. 제안된 순간미지정수 결정절차를 과학기술용 계산용 소프트웨어인 MATLAB에 의해 실시간 적용 가능하도록 구현하고 장대교량에 해당하는 사장교 현장 관측데이터를 처리하여, 그 성능을 미지정수결정 성공률, 통계모형의 영향 그리고 연산시간에 대해 분석하고 결과를 요약하였다.

• 지구물리
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• 제9권2호
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• pp.77-86
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• 2006

실시간 동적 GPS (Real-Time Kinematic Global Positioning System) 측량과 관성항법장치인 IMU(InertialMeasurement Unit)는 보다 정확한 지형정보의 획득과 동체의 모니터링에 이르기 까지 그 활용범위가 확대되어가고 있다. 실시간 동적 GPS 안에 신속히 수행할 수 있으며 , IMU는 정확하게 동적자세를 결정할 수 있기 때문에 교량 등 대형구조물의 거동을 모니터링 하는데 유용한 방법으로 대두되고 있다 . 따라서 본 연구에서는 대형구조물의 거동을 모니터링하는 시스템을 구축하기 위해서 GPS 측위방법 중 실시간 동적 GPS 측량 방법을 이용하여 현수교 주탑의 거동을 측량함에 있어, 먼저 GPS에 의한 정확한 위치를 분석하였으며 , 이를 바탕으로 실시간 동적 GPS 측량과 IMU를 이용한 모니터링 경보 시스템을 개발하였다 . 개발된 시스템으로 관측한 결과와 비교하여 , X축은 1mm, Y축은 1mm, Z축은 2.2m 로서 실시간 동적 GPS 측량과 IMU를 이용한 구조물 모니터링 측량이 가능함을 입증할 수 있었다 .

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.26-33
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• 2011

본 연구에서는 항만구조물의 구조건전성 모니터링을 위한 Imote2 센서 플랫폼 기반의 고민감도 스마트 무선센서를 개발하였다. 이를 위해 첫째, 고성능 Imote2 센서 플랫폼을 기반으로 하고, 고민감도 MEMS 가속도계를 탑재한 스마트 무선센서를 설계하였다. 둘째, 스마트 무선센서가 독자적으로 모니터링을 수행할 수 있도록 하는 내장 소프트웨어를 설계하였다. 마지막으로, 개발된 스마트 무선센서의 성능을 모형 케이슨 구조물에서의 실험을 통해 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2D호
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• pp.159-166
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• 2012

건설시공현장에서 콘크리트 타설시 거푸집과 동바리 등의 가설 구조물만으로 유동상태의 콘크리트 자중 및 각종 시공하중을 지지한다. 그러나 타설 중 복잡한 동선과 타설 충격, 지반 침하 등으로 가설구조물에 하중집중이 발생할 수 있으며, 집중하중으로 인하여 발생하는 가설구조물의 불안정은 안전사고의 원인이 된다. 따라서 기존의 건설시공 안전관리방법으로 건설시공 안전관리를 하는데 한계가 있으며, 시공 중 콘크리트 타설 및 양생과정에서 가설구조물의 안전성을 높이기 위해서 콘크리트 타설 프로세스를 지속적으로 모니터링할 필요가 있다. 본 연구에서는 건설시공 안전관리를 위한 USN(Ubiquitous Sensor Network) 기반의 실시간 모니터링 시스템을 제시한다. USN 기반의 실시간 모니터링 시스템은 콘크리트 타설시 거푸집 처짐, 동바리의 하중변화 등을 실시간으로 측정하며, 무선으로 데이터를 전송하여 시공현장 상황을 실시간으로 모니터링한다. 가시설 구조물 모형에 대한 실험에서 측정된 데이터를 허용기준치와 비교한 결과 하중초과 및 거푸집의 이상변형 발생 시 경고초치를 통해 작업자의 작업 중단 및 즉각적인 대피, 신속한 사후 대처 등을 알림으로써 시공현장에서 발생 가능한 사고를 미연에 방지할 수 있다는 것을 보여줬다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.92-92
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• 2011

최근 건설기술의 발전과 함께 강재 케이블을 이용하는 시설물의 시공이 점점 증가하는 추세이다. 특히 현수교, 사장교와 같은 초장대 교량에 사용되는 케이블은 주거더 및 상판에 의한 하중의 대부분을 지지하는 핵심부재이다. 하지만 이러한 케이블 부재는 부식, 파단 등으로 인한 단면손실이 발생할 수 있고, 이로 인한 손상부의 응력집중으로 인해 시설물 전체의 붕괴로 이어질 수 있는 위험성을 가진다. 따라서 조기에 단면손실을 찾아 사고를 미연에 방지할 수 있는 강재 케이블 비파괴 검사 기술기반의 건전성 모니터링이 필수적이다. 이러한 효율적인 건전성 모니터링을 위해 스마트 센서를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있는데, 그중 대표적인 스마트 센서중 하나인 마그네틱 센서는 높은 신뢰도와 어디에나 적용 가능한 재현성 때문에 구조물 건전성 평가에 적용하기 유용한 기술로 그 적용범위가 선박, 항공등으로 점점 넓어지고 있는 추세이다. 마그네틱 센서는 그 적용대상에 따라 다양한 마그네틱 특성을 활용할 수 있는데, 최근에는 투자율 계측을 통해 케이블의 장력 측정이 가능한 Elasto-Magnetic 센서(E/M 센서)가 개발되었고 그 활용성에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 이에 본 연구에서는 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술을 제안하고자 한다. E/M 센서는 본래 케이블의 장력측정을 위해 개발되었지만 본 연구에서는 강재 케이블 부재의 단면손실 검색을 위해 적용하였다. 제안된 기술의 실험적 검증을 위해 E/M 센서를 이용하여 4가지의 다른 직경을 가지는 강봉시편을 E/M 센서헤드의 1차 코일을 통해 자화시키고, 각각의 직경에서 출력전압을 2차 코일을 이용하여 계측하였다. 그 결과 강봉의 직경이 감소함에 따라 출력 전압이 감소함을 보였다. 반복실험을 통해 해상도 및 선형성이 확보되는 최적의 입력전압과 출력전압의 워킹포인트를 선정하였고, 선정된 조건에서 강봉시편을 일정 간격으로 스캔한 결과 단면감소에 따른 선형적인 출력전압 감소와 동시에 단면 변화 지점에서는 추세선에서 크게 벗어난 출력전압 계측값을 나타내었다. 본 실험을 통해 제안된 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술의 유용성 및 적용가능성을 확인할 수 있었다.