• 제목/요약/키워드: Bridge Node

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유비쿼터스 교량의 센서노드를 위한 녹색 에너지 하베스팅 기초연구 (A Basic study on Green Energy Harvesting for Sensor Node of Ubiquitous Bridge)

  • 조병완;황창연;황윤태;박정훈;윤광원
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.471-474
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    • 2009
  • 현대 사회는 유비쿼터스와 함께 Intelligent Bridge와 녹색 뉴딜개념의 Energy Birdge 같은 신개념의 교량연구에 주력하고 있다. 따라서 교량 안전관리는 무선 센서노드로 데이터를 송신하고 있으나 센서 전력에 수명제한 베터리와 기후제한 태양열로 공급 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 외력에 의해 bending vibration이 일어나면서 판 양면에 양 음의 전하가 띄어 전압, 전류가 발생하는 압전소자를 이용 하였다. 이 압전소자에 발생하는 정현파로 인한 축전 문제와 발전된 전력이 다른 압전소자에게 흘러 전력생산량의 감소 문제는 Bridge Diode를 사용한 R-C회로도를 구성하여 보완하였다. 이 설계를 통하여 차량 하중(외력)의 크기에 변수를 두어 전압발생 차이를 측정하고 일정시간 외력 통해 Capacitor 축전된 양을 검토하였다.

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지진시에 교량의 탄성 받침을 표현하는 범용 연결 유한 요소 모델의 유도식 (Derivation of General Link Finite Element Equation representing Pad Shoe in Bridge under Earthquake)

  • 정대열
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.226-233
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    • 1999
  • When we numerically model the bridge under seismic condition, the full model combining the super-structure and the sub-structure is considered for the more accurate results than the separate model. In this case, the super-structure is connected with the sub-structure by the elastic pad shoe that is difficult to model, because it has the three translational elastic stiffness and the three rotational elastic stiffness. The two-node General Link element is derived in finite element equation representing such a pad shoe, and it is verified by comparing the one General Link element model with the corresponding three legacy spring element model. It is easy to model the pad shoe, if the General Link finite element is used. And the seismic analysis result of the bridge full model structure, which is modeled with the General Link element, has been compared with the one of the separate model structure. The present study gives. more conservative result than that of the separate model, which does not consider the dynamic behaviour of the sub-structure.

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객체지향기법을 이용한 플레이트 거더교의 동해석 (Dynamic Analysis of Plate Girder Bridge Using Object-Oriented Technique)

  • 조정래;곽종원;진원종;최은석;강재윤;이정우
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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    • pp.486-489
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    • 2006
  • This paper presents a newly proposed object-oriented finite element framework and its applications on dynamic analysis of plate girder bridge. The developed framework supports various types of finite elements, materials, constraints, loads, and solution methods. One major feature different from other object-oriented finite element programs is that static model and dynamic state can be easily read from or written to a file. In addition, the framework supports efficient DOF pattern handling for a node connecting elements with different DOF patterns, new multi-point constraint handling, and various scripting languages for easy use of the library. In order to show the applicability to dynamic analysis, dynamic moving load analysis on plate girder bridge is performed.

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Optimal sensor placement for bridge damage detection using deflection influence line

  • Liu, Chengyin;Teng, Jun;Peng, Zhen
    • Smart Structures and Systems
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    • 제25권2호
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    • pp.169-181
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    • 2020
  • Sensor placement is a crucial aspect of bridge health monitoring (BHM) dedicated to accurately estimate and locate structural damages. In addressing this goal, a sensor placement framework based on the deflection influence line (DIL) analysis is here proposed, for the optimal design of damage detection-oriented BHM system. In order to improve damage detection accuracy, we explore the change of global stiffness matrix, damage coefficient matrix and DIL vector caused by structural damage, and thus develop a novel sensor placement framework based on the Fisher information matrix. Our approach seeks to determine the contribution of each sensing node to damage detection, and adopts a distance correction coefficient to eliminate the information redundancy among sensors. The proposed damage detection-oriented optimal sensor placement (OSP) method is verified by two examples: (1) a numerically simulated three-span continuous beam, and (2) the Pinghu bridge which has existing real damage conditions. These two examples verify the performance of the distance corrected damage sensitivity of influence line (DSIL) method in significantly higher contribution to damage detection and lower information redundancy, and demonstrate the proposed OSP framework can be potentially employed in BHM practices.

노드 형태에 따른 블루투스 스캐터넷 재형성 알고리즘 (A Bluetooth Scatternet Reformation Algorithm based on Node Types)

  • 이한욱;고상근
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제32권1호
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    • pp.110-122
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    • 2005
  • 블루투스(Bluetooth)는 휴대폰을 중심으로 하여 다양한 디지털 기기 사이의 무선 인터페이스를 제공할 수 있는 기술로 가능성을 인정받아 왔다. 특히 블루투스에서 지원되는 스캐터넷(Scattemet)이라는 네트워크의 형태는 PAN(Personal Area Network)과 같은 동적인 Ad-hoc 네트워크 환경에서 블루투스가 지원되기 위해서는 필수적인 요소이다. 하지만 기존의 블루투스 스캐터넷 관련 연구들은 노드들이 수시로 추가 혹은 이탈하는 동적인 네트워크 환경을 거의 고려하지 않고 있다. 본 논문에서는 동적인 네트워크 상황을 고려하여 블루투스 스캐터넷 내부에서 노드가 이탈하였을 경우 이를 재형성하기 위한 알고리즘을 제시하였다. 본 알고리즘은 다양한 스캐터넷 형태와 무관하게 적용될 수 있는 범용 알고리즘이며, Inquiry 과정이 생략된 채 Page 과정만으로 빠르게 네트워크가 복구되는 특성을 지닌다. 또 노드의 형태에 따라 복구 마스터/슬레이브를 지정하여 작성되는 복구 노드 벡터(Recovery Node Vector)에 따라 동작한다. 또 본 논문에 제시한 알고리즘은 상용 하드웨어에 적용이 가능한 구체적인 알고리즘으로, 실제 상용 하드웨어 실험을 통해 그 성능을 평가하고 발생되는 문제점을 수정하였다. 실험을 통해 제안한 알고리즘의 재형성 지연 시간은 Inquiry 과정이 포함된 경우의 23~60% 정도로 단축된 결과를 얻었고, 97% 이상의 복구 성공률을 보였다.

Theoretical analysis of Y-shape bridge and application

  • Lu, Peng-Zhen;Zhang, Jun-Ping;Zhao, Ren-Da;Huang, Hai-Yun
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제31권2호
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    • pp.137-152
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    • 2009
  • Mechanic behavior of Y-shape thin-walled box girder bridge structure is complex, so one can not exactly hold the mechanical behavior of the Y-shape thin-walled box girder bridge structure through general calculation theory and analytical method. To hold the mechanical behavior better, based on elementary beam theory, by increasing the degree of freedom analytical method, taking account of restrained torsiondistortion angledistortion warp and shearing lag effect at the same time, authors obtain a thin-walled box beam analytical element of 10 degrees of freedom of every node, derive stiffness matrix of the element, and code a finite element procedure. In addition, authors combine the obtained procedure with spatial grillage analytical method, meanwhile, they build a new analytical method that is the spatial thin-walled box girder element grillage analysis method. In order to validate the precision of the obtained analysis method, authors analyze a type Y-shape thin-walled box girder bridge structure according to the elementary beam theory analytical method, the shell theory analytical method and the spatial thin-walled box girder element grillage analysis method respectively. At last, authors test a type Y-shape thin-walled box girder bridge structure. Comparisons of the results of theory analysis with the experimental text show that the spatial thin-walled box girder element grillage analysis method is simple and exact. The research results are helpful for the knowledge of the mechanics property of these Y-shape thin-walled box girder bridge structures.

LoRa 센서네트워크 기반의 무선교량유지관리 시스템 구축 (Bridge Monitoring System based on LoRa Sensor Network)

  • 박진오;박상헌;김경수;박원주;김종훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.113-119
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    • 2020
  • 사물인터넷 기반의 센서네트워크는 저렴한 비용으로 효율적으로 교량 등의 시설물 유지관리에 적용할 수 있는 한 방안이다. 본 연구에서는 사물인터넷 통신의 하나인, LoRa LPWAN 기반으로 교량 구조건전성모니터링을 위한 시스템을 개발하기 위해서 케이블 장력 모니터링을 위한 센서보드, 기존 계측 센서들과 함께 센서네트워크를 구축하기 위한 DAQ 보드, 데이터들 처리하고 LoRa 통신을 위한 스마트센서노드를 설계 및 제작하였으며 모니터링을 위한 센서네트워크를 구축하였다. 또한 본 시스템의 성능검증을 위해 영광대교에 Test Bed를 구축하여 교량 구조건전성 모니터링을 위한 센서네트워크에 적용가능성 여부를 살펴보았다. Test Bed 검증 결과 LoRa LPWAN 기반 센서네트워크는 데이터 전송률, 정확도, 경제성면에서 교량 구조 건전성 모니터링의 기술 중에 하나로 적용될 수 있으며, 향후 교량구조물 뿐만 아니라 다양한 공공기반 시설물에 유지관리를 위한 시스템으로 보급될 수 있기를 기대한다.

교량감시를 위한 센서 네트워크 보안프로토콜 (A Sensor Network Security Protocol for Monitoring the State of Bridge)

  • 임화정;전진순;이헌길
    • 산업기술연구
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    • 제25권B호
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    • pp.211-220
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    • 2005
  • The wireless sensor network consists of a number of sensor nodes which have physical constraints. Each sensor node senses surrounding environments and sends the sensed information to Sink. The inherent vulnerability in security of the sensor nodes has promoted the needs for the lightweight security protocol. In this paper, we propose a non-hierarchical sensor network and a security protocol that is suitable for monitoring the man-made objects such as bridges. Furthermore, we present the efficient way of setting the routing path by storing IDs, MAC(message authentication code) and the location information of the nodes, and taking advantage of the two node states, Sleep and Awake. This also will result in the reduced energy consuming rate.

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Interactive Multipath Routing Protocol for Improving the Routing Performance in Wireless Sensor Networks

  • Jung, Kwansoo
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.79-90
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    • 2015
  • Multipath routing technique is recognized as one of the effective approaches to improve the reliability of data forwarding. However, the traditional multipath routing focuses only on how many paths are needed to ensure a desired reliability. For this purpose, the protocols construct additional paths and thus cause significant energy consumption. These problems have motivated the study for the energy-efficient and reliable data forwarding. Thus, this paper proposes an energy-efficient concurrent multipath routing protocol with a small number of paths based on interaction between paths. The interaction between paths helps to reinforce the multipath reliability by making efficient use of resources. The protocol selects several nodes located in the radio overlapped area between a pair of paths as bridge nodes for the path-interaction. In order to operate the bridge node efficiently, when the transmission failure has detected by overhearing at each path, it performs recovery transmission to recover the path failure. Simulation results show that proposed protocol is superior to the existing multipath protocols in terms of energy consumption and delivery reliability.