• 제목/요약/키워드: Smart construction technology

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복층 건물 실내외 역설계를 위한 UAV 및 LiDAR SLAM 조합 효용성 검토 (UAV and LiDAR SLAM Combination Effectiveness Review for Indoor and Outdoor Reverse Engineering of Multi-Story Building)

  • 강준오;이용창
    • 지적과 국토정보
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    • 제50권2호
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    • pp.69-79
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    • 2020
  • 최근 IoT 기술을 기반으로 도시의 여러 문제점을 정보화하여 해결하는 스마트 시티가 각광받고 있다. 특히, 시공 및 유지보수의 원활한 관리를 위한 BIM 적용 사례가 증가하며 융합기술을 통해 공간정보를 3D 데이터화하여 안전진단에 활용하고 있다. 본 연구의 목적은 UAV 및 LiDAR 장비 중 지상 레이저 스캐너와 핸드헬드 LiDAR SLAM을 활용하여 복층 건물의 포인트 클라우드를 생성 및 조합, 각 기술의 폐색영역 및 단점을 보완하고 형상재현 및 정확도를 관측하여 실내외 역설계의 효용성을 검토하는 것이다. 검토결과, 3가지 기술을 사용하여 복층 건물의 실내외 포인트 클라우드를 생성·조합하여 데이터의 좌표 정확도가 향상됨을 확인하였다. 특히, 각 기술의 단점을 보완, 건물의 형상재현 완성도를 높이고 폐색영역 및 경계면 구분이 명확하게 나타나며 역설계의 효용성을 입증하였다.

Fuzzy neural network controller of interconnected method for civil structures

  • Chen, Z.Y.;Meng, Yahui;Wang, Ruei-yuan;Chen, Timothy
    • Advances in concrete construction
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    • 제13권5호
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    • pp.385-394
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    • 2022
  • Recently, an increasing number of cutting-edged studies have shown that designing a smart active control for real-time implementation requires piles of hard-work criteria in the design process, including performance controllers to reduce the tracking errors and tolerance to external interference and measure system disturbed perturbations. This article proposes an effective artificial-intelligence method using these rigorous criteria, which can be translated into general control plants for the management of civil engineering installations. To facilitate the calculation, an efficient solution process based on linear matrix (LMI) inequality has been introduced to verify the relevance of the proposed method, and extensive simulators have been carried out for the numerical constructive model in the seismic stimulation of the active rigidity. Additionally, a fuzzy model of the neural network based system (NN) is developed using an interconnected method for LDI (linear differential) representation determined for arbitrary dynamics. This expression is constructed with a nonlinear sector which converts the nonlinear model into a multiple linear deformation of the linear model and a new state sufficient to guarantee the asymptomatic stability of the Lyapunov function of the linear matrix inequality. In the control design, we incorporated H Infinity optimized development algorithm and performance analysis stability. Finally, there is a numerical practical example with simulations to show the results. The implication results in the RMS response with as well as without tuned mass damper (TMD) of the benchmark building under the external excitation, the El-Centro Earthquake, in which it also showed the simulation using evolved bat algorithmic LMI fuzzy controllers in term of RMS in acceleration and displacement of the building.

워터젯 자유면을 이용한 암반발파 굴착공법의 효과 (Effects of free surface using waterjet cutting for rock blasting excavation)

  • 오태민;조계춘;지인택
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.49-57
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    • 2013
  • 기존 발파를 이용한 암반굴착 공법은 효율적이나 심각한 수준의 발파진동 및 여굴/미굴을 발생시킨다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 연구에서는 워터젯 절삭기술을 이용하여 터널 계획선을 따라 자유면을 형성한 후 발파하는 공법을 제안하고 있다. 제안공법은 (1) 발파진동/소음을 저감시키고, (2) 여굴/미굴을 최소화 시키고, (3) 굴착효율 극대화가 가능하다. 제안공법의 효과를 검증하기 위해 기존에 널리 쓰이고 있는 스무스 블라스팅(smooth blasting) 공법을 실험 대조군으로 설정하여 동일한 조건에서 현장실험을 수행하였다. 실험결과, 발파 진동은 최대 55% 감소하고 여굴/미굴은 거의 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 또한 굴착효율은 기존공법에 비해 뛰어난 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제안하고 있는 워터젯 자유면을 이용한 암반 발파공법은 도심지 굴착공사뿐만 아니라 지하구조물 구축공사에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Application of Extreme Learning Machine (ELM) and Genetic Programming (GP) to design steel-concrete composite floor systems at elevated temperatures

  • Shariati, Mahdi;Mafipour, Mohammad Saeed;Mehrabi, Peyman;Zandi, Yousef;Dehghani, Davoud;Bahadori, Alireza;Shariati, Ali;Trung, Nguyen Thoi;Salih, Musab N.A.;Poi-Ngian, Shek
    • Steel and Composite Structures
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    • 제33권3호
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    • pp.319-332
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    • 2019
  • This study is aimed to predict the behaviour of channel shear connectors in composite floor systems at different temperatures. For this purpose, a soft computing approach is adopted. Two novel intelligence methods, including an Extreme Learning Machine (ELM) and a Genetic Programming (GP), are developed. In order to generate the required data for the intelligence methods, several push-out tests were conducted on various channel connectors at different temperatures. The dimension of the channel connectors, temperature, and slip are considered as the inputs of the models, and the strength of the connector is predicted as the output. Next, the performance of the ELM and GP is evaluated by developing an Artificial Neural Network (ANN). Finally, the performance of the ELM, GP, and ANN is compared with each other. Results show that ELM is capable of achieving superior performance indices in comparison with GP and ANN in the case of load prediction. Also, it is found that ELM is not only a very fast algorithm but also a more reliable model.

Improving the seismic behavior of diagonal braces by developing a new combined slit damper and shape memory alloys

  • Vafadar, Farzad;Broujerdian, Vahid;Ghamari, Ali
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제82권1호
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    • pp.107-120
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    • 2022
  • The bracing members capable of active control against seismic loads to reduce earthquake damage have been widely utilized in construction projects. Effectively reducing the structural damage caused by earthquake events, bracing systems equipped with retrofitting damper devices, which take advantage of the energy dissipation and impact absorption, have been widely used in practical construction sites. Shape Memory Alloys (SMAs) are a new generation of smart materials with the capability of recovering their predefined shape after experiencing a large strain. This is mainly due to the shape memory effects and the superelasticity of SMA. These properties make SMA an excellent alternative to be used in passive, semi-active, and active control systems in civil engineering applications. In this research, a new system in diagonal braces with slit damper combined with SMA is investigated. The diagonal element under the effect of tensile and compressive force turns to shear force in the slit damper and creates tension in the SMA. Therefore, by creating shear forces in the damper, it leads to yield and increases the energy absorption capacity of the system. The purpose of using SMA, in addition to increasing the stiffness and strength of the system, is to create reversibility for the system. According to the results, the highest capacity is related to the case where the ratio of the width of the middle section to the width of the end section (b1/b) is 1.0 and the ratio of the height of the middle part to the total height of the damper (h1/h) is 0.1. This is mainly because in this case, the damper section has the highest cross-section. In contrast, the lowest capacity is related to the case where b1/b=0.1 and the ratio h1/h=0.8.

3D/BIM 기반 기존 건축물 실시간 건물 화재 정보 관리 방안 (A Method on Developing 3D/BIM-Based Real Time Fire Disaster Information Management)

  • 배수빈;차희성
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.3-12
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    • 2023
  • 건축물에서 발생하는 화재 사고는 주변에서 빈번하게 확인할 수 있는 문제이다. 건축물의 화재사고는 시간의 경과에 따라 인적·물적 자원의 피해가 커지고 대형사고로 이어지게 됨으로 신속한 화재 진압·구조 방안의 모색이 필요하다. 현재 사회적으로도 화재 사고에 관한 관심은 주목되고 있으나 실제 화재 상황에 대처하는 부분에 미흡함이 존재해 안전사고에 관하여 사회가 요구하는 기대치를 충족하지 못하는 실정이다. 이러한 사회의 요구에 맞추어 본 연구는 건물 내 화재로 인한 피해를 최소화하기 위한 신속하고 체계적인 화재 관리 방안을 제시하고 있다. 연구의 목적을 달성시키기 위한 방안으로 아두이노 센서 및 Excel, Revit-Dynamo 툴을 연동하여 새로운 화재정보 관리 시스템을 개발 및 실시간 3D 시각화 Model을 개발하고, 실제 사례에 적용하여 화재 관리의 우수성을 보였다. 추후 활용방안으로 화재 관리 어플리케이션을 제안하여 실시간 스마트 화재 관리시스템에 기여할 수 있다고 기대하는 바이다.

산화그래핀 기능화에 의한 시멘트 복합체의 전기전도 특성 개선 (Enhanced Electric Conductivity of Cement Composites by Functionalizing Graphene Oxide)

  • 한중근;전재현;김영호;김진;이종영
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.1-7
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    • 2023
  • 본 연구에서는 화학적 박리를 통해 흑연분말로부터 분리한 산화그래핀의 전기적특성을 개선시키기 위해 자가조립단층막 기술을 활용하였다. 반응물질로는 황산알루미늄(Al2(SO4)3)을 적용하였으며, 시멘트를 기반으로 한 건설구조물의 자가센싱에 적용하기 위한 기초연구를 수행하였다. 전기저항 측정결과 대조군인 표준공시체와 대비할 때 GO 및 Al-GO가 함유된 공시체에서 각각 10.2%, 15.9% 개선되어 도체로서의 활용 가능성을 확인하였다. 미세구조분석 결과 Al-GO의 첨가에 따라 Al(OH)3 gel형성을 확인하였으며, 이로 인해 공시체의 밀도를 향상시켜 전류의 흐름을 원활하게 개선시킨 것으로 판단된다. 이는, 단순 구조물이 아닌 구조물 자체로서 활용성을 지닐 수 있음을 시사하며, 스마트 건설자재로서의 가능성을 확인하였다.

지능화시설의 통합운영관리를 위한 정의 및 구분에 관한 연구 (Definition and Division in Intelligent Service Facility for Integrating Management)

  • 박정우;임두현;남광우;김진영
    • 한국지리정보학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.52-62
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    • 2016
  • 스마트시티는 날로 복잡해지는 도시문제 해결 및 시민들의 편리하고 안전한 생활을 위한 도시차원의 방법론이자 미래 도시의 청사진으로 자리잡아가고 있다. 2008년 이후 한국 정부는 "유비쿼터스도시의 건설 등에 관한 법률"(이하 유시티법, 현재 스마트시티로 명칭 변경 및 법 개정 중)을 제정하여 스마트시티의 건설 및 관리에 관한 내용과 정부지원방안 등에 대하여 규정하고 있다. 또한 국토교통부장관은 스마트시티의 효율적인 건설을 위하여 유시티법에서 정한 사항을 고려하여 법에 따라 "유비쿼터스도시 종합계획"을 수립하고 있다. 그러나 스마트시티에 관한 개념은 정보화계획 측면과 도시계획 측면의 혼재로 인하여 통합관리 측면의 어려움은 물론 법규 정립의 미흡함으로 인해 실무단계에서도 다부처간의 협력적 계획의 설정 및 구현을 어렵게 하고 있다. 또한 스마트시티의 지능화시설은 다양한 정보 수집 및 표출 장비가 포함되어 있고 기술의 빠른 변화로 인해 정의 및 분류가 쉽지 않다. 이에 본 연구는 지능화시설의 통합관리운영 측면에서 필수적이라 할 수 있는 지능화시설의 법적 정의를 보완하고자 하였다. 지능화시설의 법적 정의의 미흡함을 파악하기 위하여 텍스트마이닝 기법을 이용해 상위 법 및 지자체들의 관련 조례를 분석 하였다. 또한, 스마트시티 관련 담당자 인터뷰를 통해 실무적 차원의 지능화시설의 설치 및 운영에 따른 실행적 차원의 문제점 및 법적 분류의 문제점을 파악하여 활용도 측면을 고려한 지능화시설의 분류방안을 제시하고자 하였다. 이는 차후 각 도시들이 5년 단위로 수립하는 유비쿼터스 도시계획을 수립 시 명확한 개념의 제공을 통해 다 부서간의 통합 활용을 위한 기반구축 등 관리 효율성 증대에 기여 할 것으로 기대한다.

교통체계의 지속가능성과 시스템 사고 - 전체 엔트로피의 증가속도를 느리게 하기 (Sustainability of Transportation and Systems thinking - Slowing down the rapidity of total entropy)

  • 김도훈;홍영교;김새림
    • 한국시스템다이내믹스연구
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    • 제10권3호
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    • pp.5-23
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    • 2009
  • Transportation systems around the world are difficult to maintain sustainability that, in a broad sense, is the capacity to endure. By connecting Entropy theory and systems thinking, we find the current problems and seek alternative plans. Distortions of the current transportation system to improve individual's ease and increasing traffic congestion, impose us the heavy energy consumption and will make increase whole entropy. UNEP reports are presented following three reasons that undermine the sustainabillity. The first one is that the prevalent traffic system highlight benefits of accessibility than benefits of mobility, the second, deteriorate excessive energy consumption, and the last reason is that personal vehicles has inhibited the use of public transportation. Alternative ideas to enhance the sustainable transportation system are these; (1) changeover from 'Ease of movement' to 'space efficiency', (2) evolving the smart traffic system instead of the construction or expansion of the road and (3) creating more comfortable the use of mass transportation. In addition, there are another ways that encouraging modal shift that increase traffic of goods, transport over railway lines and waterways, decongesting transport corridors and elevating technology to improve public transportation. The most importantly, we converse our cognitive process to be willing to enjoy uncomfortable and annoying life.

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Strength prediction of rotary brace damper using MLR and MARS

  • Mansouri, I.;Safa, M.;Ibrahim, Z.;Kisi, O.;Tahir, M.M.;Baharom, S.;Azimi, M.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제60권3호
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    • pp.471-488
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    • 2016
  • This study predicts the strength of rotary brace damper by analyzing a new set of probabilistic models using the usual method of multiple linear regressions (MLR) and advanced machine-learning methods of multivariate adaptive regression splines (MARS), Rotary brace damper can be easily assembled with high energy-dissipation capability. To investigate the behavior of this damper in structures, a steel frame is modeled with this device subjected to monotonic and cyclic loading. Several response parameters are considered, and the performance of damper in reducing each response is evaluated. MLR and MARS methods were used to predict the strength of this damper. Displacement was determined to be the most effective parameter of damper strength, whereas the thickness did not exhibit any effect. Adding thickness parameter as inputs to MARS and MLR models did not increase the accuracies of the models in predicting the strength of this damper. The MARS model with a root mean square error (RMSE) of 0.127 and mean absolute error (MAE) of 0.090 performed better than the MLR model with an RMSE of 0.221 and MAE of 0.181.