본 논문에서는 앞으로 개발되어 전력화 예정인 제병협동통합연동체계에서 모델간 연동으로 인해서 발생가능한 문제점 중의 하나인 전투 피해평가 차이를 극복할 수 있는 근접전투 피해평가 전문가시스템을 제안하였다. 제병협동통합연동체계에서 서로 다른 모델에 속한 부대간 교전이 발생할 때에 피해평가 결과가 많은 차이를 보이고 있었는데, 이러한 피해평가의 차이는 제병협동통합연동체계의 신뢰성 문제와 직관되는 중요한 부분으로 반드시 해결되어야 할 부분이다. 이러한 문제점을 해결하고 신뢰할 만한 근접전투 피해평가를 위해 전문가시스템을 의사결정나무를 이용해서 제안하였다. 제안하는 전문가시스템은 실험 결과를 통해서 신뢰할 만한 결과를 보였고, 별도의 시스템으로 운용하지 않고 기존 모델에 모듈형식으로 탑재되기 때문에 시스템 측면에서 제병협동통합연동체계를 보다 단순화 시킬 수 있고 예산 절감의 효과를 기대할 수 있다.
Civil structures may experience progressive deterioration and damage under environmental and operational conditions over their service life. Finite element (FE) model updating method is one of the most important approaches for damage identification in structures due to its capabilities in structural health monitoring. Although various damage detection approaches have been investigated on structures, there are limited studies on large-sized space structures. Thus, this paper aims to investigate the applicability and efficiency of sensitivity-based FE model updating framework for damage identification in large space structures from a distinct point of view. This framework facilitates modeling and model updating in large and geometric complicated space structures. Considering sensitivity-based FE model updating and vibration measurements, the discrepancy between acceleration response data in real damaged structure and hypothetical damaged structure have been minimized through adjusting the updating parameters. The feasibility and efficiency of the above-mentioned approach for damage identification has finally been demonstrated with two numerical examples: a flat double layer grid and a double layer diamatic dome. According to the results, this method can detect, localize, and quantify damages in large-scaled space structures very accurately which is robust to noisy data. Also, requiring a remarkably small number of iterations to converge, typically less than four, demonstrates the computational efficiency of this method.
Cables are critical components of cable-stayed bridges. A structural health monitoring system provides real-time cable tension recording for cable health monitoring. However, the measurement data involve multiple sources of variability, i.e., varying environmental and operational factors, which increase the complexity of cable condition monitoring. In this study, a one-class classification method is developed for cable condition assessment using Bayesian factor analysis (FA). The single-peaked vehicle-induced cable tension is assumed to be relevant to vehicle positions and weights. The Bayesian FA is adopted to establish the correlation model between cable tensions and vehicles. Vehicle weights are assumed to be latent variables and the influences of different transverse positions are quantified by coefficient parameters. The Bayesian theorem is employed to estimate the parameters and variables automatically, and the damage index is defined on the basis of the well-trained model. The proposed method is applied to one cable-stayed bridge for cable damage detection. Significant deviations of the damage indices of Cable SJS11 were observed, indicating a damaged condition in 2011. This study develops a novel method to evaluate the health condition of individual cable using the FA in the Bayesian framework. Only vehicle-induced cable tensions are used and there is no need to monitor the vehicles. The entire process, including the data pre-processing, model training and damage index calculation of one cable, takes only 35 s, which is highly efficient.
Wen-Qiang Liu;En-Ze Rui;Lei Yuan;Si-Yi Chen;You-Liang Zheng;Yi-Qing Ni
Smart Structures and Systems
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제31권4호
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pp.393-407
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2023
To assess structural condition in a non-destructive manner, computer vision-based structural health monitoring (SHM) has become a focus. Compared to traditional contact-type sensors, the advantages of computer vision-based measurement systems include lower installation costs and broader measurement areas. In this study, we propose a novel computer vision-based vibration measurement and coarse-to-fine damage assessment method for truss bridges. First, a deep learning model FairMOT is introduced to track the regions of interest (ROIs) that include joints to enhance the automation performance compared with traditional target tracking algorithms. To calculate the displacement of the tracked ROIs accurately, a normalized cross-correlation method is adopted to fine-tune the offset, while the Harris corner matching is utilized to correct the vibration displacement errors caused by the non-parallel between the truss plane and the image plane. Then, based on the advantages of the stochastic damage locating vector (SDLV) and Bayesian inference-based stochastic model updating (BI-SMU), they are combined to achieve the coarse-to-fine localization of the truss bridge's damaged elements. Finally, the severity quantification of the damaged components is performed by the BI-SMU. The experiment results show that the proposed method can accurately recognize the vibration displacement and evaluate the structural damage.
A technique for damage localization and assessment based on measurements of both eigenvectors curvatures and eigenfrequencies is proposed. The procedure is based on two successive steps: a model independent localization, based on changes of modal curvatures, and the solution of a one-dimensional minimization problem to evaluate damage intensity. The observability properties of damage parameters is discussed and, accordingly, a suitable change of coordinates is introduced. The proposed technique is illustrated with reference to a cantilever Euler beam endowed with a set of piezoelectric transducers. To assess the robustness of the algorithm, a parametric study of the identification errors with respect to the number of transducers and to the number of considered modal quantities is carried out with both clean and noise-corrupted data.
본 연구는 화학공장에서 원료 및 중간재로 많이 사용되는 Heavy Gas인 염소를 화학설비의 가압 염소포화액체 저장탱크에서 2상 흐름 연속누출에 대한 유해위험거리를 정량적으로 예측하기 위한 피해영향 모델링이다. 피해예측을 위한 평가방법과 사고영향평가모델들을 기준으로 액체염소 저장용기의 누출사고에서 사고결과에 미치는 최적의 변수를 나타나기 위해 조업조건을 표준조건으로 하였다. 장외영향평가의 위험성 평가에 사용되는 것으로 USEPA와 NOAA에서 공동 개발된 대기확산 모델인 ALOHA (V5.4.4) 모델을 사용하였다. 화학물질을 대량으로 제조 및 취급하고 있는 여수 국가산업단지를 연구 대상지역으로하여, 기상변수와 공정변수들을 설정하여 시나리오별로 모델링을 하여 누출사고에 대한 특성을 도출하였다. 가우시안 확산모델에 따른 관심지점의 농도 추정치를 산출하였고, ALOHA 모델링 결과 염소 확산에 의한 유해위험거리는 대기온도가 높고 풍속의 감소와 대기 안정도가 안정할수록 증가 하는 것으로 분석되었다.
An attempt is conducted to explore the relationship between the macroscopic global damage and the local damage of shear-type RC frames. A story damage index, which can be expressed as multi-variate functions of modal parameters, is deduced based on the tridiagonal matrix of the shear-type frame. The global damage model is also originated from structural modal parameters. Due to the connection of modal damage indexes, the relationship between the macroscopic global damage and the local story damage is reasonably established. In order to validate the derivation, a case study is carried out via an 8-story shear-type frame. The sensitivities of modal damage indexes to the location and severity of local story damages are studied. The evolution of the global damage is investigated as well. Results show that the global damage is sensitive to the degree of story damage, but it's not sensitive to its location. As the number of the damaged stories increases, more and more modes will be involved. Meanwhile, the global damage evolution curve changes from the concave shape to the S-type and then finally transforms into the convex shape. Through the proposed story damage, modal damage and global damage model, a multi-level damage assessment method is established.
본 논문에서는 사장교와 같은 장대형 구조물의 손상위치를 판단할 수 있는 손상평가 기법을 개발하고, 개발한 기법의 성능을 실험을 통하여 검증하고자 하였다. 손상평가 기법은 무손상 데이터가 확보되지 않은 상태에서 구조물의 손상평가가 가능하고, 구조물의 응답 데이터의 분석만으로 손상위치를 판단할 수 있는 데이터를 추출하는 것을 목표로 하였다. 이러한 목표를 완성하기 위하여, 손상 위치 판별을 위하여 통계적 패턴인식 기술인 개선된 마할라노비스 거리(IMD : Improved Mahalanobis Distance) 이론에 기반하여 변동성이 고려된 손상평가 기법을 개발하였다. 개발한 손상평가 기법에는 구조물의 고유한 정보에 기반한 Simulation 프로그램을 반영하여 다양한 외력에 따른 구조물의 무손상 응답을 출력하도록 하였다. 개발한 기법의 성능을 실험적으로 평가하기 위하여 모형 사장교를 대상으로 케이블 손상실험을 수행하였다. 그 결과, 변동성이 고려된 손상평가 기법은 외력에 따른 무손상 데이터를 자동으로 출력하고, 출력된 무손상 데이터와 계측된 손상 데이터의 분석을 통하여 케이블의 손상 위치를 판단할 수 있는 정보를 추출하는 성능을 보이는 것을 확인하였다.
정보화의 빠른 진전과 더불어 정보화의 역기능 역시 비례하여 확산되고 있으며 그 피해는 막대한 것으로 추정되고 있다. 하지만 현재까지 개인정보 유출의 피해규모에 대한 연구와 자료가 미흡한 실정이기 때문에 이로 인한 국가적 피해규모를 계량화하는 작업에 많은 현실적 어려움이 존재하고 있다. 만약 피해액의 규모를 제대로 산출하여 보안정책 수립에 참고한다면 경제적으로나 사회적으로 미치는 사고 영향의 심각성을 정확히 파악할 수 있으며, 결과적으로 유출사고 대응에 필요한 기업 그리고 정부의 노력과 비용의 크기~에 대한 의사결정을 할 수 있기 때문에 체계적인 경제적 피해규모를 파악하는 일은 매우 필요한 과제라고 판단된다. 이에 본 연구는 일본 네트워크 보안협회 등 해외 유수 연구들의 방법론과 새로운 접근법들을 참고하여, 개인정보 유출사고의 피해실태를 파악하기 위한 정보의 수집과 이의 정량적 분석의 개념적 틀을 제시하고자 한다. 또한 비교적 데이터가 부족한 국내의 환경에서도 정책적 지표로서 의미 있는 피해액을 측정함으로써 개인정보 유출 피해를 막기 위한 다양한 정책기획의 기반자료로 활용될 수 있기를 기대한다.
This paper presents the damage assessment of a free-fall dropped object on the seabed. The damage to a dropped object totally depends on the relationship between the impact energy and the soil strength at the mudline. In this study, unexpected dropping scenarios were first assumed by varying the relevant range of the impact velocity, structure geometry at the moment of impact, and soil strength profile along the penetration depth. Theoretical damage assessments were then undertaken for a free-fall dropping event with a fixed final embedment depth for the structure. This paper also describes the results of a three-dimensional large deformation finite element analysis undertaken for the purpose of validation. The analyses were carried out using the coupled Eulerian-Lagrangian approach, modifying the simple elastic-perfectly plastic Tresca soil model. The validation exercises for each dropping scenario showed good agreement, and the present numerical approach was capable of predicting the behavior of a free-fall dropped object.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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