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지중변위 센서와 IoT를 이용한 사면붕괴 모니터링 시스템
타망비벡 ( Bibek Tamang ),박성용 ( Sungyong Park ),장우영 ( Uyeong Jang ),이승주 ( Seungjoo Lee ),김용성 ( Yongseong Kim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-
The occurrence of natural disasters, such as slope failure, landslide, etc. have increased over the past few years. This is because of heavy rain, torrential rain, etc. as a consequence of global climate change. Likewise, the number of casualties and economic losses have also surged. But, the existing slope monitoring system that can mitigate the casualties and economic losses have a lot of drawbacks. Hence, study on the design and development of an improved slope monitoring system that can predict the slope failure and warn about the hazard beforehand is needed. In this study, a slope monitoring system that can forewarn the occurrence of slope failure has been proposed. The proposed slope monitoring system uses subsurface displacement sensors to acquire real-time slope movement data. The sensors have been combined together with IoT end device, which makes it possible to send the real-time displacement to the server. The received data can be analysed and early warning can be issued before the occurrence of slope failure. In this study, a real-scale model slope was constructed and displacement sensors were drilled into the slope surface. Then, slope cutting experiment was carried out to simulate the slope failure. The real-time slope displacement data were obtained through wireless LoRa network as the experiment progresses. The signs of slope failure or precursors were observed about 11.9 minutes before the final slope failure, which is considered to be sufficient for residents to escape. Finally, the analysis was performed by using inverse displacement, and a slope instrumentation standard was proposed, which defines different levels of severity, based on the slope of inverse displacement and cumulative displacement. The slope monitoring system and slope instrumentation standard proposed in this study can be applied for disaster mitigation technology.
타망 비벡(Tamang Bibek),임현택(Hyuntaek Lim),김기환(Jihuan Jin),장석현(Sukhyun Jang),김용성(Yongseong Kim) 한국지반환경공학회 2018 한국지반환경공학회논문집 Vol.19 No.12
최근 무인항공시스템의 활용으로 농작물 작황조사, 접근위험지역의 시설물 현황조사, 재해재난 모니터링 및 3차원 모델링 등 그 활용 분야가 확대되고 있는 실정이며, 건설, 인프라, 영상, 측량, 농업, 감시, 수송 등 실제로 여러 분야로 활용사례가 계속 늘어나고 있다. 특히, 산사태와 같은 사면 붕괴 발생 시 무인항공시스템 적용에 대한 시도가 많아지고 있으며, 무인항공시스템은 3차원 비행이 가능하기 때문에 접근하기 어려운 공간 정보를 확인할 수 있다. 하지만, 이러한 장점에도 불구하고 사면 붕괴 발생시 무인항공시스템 활용은 아직도 제한적인 실정이다. 본 연구에서는 이러한 한계성 극복을 위하여 사면 붕괴로 인한 토사량을 무인항공시스템의 영상정보로 산정하는 기법을 고찰하였다. 본 연구를 통해 산악지역 등 접근이 어려운 지역에서 사면 붕괴 발생시 복구공사에 필요한 토사량의 정보를 취득하는데 무인항공시스템 영상정보를 활용할 수 있을 것으로 판단된다. The uses of unmanned aerial vehicles (UAV) have been expanding in agriculture surveys, obtaining real time updates of dangerous facilities where human access is difficult, disaster monitoring, and 3D modeling. In reality, there is an upsurge in the application of UAVs in fields like, construction, infrastructure, imaging, surveying, surveillance and transportation. Especially, when the slope failure such as landslide occurs, the uses of UAVs are increasing. Since, the UAVs can fly in three dimensions, they are able to obtain spatial data in places where human access is nearly impossible. Despite of these advantages, however, the uses of UAVs are still limited during slope failure. In order to overcome these limitations, this study computes the soil volume change during slope failure through the computation technique using photogrammetric information obtained from UAV system. Through this study, it was found that photogrammetric information from UAV can be used to acquire information on amount of earthworks required for repair works when slope collapse occurs in mountainous areas, where human access in difficult.
저수지 제체 지진진동 모형실험을 통한 내진 성능평가 연구
임현택 ( Hyuntaek Lim ),허준 ( Joon Heo ),타망비벡 ( Bibek Tamang ),김기환 ( Jihuan Jin ),김용성 ( Yongseong Kim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-
지난 2016년 9월 12일 경북 경주시 남남서쪽 약 8.0km에서 발생한 지진규모 5.8의 지진이 발생하였다. 이는 1978년부터 관측된 지진 중 한반도 최대 규모 지진이고, 경주뿐만 아니라 부산, 대구, 창원 및 울산 지역에서 진도 Ⅴ 이상 감지 되었다. 한반도 동남부 지역의 거의 모든 사람이 진동을 느꼈고, 무거운 가구가 움직이고 가옥이 흔들릴 정도의 중진이었다. 또한, 전국의 대부분 지역에서 감지가 될 정도로 강력했으며, 약 470여회가 넘는 여진 발생으로 지진에 대한 국민생활 안전이 강조되고 있는 현실이다. 국내 지진이 일어날 가능성은 인접국가인 일본에 비해서는 상대적으로 낮지만 국내에서 본격적으로 지진을 관측한 1978년∼2014년까지 약 1,170회의 지진이 발생하였다. 최근 10년간 발생된 지진은 전체 발생 지진의 약 45.2%를 차지할 만큼 지진 발생 빈도가 증가하는 추세이고, 2016년 9월에 발생한 경주지진(규모 5.8)에서와 같이 지진 규모가 증가하고 있다. 또한 경제성장에 따른 대형 구조물이 증가하고, 아파트 및 고층 건물 등의 주거환경으로 인하여 지진에 인한 피해 규모는 심각한 피해가 발생할 가능성이 크다. 국내 소규모 저수지의 경우 지진 시 제방에 균열이 발생하는 등 지진에 대해 매우 취약한 편이다. 이로인해 농업용 저수지의 내진 성능 향상을 위해 동적 거동 특성 평가가 필요하고, 그에 따른 대책 수립이 시급히 요구되고 있다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 동적 거동특성을 규명하기 위해, 소규모 저수지 제체에 대해 지진파를 가진한 동적 원심모형실험을 수행하여 변위, 간극수압 및 지진응답가속도를 계측하고 농업용 저수지 제체의 내진성능을 평가하였다. 본 연구를 통해 얻어진 지진파별(단주기, 장주기, 인공지진파 등) 농업용 저수지 제체에 대한 지진 거동 특성 자료는 저수지의 내진 설계 및 보강을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
농촌지역 재해위험저수지 정밀수치지형도 생성 및 활용방안
김정면 ( Jungmeyon Kim ),김재휘 ( Jaehwi Kim ),타망비백 ( Bibek Tamang ),김용성 ( Yongseong Kim ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-
국내 저수지의 약 81%는 농업용 저수지로 축조된 지 60년 이상 경과되어 노후화로 인한 구조적 안정성 등 많은 문제점들이 발생하고 있으며, 유지보수를 위한 많은 노력에도 불구하고 기존의 육안조사를 통한 저수지의 데이터베이스를 구축으로 인한 비용 및 시간 등 효율성 측면에서 많은 어려움이 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 농촌지역 재해위험저수지의 위험도 평가 및 유지관리를 위한 데이터베이스 구축방안으로 고해상도 영상의 반복취득이 가능하고 운용비용이 저렴하여 최근 국토모니터링 분야에 널리 활용되고 있는 무인항공시스템(UAVS)을 활용하여 실감지적 정사영상 및 DSM(Digital Elevation Model)을 기반으로 한 정밀수치지형도를 생성하였다. 정밀수치지형도 정확도 분석결과 국토지리정보원에서 제시한 작업규정에 만족하는 것으로 나타나 UAVS 사진측량 성과를 수치지도 작성 및 영상정보 활용을 통한 농촌지역 재해위험저수지의 데이터베이스 구축이 가능함을 알 수 있었으며, 또한 정밀도에 크게 영향을 받는 수치지형모델(DEM, Digital Elevation Model) 생성에 있어 정밀수치지형도를 사용한다면 재해위험저수지의 수계 및 수문 분석 정확도 향상에 크게 기여할 것으로 판단된다.
지진계측 기록을 이용한 저수지 지진응답가속도 증폭 특성 분석
이무재(Moojae Lee),김용성(Yongseong Kim),타망비벡(Bibek Tamang),이승주(Seungjoo Lee),이길용(Gilyong Lee),허준(Joon Heo) 한국지반신소재학회 2020 한국지반신소재학회 논문집 Vol.19 No.4
본 연구에서는 지진가속도 계측기의 계측 데이터를 사용하여 저수지의 동적해석방법에 대한 모형 검정 및 저수지 높이에 따른 지진가속도 증폭 특성을 분석하였다. 모형을 검정하기 위해 댐 기초의 계측 데이터를 입력 데이터로 사용하였고 해석결과를 댐 상부의 계측 데이터와 비교한 결과 수치해석을 이용해 출력된 지진파와 계측 지진파의 최댓값과 그 파형이 비슷하게 나타났고 지진가속도 증폭 특성의 경우 지진가속도 증폭비는 저수지의 높이와 지진의 크기에 비례하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 저수지에 설치된 가속도계에서 얻은 계측 데이터를 활용하여 반복 탄소성 구성식을 이용한 동적해석방법은 지진파 특성 분석이 적절하게 수행될 수 있는 기법임을 확인하였고 향후 이러한 기법을 적용해 저수지의 지진가속도 계측기의 활용도를 제고할 수 있을 것으로 판단된다. In this study, the model test of a reservoir was performed through a dynamic analysis method by using the data obtained from seismometers. Besides, we analyzed the behavior of the seismic acceleration amplification by reservoir height. To test the model, the data measured by the seismometers were applied at the foundation of the reservoir as input data, and the results from the analysis were compared with the data measured at the dam crest. The analysis results manifest that the peak values and the trend of the seismic wave obtained from the numerical analysis are in good agreement with the measured data. Also, the acceleration amplification ratio was proportional to the reservoir height and the magnitude of the earthquake. Through this study, the dynamic analysis method, which is based on the cyclic elastoplastic constitutive equation, can be considered as an appropriate technique to analyse the seismic behavior by the application of the data obtained from the seismometers installed in the reservoir. Also, the applicability of the seismometers can be enhanced through this technique in the future.