패턴인식기반 역사구조물건전성평가기법에 대한 수치해석 검증분석

신정열,안태기,김진호,이창길,남민준,박승희,Shin,Jeong-Ryol,An,Tae-Ki,Kim,Jin-Ho,Lee,Changgil,Nam,Min-Jun,Park,Seunghee 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.2

지하철은 대부분의 시설물이 지하에 위치하고 있는 관계로 안전이 최우선시 되어야하는 교통수단이다. 특히, 역사구조물의 경우 장기간의 반복적인 열차 진동과 역사 인접 공사, 지진 등 내외부에서의 진동, 충격 등으로 구조물이 손상 받을 수 있는 상황이므로, 구조물의 안전성과 이용승객의 안전을 위하여 이러한 위험 손상상태의 조기 감지를 통한 신속한 대처가 가능하도록 상시 건전성 감시가 필요하다. 이에, 본 논문에서는 수치해석을 통해 획득한 가속도 응답 데이터를 이용, 자가학습 및 지도학습의 확률론적 패턴 인식 기법에 접목하여 역사 구조물의 구조 건전성을 평가하는 알고리즘을 제안하였고, 서울지하철 충무로 역사를 대상으로 수치해석을 수행하여 제안한 패턴인식 기반 구조건전성 평가 알고리즘의 적용성을 검증하였다. Subway is a representative public transportation that safety, above all, must be ensured. Therefore, subway stations need to be promptly maintained through the early detecting of damage conditions to guarantee the structural health and passengers` safety. However, it could be easily damaged by internal or external loads such as ambient train vibrations and even earthquake loads. For this reason, in this paper, authors suggest the structural-health evaluating algorithm based on the statistical pattern recognition techniques such as supervised and unsupervised learning method. And, also the numerical studies of Chungmuro station was carried out to verify the applicability of it into the structural-health evaluation of station structures.

경전철 정거장 슬림화를 위한 기초 연구

신정열(Jeong-Ryol Shin),이안호(An-Ho Lee),신인조(In-Cho Shin) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

국내 운영중인 경전철의 경우에는 설계 당시 경전철 정거장 설계지침 부재로 중전철 정거장 설계지침에 따른 과다 설계로 인해 비경제적으로 건설이 이루어졌다. 최근 국토해양부의 ‘도시철도 정거장 및 환승·편의시설보완 설계지침’에 경전철 편이 추가되어 승강장, 계단 등에서 경제적인 정거장 설계가 가능하도록 되었지만, 기능실 설계 등 아직 비효율적인 부분이 있어 이를 개선하고 국내 경전철 특성을 반영한 정거장 설계지침의 보완이 시급히 필요한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 국내 경전철 정거장 기능실 설계현황 비교를 통하여 과다 설계요인을 분석하는 등 기초연구를 수행하였다. The absence of design guideline for station structures on Korean LRT system have brought uneconomical construction of stations due to the large scaled structures. Fortunately, the Maritime, Land, Transportation Ministry of Korea established the design guideline of station structure on LRT in 2010. However, uneconomic design risk factors in respect of equipment room still exist. Thus, the supplement of design guideline of station structures considering the characteristics of LRT system should be urgently needed. Through the comparison analysis between design status of domestic stations on LRT, authors found the reasons why the station structures have been constructed and we suggested the solution of slimming down the station structures on LRT.

효율적인 도시철도 토목시설물 유지관리를 위한 웹 정보시스템 연구

신정열(Shin Jeong Ryol),안태기(Ahn Tae Ki),박기준(Park Kee Jun),한석윤(Han Seok Yoon) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10

저심도 터널 시공 위한 모듈식 개착 공법

신정열(Jeong-ryol Shin),이안호(An-ho Lee),김도학(Do-hak Kim),이종순(Jong-soon Lee),김동완(Dong-woan Kim) 대한토목학회 2016 대한토목학회지 Vol.64 No.12

산업부산물을 고치환한 고강도 경량콘크리트 특성

신정열(Jeong-Ryol Shin),이안호(An-Ho Lee),박재임(Jae-Im Park),이수형(Soo-Hyung Lee) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10

저심도 도시철도는 도로를 따라 5~7m 심도에 건설되는 시스템으로서, 시공 시 도로잠식으로 교통혼잡의 문제점이 있어 급속시공이 되어야 한다. 이에 저심도 구조체용 콘크리트는 저심도 시공 시 경량장비 사용으로 도로잠식을 최소화할 수 있도록 구조 부재의 경량화, 공기단축을 위한 프리캐스트화 및 친환경성을 고려하여 친환경 경량콘크리트 재료를 개발 중에 있다. 이 연구의 목적은 산업부산물을 고치환한 고강도 경량콘크리트의 특성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 시멘트 대체재료로 플라이애시 및 고로슬래그미분말을 고치환한 40MPa급 친환경경량콘크리를 제조하여 압축강도 및 단위용적중량 실험을 수행하였다. Near-surface Transit system is constructed within 5~7m depth blow the road. Road traffic congestion should be minimized through the rapid construction in the construction. The factor on Nearsurface structures such as lightweight of structure member, precast for shortening the construction period, and eco-friendly considered to build Near-surface Transit. Therefore, eco-friendly lightweight concrete using Near-surface structures is developing in research and development. Thus, an objectives of this research is to estimate characteristics of high strength lightweight concrete using high replacement ratio with industrials by-products. For this purpose, concrete test specimens with strength of 40MPa were manufactured using fly ash and blast slag. Then, the compressive strength and unit mass were measured for the concrete specimens.

[미발표] 경전철 고가구조물 슬림화를 위한 설계기준 기초 연구

신정열(Jeong-Ryol Shin),이안호(An-Ho Lee),조강희(Gang-Hee Cho) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

경전철의 경우 중전철에 비해 수요가 적어 소형 및 소량의 차량시스템이 요구되는데, 경전철 고가구조물에 대한 별도의 설계기준 부재로 기존 일반 철도설계기준에 따른 과다 설계로 인해 비경제적으로 건설 되고 있다. 또한, 철제차륜 경전철의 고가구조물의 경우에는 철도설계기준을, 고무차륜 경전철의 경우에는 일부 도로교설계기준을 준용하는 등 명확한 기준이 없으므로, 국내 경전철 특성을 반영한 경전철 시스템별 효율적인 설계기준 마련이 시급히 필요한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 국내 경전철 고가구조물 설계현황 비교·분석을 통하여 과다 설계인자를 도출하고, 설계인자별 완화기준 마련을 위해 유럽의 철도설계기준(Eurocode)과의 비교·분석 등 기초연구를 수행하였다. Due to not much passengers, Light Rail Transit(LRT) system requires small and light vehicle system. However, the absence of design guideline for viaducts on Korean LRT system makes the massive and large scaled structures. Steel-wheeled LRT complies with the design code of conventional railway bridges, rubber-wheeled LRT complies with some parts of the design code of road bridges. Thus, the design code or guideline of viaducts considering the characteristics of LRT system should be urgently established. Through the comparison analysis between domestic viaducts on LRT, authors found design factors which have a significant impact on slimming down the viaduct. And, authors carried out the comparison analysis between domestic design codes of railway bridges and the Eurocode.

역사 구조 건전성 평가를 위한 확률론적 손상 지수 개발

신정열(Jeong-Ryol Shin),안태기(Tae-Ki Ahn),이창길(Chang-Gil Lee),박승희(Seung-Hee Park) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.5

본 연구에서는 역사 구조물의 건전성을 모니터링하고 손상 위험을 조기에 감지하기 위한 역사 구조 건전성 평가 기법 개발의 일환으로써 가속도 응답을 이용한 확률론적 손상 지수 개발을 목표로 한다. 운용 중인 역사 구조물에서는 손상 시험을 통한 학습 데이터의 구축이 불가능하므로 자가 학습 기반 패턴인식 기법을 적용하여 건전성 평가 수행이 요구되며, 이 때 패턴인식기법에 적용될 손상지수를 개발한다. 동일한 구조 상태에서 다지점 가속도 응답 데이터 간의 평균, 분산, 상관관계 등의 확률론적 특성에서 신뢰도 구간을 이용하여 손상 유무를 판단하는 임계값을 설정한다. 이 기법의 신뢰성 검증을 위해 ABAQUS모델을 이용한 수치해석을 수행하였는데, 임의의 손상은 극한 하중인 지진 하중을 고려하였을 때, 응력이 집중되는 기둥 부재에서 발생하는 것으로 가정하고, 열차 운행 조건을 고려하여 획득한 가속도 응답데이터를 이용하였다. In this paper, damage indices are reported for unsupervised learning based pattern recognition. Since it is impossible to collect data through destructive testing under operation for establishment of training pattern, damage indices are developed for unsupervised learning. Threshold values are estimated using acceleration responses obtained from multiple points of a subway station. To verify the feasibility of the proposed damage indices, numerical analyses are performed using ABAQUS. It is assumed that damages occur at the points that stress is concentrated by considering earthquake. Dynamic train load excites the subway station.

경전철 고가구조물 주요 설계요소별 하중기준 제안

신정열(Shin, Jeong Ryol),이안호(Lee, An Ho),최상현(Choi, Sang Hyun) 대한토목학회 2020 대한토목학회 학술대회 Vol.2020 No.10

친환경 고화재를 활용한 급속 되메움재의 특성

신정열(Jeong-Ryol Shin),박재임(Jae-Im Park),이안호(An-Ho Lee),황중호(Jung-Ho Hwang) 한국철도학회 2015 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2015 No.10

본 연구에서는 친환경 급속 되메움재를 개발하기 위하여 선행연구로 현장발생토에 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) 및 슬래그 시멘트 활용한 경량혼합토를 분석하였으며, 추가연구로 친환경 고화재를 활용한 친환경 경량혼합토를 목표 압축강도 300㎪ 및 500㎪에 대해서 제작한 후 재령 3, 7 및 28일의 일축압축강도 및 CO₂ 발생량을 평가하여 선행연구결과와 비교분석하였다. 그 결과, 친환경 고화재를 활용한 경량혼합토는 목표 일축압축강도를 만족하면서 품질이 우수하며, CO₂ 발생량은 OPC 및 슬래그 시멘트를 활용한 경우보다 절감되는 것으로 나타났다. This research will develop eco-friendly and rapid backfill for open-cut construction of Nearsurface transit. For this purpose, we have analyzed the characteristics of light weight mixed soil using OPC and slag cement in previous studies. In addition, light mixed soil with 300 and 500 ㎪ were manufactured using eco-friendly solidification material. Then, the unconfined compressive strength and CO₂ emission were measured for the light mixed soil specimens and compared with previous studies. It was observed from the results that light mixed soil using eco-friendly solidification material satisfy the required unconfined compressive strength and reduce CO₂ emission compared light mixed soil using OPC and slag cement.

지하철 역사구조물 건전성 평가를 위한 모니터링시스템 구축

신정열(Jeong-Ryol Shin),안태기(Tae-Ki Ahn),김은성(Eun-Sung Kim),강형구(Hyung-Goo Kang),박은천(Eun-Chun Park) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.5

Structural-health monitoring system for subway structure have been installed on the Chungmuro station and the Uljiro-3ga station in Seoul. The monitoring system are composed with acceleration sensors, sensor nodes and, gateways. It uses Zigbee based WSN system for wireless communication. Also, for analyzing the structural-health of stations, the GUI(Graphic User Interface) s/w has been developed in this research. 지하철 역사구조물의 구조 건전성을 평가하기 위해, 시범역사인 충무로역 및 을지로3가역을 대상으로 모니터링 시스템을 설계·구축하였다. 역사구조 건전성 모니터링시스템은 크게 센서부, 센서노드부, 게이트웨이부로 구성되어 있으며, 진동 모니터링을 위한 센서는 ICP타입의 가속도센서를 사용하였고, Zigbee방식의 무선통신 센서네트워크 방식을 이용하였다. 지하철 역사 환경을 고려하고 시설물 계측시스템 설치 및 유지관리를 고려하여 무선계측시스템을 적용하였다. 충무로역과 을지로3가역 2개소에서 수집된 데이터를 이용하여 건전성을 분석하기 위한 통합모니터링 시스템을 구축하였고, 데이터를 시각적으로 구현하기 위하여 사용자가 확인할 수 있는 GUI를 개발하였다. 현재 시스템 운영을 위한 네트워크 안정성을 개선하고 있으며, 계측DB를 축적하여 역사구조물의 건전성을 분석할 계획이다. 아울러, 역사 구조건전성 평가기법 및 프로그램 개발이 검증 단계에 있다.