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교량의 상시 내하력 평가를 위한 센서 융합 기반 변위 및 하중 추정
원종빈 ( Won Jongbin ),박종웅 ( Park Jong-woong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
교량의 안전점검 및 정밀안전진단을 위해 내하력 평가가 매우 중요하다. 내하력 평가를 위해 대상 교량의 계측값과 해석값을 일치시키는 모델 업데이팅 과정을 통해 응력보정계수를 산정하며, 이를 위한 계측값은 정적재하 시험 및 동적재하 시험을 통해 얻는다. 하지만, 이러한 계측방법은 실제 교량의 공용 중 교통량 및 하중변화를 충분히 반영하기 어렵다. 본 논문에서는, 교량의 상시 내하력 평가를 위해 교량의 실시간 데이터를 기반으로 변위 및 입력 하중을 추정하는 방법을 제안한다. 이를 위해, 칼만 필터를 이용하여 가속도, 변형률 데이터로 이루어진 계측값과 수치해석 모델의 해석값을 일치시켜 교량의 변위와 입력 하중을 추정하였다. 제안한 방법을 검증하기 위해 실내실험과 실제 교량을 대상으로 성능을 검증하였다.
저전력 변형률 시각화 시스템을 이용한 클라우드 기반 데이터 관리
술래만칸 ( Suleman Khan ),원종빈 ( Jongbin Won ),신준식 ( Junsik Shin ),박준영 ( Junyoung Park ),박종웅 ( Jong-woong Park ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
This study introduces a high-fidelity and low-power strain visualization system along with a cloud-based data management approach for long-term structural health monitoring (SHM). The strain was visualized as a QR code on an electronic paper display. .The accuracy of the proposed system was validated with a reference strain measuring system (Xnode) in a lab-scale experiment. A cantilever beam mounted with a table was deflected with increasing load, and strain response was measured from both systems. Furthermore, an experiment at POSCO was conducted for the application of a multi-channel visualization system to structures.
운송 중 프리캐스트 구조물 모니터링을 위한 IoT 센싱 시스템
카얌사디아우메르 ( Khayam Sadia Umer ),원종빈 ( Won Jongbin ),신준식 ( Shin Junsik ),박준영 ( Park Junyoung ),박종웅 ( Park Jong-woong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2
This study presents a novel monitoring scheme for precast structures with the developed multimeric sensing system incorporated with strain offset calibration using FE modeling. The developed system can measure strain, tilt, and acceleration in one unit . Since strain measurements from precast structures inevitably have offset due to unknown initial stress conditions, controlling the quality of the structure by the predetermined level of strain is impractical. This study calibrates the offset of strain measurement by optimally selecting strain measurement locations that become close to zero at the lift stage using FE modeling. The acceleration, tilt, and strain responses during lifting and transportation of the structure were acquired by the proposed system and calibrated to obtain absolute strain during transportation. The experimental validation showed the feasibility of continuous structural health monitoring of precast panels during delivery.
콘크리트 임베딩 가능한 반응형 스마트 센서와 디지털 트윈 시스템
김수혁 ( Kim Soohyeok ),슐레만칸 ( Khan Suleman ),원종빈 ( Won Jongbin ),박종웅 ( Park Jongwoong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2
디지털 트윈 기술을 이용해 시설물을 유지관리 하려는 시도가 이뤄지고 있으나 운송, 인양, 적재 등 다양한 환경에 노출되는 프리팹의 초기 상태를 계측하는 시스템은 부재하다. 프리팹의 초기 상태는 구조물의 안전성에 직결되기 때문에 하나의 센서를 이용해 프리팹의 생산부터 시공까지 생애주기에 전체에 걸쳐 부재를 관리하는 시스템은 미래의 유지관리에 꼭 필요한 기술이다. 이 기술은 이전부터 요구되었으나 기존 기술(FBG 등)의 막대한 비용과 센서기술의 부재로 적용되지 못하였다. 본 연구에서는 저가로 멀티채널 측정이 가능한 센서를 개발하고, 센서 데이터와 연동되는 디지털 트윈 모델도 구축해 실증 시험을 여러 차례 수행한 결과를 소개한다. 본 기술이 현장에 적용되면 미래의 유지관리를 경제적이고 스마트하게 실시될 것으로 기대한다.
신준식 ( Shin Jun-sik ),박준영 ( Park Jun-young ),원종빈 ( Won Jongbin ),박종웅 ( Park Jong-woong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.1
사회기반 시설물의 급격한 노후화에 대응하여 선제적 유지관리를 위한 디지털 SOC 시스템의 개발은 매우 중요하다. IoT 센서를 통해 구조물의 데이터를 축적하고, 이를 바탕으로 이상 징후를 파악할 수 있으나 대부분 장기간 모니터링과 데이터 처리·해석 등의 한계로 여전히 내하력 평가 중심의 유지관리가 이루어지고 있다. 하지만 내하력 평가 또한 다양한 문제 및 한계에 봉착하여 이를 대체할 새로운 디지털 SOC 시스템이 요구되고 있다. 본 연구에서는 고성능 및 장기 모니터링이 가능한 IoT 센서를 개발하였으며, 저전력 LTE-M을 통해 클라우드로 전송된 다물리량 데이터의 융합을 통해 변위 및 중립축을 실시간으로 평가할 수 있는 기술을 개발하였다. 개발된 시스템을 토대로 실제 교량에 장기간 모니터링을 수행한 사례를 중심으로 클라우드 기반 상시 모니터링 시스템의 가능성을 평가한다.
박준영 ( Park Junyoung ),신준식 ( Shin Junsik ),강소행 ( Kang Sohaeng ),원종빈 ( Won Jongbin ),박종웅 ( Park Jong-woong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2
사회기반 시설물의 급격한 노후화에 대응하여 선제적 유지관리를 위한 디지털 SOC 시스템의 개발은 매우 중요하다. IoT 센서를 통해 구조물의 데이터를 축적하고, 이를 바탕으로 이상 징후를 파악할 수 있으나 대부분 장기간 모니터링과 데이터 처리·해석 등의 한계로 여전히 내하력 평가 중심의 유지관리가 이루어지고 있다. 하지만 내하력 평가 또한 다양한 문제 및 한계에 봉착하여 이를 대체할 새로운 디지털 SOC 시스템이 요구되고 있다. 본 연구에서는 고성능 및 장기 모니터링이 가능한 IoT 센서를 개발하였으며, 저전력 LTE-M을 통해 클라우드로 전송된 다물리량 데이터의 융합을 통해 변위 및 중립축을 실시간으로 평가할 수 있는 기술을 개발하였다. 개발된 시스템을 토대로 실제 교량에 장기간 모니터링을 수행한 사례를 중심으로 클라우드 기반 상시 모니터링 시스템의 가능성을 평가한다.