교량 구조물의 안정성을 관리하기 위해서는 다수의 실물 센서들이 교량에 설치되고 신뢰도 높은 양질의 데이터를 통해 모니터링되어야 한다. 하지만, 대부분의 교량 응용 센서들은 고가이며 유지 및 보수에 어려움이 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 실물센서의 데이터를 기반으로 한 가상센싱 시스템을 개발하여 해당 교량에 적용하는 것을 목표로 한다. 가상센싱이란, 물리적인 센싱 데이터를 통해 측정하고자 하는 데이터를 예측하는 기술이다. 본 연구는 가상센싱 기술을 기반으로 교량 모델과 소수의 실측 센싱 데이터를 통해 특정 지점의 응답을 추정 및 검증하는 기술에 대한 연구를 수행하였다. 교량 모델은 유한요소법을 기반으로 구조마다 서로 다른 물성치를 사용하여 모델링하였고, 축소모델링(ROM, Reduced Order Modeling) 기법을 통해 연산속도를 향상시켜 실시간 연산 기능을 확보하였다. 응답 추정의 경우 역동역학 기반 응답 추정 기법(Inverse Source Identification)을 활용해 실제 교량 구조물에서의 센싱 데이터와 추정된 응답을 비교해 신뢰도 검증을 진행하였다. 신뢰도 검증을 진행하기 위한 실측 센싱 데이터의 확보는 교량에 설치되어 있는 가속도계의 응답을 받아오는 방식으로 진행하였으며 데이터의 실시간 수신 및 송신을 위해 HTTP Communication 인터페이스를 구성하였다. 실시간 연산 속도 확보 및 서버 통신 기능이 탑재된 해당 시스템을 통해 교량에 실측 센서를 부착하지 않고도 안정성 모니터링을 위한 양질의 데이터를 획득할 수 있는 프로세스를 제안하고자 한다.
Finite element(FE), Finite element Method(FEM), Reduced Order Modeling, Virtual sensing, inverse dynamics, real time, source identification
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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