효율적인 SHM을 위한 압축센싱 기술 - Kobe 지진파형을 이용한 CAFB의 최적화 및 지진응답 실험 중심으로 (Compression Sensing Technique for efficient Structural Health Monitoring - Focusing on Optimization of CAFB and Shaking Table Test Using Kobe Seismic Waveforms)

서지정보

· 발행기관 : 한국구조물진단유지관리공학회
· 수록지 정보 : 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 / 24권 / 2호 / 23 ~ 32페이지
· 저자명 : 허광희, 이진옥, 서상구, 정유승, 전준용

초록

압축센싱 기술인 CAFB는 대상 구조물의 원시신호를 목적된 주파수 범위의 신호로 압축하여 획득하도록 개발되었다[27]. 이때 압축센싱을 위해 CAFB는 대상 구조물의 목적된 주파수 범위에 따라 다양한 기준신호로 최적화 될 수 있다. 또한, 최적화된 CAFB는 지진과 같은 돌발/위험상황에서도 대상 구조물의 유효한 구조응답을 효율적으로 압축할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 상대적으로 유연한 구조물의 효율적인 구조 건전도 모니터링을 위하여 목적된 주파수 범위를 10Hz 미만으로 설정하고, 이를 위한 CAFB의 최적화 방법과 지진상황에서 CAFB의 지진응답성능을실험적으로 평가하였다. 이를 위해 본 논문에서는, 먼저 Kobe 지진파형을 이용하여 CAFB를 최적화하였고, 이를 자체 개발한 무선 IDAQ 시스템에 임베디드 하였다. 그리고, Kobe 지진파형을 이용하여 2경간 교량에 대한 지진응답실험을 수행하였다. 마지막으로 CAFB가 내장된 IDAQ 시스템을 이용하여 실시간으로 2경간 교량의 지진응답을 무선으로 획득하고, 획득된 압축신호는 원시신호와 상호 비교하였다. 실험의 결과로부터 압축신호는 원시신호와 대비하여 우수한 응답성능과 데이터 압축효과를 보였고, 또한 CAFB는 지진상황에서도 구조물의 유효한 구조응답을 효과적으로 압축센싱할 수 있었다. 최종적으로 본 논문에서는 목적된 주파수 범위(10Hz 미만)에 적합하도록 CAFB의 최적화 방법을 제시하였고, CAFB는 지진상황의 계측-모니터링을 위해 경제적이고 효율적인 데이터 압축센싱 기술임을 증명하였다.

영어초록

The compression sensing technology, CAFB, was developed to obtain the raw signal of the target structure by compressing it into a signal of the intended frequency range. At this point, for compression sensing, the CAFB can be optimized for various reference signals depending on the desired frequency range of the target structure. In addition, optimized CAFB should be able to efficiently compress the effective structural answers of the target structure even in sudden/dangerous conditions such as earthquakes. In this paper, the targeted frequency range for efficient structural integrity monitoring of relatively flexible structures was set below 10Hz, and the optimization method of CAFB for this purpose and the seismic response performance of CAFB in seismic conditions were evaluated experimentally. To this end, in this paper, CAFB was first optimized using Kobe seismic waveform, and embedded it in its own wireless IDAQ system. In addition, seismic response tests were conducted on two span bridges using Kobe seismic waveform. Finally, using an IDAQ system with built-in CAFB, the seismic response of the two-span bridge was wirelessly obtained, and the compression signal obtained was cross-referenced with the raw signal. From the results of the experiment, the compression signal showed excellent response performance and data compression effects in relation to the raw signal, and CAFB was able to effectively compress and sensitize the effective structural response of the structure even in seismic situations. Finally, in this paper, the optimization method of CAFB was presented to suit the intended frequency range (less than 10Hz), and CAFB proved to be an economical and efficient data compression sensing technology for instrumentation-monitoring of seismic conditions.

참고자료

· 없음