R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919SCIP-C116873-04 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 무인검사장비 기반 교량구조물 신속진단 및 평가기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-08-29 ~ 2019-11-30 | |||||
| 연구책임자 | 정형조 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
23명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,159,000,000 원 기업 : 443,500,000 원 계 : 1,602,500,000 원 |
총연구비 | 정부 : 5,748,500,000 원 기업 : 2,099,000,000 원 계 : 7,847,500,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국과학기술원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
● 국민의 삶의 질 향상 및 복지사회 구현의 가장 기본적인 전제조건은 안전사회 구축이며, 이는 안전한 사회기반시설(안전인프라) 확보로부터 시작됨. ● 하지만, 연이은 구조물 사고 발생으로 국민들의 부정적 시각과 불신이 팽배한 상황이며, 더욱이 사회기반시설의 노후화로 인해 사회적 불안감이 증가하고 있음. ● 교량과 같은 대형 구조물의 사고 예방을 위하여 전문기업을 통한 안전진단이 수행되고 있지만, 관리주체의 투자 및 관리감독 부족, 관련분야 기술자의 전문성 미흡 및 열악한 업무환경, 저가수주에 따른 품질 저하, 접근의 비용이성으로 인한 외관조사 어려움, 검사자의 주관적인 판단 개입에 의한 신뢰도 확보 어려움 등 다양하고 많은 문제점이 존재하고 있음. ● 최근 들어, 구조물에 여러 종류의 계측기를 설치하여 감시하는 구조물 건전도 모니터링 시스템을 적용하는 경우가 많아지고 있으나, 이 방법은 구조물의 국부적인 손상 및 결함을 진단하는 데에는 많은 한계가 있으며, 또한 시스템을 지속적으로 관리해야 하는 문제점이 있음 ● 본 과제에서는 기술융복합, 자동화/무인화, 실용화를 핵심 철학으로 하여 첨단검사장비를 탑재한 무인체를 활용하여 교량의 외관상태를 신속하게 진단하고 평가/관리할 수 있는 시스템을 개발하고자함. ● 이를 통해, 안전한 교량 및 안전한 대한민국을 구축하고, 국민의 삶의 질을 향상시키고자 함. [최종목표] 본 연구의 최종 목표는 무인검사장비를 활용한 교량 구조물 신속진단 및 평가기술 개발임 -이를 위하여, 첨단계측장비를 탑재하고 구조물의 외부를 용이하게 진단할 수 있는 무인검사장비(드론 기반)를 개발하고, 무인검사장비의 운용, 원격 통제 및 대용량 데이터 처리를 위한 지상관제 센터를 개발하고자함 -무인검사장비에 탑재된 첨단계측장비(2D/3D 영상, 열화상, 초분광 카메라 등 이종영상장비 기반)를 통하여 검사인력이 접근하기 어려운 위치를 포함하여 교량 외부를 비접촉식으로 검사할 수 있는 상태검사 및 획득한 데이터를 활용하여 손상을 정량화하는 기술을 개발하고자함 -무인검사장비를 통해 계측/수집된 다양한 데이터를 저장, 처리가 가능한 클라우드 컴퓨팅 플랫폼을 구축하고 현 BMS 시스템과 연계하며, 계측정보를 맵핑하고 외관조사망도로 가시화하는 기술을 개발하고자 함 -최종적으로 무인검사장비로부터 획득한 데이터와 기존 BMS 연계를 통해 교량 상태등급을 산정함으로써, 보다 효과적으로 교량의 상태를 평가하고 이를 기반으로 하는 교량 유지관리 운영체계를 구축하고자함 [연구내용 및 범위] ● 핵심요소기술 1 (CTE 1): 교량 내·외부 외관조사를 위한 무인검사장비 개발 - CTE 1에서는 교량의 내·외부 외관조사를 위한 무인검사장비 개발에 관한 연구로써, 교량의 외부 조사용 무인검사장비를 개발하고 무인검사장비의 자율운행을 위한 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 함. - 이를 위해, 보다 용이한 교량 외관상태 진단을 위해 무인체가 갖추어야 할 필요요건을 도출하고, 이를 만족시킬 수 있는 교량 외부 검사용 무인체를 기존 드론 기술을 개선하여 확보하고자 함. - 본 CTE에서 개발할 주요한 단위기술은 다음과 같음. ■ 교량 외부 외관검사를 위한 무인검사장비 개발 ■ 교량 외부 환경에서의 자율운행 플랫폼 개발 ● 핵심요소기술 2 (CTE 2): 무인검사장비의 운영 및 원격제어 기술 개발 - CTE 2에서는 무인검사장비의 운영과 원격제어 기술에 관한 연구를 수행하며, 무인검사장비의 운영 및 원격 통제가 가능한 이동관제센터를 개발하고 무인검사장비를 운영하기 위한 플랫폼을 개발하고자 함. - 본 CTE에서 개발할 주요한 단위기술은 다음과 같음. ■ 무인검사장비의 통합 운용, 원격 제어 가능한 지상관제 장치 개발 ■ 무인검사장비 운영 플랫폼 개발 ● 핵심요소기술 3 (CTE 3): 이종영상 데이터 융합 기반 교량 비접촉식 상태검사 기술 개발 - CTE 3에서는 2D/3D 영상, 초분광 카메라, 열화상 카메라 등과 같은 다양한 영상 장비를 융복합하여 기존 방법보다 성능이 향상된 교량 비접촉식 상태 진단 기술을 개발하고자함. - 이러한 상태검사기술을 이용하여 강교량과 콘크리트교량에 대한 외부상태를 진단하고 이를 정량화 하고자함. - 본 CTE에서 개발할 주요한 단위기술은 다음과 같음. ■ 강재 표면 도막두께 및 부식 정량화 기술 개발 ■ 강재균열 정량화 및 볼트접합부 손상 진단 기술 개발 ■ 콘크리트 균열 정량화 기술 개발 ■ 콘크리트 백태, 박락 정량화 기술 개발 ● 핵심요소기술 4 (CTE 4): 무인검사장비 수집데이터를 이용한 교량의 신속한 외관진단 및 평가기술 개발 - CTE 4에서는 무인검사장비를 통해 계측된 데이터의 수집, 처리 및 분석을 위한 플랫폼을 개발하고 계측된 데이터의 가시화를 일차적인 목표로 함. - 최종적으로는 계측 데이터와 교량 BMS와의 연계를 통해 교량의 성능등급을 산정할 뿐만 아니라, 무인검사장비 기반 구조물 유지관리 운영 체계를 정립하고자함. - 본 CTE에서 개발할 주요한 단위기술은 다음과 같음. ■ 교량검사를 위한 무인체 측정 및 관리 데이터 처리 기술 개발 ■ 무인검사장비 측정정보 기반 외관조사망도 표출 기술 개발 ■ 무인검사장비 계측 데이터 기반 성능저하모델 및 건전도 평가 기술 개발 ■ 무인검사장비 수집 데이터와 BMS DB 연계 교량 상태등급 산정 기술 개발 ■ 무인검사장비 기반 교량 안전점검 운영지침 개발 ■ 무인검사장비에서 수집된 데이터, 영상, 결과의 통합 관리 코드 개발 ■ 무인검사 계측데이터를 활용한 성능중심평가 기반 교량 내구성 평가기술 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 무인검사장비 | 이종영상데이터 융합 | 손상 정량화기술 | 교량신속진단 | 교량평가기술 |
| 영문 | Unmanned inspection equipment | Hybrid image data fusion | Damage quantification technology | Bridge rapid diagnosis | Bridge assessment technology | |
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