R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202020AWMP-C140166-03 | |||||
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| 연구사업명 | 물관리연구사업 | |||||
| 연구과제명 | ORS(Optical Remote Sensing)와 광섬유 센싱을 통한 제방 모니터링 및 내진설계 기술개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-02-23 ~ 2020-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 지운 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
14명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 239,000,000 원 기업 : 84,000,000 원 계 : 323,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 716,000,000 원 기업 : 252,000,000 원 계 : 968,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국건설기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-B552989-000397-01 | |||||
| ISBN | 9791187770992(95530) | |||||
| 주요 내용 |
- 기후변화로 인해 발생하는 이상홍수와 같은 극한 수재해 및 최근 국내에서 발생하고 있는 지진 등의 예기치 못한 자연재해에 대한 수리구조물 안정성 확보 필요 - 국내에서는 2016년 9월 경주 및 2017년 11월 포항 지역에서 강진이 발생함에 따라 스마트한 수자원 하천관리의 고도화를 위한 첨단장비와 ICT융복합 신기술을 활용한 조사와 모니터링의 중요성과 필요성이 제기되고 있는 상황 - 하천 수리 구조물 중 제방 파괴로 인한 피해가 가장 클 것으로 판단되나 위험성이 높은 노후 제방에 대한 현황을 평가할 수 있는 모니터링 기법과 안전을 보장할 수 있는 설계 기술 미흡 - 특히 지진으로 인한 제방 표면 및 제체 내부 변화를 파악을 매우 어려운 실정으로 홍수 시 2차 피해 발생 가능성 높음 - 제방은 하천을 따라 수백 킬로미터의 길이로 축조되어 있어 모니터링을 위한 직접 조사에 많은 시간과 비용이 소모되며, 국내에서 현재 활용하고 있는 전기비저항탐사를 비롯한 모든 물리탐사기법은 광범위한 구조물의 거동을 계속적으로 모니터링하기에는 내구성과 장기적인 안정성 그리고 작업성 등에서 문제점들이 도출되고 있으므로 대안을 찾기 위한 연구개발이 요구됨 - 최근 첨단 모니터링 장비의 등장으로 원격 탐사를 통해 실시간으로 접근이 어려운 지점까지 넓은 지역의 하천 시설물 조사가 가능해 졌으며, 장비의 소형화 및 대중화로 보다 용이하게 경제적인 비용으로 정보 수집이 가능하도록 점차 발전하고 있음 - 특히, 드론과 같은 소형 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicles) 기반 광학원격탐사(ORS, optical remote sensing)로 취득한 공간정보자료를 활용하는 방식은 직접 조사 방식에 비해 경제적이고 효율적이며, 점 단위를 넘어 면 단위의 모니터링을 통한 광범위한 영상 자료를 필요한 시간에 고해상도로 수집할 수 있으므로 보다 효과적인 제방 안정성 평가가 가능할 것으로 기대함 [최종목표] ○ 연구개발 목표: ORS(Optical Remote Sensing)와 광섬유 기반 광역/국부 제방 모니터링 시스템 개발을 통한 노후 제방 진단/관리 및 내진에 대응 제방설계 기술 개발 - 광학원격탐사(ORS, Optical Remote Sensing)를 이용한 광역 제방 모니터링 시스템 · UAV와 이미지 센싱을 접목하는 인터페이스 장치 개발 · 분광 및 공간 정보 분석기반 제방 안전 진단 플랫폼 구축 - 광섬유를 이용한 노후 제방(제체) 위험성 감지 모니터링 시스템 · 광섬유 센싱의 최적 활용을 위한 대용량 데이터 분석 기술 및 시스템 개발 · 광섬유 센싱 정보 분석 기반 제방 위험성 감지 플랫폼 구축 - 국내실정을 고려한 제방 내진설계 기술 개발 · 지진을 고려한 제방설계 가이드라인 개발 [연구내용 및 범위] 본 연구의 최족 목표인 ORS(Optical Remote Sensing)와 광섬유 기반 광역/국부 제방 모니터링 시스템 개발을 통한 노후 제방 진단/관리 및 내진에 대응 제방설계 기술 개발은 주관연구기관과 2개의 공동연구기관 체계로 수행된다. 주관연구기관은 광섬유를 이용한 노후 제방(제체) 위험성 감지 모니터링 시스템 및 국내실정을 고려한 제방 내진설계 기술 개발 연구를 수행할 것이며, 공동연구기관(자연과기술)은 광학원격탐사(ORS)를 이용한 광역 제방 모니터링 시스템 구축을 위한 연구를 수행할 것이며, 공동연구기관(Deltares)는 제방 제체 분석을 위한 광섬유 최적 센싱 및 분석 기법 개발 연구를 수행할 것이다. 주관 및 공동기관의 연구내용 및 범위는 아래와 같다. ① 주관연구기관(한국건설기술연구원): 광섬유(Fiber Optic)를 이용한 제방 제체 모니터링 장치 활용 기술 개발 및 제방 내진설계 기술 개발 - 광섬유를 이용한 제방 제체 모니터링 장치 활용 기술 · 사전광섬유 센싱 시험 시스템 구축안 설계 · 실규모 실험을 통한 침투 균열에 대한 센싱 평가 실증 · Test-Bed를 통한 모니터링 장치 활용성 검증 - 제방 내진설계 가이드라인 · 국내 지진에 대한 제방 피해 사례 조사 및 분석/국내외 내진설계 정리 및 분석 · 지진파괴 유형실험 및 대안 수리실험 실증 · 실험실증을 연계한 제방 내진설계 가이드라인 개발 ② 공동연구기관(자연과기술): 광학원격탐사(Optical Remote Sensing)를 이용한 광역 제방모니터링 시스템 개발 - UAV 부착용 이미지 센싱 인터페이스 장치 개발 · UAV 부착용 이미지 센싱 인터페이스 설계(안) 개발 · 인터페이스 시제품 개발 및 시험 적용 · 실규모 하천 대상지 운영을 통한 검증 - ORS 모니터링을 통한 제방 안전 진단 플랫폼 구축 · UAV 활용 제방 ORS 영상 획득 시스템 구축 및 취약 구간 탐지 인덱스 조사 · 영상 분석 알고리즘 개발 및 안전 진단 적용성 평가 · 실규모 실험 및 현장 ORS 모니터링을 통한 기법 검증 ③ 국제공동연구(델타레스): 제방 모니터링을 위한 광섬유 센싱 및 분석 기법 - 제방 모니터링을 위한 광섬유 센싱 및 분석 기법 · 기존 광섬유 시스템을 이용한 제체 센싱 정도 평가 · 광섬유에서 얻은 대용량 데이터 분석 기법 개발 · 제체 분석을 위한 광섬유 최적 센싱 및 분석 기법 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 제방 | 모니터링 | 광섬유 | 광학원격탐사 | 내진설계 |
| 영문 | River Levee | Monitoring | Optical fiber | ORS | Seismic design | |
| 최종보고서 | ORS(Optical Remote Sensing)와 광섬유 센싱을 통한 제방 모니터링 및 내진설계 기술 개발 최종보고서.pdf [부록]광학원격탐사(ORS)와 광섬유 센싱을 통한 제방 내진점검 및 모니터링 가이드라.pdf | |||||