R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202020TBIP-C144283-03 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 사물인터넷 기반 댐.저수지의 실시간 구조상태평가 및 재해 예측 시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-01 ~ 2020-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 유찬호 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
14명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 666,000,000 원 기업 : 444,000,000 원 계 : 1,110,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 1,300,000,000 원 기업 : 964,000,000 원 계 : 2,264,000,000 원 |
|||
| 연구기관명 | 아신씨엔티(주) | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
신청기술은 저전력/저비용의 MEMS(Micro-electro-mechanical system)기반 센서를 이용한 무선 네트워크(WSN) 계측 시스템으로, 센서에 각각 ID와 기준값을 부여하여 실시간으로 측정되는 센서값과 기준값을 이용해 시설물의 상태이상 및 재난발생을 즉시 평가하는 사물인터넷(IoT) 기반의 재해 예측시스템. 시설물 전체에 계측센서가 분산 배치되고 전체 시설물을 네트워크로 계측 관리하여, 종래의 특정지점 집중계측이 가지고 있는 문제점을 개선하여 부분적인 시설물의 손상 및 재해발생 여부를 사전에 인지함으로써 재난 재해를 예방하는 관리 시스템. 단순한 계측결과를 실시간으로 측정, 전송하는 단순한 자동화 계측기술을 탈피하여 각각의 센서에서 측정 및 구조상태를 평가하고, 상호 소통하는 정보통신기술(ICT)와 계측시스템을 융합하는 기술. 실시간 계측은 물론 실시간 강우량 등의 기상정보에 의한 상호작용을 고려하여 시설물의 즉시 상태평가와 진행 발생정도를 예측할 수 있는 사물인터넷 기반 4차 산업혁명의 재난 재해 예방 예측기술. [최종목표] 댐 및 저수지 시설물을 대상으로 저전력 무선 센서를 시설물 전체에 분산배치하여 계측 센서를 네트워크로 구축하고, 센서 간 상호 통신하여 시설물 전체를 모니터링 할 수 있는 사물인터넷 기반의 시설물 전체 모니터링 시스템 구축 댐 및 저수지 시설물의 시설관리에 적합한 적정 센서의 항목, 수량, 배치 및 설치 방법 등의 무선센서 설치기준 설정 시설물 전체에 설치되는 각각의 무선 센서에 ID를 부여하고, 센서에 각각의 기준값을 설정하여 실시간 모니터링과 함께 시설물의 1차 상태평가가 가능하고 기준값을 초과하는 센서의 위치를 이용하여 시설물의 취약 및 파손지점을 평가하는 1차 상태평가 시스템 구춱 단순 계측결과에 의해 시설물의 위험성을 평가하는 현행기술을 탈피하고 강우, 수위 등 실시간 기상정보와 센서에서 계측되는 결과를 상호 분석하여 회귀분석 함으로써 재난 재해의 진행여부 그리고 재해 발생 시간을 예측할 수 있는 재난 재해 예방기술 상용화 센서에 계측되는 결과와 기준값을 알려주고 기준값 초과여부만을 경고하는 종래 시스템은 시설물 관리자가 비전문가인 경우 주관적인 판단으로 이어져 효율적인 시설관리로 이어지지 못하는 현행 계측관리 시스템을 개선하여 취약 및 파손 발생 지점 그리고 재난 재해의 발생 여부 등을 종합적으로 평가하여 비전문가 시설관리자도 효율적인 시설물 관리 및 재해 예방이 가능한 융합기술 상용화 [연구내용 및 범위] 1. 실제 댐 및 저수지 시설물에 무선 센서를 분산 배치하고 네트워크 통신체계를 구축하여 상호간 통신하여 시설물 전체 거동 모니터링 시스템 구축 및 기존 집중계측 방식에 의한 모니터링 시스템과의 비교 분석 1) 실제 댐 및 저수지 시설물에서의 프로토 타입 검증을 위한 Test Bed 대상지구 선정 2) Test Bed 대상 댐 저수지에 대한 위험요인 분석으로 적정 센서종류, 설치위치, 배치간격 등의 시스템 구축을 위한 기초검토 3) 개발 기술의 진보성 및 기술적 우수성 검토를 위한 대조군(현재 계측방식인 특정구간 집중배치 방식) 계획 수립 4) 현장내 네트워크 통신체계 구축 및 모니터링 2. 실제 댐 및 저수지 시설물에 대하여 재난 재해 취약 항목을 분석하고, 예방하기 위한 적정 센서의 종류를 결정함과 동시에 센서의 종류, 설치위치 및 배치간격 등의 무선센서 네트워크 구축을 위한 설계기준 정립 1) 위험요인 별 센서 종류 표준화 2) 구조물 목적별 센서의 설치 및 배치 방법 시방기준 작성 3. 각각 ID가 부여된 센서에 기준값을 설정하여, 실시간 계측결과 정보제공은 물론 기준값 초과시 경고 알람 그리고 취약 및 손상발생 지점을 평가하는 모바일 및 클라우드 기반의 1차 평가시스템 구축 4. 무선센서 네트워크 구축 후 일정기간 모니터링을 통해 위험항목 및 센서의 설치기준에 대한 Feed Back 1) 1차 Test Bed에서의 센서 측정결과 모니터링 및 측정결과의 신뢰성 검증 2) 위험요인별 센서 선정 결과의 적정성 및 신뢰성 검증 3) 센서의 설치위치, 설치방법 및 배치간격의 적정성 검증 5. 댐 저수지 구조물의 위험요인 별 강우 등의 기상조건과의 상관관계 분석 1) 수위조건과 강우강도와의 상호 작용에 의한 파이핑 및 활동 등의 위험요인 변화 분석 2) 강우강도 조건에 의한 댐 제체의 얕은파괴 양상 분석 6. 실시간 계측결과와 기상정보와의 상호관계를 고려해 누적 측정결과를 이용한 회귀분석 기법으로 재난 재해 발생 및 발생시간 예측 소프트웨어 개발 1) 실시간 계측결과 및 누적 계측결과를 이용한 실시간 회귀분석 프로그램 구축 2) 강우패턴 등의 강우강도 조건에 따른 위험 도달시간 예측 프로그램 구축 3) 모바링 및 클라우드 기반의 평가 시스템 소프트웨어 개선 7. 모바일 및 클라우드 기반으로 실제 댐 저수지 환경에서 실시간 구조상태평가 및 재해예방 시스템 구축 1) 실제 댐 저수지 환경에서의 상용화 제품 시스템 구축 및 모니터링 2) 모니터링 결과의 신뢰성 검증 8. 상용화 기술에 대한 신뢰성 검증 1) 건설 또는 방재 신기술 등의 신기술 인증을 통한 신뢰성 검증 2) 실제 댐 저수지 관리주체(한국농어촌공사 및 지자체)의 기술인증을 통한 신뢰성 검증 9. 상용화 기술에 대한 사업화 단계 1) 한국농어촌공사, 한국수자원공사 및 지자체 등의 관리저수지에 대한 시스템 구축 상용화 개시 |
|||||
| 색인어 | 한글 | 사물인터넷 | 재난/재해 | 댐,저수지 | 계측관리기준 | |
| 영문 | IOT | Disaster | Dam/Reservoir | Criteria for measuring management | ||
| 최종보고서 | 2. 최종보고서_제출.pdf | |||||