R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616CTAP-C097367-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 공사현장을 위한 드론을 이용한 현장 데이터 수집 및 지반변형의 적응형 관리시스템 개발을 위한 기초 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-06-18 ~ 2017-06-17 | |||||
| 연구책임자 | 김태식 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 50,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 50,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 100,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 100,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 홍익대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001907-01 | |||||
| ISBN | 979-11-953269-1-4 | |||||
| 주요 내용 |
본 연구과제는 공사현장 주변의 지반 변형 관리를 목적으로 하는 적응형 관리시스템(Adaptive management)을 개발하는 과제이다. 드론(Drone) 및 사물인터넷(IOT)을 활용하여 계측 센서가 측정한 데이터를 효율적으로 수집하는 방안을 개발하고, 적응형 관리시스템을 위한 빠른 전산 시뮬레이터를 구축한다. 지반 변형에 따라 변화된 지반 물성 값을 재산정하는 분석 기술과 다양한 구성 모델에도 적용이 가능한 범용 알고리즘을 개발한다. [최종목표] 본 연구의 최종 목표는 도심지 공사현장 주변의 지반 변형 관리를 목적으로 하는 적응형 관리시스템(Adaptive management)을 개발하는데 있다. 이를 위해, 드론(Drone) 및 사물인터넷(IOT)을 이용하여 효율적인 현장 데이터 수집방안을 개발하고, 공사가 진행됨에 따라 변화하는 지반 물성 값을 재산정하는 기술을 개발하고, 다양한 모델에 범용적으로 적용 가능한 물성 값 재산정 알고리즘을 탑재한 전산시뮬레이터를 구축하기 위함이다. [연구내용 및 범위] - 본 연구과제는 공사현장 주변 지반의 변형을 관리하는 적응형 관리시스템 (Adaptive management) 개발에 있다. 적응형 관리 시스템과 관련한 내용은 다음의 세 가지로 세분화 될 수 있다. 1) 드론 및 사물 인터넷을 이용한 현장 데이터의 수집, 2) 지반의 물성 값 재산정 알고리즘, 3) 전산 시뮬레이터. 이와 관련한 연구내용은 다음과 같다. - 근거리 통신 모듈 및 데이터 저장 모듈이 탑재된 계측 센서를 이용하여, 센서가 계측한 데이터 값을 센서가 저장을 한다. 드론(Drone)이 센서에 접근하여, 드론-센서간 근거리 통신을 통해 센서에 저장되어있던 데이터를 드론이 다운로드 받는다. 즉, 인터넷 망 상시 접속을 통한 현장 계측 데이터의 수집이 아닌, 드론과 센서의 사물인터넷(IOT)을 이용하여 데이터를 수집함으로서, 센서의 설치비 및 유지 관리 측면에서 유리할 것으로 판단된다. 또한 페어링을 통해 허락된 기기로만 데이터를 전송 받음으로써 보안적인 측면에서도 유리할 것으로 판단된다. - 발생되는 지반의 변형에 따라 지반의 물성 값은 변한다. 특히 지반의 변형과 관련이 있는 지반의 강성은 지반의 변형에 따라 그 값이 급격히 변하는 특성이 있다. 따라서 정확한 지반의 변형 예측을 위해서는 지반 변형에 따라 변화하는 물성 값을 분석하여 재산정하는 기술이 필요하다. 또한 재산정된 물성 값을 이용하여 전산 시뮬레이션을 실시하여 지반의 변형을 다시 예측해야한다. 이 과정들은 지속적, 반복적으로 수행되어야 하며, 이를 위해서는 전산 시뮬레이터의 구축이 반드시 필요하다. - 지반의 구성 물질은 다양하며, 구성물질의 특성에 따라 지반의 변형 예측을 위해 사용해야 하는 구성 모델은 다양하다. 따라서 특정 구성 모델에 국한 되지 않고, 범용적으로 사용이 가능해야 그 실용성이 있다고 할 수 있다. 따라서 다양한 구성 모델에 적용 가능한 물성 값 재산정 범용 알고리즘의 개발이 반드시 수행되어야 한다. - 공사 중 발생하는 지반의 변형을 설계 시 예측 값과 지속적으로 비교하여 지반 물성 값을 업데이트하고 설계를 개선하는 것은 기존의 설계 및 시공 흐름을 한 단계 업그레이드 하는 창의적이고 도전적인 연구 내용이다. - 본 연구과제의 단계는 비실용화 단계로 추후 실용화를 위한 기초 기술 개발에 있다. 연구가 진행되는 2년 이라는 시간 및 연구비를 고려해 볼 때, 공사현장을 섭외하여 시스템을 구축하고 평가한다는 것은 제약이 따른다. 따라서 전산 시뮬레이터 구축 후 실내시험 및 시뮬레이션을 통한 적응형 관리 시스템을 개발하는 것이 본 연구 단계에서는 적절할 것으로 판단된다. |
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| 색인어 | 한글 | 적응형 관리 | 사물 인터넷 | 드론 | 구성모델 | 지반변형 |
| 영문 | Adaptive management | Internet of things | Drone | Constitutive model | Ground deformation | |
| 최종보고서 | 최종보고서_김태식_20170901_최종.pdf | |||||