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과제기본정보

지진 사전경보 및 긴급 건축물 손상도 평가 시스템 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 20TBIP-C144394-03
국가과학표준분류 1순위 전기 전자 | 계측기기 | 물리량 시험 분석 계측기 적용분야 제조업(전기 및 기계장비)
2순위 전기 전자 | 계측기기 | 계측센서 부품 실용화대상여부 실용화
3순위 정보 통신 | 정보이론 | 알고리즘 과제유형 개발
과제명 지진 사전경보 및 긴급 건축물 손상도 평가 시스템 개발
주관연구기관 (주)두잇
총괄연구 책임자 성명 노진석
소속 (주)두잇 직위 소장
기관 대표번호 042-483-8206 FAX 042-483-8207
총 연구기간 2018-04-01 ~ 2020-12-31
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2020-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 760,000,000 51,000,000 459,000,000 510,000,000 1,270,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 * P파 지진사전경보 장치 개발
- 지진 발생 시 대규모 피해를 유발할 수 있는 S파가 도달하기 전에 P파의 정보를 활용하여 최단시간 내에 사전경보를 구현할 수 있는 P파 지진 사전경보 장치 개발
(P파 지진 사전경보 알고리즘을 개발 포함)
* 긴급 건축물 손상도 평가 시스템 개발
- 최대 층간 변위비에 근거하여 구조물의 고유진동수 변화 및 모드형상 변화에 따른 건축물의 손상도를 평가하고 손상부위 발견 시 경보 발령 시스템 개발
* 모바일 어플리케이션 개발
- 지진 사전경보 및 건축물 손상도 평가에 대한 알람/경보 시스템 개발
최종목표 * P파 지진 사전경보 장치
1) 최종목표 : P파 지진 사전경보 알고리즘이 탑제된 MEMS 가속도 센서
2) 성능목표
(기존기술 수준) TRL 7
- 지진 사전경보 알고리즘의 시험평가와 신뢰성 검증 필요
(개발기술 수준) TRL 8
- 지진 사전경보 알고리즘을 이용한 P파 지진 사전경보 신뢰성 확보
3) 성과달성 기관 : (주)두잇
4) 소요기간 : ‘18.04 ~ ’20.12 (33개월, 1~3년차)
5) 성과달성 확인방법
- 특허 출원/등록
- 시제품 제작 및 시운전
6) 성과달성에 따른 정량적 최종성과
- 특허 출원/등록 : 국내 1건
- 논문 : 국내 1건
- 인증 : 1건

* ICU

1) 최종목표 : 오경보 방지 알고리즘이 탑제된 ICU
2) 성능목표
(기존기술 수준) TRL 7
- 시험평가 미흡 단계
- 오경보 방지 알고리즘의 신뢰성 미확인
(개발기술 수준) TRL 8
- 오경보 방지 알고리즘 검증을 통한 경보 신뢰성 확보
- 경보와 연계된 접점제어를 통해 주변기기 제어기능 추가
3) 성과달성 기관 : (주)두잇
4) 소요기간 : ‘18.04 ~ ’20.12 (33개월, 1~3년차)
5) 성과달성 확인방법
- 특허 출원/등록
- 시제품 제작 및 시운전
6) 성과달성에 따른 정량적 최종성과
- 특허 출원/등록 : 국내 1건
- 인증 : 1건

* 모바일 어플리케이션

1) 최종목표 : ICU와 연동되어 사용자에게 지진사전경보 및 건축물 손상도 평가 정보를 제공하는 어플리케이션
2) 성능목표
(기존기술 수준) TRL 7
- 경보 발령 시간 단축 필요
(개발기술 수준) TRL 8
- 경보 발령시간 단축으로 지진발생 시 대처할 수 있는 여유시간 확보
3) 성과달성 기관 : (주)엠텍
4) 소요기간 : ‘18.04 ~ ’20.12 (33개월, 1~3년차)
5) 성과달성 확인방법
- 소프트웨어 시운전
6) 성과달성에 따른 정량적 최종성과
- 소프트웨어 등록 : 1건
연구내용 및 범위 * P파 지진사전경보 장치

1) 연구내용
- 지진 사전경보를 위한 P파 지진사전경보 장치 및 긴급 건축물 손상도 평가가 가능한 시스템 개발 및 사업화

2) 연구범위
- P파의 초동을 기준으로 초기 3초 데이터의 변위 값에서 PdT(변위를 활용한 P파 파라미터)를 추출
- 지진발생 시 P파 도달 후 3초 데이터를 분석하여 Trigger 기능 작동
- 3가지(PdT, PGA, STA/LTA) Trigger 모드 적용
- PdT-Trigger Point를 활용한 경보기능 구현 (경고문구 팝업, 시각경보기 가동, Mobile App warning 동시 구현 등)
- MEMS 타입 P파 가속도 센싱 모듈 개발적용
(1) 구조물내에서 P파 탐지 가능한 수준의 동적범위 100dB 이하의 MEMS 타입 P파 가속도센싱 모듈 개발
- ICU (Integration Control Unit) 모듈 개발
(1) 제어기(경보기, 방송장비 등) 연계를 위한 ICU(Integration Control Unit) 개발
(2) 접점 신호, 음성 및 시그널 신호 등을 통한 각종 제어 및 연계 기능 개발
(3) 자체 경보방송 및 외부방송 시스템과 연계를 위한 경보방송기능 탑재하여 개발
- 모듈 커넥션을 위한 시리얼 젠더 커넥터 채용으로 설치장소 따라 탄력적 적용이 가능하도록 개발
- PEEWD에 일체형 Display 모듈 장착, 지진에 의한 장치보호를 위한 자체 면진플레이트 탑재한 형태로 개발
- P파 탐지의 신뢰성 확보를 위한 2 of 3 알고리즘을 채용하고 PdT Trigger를 포함한 4개 Trigger 모드와 연동된 접점(Relay points) 출력이 가능하게 개발
- 실거주자들의 생활과 직결되도록 PEEWD & EBDAS와 연동하는 Mobile App 개발

* 모니터링 및 Utility 소프트웨어

1) 연구내용
- 실시간 지진동 모니터링/Utility program 개발

2) 연구범위
- GUI 기반의 실시간 지진동 모니터링/Utility 기능, 이벤트 분석보고서 기능 구현
- P파 지진사전경보 자료 및 지진동 데이터 저장 및 전송 기능
- 모바일 어플리케이션과 연계
- 최대 층간변위비에 근거한 지진 후 긴급 건축물 손상도 평가 기능 개발
- 구조물의 고유진동수 변화에 의한 상시 구조 건전성 평가 기능 개발
- 구조물의 모드형상 변화 측정에 의한 구조 손상 부위 예측 기능 개발

* 모바일 어플리케이션

1) 연구내용
- P파 지진사전경보 및 긴급 건축물 손상도 평가와 연계한 모바일 어플리케이션 개발

2) 연구범위
- P파 탐지 후 3초간 자료를 자동 분석하여 PEEWD / EBDAS가 P파 지진사전경보 발령 시 연동하여 경보 발령 가능토록 구현
- P파 지진사전경보 구현 및 지진이벤트 자료, 긴급 손상도 평가 보고서 열람기능 구현
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 P파 지진사전경보 장치 및 긴급 건축물 손상도 평가 알고리즘 개발을 통한 통합 소프트웨어 및 Utility 프로그램 개발 * P파 지진사전경보 장치 개발
- MEMS 타입 가속도 센싱 모듈 개발
- ICU 모듈 개발
* 지진 사전경보 알고리즘 개발
- P파 사전경보 알고리즘 (PdT-Trigger)
- 2 of 3 알고리즘 개발
- 최대 층간 변위비에 근거한 지진 후 긴급 손상도 평가 알고리즘 개발
- 구조물의 고유진동수 변화에 의한 긴급 건전성 평가 알고리즘 개발
- 구조물의 모드형상 변화 측정에 의한 구조 손상 부위 예측 기법 개발
* P파 지진사전경보 및 긴급 건축물 손상도 평가 소프트웨어 개발
- P파 지진사전경보 모니터링 기능 코딩
- 긴급 건축물 손상도 평가 모니터링 기능 코딩
연구성과 기술적 기대성과 * 지적 재산권, 학술적 성과 및 환경 개선 효과
* 각 세부과제별 성과 목표에 따라 논문, 특허, 소프트웨어, 테스트 베드, 시작품, 기술이전의 과학기술적 성과
* MEMS 기반 가속도 센싱 모듈 개발에 따른 복합적인 진동 모니터링 기술 확보
* P파 지진사전경보 알고리즘을 내장하여 신속한 지진 대응과 건물의 피해 및 안정성 평가에 활용
* 실시간 지진동 모니터링과 모바일 어플리케이션을 연동하여 지진발생 시 경보발령 뿐만아니라 지진에 의한 건축물 손상도를 신속하게 파악하여 현실적인
위험도 알림
* 지진피해 지역의 신속한 피해 평가와 정밀 안전진단 소요 판단이 가능해져 건축물 내상에 의한 추가 피해 방지
* 개발되는 지진사전경보시스템의 Regional Warning에서의 Shadow Zone(100km)을 현격하게 줄이는(30km정도) 효과
사회 경제적 파급효과 * 국산화된 PEEWD / EBDAS와 Mobile App 소프트웨어를 통하여 지진발생 후 신속한 대응에 결정적인 역할을 담당하여 인명과 재산피해 예방에 기여
* 국산화된 PEEWD / EBDAS의 지속적인 고도화와 설치 개소수 증가로 최종에는 P파 Regional Warning을 자연스럽게 구현이 가능해짐으로써 민간시장에서
대단히 효율적인 솔루션으로 각광받을 것으로 예상되어지며, P파 지진사전경보의 사업화에 혁신적 기점을 제공하는 기회가 될 것으로 기대
* 지진계의 순수 국산화를 통해 지진재해 대응역량을 강화하고 국민이 공감하는 지진 경보 서비스로 국민의 삶의 질 향상에 기여
* 지진사전경보 정보를 제공함으로써 지진에 대한 경각심을 도모하며 국가 주요 시설 및 민간시설의 시스템과 연동하여 재난 발생 시 피해를 최소화할 수 있으며,
예상피해 지역에 대한 신속한 대응 가능
* 긴급 건축물 손상도 평가를 통해 주거민이 해당 건축물에 계속 거주가능 여부에 대한 신속한 대응안 제시 가능
활용방안 * 지진발생 시 진앙지 인근 100km이내 Shadow Zone의 거주자들이 대피할 수 있는 여유시간 제공
* 본 사업을 통해 지진사전경보 장치를 성공적으로 개발한다면, 활용성이 클 뿐만 아니라 선도적인 기술로서 이 분야의 기술발전에 이바지 할 수 있음
* 국산화된 지진사전경보 및 긴급 건축물 손상도 평가와 Mobile App 소프트웨어 개발을 통하여 지진발생 후 신속한 대응에 결정적인 역할을 담당하여 인명과
재산피해 예방에 기여할 것으로 기대
* 피해 건물에 대한 신속한 손상 예측 및 수리소요 파악이 가능해져 건물의 지진동 내상에 따른 추가적인 피해를 미연에 방지 가능
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 사전경보 손상도 알고리즘 가속도 어플리케이션
영문 Pre-Alarm Damage degree algorithm acceleration Application
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 01. 최종보고서_지진 사전경보 및 긴급 건축물 손상도 평가 시스템.pdf   다운로드

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