| 초록 |
연구개발목표 및 내용 최종 목표 인공지능을 활용한 지반-구조물 상호작용 기반 노후구조물 내진성능평가 기법 개발 ○ 노후도평가를 위한 지반 & 구조물 모니터링 기술 개발 ○ 인공지능 기반 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석 기술 개발 ○ 지반-구조물 상호작용을 고려한 내진성능 분석 기술 개발 ○ 인공지능 기반 인공지능 기반 지진지반응답 예측모형 개발 전체 내용 ○ 노후도평가를 위한 지반 & 구조물 모니터링 기술 개발 - 영상기반 구조물 & 지반 변위 측정 기술 개발 ○ 인공지능 기반 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석 기술 개발 - 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석을 위한 수치해석 모델 개발 - 인공지능기반 구조물 동적 특성 자동 추출 기술 개발 - 지반-구조물 상호작용을 고려한 모델업데이팅 기술 개발 - 진동대 실험 검증 및 현장 수집 데이터 적용 ○ 지반-구조물 상호작용을 고려한 내진성능 분석 기술 개발 - 지반-구조물 상호작용을 고려한 시스템 식별 기술 개발 - 대형 진동대 모형 실험 검증 ○ 인공지능 기반 지진지반응답 예측모형 개발 - 인공신경망 모형에 기반한 지진 지반응답 예측모형 기술 개발 1년차 목표 ○ 노후도 평가를 위한 지반 & 구조물 모니터링 기술 개발 ○ 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석을 위한 수치해석 모델 개발 ○ 내진성능 평가 기법 자료 수집 내용 ○ 노후도 평가를 위한 지반 & 구조물 모니터링 기술 개발 - Optical Flow기반 추적기술을 응용하여 구조물 변위 측정기술 개발 - 장기측정 또는 드론을 사용 시 생기는 카메라 움직임을 보정하여 정확도 향상 ○ 인공지능 기반 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석 기술 개발 - 지반-구조물 상호작용 기반 노후도 분석을 위한 수치해석 모델 개발 ○ 내진성능 평가 기법 자료 수집 - 국내외 노후화 및 내진성능 평가 방법 및 사례 조사 및 분석 - 현장 측정 데이터 수집 및 분석 (실험 자료 일부 사전 수집 완료) 2년차 목표 ○ 인공지능 기반 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석 기술 개발 ○ 지반응답해석을 위한 현장 자료 수집 ○ 인공지능 기반 지진지반응답 예측모형 개발 내용 ○ 인공지능 기반 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석 기술 개발 - 인공지능기반 구조물 동적 특성 자동 추출 기술 개발 - 지반-구조물 상호작용을 고려한 모델업데이팅 기술 개발 - 소형 진동대 실험을 통한 기술 검증 ○ 지반응답해석을 위한 현장 자료 수집 - 지반응답해석과 인공신경망 기반 예측모형 학습에 필요한 현장 자료 수집 ○ 인공지능 기반 지진지반응답 예측모형 개발 - 다층퍼셉트론(MLP)에 기반한 지진 지반응답 예측모형 개발 - 기존 해석프로그램의 물리적 지반응답해석 결과와의 비교를 통한 정확도 검증 3년차 목표 ○ 인공지능 기반 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석 기술 고도화 ○ 지반-구조물 상호작용을 고려한 내진성능 분석 기술 개발 ○ 인공지능 기반 지진응답 예측 모형 개발 내용 ○ 인공지능 기반 지반-구조물 상호작용을 고려한 노후도 분석 기술 고도화 - 인공지능 기반 구조물 동적 특성 자동 추출 기술 고도화 - 현장 실험 데이터(대만의 광저우 TV타워)를 활용한 노후도 평가 기술 검증 ○ 지반-구조물 상호작용을 고려한 내진성능 분석 기술 개발 - 지반-구조물 상호작용을 고려한 시스템 식별 기술 개발 - 대형 진동대 모형 실험을 통한 기술 검증 - 노후도 및 내진성능 평가 기법의 소프트웨어의 제품화 및 사용 매뉴얼 작성 ○ 인공지능 기반 지진응답 예측 모형 개발 - 합성곱 신경망(CNN)에 기반한 지진 지반응답 예측모형 개발 - 기존 해석프로그램의 물리적 지반응답해석 결과와의 비교를 통한 정확도 검증 연구개발성과 ○기술적 기대성과 - 지반공학, 구조공학, 대형 모형실험, 수치모델링 해석, 지진방재라는 성격이 다른 학문분야를 융합하는 연구방법의 좋은 사례가 될 것으로 기대됨. 선진국과 비교해 다소 격차가 있는 국내의 진동대 모형실험 기법을 한단계 발전 심화시키는 계기가 될 것으로 기대되며 이를 통해 진동대 모형실험 기법에 대해 지진공학 선진국과 학술적, 기술적 교류와 연구 협약을 기대할 수 있고, 연구기술 수출이 기대됨. ○사회 경제적 파급효과 - 경제적·산업적 측면 : 구조물의 노후화 및 내진성능 평가를 통하여 기존 구조물의 내진 보강에 대한 수요는 전세계적으로 막대하며, 해외 건설시장에서 몇몇 선진국들만 점유하고 있는 내진설계 및 시공 시장으로 진출이 가능하고 기술이전을 통해 새로운 부가가치의 창출을 기대함. 연구기술 분야에서도 대형 특수형태의 토조(Lamjnar Shear Box)의 개발 및 생산과 같은 연구 인프라의 수출도 기대됨. - 사회적 측면 : 이상기후 발생 등으로 인하여 지진 발생의 위험성이 증대되고 있으며 이를 극복하기 위한 대책이 요구되고 있음. 구조물 노후화를 판단하여 정확한 내진성능의 안전성 평가는 도시의 지속적인 성장을 위해 필수적이며, 대부분의 선진국에서 제시하고 있는 국가발전을 위한 패러다임과도 일치함. 구조물의 노후화 및 내진성능 평가 기법의 개발을 통해 지진 등에 대한 인명 및 재산피해를 예측 및 경감할 수 있을 것으로 예상됨. 지진으로 인한 구조물의 손상을 예상하여 사전에 위험성을 파악하고, 전체 시스템의 안전성을 평가하여 사회기반시스템의 재난 후 복구 능력을 향상시킬 수 있음. 연구개발성과 활용방안 및 기대효과 ○ 실무 현장에서의 적용 - 대만의 광저우 TV타워에 적용 시험을 함으로써, 현장 적용 가능성을 검증하였음. 향후, 다른 구조물에도 본 연구의 결과 적용이 기대되며, 실무 및 기타 현장에 적용 가능한 내진 건축지침서 마련 및 제안 시 본 연구개발 성과를 참고자료로 활용이 가능할 것으로 기대됨 ○ 실용화 및 제품화 - 공동연구기관인 (주)본이앤씨는 구조물 노후화 및 내진성능 평가 기술의 실용화/제품화를 위한 연구의 수행을 계획하며, 사물인터넷(IoT)을 활용한 실시간 데이터 수집 및 활용이 기대됨. ○ 미래원천기술 확보 - 진동대를 사용한 대형 모형실험기법은 선진국과 비교해 다소 격차가 있으나, 본 연구개발의 통해 국내의 모형제작 기술, 지진파선정기법, 시스템 특성 확인방법, 진동대 실험 수행 프로그램, 그리고 계측 및 데이터 후처리 기술을 한 단계 발전 심화시키는 계기가 될 것이며, 데이터베이스 구축 및 관련 연구 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대됨 ○ 신산업 창출 - 진동대 모형실험 기법에 대해 지진공학 선진국과 학술적, 기술적 교류와 연구 협약을 기대할 수 있고, 연구기술 수출 및 노후구조물의 내진설계 검토 및 내진보강 산업의 확대가 가능할 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 3p) |
