중소교량의 지리적 특성을 고려한 무선 전력 및 통신 기술 기반 교량 장기 계측시스템 구축 방안 연구
Wireless Bridge Health Monitoring System for Long-term Measurement of Small-sized Bridges
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초록
국내 교량들의 노후화 진행에 따라 구조물의 지속적인 안전관리를 위한 실시간 계측 기반의 교량 관리시스템이 필요하다. 현재 교량 계측시스템 기술은 대형 단일 교량의 계측을 중심으로 발전하여 유선을 기반으로 전원을 공급하고 계측 데이터를 수집한다. 하지만 산발적으로 분포하는 중소교량에는 위치적 문제로 인해 유선 기반 계측시스템을 적용하기 어렵다. 본 연구에서는 중소교량을 대상으로 무선 기반 계측시스템을 구축하는 방안을 제안하였다. 제안한 무선 기반 계측시스템은 기존 유선 기반의 계측시스템의 한계를 극복하기 위해 태양광 발전을 통해 무선 전원을 확보하였으며, LTE 통신을 활용하여 데이터를 송출하게 하였다. 또한, 교량 계측시스템의 관리를 위한 시스템 원격 제어방안과 전원 관리 방안도 제안되었다. 제안한 계측시스템의 검증을 위해 실제 지방도상의 교량 32개소에 설치되었으며, 1년간의 장기 계측데이터를 수집하였다. 설치된 테스트 베드에서 80.6%의 계측데이터 취득이 가능함을 확인하여 제안한 계측시스템의 운용 가능성을 검증하였다. 제안된 시스템 구축방안은 지방도상 노후 교량들의 안전감시에 활용 가능할 것으로 기대된다.
Abstract
A bridge health monitoring technology is under development for the safety management of aged bridges. The bridge health monitoring technology has been developed mainly for single bridge management at a large scale, so it uses wire-based systems for power supply and data transfer. However, the wire-based systems need to be improved for the sporadically distributed small-sized bridges on local roads. This study proposed a wireless structural health monitoring system for small-sized bridges. The proposed monitoring system overcomes the limitations of wired systems by providing wireless power through solar power and utilizing LTE technology to transmit measurement data. In addition, a remote control system and power management plan were proposed to ensure the stability of the bridge measurement system. The proposed measurement system was installed on 32 bridges on fields and verified the operability by collecting 80.6% of measurement data for one year. The proposed system can support the health monitoring of aged bridges on local roads.
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