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요약문

SUMMARY

Contents

목차

제1장 연구개발의 개요 31

제1절 연구개발의 배경 및 필요성 31

1. 연구개발 배경 31

2. 연구개발의 필요성 35

제2절 연구개발의 목표 및 내용 39

1. 연구개발의 최종목표 39

2. 연구개발 내용 42

제2장 국내외 기술개발 현황 51

제1절 선진국의 기술개발 동향 51

1. 지진조기대응시스템 51

2. 지진계측시스템 56

제2절 연구개발 동향 75

1. 국내 연구개발 현황 75

2. 국외 연구개발 현황 79

제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 92

제1절 철도 지진조기대응시스템 구축 92

1. 지진계측시스템 개발 92

2. 철도 지진조기대응시스템 개발 163

3. 현장구축 및 운영 209

4. 철도 운행기준 개선 및 비상대응체계 정립 238

5. 자연재해에 대한 철도시스템 위험요소 감지 및 대응기술 도출 259

제2절 강우재해에 의한 철도인프라 평가기술 및 붕괴예측 기술개발 264

1. 기상상황별 열차운전규제 기준 264

2. 붕괴메커니즘 규명 및 전조현상 평가 296

3. 실내시험에 의한 붕과 메커니즘 평가 297

4. 서비스플랫폼 및 통신체계 구축 378

5. IoT(사물인터넷) 공통 플랫폼 기반 재해우려개소 393

6. SUN(Smart Utility Network) 기반 통신체계 406

7. LoRa 기반 통신체계 409

8. LTE-R 기반 통신체계 409

9. 현장적용 시험 411

제4장 연구개발결과의 기대효과 및 확산 474

제1절 기대효과 474

1. 정량적 기대효과 474

2. 정성적 기대효과 475

제2절 성과활용 및 확산 계획 477

참고문헌 479

부록 : 철도 지진조기대응시스템 운영매뉴얼 481

판권기 490

그림목차

그림 1-1-1. 국내 지진발생추이 31

그림 1-1-2. 우라나라의 역대 지진규모 순위 31

그림 1-1-3. 급경사지 재해 발생현황 33

그림 1-1-4. 최근 5년('06~'10년)간 기상특보 발표현황 33

그림 1-1-5. 철도시설 보강관련 기사(2011) 34

그림 1-1-6. 철도인프라 감사원 감사결과(2014) 34

그림 1-1-7. 일본 방재무선 통신망 및 캐나다 재난관리용 통신망 구조 34

그림 1-1-8. 기후변화에 대응한 자연재해 관리를 위한 요소기술, 과정 및... 35

그림 1-1-9. 지진조기대응시스템 구성 37

그림 1-2-1. 자연재해에 대한 철도시스템 안전성확보 시스템 39

그림 1-2-2. 철도 지진조기대응시스템 구성안 40

그림 1-2-3. 세부 연구 목표: 지진 40

그림 1-2-4. 세부 연구 목표: 기상재난 41

그림 1-2-5. 자연재해에 대한 철도시스템 안전성확보 계획 44

그림 2-1-1. 철도 안전혁신 마스터플랜 64

그림 2-1-2. 한국철도공사 재해업무처리규정 및 고속철도운전세칙 65

그림 2-1-3. 공사 위기관리 매뉴얼 66

그림 2-1-4. 위기형태 및 호우 경보체계 68

그림 2-1-5. 풍수해에 따른 단계별 재난대응시스템 69

그림 2-2-1. 붕괴검지센서 활용 예와 개발목표 87

그림 3-1-1. 지진기록계 내부 구성 및 개발 시제품 93

그림 3-1-2. 지진가속도계의 기본 구성 및 Block Diagram 94

그림 3-1-3. 지진가속도계 센싱 코어 분해 및 조립 형상 94

그림 3-1-4. Moving Mass Leaf Spring 시작품 비교 95

그림 3-1-5. Leaf Spring Fix Block 시작품 비교 95

그림 3-1-6. Side Plate Cover 시작품 비교 96

그림 3-1-7. Sensing Core 부품 교체 후의 주파수 응답특성 97

그림 3-1-8. 센서 Case 비교 98

그림 3-1-9. 지진가속도계 회로도 99

그림 3-1-10. 센싱 보드 부품 배치 100

그림 3-1-11. 전원 보드 및 센싱 보드 Routing 점검 100

그림 3-1-12. PCB 제작한 가속도 Sensor Board 101

그림 3-1-13. 측정 장비 목록 105

그림 3-1-14. Tilt Test 블록 106

그림 3-1-15. 가진테이블 활용 106

그림 3-1-16. 가속도 Sensor 장착 고정 107

그림 3-1-17. 주파수 응답 특성 자료 108

그림 3-1-18. 개발 가속도계의 동적범위 검토 109

그림 3-1-19. 성분별 출력전압 선형성 111

그림 3-1-20. 직교 성분 감도 오차 112

그림 3-1-21. 성분별 감쇠율 113

그림 3-1-22. 지진기록계와 무선망의 연결 115

그림 3-1-23. Front 패널 커넥터 배치 116

그림 3-1-24. 전원 및 통신보드 회로도 117

그림 3-1-25. AD_Main 보드 회로도 및 PCB 117

그림 3-1-26. 디지타이저 DSP 제어 포트 배치 118

그림 3-1-27. DSP 개발용 보드와 AD_Main 보드 119

그림 3-1-28. 디지타이저 기본 구성 모듈 120

그림 3-1-29. 지진 데이터 처리 Flow 121

그림 3-1-30. Boot Loading Flow 122

그림 3-1-31. 디지털 필터 Stage 123

그림 3-1-32. Linear Phase 필터 123

그림 3-1-33. GPS 데이터 수신 125

그림 3-1-34. 주요부품 배치 구상 126

그림 3-1-35. 부품배치 조정 127

그림 3-1-36. Artwork Pattern 128

그림 3-1-37. 디지타이저 Bare Board 129

그림 3-1-38. 디지타이저 출력 파형 130

그림 3-1-39. 지진가속도계에 충격을 준 경우 디지타이저 출력 파형 비교 131

그림 3-1-40. GPS 시각 비교 구성도 132

그림 3-1-41. 이벤트 발생 시각 비교[원문불량;p.105] 133

그림 3-1-42. GPS Timestamp 비교 파형(100SPS) 136

그림 3-1-43. Simulation 파형 Timestamp 비교(100SPS) 137

그림 3-1-44. 시제품 Timestamp 비교(100SPS/20SPS) 138

그림 3-1-45. 주파수별 디지타이저 Count값 시험 결과 139

그림 3-1-46. 전송계 시스템 구조 140

그림 3-1-47. ODROID 하드웨어 142

그림 3-1-48. 전송계 시스템 계층 구조 142

그림 3-1-49. 전송계 구성 주요 모듈 144

그림 3-1-50. QSCD20 패킷 구조 146

그림 3-1-51. Serial 통신 구성 147

그림 3-1-52. QSCD20 데이터 표시 149

그림 3-1-53. Data Record의 구조 151

그림 3-1-54. miniSEED 데이터 저장 및 전송 154

그림 3-1-55. 전송계 Tank File 자료 155

그림 3-1-56. miniSEED 파형 156

그림 3-1-57. 전송계 성능평가 테스트 환경 157

그림 3-1-58. 지진기록계 Trigger 동작 159

그림 3-1-59. 지진기록계 파형 연속기록 160

그림 3-1-60. QSCD20 Data 전송지연 162

그림 3-1-61. 6Channel 전송계 자료 162

그림 3-1-62. 철도 지진조기대응시스템 개념도 163

그림 3-1-63. 수집시스템 기능 흐름도 I 164

그림 3-1-64. 수집시스템 기능 흐름도 II 164

그림 3-1-65. 철도 지진 조기대응시스템 수집 시스템 메인 화면 165

그림 3-1-66. Kanamori 알고리즘 166

그림 3-1-67. STA/LTA 알고리즘 166

그림 3-1-68. 지진조기대응분석시스템 업무 흐름도 167

그림 3-1-69. 지진조기분석시스템 설정 방법 168

그림 3-1-70. 규모 추정 알고리즘 168

그림 3-1-71. 확률밀도 알고리즘 169

그림 3-1-72. 영향범위(지진감쇠식) 알고리즘 170

그림 3-1-73. 1단계(Single-Station) 알고리즘 171

그림 3-1-74. 2단계(Network) 알고리즘 171

그림 3-1-75. 경/위도 좌표를 ECEF로 변환 172

그림 3-1-76. ECEF을 경/위도 좌표로 변환 172

그림 3-1-77. 운영(대응) 업무 흐름도 173

그림 3-1-78. 운영(대응) 화면 175

그림 3-1-79. 철도지진조기대응시스템 통합플랫폼 176

그림 3-1-80. 철도지진조기대응시스템 통합플랫폼 구성도 177

그림 3-1-81. 철도지진조기대응시스템 통합플랫폼 소프트웨어구성 177

그림 3-1-82. 통합관리시스템 메인 화면 178

그림 3-1-83. 성능평가 절차도 179

그림 3-1-84. 철도 지진조기대응 통합운영플랫폼의 구성 185

그림 3-1-85. 철도 지진조기대응시스템 통합운영플랫폼 모듈 185

그림 3-1-86. 통합운영플랫폼 인터페이스 187

그림 3-1-87. D3 사용한 지도 187

그림 3-1-88. D3를 사용하는 웹 처리 과정 188

그림 3-1-89. 데이터 시각화 절차 188

그림 3-1-90. 철도 지진조기대응 통합운영플랫폼 물리적 데이터모델 194

그림 3-1-91. 철도 지진조기대응 통합운영플랫폼 논리적 데이터모델 195

그림 3-1-92. 국가통합지진관측망(KISS) 연계 구성도 203

그림 3-1-93. KISS TOOL 연계 구성도 204

그림 3-1-94. KISS TOOL 연계 프로토콜 204

그림 3-1-95. 철도 지진 조기대응시스템 KISS TOOL 수집 시스템 메인화면 205

그림 3-1-96. 성능평가 절차도 207

그림 3-1-97. 부대공사(콘크리트 타설 및 함체 설치) 209

그림 3-1-98. 자유장 설치 상세도 도면 210

그림 3-1-99. 현장구축 완료 사진 211

그림 3-1-100. LTE 통신 구성도 212

그림 3-1-101. LTE 모뎀 포트 설정 212

그림 3-1-102. Raw Data 수신 화면 213

그림 3-1-103. 지진계측시스템과 KISStool 연계 215

그림 3-1-104. 실시간 PGA 데이터 모니터링(DJPAG, KRPAG, KRPBB) 216

그림 3-1-105. 원시데이터 임의구간 조회(DJPAG, KRPAG) 217

그림 3-1-106. 원시데이터 임의구간 조회(KRPBB) 217

그림 3-1-107. 지진파형 비교 블록도 218

그림 3-1-108. P wave 발생 모식도 218

그림 3-1-109. S wave 발생 모식도 219

그림 3-1-110. 지진 진앙 위치 및 현장구축 계측장비 위치 219

그림 3-1-112. 지진기록계 저장된 Raw Data 파형 확인 220

그림 3-1-113. 지진기록계 저장된 miniSEED File 221

그림 3-1-114. 지진기록계 접속 222

그림 3-1-115. File 경로 이동 222

그림 3-1-116. miniSEED File 복사 223

그림 3-1-117. Raw Data 확인 224

그림 3-1-118. 포항 지진 이벤트 파형(Raw data) 225

그림 3-1-119. 변전소 지진이벤트 분석 파형 226

그림 3-1-122. 시제품(좌), 비교장비(우)에서 측정된 포항 지진 이벤트 파형(Raw data) 226

그림 3-1-123. 시제품 PGA 분석 파형 227

그림 3-1-124. 비교장비 PGA 분석 파형 228

그림 3-1-125. 자유장 지진관측소 구성 장비 230

그림 3-1-126. 지진가속도센서 설치 231

그림 3-1-127. 지진기록계 시제품 및 비교장비 231

그림 3-1-128. 운영 프로그램 실행 및 IP 등록 233

그림 3-1-129. 채널 선택 및 실시간 파형 확인 233

그림 3-1-130. 시설물 및 자유장 실시간 파형 233

그림 3-1-131. 통합운영시스템 시스템 구성도 234

그림 3-1-132. 대전도시철도 네트워크 구성도 235

그림 3-1-133. Single station 및 네트워크 방식 236

그림 3-1-134. 통합관제 화면 236

그림 3-1-135. 지진조기경보 발생/해제 시나리오 237

그림 3-1-136. 지진에 의한 열차 탈선 및 시설물 피해진단 238

그림 3-1-137. 지진관측 위치 및 지반 증폭 효과 242

그림 3-1-138. 붕괴방지 및 기능수행 단계의 선로 가속도 244

그림 3-1-139. 붕괴방지 수준의 중앙수직처짐, 상판연직 가속도, 상판 면틀림 244

그림 3-1-140. 기능수행 수준의 중앙수직처짐, 상판연직 가속도, 상판 면틀림 245

그림 3-1-141. 건전성 평가 기법 알고리즘 개념도 247

그림 3-1-142. 지도 학습 기반 평가 기법 흐름도 248

그림 3-1-143. 자가 학습 기반 평가 기법 흐름도 248

그림 3-1-144. 자가 학습 기반 평가 기법 상세 흐름 249

그림 3-1-145. 지하구조물 해석모델 개요 250

그림 3-1-146. 교차 구조계 모드 형상 및 공진 주파수 251

그림 3-1-147. 취약 부재의 선정 252

그림 3-1-148. 구조계 거동 분석을 위한 node set 선정 253

그림 3-1-149. 수치해석 결과 및 자가학습 건전성 평가 결과(손상기둥 2개) 254

그림 3-1-150. 스마트폰을 이용한 지진경보 255

그림 3-1-151. 의사결정 지원 시스템 256

그림 3-1-152. 호남고속철도 재해 검지장치 260

그림 3-1-153. IoT 기반 기상측정 시스템 260

그림 3-1-154. 미래의 기상융합서비스 261

그림 3-2-1. 재해발생과 강우량 265

그림 3-2-2. 재해발생 가상점과 발생점 265

그림 3-2-3. 재해발생 가상점과 발생점 266

그림 3-2-4. 강우 특성에 따른 강우이력곡선 267

그림 3-2-5. 강우경계선 작성 요령 268

그림 3-2-6. 강우시 열차운전규제기준 사례 270

그림 3-2-7. 영동선 동해-묵호 한계우량곡선 예 276

그림 3-2-8. 시우량·연속우량과 실효우량의 차이 278

그림 3-2-9. 운전규제 고려 279

그림 3-2-10. 규제기준치의 설정방법 및 규제발령 해제 280

그림 3-2-11. 철도 사면의 내강우성 평가 281

그림 3-2-12. IDF curve 281

그림 3-2-13. 강우경계조건 282

그림 3-2-14. 실제 강우와 실효우량의 차이 282

그림 3-2-15. 반감기 시간 단계에 따른 파괴 283

그림 3-2-16. 수치해석 단면 283

그림 3-2-17. 불포화 특성 함수 284

그림 3-2-18. 강우침투 모식도 286

그림 3-2-19. 강우침투에 따른 간극수압분포 286

그림 3-2-20. 강우침투에 따른 지반내 유사포화대 변화 287

그림 3-2-21. 강우패턴에 따른 안정해석 결과 30mm/hr 288

그림 3-2-22. 강우패턴에 따른 안정해석 결과 50mm/hr 288

그림 3-2-23. 강우패턴에 따른 안정해석 결과 30mm/hr(Case 0) 289

그림 3-2-24. 강우패턴에 따른 안정해석 결과 50mm/hr(Case 0) 289

그림 3-2-25. 기준 안전율(Fa=1.3) 적용 시 시간/누적강우량 290

그림 3-2-26. 열차운행 중지 기준 설정 292

그림 3-2-27. 서행운전 및 운행경보 기준 설정 292

그림 3-2-28. 다목적 검지 센서 295

그림 3-2-29. 시험 단면 297

그림 3-2-30. 지반 재료 입도분포 곡선 298

그림 3-2-31. 표준사 298

그림 3-2-32. 모형사면(탁구대) 및 센서 방향도 299

그림 3-2-33. 토사 유하 시험 전경 301

그림 3-2-34. 토사 유하 시험 결과 303

그림 3-2-35. 토사 유하 시험 전경 304

그림 3-2-36. 토사 유하 시험 결과 305

그림 3-2-37. 경사 증가에 따른 센서 슬라이딩 시험 결과 306

그림 3-2-38. 경사 증가에 따른 센서 슬라이딩 시험 306

그림 3-2-39. 사면(탁구대) 고정각(15°,20°,25°,30°)에서의 센서 슬라이딩 307

그림 3-2-40. 슬라이딩에 따른 회전각 변화(X축) 307

그림 3-2-41. 슬라이딩에 따른 회전각 변화(Y축) 307

그림 3-2-42. 슬라이딩에 따른 회전각 변화(유선 센서) 308

그림 3-2-43. 붕괴 형태 및 위치별 운동형태 309

그림 3-2-44. 활동면 선단추정에 따른 붕괴규모 변화 311

그림 3-2-45. 활동면 추정기법 개념도-이차방정식 적용 예 312

그림 3-2-46. 붕괴규모와 방향 추정 313

그림 3-2-47. 활동면 추정기법의 일반화 314

그림 3-2-48. 비탈면 붕괴 평가를 위한 알고리즘 315

그림 3-2-49. 비탈면 붕괴 평가 프로그램 예 316

그림 3-2-50. 여러 점을 아는 경우 최적 2차 함수의 추정 317

그림 3-2-51. 2차함수 기반 활동면 추정 프로그램 Flow-chart 319

그림 3-2-52. 여러 점을 아는 경우 최적 원곡선의 추정 320

그림 3-2-53. 원곡선 기반 활동면 추정 프로그램 Flow-chart 326

그림 3-2-54. 센싱 예 327

그림 3-2-55. 데이터로거와 IoT 공통서버와의 통신 방법(1) 328

그림 3-2-56. 데이터로거와 IoT 공통서버와의 통신 방법(2) 328

그림 3-2-57. "실시간 계측데이터 DB 저장" 의 성능시험 구성도 330

그림 3-2-58. "실시간 계측데이터 DB 저장" 성능평가용 계측기기 331

그림 3-2-59. 센서 측정결과 화면(시스템 출력 화면) 332

그림 3-2-60. "실시간 계측데이터 DB 저장" 의 성능시험 결과 그래프 334

그림 3-2-61. "실시간 계측데이터 DB 저장"의 성능시험 구성도 335

그림 3-2-62. "통신복구 시 누락 데이터 재전송" 성능평가용 계측기기 336

그림 3-2-63. Math.NET Numerics 소개 346

그림 3-2-64. 프로그램 구동 화면(Windows) 347

그림 3-2-65. 프로그램 소스 화면(Windows) 348

그림 3-2-66. 무선통신단말기의 블록도 기능 개선 350

그림 3-2-67. 무선통신단말기 Main MCU control 회로 part 352

그림 3-2-68. Solar power management part 회로 353

그림 3-2-69. RTC control 회로 part 353

그림 3-2-70. Main Power control 회로 part 353

그림 3-2-71. 센서 Interface control part 354

그림 3-2-72. GPIO interface 회로 part 354

그림 3-2-73. 무선통신 회로 part 355

그림 3-2-74. 무선통신단말기 보드 PCB Artwork 도면 356

그림 3-2-75. 무선통신단말기 보드 PCB Artwork Silk 도면 356

그림 3-2-76. 무선통신 단말기 보드 PCB 357

그림 3-2-77. 무선통신단말기 케이스 설계 도면 358

그림 3-2-78. 무선통신단말기 케이스 제작품 359

그림 3-2-79. Sleep-Wakeup mode 순서도 360

그림 3-2-80. 전원별 제어회로 part 360

그림 3-2-81. 다목적 센서 함수비 측정부 PCB 361

그림 3-2-82. 3W rule 및 land처리 362

그림 3-2-83. 가속도/회전각/자이로 측정센서부 PCB 362

그림 3-2-84. 다목적 일체형센서 케이스 설계 도면 362

그림 3-2-85. 다목적 일체형센서 제작품 363

그림 3-2-86. 지표형 센서 케이스 설계 도면 363

그림 3-2-87. 지표형 센서 제작품 364

그림 3-2-88. 철도 침수센서 기구부 도면(좌) 및 제작품(우) 365

그림 3-2-89. 철도Rail온도센서 기구부 도면(좌) 및 제작품(우) 365

그림 3-2-90. 초음파 홍수위센서 설치 예(일본OKI-좌,... 366

그림 3-2-91. 철도교량 홍수위 측정용 초음파 수위계 366

그림 3-2-92. 전원관리 Modeling 367

그림 3-2-93. 무선통신단말전원구성(좌)/게이트웨이전원구성(우) 368

그림 3-2-94. IoT 플랫폼 개요도 378

그림 3-2-95. Mobius IoT 플랫폼 구성도 380

그림 3-2-96. Mobius IoT 플랫폼 구축순서 380

그림 3-2-97. IoT 및 기존 계측시스템의 프로토콜 종류 381

그림 3-2-98. MQTT 메시지 개념도 382

그림 3-2-99. IoT 표준프로토콜 호환형 서버 프로그램 소스 384

그림 3-2-100. IoT 표준프로토콜 호환형 서버 프로그램 실행화면 384

그림 3-2-101. LoggerNet 설정화면 385

그림 3-2-102. LoggerNet 통신 로그 386

그림 3-2-103. LoggerNet과 연동하여 IoT 데이터베이스 저장 프로그램 387

그림 3-2-104. IoT기반 철도재난 대응 다목적 센서 서버 프로그램 소스 392

그림 3-2-105. IoT기반 철도재난 대응 다목적 센서 서버 프로그램 실행화면 392

그림 3-2-106. IoT 모니터링 현장 추상화 393

그림 3-2-107. IoT 센서 추상화 394

그림 3-2-108. IoT 관리기준 추상화 394

그림 3-2-109. IoT 모니터링 현장 논리적 구조 설계도 395

그림 3-2-110. 계측데이터 베이스 ER-Diagram 398

그림 3-2-111. 스마트폰 앱 접속화면 399

그림 3-2-112. 스마트폰 GIS 구동화면 399

그림 3-2-113. 측정자료 조회화면 400

그림 3-2-114. 측정자료 그래프 화면 400

그림 3-2-115. 측정시각 추가 400

그림 3-2-116. 로우값 수정 400

그림 3-2-117. IoT 모니터링 서비스 프로그램(안드로이드) 성능평가 구성도 401

그림 3-2-118. 센서 및 센서값 표출화면 403

그림 3-2-119. 센서값 실시간 표출 404

그림 3-2-120. 그래프 실시간 표출화면 405

그림 3-2-121. Digi-Mesh Network를 통한 Node 구성 406

그림 3-2-122. SUN기반 무선통신체계 구성 407

그림 3-2-123. LoRa기반 통신체계 구성 409

그림 3-2-124. LTE-R기반 통신체계 구성 410

그림 3-2-125. LTE-R 통신 Intreface장치(보드/케이스도면) 410

그림 3-2-126. TESTBED 구축 계획도 412

그림 3-2-127. TESTBED 현장 시스템 위치도 412

그림 3-2-128. TESTBED 센서 설치 위치도 412

그림 3-2-129. Gateway 함체 전경 및 안내문 명판 413

그림 3-2-130. Gateway 측면부 전경 413

그림 3-2-131. Gateway to Sensor Node 위치 및 설치사진 414

그림 3-2-132. 센서 설치방향에 따른 세부 측정값 증감 방향 415

그림 3-2-133. 현장의 센서 가속도 및 회전각 그래프 데이터 416

그림 3-2-134. 기상청 강우데이터와 함수비 측정데이터의 비교 그래프 416

그림 3-2-135. 계측데이터 수집소프트웨어 417

그림 3-2-136. 계측데이터 그래프(대기온도, 배터리) 417

그림 3-2-137. 계측데이터 그래프(대기온도, 함수비, 토양온도) 418

그림 3-2-138. 계측데이터 그래프(대기온도, 회전각) 418

그림 3-2-139. 계측데이터 그래프(대기온도, 가속도) 418

그림 3-2-140. 모니터링 프로그램(C/S) 메인화면(철도연 원내시험) 419

그림 3-2-141. 모니터링 프로그램(모바일) 메인화면(철도연 원내시험) 419

그림 3-2-142. 센서 및 시스템 사진 424

그림 3-2-143. 현장구축 계획도 425

그림 3-2-144. 서측옹벽 하단 설치사진 429

그림 3-2-145. 서측옹벽 상단 설치사진 431

그림 3-2-146. 정면옹벽 하단 설치사진 433

그림 3-2-147. 정면옹벽 상부 설치사진 435

그림 3-2-148. 레일온도/침수위 설치사진 437

그림 3-2-149. 철탑(변위센서) 설치사진 439

그림 3-2-150. 게이트웨이 설치사진 441

그림 3-2-151. 모니터링PC 설치사진 442

그림 3-2-152. 계측모니터링소프트웨어 Main화면 443

그림 3-2-153. 현장모니터링 소프트웨어 첫 화면 444

그림 3-2-154. 관리자 ID/PW 창 444

그림 3-2-155. 센서별 계측데이터 설정/확인 화면 445

그림 3-2-156. 그래프 설정/확인 화면 445

그림 3-2-157. 보고서 설정/확인 화면 446

그림 3-2-158. 계측관리 설정/확인 화면 446

그림 3-2-159. 구글플레이 어플검색화면 447

그림 3-2-160. 안드로이드앱 로그인 화면 447

그림 3-2-161. 안드로이드앱 GIS 표출화면 447

그림 3-2-162. 계측화면자료 448

그림 3-2-163. 센서값 그래프화면 448

그림 3-2-164. 테스트베드 위치(사면 TESTBED) 450

그림 3-2-165. IoT 센서 설치 전경(사면 테스트베드) 451

그림 3-2-166. IoT 모니터링 프로그램(사면 테스트베드 451

그림 3-2-167. IoT 모니터링 프로그램(C/S) 메인화면 453

그림 3-2-168. 계측자료 화면 454

그림 3-2-169. 측정값 조합화면 455

그림 3-2-170. 계측관리 화면 456

그림 3-2-171. 그래프 조회 화면 457

그림 3-2-172. 그래프 설정화면 457

그림 3-2-173. 보고서 조회 화면 459

그림 3-2-174. 보고서 설정화면 459

그림 3-2-175. 자료실 화면 460

그림 3-2-176. 분석 관리 모듈 화면 461

그림 3-2-177. 3σ법(시스템 출력 화면) 462

그림 3-2-178. 수두손실률법(시스템 출력 화면) 463

그림 3-2-179. 장래침하예측법(시스템 출력 화면) 464

그림 3-2-180. 사용자 수식계산(시스템 출력 화면) 465

그림 3-2-181. 빅데이터 분석(시스템 출력 화면) 466

그림 3-2-182. 연속 관리기준치법 설명 466

그림 3-2-183. IoT 모니터링 서비스 프로그램(C/S) 성능평가 구성도 467

그림 3-2-184. GIS맵상 센서 및 센서값 표출화면 470

그림 3-2-185. 센서값 실시간 표출 471

그림 3-2-186. 그래프 실시간 표출 화면 472

그림 3-2-187. 보고서 실시간 표출화면 472

표목차

표 1-1-1. 경제적/시장성 대응 측면에 따른 연구 필요성 36

표 2-1-1. 기상청의 지진관측소 현황(2010.05 기준) 53

표 2-1-2. 한국지질자원연구원의 지진관측소 현황(2010.05 기준) 53

표 2-1-3. 지진재해대책법에 따라 설치된 시설물 지진가속도계 설치 현황 54

표 2-1-4. 국외 지진 모니터링 시스템 구축 현황 및 주요 모델 56

표 2-1-5. 국외 지진계 주요 모델 및 특징 57

표 2-1-6. 국외 지진가속도계 주요 제품 제원 비교 58

표 2-1-8. 국외 지진기록계 제품 및 특징 60

표 2-1-9. 국외 지진기록계 주요 모델 성능 비교 61

표 2-1-1. 기상청 기상특보 발령기준(별표6)의 강우 관련부분 70

표 2-1-2. 철도기상주의보 발령시 분야별 조치(별표7) 중 철도운행 관련부분 70

표 2-1-3. 철도기상경보 발령시 분야별 조치(별표9) 중 철도운행 관련부분 70

표 2-2-1. 국내 지진조기분석 관련 논문 발표현황 75

표 2-2-2. 국내 경보체계 관련 연구현황 76

표 2-2-3. 국내 지진 가속도 계측기 시장 참여 업체 77

표 2-2-4. 해외 지진조기대응 관련 논문 발표현황 79

표 2-2-5. 센서의 요소기술 88

표 3-1-1. Sensing Core 부품 교체 후의 Tilt Test 결과 96

표 3-1-2. 자유장 지진가속도계측센서 표준규격(제39조 관련) 102

표 3-1-3. 지진가속도계측센서 검사방법(제37조 관련) 103

표 3-1-4. 지진가속도계 시제품 성능평가 결과 종합 108

표 3-1-5. 센싱 보드 동적 범위 110

표 3-1-6. 지진가속도계 시제품 성능평가 결과 종합 지진가속도계 시제품 출력전압 선형 비 111

표 3-1-7. 가속도 Sensor 시제품 성분별 감쇠율 114

표 3-1-8. 자유장 지진가속도기록계의 표준규격 131

표 3-1-9. 디지타이저 성능평가 결과 134

표 3-1-10. 동적범위 시험 결과 비교 134

표 3-1-11. 디지타이저 시제품 동적범위 시험 결과 135

표 3-1-12. 주파수별 디지타이저 Count값 시험 결과 139

표 3-1-13. 지진 데이터 포맷 지원 사양 141

표 3-1-14. Earthworm 주요 모듈 기능 143

표 3-1-15. 전송계 주요 모듈 기능 144

표 3-1-16. 고정길이 miniSEED 헤더 구조 152

표 3-1-17. 1000번 Blockette 구조 153

표 3-1-18. 전송계 목표 성능 157

표 3-1-19. 전송계 성능평가 결과 종합 158

표 3-1-20. 기준 장비와 개발 장비의 비교오차 1% 미만(2Hz) 161

표 3-1-21. 판암 지진관측소 정보 165

표 3-1-22. 수집시스템 – 프로그램 목록 167

표 3-1-23. 철도지진조기대응시스템 지진감쇠식 적용을 위한 가중치 171

표 3-1-24. 분석시스템 – 프로그램 목록 172

표 3-1-25. 대전도시철도역 위⋅경도 좌표 174

표 3-1-26. 대응시스템 – 프로그램 목록 175

표 3-1-27. 메뉴 구성 178

표 3-1-28. 수집시스템 측정항목 180

표 3-1-29. 분석시스템 측정항목 180

표 3-1-30. 대응(운영)시스템 측정항목 180

표 3-1-31. 통합플랫폼시스템 측정항목 181

표 3-1-32. 지진조기대응시스템 서버 상세내용 182

표 3-1-33. 수집시스템 성능평가 결과 183

표 3-1-34. 분석시스템 성능평가 결과 183

표 3-1-35. 대응(운영)시스템 성능평가 결과 184

표 3-1-36. 통합플랫폼시스템 성능평가 결과 184

표 3-1-37. 철도지진조기대응 통합운영플랫폼 테이블 목록 196

표 3-1-38. 철도지진조기대응시스템 조기분석파라미터 196

표 3-1-39. 철도지진조기대응시스템 관측소 기본정보 196

표 3-1-40. 철도지진조기대응시스템 관측소 상세정보 197

표 3-1-41. 철도지진조기대응시스템 Trigger 정보 197

표 3-1-42. 철도지진조기대응시스템 Trigger 파일 정보 198

표 3-1-43. 철도지진조기대응시스템 Trigparams 정보 198

표 3-1-44. 철도지진조기대응시스템 추정 정보 199

표 3-1-45. 철도지진조기대응시스템 트리거 그룹 200

표 3-1-46. 철도지진조기대응시스템 대응코드 생성 결과 200

표 3-1-47. 철도지진조기대응시스템 사용자 정보 관리 200

표 3-1-48. 통합운영플랫폼 – 프로그램 목록(Controller) 201

표 3-1-49. 통합운영플랫폼 – 프로그램 목록(DAO) 201

표 3-1-50. 통합운영플랫폼 – 프로그램 목록(View) 202

표 3-1-51. KISSTOOL 연계 정보 203

표 3-1-52. SeedLink 주요 명령 205

표 3-1-53. KISS TOOL 수집시스템 – 프로그램 목록 206

표 3-1-54. 통합플랫폼시스템 측정항목 208

표 3-1-55. 통합플랫폼시스템 판정기준 208

표 3-1-56. 시제품 지진기록계 및 가속도센서 사양 209

표 3-1-57. 부대공사 시공방법 210

표 3-1-58. 포항지진 이벤트 분석 결과(변전소) 225

표 3-1-59. 포항지진 이벤트 분석 결과(자유장) 227

표 3-1-60. 시제품 지진가속도센서 성능 결과 비교 229

표 3-1-61. 시제품 지진 기록계 성능 결과 비교 229

표 3-1-62. 통합운영시스템 구성 234

표 3-1-63. 지진 규모별 세부 규정 237

표 3-1-64. 지진발생 시 고속철도 운전취급세칙 239

표 3-1-65. 국외 지진 시 철도 운행기준 241

표 3-1-66. 대상교량의 고유치 해석결과 243

표 3-1-67. 임계속도 분석 243

표 3-1-68. 동적 성능기준 및 해석결과 최대치 245

표 3-1-69. 국외 지진 시 철도 운행기준 246

표 3-1-70. 위험요인별 운전취급 규정 261

표 3-1-71. 운전취급 규정 262

표 3-1-72. 철도시스템 자연재해 위험 대응기술 263

표 3-2-1. 설명변수와 목적변수 274

표 3-2-2. 절취법면 심층붕괴의 위험도 평가방법 : 기본점(15.56) 275

표 3-2-3. 성토사면의 위험도 평가방법 : 기본점(13.14) 275

표 3-2-4. 지반물성 284

표 3-2-5. SWCC(Van Genuchten) 284

표 3-2-6. 쌓기 비탈면 기준안전율(비탈면 설계기준) 285

표 3-2-7. 기준 안전율 1.3 적용 시 시간-누적우량 비교(30mm/hr) 291

표 3-2-8. 기준 안전율 1.3 적용 시 시간-누적우량 비교(50mm/hr) 291

표 3-2-9. 기준 안전율 1.3 적용 시 시간-누적우량 비교(30mm/hr : Case 0) 291

표 3-2-10. 기준 안전율 1.3 적용 시 시간-누적우량 비교(50mm/hr : Case 0) 291

표 3-2-11. 일반철도 선로침수 시 운전규제 기준 293

표 3-2-12. 고속철도 선로침수 시 운전규제 기준 293

표 3-2-13. 레일온도에 따른 열차운전규제 기준 294

표 3-2-14. 강우시 운전규제 기준 294

표 3-2-15. 지반 물성 297

표 3-2-16. 표준사 물성 298

표 3-2-17. 운동 형태에 따른 가속도 및 회전각 변화 309

표 3-2-18. 성능시험 계측기 및 통신기기 329

표 3-2-19. "실시간 계측데이터 DB 저장" 성능 목표 332

표 3-2-20. "실시간 계측데이터 DB 저장"의 시험결과 333

표 3-2-21. "통신복구 시 누락 데이터 재전송" 성능 목표 336

표 3-2-22. "실시간 계측데이터 DB 저장"의 시험결과 337

표 3-2-23. 데이터로거의 임베디드 프로그램(CR1000) 338

표 3-2-24. 데이터로거의 임베디드 프로그램(CR6) 339

표 3-2-25. 무선통신 동작상태를 위한 Status 프로토콜 정의 350

표 3-2-26. 기존 IoT 플랫폼과의 구별점 379

표 3-2-27. MQTT 메시지 코드 정의 382

표 3-2-28. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(메인) 387

표 3-2-29. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(서버와 게이트웨이 코드정의) 388

표 3-2-30. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(명령코드 정의) 388

표 3-2-31. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(센서 종류 코드 정의) 388

표 3-2-32. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(위치코드 정의) 389

표 3-2-33. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(노드코드 정의) 389

표 3-2-34. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(데이터 정의) 389

표 3-2-35. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(센서 ID 정의) 389

표 3-2-36. 철도재난 대응 다목적 센서 자료규격(CRC 코드) 390

표 3-2-37. 센서 설정 테이블(tlb_CodeTable) 395

표 3-2-38. 현장 설정 테이블(Tlb_FieldName) 395

표 3-2-39. 현장 종류 테이틀(Tlb_FieldType) 396

표 3-2-40. 센서 종류 테이틀(Tlb_Instrument) 396

표 3-2-41. 위치 테이틀(Tlb_Location) 396

표 3-2-42. 침하, 변위 등 관련 테이틀(tlb_Settlement) 396

표 3-2-43. 지하수위, 압력, 수질, 수위, 함수비 관련 테이틀(tlb_WaterLevel) 396

표 3-2-44. 경사 관련 테이블(tlb_Slant) 397

표 3-2-45. 관리 기준 테이블(tlb_Management) 397

표 3-2-46. IoT 모니터링 서비스 프로그램(안드로이드) 성능평가 일정 402

표 3-2-47. "IoT 모니터링 서비스 프로그램(안드로이드)" 성능평가 지원센서 402

표 3-2-48. "IoT 모니터링 서비스 프로그램(안드로이드)" 성능평가 목표 403

표 3-2-49. "IoT 모니터링 서비스 프로그램(안드로이드)" 성능평가 목표 404

표 3-2-50. "IoT 모니터링 서비스 프로그램(안드로이드)" 성능평가 목표 405

표 3-2-51. 기존 Mesh Network와 Digi-mesh Network 구성의 차이점 비교 408

표 3-2-52. 센서별 철도재난대응 연계항목 421

표 3-2-53. 다목적센서 사양 421

표 3-2-54. 변위센서 사양 422

표 3-2-55. 레일온도센서 사양 422

표 3-2-56. 관리기준치 설정 448

표 3-2-57. 센서별 철도재난대응 연계항목 450

표 3-2-58. IoT기반 재해우려개소 모니터링 플랫폼 특징 452

표 3-2-59. IoT 모니터링 서비스 프로그램(C/S) 성능평가 일정 468

표 3-2-60. 성능평가 지원센서 469

표 3-2-61. "IoT 모니터링 서비스 프로그램(C/S)" 성능평가 목표 469

표 3-2-62. "IoT 모니터링 서비스 프로그램(C/S)" 성능평가 목표 470

표 3-2-63. "IoT 모니터링 서비스 프로그램(C/S)" 성능평가 목표 471

표 4-1-1. 일본 지진조기대응시스템을 통한 인명 피해 경감 효과 475

수식목차

식 3-2-1 271

식 3-2-2 272

식 3-2-3 272

식 3-2-4 272

식 3-2-5 272

식 3-2-6a 273

식 3-2-6b 273

식 3-2-6c 273

식 3-2-7a 273

식 3-2-7b 273

식 3-2-7c 273

식 3-2-8 284

수식 3-3-1 322

수식 3-3-2 322

수식 3-3-3 322

수식 3-3-4 322

수식 3-3-5 322

수식 3-3-6 323

수식 3-3-7 323

수식 3-3-8 323

수식 3-3-9 323

수식 3-3-10 323

수식 3-3-11 324

수식 3-3-12 324

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지진 및 강우재해에 대한 철도대응시스템 핵심기술 개발 = Development of core technologies for a railway response system against earthquake and rainfall disasters 이용현황 표 - 등록번호, 청구기호, 권별정보, 자료실, 이용여부로 구성 되어있습니다.
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