전림프계의 방사선치료시 선형가속기와 토모테라피를 이용하여 치료계획 수립 시 유용성을 확인하였다. 실험에 동의한 실험대상자 15명(남: 7명, 여: 8명)의 모의치료영상을 Somatom Sansation Open 16 channel으로 획득하여 이를 각각 의료용 선형가속기 치료계획 장치와 토모테라피 치료계획 장치로 전송하고 종양체적과 정상조직(전체 폐, 척수,우측신장, 좌측신장)을 구분하여 종양조직에 750 cGy를 설정하여 종양조직의 선량 적합성, 정상조직의 선량흡수정도,선량분포양상 그리고 선량체적곡선을 비교하여 평가하였으며 SPSS Ver. 18.0을 이용하여 대응표본검정을 실시하였다. 종양의 흡수선량 측정결과 토모테라피의 경우 751.0 ± 4.7 cGy, 선형가속기는 746.9 ± 14.1 cGy의 선량을 보였으며 이는 통계적으로 유의하지 않았다(p>0.05). 정상조직의 경우 전체 폐, 척수, 우측신장, 좌측신장에 입사되는 평균 방사선량은 토모테라피가 선형가속기보다 다소 낮은 방사선 흡수량을 보였다. 선량체적곡선에서 종양조직 및 정상조직 모두 적합한 양상을 보였다. 즉, 종양 및 정상조직의 선량흡수정도, 선량분포양상, 선량체적 곡선을 살펴본 결과모두 적합한 치료효과비를 보인 것으로 판단되며 토모테라피 치료가 다소 높은 치료효율을 보였다. 토모테라피를 이용한 치료는 폐쇄형 치료공간과 긴 치료시간의 단점이 있기 때문에 오랜시간 자세재현이 불가능한 환자의 경우, 제한적으로 선형가속기 치료를 실시하여도 무방할 것으로 판단된다.

천연 탄탈의 중성자포획에 의한 공명에너지를 측정하기 위하여 교토대학의 원자로연구소의 46-MeV 전자선형가속기의 광핵반응에서 발생하는 중성자를 이용하였다. 중성자포획에서 발생되는 즉발감마선을 BGO(Bi4Ge3O12)섬광검출장치로 측정하였다. 검출장치는 탄탈 시료에서 발생되는 즉발감마선을 기하학적으로 모두 측정하도록 만들어져있으며 측정되어진 전기적 신호를 탄탈의 중성자 공명에너지 동정하는 스펙트럼구성에 사용하였다. 연구에서 사용되어진 중성자의 에너지는 1 ~ 200 eV 영역에 대하여 각각의 공명에너지를 분석하였다. 중성자에너지 측정은 중성자 비행시간법(TOF: Time-of-Flight)을 통하여 측정하였다. 광핵반응을 통한 중성자발생에서는 고에너지영역에서강한 제동복사선이 발생하므로 수 keV영역 이하 영역의 중성자에너지에 대해서만 중성자공명을 측정하였다. 얻어진 Ta에 대한 중성자 포획 공명에너지 측정결과는 이전의 실험에 의한 측정 결과들 및 ENDF/B-VI와 Mughabghab의 평가된 값들과 비교 및 검토를 하였다. 측정되어진 공명들은 4.28 eV에서 거대 공명들을 측정하였고 그 이상의에너지 영역의 다른 공명들도 이론에 의해서 계산되어진 값들과 비교하였다. 144.3 eV를 제외한 공명들은 평가값들과 거의 일치하는 경향을 보였다.

최근 키보드나 마우스 조작이 아닌 사용자의 모션을 인식하여 플레이를 진행하는 체감형 게임에 대한 관심이 증대하고 있다. 일반적으로 이런 게임을 위해서는 사용자 모션을 감지하는 모션 콘트롤러가 필요하다. 본 논문에서는 사용자가 스마트폰을 손에 쥔 채 5가지 타입의 테니스 스윙을 할 때 발생하는 가속도 센서 값의 특징을 분석하고, DWT(Discrete Wavelet Transform) 기반의 테니스 모션 인식 방법을 제안한다. 우리의 방법은 스마트폰이 모션 콘트롤러 역할을 할 수 있게 함으로써, 사용자는 별도의 모션 콘트롤러를 구입할 필요 없이 손쉽게 체감형 테니스 게임을 즐길 수는 장점이 있다. 제안된 방법을 기반으로 테니스 게임 프로토타입을 개발하여 실험한 결과, 제안된 방법은 테니스 게임 진행에 충분히 높은 인식률을 보여 컴퓨터 게임에서 유용함을 확인하였다.

This study suggests the operation plan of the seismic acceleration instrument installed in the domestic facilities and the using plan of the measured data through the provided data and the case study of the U.S.A and Japan

본 논문에서는 건축물의 실시간 피드백 진동제어를 위한 기초연구로써, 자체 기술력을 바탕으로 개발된 무선 가속도센서 시스템 및 프로토타입 (Prototype) AMD 시스템을 결합하여 피드백 진동제어 시스템을 구성하고, 모형 건축물을 대상으로 구성된 제어시스템의 기초성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 우선 MEMS 센서 소자 및 블루투스 통신 모듈 기반의 무선 가속도 센서 유닛, 실시간 가속도 응답획득 및 제어법칙에 근거한 제어출력을 구현하도록 구성한 운영프로그램 등을 개발하였다. 또한 AC 서보모터를 이용해 기동되도록 설계한 프로토타입 AMD 및 모터 드라이버 시스템을 구성하였다. 마지막으로 이를 이용해 실시간 피드백 진동제어 시스템을 구성하였고, 2층 모형 건축물을 대상으로 실험실 규모의 진동제어 실험을 수행하여 목적된 구조물의 진동저감 효과를 정량적으로 분석하였다. 실험의 결과, 모형 구조물의 1차 및 2차 공진주파수 그리고 랜덤주파수 등의 실험조건에서 명확한 진동저감의 효과를 확인할 수 있었으며, 종국적으로 본 논문에서 개발한 무선 가속도센서 시스템 및 AMD 시스템이 향후 여타 구조물의 진동제어를 위한 효과적인 수단으로 응용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

볼륨 광선 투사법은 볼륨 데이터를 가시화하는 기법 중 고화질 영상을 만들어내는 기법이다. 하지만 일반적으로 볼륨 데이터는 매우 크기 때문에 렌더링 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 이를 보완하기 위하여 최근에는 GPU를 이용하여 볼륨 광선 투사법을 가속화하는 많은 기법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 볼륨 광선 투사법을 가속화하기 위한 GPU 기반의 옥트리 탐색을 통한 효과적인 빈 공간 도약 기법을 제안한다. 여기서는 최대-최소 옥트리를 생성하고 옥트리의 루트 노드부터 정점분할을 이용하여 빈 공간을 식별한다. 찾아낸 빈 공간을 삭제함으로써 볼륨 데이터에서 의미 있는 객체를 둘러싸는 바운딩 다면체를 최소화 시킨다. 최소화 된 바운딩 다면체에 대해서만 렌더링을 진행함으로써 기존의 볼륨 광선 투사법과 비교하여 빠른 시간에 동일한 결과물을 생성한다.

The mean wind speed and turbulence intensity profiles in the atmospheric boundary layer were extracted from a LIDAR remote sensing campaign in order to apply for CFD validation. After considering the semi-steady state field data requirements to be used for CFD validation, a neutral atmosphere campaign period, in which the main wind direction and the power-law exponent of the wind profile were constantly maintained, was chosen. The campaign site at the Pohang Accelerator Laboratory, surrounded by 40~50m high hills, with an apartment district spread beyond the hills, is to be classified as a semi-complex terrain. Nevertheless, wind speed profiles measured up to 100m above the ground fitted well into a theoretical-experimental logarithmic-law equation. The LIDAR remote-sensing data of the sub-layer of the atmospheric boundary layer has been proven to be superior to the data obtained by conventional extrapolation of the wind profile with 2 or 3 anemometer measurements.

최근의 3D게임이나 가상현실을 위한 지형 시각화 응용에서는 사실적인 장면을 렌더링 하기 위해 고화질 영상을 실시간에 제공하는 GPU기반의 광선투사법을 이용한다. 이 방법은 지형데이터의 크기가 증가할수록 샘플링 해야 하는 텍셀의 개수가 증가하기 때문에 렌더링 속도가 저하된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 GPU에서 사진트리를 기반으로 수행되는 바운딩 박스 세분화를 이용하여 빈 공간이 제거된 바운딩 박스를 생성하고 이를 이용하여 광선투사법을 가속화하는 방법을 제안한다. 이 방법은 각 광선마다 빈 공간 도약을 위해 트리를 탐색하여 중복된 탐색연산을 수행해야 했던 기존의 방법과 달리 바운딩 박스를 이용하여 탐색 연산을 단 1번만 수행하도록 하여 수행속도를 가속화 하였다.

본 연구는 실제 교량에서 차량 주행에 따른 가속도 계측 자료를 이용하여 교량의 고유진동수를 진동 모드별로 파악한 후, 수치 모델링을 통하여 유도된 동적하중에 따른 6차 모드까지의 고유진동수를 고려하여 처짐을 계산할 수 있는 산정식에 관한 것이다. 처짐 계산식은 모드중첩법에 의한 비감쇠 강제진동 이론을 이용하여 교량을 등속도로 이동하는 동적 주행하중에 의해 발생하는 처짐을 계산할 수 있도록 수치 모델링을 하였으며, 이를 검증하고 자동으로 계산할 수 있도록 하였다. 그리고, 제안된 처짐 계산식을 검증하기 위하여 콘크리트 교량을 대상으로 동적재하시험을 실시하여 처짐을 측정하고 이 값을 본 연구의 처짐 계산식의 결과와 비교하여 정확성 및 타당성 검증을 실시하였다. 이 결과, 본 연구에서 제시하는 처짐 계산식은 고유진동수를 고려하는 진동모드의 차수가 낮은 경우에 비교적 정확한 처짐을 예측하며, 주행속도에 따라서는 적용하는 진동 모드 차수에 의하여 처짐 예측의 정확도가 영향을 받는 것을 확인하였다. 그리고, 주행속도가 비교적 빠른 경우에 한하여 본 연구에서 제시하는 처짐 계산식은 진동 모드에 상관없이 비교적 정확하고 신뢰도가 양호한 계산 결과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

일본 고베지진(1995), 타이완 지지(Chichi)지진(2000), 우리나라 남해안 지역 및 대도시지역에서 지반 흔들림이 감지된 일본 후쿠오카지진(2005), 중국 쓰촨성대지진(2008), 일본 이와떼·미야기지진(2008), 최근의 일본 동북지방대지진(2011)과 같은 한반도 주변지역에서의 지진발생 사례와 함께 한반도내에서 최근 발생된 강원도 월정사지진(2007년) 등은 한반도의 지진발생 빈도 증가와 더불어 지진에 대한 안전지대가 아니라는 경각심과 함께 지진 피해 가능성에 대한 인식을 제고시키고 있다. 최근 일본 동북지방대지진(M9.0)과 중국에서 발생한 쓰촨성대지진(M8.0), 일본 이와떼·미야기지진(M7.2)은 진앙지 주변지역에 위치한 많은 댐들에 크고 작은 지진 피해를 발생시켰다. 특히, 중국 쓰촨성 대지진은 쓰촨성 일대 약 400개의 중·대형댐에 크고 작은 손상을 입힘으로써 지진대비 댐시설물 안전관리에 대한 대책 마련의 필요성을 부각시키고 있다. 댐 시설물은 국민생황과 안전에 밀접한 공공성이 강한 국가 주요시설물이므로 댐 관리주체는 지진대비 댐의 안전성을 확인함으로서 지진에 의한 피해를 최소화 할 의무가 있다. 일본 고베지진 이후 국내 내진설계기준(건설교통부, 1997)이 개정되었으며 2011년 개정된 댐설계기준·해설(건설교통부)에는 내진특등급 댐의 경우에는 의무적으로 지진계를 설치하고 정상상태를 유지하여야 함을 규정하고 있다. 이에 국내에서 대부분의 중요한 대댐을 관리하고 있는 한국수자원공사는 31개의 신규댐 및 설계당시 지진계가 설치되어 있지 않은 기존댐에 총 99대의 지진가속도계 설치를 2008년 완료하여 운영중에 있으며, 4대강살리기사업 16개 보에 총 30대의 지진가속도계 설치를 완료하였다. 현재 31개 댐에 설치된 99대의 지진가속도계는 실시간으로 각 댐에서 감지되는 지진파형을 모니터링하고 최대 가속도를 분석하여 댐의 내진안전성을 신속히 파악하기 위해 댐 실시간지진감시시스템(Dam Earthquake Monitoring System)에 연계되어 통합운영되고 있으며, 향후 4대강 16개 보 지진가속도계의 추가연계와 소방방재청 등 국가지진관측망과의 자료공유를 위해 시스템을 업그레이드할 계획이다. 댐의 내진안전성에 대한 연구사례는 다음과 같다. 한국수자원공사는 2001년에서 2003년까지 고베지진이후 강화된 내진설계기준에 따라 동적해석기법으로 다목적댐과 용수전용댐에 대한 내진성능평가를 실시하였으며, 평가결과 다목적댐과 용수전용댐은 현재의 강화된 내진설계기준에 대해 모두 내진안전성을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 수치해석을 이용한 지진발생시 댐의 안전성 평가는 댐재료의 동적물성 및 해석결과의 적정성을 평가하여야만 그 결과에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다. 이를 위해 지진계측기록을 활용하여 댐의 실제 고유주기(Fundamental period)를 산정하는 방법에 대한 연구(하익수, 2008)가 수행되었고 수치해석에 의한 고유주기를 계측에 의한 고유주기와 일치시켜 동적물성을 검증하는 방법에 대한 연구(하익수와 오병현, 2011)와 기존댐 실대규모 발파진동실험을 실시하여 댐의 발파진동가속도 응답특성 및 동적물성 역산에 대한 연구가 수행되었다(이종욱 등, 2011).

최근 전 세계적으로 대규모의 지진이 발생하여 인명 및 재산 피해가 증가하여 지진에 대한 관심 및 국민 불안감이 증대되었다. 이에 따라 미국과 일본 등 선진 국가에서는 지진재해에 대한 국가차원의 방재 대책을 마련하기 시작했고 이에 발맞추어 국내에서도 지진재해대책법 제정 등 지진방재에 대한 대책을 마련하였다. 한국농어촌공사는 2008년 3월 28일 제정된 지진재해대책법에 따라 2008년 담양저수지를 시범지구로 선정 저수지 마루부 및 사면 중간부, 자유장에 각각 3성분의 가속도 센서를 설치하였다. 이후 “지진가속도계측기 설치 및 운영기준(2010. 9. 7고시)”에 의거 2010년에 2개 지구, 2011년에 4개 지구에 추가 설치하여 계측을 실시하고 있다. 한국농어촌공사 농업용 저수지는 흙과 암괴 등의 재료를 이용하여 축조한 필댐(Fill Dam)으로 댐의 축조가 매우 경제적이고 용이하다. 필댐 축조시 흙은 비교적 투수성이 크므로 이를 보완하기 위해 수밀성이 좋은 재료(점토 등)를 사용하여 차수하게 되는데, 차수단면의 형상과 위치에 따라 균일형, 코어형, 죤형, 표면차수벽형 등으로 구분한다. 필댐은 제체 특성상 제체 내부의 부등침하가 발생할 수 있고 여수로를 제체와 분리하여 설치하므로 이에 대한 관리가 필요하다. 이러한 필댐의 특성으로 인해 한국농어촌 공사에서는 법에 근거한 대상 15개 저수지에 대한 지진가속도 계측시스템 설치 계획을 세워 진행하고 있으며, 지진가속도 계측값에 따른 지진경보시스템 및 운영 매뉴얼을 마련하여 지진재해에 대비하고 있다. 또한 지진가속도 계측기가 설치되어 있지 않은 저수지 중 제고 15m, 총저수량 100만m3 이상의 저수지에 대해 전기비저항 측선 및 계측공을 설치하여 지진 발생시 계측을 실시, 저수지의 안전에 대비하고 있다.

천연가스는 국가 에너지의 중요한 부분을 담당하고 있으며 경제발전 및 국민생활의 편리를 제공하는 함은 물론 환경을 보전하는 친환경에너지로 그 가치를 더해가고 있다. 한국가스공사는 천연가스를 수입, 개발하여 전국에 공급하는 가스회사로 인수기지 설비 뿐 아니라 3,000 km에 이르는 주배관을 보유, 운용하고 있으며, 최근 빈발하는 지진을 비롯하여 자연재해에 대한 대비를 철저히 함으로써 천연가스의 안정적 공급에 만전을 기하고 있다. 현재 생산기지에 설치하여 운용되고 있는 지진계는 총 5기이며 사내 네트워크 망을 이용한 지진모니터링시스템을 통하여 각 기지 통제소에서 설비의 운용에 활용하고 있으며, 연구개발원에서 지진데이터를 활용한 연구를 수행하고 있다. 생산기지에서 전국으로 송출된 고압가스는 각 지역의 정압관리소에서 감압된 후 도시가스회사 및 발전소 등에 공급되고 있다. 전국에 위치하는 약 100 여개의 정압관리소에 지진가속도 계측기가 설치되어 운용되고 있으며, 지진데이터는 설비전용망인 SCADA 시스템을 통하여 각 지역본부에 전송되어 설비의 운용에 활용되고 있다. 현재 지진가속도 데이터를 소방방재청에 전송하기 위한 통합 지진 네트워크 망 구성과 시스템 구현이 완료되고 있는 시점이다. 이 통합 네트워크가 완성되면 한국가스공사 지진가속도 전체 데이터가 단일 네트워크에 통합되어 설비운영에 활용될 것이며 지진에 대비한 연구개발 측면에서도 활용도가 증대될 것으로 기대된다.

전력설비 지진관측망은 주요 전력시설물인 원자력발전소 인근, 화력발전소, 765/345kV 변전소, 수력/양수댐 부지의 실시간 지진감시를 위해 운영 1999년 이후로 단계적으로 구축되고 운영되고 있으며, 2008년 발효된 지진재해대책법에 따라 지진관측 구성기기 및 설치 위치 등을 보완하고 있다. 상기 주요 전력시설물에 대해서는 내진설계 혹은 내진성능평가를 통해 제시된 시설물의 내진성능수준을 이용하여 지진관측망의 안전조치 지진동크기로 설정하고 있다. 주요 전력시설물에 설치된 지진관측장비의 운영 및 관리 주체는 원자력발전소 및 수력/양수댐인 경우는 한수원(주), 화력발전소인 경우는 5개 전력그룹사(남부발전, 남동발전, 서부발전, 동부발전, 동서발전), 765/345kV 변전소인 경우는 한전으로 구분되어 있다. 한편 전력공급망은 전기를 생산하는 발전소와, 변전소를 통한 송전망, 일반 설비로 구성된 배전망이 동시에 유기적으로 연계된 망이며, 해당 설비 위치가 공간적으로 중복되거나, 국부적인 피해가 전국적인 전력공급 장애를 가져올 수 있기 때문에 발전소, 변전소, 일반 설비의 지진피해특성은 일관되고도 체계적으로 감시될 필요가 있다. 이에 따라 전력공급 업무를 최종적으로 책임지고 있는 한전은 전력시설물 별로 분리되어 운영되고 있는 지진감시서버를 한전 전력연구원 지진감시센터를 중심으로 연계하여 전체적인 자료를 관리하고, 지진피해시 신속하고 체계적으로 대응할 수 있는 정보를 제공할 수 있는 전력설비 지진피해대응시스템을 2014년까지 구축하여 시범운영할 계획이다.

2008년 3월에 지진재해대책법이 제정되었고, 지진가속도계측기의 배치를 계획하고 성능과 시스템 구성에 있어서 표준안이 될 수 있는 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’ 이 2010년에 고시되었다. 하지만 지난 1년여 간의 지진가속도계측시스템 운영 결과 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’ 에 대한 현실적·기술적 부분에 대한 문제점이 발견되었고 지진가속도 계측이 체계적으로 수행될 수 있도록 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’에 대한 개선이 필요하다고 판단되었다. 이에 본 연구는 토목구조물에 대한 지진가속도계측기의 효율적인 설치, 운영에 대한 연구를 수행하였다. 현행 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’의 제3장 지진가속도계측기 설치대상 시설 중 제8조(설치대상 시설)의 4항에 ‘「건설기술관리법」 제34조에 따른 현수교 및 사장교’ 의 고시 내용 중 민자로 건설된 현수교 및 사장교를 설치의무대상으로 지정하고, 제8조(설치대상 시설)의 11항을 신설하여 항만시설을 계측대상에 포함시켰다. 또한 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’의 제4장 지진가속도계측기의 설치 위치 중 제5절 현수교 및 사장교, 제7절 고속철도 교량의 경우 동적 해석을 통하여 지진가속도계측기 설치 위치와 개수를 결정할 수 있다. 하지만 동적 해석을 수행하지 않을 경우 현행 고시가 정한 위치와 개수에 따라 지진가속도계측기를 설치도록 되어 있다. 따라서 본 연구에서는 공학적 검토를 통해 동적 해석을 수행하지 않은 경우 지진가속도계측기 설치 위치와 개수에 대하여 개정안을 제시하였다. 본 연구를 통해 1. 국내 이미 설치 완료된 지진가속도계측시스템을 통해 ‘지진가속도계측기 설치 및 운영기준’의 문제점을 분석하였고 개선사항을 도출하였으며, 2. 본 연구에서 도출된 개선사항을 적용하여 보다 효율적인 센서의 배치와 계측을 통해 정확하고 신뢰성 있는 지진가속도데이터를 축적할 것으로 판단된다.

최근 전 세계적으로 대규모의 지진이 발생하여 인명 및 재산 피해가 증가하자 지진방재에 대한 관심이 고조되고 있다. 지진재해에 대한 국가적인 대책을 마련하기 위해 미국과 일본을 중심으로 한 재난선진국들에서는 지진가속도계측기 활용에 관한 연구를 활발히 진행하고 있다. 우리나라도 2010년 9월 7일, 소방방재청에 의해 “지진가속도계측기 설치 및 운영기준”을 고시하고 지진가속도계측기 설치를 법제적으로 의무화 하였다. 하지만 대상시설물에서 계측된 지진가속도 응답신호를 활용하는 방안은 아직 활성화되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 지진가속도계측기의 활용도 제고를 위해 시설물에 설치된 지진가속도계측기 응답신호의 활용방안을 살펴보았다. 특히 공공기관 청사 및 별관과 국립 대학교를 위주로 건축물의 지진가속도 응답신호를 활용하는 방안을 연구하였다. 우선, 국내·외 건축물의 지진가속도 응답신호를 제공 및 활용하는 사례를 토대로 지진가속도 응답신호를 활용하는 방안을 고찰하였다. 건축물의 지진가속도 응답신호는 상시미진동 측정을 통한 건전성 평가와 유사하게 활용될 수 있다. 지진발생 시 건축물의 안전성을 판단하기 위해서는 계측된 지진가속도 응답신호로부터 건축물의 안전성을 평가할 수 있는 지표 마련과 지진발생 후 손상정도의 파악을 위한 지표의 수준을 설정하는 것이 필요하다. 계측된 지진가속도 응답신호를 분석하여 건축물의 즉각적인 안전성평가가 이뤄질 수 있도록 최대가속도응답, 고유주기, 누적절대속도, 스펙트럼 강도를 안전성 평가지표로 제시하였다. 계측된 지진가속도 신호는 각각의 건축물 안전성 평가지표로 변환하여 분석할 수 있다. 첫째로 지진가속도 응답신호의 최대가속도응답을 파악하여 허용치를 벗어나는 응답의 발생여부를 파악할 수 있다. 각 건축물의 내진설계기준에 따라 적용된 허용하중을 벗어나면 정밀구조안전진단이 요구된다. 둘째로 고유치해석으로 산정된 고유주기의 평상시와 지진발생시의 변화를 분석하여 변동의 폭이 허용치를 벗어나는 것으로 건축물 안전성을 평가할 수 있다. 마지막으로 지진파의 평균속도개념인 누적절대속도(CAV: Cumulative Absolute Velocity)와 지진파의 에너지개념을 갖는 스펙트럼강도(SI: Spectral Intensity)값으로 건축물의 안전성을 평가할 수 있다. 원전기준에 의하면 CAV값이 0.16g·sec을 초과하면 설비를 정지하도록 규정하고 있다. 일본의 경우 건축물 피해 발생여부 판단기준의 SI값을 30kine으로 설정하고 있으며 향후 우리나라 특성에 맞는 평가지표별 안전성평가 수준마련이 요구된다. 이러한 건축물 안전성 평가지표를 통해 지진발생 직후 신속한 건축물 안전성평가가 수행될 수 있는 근거 자료를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

일반적으로 우리나라는 지진의 위험대에서 벗어나 있는 것으로 알려져 있으며, 한반도는 지진대 경계로부터 아주 멀리 떨어진 지역에 위치하고 있기 때문에 판경계(Interplate)지역의 대형 지진보다는 규모와 발생빈도 면에서 약한 판내부(Intraplate)지진이 대부분이다. 하지만 지진은 장기적으로 볼 때, 지구상에서 지진이 발생하지 않는 지역은 없다. 급속한 경제성장으로 늘어난 대규모 도시 및 주요 구조물들의 밀집은 지진재해의 피해를 증가 시킬 수 있기 때문에 국내 발생 지진들의 적합한 내진설계 기준을 설정해야한다. 현재는 지진에 대해 큰 피해를 받고 있는 것은 아니지만, 앞으로 다가올 수 있는 지진재해에 대비하기 위한 활발한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 자유장 지진가속도 계측자료의 활용방안을 통해 국가지진재해도 재·개정 연구, 지반동적특성 연구, 내진설계 변수 검증에 관한 연구에 이용될 수 있는 활용도를 높이려고 하였다. 활용방안 연구 결과를 토대로 국내 실정에 적합한 지진가속도 통합 시스템을 운영하고 계측된 자유장 지진가속도 데이터 분석 및 정보제공 방안을 제시하여 활용하고자 하였다. 자유장 지진가속도 계측신호의 주요 활용 방안으로는 1. 지진 발생시 전국 주요 관측소의 PGA 등고선도 및 응답스펙트럼 작성을 제안하였다. 관측소별 최대지반가속도값을 이용한 한반도 등고선도를 작성하여 지진피해에 대한 가시적인 예측을 함으로써 지진피해예측 및 피해저감에 대해 활용하고자 한다. 2. 각 관측소의 가속도데이터 분석을 통해 지반증폭률 산정 및 지반정보 제공을 목적으로 지진 가속도 신호의 H/V비를 활용하여 지반에 의해 증폭된 주파수 대역도출을 제안하였다. 현재 국내에서 구조물에 적용하고 있는 내진기준은 국내 관측소에서 실제 기록된 지반진동을 처리하여 얻어진 지반증폭특성을 나타내는 지진응답을 비교할 경우 단주기 및 장주기대역의 특성 값에서 많은 차이를 보여주고 있는 실정이다. 따라서 이를 보완하기 위해 한반도에 부지고유특성을 도출하여 국내에 적합한 내진설계기준을 만들어야 한다. 3. 국가지진재해도 재·개정 연구 위해 필요한 가속도 지배방정식 변수 검증에 활용을 제안하였다. 국내의 경우 가속도계 지진 관측망이 확대되어 지진학 및 지진공학적 분야에서의 연구가 활발한 상태이다. 기존 지진재해도의 불확실성 개선 및 최신 내진설계기준의 적용을 위해 국가지진재해도의 재·개정이 필요하다. 또한 지반(자유장)에서 계측된 지진가속도를 통해 지진원 특성 분석 및 지진파 전파 특성 활용사례를 정리하고 자유장 지진가속도 계측신호의 체계화를 통한 내진설계 등의 기초자료 확보를 위한 연구를 수행하였다.

우리나라에서는 2010년 9월 7일자로 “지진가속도계측기 설치 및 운영기준”이 소방방재청에 의해 고시됨에 따라 지진가속도계측기 설치가 의무화되었다. 지진가속도계측기 설치 대상은 크게 1)자유장과 2)시설물로 나뉘고, 시설물은 다시 9가지로 분류되어 설치위치가 명시되어 있다. 본 연구에서는 지진가속도계측기의 응답신호를 활용하는 방안을 제안하고 국내 지진방재분야의 발전을 위한 지진가속도계측기 운영사업의 개선사항 및 발전방향을 도출하였다. 우선 자유장에서 계측된 지진가속도 신호를 통해 지진원 특성 분석 및 지진파 전파 특성 활용사례를 정리하고 자유장 지진가속도 계측신호의 체계화를 통한 내진설계 등의 기초자료 확보를 위한 연구를 수행하였다. 자유장에 설치된 지진가속도 계측자료의 활용방안으로는 1)지진발생시 PGA 등고선도 및 응답스펙트럼 작성, 2)지반특성 및 부지증폭률 산정, 3)국가지진재해도 재·개정 연구에 활용을 제안하였다. 다음으로 건축물에 설치된 지진가속도계측기의 응답신호를 활용하는 방안으로 건축물 안전성 긴급평가 방안을 제안하였다. 지진 발생시 건축물의 안전성평가를 위해서는 평가지표의 마련과 지진발생 후 손상여부를 파악하기 위한 평가지표의 위험수준에 대한 제안이 필요하다. 따라서 건축물 안전성 평가지표로 1)최대가속도응답, 2)고유주기, 3)누적절대속도, 4)스펙트럼 강도를 제안하였다. 주요 평가지표인 고유진동수와 관련해서는 조적조 및 목조 구조체의 실험을 통해 최대하중에 대한 구조체의 고유진동수를 측정하였다. 그 결과 구조체의 손상이 발생한 경우 고유진동수 저하되므로 고유진동수 변동에 따른 건축물 안전성평가가 가능한 것으로 사료된다. 마지막으로 지진가속도계측기의 효율적인 운영을 위해 1)토목구조물의 지진가속도계측기 설치기준에 관한 문제점 분석, 2)지진가속도계측기 설치 및 운영기준상의 개선사항 도출에 관한 연구를 수행하였다. 고시된 설치 및 운영기준에 의해 지난 1년여 간 지진가속도계측기 사업을 운영한 결과, 현실적·기술적인 부분에서 문제점이 대두되었다. 따라서 지진가속도계측기 사업의 향후 발전 및 효율적인 이용을 위한 고시개정이 필요하다. 본 연구에서 도출된 개선사항을 적용하면 효율적인 센서의 배치와 계측을 통해 보다 정확하고 신뢰성 있는 지진가속도데이터를 축적할 것으로 사료된다. 본 발표에서는 크게 다음의 4가지 연구를 포함하고 있으며 상세내용은 첨부 논문 및 발표자료를 참고하길 바란다. 1. 자유장 지진가속도 계측자료의 활용방안 2. 지진가속도계측기 응답신호를 활용한 건축물 안전성 평가 3. 고유진동수를 활용한 건축구조물 안전성 평가 방안 4. 토목구조물 지진가속도계측기 설치기준 개선방안

○ 지진가속도계측기 설치대상 시설 ○ 지진가속도계측기의 설치 위치 ○ 지진가속도계와 기록계 연결방법 ○ 지진가속도 계측자료의 저장방법 및 전송방식 ○ 지진가속도계측기의 성능 및 표준규격 ○ 지진가속도계측기 설치 사업 추진시 권고사항 - 협상에 의한 계약 - 안정화에 필요한 과업기간 확보 - 서버급 시스템 구성 - 계측자료 연계방식 명기 - 성능인증 - 자유장 지진가속도계의 설치 위치 - 관리대장 등 보고서는 온라인 등록·제출토록 명기 - 지진가속도계측기 조기 설치

본 연구에서는 일반국도 상의 해상 장대교량에 설치된 계측시스템을 활용하여 주탑 기초와 주탑 상단, 보강거더에 설치된 가속도계의 계측데이터를 통해 교량에 유해한 진동을 유발하는 하중을 예측하고 주요 부재의 손상 여부를 확인하기 위하여 긴급 점검을 수행한 운영사례를 소개하였다. 주탑 기초 또는 교대에 설치되어 있는 가속도 데이터는 지진과 같은 하중의 강도를 계측하기 위한 목적으로 활용되며 ±20gal의 관리기준치를 초과하면 실시간 데이터가 일정 기간 저장된다. 보강거더의 가속도 데이터는 케이블 강교량설계지침(대한토목학회, 2006.10)에서 제시하는 사용성 기준인 50gal을 관리기준치로 적용하여 트리거링을 설정하였다. 관리기준치를 초과하는 응답을 분석하여 주요 부재의 손상 여부를 점검하고 재하시험을 통해 획득한 데이터와 비교하여 진동을 유발하는 하중의 규모를 추정하는데 활용되었다. 돌산대교 교각에 설치된 가속도계의 경우, 관리기준치를 초과하는 진동을 유발하는 활하중은 주로 굴삭기와 같은 중장비이며 이는 트리거링이 걸린 시간대의 교량 모니터링용 CCTV 영상을 통해 확인하였다. 또한 태풍 발생시에는 기상 상태에 영향을 많이 받는 레이져 처짐계와 같은 센서에서는 계측데이터를 획득할 수 없으므로 보강거더에 설치된 가속도계의 계측값을 모니터링함으로써 태풍시 보강거더의 동적특성을 분석하였다. 이와 같이 계측 시스템을 활용한 장대교량의 유지관리는 재난을 미연에 방지할 수 있는 효과적인 유지관리방안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

This paper presents the use of 3 axis accelerometer for getting the gait information including the number of gaits, stride and walking distance. Travel distance is usually calculated from the double integration of the accelerometer output with respect to time; however, the accumulated errors due to the drift are inevitable. The orientation change of the accelerometer also causes error because the gravity is added to the measured acceleration. Unless three axis orientations are completely identified, the accelerometer alone does not provide correct acceleration for estimating the travel distance. We proposed a way of minimizing the error due to the change of the orientation. Pedestrian localization is implemented with the heading angle and the travel distance. Heading angle is estimated from the rate gyro and the magnetic compass measurements. The performance of the localization is presented with experimental data.