본 논문은 인체에 영향을 미치는 진동에 따라 도로노면의 주행성을 정량화하고 향후 공용중인 도로 및 신설도로의 주행 안전성 평가에 적용할 수 있는 방법론을 정립하는 것이 주요 목적이다. 이를 위해 평탄성 및 인체 피로도 관련 조사를 수행하여 이론적 근거를 수립하였고 다양한 고속도로 표본 구간을 선정하여 차량 내 3축 가속도를 측정하였다. 도로 상태별로 ISO-2631에 준한 주파수별 가속도 값을 분류화함으로써 노면상태에 따른 인체에 미치는 진동 가속도 수준을 정량화할 수 있었다. 연구 결과, 전반적으로 인체에 미치는 피로도는 IRI가 높은 콘크리트 포장이 크게 유발시키는 것으로 나타났으며, SMA 포장과 다이아몬드그라인딩이 적용된 콘크리트 포장은 상대적으로 피로도가 낮은 것으로 나타났다.

본 연구에서는 지진계 센서의 동적범위를 향상시키는 새로운 방법을 제안하였다. 먼저, 센서에 포함된 저주파수 대역 잡음을 ARMA(Auto Regresive Moving Average) 모델로 모델링하고 시스템 식별 방법으로 그 모델을 식별한다. 다음으로, 모델링된 잡음과 지진파 입력을 칼만필터 식에 포함하여 칼만필터에 의한 지진파입력을 추정한다. 제안한 방법을 새로이 개발된 MEMS 기반 3축 가속도 형태의 지진계에 적용하여 성능을 검증하였다. 시험 결과는 제안한 방법이 단순한 LPF(Low Pass Filter)를 사용한 경우에 비해 동적범위를 개선시킴을 보여준다.

본 연구에서는 MEMS 기반 3축 가속도 센서 모듈을 제작하여 성능 시험을 수행하였고, 지진 모니터링 시스템을 구성하였다. 3축 가속도 센서 모듈의 성능 향상을 위하여 데이터 수집장치를 24bit ADC (Analog to Digital Converter)가 내장된 NI-9239를 사용하였고, 잡음을 줄이기 위해 100Hz LPF (Low Pass Filter)를 통과시킨 데이터를 사용하였다. 또한 지진 모니터링 소프트웨어를 개발하여 구조물에 유의한 진동을 감지하는데 초점을 맞추었다. 진동을 감지하기 위한 방법으로 각 축의 가속도 크기 뿐만 아니라 3축 가속도의 벡터 합을 구하여 이 벡터 합이 미리 설정한 값을 초과할 때의 수치를 별도로 표시하고 이를 파일로 저장하는 알고리즘을 사용하였다.