본 논문에서는 다중 시그마포인트 세트(MSP)를 사용하는 분산점 칼만필터(UKF)인 UKF-MSP를 소개한다. 비선형 동적시스템을 표현하기 위해 널리 알려진 Bouc-Wen 모델을 사용하였고, 비선형성 고려가 가능한 칼만필터 중 UKF를 선정하였다. 그런데 UKF는 두 가지 인공오차와 시그마포인트의 분포를 결정하는 스케일링 파라미터의 값을 튜닝(Tuning)하는 과정을 통해 적절히 설정해야만 대상 동적시스템의 추정하고자 하는 상태(State)를 정확히 추정할 수가 있다. 본 논문에서는 후자의 스케일링 파라미터 설정 문제를 완화하고자 하였으며, MSP를 사용함으로써 기존 UKF에 비해 칼만필터 튜닝 과정에 덜 민감한 UKF-MSP를 제안하였다. 지진으로 인한 급격한 구조손상 시나리오에 대해 UKF-MSP의 안정성을 검증하였다. 제안된 방법은 튜닝과정을 완화함과 동시에 다른 칼만필 터 파라미터인 인공오차에 대해서도 덜 민감한 거동을 보임을 확인하였다.

Scouring of bridge foundation is one of the major cause of bridge failure. Scour can be defined as the excavation of foundation or other material from the bed and banks of streams, due to water flow. Scour monitoring is one of the major requirements to ensure bridge safety. There are some underwater instruments such as float-out devices which are used in scour monitoring. The available conventional underwater instruments are expensive and difficulties in maintenance. Thus vibration based monitoring techniques are emerging, this paper is one of such effort. This paper develops a vibration-based scour monitoring technique. The effect of sour on the vibration characteristics of pier is not significant at the early stages of scouring but significant changes in vibration characteristic can be identified during moderate level of scour. Thus this method can be used to identify and alert the safety of bridge prior its failure. An unscented Kalman filter is employed in this process. This paper numerically validates the monitoring capability of developed method over other vibrations based methods.