KR102397419B1 - 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템 및 임계시점 감지 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 구조물에 설치되어 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭 값이 구조물 균열 기준치를 벗어날 경우, 상기 균열폭 값을 전송하는 하나 이상의 균열측정장치 및 상기 균열측정장치로부터 균열폭 값을 수신 받아 시간 대비 균열의 변화추이에 대한 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측하고, 예측된 균열 거동에 따라 구조물에 대한 보수보강 상태 정보를 제시하는 서버를 포함하는 임계시점 감지 시스템을 제공할 수 있다.

Description

균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템 및 방법{Crack Sensor-Based Concrete Structure Critical Point Detection System and Method}

본 발명은 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 임계시점을 감지하기 위하여 구조물에 균열 센서를 설치하여 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭에 의해 시간 대비 균열의 변화추이를 평가하여 임계시점을 판단함으로써, 보수보강이 필요한 시점을 알려줄 수 있는 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.

철근콘크리트는 구조재료로서 많은 장점을 가지고 있는데, 대표적인 것으로 구조물의 형상과 치수에 크게 제약 받는 일이 없이 구조물을 경제적으로 만들 수 있다.

철근은 인장을 받는데 적합한 재료이고, 콘크리트는 인장에는 매우 취약하지만 압축을 받는데에는 경제적인 재료이다.

이러한 철근콘크리트는 이 두 재료를 합리적으로 사용한 내구적인 구조재료로서 터널, 교량, 교각, 건물 등 토목, 건축의 중요한 구조물 등에 널리 사용되고 있다.

철근콘크리트 구조물은 시간이 경과하면서 수압이나 토압, 지진, 구조적 결함 등에 의해 크랙(crack)이 발생하고, 이 크랙이 지속되어 커지게 되면 구조물이 붕괴되는 등 문제가 발생된다.

이런 이유로 구조물에 대해 정기적으로 안전점검 및 정밀안전진단을 실시하고 있고, 구조물의 상태 및 안정성을 평가하여 보수 및 보강하여 안정성을 확보하고 있다.

이러한 표면 안전점검 및 정밀안전진단 등의 기본 항목으로 외관조사가 있고, 이 외관조사는 크랙을 촬영하여 구조물 화상을 획득한 다음, 이 구조물 화상을 저장하여 크랙의 길이, 폭 등의 데이터를 획득하도록 이루어진다. 종래의 기술로 한국등록특허 제10-0955462호(영상처리기법을 이용한 구조물 균열검출시스템의 신뢰성검증장치)가 공개되어 있다.

이와 같은 외관조사를 위한 크랙을 촬영하기 위해 종래에는 대상 구조물에 크랙이 발생한 위치에 작업자가 근접하여 촬영할 수 있도록 비계 등과 같은 가설물이 설치되었다. 따라서 작업자가 가설물 내에서 이동하면서 대상 구조물에 발생된 크랙을 근접 촬영하여 구조물 화상을 획득하고, 구조물 화상의 획득 작업이 마감되면 이렇게 획득된 구조물 화상을 단말기에 전송시켜 저장하였다.

하지만, 건물이나, 교각 등의 크기가 큰 구조물에 가설물을 설치하기도 어렵고, 또 크랙이 발생한 많은 부위를 촬영하기 위해서는 가설물이 위치를 달리하여 재설치 되어야 하고, 또 해체 되어야 하는 문제점이 있었다.

또한, 육안으로 즉 외관에서 확인할 수 없는 공간에서 발생하는 균열에 대해서는 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 임계시점을 감지하기 위하여 구조물에 균열 센서를 설치하여 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭에 의해 시간 대비 균열의 변화추이를 평가하여 임계시점을 판단함으로써, 보수보강이 필요한 시점을 알려줄 수 있는 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템은, 구조물에 설치되어 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭 값이 구조물 균열 기준치를 벗어날 경우, 상기 균열폭 값을 전송하는 하나 이상의 균열측정장치 및 상기 균열측정장치로부터 균열폭 값을 수신 받아 시간 대비 균열의 변화추이에 대한 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측하고, 예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단하여 현재 상태에 따른 보수보강 상태 정보를 제시하는 서버를 포함하는 임계시점 감지 시스템을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 균열측정장치는 상기 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정하는 균열 측정 모듈; 상기 균열 측정 모듈로부터 측정된 균열폭 값이 상기 구조물 균열 기준치를 벗어나는지 판단하고, 상기 균열폭 값이 상기 구조물 균열 기준치를 벗어났을 경우, 상기 균열폭 값을 상기 서버로 전송하는 제어 모듈; 상기 서버와의 통신이 가능하도록 하는 통신 모듈 및 상기 균열 측정 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈을 포함할 수 있다.

또한 상기 균열측정장치는, 상기 구조물의 3축에 대한 기울기 각도를 측정하는 관성 측정 모듈을 더 포함하고, 상기 제어 모듈이 상기 서버에 상기 균열폭 값을 전송할 시 기울기 각도 정보를 같이 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 균열 측정 모듈은, 로드셀을 이용하여 균열에 따른 변형율을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 서버는, 상기 균열측정장치로부터 상기 균열폭 값을 수신 받는 통신부; 상기 균열측정장치로부터 수신 받은 균열폭 값을 저장하는 저장부; 상기 균열측정장치로부터 수신 받은 균열폭 값들을 이용하여 시간 대비 균열의 변화추이를 분석하고, 변화추이 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측하는 거동 예측부 및 예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단하여 현재 상태에 따른 상기 보수보강 상태 정보를 생성하고 단말에 제공하는 상태 판단부를 포함할 수 있다.

또한 상기 거동 예측부는, 상기 균열폭 값들을 이용하여 성능 균열에 대한 변화추이를 분석하고, 상기 성능 균열의 변화추이 그래프를 통해 장래의 균열 거동을 예측하되, 상기 균열폭 값들을 그래프화하고, 최소 밴드 폭을 가지는 균열폭 값만을 유효 데이터로 선정하여 노이즈 데이터를 제거한 후, 환경 균열과 성능 균열의 상관 관계를 통해 환경 균열에 대한 값을 제거하여 상기 성능 균열의 변화추이 그래프를 획득하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 상태 판단부는, 각 균열측정장치 별로 상기 보수보강 상태 정보를 생성하고, 생성된 보수보강 상태 정보를 구조물별로 그룹핑하여, 상기 단말에 구조물별로 상기 보수보강 상태 정보가 그래프로 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 서버는, 상기 보수보강 상태 정보에 따라 적합한 조치를 취할 수 있도록 대응방안 정보를 제시하는 대응방안 제시부를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 대응방안 제시부는 상기 단말로부터 대응조치 정보를 수신 받고, 대응조치가 이루어진 균열을 측정한 상기 균열측정장치를 통해 예측된 균열 거동을 수집하여, 대응조치에 따른 균열 거동을 비교 분석하는 것으로 최적의 추천공법정보를 도출하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 방법은 구조물에 설치된 균열측정장치가 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭 값이 구조물 균열 기준치를 벗어날 경우 서버로 균열폭 값을 전송하는 균열측정단계; 상기 서버가 상기 균열측정장치로부터 수신 받은 상기 균열폭 값을 이용하여 시간 대비 균열의 변화추이 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측하는 거동예측단계 및 상기 서버가 예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단하여 현재 상태에 따른 보수보강 상태 정보를 제시하는 상태표시단계를 포함하는 임계시점 감지 방법을 제공할 수 있다.

또한 상기 보수보강 상태 정보에 따라 적합한 조치를 취할 수 있도록 대응방안 정보를 제시하는 대응방안제시단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템 및 방법은 균열 센서를 설치하여 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭에 의해 시간 대비 균열의 변화추이를 평가하여 임계시점을 판단함으로써, 보수보강이 필요한 시점을 알려줄 수 있다.

이에 적절한 시기에 보수 및 보강이 이루어지도록 할 수 있다.

또한 육안으로 확인할 수 없는 공간에서 발생하는 균열에 대한 측정이 가능하여 구조물의 유지관리가 보다 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 도 1의 균열측정장치를 나타낸 블록도.
도 3은 도 1의 서버를 나타낸 블록도.
도 4는 균열폭 값, 하중 균열, 환경 균열, 성능 균열에 대한 그래프 형상을 나타낸 예시도.
도 5a 내지 도 5e는 도 3의 거동 예측부에서 균열폭 값을 이용하여 변화추이를 분석하는 과정에 따라 가공된 그래프를 나타낸 예시도.
도 6은 도 5의 성능 규열의 변화추이 그래프를 이용하여 장래의 균열 거동을 예측하는 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템의 단말에 보수보강 상태 정보가 표시된 모습을 나타낸 화면예시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템의 단말에 제시된 추천공법정보를 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1의 균열측정장치를 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 1의 서버를 나타낸 블록도이고, 도 4는 균열폭 값, 하중 균열, 환경 균열, 성능 균열에 대한 그래프 형상을 나타낸 예시도이고, 도 5a 내지 도 5e는 도 3의 거동 예측부에서 균열폭 값을 이용하여 변화추이를 분석하는 과정에 따라 가공된 그래프를 나타낸 예시도이고, 도 6은 도 5의 성능 규열의 변화추이 그래프를 이용하여 장래의 균열 거동을 예측하는 모습을 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템의 단말에 보수보강 상태 정보가 표시된 모습을 나타낸 화면예시도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템의 단말에 제시된 추천공법정보를 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템은 균열측정장치(1), 서버(2) 및 단말(3)을 포함할 수 있다.

먼저, 균열측정장치(1)는 구조물에서 응력이 많이 발생될 것으로 판단되는 곳이나, 기존 미세균열이 발생된 곳 등 구조물의 취약 부분에 하나 이상이 설치되어, 균열을 측정하는 '균열 센서' 역할을 할 수 있다.

보다 구체적으로, 균열측정장치(1)는 구조물에 설치되어 장기적으로 균열에 대해 측정을 수행할 수 있는데, 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정할 수 있고, 측정된 균열폭 값이 설정된 구조물 균열 기준치를 벗어날 경우, 균열폭 값을 서버(2)에 전송할 수 있다.

도 2를 참조하면, 균열측정장치(1)는 균열 측정 모듈(10), 제어 모듈(11), 통신 모듈(12), 전원 모듈(13) 및 관성 측정 모듈(14)을 포함할 수 있다.

균열 측정 모듈(10)은 균열에 따른 변형율을 측정하여 균열폭을 도출할 수 있다. 즉, 균열 측정 모듈(10)은 균열이 발생 시 힘(하중)을 받아 변형이 발생하고, 발생한 변형에 대한 변형율을 전기신호로 검출한 후, 검출된 변형율을 디지털신호로 환산하여 균열폭으로 도출할 수 있는 것이다.

이를 위해, 균열 측정 모듈(10)은 로드셀이 적용될 수 있으며, 로드셀의 구조는 휘트스톤 브리지(wheatstone bridge) 구조로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

콘크리트 균열폭은 일반적으로 약 0.3mm를 넘지 않아야 하고, 누수 위험이 있는 경우 0.2mm를 넘지 않아야 한다. 즉, 안전을 위해 콘트리트 구조물의 균열폭을 0.01mm 이하의 간격으로 측정이 가능해야 하고 0.5mm 이상의 균열폭을 감지할 수 있어야 하는데, 균열 측정 모듈(10)에 로드셀이 적용되어 상기와 같은 측정이 가능하도록 할 수 있다.

또한 균열 측정 모듈(10)에 적용된 로드셀은 24 비트(0 ~ 16,777,216) ADC(analog-digital converter, 아날로그디지털 변환기)가 적용되어 균열폭을 보다 정확하게 측정되도록 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.

제어 모듈(11)은 균열 측정 모듈(10)로부터 측정된 균열폭 값이 구조물 균열 기준치를 벗어나는지 판단할 수 있다. 또한 제어 모듈(11)은 균열폭 값이 구조물 균열 기준치를 벗어났을 경우에 균열폭 값을 통신 모듈(12)을 통해 서버(2)로 전송되도록 할 수 있다.

여기서 구조물 균열 기준치는 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 균열에 의한 임계시점 예측이 필요한 기준치일 수 있다. 사용자에 의해 구조물에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

이와 같이 제어 모듈(11)이 균열폭 값을 구조물 균열 기준치를 벗어나는 경우에만 서버(2)에 전송되도록 함으로써, 서버(2)가 구조물의 균열이 허용 균열치 내에 속하여 안전한 상태로 파악되는 동안에는 균열에 대한 변화추이 분석을 통해 임계시점을 예측하지 않도록 하여 서버(2)의 부담을 덜어줄 수 있으며 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한 제어 모듈(11)은 균열측정장치(1)의 전체적인 상태(각 모듈들의 상태 등)를 점검하여, 균열측정장치(1)의 상태 정보(이상 유무 정보)를 서버(2)로 전송할 수 있다. 이에 균열측정장치(1)에 이상이 발생되면 관리자가 대응할 수 있도록 할 수 있다.

통신 모듈(12)은 서버(2)와의 통신이 가능하도록 하는 것으로, 지그비(zigbee) 통신과 같은 무선 통신으로 이루어지고 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, 범용 비동기화 송수신기) 또는 USB(Universal Serial Bus)를 통해 서버(2)와 통신하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 무선 통신 방법이 적용될 수 있다.

지그비(zigbee)는 저속 전송속도를 갖는 홈오토메이션 및 데이터 네트워크를 위한 표준기술로서, IEEE 802.15.4에서 표준화가 진행되며, 주파수 대역은 2.4GHz, 868/915MHz를 사용하고, 변조방식은 DSSS, 데이터 전송속도는 20~250Kbps로 이루어진다. 다른 무선통신기술에 비해 전력소모가 적고, 저가제품 구현이 용이한 장점을 가진다.

전원 모듈(13)은 균열 측정 모듈(10), 제어 모듈(11), 통신 모듈(12) 및 관성 측정 모듈(14), 즉 균열측정장치(1)에 전원을 공급하는 것으로, DC-DC 컨버터 회로와 LC 필터가 적용될 수 있다.

여기서 DC-DC 컨버터 회로는 전원 모듈(13)에 적용되어 외부 노이즈 영향으로 제어 모듈(11), 균열 측정 모듈(10) 등이 오 작동 없이 안정적으로 동작하도록 할 수 있다.

또한 LC 필터(Low Pass Filter)는 주파수가 낮은 영역의 신호 성분은 통과할 수 있으나 주파수가 높은 영역의 신호 성분은 인덕터(L)의 임피던스가 높아짐과 동시에 커패시터(C)의 임피던스가 낮아지도록 하여 통과하지 못하도록 함으로써, 고주파 노이즈 영향으로 인한 제어 모듈(11) 등의 오 작동을 방지할 수 있다.

관성 측정 모듈(14)은 구조물의 3축에 대한 기울기 각도를 측정하는 것으로, 구조물 자체가 받는 진동, 온도, 토사의 변화로 인한 구조물의 자세(기울기 각도)를 감지할 수 있는 것이다.

이러한 관성 측정 모듈(14)은 IMU 센서로써, 자이로스코프, 가속도계, 지자기센서로 구성된 9축 센서일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 자이로스코프, 가속도계로 구성되는 6축 센서일 수도 있다.

여기서 관성 측정 모듈(14)은 건전성에 근거한 목표 고유진동수로 설정된 가속도계를 이용하여 구조물의 3축에 대한 기울기 각도를 측정할 수 있는데, 3축(x축, y축, z축) 방향으로 중력가속도를 측정하고, 측정된 중력가속도를 오일러 공식 등을 이용하여 환산함으로써 3축에 대한 기울기 각도를 구할 수 있다.

이러한 관성 측정 모듈(14)은 0 내지 1/150(mm/m) 이상에 대한 기울기 측정이 가능한 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.

이에 제어 모듈(11)은 서버(2)에 균열폭 값을 전송할 시 관성 측정 모듈(14)로부터 얻어진 기울기 각도 정보를 같이 서버(2)에 전송할 수 있다.

또한 균열측정장치(1)는 온습도센서를 더 포함할 수도 있다. 이를 통해 온습도 정보가 서버(2)에 전송되어, 장래의 균열 거동에 따라 임계시점 및 건전성 상태를 판단할 시 온습도 정보를 이용하도록 할 수도 있다.

서버(2)는 균열측정장치(1)로부터 지속적으로 균열폭 값을 수신 받아 시간 대비 균열의 변화추이에 대한 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측할 수 있다. 또한 예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단하여 건전성 상태에 따른 보수보강 상태 정보를 제시할 수 있다. 이때, 서버(2)는 보수보강 상태 정보를 관리자 또는 건물주의 단말(3)에 전송하여 관리자 또는 건물주에게 알릴 수 있다.

도 3을 참조하면, 서버(2)는 통신부(20), 저장부(21), 거동 예측부(22), 상태 판단부(23) 및 대응방안 제시부(24)를 포함할 수 있다.

통신부(20)는 균열측정장치(1)로부터 균열폭 값, 기울기 각도 정보 등을 수신 받아 저장부(21)에 저장할 수 있다.

또한 통신부(20)는 단말(3)로부터 영향 요소 정보를 수신 받을 수도 있다.

저장부(21)는 균열측정장치(1)로부터 수신 받은 균열폭 값, 기울기 각도 정보 등을 저장할 수 있고, 서버(2)로부터 생성된 성능 균열의 변화추이 그래프, 장래의 균열 거동, 임계시점, 보수보강 상태 정보 등을 저장할 수도 있다.

거동 예측부(22)는 균열측정장치(1)로부터 수신 받은 균열폭 값들을 이용하여 시간 대비 균열의 변화추이를 분석하고, 변화추이 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측할 수 있다.

이때, 거동 예측부(22)는 각 균열측정장치(1) 별로 균열폭 값들을 분류하여 각 균열측정장치(1)를 통해 측정된 균열에 대해 각각 변화추이를 분석하고, 장래의 균열 거동을 예측할 수 있다.

거동 예측부(22)는 균열폭 값들을 그래프화하여 파형 분석 알고리즘을 통해 변화추이를 분석하고 장래의 균열 거동을 예측할 수 있다.

한편, 구조물의 균열은 하중, 환경 및 성능 저하에 의해 발생될 수 있는데, 이에 균열측정장치(1)로부터 측정된 균열폭 값(Cr_Sense)은 도 4와 같이, 하중 균열(Cr_L), 환경 균열(Cr_E), 성능 균열(Cr_F)로 구분될 수 있으며, 하기 수학식 1과 같이 정의 될 수 있다.

[수학식 1]

균열폭 값(Cr_Sense) = 하중 균열(Cr_L) + 환경 균열(Cr_E) + 성능 균열(Cr_F)

여기서, 하중 균열은 하중에 의해 발생한 균열, 환경 균열은 주변 환경에 의해서 주기적으로 변화되는 환경 영향에 의해 발생한 균열, 성능 균열은 성능 저하로 인해 발생되는 균열을 의미할 수 있다.

이에 본 발명에서는 성능 저하에 의해 발생되는 균열 확장만을 추출하여 구조물의 균열에 대한 변화 추이를 분석하고 거동을 예측하고자 한다.

따라서, 거동 예측부(22)는 각 균열측정장치(1)를 통해 측정된 균열폭 값들을 이용하여 성능 균열에 대한 변화추이를 분석하고, 이를 통해 장래의 균열 거동을 예측할 수 있는데, 도 5a 내지 도 5e를 참조하면, 먼저 균열측정장치(1)로부터 장기적으로 계측되어 수신 받은 균열폭 값들을 그래프화하고 밴드 처리할 수 있다(도 5a 및 도 5b)

그 다음, 거동 예측부(22)는 밴드 처리된 그래프를 가공하여 밴드 폭 비교를 수행하고, 최소 밴드 폭을 가지는 균열폭 값만을 유효 데이터(유효 밴드)로 선정할 수 있다(도 5c).

이는 균열폭 값에서 하중 균열을 제거하기 위한 과정으로, 밴드 폭이 최소인 시점의 데이터(균열폭 값)를 하중 영향이 없는 성능 균열로 가정하여 최소 밴드 폭의 균열폭 값만을 유효 데이터로 선별하고, 최소가 아닌 시점들의 균열폭 값을 제거하도록 한다.

이에 거동 예측부(22)는 유효 데이터가 아닌 노이즈 데이터인 균열폭 값들을 제거할 수 있으며, 노이즈가 제거된 균열폭 값들을 이용하여 균열 그래프를 얻고, 유효 데이터(균열폭 값들)의 추세선을 도출할 수 있다(도 5d).

그 다음, 거동 예측부(22)는 환경 균열과 성능 균열의 상관 관계를 산출하고, 산출된 환경 균열과 성능 균열의 상관 관계를 기반으로 균열 그래프에서 환경 균열을 제거하여 성능 균열만을 추출함으로써, 성능 균열의 추세선을 포함하는 성능 균열의 변화추이 그래프를 얻을 수 있다(도 5e).

여기서, 거동 예측부(22)는 환경 균열과 성능 균열의 상관 관계를 산출할 시, 유효 데이터와 영향 요소 정보의 환경적 요소 정보를 고려하여 산출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

한편, 상기와 같이 추세선은 현재 수신된 균열폭 값들을 하나의 데이터 블록으로 설정함에 따라, 한 데이터 블록에 대하여 데이터를 분석하여 도출될 수 있는데, 추세선을 도출하는 기준은 하기 표 1과 같을 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

구분	데이터	정보	비고
데이터 블록 크기	센서 개수*6만개약 10메가	포트*10분*60초*100개	포트 당 6만개
밴드 최소 시간	1초*600개	1초간 100개	밴드 폭 계산
밴드 오버랩	0%, 50%	중첩, 50% 중첩	데이터 중첩 정도
밴드 개수	10분*60초/1초=600개600*50%/100%=1200개	오버랩 0% - 600개 오버랩 50% - 1200개	밴드 600개/1200개
유효 밴드	최소 폭 밴드 정렬	최소 밴드 폭 밴드 활용	밴드 폭을 정렬하여 최소 폭 밴드 선택
노이즈 제거	균열폭 값의 노이즈 제거		데이터 분석으로 노이즈 제거

거동 예측부(22)는 이와 같이 얻어진 성능 균열의 변화추이 그래프를 통해 장래의 균열 거동을 예측할 수 있다.

이때, 거동 예측부(22)는 성능 균열 변화추이 그래프를 통해 도 6과 같이 특성 그래프 추정식(y=ax+b)과 밴드 폭 추정으로 장래의 균열 거동을 예측할 수 있다.

또한 거동 예측부(22)는 장래의 균열 거동을 예측할 시 시간 대비 균열의 변화추이뿐만 아니라 기울기 각도 정보를 같이 이용하여 장래의 균열 거동을 예측함으로써, 균열의 거동을 보다 정확하게 예측할 수 있어 구조물의 현재 상태에 따른 보수 또는 보강 필요 시점을 보다 정확하게 판단하도록 할 수 있다.

한편, 거동 예측부(22)는 성능 균열의 변화추이 그래프와 단말(3)로부터 수신 받은 실제 계측 데이터를 비교하여 적합성을 평가할 수 있다. 여기서 생성된 적합성 평가 데이터는 단말(3)로 전송할 수 있다.

또한 거동 예측부(22)는 적합성 평가 데이터가 생성될 경우, 적합성 평가 데이터의 비교 데이터를 이용하여 파형 분석 알고리즘을 보정함으로써, 예측 정확도가 보다 향상되도록 할 수 있다.

상태 판단부(23)는 예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단할 수 있는데, 인공지능을 이용하여 예측된 균열 거동을 분석하여 임계시점을 판단할 수 있다.

예를 들어, 상태 판단부(23)는 보수가 필요한 균열폭 또는 보강이 필요한 균열폭에 대한 목표 균열폭이 설정되어 있을 경우, 예측된 균열 거동에 따라 균열폭이 목표 균열폭에 도달하는 시점을 판단하여, 그 시점을 임계시점으로 판단할 수 있다.

여기서, 상태 판단부(23)는 임계시점을 판단할 시, 해당 균열이 진행형인지에 대해 판단하여 임계시점과 건전성 상태를 보다 정확하게 판단하도록 할 수 있다.

또한 상태 판단부(23)는 영향 요소 정보를 추가로 이용하여 임계시점과 건전성 상태를 판단하도록 할 수 있다. 이는 구조해석적인 추정 근거(구조적 및 재료 요소 정보, 기타 요소 정보 등) 등을 이용하도록 함으로써, 인공지능 분석의 정밀도가 보다 향상되도록 한 것이다.

이와 같이 영향 요소 정보를 같이 이용하여 임계시점과 건전성 상태의 판단이 이루어지도록 하기 위해 영향 요소 정보에 의한 파라미터가 도출되어 적용될 수 있다.

또한 상태 판단부(23)는 판단된 임계시점을 기준으로 건전성 상태(균열폭 정도)를 판단하여 보수보강 상태 정보를 생성할 수 있다.

여기서 보수보강 상태 정보는 현재 발생한 균열에 따른 보수보강 필요 여부에 대한 판단 정보로써, 정상, 주의, 경고, 보수필요 및 보강필요 중 하나를 나타낼 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 판단된 임계시점, 예측된 균열 거동에 대한 정보도 포함하고 있을 수 있다.

또한 상태 판단부(23)는 균열측정장치(1)로부터 수신 받은 균열폭 값이 없을 경우 보수보강 상태 정보로 정상을 나타낼 수 있다.

이와 같은 과정을 통해 상태 판단부(23)는 각 균열측정장치(1) 별로 보수보강 상태 정보를 생성하고, 생성된 보수보강 상태 정보를 구조물별로 그룹핑하여, 단말(3)에 전송할 수 있다.

서버(2)로부터 수신 받은 보수보강 상태 정보는 단말(3)에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 구조물별(구조물 A, B)로 보수보강 상태 정보가 각각 하나의 그래프로 표시될 수 있다.

예를 들어, 보수보강 상태 정보의 그래프가 5칸으로 이루어질 경우, 정상은 5칸, 주의는 4칸, 경고는 3칸, 보수필요는 2칸, 보강필요는 1칸으로 이루어질 수 있는 것이다. 또한 나타나는 칸수 별로 구별이 쉽도록 각각 다른색으로 표시될 수 있는데, 예를 들어 5칸은 초록색, 4칸은 연두색, 경고는 노란색, 보수필요는 주황색, 보강필요는 빨간색으로 표시될 수 있다. 이는 본 발명의 실시 예에 불과하므로, 이에 한정되지는 않는다.

또한 상태 판단부(23)는 보수보강 상태 정보가 보수필요 또는 보강필요일 경우, 단말(3)에 알림메시지를 같이 전송할 수 있다. 이에 관리자 또는 건축주가 보수 또는 보강이 필요한 것을 인지하도록 할 수 있다.

또한 상태 판단부(23)는 단말(3)로 전송하는 것뿐만 아니라, 기술자 즉, 보수 또는 보강 시공업체 단말로 전송되도록 하여, 보수 또는 보강 접수가 자동으로 이루어지도록 할 수도 있다.

또한 상태 판단부(23)는 생성된 보수보강 상태 정보를 구조물별로 그룹핑함에 따라, 그룹핑된 보수보강 상태 정보를 이용하여 각 구조물의 종합 정보를 도출할 수도 있다. 종합 정보는 구조물에 대한 점검 필요 여부에 대한 정보일 수 있다.

이러한 종합 정보를 단말(3)에 전송하여 관리자 또는 건축주에 제시함으로써, 구조물의 어떤 지점에서 균열에 대한 보수 또는 보강 필요가 나타나지 않더라도 전체적인 상태를 확인하여 구조물에 대한 안전 상태를 점검하도록 할 수도 있다.

또한 보수보강 상태 정보로 보수필요 또는 보강필요로 나타난 지점이 있어 구조물을 보수 또는 보강하려고 할 경우, 해당 구조물의 종합 정보가 점검 필요로 나타나면 보수필요 또는 보강필요로 나타난 지점뿐만 아니라 다른 지점들을 미리 점검하도록 할 수 있어, 관리 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.

대응방안 제시부(24)는 보수보강 상태 정보에 따라 적합한 조치를 취할 수 있도록 대응방안 정보를 단말(3)에 제시할 수 있다. 즉, 대응방안 제시부(24)는 보수보강 상태 정보가 보수필요 또는 보강필요일 경우 대응방안 정보를 알림메시지와 함께 단말(3)에 제시하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 경고, 주의, 정상일 때도 상태에 맞는 대응방안 정보를 제시할 수도 있다.

여기서, 대응방안 정보는 균열이 발생한 위치를 알 수 있도록 해당 균열측정장치(1)의 위치정보, 대응방안, 추천공법정보 등을 포함할 수 있다.

구조물에서 균열측정장치(1)마다 측정되는 균열 정도가 다르고, 균열측정장치(1) 별로 보수보강 상태 정보가 생성되기 때문에, 해당 균열측정장치(1)의 위치정보를 제공하여 보수 또는 보강이 필요한 균열에 대해 조치가 취해지도록 할 수 있다.

이때, 대응방안은 긴급보수, 긴급보강, 정밀점검 수행, 정밀진단 수행 등 중 하나 이상일 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 다양하게 이루어질 수 있다.

긴급보수는 구조체 및 비구조체의 열화현상에 대한 안전 조치를 의미하고, 긴급보강은 구조체 붕괴 위험성에 따른 임시 보강 조치(JACK-SUPPORT 설치 등)를 의미할 수 있다.

또한 정밀점검 수행은 비파괴 검사 등 정밀 점검 후 정밀안전 진단여부를 파악하는 것을 의미하고, 정밀진단 수행은 진단 후 적절한 보수/보강 방안을 제시하는 것을 의미할 수 있다.

추천공법정보는 균열의 상태에 따라 추천하는 공법에 대한 정보일 수 있다.

예를 들어, 도 7의 구조물 A의 균열측정장치a2와 같이 보수필요로 판단될 경우, 도 8과 같이 단말(3)에 추천공법정보가 제시될 수 있다. 보수공법으로 표면처리공법, 주입공법, 충전공법, 콘크리트 단면복구공법 등이 제시되어 그 중 하나의 공법을 선택하여 조치를 취하도록 할 수 있는 것이다. 이를 통해 관리자 또는 건축주가 보다 바람직한 방법으로 빠르게 대응하도록 할 수 있다.

상기 표면처리공법은 0.2mm 이하의 미세한 균열 위에 도막을 형성하여 내구성을 향상시키는 공법이고, 주입공법은 균열에 수지를 주입하여 내구성을 향상시키는 공법이고, 충전공법은 균열폭이 0.5mm이상 균열에 V 혹은 U 형태로 모재를 절단하여 그 부분에 보수재를 충전하는 공법이며, 콘크리트 단면복구공법은 모체에 손상부위를 제거하고, 방청을 실시한 후 적절한 보수재료를 통하여 제거된 단면을 원래대로 복원시키는 공법이다.

또한 대응방안 제시부(24)는 보수 또는 보강 시공업체 단말에 보수 또는 보강 접수와 같이 대응방안 정보가 전송되도록 하여 해결방안을 제시하도록 할 수도 있다.

또한 대응방안 제시부(24)는 최적의 추천공법정보를 도출하여 제시가 가능하도록, 보수보강 상태 정보로 보수필요 또는 보강필요를 수신 받은 단말(3)로부터 균열(n-1차 균열)에 대해 대응 조치한 내용인 대응조치 정보를 수신 받을 수 있다. 이때 n은 2이상일 수 있다.

여기서, 대응조치 정보는 대응조치가 이루어진 균열을 측정한 균열측정장치(1)의 위치정보, 번호, 구조물 특징, 균열 상태, 대응조치 방법 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않고, 구조물 주변 환경 정보 등 다양한 정보를 더 포함할 수도 있다.

이를 위해, 하나 이상의 균열측정장치(1)는 각각 구분이 가능하도록 번호가 붙여질 수 있다.

또한 대응방안 제시부(24)는 단말(3)로부터 대응조치 정보를 수신 받음에 따라 해당 균열측정장치(1)로부터 측정된 균열(n-1차 균열)에 대해서 대응조치가 이루어졌음으로 판단하고, 다시 균열(n차 균열)이 발생하여 해당 균열측정장치(1)로부터 균열이 다시 측정됨에 따라 해당 균열(n차 균열)에 대해 균열 거동이 예측될 경우, 해당 균열측정장치(1)로부터 측정되는 n차 균열의 균열 거동을 수집할 수 있다.

이에 대응방안 제시부(24)는 균열측정장치(1)를 기준으로 대응조치 정보와 균열 거동을 매칭시켜 하나의 정보로 대응조치에 따른 균열 거동을 생성할 수 있다.

그 다음, 대응방안 제시부(24)는 구조물 특징, 균열 상태, 구조물 주변 환경 정보가 유사한 대응조치에 따른 균열 거동들을 비교 분석하는 것으로, 임계시점이 가장 늦게 나타나도록 하는 대응조치를 선별하여 최적의 추천공법정보로 도출할 수 있다.

이에 대응방안 제시부(24)는 도출된 최적의 추천공법정보를 이용하여 균열 상태에 따라 추천공법정보을 제시할 수 있도록 함으로써, 구조물을 보다 용이하게 유지관리하도록 할 수 있다.

한편, 서버(2)는 취약지점 도출부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

취약지점 도출부(미도시)는 단말(3)로부터 수신 받은 영향 요소 정보를 기반으로 해당 구조물의 안전 취약지점 즉, 균열이 발생하거나 발생했을 가능성이 높은 지점을 도출하여 취약지점 정보를 생성할 수 있다.

이에 취약지점 도출부는 단말(3)로 취약지점 정보를 전송함으로써, 균열측정장치(1)가 취약지점에 설치되도록 하여 구조물의 균열 모니터링 및 관리가 보다 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

단말(3)은 관리자 또는 건축주 등이 소지하고 있는 단말일 수 있으며, PC, 모바일 단말, 태블릿 등 다양하게 적용될 수 있다.

단말(3)은 구조물의 균열 거동에 영향을 주는 요소에 대한 정보인 영향 요소 정보를 입력 받아 서버(2)로 전송할 수 있다.

여기서, 영향 요소 정보는 환경적 요소 정보, 구조 및 재료적 요소 정보 및 기타 요소 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 모두 포함하는 것이 바람직하며, 이에 한정되지 않고, 구조물의 균열 거동에 영향을 주는 요소에 대한 정보들을 다양하게 포함할 수 있다.

환경적 요소 정보는 온도, 습도 등의 환경적 요소에 대한 정보로서, 구조물의 위치 정보를 입력 받아 외부 서버로부터 해당 구조물이 위치한 곳의 날씨 정보를 수신 받는 것으로 입력될 수 있으며, 시간이 지남에 따라 실시간으로 업데이트될 수 있다. 이때, 날씨 정보는 구조물이 완공된 날짜부터 현재까지의 날씨 정보일 수 있다.

또한 구조 및 재료적 요소 정보는 구조물의 구조와 구조물을 구성하고 있는 재료에 대한 정보로서, 구조유형 정보, 평면배치 유형 정보(ㄱ 유형, ㄷ 유형, ㅁ 유형 등), 층수, 설계도면, 이미지 파일 등으로 입력될 수 있으며, 설계도면 등을 이용하여 구조물 부위별로 재료에 대한 정보를 입력 받을 수도 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 입력 받을 수 있다.

또한 기타 요소 정보는 구조물의 노후도(중공일자 등), 하중 재하 이력 등에 대한 정보일 수 있다.

또한 단말(3)은 서버(2)로부터 보수보강 상태 정보, 대응방안 정보 등을 수신 받을 수 있고, 이에 한정되지 않고, 서버(2)로부터 가져올 수 있는 정보들을 모두 수신 받을 수도 있다.

또한 단말(3)은 구조물의 실제 계측 데이터를 입력 받아 서버(2)로 전송할 수도 있다.

실제 계측 데이터는 구조물의 균열을 실질적으로 계측하여 얻어진 정보일 수 있다.

상기와 같은 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템에 의해 이루어지는 임계시점 감지 방법에 대하여 하기에서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 방법은 균열측정단계(S100), 거동예측단계(S200), 상태표시단계(S300) 및 대응방안제시단계(S400)를 포함할 수 있다.

균열측정단계(S100)는 구조물에 설치된 균열측정장치(1)가 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정할 수 있다. 이때 균열측정장치(1)는 균열폭을 일정시간 간격으로 측정할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 균열에 따른 변형이 발생되었을 경우 측정되는 등 다양한 방법으로 지속적이게 균열폭을 측정할 수 있다.

또한 S100 단계에서 균열측정장치(1)는 측정된 균열폭 값이 구조물 균열 기준치를 벗어날 경우 서버(2)로 균열폭 값을 전송할 수 있다. 자세한 설명은 상기 시스템 설명에서 하였으므로 생략하기로 한다.

거동예측단계(S200)는 서버(2)가 균열측정장치(1)로부터 수신 받은 균열폭 값을 이용하여 시간 대비 균열의 변화추이 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측할 수 있다.

보다 구체적으로, S200단계는 균열측정장치(1)별로 측정된 균열폭 값들을 이용하여 성능 균열에 대한 변화추이를 분석하고, 이를 통해 장래의 균열 거동을 예측할 수 있다.

상태표시단계(S300)는 서버(2)가 예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단하여 현재 상태에 따른 보수보강 상태 정보를 단말(3)로 제시할 수 있다.

대응방안제시단계(S400)는 서버(2)가 보수보강 상태 정보에 따라 적합한 조치를 취할 수 있도록 대응방안 정보를 단말(3)로 제시할 수 있다.

한편, 대응방안제시단계(S400)는 방안최적화단계(미도시)를 포함할 수 있다.

방안최적화단계는 서버(2)가 단말(3)로부터 대응조치 정보를 수신 받으면, 대응조치가 이루어진 균열을 측정한 균열측정장치(1)로부터 균열이 다시 측정됨에 따라 균열에 대해 장래의 균열 거동이 예측될 경우, 해당 균열의 균열 거동을 수집할 수 있다. 그 다음 서버(2)가 균열측정장치(1)를 기준으로 대응조치 정보와 균열 거동을 매칭시켜 하나의 정보로 대응조치에 따른 균열 거동을 생성하고, 대응조치에 따른 균열 거동들을 비교 분석하는 것으로 최적의 추천공법정보를 도출할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 방법은 적합성 평가단계를 더 포함할 수 있다.

적합성 평가단계는 서버(2)가 단말(3)로부터 수신받은 실체 계측 데이터를 이용하여 진행될 수 있는데, 서버(2)가 성능 균열의 변화추이 그래프와 실체 계측 데이터를 비교하여 적합성을 평가할 수 있고, 이를 통해 생성된 적합성 평가 데이터를 단말(3)로 전송할 수 있다. 여기서, 서버(2)는 적합성 평가 데이터의 비교 데이터를 이용하여 파형 분석 알고리즘을 보정할 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 방법은 S100 단계 전, 취약지점 도출단계를 더 포함할 수 있다.

취약지점 도출단계는 구조물에 균열측정장치(1)가 설치되기 전 단계로서, 서버(2)가 단말(3)로부터 영향 요소 정보를 수신 받고, 수신 받은 영향 요소 정보를 기반으로 구조물의 안전 취약지점을 도출하여 취약지점 정보를 생성하고, 생성된 취약지점 정보를 단말(3)로 전송할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템 및 방법은 균열 센서를 설치하여 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭에 의해 시간 대비 균열의 변화추이를 평가하여 임계시점을 판단함으로써, 보수보강이 필요한 시점을 알려줄 수 있다.

이에 적절한 시기에 보수 및 보강이 이루어지도록 할 수 있다.

또한 육안으로 확인할 수 없는 공간에서 발생하는 균열에 대한 측정이 가능하여 구조물의 유지관리가 보다 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 균열측정장치
10: 균열 측정 모듈
11: 제어 모듈
12: 통신 모듈
13: 전원 모듈
14: 관성 측정 모듈
2: 서버
20: 통신부
21: 저장부
22: 거동 예측부
23: 상태 판단부
24: 대응방안 제시부
3: 단말

Claims (10)

1. 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 시스템에 있어서,
   구조물에 설치되어 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭 값이 구조물 균열 기준치를 벗어날 경우, 상기 균열폭 값을 전송하는 하나 이상의 균열측정장치 및
   상기 균열측정장치로부터 균열폭 값을 수신 받아 시간 대비 균열의 변화추이에 대한 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측하고, 예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단하여 현재 상태에 따른 보수보강 상태 정보를 제시하는 서버를 포함하고,
   상기 균열측정장치는,
   상기 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정하는 균열 측정 모듈;
   상기 균열 측정 모듈로부터 측정된 균열폭 값이 상기 구조물 균열 기준치를 벗어나는지 판단하고, 상기 균열폭 값이 상기 구조물 균열 기준치를 벗어났을 경우, 상기 균열폭 값을 상기 서버로 전송하는 제어 모듈;
   상기 서버와의 통신이 가능하도록 하는 통신 모듈 및
   상기 균열 측정 모듈, 제어 모듈 및 통신 모듈에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈을 포함하고,
   상기 균열 측정 모듈은,
   휘트스톤 브리지 구조 및 24비트 아날로그디지털 변환기로 이루어진 로드셀이 적용되어 균열이 발생한 구조물이 힘을 받아 변형이 발생되는 경우, 상기 변형에 대한 변형율을 전기 신호를 검출하고, 검출된 상기 변형율을 디지털 신호로 환산하여 상기 균열폭을 측정하며,
   상기 서버는,
   상기 균열측정장치로부터 상기 균열폭 값을 수신 받는 통신부;
   상기 균열측정장치로부터 수신 받은 균열폭 값을 저장하는 저장부;
   상기 균열측정장치로부터 수신 받은 균열폭 값들을 이용하여 시간 대비 균열의 변화추이를 분석하고, 변화추이 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측하는 거동 예측부 및
   예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단하여 현재 상태에 따른 상기 보수보강 상태 정보를 생성하고 단말에 제공하는 상태 판단부를 포함하고,
   상기 상태 판단부는,
   각 균열측정장치 별로 상기 보수보강 상태 정보를 생성하고, 생성된 보수보강 상태 정보를 구조물별로 그룹핑하여, 상기 단말에 구조물별로 상기 보수보강 상태 정보를 그래프로 표시하고,
   상기 상태 판단부는,
   상기 보수보강 상태 정보가 상기 보수필요 또는 상기 보강필요로 선택될 경우, 관리자 또는 건축주가 보수 또는 보강이 필요한 것을 인지하도록 단말에 전송하고,
   상기 상태 판단부는,
   상기 보수 또는 보강 접수가 자동으로 이루어지도록 시공업체 측 단말에 상기 보수보강 상태 정보를 더 전송하고,
   상기 서버는,
   상기 보수보강 상태 정보에 따라 적합한 조치를 취할 수 있도록 대응방안 정보를 제시하는 대응방안 제시부를 더 포함하고,
   상기 대응방안 제시부에서 상기 대응방안 정보를 제시하는 것은,
   상기 보수보강 상태 정보가 상기 보수필요 또는 상기 보강필요로 선택될 경우, 상기 균열측정장치의 위치정보, 대응방안, 추천공법정보를 포함하는 상기 대응방안 정보를 상기 시공업체 측 단말에 전송하는 것이고,
   상기 서버는,
   상기 단말로부터 구조물의 균열 거동에 영향을 주는 영향 요소 정보를 수신받아 균열이 발생하거나, 발생했을 가능성이 높은 지점을 도출하여 취약지점 정보를 생성하는 취약지점 도출부를 더 포함하고,
   상기 취약지점 도출부는,
   상기 균열측정장치가 취약지점에 설치되도록 상기 단말 또는 상기 시공업체 측 단말에 상기 취약지점 정보를 전송하는 특징으로 하는 임계시점 감지 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 균열측정장치는,
   상기 구조물의 3축에 대한 기울기 각도를 측정하는 관성 측정 모듈을 더 포함하고,
   상기 제어 모듈이 상기 서버에 상기 균열폭 값을 전송할 시 기울기 각도 정보를 같이 전송하는 것을 특징으로 하는 임계시점 감지 시스템.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 거동 예측부는,
   상기 균열폭 값들을 이용하여 성능 균열에 대한 변화추이를 분석하고, 상기 성능 균열의 변화추이 그래프를 통해 장래의 균열 거동을 예측하되,
   상기 균열폭 값들을 그래프화하고, 최소 밴드 폭을 가지는 균열폭 값만을 유효 데이터로 선정하여 노이즈 데이터를 제거한 후, 환경 균열과 성능 균열의 상관 관계를 통해 환경 균열에 대한 값을 제거하여 상기 성능 균열의 변화추이 그래프를 획득하는 것을 특징으로 하는 임계시점 감지 시스템.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 대응방안 제시부는,
   상기 단말로부터 대응조치 정보를 수신 받고, 대응조치가 이루어진 균열을 측정한 상기 균열측정장치를 통해 예측된 균열 거동을 수집하여, 대응조치에 따른 균열 거동을 비교 분석하는 것으로 최적의 추천공법정보를 도출하는 것을 특징으로 하는 임계시점 감지 시스템.
   
9. 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 방법에 있어서,
   구조물에 설치된 균열측정장치가 균열에 따른 변형율을 통해 균열폭을 측정하고, 측정된 균열폭 값이 구조물 균열 기준치를 벗어날 경우 서버로 균열폭 값을 전송하는 균열측정단계;
   상기 서버가 상기 균열측정장치로부터 수신 받은 상기 균열폭 값을 이용하여 시간 대비 균열의 변화추이 분석을 통해 장래의 균열 거동을 예측하는 거동예측단계 및
   상기 서버가 예측된 균열 거동에 따라 보수 또는 보강이 필요한 임계시점을 판단하여 현재 상태에 따른 보수보강 상태 정보를 제시하는 상태표시단계를 포함하고,
   상기 상태표시단계는,
   각 균열측정장치 별로 상기 보수보강 상태 정보를 생성하고, 생성된 보수보강 상태 정보를 구조물별로 그룹핑하여, 상기 단말에 구조물별로 상기 보수보강 상태 정보를 그래프로 표시하고,
   상기 균열측정장치는,
   휘트스톤 브리지 구조 및 24비트 아날로그디지털 변환기로 이루어진 로드셀이 적용되어 균열이 발생한 구조물이 힘을 받아 변형이 발생되는 경우, 상기 변형에 대한 변형율을 전기 신호를 검출하고, 검출된 상기 변형율을 디지털 신호로 환산하여 상기 균열폭을 측정하며,
   상기 서버는,
   상기 보수보강 상태 정보가 상기 보수필요 또는 상기 보강필요로 선택될 경우, 관리자 또는 건축주가 보수 또는 보강이 필요한 것을 인지하도록 단말에 전송하고,
   상기 보수 또는 보강 접수가 자동으로 이루어지도록 시공업체 측 단말에 상기 보수보강 상태 정보를 더 전송하고,
   상기 서버는,
   상기 보수보강 상태 정보에 따라 적합한 조치를 취할 수 있도록 대응방안 정보를 제시하는 대응방안제시단계를 더 포함하고,
   상기 대응방안제시단계에서 상기 대응방안 정보를 제시하는 것은,
   상기 보수보강 상태 정보가 상기 보수필요 또는 상기 보강필요로 선택될 경우, 상기 균열측정장치의 위치정보, 대응방안, 추천공법정보를 포함하는 상기 대응방안 정보를 상기 시공업체 측 단말에 전송하는 것이고,
   상기 균열 센서 기반의 콘크리트 구조물 임계시점 감지 방법은,
   상기 구조물에 상기 균열측정장치를 설치하기 전 단계로서, 상기 서버가 상기 단말로부터 구조물의 균열 거동에 영향을 주는 영향 요소 정보를 수신받아 균열이 발생하거나, 발생했을 가능성이 높은 지점을 도출하여 취약지점 정보를 생성하는 취약지점 도출 단계를 더 포함하고,
   상기 취약지점 도출 단계는,
   상기 균열측정장치가 취약지점에 설치되도록 상기 단말 또는 상기 시공업체 측 단말에 상기 취약지점 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 임계시점 감지 방법.
10. 삭제

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