철도교 장기변형 모니터링을 위한 비접촉식 계측 및 확률론적 예측

Abstract

철도교는 시공단계부터 공용 중에 다양한 하중에 노출되고 이에 따라 구조적 변형을 겪게 된다. 이러한 변형은 철도교의 시공정확성 및 안전성에 대한 중요한 지표가 되므로, 철도교의 생애주기에 따른 장기적 거동을 파악하는 것은 매우 중요하다. 그러나 기존의 실교량 변위계측 기법은 장기변형 계측보다는 단기간의 동적거동을 계측하는데 적합하며, 장기변형 계측에 적용 시 상당한 오차를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 철도교의 장기변형 계측을 위한 컴퓨터 비전 기반의 비접촉식 기법 및 계측된 데이터를 이용한 장기변형의 확률론적 예측 기법을 소개한다. 컴퓨터 비전 기법은 장기변형 계측 시 카메라의 움직임에 따른 오차가 발생하므로, 이를 보정하기 위해 보조카메라를 도입한 듀얼카메라 시스템(dual camera system)을 개발하였다. 시공 단계의 철도교에 듀얼카메라 시스템을 적용하여 장기변위를 계측하였고, LiDAR를 이용해 측정한 변위데이터와의 비교를 통해 성능을 검증하였다. 계측된 데이터를 이용하여 장기변형 예측모델을 학습하였고, 확률기반 예측변위의 범위를 산정하였다.