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구조물에 가해지는 외부 하중에 대한 구조물의 하부층에 대한 가속도 응답과 구조물의 상부층에 대한 가속도 응답 사이의 선형 상관관계를 모델링하고, 상기 하부층에 대한 가속도 응답과 상기 상부층에 대한 가속도 응답 사이의 상기 선형 상관관계로 예측 모델 또는 인공지능 모델을 학습시켜서, 새로운 외부 하중이 구조물에 가해지는 경우에 측정된 구조물 가속도 응답과 상기 예측 모델 또는 인공지능 모델을 이용하여 예측된 구조물 가속도 응답 사이의 선형 상관관계의 동일 여부로부터 구조물의 손상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 시스템
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제1항에 있어서,구조물에 설치되며, 구조물에 가해지는 외부 하중에 대한 구조물 가속도 응답을 측정하는 가속도 계측부;상기 가속도 계측부에서 측정된 가속도 응답 데이터를 입력 데이터 및 출력 데이터로 정의하거나 분류하고, 상기 입력 데이터 및 상기 출력 데이터를 상기 예측 모델 또는 인공지능 모델을 학습시켜서 상기 입력 데이터와 상기 출력 데이터 사이의 선형 상관관계를 모델링하는 예측 모델링부;구조물에 새로운 외부 하중이 가해지는 경우 상기 가속도 계측부에서 측정된 가속도 응답 데이터 중 입력 데이터를 상기 예측 모델링부에 입력하여 상기 새로운 외부 하중에 대한 구조물 가속도 응답을 예측하는 구조물 응답 예측부; 및상기 구조물 응답 예측부에서 예측된 상기 새로운 외부 하중에 대한 구조물 가속도 응답과 상기 가속도 계측부에서 측정된 상기 새로운 외부 하중에 대한 구조물 가속도 응답을 비교하여 구조물의 손상 여부를 판단하는 구조물 손상 판단부;를 포함하며,상기 구조물 손상 판단부는 예측된 구조물 가속도 응답과 측정된 가속도 응답을 비교하여 상기 선형 상관관계가 비선형 상관관계 또는 다른 선형 상관관계로 변한 경우에 구조물에 손상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 시스템
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제2항에 있어서,상기 가속도 계측부는,상기 구조물 중 상기 구조물이 위치하는 지면과 가까운 부위에 마련되는 제1 계측부 및 상기 제1 계측부가 마련된 위치 보다 상부층에 마련되는 제2 계측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 시스템
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제3항에 있어서,상기 가속도 계측부에서 측정된 가속도 응답 데이터를 입력 데이터 및 출력 데이터로 정의하거나 분류하는 실측 데이터 관리부를 더 포함하고,상기 실측 데이터 관리부는,상기 제1 계측부에서 측정된 구조물 가속도 응답을 입력 데이터로 정의하고, 상기 제2 계측부에서 측정된 구조물 가속도 응답을 출력 데이터로 정의하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 시스템
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제3항에 있어서,상기 가속도 계측부에서 측정된 가속도 응답 데이터를 입력 데이터 및 출력 데이터로 정의하거나 분류하는 실측 데이터 관리부를 더 포함하고,상기 실측 데이터 관리부는,이전 시간 단계에서 측정된 상기 제1 계측부 및 상기 제2 계측부의 구조물 가속도 응답 및 상기 외부 하중을 입력 데이터로 정의하고, 다음 시간 단계에서 측정된 상기 제2 계측부의 구조물 가속도 응답을 출력 데이터로 정의하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 시스템
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제4항 또는 제5항에 있어서,상기 예측 모델링부는,상기 입력 데이터 및 상기 출력 데이터를 이용하여 학습하되, 선형회귀기법, 기계학습 알고리즘 또는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 구조물 가속도 응답을 예측하는 예측 모델 또는 인공지능 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 시스템
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제6항에 있어서,상기 구조물 손상 판단부는,상기 이전 시간 단계에서 측정된 상기 제1 계측부 및 상기 제2 계측부의 구조물 가속도 응답이 상기 예측 모델링부에 입력되어 예측된 상기 다음 시간 단계에서 상기 제2 계측부에서의 구조물 가속도 응답과, 상기 다음 시간 단계에서 상기 제2 계측부에서 측정된 구조물 가속도 응답의 정규화된 평균 제곱 오차(NMSE)로부터 구조물의 손상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 시스템
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제7항에 있어서,상기 구조물 손상 판단부는, 임계값=1-특정 NMSE값이 되도록 임계값을 정의하고 NMSE값이 임계값을 초과하는 경우에 구조물에 손상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 시스템
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제8항에 따른 구조물 손상 감지 시스템을 사용한 구조물 손상 감지 방법에 있어서,구조물에 가속도 계측부를 설치하는 단계;상기 가속도 계측부에서 측정된 구조물 가속도 응답을 얻는 단계;구조물 가속도 응답을 이용하여 인공지능 모델을 학습시키는 단계;인공지능 모델의 학습결과를 이용하여 예측 모델링부를 생성하는 단계;상기 예측 모델링부를 이용하여 구조물 가속도 응답을 예측하는 단계; 및구조물의 손상 여부를 판단하는 단계;를 포함하며,상기 인공지능 모델을 학습시키는 단계는,이전 시간 단계에서 측정된 상기 제1 계측부 및 상기 제2 계측부의 구조물 가속도 응답을 입력 데이터로 정의하고 다음 시간 단계에서 측정된 상기 제2 계측부의 구조물 가속도 응답을 출력 데이터로 정의하여 인공지능 모델을 학습시키는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 방법
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제9항에 있어서,상기 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계는,예측된 구조물 가속도 응답과 측정된 가속도 응답을 비교하여 상기 예측 모델링부에 입력되는 입력 데이터와 상기 예측 모델링부에서 출력되는 출력 데이터 사이의 선형 상관관계가 동일하게 유지되는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 방법
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제10항에 있어서,상기 구조물의 손상 여부를 판단하는 단계는,상기 이전 시간 단계에서 측정된 상기 제1 계측부 및 상기 제2 계측부의 구조물 가속도 응답이 상기 예측 모델링부에 입력되어 예측된 상기 다음 시간 단계에서 상기 제2 계측부에서의 구조물 가속도 응답과, 상기 다음 시간 단계에서 상기 제2 계측부에서 측정된 구조물 가속도 응답의 정규화된 평균 제곱 오차(NMSE)로부터 구조물의 손상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 구조물 손상 감지 방법
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