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진동법(Vibration Method)-기반 자동 케이블 모니터링 시스템에 있어서,케이블지지 구조물에 설치되는 케이블(110);상기 케이블(110)의 일측에 설치되어 상기 케이블(110)의 진동을 계측하여 가속도 신호를 생성하는 가속도계(120); 및상기 가속도계(120)에서 생성된 가속도 신호를 수신하여 파워스펙트럼밀도(PSD) 신호로 변환하고, 진동법 기반의 첨두 자동추출 알고리즘(Fully-automated Peak-Picking Algorithm)에 따라 주기적이고 임계치 내 양호하게 가진된 첨두(Peak)를 추출하여 케이블 장력 및 케이블 감쇠비를 각각 산출하는 케이블 모니터링 단말(200)을 포함하되,상기 첨두 자동추출 알고리즘은 상기 PSD 신호에 따라 수정(Modified) 자동 다중스케일-기반 첨두 추출(Automatic multiscale-based peak detection: AMPD) 방식을 적용하여 주기적인 제1 첨두 위치를 자동 추출하고, 동시에 상기 PSD 신호에 포함된 기저(Baseline)를 먼저 제거(Correction)한 후 계산된 중앙값 절대편차(Median absolute deviations: MAD) 이상의 값을 추출하는 MAD 방식을 적용하여 임계치 내 양호하게 가진된 제2 첨두 위치를 자동 추출하는 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 시스템
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제1항에 있어서,상기 케이블지지 구조물은 사장교 또는 엑스트라도즈교(ED교)인 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 시스템
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제1항에 있어서,상기 케이블 모니터링 단말(200)은 상기 첨두 자동추출 알고리즘에 따라 자동 추출된 제1 첨두 위치 및 제2 첨두 위치를 병합하여 동시에 추출된 첨두만을 상기 케이블의 모드 주파수(modal frequency)를 선정하기 위한 첨두로 추정하고, 상기 추출된 첨두 및 모드 주파수에 따라 상기 케이블 장력 및 케이블 감쇠비를 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 시스템
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제1항에 있어서,상기 수정(Modified) AMPD 방식은 자동 다중스케일-기반 첨두 추출(AMPD) 방식에 의해 주기적으로 나타나는 첨두를 자동 추출하되, 양 끝단에 존재하는 첨두를 놓치지 않도록 상기 PSD 신호의 양 끝단을 패딩(Padding) 영역으로 설정하여 각각 PSD 평균값을 추가하는 방식인 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 시스템
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제4항에 있어서,상기 수정(Modified) AMPD 방식은 상기 PSD 신호에 포함된 잡음으로 인해 첨두 추출 결과에 영향이 발생하는 것을 방지하도록 첨두 추출을 위한 초기 변수 선정이 없는 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 시스템
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제1항에 있어서,상기 MAD 방식은, 상대적으로 높은 값의 첨두(Peak)를 갖는 PSD 신호를 추출도록 상기 PSD 신호에서 발생하는 기저(Bsaeline)를 먼저 제거하는 기저 제거(Baseline Correction)를 실시하고, 이후 추출된 첨두 중에서 임계치 내 양호하게 가진된 첨두들만 선택하도록 이상치(outlier)를 탐지하는 중앙값 절대편차(Median absolute deviations: MAD) 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 시스템
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제1항에 있어서, 상기 케이블 모니터링 단말(200)은,상기 가속도계(120)에서 계측된 가속도 신호를 수신하는 계측신호 수신부(210);상기 계측신호 수신부(210)에서 수신된 시간 영역의 가속도 신호를 전처리(Pre-Processing)하여 주파수 영역의 PSD 신호로 변환하는 전처리부(220);상기 PSD 신호에 상기 수정 AMPD를 적용하여 주기적인 첨두로서 제1 첨두 위치를 추출하고, 동시에 상기 PSD 신호의 기저 제거후 중앙값 절대편차(MAD)를 적용하여 임계치 내 양호하게 가진된 첨두로서 제2 첨두 위치를 자동으로 추출하는 첨두 자동추출 알고리즘 적용부(230);주기적이고 양호하게 가진된 첨두를 추정하도록 상기 첨두 자동추출 알고리즘 적용부(230)에 의해 추출된 제1 첨두 위치 및 제2 첨두 위치를 병합하여 동시에 추출된 첨두만을 추정하는 추출 첨두 병합부(240);상기 추출 첨두 병합부(240)에서 병합된 동시에 추출된 첨두에 따라 모드 주파수(Modal frequency)로 선정하는 모드 주파수 선정부(250);상기 추정된 첨두 및 모드 주파수에 기반하여 케이블 장력을 산출하는 케이블 장력 산출부(260); 및상기 추정된 첨두 및 모드 주파수에 기반하여 케이블 감쇠비를 산출하는 케이블 감쇠비 산출부(270)를 포함하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 시스템
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제7항에 있어서, 상기 첨두 자동추출 알고리즘 적용부(230)는,자동 다중스케일-기반 첨두 추출(AMPD) 방식에 의해 주기적으로 나타나는 첨두를 자동 추출하되, 양 끝단에 존재하는 첨두를 놓치지 않도록 상기 PSD 신호의 양 끝단을 패딩(Padding) 영역으로 설정하여 각각 PSD 평균값을 추가하는 수정 AMPD 적용부(231);상기 수정 AMPD가 적용된 PSD 신호로부터 주기적인 제1 첨두 위치를 자동 추출하는 제1 첨두 위치 추출부(232);상대적으로 높은 값의 첨두(Peak)를 갖는 PSD 신호를 추출도록 상기 PSD 신호에서 발생하는 기저(Bsaeline)를 먼저 제거하는 기저 제거부(233); 및추출된 첨두 중에서 임계치 내 양호하게 가진된 첨두들만 선택하도록 이상치(outlier)를 탐지하는 중앙값 절대편차(MAD) 적용부(234); 및상기 MAD 방식 적용에 따라 임계치 내 양호하게 가진된 제2 첨두 위치를 자동 추출하는 제2 첨두 위치 추출부(235)를 포함하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 시스템
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진동법-기반 자동 케이블 모니터링 방법에 있어서,a) 케이블지지 구조물의 케이블(110)에 설치된 가속도계(120)가 상기 케이블(110) 진동을 계측하여 가속도 신호를 생성하는 단계;b) 케이블 모니터링 단말(200)의 계측신호 수신부(210)가 상기 가속도 신호를 수신하는 단계;c) 상기 케이블 모니터링 단말(200)이 시간 영역의 가속도 신호를 전처리하여 주파수 영역의 파워스펙트럼밀도(PSD) 신호로 변환 추출하는 단계;d) 상기 케이블 모니터링 단말(200)이 첨두 자동추출 알고리즘을 적용하여, 상기 PSD 신호에 수정 AMPD를 적용하여 제1 첨두 위치를 추출하고, 동시에 상기 PSD 신호에 포함된 기저를 먼저 제거한 후 계산된 중앙값 절대편차(MAD) 이상의 값을 추출하는 MAD 방식을 적용하여 제2 첨두 위치를 자동 추출하는 단계;e) 상기 추출된 제1 첨두 위치 및 제2 첨두 위치를 동시 병합하여 주기적이고 양호하게 가진된 첨두를 추정하는 단계;f) 상기 추정된 첨두에 따른 모드 주파수를 선정하는 단계; 및g) 상기 추정된 첨두 및 모드 주파수에 따라 케이블 장력 및 케이블 감쇠비를 각각 산출하는 단계를 포함하되,상기 d) 단계의 첨두 자동추출 알고리즘은 상기 PSD 신호에 따라 수정 AMPD 방식을 적용하여 주기적인 제1 첨두 위치를 자동 추출하고, 동시에 상기 PSD 신호에 포함된 기저를 먼저 제거한 후 계산된 중앙값 절대편차(MAD) 이상의 값을 추출하는 MAD 방식을 적용하여 임계치 내 양호하게 가진된 제2 첨두 위치를 자동 추출하는 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 방법
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제9항에 있어서, h) 상기 산출된 케이블 장력 및 케이블 감쇠비에 따라 상기 케이블지지 구조물의 안정성을 판단하고 유지관리를 실시하는 단계를 추가로 포함하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 방법
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제9항에 있어서,상기 수정 AMPD 방식은 자동 다중스케일-기반 첨두 추출(AMPD) 방식에 의해 주기적으로 나타나는 첨두를 자동 추출하되, 양 끝단에 존재하는 첨두를 놓치지 않도록 상기 PSD 신호의 양 끝단을 패딩 영역으로 설정하여 각각 PSD 평균값을 추가하는 방식인 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 방법
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제11항에 있어서,상기 수정 AMPD 방식은 상기 PSD 신호에 포함된 잡음으로 인해 첨두 추출 결과에 영향이 발생하는 것을 방지하도록 첨두 추출을 위한 초기 변수 선정이 없는 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 방법
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제9항에 있어서, 상기 MAD 방식은, 상대적으로 높은 값의 첨두를 갖는 PSD 신호를 추출하도록 상기 PSD 신호에서 발생하는 기저를 먼저 제거하고, 이후 추출된 첨두 중에서 임계치 내 양호하게 가진된 첨두들만 선택하도록 이상치를 탐지하는 중앙값 절대편차(MAD) 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 방법
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제9항에 있어서, 상기 d) 단계는,d-1) 자동 다중스케일-기반 첨두 추출(AMPD) 방식에 의해 주기적으로 나타나는 첨두를 자동 추출하되, 양 끝단에 존재하는 첨두를 놓치지 않도록 상기 PSD 신호의 양 끝단을 패딩 영역으로 설정하여 각각 PSD 평균값을 추가하는 수정 AMPD를 적용하는 단계;d-2) 상기 수정 AMPD가 적용된 PSD 신호로부터 주기적인 제1 첨두 위치를 자동 추출하는 단계;d-3) 상대적으로 높은 값의 첨두(Peak)를 갖는 PSD 신호를 추출하도록 상기 PSD 신호에서 발생하는 기저를 먼저 제거하는 단계;d-4) 추출된 첨두 중에서 임계치 내 양호하게 가진된 첨두들만 선택하도록 이상치를 탐지하는 중앙값 절대편차(MAD)를 적용하는 단계; 및d-5) 상기 MAD 방식의 적용에 따라 임계치 내 양호하게 가진된 제2 첨두 위치를 자동 추출하는 단계를 포함하는 첨두 자동추출 알고리즘을 이용한 진동법-기반 자동 케이블 모니터링 방법
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