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선박(210)의 접안시 충격을 흡수하거나 완화시키도록 선착장 접안시설(220)에 설치되는 적어도 하나 이상의 선박 접안용 펜더(110); 변형 측정센서(121), 가속도계(122) 및 온도센서(123)로 이루어지며, 상기 선박 접안용 펜더(110)에 설치되고, 선박(210)의 접안에 따른 상기 선박 접안용 펜더(110)의 변형을 측정하고, 상기 선박 접안용 펜더(110)의 진동을 검출하는 센서 유닛(120); 해수가 닿지 않도록 선착장 접안시설(220) 상부에 설치되고, 상기 센서 유닛(120)에서 측정된 변형률 및 진동신호를 수신하여 상기 선박(210)의 접안 횟수, 상기 선박 접안용 펜더(110)의 에너지 흡수 성능 및 건전성을 함께 실시간으로 평가하는 펜더 건전성 평가 장치(130); 및 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)로부터 펜더 건전성 평가결과를 전송받는 관리 서버(140)를 포함하되, 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)는 상기 선박 접안용 펜더(110)에서 발생하는 변형률 측정을 통해 접안에너지를 추정하고, 상기 선박(210) 접안에 따른 규정 준수 여부 및 상기 선박 접안용 펜더(110)의 성능을 실시간 확인하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 시스템
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제1항에 있어서, 상기 센서 유닛(120)은,선박(210)의 접안 시 발생하는 상기 선박 접안용 펜더(110)의 변형을 감지하여 전기적 신호를 발생하는 변형 측정센서(121);상기 변형 측정센서(121)에서 발생하는 전기적 신호를 트리거(trigger) 소스로 활용하여 슬립(sleep) 모드에서 웨이크업(wake-up) 모드로 전환되고, 상기 선박 접안용 펜더(110)의 충격, 변형 또는 휨에 따른 변화에 대응하는 진동을 측정하는 가속도계(122); 및상기 선박 접안용 펜더(110)의 온도를 측정하는 온도센서(123)를 포함하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 시스템
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제1항에 있어서, 상기 변형 측정센서(121)는 유연한 소재의 휨 발생이 가능한 센서로서, 압전 MFC(macro fiber composite sensor) 센서, 압전 PVDF(Polyvinylidene-fluoride) 센서 또는 플렉스 센서인 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 시스템
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제1항에 있어서, 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)는,상기 센서 유닛(120)으로부터 측정된 데이터를 수집하는 데이터 수집부(131);GPS 신호를 수신하여 정확한 측정위치정보를 생성하는 GPS 모듈(132);상기 데이터 수집부(131)에서 수집된 상기 가속도계(122)에서 측정한 진동신호의 주파수영역 분석하는 데이터 분석부(133);상기 센서 유닛(120)에서 측정된 센싱값으로부터 고유진동수를 추출하는 고유진동수 추출부(134);상기 센서 유닛(120)에서 측정된 센싱값으로부터 감쇠비를 추출하는 감쇠비 추출부(135);상기 고유진동수 추출부(134)에서 추출된 고유진동수에 따라 상기 선박 접안용 펜더(110)의 손상패턴이 질량 변화, 강성 변화 또는 경계조건 변화인지 분류하는 펜더 손상패턴 결정부(136);펜더 카탈로그에서 제공되는 변형률-접안 에너지 관계를 통하여 접안 에너지를 추정하는 접안 에너지 추정부(137); 및상기 펜더 손상패턴 결정부(136)에서 결정된 상기 선박 접안용 펜더(110)의 손상패턴에 대응하여 상기 선박 접안용 펜더(110)의 건전성을 실시간 평가하는 펜더 건전성 평가부(138)를 포함하되,상기 펜더 카탈로그에서 제공되는 변형률-접안 에너지 관계로서, 상기 측정된 변형 측정센서(121)로부터 변형률이 결정되고, 펜더 카탈로그 상에서 상기 변형률에 대응하는 최대 반력값에 따라 접안 에너지를 계산하여 추정하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 시스템
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제4항에 있어서, 상기 데이터 수집부(131)는 상기 변형 측정센서(121)에서 측정한 전기적 신호에 대응하여 상기 가속도계(122)의 트리거 소스로 전달하고, 상기 가속도계(122)는 일정값 이상의 트리거 소스가 전달되는 경우 진동신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 시스템
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제4항에 있어서, 상기 펜더 손상패턴 결정부(136)의 결정되는 손상패턴 중에서, 상기 질량 변화와 관련한 손상이 발생하기 시작하면 고유진동수는 증가하고, 상기 강성 변화와 관련한 손상이 발생하기 시작하면 고유진동수가 감소하며, 상기 경계조건 변화와 관련한 손상이 발생하기 시작하면 고유진동수가 감소하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 시스템
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제6항에 있어서, 상기 질량 변화는 결락, 갈라짐, 결손, 치핑, 고무박리 및 마모로 구분하고, 상기 강성 변화는 균열, 화상 및 오존 균열로 구분하며, 상기 경계조건 변화는 볼트 손상, 볼트 구멍 손상, 부식 및 영구변형으로 구분하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 시스템
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제4항에 있어서, 상기 감쇠비 추출부(135)에서 추출된 감쇠비가 감소할 경우, 상기 선박 접안용 펜더(110)가 흡수할 수 있는 접안 에너지 성능이 감소하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 시스템
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a) 선박(210)의 접안에 따른 선착장 접안시설(220)에 설치된 선박 접안용 펜더(110)에 충격이 발생하는 단계;b) 상기 선박 접안용 펜더(110)에 설치된 센서 유닛(120)의 변형 측정센서(121)가 변형률을 측정하는 단계;c) 센서 유닛(120)의 가속도계(122)가 상기 선박 접안용 펜더(110)에서 발생하는 진동신호를 측정하는 단계;d) 펜더 건전성 평가 장치(130)가 상기 진동신호를 수신하여 주파수 영역 분석에 따라 고유진동수 및 감쇠비를 산출하는 단계;e) 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)가 상기 고유진동수 및 감쇠비에 따라 펜더의 손상패턴을 결정하고 접안 에너지를 추정하는 단계; 및f) 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)가 상기 손상패턴 및 접안 에너지에 따라 상기 선박 접안용 펜더(110)의 건전성을 실시간 평가하는 단계를 포함하되,상기 펜더 건전성 평가 장치(130)는 상기 선박 접안용 펜더(110)에서 발생하는 변형률 측정을 통해 접안에너지를 추정하고, 상기 선박(210) 접안에 따른 규정 준수 여부 및 상기 선박 접안용 펜더(110)의 성능을 실시간 확인함으로써, 상기 선박의 접안 횟수, 선박 접안용 펜더(110)의 에너지 흡수 성능 및 건전성을 함께 실시간으로 평가하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제9항에 있어서, 상기 b) 단계의 센서 유닛(120)은 변형 측정센서(121), 가속도계(122) 및 온도센서(123)로 이루어지며, 상기 선박 접안용 펜더(110)에 설치되고, 선박(210)의 접안에 따른 상기 선박 접안용 펜더(110)의 변형을 측정하고, 상기 선박 접안용 펜더(110)의 진동을 검출하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제10항에 있어서, 상기 센서 유닛(120)은,선박(210)의 접안 시 발생하는 상기 선박 접안용 펜더(110)의 변형을 감지하여 전기적 신호를 발생하는 변형 측정센서(121);상기 변형 측정센서(121)에서 발생하는 전기적 신호를 트리거(trigger) 소스로 활용하여 슬립(sleep) 모드에서 웨이크업(wake-up) 모드로 전환되고, 상기 선박 접안용 펜더(110)의 충격, 변형 또는 휨에 따른 변화에 대응하는 진동을 측정하는 가속도계(122); 및상기 선박 접안용 펜더(110)의 온도를 측정하는 온도센서(123)를 포함하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제9항에 있어서, 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)는,상기 센서 유닛(120)으로부터 측정된 데이터를 수집하는 데이터 수집부(131);GPS 신호를 수신하여 정확한 측정위치정보를 생성하는 GPS 모듈(132);상기 데이터 수집부(131)에서 수집된 상기 가속도계(122)에서 측정한 진동신호의 주파수영역 분석하는 데이터 분석부(133);상기 센서 유닛(120)에서 측정된 센싱값으로부터 고유진동수를 추출하는 고유진동수 추출부(134);상기 센서 유닛(120)에서 측정된 센싱값으로부터 감쇠비를 추출하는 감쇠비 추출부(135);상기 고유진동수 추출부(134)에서 추출된 고유진동수에 따라 상기 선박 접안용 펜더(110)의 손상패턴이 질량 변화, 강성 변화 또는 경계조건 변화인지 분류하는 펜더 손상패턴 결정부(136);펜더 카탈로그에서 제공되는 변형률-접안 에너지 관계를 통하여 접안 에너지를 추정하는 접안 에너지 추정부(137); 및상기 펜더 손상패턴 결정부(136)에서 결정된 상기 선박 접안용 펜더(110)의 손상패턴에 대응하여 상기 선박 접안용 펜더(110)의 건전성을 실시간 평가하는 펜더 건전성 평가부(138)를 포함하되,상기 펜더 카탈로그에서 제공되는 변형률-접안 에너지 관계로서, 상기 측정된 변형 측정센서(121)로부터 변형률이 결정되고, 펜더 카탈로그 상에서 상기 변형률에 대응하는 최대 반력값에 따라 접안 에너지를 계산하여 추정하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제12항에 있어서, 상기 펜더 손상패턴 결정부(136)에서 결정되는 손상패턴 중에서, 상기 질량 변화와 관련한 손상이 발생하기 시작하면 고유진동수는 증가하고, 상기 강성 변화와 관련한 손상이 발생하기 시작하면 고유진동수가 감소하며, 상기 경계조건 변화와 관련한 손상이 발생하기 시작하면 고유진동수가 감소하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제13항에 있어서, 상기 질량 변화는 결락, 갈라짐, 결손, 치핑, 고무박리 및 마모로 구분하고, 상기 강성 변화는 균열, 화상 및 오존 균열로 구분하며, 상기 경계조건 변화는 볼트 손상, 볼트 구멍 손상, 부식 및 영구변형으로 구분하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제12항에 있어서, 상기 감쇠비 추출부(135)에서 추출된 감쇠비가 감소할 경우, 상기 선박 접안용 펜더(110)가 흡수할 수 있는 접안 에너지 성능이 감소하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제12항에 있어서, 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)는 상기 선박 접안용 펜더(110)의 정상 여부 및 손상패턴 이벤트 발생 기록을 통해서 상기 선박 접안용 펜더(110)의 시간이력을 관리하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제9항에 있어서, g) 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)의 평가결과가 기준값을 초과하는지 확인하는 단계; 및h) 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)가 평가결과를 관리 서버(140)로 전송하는 단계를 추가로 포함하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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제17항에 있어서, 상기 관리 서버(140)는 상기 펜더 건전성 평가 장치(130)의 평가결과에 따라 상기 선박 접안용 펜더(110)의 성능 저하 및 교체주기를 결정하는 것을 특징으로 하는 선박 접안용 펜더의 실시간 건전성 평가 방법
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