Earticle

초록

영어

Purpose: Inspection and diagnosis on the performance and safety through domestic port facilities have been conducted for over 20 years. However, the long-term development strategies and directions for facility renewal and performance improvement using the diagnosis history and results are not working in realistically. In particular, in the case of port structures with a long service life, there are many problems in terms of safety and functionality due to increasing of the large-sized ships, of port use frequency, and the effects of natural disasters due to climate change. Method: In this study, the maintenance history data of the gravity type quay in element level were collected, defined as big data, and a predictive approximation model was derived to estimate the pattern of deterioration and aging of the facility of project level based on the data. In particular, we compared and proposed models suitable for the use of big data by examining the validity of the state-based deterioration pattern and deterioration approximation model generated through machine learning algorithms of GP and SGP techniques. Result: As a result of reviewing the suitability of the proposed technique, it was considered that the RMSE and R2 in GP technique were 0.9854 and 0.0721, and the SGP technique was 0.7246 and 0.2518. Conclusion: This research through machine learning techniques is expected to play an important role in decision-making on investment in port facilities in the future if port facility data collection is continuously performed in the future.

한국어

연구목적: 국내 항만시설의 진단을 통한 성능 및 안전에 대한 점검과 진단을 20년 넘게 진행되었지만 그 진단 이력과 결과를 활용한 중장기적인 시설개선과 성능개선을 위한 발전전략이나 방향이 현실적으로 작동하지 않고 있다. 특히, 사용년수가 오래된 항만구조물의 경우, 선박의 대형화와 사용빈도 증가, 기 후변화로 인한 자연재해의 영향 등으로 안전성능과 기능적 면에서 상당히 많은 문제점을 내포하고 있 다. 연구방법: 본 연구에서는 중력식 안벽에 대한 부재수준의 유지관리 이력 데이터를 수집하여 이를 빅 데이터로써 정의하고 해당 데이터를 바탕으로 프로젝트 수준의 시설물의 노후화 패턴 및 열화를 추정 하기 위한 예측근사모델을 도출하였다. 특히 GP 및 SGP 기법의 머신러닝 알고리즘을 통하여 생성된 상 태기반 노후도 패턴 및 열화 근사모델에 대한 유효성 검토를 통해 빅데이터 활용에 적합한 모델을 상호 비교하고 제안하였다. 연구결과: 제안된 기법의 적합성을 검토한 결과 GP기법은 RMSE 및 R2는 0.9854와 0.0721, SGP기법은 0.7246과 0.2518로 GP기법을 적용한 예측모델이 적합한 것으로 검토 되었다. 결론: 머신러닝 기법을 통해 이러한 연 구는 향후 항만시설 데이터취합이 지속적으로 이루어진다면 향후 항만시설 투자의사결정에 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.

목차

ABSTRACT
요약
서론
빅데이터방법론을 적용한 항만시설 상태기반열화모델 개발
상태기반 노후도 패턴과 열화모델연구사례
빅데이터분석을 위한 영향인자의 선정
항만시설물 성능개선을 위한 빅데이터 분석
상태기반 노후도 패턴과 열화 근사모델 검토
빅데이터방법론을 적용한 항만시설 상태기반 열화모델 테스트 및 결과
상태기반 노후도 패턴과 열화 근사모델 테스트
상태기반 노후도 패턴과 열화 근사모델 유효성 검증
결론
Acknowledgement
References

저자

• 나용현 [ Yong Hyoun Na | Chief Researcher, SH Tech & Policy Institute Co., Seongnam, Republic of Korea ]
• 박미연 [ Mi Yeon Park | PH.D, SH Tech & Policy Institute Co., Seongnam, Republic of Korea ] Corresponding Author
• 장신우 [ Shinwoo Jang | Application Engineer, RaonX Solutions Inc., Seongnam, Republic of Korea ]

참고문헌