NI LabVIEW, 베이징 올림픽 개최 장소의 건물 구조 상태 모니터링

인터넷으로 세계 어느 곳에서라도 저장된 데이터 원격 접근 가능

내쇼날인스트루먼트(지사장 김주엽 ni.com/korea)의 협력업체인 CGM Engineering 의 SHM 솔루션이 중국의 지진 예방과 재해 완화를 관리하는 핵심 정부 단체인 CEA에 의해 이번 베이징 올림픽 개최 장소의 건물 구조 상태 모니터링에 채택되었다.

이 솔루션은 그래픽 기반 시스템 디자인 플랫폼인 NI LabVIEW와 프로그래밍 가능한 자동화 컨트롤러인 NI CompactRIO를 기반으로, 2008 베이징 올림픽의 주요 개최 장소인 베이징 스타디움과 북경 수상 센터를 포함하여 최근 중국에 건설된 7개의 거대 고층 건물에 대한 구조 상태 연구 수행을 위해 제작되었다.

“본 공학 프로젝트의 주 목적은 건물의 안정성, 신뢰성 및 거주성 등의 건물 구조 상태를 최신의 연산, 센서 및 통신 기술을 이용하여 실시간으로 모니터링 하는 것입니다. 본 시스템은 지진, 폭풍이나 화재 발생과 같은 재해가 발생했을 때 건물 구조의 진동 사안을 파악하고 구조적 특성의 갑작스런 변화를 감지하여 건물 구조의 안정성을 향상시키고 인적ㆍ재산 손해를 줄일 수 있도록 도와줄 것입니다.”라고 CGM Engineering의 부사장 크리스 맥도널드(Chris McDonald)는 전했다.

9개의 64채널 및 36채널 SHM 각 시스템에는 진동 측정을 위한 가속도계와 섀시간의 동기화를 위해 외부 GPS에 직접 연결하는 여러 CompactRIO 컨트롤러가 탑재되어 있다. 각 섀시 내부에는 LabVIEW FPGA Module이 GPS에 적합한 ±10 마이크로초 클록 이내로 각 측정 채널을 동기화하는데 사용된다. 또한 LabVIEW Real-Time Module은 사용자 구성 가능한 필터링을 프로그래밍하여 수집중인 저주파수 측정과 충돌할 때 원치 않는 노이즈가 생기는 것을 방지한다. 각 시스템은 견고한 NEMA 엔클로저로 보관되어 있어 습도가 높고 -40 C~70 C에 달하는 온도에서도 작동할 수 있다.

SHM 시스템은 지속적인 실시간 모니터링을 개별 지역에서 수행한다. 따라서 엔지니어는 보안이 철저한 인터넷 연결을 통해 세계 어느 곳에 있어도 저장된 데이터를 원격으로 접근할 수 있다. 또한 엔지니어들은 단일 또는 다변수의 아키텍처를 사용하는 시스템을 구성하여 이벤트 발생 시 이메일 공지를 보낼 수 있다.

CEA는 “본 시스템은 지속적인 실시간 모니터링, 시간 기준의 GPS 동기화 및 가장 많은 채널 수를 가장 낮은 비용으로 제공할 수 있다 또한 이 기술은 간단하고 간편한 설정과 다양한 I/O 옵션들을 제공하기 때문에 변경하려는 시스템 요구사항을 쉽고 빠르게 구성할 수 있다”며 기타 솔루션보다 NI 기술 기반의 본 시스템을 선택한 이유에 대해 설명했다.

SHM 시스템은 올림픽 개최지역뿐 아니라 상하이의 104층 건물인 세계 무역 센터와 베이징의 66층 건물인 파크 하얏트 호텔 단지, 에탄의 240미터 콘크리트 아치댐, 산터우의 8266미터 사장교 및 베이징의 격리된 지역에 위치한 CEA 데이터 센터에도 배포되어 있다. 궁극적으로 이 연구로부터 수집한 데이터는 향후 건축될 건물의 구조 완전성을 개선시키고 재해가 발생했을 때 사상자수를 줄이고자 하는 연구에 사용될 전망이다.

[김정완 기자(boan3@boannews.com)]

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