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정보 엔트로피에 의한 RC 교량 상판의 상태속성 및 등급 영향 구조 분석
The State Attribute and Grade Influence Structure for the RC Bridge Deck Slabs by Information Entropy

황진하    (충북대학교 토목공학부   ); 박종회    (서원대학교 환경건설정보학과   ); 안승수    (충북대학교 구조시스템공학과  );
  • 초록

    기 수행된 1, 2종 교량에 관한 정밀안전진단 등의 많은 사례를 분석해 보면, 실제로 많은 경우 외관상태가 교량의 대표등급 결정에 지배적인 요인이 되는 것을 볼 수 있다. 본 연구는 기 시행된 점검 및 진단 자료를 학습사례집합으로 인공지능 분야의 귀납적 학습법을 활용하여 철근 콘크리트 교량 바닥판의 상태평가를 지배하는 상태속성들의 교량등급에 대한 계층적 영향도와 구조적 연관성을 분석하였다. 이는 세부적으로 목표속성은 평가등급으로, 평가속성은 1방향균열, 2방향균열, 백태, 박락 및 층분리, 재료분리 등 7가지로 구성하고, 엔트로피 분석을 통해 주요 속성의 정보량, 정보기대값 및 정보 이득을 산정하고 범주별 상태 등급 분포를 분석하였다. 이를 위해 본 논문은 먼저 6개 교량에 대한 안전진단보고서를 토대로 상태등급 평가 과정에서 각 속성이 미치는 간접적 영향을 개관하고 정보공학적 분석의 동기를 부여하였다. 아울러 본 연구는 정보 변별력에 대한 순서로 평가를 지배하는 주 속성 및 조건별 하위 속성 연관성을 의사결정트리 형태로 나타내어 계층적 영향 및 속성간의 구조적 연관성을 보임으로써 손상에 대한 이해도를 높이고 차후 상태평가를 위한 합리적 접근을 지원할 수 있도록 하였다.


    The attributes related to the health condition of RC deck slabs are analyzed to help us identify and rate the safety level of the bridges in this study. According to the related reports the state assessment for the outward aspects of bridges is the important and critical part for rating the overall structural safety. In this respect, the careful identification for the various state attributes make the field inspection and structural diagnosis very effective. This study analyzes the influence of the state attributes on evaluation classes and the relationship of them by the inductive reasoning, which raise the understanding and performance for evaluation work, and support the logical approach for the state assessment. ID3 algorithm applied to the case set which is constructed from the field reports indicates the main attributes and the precedence governing the assessment, and derives the decision hierarchy for the state assessment.


  • 주제어

    상태속성 .   귀납적 학습법 .   의사결정트리 .   엔트로피 .   상태평가.  

  • 참고문헌 (17)

    1. 건설교통부 (1997) 교량관리체계개선에 관한 연구보고서, 건설교통부. 
    2. 건설교통부 (1999) 교량점검 편람, 건설교통부. 
    3. 건설교통부 (2003) 시설물의 안전점검 및 정밀안전진단 지침, 건설교통부. 
    4. 건설교통부 (2003) 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(교량편), 한국시설안전(기술)공단, 건설교통부. 
    5. 건설교통부 (2003) 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(터널편), 한국시설안전(기술)공단, 건설교통부. 
    6. 건설교통부 (2009) 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(교량편), 한국시설안전(기술)공단, 건설교통부 
    7. 서울시 (1999) 성수대교 안전점검 편람, 서울시 건설안전관리본부. 
    8. 안종필, 이증빈, 박주원 (2001) 인공신경망에 의한 터널의 상 태 및 안정성 평가, 한국구조물진단학회 학술발표회 논문집, pp.155-160. 
    9. 황진하, 박종회, 안승수, 김기현 (2002) RC 교량의 현장 안 전진단을 위한 지식기반시스템의 원형개발, 한국구조물진단 학회지, 6(3), pp.185-192. 
    10. 황진하, 안승수 (2008) 손상유형 분할에 의한 콘크리트 바닥판의 상태평가 개선, 한국구조물진단학회지, 12(2), pp.139-148.     
    11. Dan, W.P. (1990) Introduction to Artificial Intelligence and Expert Systems, Prentice-Hall, p.448. 
    12. Pomorski, D., Perche, P.B. (2001) Inductive Learning of Decision Trees : Application to Fault Isolation of an Induction Motor, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 14(2), pp.155-166. 
    13. Haykin, S. (1999) Neural Networks, 2nd. ed., Prentice-Hall, p.842. 
    14. Kawamura, K., Miyamoto, A. (2003) Condition State Evaluation of Existing Reinforced Concrete Bridges using Neuro-Fuzzy Hybrid System, Computers & Structures, 81(18-19), pp.1931-1940. 
    15. Luger, G., Stubblefield, W. (1993) Artificial Intelligence, 2nd Ed., The Benjamin/Cummings Pub, p.740. 
    16. Quinlan, J.R. (1986) Induction of Decision Trees, Machine Learning, 1, pp.81-106. 
    17. Shao, X., Zhang G., Li P., Chen Y. (2001) Application of ID3 Algorithm in Knowledge Acquisition for Tolerance Design, Journal of Materials Processing Technology, 117(1-2) pp.66-74. 

 저자의 다른 논문

  • 황진하 (18)

    1. 1994 "대형구조시스템의 최적화" 전산 구조 공학 = Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea 7 (3): 46~57    
    2. 1999 "PC 트랜스퓨터 시스템을 이용한 구조최적화의 병렬처리" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 12 (2): 233~241    
    3. 1999 "다단계 혼성근사화에 의한 부구조화 기반 구조 재해석" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 12 (3): 397~406    
    4. 2000 "프레임 구조의 계층적 설계 해석 및 최적화" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 12 (1): 93~102    
    5. 2000 "설계지향 구조 재해석 모델의 비교 평가" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 12 (1): 45~54    
    6. 2002 "RC 교량의 현장 안전진단을 위한 지식기반시스템의 원형개발" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 6 (3): 185~192    
    7. 2008 "손상유형 분할에 의한 콘크리트 바닥판의 상태평가 개선" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 12 (2): 139~148    
    8. 2008 "프로세스 분할 병행에 의한 통합 구조설계 운용" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 21 (1): 113~124    
    9. 2008 "다기준하 동일 한정 자원의 배당 우선순위 결정" 건설관리 : 한국건설관리학회논문집 = Korean journal of construction engineering and management 9 (5): 159~167    
    10. 2011 "재하시험 수행에 관한 적정성 연구 : 콘크리트 교량" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 15 (6): 147~155    
  • 안승수 (2)

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