FOA를 이용한 사장 케이블 장력추정기법

• 영문명: The Sagged Cable Tension Estimation Technique Using FOA
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 장한택 유덕용 Jang, Han-Teak Ryu, Duck-Yong
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』13권5호, 35~42쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2013.10.31

국문 초록

본 논문은 사장교의 주요부재인 경사 케이블에 대해 기존 장력추정기법들을 비교하고, FOA(Fast Optimization Algorithm)을 이용한 경사케이블의 장력추정기법을 소개한다. FOA는 기존의 LOA(Local Optimization Algorithm)의 단점과 GOA(Global Optimization Algorithm)의 단점을 극복한 기법으로 LOA의 국부수렴과 GOA의 조기 수렴의 문제점을 해결하였다. 기존 장력추정기법으로는 기계적인 방법과 고유진동수 기반의 동적방법으로 구분되며 최근 도입되고 있는 유한요소 모델과 시스템인식 기법을 이용한 방법이 제안되었다. 새그가 큰 케이블을 제외하고 기존 수학적 모델을 이용한 방법의 경우, 현이론과 Triantafyllou와 Gringfogel의 제안식은 5%이내의 오차를, 빔모델을 이용한 선형회귀식은 1%의 오차를 Shinke등의 제안식은 4%이내의 장력추정 오차가 확인되었고, 민감도방정식과 차분진화법(DE: Differential Evolutionary) 경우 0.5%이내의 오차를 GAs는 2%이내, ${\mu}GA$는 3%이내 hGA는 5%이내의 오차를 보이며 장력이 추정되었다. 본 논문에서는 제안된 FOA를 이용하여 해석시간의 단축과 기존 기법들의 단점을 해결하였고, 모든 수치실험에서 0%에 가까운 오차를 보이며 정확한 장력이 추정되었다.

영문 초록

This paper introduces the tension estimating technique using FOA(Fast Optimization Algorithm) for a major member of cable stayed bridge and compares the existing techniques. FOA is overcoming the disadvantages of LOA(Local Optimization) that is the local convergence and GOA(Global Optimization Algorithm) that is the problem of premature convergence. The existing methods are divided into the mechanical methods and the dynamics methods based on the natural frequency and they have been recently proposed the SI(System Identification) methods using the FE model and identification technique. Excepting that the sagged cable have a large sag, in the cases of conventional method using a mathematical model, the taut string theory and Triantafyllou & Gringfogel`s proposed equation have the error less than 5%, the beam model using the linear regression equation hase the error less than 1%, Shinke et al.`s proposed equation is certificated the tension estimation errors less than 4%. SUA(Senstivity Updating Algorithm), DE(Differential Evolutionary) have the estimated tension value that have errors less than the 0.5%. GAs(Genetic Algorithm) has the errors less than 2%, ${\mu}GA$ less than 3%, hGA less than 5%. It is that the proposed technique using proposed FOA has resolved the weak of existing techniques and shorten analysis time. It seems that errors are less than 0% and the proposed technique has been estimated the exact tensions.

키워드

현이론 지역탐색알고리즘 전역탐색알고리즘 새그 케이블 Taut string theory Local optimization algorithm Global optimization algorithm Fast optimization algorithm(FOA) Sagged cable