3.3.2 정보구현 지연속도 평가
수직도 제어정보시스템의 데이터 표출에 걸리는 시간은 식 (3.4)와 같으며, 에 걸리는 시간은 식 (3.5), 에 걸리는 시간은 식 (3.6), 에 걸리는 시간은 식 (3.7)과 같다.
(3.4) Where, denotes data calculate, denotes data transfer denotes data display
(3.5) Where, denotes sensor, denotes h/w line denotes controller application
(3.6) Where, denotes controller OS protocol stack, denotes h/w medium denotes server OS protocol stack
(3.7) Where, denotes GUI application, denotes monitor는 센서가 수직도 정보를 읽는 시간으로 제안된 시스템에 적용된 센서는 50Hz로 동 작하므로 20ms마다 1개의 데이터를 읽는다. 는 센싱된 데이터가 하드웨어 선을 따라 컨트롤러로 들어오는 시간을 의미하며 약 1psec 이하의 시간이 소요된다. 와 는 데이터를 전송 및 수신하기 위해 운영체제가 처리하는 시간을 의미하고 과 은 컨트롤러와 모니터링 PC에서 데이터를 처리하기 위해 소요되는 시간을 의미한다. APAX 5580의 CPU는 1.7GHz로 동작하고 대부분의 PC의 CPU 또한 2.0GHz 이상으로 동작하므로 2000개의 명령어를 처리한다고 가정했을 때 약 1µsec가 소요된다. 은 컨트롤러의 데이 터가 3D GUI 프로그램으로 전송되는 시간을 의미하며, wi-fi 환경에서 ping 명령어를 통해 전송 지연시간을 확인해본 결과 약 11.8ms가 소요되었다. 은 모니터가 데이터를 표출 해주는 시간으로 현재 대부분의 모니터는 60Hz 이상으로 동작하므로 약 16ms가 소요된다.
따라서, 수직도 정보를 취득 후 표출까지 약 48.8ms의 시간이 걸린다.
그림 3.21 구간별 지연속도 개념도
그림 3.22 Wi-Fi 환경 ping 명령어를 통한 전송 지연시간 측정 결과
3.3.3 적용성 평가 및 검증
가. 트라이포드(tripod) 석션파일 실내모형실험
수직도 제어정보시스템의 성능을 평가하기 위해 트라이포드 석션파일 관입/인발 자동화 시스템 실내 모형실험에 수직도 제어정보시스템을 장착하여 석션관입과정에서 성능을 테 스트하였다. 테스트 목적 및 보완된 부분은 아래와 같다.
- 인터넷 미지원 환경을 고려한 통신기법 적용
: 인터넷 미지원 환경에서 통신기법을 해결하기 위해 무선 AP를 통한 사설망을 적용 하여 controller와 3D GUI 모니터링 프로그램을 연결하도록 하였다.
- 다중접속(GUI 다중 PC 접속) 기능을 통해 다수의 현장 작업자 및 관리자가 수직도 제 어정보 공유
: 무선통신(Wi-Fi) 모듈 적용
테스트 결과 인터넷이 지원되지 않는 조건에서 컨트롤러-GUI 무선 접속은 끊김없이 실 험이 종료되기까지 원활히 이루어졌으며, 2대의 PC에 원형강관 수직도 정보제어 GUI를 설 치하여 다중접속 성능을 검증하였다.
그림 3.23 수직도 제어정보시스템 모형실험 검증
나. 테스트베드 적용을 통한 성능검증
수직도 제어정보시스템의 성능을 평가하기 위해 2020년 11월 전곡항에서 수행된 20m급 원형강관 가설공법 테스트베드에 수직도 제어정보시스템을 적용하였다. 원형강관 상판에 경사계를 설치하고 수직도 제어정보시스템을 적용하였다. 여기서 제어정보시스템 내부에는 현장에서의 전기공급이 용이하지 않으므로 원형강관 설치 및 1일 작업시간을 고려하여 10 시간동안 구동이 가능하도록 24V, 12Ah 제원의 리튬인산철 배터리를 장착하였다. 또한, 해 상에서는 인터넷의 사용에 제약이 있으므로 모형실험에서와 동일하게 무선 AP의 사설망을 적용하여 controller와 3D GUI 모니터링 프로그램 사이에 데이터를 송/수신하였다. 다수의 PC로 컨트롤러에 접속하여 3D GUI 프로그램에 수신된 데이터가 모니터링 할 수 있도록 하였다. 원형강관 석션관입시 수직도정보를 실시간으로 확인 가능하였으며, 2개의 PC를 연 결하여 수직도 정보 및 3D 디스플레이가 잘 표출됨을 확인하였다.
그림 3.24 원형강관 가설공법 테스트베드 전경
그림 3.25 테스트베드 원형강관 상판에 수직도 제어정보시스템 설치
그림 3.26 테스트베드 원형강관 석션관입 시공
그림 3.27 수직도 제어정보시스템 테스트베드 적용 성능검증