아주대학교

목차

제1장 서 론 1
1.1 연구 배경 및 필요성 1
1.2 연구 목표 4
1.3 연구 범위 및 내용 5
제2장 이론적 배경 및 선행 연구 6
2.1 마찰 손실 이론 6
2.1.1 마찰 손실의 원리 6
2.1.2 곡률 마찰 손실 7
2.1.3 파상 마찰 손실 9
2.1.4 마살 손실 예측 이론식 10
2.2 국내외 설계기준의 마찰계수 11
2.3 마찰계수 산정 선행 연구 12
2.4 소 결 14
제3장 데이터베이스 구축 및 전처리 15
3.1 스마트 강연선 및 실험 개요 15
3.2 데이터 전처리 18
3.2.1 변수 선정 18
3.2.2 이상치 데이터 정제 19
3.2.3 탐색적 데이터 분석(EDA) 24
제4장 머신러닝 모델 개발 및 최적화 32
4.1 머신러닝 알고리즘 선정 33
4.1.1 적용 머신러닝 기법 33
4.1.2 예비 검증 방법 및 기법 선정 38
4.2 교차 검증 40
4.2.1 교차 검증 개요 40
4.2.2 데이터 누수 방지를 위한 Group K-Fold CV 40
4.3 하이퍼파라미터 최적화 42
4.3.1 하이퍼파라미터 튜닝의 개요 42
4.3.2 주요 최적화 기법 42
4.3.3 하이퍼파라미터 튜닝 방법론 선정 및 적용 43
4.4 평가 지표 선정 44
4.5 최종 모델 선정 및 성능 평가 46
4.5.1 하이퍼파라미터 최적화 및 최종 모델 선정 46
4.5.2 최종 머신러닝 모델과 기존 이론식 간의 성능 비교 49
제5장 모델의 검증 및 활용 52
5.1 SHAP 기반 모델 해석 52
5.1.1 XAI 필요성 및 개요 52
5.1.2 SHAP 방법론 53
5.1.3 SHAP 분석 결과 54
5.2 역해석을 통한 마찰계수 추정 및 제안 61
5.2.1 마찰계수 산정의 필요성 61
5.2.2 마찰계수 산정 방안 61
5.2.3 마찰계수 산정 결과 62
5.3 현장 신장량 예측 및 검증 66
5.3.1 신장량 기반의 검증 타당성 및 비교 개요 66
5.3.2 신장량 산정 원리 66
5.3.3 대상 구조물 개요 및 재료 특성 68
5.3.4 모델 적용을 위한 가정 71
5.3.5 신장량 계산 결과 및 비교 72
제6장 결 론 79
참고문헌 81
Abstract 87