• 한국지구과학회지
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• 제38권4호
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• pp.263-268
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• 2017

한 개 측선에서 얻어진 중력 변화율 텐서 자료를 이용하여 주향과 경사를 가지는 선형 이상체의 위치를 결정하는 알고리즘을 제시하였다. 기존에 연구된 중력 변화율 텐서를 이용한 선형 이상체의 주향과 경사를 결정하는 방법을 발전시켜서, 선형 이상체의 주향과 경사를 결정한 이후 이상체의 위치를 결정하는 알고리즘을 개발하였다. 선형 이상체의 주향과 경사는 2차원 이상체로부터 얻어지는 중력 변화율 텐서가 회전 변환 후 2개의 독립 성분만을 가진다는 특징을 이용하여, 중력 변화율 텐서의 5개의 독립 성분을 2개의 독립 성분으로 축소시키는 회전 변환 각으로부터 선형 이상체의 주향과 경사를 결정한다. 이상체의 위치를 가리키는 방향 벡터는 중력 변화율 텐서의 회전변환 후 남은 2개 독립 성분의 비를 이용하여 유도하였다. 여러 측점에서 계산된 이상체를 가리키는 방향 벡터가 수렴하는 영역이 선형 이상체의 위치로 결정된다. 최소자승법을 이용하여 방향 벡터의 수렴 영역을 결정하는 알고리즘을 제시하였고, 수치모델링 자료를 통하여 유용성을 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.1947-1953
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• 2012

지구 온난화의 영향으로 차량 연비 향상은 매우 중요한 문제이다. 본 논문에서는 경사를 갖는 고속도로를 주행하면서 차량 전방의 고도 데이터를 이용하여 주행속도를 예측하는 3가지 연비 향상 알고리즘을 제안하고 성능을 평가했다. 제안하는 알고리즘은 가중평균경사각(WMGA), 하강 경사에서 감속 후 재가속 I, II(RAADE I, II) 3가지이다. 이를 위해 GPS 수신 데이터 중에서 거리와 고도 데이터를 추출하여 각 구간의 경사도와 주행저항을 계산한다. 제안하는 3가지 알고리즘에 대한 속도 프로파일을 약 213Km 영동고속도로 전 구간에 대해서 완성하여 모의 주행하여 연비를 측정한다. 그 결과 제안하는 알고리즘 중에서 RAADE II 알고리즘이 기존 CVELCONT3 알고리즘 연비 대비 약 3.571% 우수한 결과를 얻었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.109-123
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• 2011

본 연구에서는 자연하천과 같은 복잡한 지형의 처리에 효율적인 삼각형 및 사각형 혼합격자의 적용이 가능한 2차원 유한체적모형을 개발하였다. 이를 위해 계산격자의 인접격자를 찾는 알고리즘을 제안하고, 제안 기법을 개발모형에 적용하여 계산격자 및 인접격자의 경계면에서의 흐름률을 HLLC 근사 Riemann 해법을 이용하여 계산하였다. 또한 흐름률과 생성항사이의 균형에 중요한 영향을 주는 혼합격자의 하상경사 처리를 위해 삼각형 및 사각형 격자에 대해 각각 다른 하상경사 계산식을 적용하였다. 개발모형을 혼합격자로 구성된 $90^{\circ}$ 만곡이 존재하는 실험하도에 대한 댐 붕괴 해석 및 자연하천인 Malpasset 댐 붕괴 해석에 적용하고, 계산결과를 실험자료 및 현장조사자료와 비교함으로써 본 연구에서 제안한 기법을 실험하도 및 자연하천에 대해 검증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.552-559
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• 2005

실시간 순환형 훈련 알고리즘(RTRL)과 같이 경사법에 의해 훈련되는 순환형 뉴럴 네트웍(RNN)은 수렴속도가 매우 느린 단점을 지니고 있다. 이 알고리즘은 또한 오차 역전달 처리과정에서 결코 쉽지 않은 미분 계산을 필요로 한다. 본 논문에서는 완전하게 결합된 RNN의 훈련을 위하여 소위 언센티드 칼만필터라고 불리우는 미분없는 칼만필터 훈련 알고리즘을 시스템의 상태공간 상에서 표현하였다. 미분없는 칼만필터 훈련 알고리즘은 순환형 뉴럴 네트웍 훈련시 미분 계산 없이 매우 빠른 수렴속도와 좋은 추정 성능을 보여준다. 비선형 채널 등화 실험을 통하여 미분 없는 칼만필터 훈련 알고리즘을 이용한 RNN의 성능이 향상되었음을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.387-387
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• 2015

최근 기후변화에 따른 국지성 집중호우 및 돌발홍수 증가로 도심지역에 많은 침수 피해가 발생하고 있다. 본 연구는 이러한 내외수에 영향을 받는 도시 중소하천의 침수 저감을 위하여 침수 예측모형에 적용 가능한 수리학적 계산모형을 개발하는 것이다. 일반적으로 자연하천은 수지형 수계가 대부분이며, 도시 우수관로와 관계배수 시스템 등은 폐합형 수계에 포함되어 수지형 계산모형으로는 도시 중소하천의 유출 모의를 할 수 없다. 폐합형 수계의 계산모형은 수지형에 비해 복잡하지만, 적용대상 수계가 폐합형이 아닌 경우에도 합류점의 유입량을 처리하기가 편리하고, 역방향의 월류 흐름이 존재하는 감조하천에서의 월류 흐름 모의가 가능한 장점을 갖고 있어 도시 내배수 시스템은 물론 자연하천에도 적용 할 수 있다. 본 모형은 절점, 수로 및 계산점으로 구성되는데 동력학적 방법인 1차원 Saint-Venant의 연속 방정식과 운동량 방정식에 수치해법을 이용하여 구하고자 하는 시간과 지점의 수위와 유량을 계산할 수 있게 구성하였다. 수치해법으로는 가장 보편적으로 사용되는 유한차분법 중 안정성과 정확성이 우수한 것으로 평가된 Preissmann의 4점 음해법으로 차분방정식에 Newton-Raphson 방법을 사용하여 유량과 수위 보정치에 Double Sweep 알고리즘을 적용하였다. 유한차분법은 안정성 문제를 수반할 수 있기에 시간 증분이 작을수록 Courant 조건을 만족할 수 있다. 모형 비교 검증을 위하여 동력학적 방법을 적용한 대표적인 폐합형 수계모형인 EPA SWMM을 지원하는 CHI사의 PC-SWMM 프로그램을 이용하여 가상의 폐합 수계를 구축하였다. 일반적으로 상류지점의 경계조건은 하류로 추적될 입력 자료로써, 상류지점과 합류지점은 유입되는 유량값을 그리고 하류지점은 유출되는 수위값을 경계조건으로 입력하였다. 운동량방정식의 에너지 경사와 마찰경사 항에 포함된 조도계수는 변화량에 중요한 물리적 요소이지만, 고정 상수값인 0.03을 적용하여 검증에 용의하도록 하였다. 구축된 모형과 PC-SWWM을 통해 산출된 계산점별 수위와 유량에 RMS 오차를 비교한 결과 만족할만한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 향후 내외수를 연계에 침수예측모형에 적용 가능할 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제35권1호
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• pp.67-74
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• 2002

본 연구의 목적은 산사태 취약성 분석을 위하여 인공신경망을 이용하여 산사태 요인의 가중치를 결정하는 것이다. 산사태 발생 지역은 항공사진, 현장조사와 지형도 등으로부터 위치를 파악하였다. 용인 지역에 대해서 산사태에 영향을 주는 지형경사, 지형곡률, 토양배수, 토양 유효심도, 토양 종류, 식생 경급과 영급 등의 자료가 사용되었다. 이들 자료를 이용하여 인공신경망의 층간 가중치가 역전파 트레이닝 알고리즘에 의해 계산되었으며, 이는 산사태 요인의 가중치를 결정하는데 사용되었다. 죽, 트레이닝 후 층간 가중치를 해석하여 분류에 미치는 영향을 고려함으로서 각 산사태 요인의 가중치가 결정되게 된다. 가장 높은 값은 지형경사로서 5.33의 값을 나타냈으며 지형 곡률과 토질은 각각 1과 1.17로 낮은 값을 나타냈다. 역전파 알고리즘을 이용한 가중치 결정 방법은 분석에 중요하지 않은 요인을 제거함으로 계산시간을 단축시킬 수 있어 GIS를 이용한 중첩 분석 연구에 활용되 수 있다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제37권3호
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• pp.467-482
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• 2023

본 논문에서는 인공지능 알고리즘에서 많이 사용되는 경사하강법(gradient descent method)을 대학수학 강좌에서 인공지능 활용사례로 사용할 수 있도록 연구한 교수·학습 기초자료를 소개한다. 특히 대학 미적분학 수준에서도 가르칠 수 있도록 자세한 개념 설명과 함께 복잡한 함수에 관해서도 쉽게 계산할 수 있도록 파이썬(Python) 기반의 SageMath 코드를 제공한다. 그리고 실제 인공지능 응용과 연계하여 선형회귀에서 발생하는 최소제곱문제를 경사하강법을 활용하여 풀이한 예시도 함께 소개한다. 본 연구는 대학 미적분학 뿐만 아니라 공학수학, 수치해석, 응용수학 등과 같은 고급 수학 과목을 지도하는 다양한 교수자들에게 도움이 될 수 있다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2007년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제17권 제1호
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• pp.364-366
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• 2007

본 논문은 철도차량이 주행하는 선로에 존재하는 수많은 곡선과 경사, 속도 제한 조건 때문에 열차성능해석 계산시 열차의 견인, 제동 특성이 비선형이기 때문에 해석적인 방법으로 해를 구하는데 어려움이 많은 경제운전 문제를 운행 시간 여유분을 고려하여 에너지 소비를 최소화하는 운전 모형을 제시한다. 경제운전모형을 한국형 고속열차에 적용하여 그 타당성을 입증하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권7호
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• pp.529-536
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• 2014

이 논문에서는 한 개의 측선에서 측정된 중력 변화율 텐서를 이용하여 선형 이상체의 주향과 경사를 자동 결정하는 알고리즘을 제시한다. 선형 이상체의 중력 변화율은 측선에 수직으로 배열되어 있는 경우 이차원 효과를 보이므로, 이론적으로 두 개의 독립 성분을 제외하고는 값을 갖지 아니한다. 반면 주향과 경사를 가지는 선형 이상체는 5개의 독립 성분을 가지게 된다. 이와 같은 선형 이상체가 가지는 중력 변화율 텐서의 이차원 특성을 활용하여 5개의 독립 성분 중 3개가 동시에 최소 값이 되도록 하는 회전변환의 변환각은 곧바로 선형 이상체의 주향과 경사를 의미한다. 이 논문에서는 최소자승법을 이용하여 5개의 중력 변화율 성분 중 3개를 최소로 하는 변환 행렬 각을 구하였고 이를 이용하여 선형 이상체의 주향과 경사를 자동 결정할 수 있음을 보였다. 이 논문에서는 모델 계산을 통하여 주향만 있는 경우와 주향과 경사 모두를 가지는 경우에 대하여 각각의 방향각들을 자동 결정할 수 있음을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권4호
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• pp.234-244
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• 2004

주파수 영역 유한요소 파동방정식의 3차원 모델링은 거대한 크기의 산재행렬(sparse matrix)인 임피던스 행렬을 풀어야 한다. 이러한 이유 때문에 파동방정식의 3차원 모델링은 주로 시간 영역에서 이루어지고 있다. 이 연구는 주파수 영역 파동방정식의 유한요소 3차원 모델링 연구의 일환으로 라플라스 영역에서 1개 주파수에 대한 파동방정식 해를 이용하여 주시와 진폭을 계산할 수 있는 SWEET(Suppressed Wave Equation Estimation of Traveltime) 알고리즘과 병렬 유한요소 솔버를 결합하여 주파수 영역 3차원 모델링을 시도 하였다. 이렇게 계산된 주시와 진폭은 파선이론에 기반하여 계산된 주시와 진폭과 달리 급경사 구조 또는 수평 속도의 비가 큰 곳에서도 정확하게 계산되며, Kirchhoff 구조보정에 유용하게 사용될 수 있다. 연구의 결과를 검증하기 위하여 SEG/EAGE 3D 암염 모델의 주시와 진폭 계산에 적용하여 이를 검증하였다.