• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.305-305
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• 2021

XP-SWMM은 EAP-SWMM의 Runoff 기능을 보완하고 2D 해석 기능을 새롭게 추가하여 만든 외산(XP Solutions) 프로그램으로 도시유역 유출량 산정, 우수관거 추적 등과 같은 모의가 가능한 종합 모형이다. 그 중 2차원 분석 기능(2D XP-SWMM)은 연산 결과를 Tu-Flow 모형에 대입한 도시침수 해석모형으로 실무에서 주로 사용되고 있다. 그러나 XP-SWMM은 수량 부분 외에도 수질 부분의 다양한 모형이 통합되어 있어 라이센스 가격이 상당히 높고, 국내 환경에 적합한 모형 수정 등 기술지원을 받기 어렵다는 단점을 갖고 있다. 또한, 실무 활용성이 높은 2차원 분석기능의 경우 모의에 소요되는 시간이 크다는 한계점을 갖고 있다. 2D XP-SWMM 연산의 소요시간이 큰 주요 원인은 계산 시간간격마다 큰 셀수의 행렬 계산을 반복하기 때문이며, 격자를 촘촘하게 설정할수록(행렬의 수가 증가할수록) 수치해석에 소요되는 시간은 기하급수적으로 늘어나게 된다. 2D XP-SWMM 연산은 편미분방정식을 계산하는 모형으로 반복법을 채택하고 있기 때문에 짧은 시간내에 침수해석을 진행해야하는 웹기반 초단기 홍수예경보 시스템 등에 활용하기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 2D XP-SWMM 보다 연산속도를 향상시킨 2차원 도시침수 모형을 개발하였다. 기존 XP-SWMM 중심의 실무 적용성을 유지하고자 XP-SWMM과 동일하게 EPA-SWMM 엔진을 활용하였고 DEM 기반의 지표수 흐름방향 결정 알고리즘을 결합하였다. 본 연구에서 개발한 도시침수 모형 결과를 울산광역시, 청주시 등 도심지에서 발생한 과거 침수피해의 양상과 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.292-292
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• 2015

최근 상수관망의 물 공급 과정에서 여러 가지 원인으로 인해 물의 손실에 따른 비용손실이 발생하고 있다. 급수시스템의 경우에는 파열 및 누수발생과 관련되어 사용되는 비용은 분실되는 물의 직적비용, 급수시스템 수리에 따른 공사비용, 공급중지와 관련된 사회적 비용이 있다. 파열 및 누수를 신속하게 감지하는 것은 물 손실에 의해 발생하는 직접 및 간접비용을 줄일 수 있다. 그러나 국내의 경우 정기적으로 매년 1회 시행되는 상수관로에 대한 누수탐지작업으로 신속한 감지 및 즉각적인 대처를 할 수 없는 실정이다. 본 연구에서는 수도관에서 발생되는 파열 및 누수를 탐지하기 위하여 블록 유입부에 설치된 유량계의 샘플링 간격의 영향에 대한 연구를 실시하였다. 적응칼만필터 알고리즘을 이용한 가변 샘플링 간격은 최대 최소 샘플링 간격과 정규화된 잔차의 상한값과 하한값 도입하여 제시하였다. 샘플링 간격의 효과를 강조하기 위해 사인 곡선, 사다리꼴 파열, 불규칙 잡음으로 구성된 가상의 유량 데이터로 알고리즘에 대한 검증실험을 진행하였고 실험 결과 샘플링 간격이 길수록 긴 시간 동안 누수 및 파열에 대한 작은 잔차를 발생시켰다. 모의실험결과 샘플링 주기를 변경함으로써 분석에 필요한 유량 데이터의 샘플수를 크게 줄일 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권2C호
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• pp.238-246
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• 2004

본 논문에서는 비 샘플간격을 갖는 빠른 시변채널에서 OFDM 시스템의 위한 채널 추정 기법과 최적 보간기 대신 선형 보간기를 사용한 채널 추정기법이 제안되었다. 제안된 채널 추정기는 비 샘플간격을 갖는 채널의 기존의 채널 추정기가 활용하지 못했던 주파수 상관관계를 이용한 2-D 보간기법을 적용하여 채널의 추정의 정확도를 향상시켜 샘플 간격 채널 뿐만 아니라 실제 채널과 유시한 비 샘플간격 채널에도 적용이 가능하다. 또한 기존의 채널 추정기와 같은 복잡도를 갖는 경우에도 기존의 채널추정기의 성능을 능가함을 모의 실험을 통해 보여졌다. 또한 시간에 따른 채널의 변화가 적을 경우 도플러와 같은 시간변화에 대한 정보를 사용하지 않는 선형 보간기가 최적 보간를 대체하여도 성능 열화가 적음을 실험을 통해서 보였다. 따라서 제안된 채널 추정기는 비 샘플 간격을 갖는 빠른 시변채널에서 OFDM의 성능을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.996-1000
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• 2009

물순환계를 종합적으로 관리하기 위해서는 물순환계의 모니터링과 해석모형의 구축이 필요하다. 실측자료만으로는 복잡 다양한 물순환계 구조 및 인과관계를 규명할 수 없기 때문에 시간적 공간적으로 변화하는 다양한 수문현상을 일관된 하나의 시스템으로 이해하기 위해 물순환 해석모델을 구축하여 검토할 필요가 있다. CAT(Catchment hydrologic cycle Analysis Tool)은 수문학적으로 균일하게 판단되는 범위를 소유역으로 분할하여 지형학적 요인에 의한 유출 특성을 객관적으로 반영할 수 있게 하며, 토양층에 따라 침투, 증발, 지하수 흐름 등의 모의가 가능하도록 하는 Link-Node 모형으로, 증발산은 기준 증발산을 외부에서 직접 입력하거나, Penman-Monteith 방법을 선택할 수 있으며, 침투는 토양의 수리전도도에 따른 연직방향 침투 및 사면방향 복귀류를 고려할 수 있다. 노드의 지하수 유거를 고려하여 기존 노드-링크 방식 모형의 장기 유출 해석시 제한점을 보완하였으며, Muskingum, Muskingum-Cunge, Kinematic wave 방법을 이용하여 하도추적을 모의할 수 있다. 또한 GUI를 통해 사용자가 손쉽게 모형을 적용하고 관리 할 수 있도록 하고, 여러 시나리오를 적용함에 있어서 편리하도록 개발 중인 모형이다. 본 연구에서는 개발중인 CAT 모형을 평가 하기위해 시험 유역으로 운영 중인 설마천 유역에 적용하여 소유역 분할(노드수), 계산 시간 간격(일/시단위) 등에 따른 적용성을 평가하였다. 관측 자료를 통해 구축 가능한 물리적 매개변수를 통해 해당 유역을 단일 노드 및 다중 노드로 간단히 모형화할 수 있었으며, 모의 결과, 관측 유량과 적절히 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 1시간 단위에 대한 모의에서도 유출을 적절히 모의할 수 있었으며, 소규모 유역에 대한 정밀한 물순환 해석이 가능할 것으로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.291-291
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• 2018

하천 및 수자원의 효율적인 관리와 더불어 다양한 수공구조물의 운영 및 관리를 위해서 구조물 주변에서 발생하는 불연속 흐름 및 급변류 등의 현상과 구조물 운영을 반영한 수치해석 기법을 이용한 모델 개발의 중요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 하천의 불연속 흐름을 모의하기 위한 1차원 흐름해석 모형(K-River)을 개발하였다. 본 모형은 천이류와 급변류를 수치적으로 안정하게 처리하기 위하여 지배방정식을 보존형 Saint-Venant 방정식으로 선정하고, FVM과 Forward Euler 방법을 이용하여 이산화를 수행하였다. 수치흐름률을 계산하기 위해서 불규칙 단면과 하상의 급경사 등에 신뢰도가 높은 기법으로 판단되는 근사 Riemann해법 중 하나인 HLL flux를 이용하였다. 개발된 K-river 모형의 검증을 위해서 해석해가 존재하는 타원형의 하상융기가 있는 하도에 적용하였으며, 국내에서 하천 설계 및 관리를 위해서 광범위하게 이용되고 있는 1차원 흐름해석 모형인 FDM기반의 HEC-RAS 모의결과와 비교 검토를 수행하였다. 그 결과, FDM기법에서는 모의되지 않는 일부 급변류 패턴을 개발 모형을 통해 모의가능하였으며, 전체적으로 K-River가 기존 모형 보다 해석해에 근사한 결과를 나타내었다. 또한, 배수문을 비롯하여 합류부, 분류부, 펌프장, 암거 등이 설치되어 운영되고 있는 아라뱃길에 적용하여 K-River의 적용성을 평가하였다. K-River를 이용하여 아라뱃길의 흐름분석을 수행한 경우가 HEC-RAS를 이용한 경우보다 수위와 유량의 유동을 시간에 따라 세밀하게 모의하였으며, 이는 배수효과에 의한 파의 전달이 FDM기법 대비 정확히 모의되기 때문으로 판단된다. 추후 연구에서는 현재보다 시간간격을 상세화 하여 수집된 관측수위를 통해 추가적인 검증을 수행하고, 다양한 특성을 가진 타 하천 등에 적용하여 모형의 적용성을 확대하고자 한다.

• 대한교통학회지
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• 제18권2호
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• pp.27-37
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• 2000

본 연구의 목적은 대중교통수단간 환승할인제도를 서울시에서 도입할 경우 할인의 대상적 범위를 확정하고 할인율을 결정하는 것이다. 최적대안을 찾기 위해 서울시 교통혼잡관리를 위해 개발된 SECOMM 모형의 수단 선택패러미터값을 활용한 모의분석방법을 사용하였다. 본 연구에서는 공간적인 범위를 서울시로 한정했고, 환승 할인 대상에서 마을버스와 좌석버스가 제외하였다. 모의분석결과 서울시에서 단기적으로 시행가능한 환승할인제도는 버스와 지하철간의 환승만을 대상으로 기존 요금을 500원에서 600원으로 100원씩 인상한 상태에서 이후 수단에 대해 30%가지 할인을 해주는 안이 현실적으로 가장 도입가능성이 높은 대안으로 분석되었다. 이 경우 지하철 이용수요는 0.2% 가까이 늘어나는 대신 버스이용자는 다소 감소할 것으로 분석되었으며 연간 802억원에 가까운 요금수입 증대효과가 나타날 것으로 분석되었다. 한편, 요금의 인상이 없을 경우 이후 수단에 대해 30%를 할인해 준다면 (버스-버스 환승할시) 연간 2,000억 이상의 정부지원이 전제되어야하며 그 이상 할인해줄 경우는 적자규모가 급격하게 늘어나기 때문에 현재 운영기관의 재정여건을 감안할 때 도입하기 힘든 대안으로 분석되었다. 본 연구결과는 분석시 버스와 지하철의 다양한 요금유형을 충분하게 반영하지 못했고 오전첨두시 데이터로 요금에 대한 민감도가 낮은 문제가 이으며, 모의분석 결과이기 때문에 현실에 적용하는데 있어서는 운영기관 실무진들의 추가적인 검토가 필요할 것으로 판단된다. 또한 실행을 위해서는 환승할인이 인정되는 시간간격, 할인 방식, 버스하차시 시간기록장치 설치여부 등이 선결되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권7호
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• pp.747-759
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• 2008

본 연구에서는 관측강우의 통계특성 및 발생특성을 가장 적절하게 재현해 주는 강우모형을 선정하고자 하였다. 강우모형으로 Poisson과정에 근거한 점과정모형인 RPPM, NS-RPPM, modified NS-RPPM을 고려하여 모의자료에 대한 통계분석을 수행하였다. 그 결과, NS-RPPM과 modified NS-RPPM을 이용하여 모의된 자료가 여러 집성시간의 통계치를 적절하게 재현하였다. 또한 modified NS-RPPM을 이용하여 모의된 자료가 관측자료와 가장 유사한 발생특성을 가지는 것을 알 수 있었다. 특히, 홍수, 산사태 등 자연재해의 발생에 큰 영향을 주는 큰 강도를 가지는 강우를 관측치와 가장 유사하게 재현하였다. 모의된 강우사상의 총 강우량, 강우기간, 강우사상 간의 간격을 관측강우와 비교해본 결과 또한 modified NS-RPPM이 가장 좋은 결과를 보였다. 본 연구의 결과를 종합해 볼 때, 강우의 장기 모의를 위해 modified NS-RPPM을 이용하는 것이 가장 적절할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.367-367
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• 2021

최근 기후변화로 인해 극한 강우 사상의 빈도가 잦아짐에 따라 수공 구조물의 안전성이 저해되거나 인명 및 재산 피해가 발생할 가능성이 커지고 있다. 기후변화에 따른 기상현상의 변화 추세를 파악하고 대비하기 위해 CMIP (Coupled Model Intercomparison Project Phase)의 GCM(General Circulation Model) 기상자료 산출물이 활발하게 이용되고 있다. 기후변화 시나리오는 홍수기 방재 대책 수립 등의 연구에도 적용되고 있으나, GCM에서 산출된 기상자료의 시간 간격은 24시간 혹은 3시간 정도로 시간적 해상도가 낮아 홍수 모형의 입력자료로 사용되기 어려운 형태를 가지고 있다. 따라서 기후변화 시나리오를 홍수 모의 등의 분야에 접목하기 위해서는 GCM 자료의 시간적 해상도를 1시간 이하로 낮춤으로써 시나리오 산출물이 홍수모형과 적절하게 연결될 수 있도록 해야 한다. MRC (Multiplicative Random Cascade) 모형은 국내외에서 예보강우의 시간 분해 및 일강우 데이터 분해 연구에 활용된 바 있으며 관측 강우에 대하여 분해 성능이 준수함이 확인되었다. 이에 본 연구에서는 MRC 모형을 활용하여 미래 기후변화 시나리오 산출물에 적용함으로써 MRC 모형이 일단위 및 3시간 단위 기후변화 자료의 시간 분해에 대해 적절한 성능을 수행하는지 여부를 분석하고, 기후변화 자료의 최소 시간 간격별 강우 분해 결과를 비교·분석하고자 하였다. 본 연구의 결과는 향후 기후변화 시나리오 기반 기상자료 시간 분해에 대한 MRC 모형의 적용성을 평가하는 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2886-2888
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• 2000

본 논문은 다수의 이동로봇들의 협조운동을 위해서 퍼지알고리즘을 적용하였다. 그리고. 보다 정확한 정보획득을 위해서 슈퍼바이저 시스템의 적용을 제안한다. 제안된 알고리즘에 대한 효과는 등간격원 모양으로 로봇들이 정렬할 때까지의 시간으로 나타내었으며, 슈퍼바이저 시스템을 적용한 것과 그렇지 않은것에 대한 비교를 컴퓨터 모의실험으로 그 결과를 보였다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 추계학술대회
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• pp.222-227
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• 1997

회귀에 기인하는 부정맥의 발생 기전 분석을 위해 심장 전도 계통의 변경된 Hidden Markov Model을 세우고 모의 실험을 하였다. 먼저, 심근의 탈분극 시간과 전도 속도, 탈분극의 자율성(autonomicity)을 매개 변수로 한 모의 실험을 통해 시간적인 심장 진도와 피에 따른 심전도 결과를 얻었다. 결과는 연속된 심전도 파형과 그 발생 시간이었다. 매개변수는 율동의 속도, 각 파형간의 간격, 이상 파형의 발생 빈도등을 결정한다. 정상 동율격 및 심실상성/심실성 정맥, 심방/심실 조기 박동등을 모의 실험할 수 있는 매개변수의 세트를 구하였다. 다음으로 Hidden Markov Model의 확률적 추정 방법을 응용하여 심전도 결과를 가지고 최적 확률의 심장 전도 경로를 추정하였다. 변경된 추정 방법을 이용하여, 모의 실험한 전도경로와 추정한 경로가 유사함을 확인하였다.