• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
• /
• pp.1841-1845
• /
• 2010

최근 짧은 시간 내에 많은 양의 비가 내리는 게릴라성 집중호우가 도시하천유역의 침수피해사례를 증가시키고 있다. 이러한 집중호우로 인한 도시하천의 침수피해를 방지하기 위해 하천의 1차적인 홍수방지책인 제방의 안전성 검토를 통해 외수침수에 대한 위험성을 점검하며 제내지의 우수관로의 월류로 인한 내수침수에 대한 홍수방지대책확립을 위한 연구들이 진행 중에 있다. 본 연구에서는 한강의 제1지류인 홍제천 수계 중 하나인 불광천을 대상으로 제방취약성 분석 및 홍수규모별로 내수침수위험지역을 산정하여 치수 안전성을 검토하였다. 불광천은 마포구, 서대문구 및 은평구 3개의 행정구역에 포함되는 도시하천으로 하수관로, 우수관로, 하천횡단교량, 보 등의 수공구조물이 설치되어 있다. 불광천의 계획빈도인 50년 빈도와 극한홍수사상을 고려하기 위한 100년 빈도, 200년 빈도에 대한 확률 홍수량과 홍수위를 산정하여 구간별로 월류 위험도 분석에 적용하였다. 확률홍수량 산정은 SWMM모델을 이용하였고 확률홍수위 산정은 HEC-RAS모델을 활용하였다. 또한 SWMM모델을 이용하여 불광천 중류부인 응암지구를 대상으로 홍수규모별로 우수관로에서 월류되는 유역 모의를 수행하였다. 그 결과 제방 안전도 평가기준에 따라 제방위험구간을 선정하고 침수위험지역을 결정하였다. 이를 통해 빠른 홍수예 경보를 통한 홍수 피해 경감방안을 모색하고 불광천의 홍수방재체계 수립에 활용하고자 한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (B)
• /
• pp.193-195
• /
• 2005

서브시퀀스 매칭은 주어진 질의 시퀀스와 변화의 추세가 유사한 서브시퀀스들을 시계열 데이터베이스로부터 검색하는 연산이다. 본 논문에서는 크기 효과로 인한 서브시퀀스 매칭의 심각한 성능 저하 현상을 정량적으로 관찰하여, 하나의 윈도우 크기를 대상으로 만든 단 하나의 인덱스만을 이용하는 것은 실제 응용에서 만족할만한 성능을 제공할 수 없다는 것을 규명하였다. 또한, 이러한 문제로 인해 다양한 윈도우 크기를 기반으로 다수의 인덱스들을 구성하여 서브시퀀스 매칭을 수행하는 인덱스 보간법의 응용이 필요함을 보였다. 인덱스 보간법을 응용하여 서비시퀀스 매칭을 수행하기 위해서는 먼저 다수의 인덱스들을 위한 윈도우 크기들을 결정해야 한다. 본 연구에서는 물리적 데이터베이스 설계방식을 이용하여 이러한 최적의 다수의 윈도우 크기들을 선정하는 문제를 해결하였다. 이를 위하여 시계열 데이터베이스에서 수행될 예정인 질의 시퀀스들의 집합과 인덱스 구성의 기반이 되는 윈도우들의 크기의 집합이 주어질 때, 전체 서브시퀀스 매칭들을 수행하는 데에 소요되는 비용을 예측할 수 있는 공식을 산출하였다. 또한, 이 비용 공식을 이용하여 전체 서브시퀀스 매칭들의 성능을 극대화 할 수 있는 최적의 윈도우 크기들을 결정하는 알고리즘을 제안하였으며, 이 알고리즘의 최적성과 효율성을 이론적으로 규명하였다. 끝으로, 실험에 의한 성능 평가를 제안된 기법의 우수성을 제시하였다.

• 응용통계연구
• /
• 제20권3호
• /
• pp.551-559
• /
• 2007

로지스틱회귀에서 일반적으로 사용되는 최대우도추정법은 이상점에 대해 로버스트 하지 않다. 따라서 본 논문에서는 로지스틱회귀모형의 로버스트 추정을 위한 알고리즘을 제안하고자 한다. 이 알고리즘은 V-마스크 형태의 경계기준에 의해 나쁜 지렛점과 수직이상점을 식별하고, 식별 결과를 바탕으로 이상점의 영향력을 감소시키기 위한 효과적인 방안을 모색한다. 이상점의 영향력 감소는 가중치와 조정치를 적절히 선정함으로 가능하며, 그 결과 붕괴점이 높은 추정치를 얻게 된다. 제안된 알고리즘을 다양한 자료에 적용하여 정분류율을 측정하여 비교하였는데, 새로운 알고리즘이 최대우도추정보다 정확한 분류를 해 주는 것으로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.84-84
• /
• 2016

전 세계적인 이상기후 발생으로 인하여 많은 자연재해가 발생하고 있으며 집중호우로 인한 하천 관련 피해가 대부분을 차지하고 있다. 국내의 경우 국민안전처에서 발간한 2014 재해연보에 의하면 태풍 및 호우로 인한 피해가 전체 91.5%를 차지하며, 특히 공공시설에 대한 피해가 전체 피해 중 70%를 차지하고 이 중 소하천을 포함한 하천의 피해는 52.5%에 이른다. 이러한 하천피해를 추정하기 위하여 선진국에서는 이미 지리적, 환경적 특성에 맞는 침수심별 피해율에 대한 손상함수를 개발하여 예측 기상데이터를 기반으로 GIS 등과 연계한 피해추정시스템을 개발하였다. 본 연구에서는 공공자산 피해현황 조사 관련 기준/지침 및 가용자료를 검토하고 국내 외 공공자산 피해현황 및 인벤토리 조사를 통해 하천에서 발생한 피해자료를 수집 분석하였다. 기왕년 하천 피해를 바탕으로 피해 규모 예측을 위하여 강원도와 충청북도의 일부 시군을 시범지역으로 선정하였으며, 피해 발생일자의 사상과 하천의 특성을 반영하여 지방하천에 적용 가능한 지역 기반 손상함수 개발 및 활용 가능성을 평가하였다. 본 연구결과를 토대로 국내 시군 기반의 손상함수를 개발하여 전국적인 하천재해 발생에 따른 손상/손실규모 산정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
• /
• pp.130-130
• /
• 2018

진해 용원 인근 해역은 부산신항 개발사업으로 추진된 북컨테이너부두 조성사업 및 항만 배후 단지 조성사업으로 전면 해역이 매립되어 원활한 해수흐름이 차단되었고, 인공적인 해양구조물 및 시설물로 인해 해안선 지형 및 단면 변화가 발생하고 이로 인해 수역의 해수순환이 점진적으로 변화하는 지역이다. 인근 어판장으로의 선박의 출입이 차단되면서 발생된 민원으로 인해 송정천 하구 지점의 북쪽 통로를 이용한 선박이동만이 가능한 좁고 긴 수로형태를 가진 폐쇄성 수역으로 변형되었다. 한국에서는 찾아볼 수 없는 이례적인 형태의 용원수로는 폐쇄성 수역이 형성되면서 수로 내로 유입되는 오염물질은 수로 내에 체류되어 수질을 악화시킬 수 있다. 이러한 폐쇄성 수역이 형성되면서 발생하는 다양한 수질영향을 장기간 평가하는 것은 매우 중요하다고 볼 수 있다. 이에 본 연구에서는 용원수로의 시 공간적인 수질변동 양상을 분석하기 위해 2003년부터 2017년까지 선정된 수질측정 지점에서의 주요수질항목에 대한 수질분석을 실시하였으며, 용원수로로 유입되는 토구를 전수조사하고, 비강우시 및 강우시 토구 모니터링을 통해 육상에서 기인하는 오염원을 분석하였다. 또한, 용원수로 내에 유입된 오염물질 거동 분석을 위해 추적자 실험을 통해 용원수로로 유입된 오염원 거동을 예측하여 용원수로의 수질변화 분석에 대한 연구를 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.229-229
• /
• 2023

강화학습은 에이전트(agent)가 주어진 환경(environment)과의 상호작용을 통해서 상태(state)를 변화시켜가며 최대의 보상(reward)을 얻을 수 있도록 최적의 행동(action)을 학습하는 기계학습법을 의미한다. 최근 알파고와 같은 게임뿐만 아니라 자율주행 자동차, 로봇 제어 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 상수도관망 분야의 경우에도 펌프 운영, 밸브 운영, 센서 최적 위치 선정 등 여러 문제에 적용되었으나, 설계에 강화학습을 적용한 연구는 없었다. 설계의 경우, 관망의 크기가 커짐에 따라 알고리즘의 탐색 공간의 크기가 증가하여 기존의 최적화 알고리즘을 이용하는 것에는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구는 강화학습을 이용하여 상수도관망의 구성요소와 환경요인 간의 복잡한 상호작용을 고려하는 설계 방법론을 제안한다. 모델의 에이전트를 딥 강화학습(Deep Reinforcement Learning)으로 구성하여, 상태 및 행동 공간이 커 발생하는 고차원성 문제를 해결하였다. 또한, 해당 모델의 상태 및 보상으로 절점에서의 압력 및 수요량과 설계비용을 고려하여 적절한 수량과 수압의 용수 공급이 가능한 경제적인 관망을 설계하도록 하였다. 모델의 행동은 실제로 공학자가 설계하듯이 절점마다 하나씩 차례대로 다른 절점과의 연결 여부를 결정하는 것으로, 이를 통해 관망의 레이아웃(layout)과 관경을 결정한다. 본 연구에서 제안한 방법론을 규모가 큰 그리드 네트워크에 적용하여 모델을 검증하였으며, 고려해야 할 변수의 개수가 많음에도 불구하고 목적에 부합하는 관망을 설계할 수 있었다. 모델 학습과정 동안 에피소드의 평균 길이와 보상의 크기 등의 변화를 비교하여, 제안한 모델의 학습 능력을 평가 및 보완하였다. 향후 강화학습 모델을 통해 신뢰성(reliability) 또는 탄력성(resilience)과 같은 시스템의 성능까지 고려한 설계가 가능할 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.167-167
• /
• 2022

최근 빅데이터에 관련된 연구에 있어 데이터의 품질관리에 대한 논의가 꾸준히 이뤄져 오고 있다. 특히 이미지 처리 및 분석에 활용되어온 딥러닝 기술의 경우, 분류 작업 및 패턴인식 등으로부터 데이터의 특징을 추출함으로써 비지도학습(Unsupervised Learning)을 가능하게 한다는 장점이 있음에도 불구하고 빅데이터를 다루는 과정에 있어 용량, 다양성, 속도 및 신뢰성 측면에서의 한계가 있었다. 본 연구에서는 CCTV 영상을 활용한 강수량 산정 모델 개발에 있어 예측 정확도 향상 및 성능 개선을 도모할 수 있는 데이터 전처리 방법을 제안하였다. 서울 근린 AWS 4개소 지역(김포장기, 하남덕풍, 강동, 성남) 및 중앙대학교 지점 내 CCTV를 설치한 후, 최대 9개월의 영상을 확보하여 강수량 산정을 위한 딥러닝 모델을 개발하였다. 배경분리, 조도조정, 영역설정, 데이터증진, 이상데이터 분류 등이 가능한 알고리즘을 개발함으로써 데이터셋 자체에 대한 전처리 작업을 수행한 후, 이에 대한 결과를 기존 관측자료와 비교·분석하였다. 본 연구에서 제안한 전처리 방법들을 적용한 결과, 강수량 산정 모델의 예측 정확도를 평가하는 지표로 선정한 평균 제곱근 편차(Root Mean Square Error; RMSE)가 약 30% 감소함을 확인하였다. 본 연구의 결과로부터 CCTV 영상 데이터를 활용한 강수량 산정의 가능성을 확인할 수 있었으며 특히, 딥러닝 모델 개발시 필요한 적정 전처리 방법들에 대한 기준을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.349-349
• /
• 2021

일반적인 도시홍수모형은 수리-수문모형을 기반으로 한 홍수위 모형을 사용하고 있으나 강우사상이나 물리적 조건에 따라 모의시간의 변화가 있으며 경우에 따라서는 긴 모의시간이 소요된다. 알파고 이후 큰 관심을 갖게된 딥러닝을 이용한 데이터기반의 모의를 통해 수자원 부분에 적용하여 수위 예측을 진행하였다. 본 연구에서는 딥러닝을 이용하여 관측자료기반의 수위예측 연구를 수행하였다. 대상유역은 중랑천 유역으로 선정하였으며 2015년 ~ 2020년 사이의 10분단위 강우, 수위자료를 이용하였다. 지방자치단체에서 제공하는 강우, 수위자료의 경우 결측자료 또는 이상자료에 대한 보정이 미흡하여 기계학습을 통합 분석자료로 활용하는데 어려움이 있다. 이에, 결측 및 이상자료가 포함된 자료로부터 인위적으로 교란된 데이터 및 결측구간을 삭제한 데이터를 생성하여 자료의 시계열성을 제거하고, 딥러닝을 통한 수위 예측 결과를 정상 데이터를 적용한 결과와 비교하였다. 사용된 딥러닝 모형은 시계열 데이터 예측에 우수한성능을 보이는 LSTM모형과 GRU모형을 이용하였으며 RMSE, NSE를 이용하여 평가하였다. 본 연구에서는 결측자료 및 이상자료가 포함된 수문자료를 자료의 시계열성 제거를 통해 딥러닝 분석 입력자료 구성하기 위한 방안을 제시하였다.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.23-35
• /
• 2023

최근 기후변화로 인한 태풍, 국지성 집중호우 등 자연재해에 의한 피해가 급증하면서 행정안전부에서는 ｢소규모 공공시설 안전관리 등에 관한 법률(2016 개정)｣을 제정하고 각 지자체별로 소규모 공공시설을 조사하여 국가재난안전관리시스템(NDMS)에 등록하고 매년 3월 31일까지 안전점검을 실시하고 있다. 이를 위해 최근 각 지자체별로 소규모 공공시설 안전점검 및 정비계획 수립 용역이 발주되어 세천, 소교량, 농로, 마을진입로, 취입보, 낙차공의 6가지 유형의 시설물을 조사하여 DB화 하고, 각 시설물별 위험도 평가를 수행하여 위험시설의 경우 정비계획을 수립하고 있다. 그러나 현재까지 배포된 소규모 공공시설의 위험도 평가 방법은 현장조사자의 육안조사를 통해 이루어지고 있으므로, 위험도 평가가 주관적이고 모호한 형태로 이루어지고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 소규모 공공시설 중 재해위험도가 가장 높은 세천에 대하여 위험도 정량평가지표를 제시함으로써 합리적이고 정량적인 위험도 평가가 이루어질 수 있도록 하였으며, 이를 통해 소규모 위험시설을 선정하여 정비계획 및 시행계획 수립에 있어 투명한 근거자료를 확보할 수 있도록 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.622-632
• /
• 2018

최근 사회 환경 변화에 따라 5대 강력범죄는 전체적으로 국민 생활의 불안 원인으로 지적되고 있다. 이에 대해 많은 노력을 기울이고 있으나 위험상황에 처한 사회적 약자에 대한 정확한 위치정보의 정확도가 부족하고 현재의 영상분석 기술로는 정확한 범죄자의 인상착의 확인 및 추적이 쉽지 않는 것이 사실이다. 이를 해결하기 위해 정밀위치결정 기술 및 지원서비스와 공간정보 기반 지능형 방범 서비스 기술 개발이 중요시 되고 있다. 따라서, 공간정보 기반 기술과 타 분야 기술에 대한 분석을 통해 연계 가능성이 있는 기술 및 서비스들에 대한 지속적으로 활용될 수 있는 방안을 제시하였다. 본 연구에서는 지능형 방범 기술과 타 분야 기술 및 서비스 간 연계방안을 마련하기 위해 기존 기술과 지능형 방범 기술 동향을 분석하고 연계 시 고려할 사항을 5가지 기준으로 맞추어 이를 토대로 연계가 가능한 서비스를 검토하였으며, 최종적으로 연계 가능성이 높은 타 분야 기술 3가지를 선정 후 연계방안을 도출하였다. 객관적인 평가기준을 통해 도출된 연계 방안은 연구기간 종료 후에도 활성화 및 기술 사업화를 이룰 수 있는 발판이 될 것으로 사료된다.