• 제목/요약/키워드: 수학적 모델화

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실습선 재난 시 피난 시나리오 별 위험구역 평가 (Evaluation of Hazardous Zones by Evacuation Scenario under Disasters on Training Ships)

  • 임상진;이윤호
    • 해양환경안전학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.200-208
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    • 2024
  • 승선 인원이 많은 실습선은 화재가 발생하는 경우 대형 인명피해로 확장될 수 있으며 이에 따라 선원법 및 Safety Life At Sea(SOLAS)에서는 퇴선 훈련에 대한 중요성을 강조해 왔다. 따라서 본 연구에서는 승선 인원이 많은 국립목포해양대학교의 세계로호를 대상선박으로 선정하여 preliminary hazard analysis(PHA) 정성적 위험성 평가 기법을 통해 각 deck의 화재 사고 위험빈도와 심각성에 대하여 예측하였다. 또한 위험성이 높은 구역에서의 화재를 가정 한 뒤, 그 위험성을 정량적으로 예측하기 위하여 대피 시간 및 인구 밀도에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 총 대피시간이 인구 분포가 한 구역에 집중되어 있던 식사 시간을 가정한 시나리오에서 501초로 가장 길게 예측되었으며 시나리오에 따라 일부 deck에서 1.4pers/m2 이상의 상대적으로 높은 인구밀도를 나타내며 대피 인원이 정체되는 현상을 보였다. 본 연구 결과는 다양한 피난 시나리오에 따른 대피시간 및 인구밀도를 정량화하여 실습선의 상황에 맞는 훈련 시나리오를 개발하기 위한 기초자료로서 사용될 것으로 보이며 추후 수학적 모델과 실험값의 비교를 통하여 연구를 확장할 수 있을 것으로 예상된다.

카바마제핀 각인 도토리 전분/PVA 기반 바이오소재의 특성 (Characterization of Carbamazepine-Imprinted Acorn Starch/PVA-Based Biomaterials)

  • 김경중;강지훈;김보경;황민진;윤순도
    • 공업화학
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    • 제35권3호
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    • pp.192-199
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    • 2024
  • 본 연구에서 carbamazepine (CBZ) 각인 도토리 전분(acorn starch, AS)/PVA 기반 바이오소재를 casting method와 UV 조사를 이용하여 제조하고 물리·화학적 특성, CBZ 흡착 및 방출 특성을 조사하였다. 제조한 바이오소재의 표면 특성은 FE-SEM을 통해 확인하였고, UV 조사에 따른 CBZ의 안정성과 바이오소재 작용기는 FT-IR 분석을 이용하였다. CBZ에 대한 바이오소재의 흡착 특성은 binding isotherm 및 Scatchard plot으로 평가하였고 이를 통해 CBZ 각인 바이오소재에 CBZ 결합 부위가 존재하는 것을 확인하였다. 경피 약물 전달 시스템의 응용 가능성을 평가하기 위하여 36.5 ℃에서 다양한 pH의 완충용액과 인공피부를 이용해 제조한 바이오소재의 CBZ 방출 특성을 조사하였다. 이 결과, CBZ는 pH 가 증가할수록 빠른 방출 속도를 보였으며, 인공피부 테스트에서 12 h 동안 지속적으로 방출되었다. 또한, 수학적 모델을 적용시킨 결과, 완충용액에서 CBZ 방출 메커니즘은 pseudo-Fickian diffusion 메커니즘을 따랐고 인공피부에서 non-Fickian diffusion 메커니즘을 따르는 것으로 평가되었다.

데이터마이닝 기법을 활용한 대학수학능력시험 영어영역 정답률 예측 및 주요 요인 분석 (Prediction of Correct Answer Rate and Identification of Significant Factors for CSAT English Test Based on Data Mining Techniques)

  • 박희진;장경애;이윤호;김우제;강필성
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제4권11호
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    • pp.509-520
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    • 2015
  • 대학수학능력시험(수능)은 고등학교 3년간의 학업 성취도를 측정하는 대표적인 평가 도구로서 대한민국 대학 입시에 있어 매우 중요한 역할을 하는 시험이다. 응시생들의 학업 성취도를 효과적으로 평가하기 위해서는 수능의 난이도가 적절하게 조절되어야 하나 지금까지는 수능 난이도의 편차가 매우 크게 나타나 매 입시연도마다 여러 가지 문제점을 야기해왔다. 본 연구에서는 전문가의 판단에 의존한 기존 방식에서 벗어나 지금까지 시행된 모의고사 및 실제 시험을 통해 축적된 자료를 바탕으로 데이터마이닝 기법을 적용하여 영어영역 문제의 난이도를 예측하는 모델을 구축하고 난이도 예측에 영향을 미치는 요소를 판별하고자 한다. 이를 위해 각 문항의 특성을 판별할 수 있는 여러 지표와 함께 지문, 문제, 답안 등에 나타난 단어들의 특징을 토픽 모델링(topic modeling) 기법을 이용하여 정량화하고 이를 바탕으로 선형회귀분석 및 의사결정나무 기법을 이용하여 각 문항의 난이도를 예측하는 모델을 구축하였다. 구축된 예측 모델을 실제 문제에 적용한 결과 난이도의 상/하 구분에 대한 예측 정확도는 90% 수준으로 나타났으며, 실제 정답률 대비 오차 비율은 약 16% 이내인 것으로 나타났다. 또한 배점 및 문제 유형이 문제의 난이도에 큰 영향을 미치며 지문이 특정 주제에 관련된 경우에도 난이도에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시된 방법론을 이용하여 영어영역 각 문제들에 대한 기대 정답률의 범위를 추정할 수 있으며 이를 종합하여 영어영역 전체 문제에 대한 정답률 예측을 통해 적절한 난이도의 문제를 출제하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

무선 네트워크 환경에서의 효과적인 Quality of Protection(QoP) 평가 (Effective Evaluation of Quality of Protection(QoP) in Wireless Network Environments)

  • 김현승;임선희;윤승환;이옥연;임종인
    • 정보보호학회논문지
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    • 제18권6A호
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    • pp.97-106
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    • 2008
  • Quality of Protection(QoP)은 보안을 제공해야 하는 네트워크들을 평가할 수 있는 기준을 제공하고, 해당 네트워크의 보안 정책에 대한 보안의 강도를 정량화하여 해당 네트워크 시스템의 안정성을 판단할 수 있도록 해준다. 현실적으로, 네트워크에서 적용되는 보안 메커니즘의 안전성과 시스템에서 지원되어야 하는 성능이 반드시 비례하는 것은 아니다. 그렇기 때문에 보안은 적절한 수준에서 적용되는 환경에 맞게 정의되어야 하며, 네트워크의 사용 목적에 맞는 보안 정책을 택하여 사용해야 한다. 무선 네트워크들이 발전함에 따라 안전한 무선네트워크 서비스를 제공하기 위해 다양한 보안 서비스들이 정의되고 있다. 본 논문에서는 무선 네트워크 환경에서의 적절한 보안 정책을 선택할 수 있도록 기존에 연구된 QoP모델의 효용함수 구성에 흐름 기반의 비정상 트래픽 탐지 알고리즘을 통해 객관적으로 구성한 HVM을 도입하고, 총 이익함수의 구성에 상대적 가중치를 도입함으로써 기존에 연구된 QoP모델의 취약점을 보완한다.

델파이 기법을 이용한 원전사고의 종합적인 경제적 리스크 평가 (A Study on the Overall Economic Risks of a Hypothetical Severe Accident in Nuclear Power Plant Using the Delphi Method)

  • 장한기;김주연;이재기
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제33권4호
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    • pp.127-134
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    • 2008
  • 울진원전 3,4 호기의 가상적 중대사고로 인한 종합적인 경제적 리스크를 평가하였다. 이 연구의 목적을 위해 방사능 구름이 내륙을 향하는 것으로 가정하였다. 평가과정에서 불확실한 인자의 정량화에는 전문가 판단 및 의견도출에 유용한 것으로 알려진 델파이 기법을 이용하였다. 종합적인 경제적 리스크는 직접영향 비용과 간접영향 비용으로 구분되므로, 먼저 직접영향에 대한 비용을 평가하고, 예측된 가중치들 이용하여 직접영향 대비 간접영향 비용을 평가하였다. 행동학적 접근방법인 델파이 문제점을 보완하기 위해 수학적 접근방법인 베이지안 기법을 자료처리 과정으로 하는 모형을 적용하여 간접영향에 대한 경제적 충격량을 예측하였다. 1D 몬테칼로분석(MCA)으로 평가한 간접피해에 대한 가중치는 평균 2.59, 중앙값 2.08로 OECD/NEA에서 제시하는 가중치 1.25보다 높게 나타났다. 작은 국토나 방사선에 민감한 대중 성향과 같은 인지들이 패널의 판단에 영향을 미쳤을 수 있다. 직접피해 평가모델의 모수를 U형과 V형으로 구분하고 2D MCA를 사용한 종합적 경제적 리스크는 중앙값의 50%ile을 기준으로 2006년 국내총생산의 3.9%에 해당되었으며, 직접피해 영향이 가장 큰 자산 및 전력손실 비용을 제외하면 총 경제적 리스크는 국내총생산의 2.2% 수준이었다. 이 결과는 원전 비상계획과 대응태세 준비에 대한 투자 정당화에 참조 자료로 이용될 수 있다.

이미지 감성분류를 위한 CNN과 K-means RGB Cluster 이-단계 학습 방안 (A Two-Stage Learning Method of CNN and K-means RGB Cluster for Sentiment Classification of Images)

  • 김정태;박은비;한기웅;이정현;이홍주
    • 지능정보연구
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    • 제27권3호
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    • pp.139-156
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    • 2021
  • 이미지 분류에서 딥러닝 모형을 사용하는 가장 큰 이유는 이미지의 전체적인 정보에서 각 지역 특징을 추출하여 서로의 관계를 고려할 수 있기 때문이다. 하지만 이미지의 지역 특징이 없는 감정 이미지 데이터는 CNN 모델이 적합하지 않을 수 있다. 이러한 감정 이미지 분류의 어려움을 해결하기 위하여 매년 많은 연구자들이 감정 이미지에 적합한 CNN기반 아키텍처를 제시하고 있다. 색깔과 사람 감정간의 관계에 대한 연구들도 수행되었으며, 색깔에 따라 다른 감정이 유도된다는 결과들이 도출되었다. 딥러닝을 활용한 연구에서도 색깔정보를 활용하여 이미지 감성분류에 적용하는 연구들이 있어왔으며, 이미지만을 가지고 분류 모형을 학습한 경우보다 이미지의 색깔 정보를 추가로 활용한 경우가 이미지 감성 분류 정확도를 더 높일 수 있었다. 본 연구는 사람이 이미지의 감정을 분류하는 기준 중 많은 부분을 차지하는 색감을 이용하여 이미지 감성 분류 정확도를 향상시키는 방안을 제안한다. 이미지의 RGB 값에 K 평균 군집화 방안을 적용하여 이미지를 대표하는 색을 추출하여, 각 감성 클래스 별 해당 색깔이 나올 확률을 가중치 식으로 변형 후 CNN 모델의 최종 Layer에 적용하는 이-단계 학습방안을 구현하였다. 이미지 데이터는 6가지 감정으로 분류되는 Emotion6와 8가지 감정으로 분류되는 Artphoto를 사용하였다. 학습에 사용한 CNN 모델은 Densenet169, Mnasnet, Resnet101, Resnet152, Vgg19를 사용하였으며, 성능 평가는 5겹 교차검증으로 CNN 모델에 이-단계 학습 방안을 적용하여 전후 성과를 비교하였다. CNN 아키텍처만을 활용한 경우보다 색 속성에서 추출한 정보를 함께 사용하였을 때 더 좋은 분류 정확도를 보였다.

농기계(農機械) 투입모형(投入模型) 설정(設定) 및 기계이용(機械利用) 비용(費用) 분석연구(分析硏究) - PC용(用) 프로그램 개발(開發) - (Optimum Size Selection and Machinery Costs Analysis for Farm Machinery Systems - Programming for Personal Computer -)

  • 이운용;김성래;정두호;장동일;이동현;김유학
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제16권4호
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    • pp.384-398
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    • 1991
  • 본 연구는 개별농가(個別農家), 영농단(營農團), 위탁영농회사(委託營農會社)의 농기계 적정투입모형(適正投入模型) 선정(選定)과 보유기종(保有機種)이나 구입희망기종((購入希望機種) 의 경제성을 분석(分析)할 수 있는 대화식(對話式) 시뮬레이션 프로그램을 개발(開發)하고자 수행(遂行)되었으며, 그 결과(結果)를 요약하면 다음과 같다. 가. 농기계(農機械)의 적정투입(適正投入) 규모(規模) 선정(選定) 경제성(經濟性) 분석(分析)의 현실(現實) 적용성(適用性)을 높이기 위하여 투입(投入) 농기계(農機械)의 부담면적(負擔面積) 결정요인(決定要因)과 비용분석을 위한 기초자료를 문헌(文獻) 및 자료조사(資料調査)를 통하여 수집하였으며 이를 기초로 하여 수학적 모델을 개발하였다. 나. 개별(個別) 농업경영체(農業經營體)(농가(農家) 또는 영농단(營農團))의 지역(地域), 기후지대별(氣候地帶別) 적기작업기간에 따른 농기계이용(農機械利用) 일수(日數), 임작업료(賃作業料) 등을, 농촌지도소에 보급된 행정전산용(行政電算用) PC를 이용(利用)하여, 프로그램 이용자(利用者)가 입력설정(入力設定)하고 투입농기계의 경제성(經濟性)을 분석(分析)할 수 있는 대화식(對話式) 프로그램을 개발(開發)하였다. 다. 개발된 프로그램을 이용하여 벼농사 일관작업(一貫作業)은 물론 각 농작업(農作業)을 분리(分離)하여 투입 농기계별로 상세(詳細)한 경제성(經濟性)을 분석(分析)할 수 있으며, 경운 정지작업 기종은 3형식, 이앙(移秧), 방제(防除), 수확작업(收穫作業) 기종은 2형식을 동시(同時)에 분석(分析)할 수 있다. 벼농사는 경운(耕耘), 정지(整地), 방제작업(防除作業)에 대하여 분석할 수 있다. 라. 프로그램 분석결과(分析結果)는 입력(入力)된 경지면적(耕地面積)에서 기계화 영농을 수행할 때 투입 농기계의 기계사용(機械使用) 과부족일수(過不足日數), 부담면적(負擔面積), 손익분기면적(損益分岐面積), 월간(月間) 고정비(固定費), ha당(當) 기계이용비(機械利用費) 등을 포함한다. 마. 손익분기면적(損益分岐面積) 기종별(機種別) 임작업료(賃作業料)를 기준으로 한 손익분기면적(損益分岐面積)은 경운(耕耘) 정지작업(整地作業)의 임작업료(賃作業料)가 100원/평 일때 경운기, 트랙터 22,25,35,38,50,74 마력은 각각(各各) 1.8, 6.7, 7.6, 9.7, 9.3, 17.5, 23.7 ha 였으며, 이앙작업(移秧作業)의 임작업료(賃作業料)가 100원/평일 때 이앙기 보행4조, 승용4,6조는 각각(各各) 2.2, 5.8, 7.9 ha, 수확작업(收穫作業)의 임작업료(賃作業料)가 130원/평 일때 바인더, 콤바인 2,3,4조는 각각(各各) 2.2, 7.2, 10.2, 15.7 ha로 나타났다.

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