• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권4호
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• pp.61-70
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• 2008

본 논문에서는 능동주파수방식의 단거리 무선통신 기술을 이용하여 고속도로 교통관리시스템에 적용할 수 있는 교통정보 수집 및 제공용 기지국 안테나를 설계하였다. 능동 DSRC는 5.8GHz 고주파수를 중심주파수로 사용하고 있는 기술로서 전파의 직진성이 매우 강해 주행 차량간 물리적인 전파 shadowing이 발생 할 경우가 많다. 이러한 열악한 통신환경에서도 정확한 교통 정보의 수집 및 제공을 할 수 있는 안정된 통신 링크를 구성하고 다양한 차로수 및 통신반경 등 도로환경에 적용할 수 있도록 안테나의 설치위치 및 이를 고려한 빔 패턴을 설계하였다. 본 논문에서는 통신링크 환경을 고려하여 중심주파수 5.8GHz, 입력손실은 75MHz대역에서 -17dB, 축비는 1.5:1, 안테나 이득은 12.2dBi, 빔패턴은 수평반치각 $55^{\circ}$, 수직반치각 $26^{\circ}$의 특성을 갖는 $2{\times}4$배열 마이크로스트립 안테나를 설계, 제작하였으며 차량간의 물리적 조건에 따른 전파 shadowing을 피하기 위한 안테나의 최소 설치 높이는 14m로 설계하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.140-148
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• 2019

대형 주철 구조물은 선박이나 화학 플랜트등에서 케이싱이나 대형 파이프등으로 사용되고 있다. 그러나 대형 케이싱이나 파이프에서 발생되는 파괴는 대부분 해당 재료의 항복강도아래에서 발생된다. 대형 주철 구조물의 피로 파손은 설계 제한조건과 낮은 재료 강도 신뢰성등으로 인하여 발생되고 있다. 파손된 소형 주철 구조물은 시중에서 판매되는 주철 용접봉으로 보수가 가능하다. 그러나 파손된 대형 주철 구조물이 보수 용접으로 보수되려면 구조물 전체가 균일하게 가열되어 냉각되어져야 하나 현장에서는 그와 같은 가열장치를 설치하는 것이 불가능한 장소가 많다. 따라서 현재에도 선박과 플랜트 현장등에서는 파괴된 주철 구조물을 수리의 간편성으로 인하여 냉간 용접만하여 재사용하고 있고 이로 인한 피로 파괴가 재발생 되어져 파괴로 인한 손실 비용이 과대하게 발생하고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 파손된 대형 주철 구조물을 균열보수나사를 이용하여 파손된 부분을 기계적으로 결합하는 방법을 제안하여 피로 파괴된 대형 주철 구조물 보수 방법을 제안하였다. 균열보수나사로 보수한 GC 300의 노치 시험편을 인장시험한 결과 8.2 MPa정도의 인장 강도를 가지고 있어 GC 300으로 제작한 대형 열교환기나 가열기의 설계응력이 3.5 MPa이하인 것을 고려하면 안전율이 2.3이상이 되어져 균열보수나사를 이용하여 대형 주철 구조물 균열을 보수하는 방법이 공학적으로 매우 유용하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.375-375
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• 2015

최근 도시화에 따른 도로구역의 증가는 도심지의 불투수면적의 확대 및 도로의 수로화를 야기하여 집중호우 발생 시 노면 및 저지대의 침수를 가중시키고 있으며, 이로 인한 인명피해 및 재산 피해는 점차 증가하는 추세이다. 이에 기후변화에 따른 강우량의 변화 및 국지성 집중호우 등을 고려하고 도심지 침수 방지 및 방재성능 강화를 위하여 과거에 간선 10년, 지선 5년에서 간선 30년, 지선 10년으로 관거의 설계빈도가 상향조정 되었다. 도심지의 도로 및 유역 유출량의 배수에 상당한 영향을 미치는 빗물받이 및 빗물받이 유입구는 도심지의 방재성능강화 목적에 맞는 설계가 이루어져야 하나 현재 국내의 빗물받이 설치기준은 하수도시설기준(2009, 환경부)에서 '빗물받이 크기별, 도로 차선별 적정 빗물받이 설치간격' 으로 설계빈도 5년을 반영하여 제시된 설치기준이므로 이에 대한 수정 및 개정이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 관거시설의 설계빈도 상향을 고려한 도로 빗물받이의 유입량 산정을 위해 빗물받이 유입구 크기별 유입량을 도로의 차선, 종경사, 측구 횡경사 및 설계빈도의 변화를 고려하여 도로에서의 유출량을 산정하였으며, Froude 상사법칙을 이용하여 수리실험모형을 제작하여 실험을 실시하였다. 빗물받이 제원은 현재 대부분의 국도에 설치되는 크기인 $40{\times}50cm$, $40{\times}100cm$ 및 $40{\times}150cm$를 축소 제작하였다. 측구의 유량은 도로의 차선(2~4차선), 경사(도로 종경사 2~10%, 측구 횡경사 2~10%) 및 설계빈도(최대 30년)을 고려하였다. 실험 결과 측구의 횡경사가 커질수록 빗물받이로 유입되는 유량은 증가하였으며, 빗물받이 유입부의 길이가 증가함에 따라 유입부 측면부를 통한 횡유입량을 증가시켜 빗물받이 유입부의 차집율을 증가시켰다. 또한, 도로의 조건 변화 및 유입량의 변화에 따라서 흐름폭이 감소할수록 차집율이 증가하였다. 수리실험결과를 토대로 도로의 조건변화(차선, 도로 종경사, 측구 횡경사) 및 설계빈도 변화를 고려한 빗물받이의 차집율을 제시하였고 이를 회귀분석 하여 빗물받이 유입구 크기별 유입량 산정식을 도출하였다. 이는 설계빈도 상향에 따른 국내 빗물받이 유입부의 설계 기준 제시에 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.55-55
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• 2017

가뭄은 국민생활 및 경제 등에 막대한 손실을 초래하며, 지역사회 공동체나 사회기능에 심각한 영향을 끼칠 수 있는 재해이다. 가뭄피해 최소화를 위해서는 단기대응, 복구지원 등의 사후대책에서 사전대비 및 예방으로의 정책 전환이 필요하며, 이러한 정책 수립을 뒷받침하기 위해서는 가뭄에 따른 정량적인 피해영향 평가가 우선적으로 필요하다. 하지만 가뭄 피해의 범위 및 형태는 워낙 광범위하기 때문에, 피해추정을 위한 잣대라 할 수 있는 영향평가 기법조차 제대로 정립되지 못하고 있는 실정이다. 국내에서는 분야별(기상, 농업, 수문)로 지수화 된 지표를 이용한 가뭄 평가가 주로 수행되고 있으며, 경제적 영향평가는 방법론에 대한 시범 연구 수준이다. 가뭄기록조사 등 과거 가뭄피해 자료에서도 피해액의 금액환산이 되지 않은 사례가 대부분이며 급수차지원, 관정개발 등 사후복구비 위주의 일부 자료만이 피해금액으로 제시되어 있을 뿐이다. 댐, 저수지 등에 의한 용수공급 안정성으로 인해, 기상학적인 가뭄이 즉시 물부족으로 인한 피해로 이어지지는 않지만, 물부족이 발생하거나 부족량이 예측되는 상황에서 피해규모를 시스템적으로 추정 및 비교할 수 있는 기법 개발의 필요성에 의해 잠재피해액 개념의 공급지장비용 추정기법을 개발하였다. 공급지장비용 또는 편익 도출을 위한 이론적 배경으로, 경제적 가치 또는 파급효과를 분석하기 위한 방법은 경제학적 접근법과 비경제학적 접근법으로 구분된다. 경제학적 접근법에서 사용하는 진술선호 기법의 경우 전국을 대상으로 설문 등의 과정을 거쳐 지불의사액을 도출하는 과정이 필요하기 때문에 많은 조사비용이 소요된다. 비경제학적 또는 공학적 접근법으로 분류되는 대체비용법은 이론적 배경이 약하고 대체항목의 선택에 주의가 필요하다는 단점이 있으나, 물가자료, 산업통계, 수자원통계 등 기초자료의 주기적 업데이트가 유리하며, 정신적 피해를 제외할 경우 피해비용 추정결과의 편차가 진술선호기법 보다는 작은 장점이 있다. 본 연구에서는 피해비용의 과대추정에 유의하여 대체비용법에 기반한 일본 후생노동성의 감 단수피해추정기법을 우리나라 자료에 맞게 수정하여 공급지장비용을 추정하였으며, 경제학적 접근법에 의한 용수의 한계가치비용 등과 비교를 통해 적용성을 검토하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권1호
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• pp.55-63
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• 2001

일리노이 옥수수 포장에서 질소비료의 적정 시용량 결정에는 작물 수량의 극대화와 더불어 질소 손실의 최소화가 고려 되어야 하는데 이를 위하여 질소 전문가체계(NES)가 개발되었다. NES는 전문가의 지식과 사고의 결정과정을 컴퓨터체계로 전환하는 Smart Element program에 의해 만들어졌다. NES는 현재 일리노이 옥수수포장에서 사용중인 생산성지수 (PI)와 토양중 유기물함량 (SOM) 및 시비전 질산태질소 함량 (PSNT)의 요인을 고려하여 시비수준을 결정하였는데 각각의 수준에 따라 49개의 rule 등을 사용하였다. NES는 시스템상에서 성공적으로 작동되었으며 3개의 토양특성 (PI, SOM, PSNT)를 입력하여 적정 시비량을 결정하였다. NES는 다른 시비량 결정 방법에 비해 환경에 대해 질소의 유입을 현저히 줄일 수 있었으며 모델에 대한 검증이 계속될 것이다. 그러나 이에 따른 수량의 감소를 보여, 질소 비료의 적정 시비량은 수량과 더불어 질소유실에 따른 환경 영향평가와 기타 다른 경제적 또는 토양의 물리화학적 요인이 고려되어야 하며 이 요인을 추가한 NES의 검증 및 개선방향이 모색되어야 할 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.583-598
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• 2022

인력기반 터널 점검은 점검자의 주관적인 판단에 영향을 받으며 지속적인 이력관리가 어렵다. 따라서 최근에는 딥러닝 기반 자동 균열 탐지 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구에서는 사용하는 대규모 공개 균열 데이터셋은 터널 내부에서 발생하는 균열과 매우 상이하다. 또한 현행 터널 상태평가에서 정교한 균열 레이블을 구축하기 위해서는 추가적인 작업이 요구된다. 이에 본 연구는 균열 형상이 다소 단순하게 표현된 기존 데이터셋을 딥러닝 모델에 입력하여 균열 탐지 성능을 개선하는 방안을 제시한다. 기존 터널 데이터셋, 고품질 터널 데이터셋과 공개 균열 데이터셋을 조합하여 학습한 딥러닝 모델의 성능 평가와 비교를 수행한다. 그 결과 Cross Entropy 손실함수를 사용한 DeepLabv3+에 공개 데이터셋, 패치 단위 분류와 오버샘플링을 수행한 터널 데이터셋을 모두 학습한 경우 성능이 가장 좋았다. 향후 기 구축된 터널 영상 취득 시스템 데이터를 딥러닝 모델 학습에 효율적으로 활용하기 위한 방안을 수립하는 데 기여할 것으로 기대한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.59-68
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• 2021

최근 급속도로 성장하고 있는 인공지능 기술이 자율운항선박과 같은 해상 환경에서도 적용되기 시작하면서 디지털 영상에 특화된 CNN 기반의 모델을 적용하는 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 해상 서비스의 경우 인적 과실을 줄이기 위해 충돌 위험이 있는 부유물을 감지하거나 선박 내부의 화재 등 여러 가지 기술이 접목되기에 실시간 처리가 매우 중요하다. 그러나 기능이 추가될수록 프로세서의 제품 가격이 증가하는 문제가 존재해 소형 선박의 선주들에게는 비용적인 측면에서 부담이 된다. 또한 대형 선박의 경우 자율운항선박의 시스템을 감안할 때, 연산 속도의 성능 향상을 위해 복잡도가 높은 딥러닝 모델의 성능을 개선하는 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 딥러닝 모델에 경량화 기법을 적용해 정확도를 유지하면서 고속으로 처리할 수 있는 방법에 대해 제안한다. 먼저 해상 부유물 검출에 적합한 영상 전처리를 진행하여 효율적으로 CNN 기반 신경망 모델 입력에 영상 데이터가 전달될 수 있도록 하였다. 또한, 신경망 모델의 알고리즘 경량화 기법 중 하나인 학습 후 파라미터 양자화 기법을 적용하여 모델의 메모리 용량을 줄이면서 추론 부분의 처리 속도를 증가시켰다. 양자화 기법이 적용된 모델을 저전력 임베디드 보드에 적용시켜 정확도와 처리 속도를 사용하는 임베디드 성능을 고려하여 설계하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법 중 정확도 손실이 제일 최소화되는 모델을 활용해 저전력 임베디드 보드에 비교하여 기존보다 최대 4~5배 처리 속도를 개선할 수 있었다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.104-113
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• 2019

공기연장과 관련한 분쟁은 해당 이슈들이 공기에 얼마나 영향을 미치는지에 대해 공기를 분석하고 법원과 같이 제3자의 판단을 돕기 위한 근거로 제출하는 특징이 있다. 하지만 대다수의 국내현장은 분석에 필요한 기초자료가 부재하거나, 분쟁 발생 이후 자료를 수집하는 등 대응을 위한 합리적인 업무 및 입증 방안의 프로세스가 정립되지 않아 공기연장에 따른 손실을 증명하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 공기연장 분쟁 시 입증의 수단인 공기분석에 필요한 정보를 수집, 정리하고 업무 프로세스를 제시함으로써 합리적인 처리지원 및 관리 효율성을 향상하고자 하였다. 제안된 프로세스를 사용하여 실제 공기연장 분쟁에 적용 검증한 결과, 프로세스 적용현장이 미적용 현장에 비해 실무자는 약 33%, 계약담당자는 약 46%, 법률자문가는 약 48% 더 높은 만족도를 나타냈으며 91%의 동일한 매트릭스 비교 결과가 나타났다. 본 연구를 통해 공기연장 분쟁에서 근거로 사용되는 공사기간 분석 업무의 효율화를 도모할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 프로세스를 활용한 시스템 설계연구가 지속되어야 할 것으로 보인다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.136-143
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• 2018

Cellular automata는 천체물리, 사회현상, 화재 확산 및 피난 등 많은 분야의 시뮬레이션에 활용되고 있다. 본 연구는 빈번히 발생하고 있는 화학사고에 대비한, 위험성평가 및 비상대응계획 작성시 요구되는 화학물질 확산 시뮬레이션을 위한 보급용 모델을 cellular automata를 기반으로 개발하였다. 상세한 플랜트 안전설계용과는 달리, 실시간 사고대응을 위해선 빠른 계산과 더불어 피해영역 분포의 불확실성을 줄이기 위한 반복 계산이 요구된다. EPA ALOHA, 화학물질안전원 KORA 등이 있지만, 지속적인 모델과 코드의 보완이 가능하고, 중소기업용의 무료 S/W개발에 본 연구의 차별성이 있다. 계산시간이 많이 요구되는 full-scale CFD에 비해 상대적인 정확도의 손실은 감수하고, 특히 일반 사용자의 편리성을 도모하였다. 기상청 기상정보 연계를 비롯해, Python open-source 라이브러리들을 활용해, 기능 확장 및 지속적인 update가 가능하며, 사용자는 해당 플랜트의 지형도와 사용 물질의 입력만으로 쉽게 결과를 얻을 수 있다. Full-scale CFD 시뮬레이션과 대비해 정확도를 확인하였으며, 빠른 계산을 위해 GPU를 활용하는 open source software로 배포될 예정이다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권3호
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• pp.357-363
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• 2019

본 연구는 Kozak 수간곡선모델을 이용하여 우리나라 상수리나무의 입목수간재적표를 개발하고자 수행하였다. 전국의 분포하고 있는 상수리나무를 총 2,700본의 표준목을 벌채하여 수간고별 직경과 수간석해 자료를 수집하여 생장특성을 조사하였다. 수간곡선식의 적합도 검정을 위하여 적합도지수(Fitness index), 편차(Bias), 평균절대편차(Mean Absolute Deviation)를 이용하여 모델의 적합성을 판단하였다. 추정된 모델의 적합도지수는 97%로 나타났고 편차는 0.017, 평균절대편차는 1.118로 높은 적합도를 보였다. 또한 현행재적표와 신규재적표의 재적간의 차이를 분석한 결과, 통계적으로 유의적인 재적차이를 보였다(p = 0.0008, <0.005). 이는 현실림을 반영한 신규재적표를 이용하는 것이 목재자원량의 평가시 손실을 줄이고 국가 및 지자체의 산림통계의 정확도를 향상시킬 것으로 판단된다. 본 연구의 주요한 결과인 추정된 수간곡선식을 이용한 입목수간재적표는 우리나라의 주요 활엽수종인 참나무류 중 상수리나무의 생장 정보 및 합리적 경영을 위한 경영제표가 될 것으로 판단된다.