• 한국지반공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.5-14
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• 2020

콘크리트궤도는 고속, 고밀도의 운행선로에서도 차량의 주행안정성이 높고, 이용승객에게 좋은 승차감을 제공할 수 있으며, 궤도 보수 비용을 대폭 절감시킬 수 있는 장점을 가지고 있어 고속선을 중심으로 점차 적용 구간이 늘어나고 있다. 하지만, ◯◯고속철도 토공 구간의 노반 침하로 기인된 콘크리트궤도의 2차적 침하가 발생하는 사례가 빈번히 발생하고 있어, 이로 인한 철도 운행의 안정성 문제가 대두되고 있다. 허용 잔류침하량을 초과하는 콘크리트궤도에 대한 효율적인 유지보수 방안 수립을 위해서는 공용 기간 중 발생하는 콘크리트궤도의 장기 침하 거동을 합리적으로 예측하는 것이 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 인공지능 기술 중 순환신경망을 활용하여 콘크리트궤도의 장기 침하 거동을 예측하는 모델을 개발하였다. 또한 기존 모델의 침하 예측 결과와 비교를 통해 개발된 모델의 적용 가능성을 모색하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.457-457
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• 2011

저영향개발(LID, Low Impact Development)은 물순환체계 개선을 위해 녹색 공간의 확보, 자연형 공간 조성, 자연상태의 수문순환 기능의 유지 기법 등을 활용한 개발 대상지에서의 강우유출 및 비점오염원의 영향을 최소화할 수 있는 새로운 방법이다. LID는 강우 유출수의 지하침투, 강우 종료시 증발산량의 확보, 강우 유출수의 재이용 등을 통한 강우 유출량을 최소화하는 것에 그 목적이 있다. LID 방법은 우수저류 공원, 생태저류지, 지붕층 저류공원, 보도 저류공간, 인공습지, 완충녹지대, 수목 보존지대, 지붕층 배수관, 강우 저장조, 투수성 포장, 토양 개량, 불투수층 최소화, 비점오염원 저감 등으로 효율성, 경제성, 유연성, 합리성, 토지 가치증대 등의 장점이 있다. 영산강 수계의 BOD 배출부하량이 점오염원(21,019kg/일)과 비점오염원(50,047kg/일)의 비율이 3:7 로 비점오염원 배출부하량이 훨씬 큰 상태이다. 특히, 광주광역시, 농업용 토지, 축산계 등의 비점오염원이 영산강 수질에 크게 영향을 미치고 있다. 따라서 본 연구에서는 비점오염원의 영향이 큰 영산강 수계를 대상으로 앞으로 이루어지는 개발계획을 분석하여 LID 기법을 적용하였을 때 영산강 수질에 미치는 영향을 모델링을 통해 예측하고자 한다. 수질개선에 어느 정도의 효과가 있는지 검증하기 위해 국내 실정에 맞고 QUAL2E 모델을 근간으로 WASP5 모형의 장점들을 접목시켜 Bottle BOD의 반응기작 및 조류의 생산에 의한 유기물 증가, 탈질화 반응 등 정체수역에서 일어날 수 있는 반응기작을 모의할 수 있도록 보완한 QUALKO2 모형을 이용하여 그 효과를 모의하고자 한다. 본 연구를 통해 LID 기법이 도시화에 영향을 얼마나 덜 주는지, 수계의 비점오염원 효과를 통해 물순환 체계의 개선이 어느 정도로 어루어지는지에 대한 효과를 검증을 할 수 있는 계기가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.39-39
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• 2019

인구의 도시 집중화로 인하여 다량의 생활용수의 사용에 따라 하천의 자정능력을 초과하여 오염을 유발시키고 있다. 이에 도시하천들의 오염은 점점 심해져 경제적으로 많은 문제를 유발하고 있다. 이러한 하천오염 문제를 과학적으로 대응하기 위해서는 오염물질의 농도 측정 및 데이터 축척을 통한 오염예측이 필수적이라 할 수 있으며, 부산광역시 보건환경정보 공개시스템에서는 하천수질 자동측정망을 설치하여 시간 단위로 오염물질을 측정하고 있다. 그러나 온천천의 하천수질 데이터는 계속 쌓여가고 있는데 이 데이터를 활용해서 하천수질 인자 예측이 거의 이뤄지지 않고 있다. 본 연구에서는 순환신경망 알고리즘을 활용하여 일 단위의 하천수질 인자 예측을 시도하였다. 순환신경망은 인공신경망의 발전된 형태인 시계열 학습에 강한 RNN, LSTM 알고리즘을 활용한 일단위 하천수질 인자 예측을 하고자 하였다. 연구에 앞서 시간 단위로 쌓여있는 데이터를 평균 내어 일 단위로 변경하였고 이 데이터를 가지고 일 단위 하천수질 인자 예측을 진행하였다. 연구에는 Google에서 개발한 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하여 DO, 탁도 등 항목을 예측하였다. 하천오염의 학습과 예측을 위해 대상지로는 부산지역 온천천의 부곡교, 세병교, 이섭교 관측소를 선택하였다. 연구를 위해 DO, 탁도 등 자료 수집은 부산광역시 보건환경정보 공개시스템의 자료를 활용하였다. 모형의 학습을 위해 입력자료로는 하천수질 인자 자료를 이용하였고, 자료의 학습에는 2014년~2017년 4년간의 자료를 학습자료로 사용하였고, 2018년 1년간의 자료는 모형의 검증을 위해 사용하였다. RNN, LSTM 알고리즘을 활용하여 분석 시 은닉층의 개수, 반복시행횟수, sequence length 등의 값을 조절하여 하천수질 인자 예측을 하였다. 모형의 검증을 위해 $R^2$(r square)와 RMSE(root mean square error)을 이용하여 통계분석을 실시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.48-55
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• 2022

본 연구는 콘크리트의 운반 과정 중 발생하는 레미콘 회수수의 재활용율 증대 및 온실가스 저감을 위한 연구의 일환으로 회수수를 배합수 및 인공경량골재 프리웨팅수로 사용하고 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 시멘트 대체재로 사용한 3성분계 경량 골재 모르타르의 공학적 특성을 검토하였다. 이를 위해 3성분계 경량 골재 모르타르의 플로우, 기건단위질량, 압축강도, 건조수축, 중성화 깊이, 염화물 이온 침투 저항성을 측정하였으며 측정 결과 회수수를 사용할 경우 높아진 알칼리도에 의해 시멘트계 재료들의 반응성이 높아졌으며 3성분계 배합과 함께 사용할 경우 고로슬래그 미분말 15 %, 플라이애시를 5 % 사용할 시 모르타르의 압축강도 및 내구특성 향상에 긍정적인 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.359-359
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• 2021

기후변화로 인한 강수량의 지역별, 계절별 불균형은 홍수로 인한 하천 범람피해뿐만 아니라 하천의 건천화로 인한 수생태, 수질, 경관 저해 등의 피해를 야기하고 있다. 이와 같은 기후변화로 인한 수자원의 영향을 평가하기 위해 기상 현상을 재현하고 예측하기 위한 기후모형과 이와 연계하여 지표의 수문 순환과 에너지 순환과정을 모의할 수 있는 지표수문모형의 필요성이 대두되고 있다. 그러나, 하천유출에 대한 모니터링시스템 체계를 구축하기 위해 지표수문모형을 사용하여 하천의 장기유출을 모의하는 시도는 국내에서는 아직 일반화되지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 횡방향 유출흐름 모의가 가능하도록 개선된 격자형 지표수문모형인 Common Land Model(CoLM)의 우리나라 하천유역에 대한 장기하천유출 모의 적용성을 확인하고자 한다. 이를 위하여 4대강(한강, 낙동강, 금강, 섬진강)의 자연유역을 대상으로 주요 댐 상류유역에 대하여 CoLM이 필요로 하는 지표경계조건자료와 기상입력자료를 구축하고 모형의 주요 매개변수에 대한 검보정을 수행하여 각 지점별 최적의 장기하천유출 모의결과를 도출하고자 한다. CoLM의 지표경계조건자료 구축을 위해서는 고해상도의 인공위성자료 및 지점측정자료를 수집하고, 기상입력자료 구축을 위해서는 기상청에서 제공하는 기상자료를 수집하여, 모형의 계산시간 및 지역예보모델에 많이 사용되고 있는 공간해상도를 고려한 모형의 입력자료는 30km 계산 격자망 자료로 구축될 예정이다. CoLM의 모의성능 평가 및 결과분석을 위해 총 30년(1990-2019) 기간에 대한 모의결과 중, 초기 10년은 초기조건 수립을 위한 안정화 기간으로 제외하고, 다음 10년(2000~2009)은 보정기간으로 설정하고 마지막 10년(2010~2019)은 검정기간으로 설정하여 지표수문모형의 장기하천유출모의 적용성이 평가될 예정이다. 본 논문의 결과는 향후 우리나라 주요 유역에 대해 이상기후로 인한 하천 수자원 및 수생태의 영향을 분석하고, 하천의 건천화 대책 수립 등에 대한 기초정보를 제공할 수 있을 것이라 기대한다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권6호
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• pp.111-117
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• 2023

시간-공간적 의존성을 모두 고려하는 방법으로 그래프 신경망과 순환 신경망을 함께 사용하는 연구가 많이 진행되고 있다. 특히 그래프 신경망은 새롭게 활발히 연구되고 있는 분야이다. 서울시 자전거 대여 서비스(일명 따릉이)는 서울시 곳곳에 대여소를 갖추고 있으며 각 대여소에서 대여 정보가 충실하게 기록되어 있는 시계열 자료이다. 각 대여소의 대여 정보는 시간에 따른 주기성을 보이는 시간적인 특성을 갖추고 있으며, 지역적인 특성도 대여 현황에 큰 영향을 미치리라고 생각된다. 지역적 상관관계는 그래프 신경망을 이용하여 잘 이해할 수 있다. 이 연구에서는 서울시 자전거 대여 서비스의 시계열 데이터를 그래프로 재구성하고 그래프 신경망과 순차 신경망을 결합한 대여 예측 모델을 개발하였다. 시간에 따른 주기성과 같은 시간 특성과 지역적인 특성 및 각 대여소의 중요도 정도를 고려하였다. 대여소의 중요도 정도는 대여량 예측에 중요한 인자로 사용됨을 확인하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권4호
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• pp.225-242
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• 2012

이 연구는 인공위성 고도계로 관측한 해수면 높이 자료를 이용하여 동해 표층해류를 생산하고, 동해 전체 영역에 대하여 동시성 있는 표층해류 분포를 동해 해류 정보 사용자에게 제공하기 위한 최초의 시도이다. 동해 전 영역에서 인공위성 고도계와 연안 조위관측소의 해수면 높이 자료를 동시에 얻을 수 있으므로 준실시간으로 넓은 해역에 대하여 동시성 있는 표층 지형류의 산출이 가능하다. 산출된 동해 표층 지형류로부터 주요 해류의 위치와 세기 그리고 중규모 이상의 소용돌이 발달 양상을 살펴볼 수 있다. 따라서 이들 해류의 이름과 평균적인 위치를 알 수 있도록 동해 해양지명에 대한 명칭과 위치를 기술하고, 개념적인 해류도를 제시하였다. 동해 해류정보가 실제 실용화될 수 있도록 인공위성 고도계 자료를 이용하여 산출한 지형류의 월 계절 연도별 해류 분포 예를 들고, 각 해류 분포를 설명하였다. 또한 시 공간적으로 변화하는 동해 표층해류 분포 형태를 객관적으로 분류하기 위하여 16년(1993~2008년)간의 표층해류 자료를 경험직교함수(Empirical Orthogonal Function, EOF)를 이용하여 분석하였다. EOF분석 제1모드(mode)는 주로 한국 동해안을 따라 북쪽으로 흐르는 동한난류와 야마도분지 남서부 시계방향 순환의 강화 또는 약화를 나타냈다. 제2모드는 동한난류가 동해 남부를 가로지르며 사행하는 정도를 나타냈으며, 해류 사행의 파장은 약 300 km이었다. 제1모드와 제2모드가 모두 해류의 연간 변동성을 나타냈으며, 제1모드와 제2모드의 시간계수에 따라 동해 표층해류 분포를 관성 경계류 패턴(pattern), 대마난류 패턴, 사행 패턴, 외해분지류 패턴으로 분류할 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.455-463
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• 2011

기존의 건설기술 대부분은 주변 환경을 고려하지 않은 채 개발 적용되어 왔으며, 이는 일부 시설을 혐오시설로 받아들이는 지역주민들과의 마찰, 불투수층의 증가로 인한 도시내 환경수리학적문제 등과 같은 다양한 문제점을 야기하고 있다. 이와 더불어, 국내 강우유출수 관리에 대한 관심과 인식이 높아지면서 도시의 경제적인 측면뿐만 아니라 심미적인 측면, 환경적인 측면 등을 동시에 고려한 지속가능한 개발 및 친환경 건설기술이 요구되고 있다. LID(Low Impact Development)는 기존의 수리학적 기능을 최대한 유지하면서 강우시 발생되는 비점오염물질을 효율적으로 관리하는 기술로 국내외적으로 이에 대한 연구와 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구는 도시지역(도로, 주차장 등)에 적용하기 위한 소규모 인공습지 기술을 개발하고자, Test-bed 시설 설치 및 모니터링을 실시하였다. SCW-1의 경우, TSS 65.9%, $COD_{Cr}$ 52.9%, TN 45.6%, TP 55.4%, Total Fe 67.2%, Total Pb 50.4%의 평균저감효율을 보이는 것으로 나타났으며, SCW-2는 TSS 82.4%, $COD_{Cr}$ 61.9%, TN 51.4%, TP 48.2%, Total Fe 73.8%, Total Pb 41.9%로 나타나, 도시지역의 주된 비점오염물질인 입자상물질과 중금속물질의 저감효과가 비교적 뛰어난 것으로 분석되었다. 본 연구결과는 소규모 인공습지가 향후 도시내 효율적인 물순환 시스템을 구축하고, 수생태계 보전에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권11호
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• pp.903-912
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• 2016

증발산은 물수지 및 수문순환의 체계를 파악하기 위한 중요한 인자로서 이에 대한 정확한 이해 및 산정이 필요하다. 국내외에서 증발산에 대한 많은 연구들이 수행되었으나, 지점자료만을 이용하여 산정한 증발산은 시 공간적인 변동성을 파악하는데 제약이 발생한다. 이에 따라, 물리식을 기반으로 하여 인공위성에서 산정된 수문기상인자를 활용하여 증발산량의 시 공간적인 표현에 대한 연구가 발전하게 되었다. 그러나 기존에 활용되고 있는 방법들은 상대적으로 많은 입력 자료가 요구된다. 본 연구에서는 MOderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 산출물을 이용하여 순복사에너지를 산정하였으며, 기존에 활용된 인공위성 기반 증발산 알고리즘에 비해 상대적으로 적은 입력 자료를 이용하는 Modified Satellite-Based Priestley-Taylor (MS-PT) 알고리즘을 적용하여 실제증발산을 산정하였다. 또한, MODIS 산출물로부터 계산된 순복사에너지와 실제증발산의 정확성을 확인하기 위하여, 청미천과 설마천의 플럭스 타워에서 관측된 자료와 비교 검증을 실시하였다. 전반적으로 MODIS 자료를 이용하여 산정된 순복사에너지와 실제증발산 값이 두 플럭스 타워에서 관측된 순복사에너지와 실제증발산이 높은 상관성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 특히. 전체 모의기간 동안 인공위성 자료를 이용하여 산정된 실제증발산의 평균 결정계수는 청미천에서 0.77(0.72-0.81), 설마천에서 0.70(0.67-0.78)로 나타났다. 그러나, 청미천에 비해 설마천에서의 실제증발산 값이 과대산정되는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 이유는 식생에 대한 영향 및 MODIS로부터 산정된 복사에너지에서의 오차로 인해 발생한 것으로 판단된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1440-1447
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• 2019

현재 아이들의 자폐스펙트럼장애 유병률이 한층 더 높게 보고되고 있으며 다양한 형태의 장애 징후를 보이고 있다. 특히 이들은 사회적 의사소통 영역에서 의사소통장애로 인한 대화에 어려움을 겪고 있으며 이를 훈련을 통해 개선 시킬 필요가 대두된다. 이를 위해 본 연구에서는 사전 연구를 통해 설계된 로봇에 장착된 마이크를 통해 음성 정보를 취득하고 이러한 정보를 이용하여 지능적인 동작을 만드는 방식을 제안한다. 음성 정보를 로봇 동작으로 분류하기 위해 인공신경망을 이용하였으며 여러 신경망 기법중 합성곱 방식을 기본으로 한 순환신경망을 결합하여 정확도를 향상시키려고 하였다. 입력 음성 데이터의 전처리는 MFCC를 이용하여 분석하였으며 여러 데이터 정규화 및 인공신경망 최적화 기법을 활용하여 로봇의 동작을 추정하였다. 아울러 설계된 인공신경망은 기존에 사용한 구조 및 사람이 개입하여 분석하는 방법과의 정확도 비교 실험을 진행하여 분석 결과가 높은 정확도를 나타냈다. 향후 보다 높은 정확도를 가질 수 있는 로봇 동작을 설계하여 실제의 자폐아 치료 및 교육 환경에서 적용할 수 있기 위하여 다양한 형태의 데이터를 수집하고 효율적으로 전처리하는 방식에 대한 연구가 요구된다.