본 논문에서는 2차원 침수해석 모형인 G2D를 이용하여 모의 도메인을 구성하고, 전주시 전역을 대상으로 시나리오 기반 도시 침수예측을 수행하였다. 도메인 구성과 격자별 조도계수 설정은 DEM과 토지피복도를 이용하고, G2D 모형의 입력은 수위, 수심 및 유량 등을 적용하였다. 가상강우는10분당3 mm로5시간동안모든격자에부여하였고, 가상 유량을 적용하여 지표면 침수해석 모의를 진행하였다. 또한 대상 지역의 침수해석 모델 실행 여부를 판단하기 위해 GPU 가속기법을 적용하였다. 모의 결과 고해상도 침수해석 시간의 대폭 단축 및 모의 시간별 시각적인 침수 판단을 위한 침수심을 생성할 수 있음을 확인하였다.
최근 몇 년 동안 국지성 집중호우의 빈도가 증가함에 따라 고해상도 레이더 자료의 중요성 및 활용성이 증가하고 있다. 하지만 여전히 레이더 자료의 경우 시·공간적 편의가 존재하고 이를 보정하는 것이 매우 중요하며 많은 연구에서 레이더 강우의 편의 보정을 위해 다양한 통계적 기법이 시도되었다. 본 연구에서는 시·공간적으로 강우를 추정할 수 있는 이중편파레이더의 편의를 지점 강우와 비교하여 보정하는 것을 목표로 한다. 환경부의 수자원관리 및 홍수 예측에 사용되는 S-밴드 이중편파레이더의 편의 보정을 위하여 합성곱신경망(Convolutional Neural Network, CNN)기반의 Convolutional Autoencoder (CAE) 알고리즘을 구축하여 편의 보정을 수행하였다. CAE 모델의 입력자료는 환경부의 10분 단위 레이더 합성 강우자료와 같은 공간해상도로 보간된 지점 관측 강우자료를 사용하였으며, 자료의 기간은 미호천 유역에 홍수 경보가 발령된 2017년 7월 16일 00시부터 13시까지의 10분 단위 자료를 사용하였다. 그 결과로 지점 강우 대비 원시 레이더 강우의 편의가 줄어듦을 확인할 수 있으며 시·공간적으로 개선된 결과를 보여주고 있다. 따라서 각 인접한 격자 간의 공간 관계를 학습하는 CAE 모델은 레이더 및 위성에서 추정되는 격자형 기후 자료의 실시간 편의 보정에 사용할 수 있을 것으로 분석되었다.
기상재해를 극소화하기 위해서는 그 원인이 되는 기상현상의 규모와 거동을 명확히 감시하고 분석하여 신뢰성 있는 예측정보가 제공되어야 한다. 최근 위험기상 발생빈도가 증가하여 초단기 및 위험기상 예보의 정확도 향상을 위한 고품질 레이더 정보 활용 연구가 활발하게 진행되고 있다. 레이더는 전자파를 이용하여 강우의 양과 분포, 이동특성을 관측하는 장비로써 우리나라는 초단기적 위험기상 대응능력 향상을 추진하기 위한 목적으로 첨단 성능의 이중편파레이더 관측망을 구축하고 있다. 국내 기상관측용 레이더는 기상예보(기상청), 홍수예보(환경부), 군 작전 기상지원(국방부) 등으로 각 기관이 개별적으로 설치운영 하고 있다. 본 연구에서는 관계부처에서 운영하고 있는 레이더의 합성장을 이용하여 강수장의 상관성을 기반으로 이류(advection) 특성을 도출하였다. 정확도 있는 이류특성을 도출하기 위하여 시간해상도는 10분을 적용하였으며 가우시안 필터링 기법을 적용하여 강수장 상관분석을 수행하였다. 호우와 태풍을 대상으로 강수장의 이류패턴을 추출하여 강수장의 이동방향 및 속도를 고려한 강수량 예측기법의 적용성을 평가하였다. 본 연구 결과는 격자형 강수예측정보를 제공하여 AI 홍수예보 및 수치예보 모델의 초기조건 입력 등에 활용되어 기후변동성에 따른 대국민 안전 실현을 확보하는데 기후변화 대응전략의 핵심기술로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 덧붙어, 4차 산업혁명에 따른 수문기상 빅 데이터(big data) 통합 플랫폼을 구축하여 고해상도 홍수대응 기술 및 GIS 및 모바일 시스템을 연계한 실시간 기후재해 예·경보가 가능할 것으로 사료된다.
In this paper, electromagnetic scattering problems by a resistive strip grating with tapered resistivity on a grounded dielectric plane according to strip width and spacing, relative permittivity and thickness of dielectric layers, and incident angles of a electric wave are analyzed by applying the Fourier-Galerkin Moment Method known as a numerical procedure. The boundary conditions are applied to obtain the unknown field coefficients and the resistive boundary condition is used for the relationship between the tangential electric field and the electric current density on the strip. The resistivity of resistive strips in this paper varies from zeroes at one edge to infinite at the other edge, then the induced surface current density on the resistive strip is expanded in a series of Jacobi polynomials of the order ${\alpha}=0.2,\;{\beta}=-0.2$ as a orthogonal polynomials. The numerical results of the geometrically normalized reflected power in this paper are compared with those for the existing perfectly conducting strip. The numerical results of the normalized reflected power for conductive strips case with zero resistivity in this paper show in good agreement with those of existing papers.
Vapnik의 통계적 학습이론은 분류, 회귀, 그리고 군집화를 위하여 SVM(support vector machine), SVR(support vector regression), 그리고 SVC(support vector clustering)의 3가지 학습 알고리즘을 포함한다. 이들 중에서 SVC는 가우시안 커널함수에 기반한 지지벡터를 이용하여 비교적 우수한 군집화 결과를 제공하고 있다. 하지만 SVM, SVR과 마찬가지로 SVC도 커널모수와 정규화상수에 대한 최적결정이 요구된다 하지만 대부분의 분석작업에서 사용자의 주관적 경험에 의존하거나 격자탐색과 같이 많은 컴퓨팅 시간을 요구하는 전략에 의존하고 있다. 본 논문에서는 SVC에서 사용되는 커널모수와 정규화상수의 효율적인 결정을 위하여 차분진화를 이용한 DESVC(differential evolution based SVC)를 제안한다 UCI Machine Learning repository의 학습데이터와 시뮬레이션 데이터 집합들을 이용한 실험을 통하여 기존의 기계학습 알고리즘과의 성능평가를 수행한다.
이 연구는 사회적 문제로 부각되고 있는 초등학교 범죄예방을 위해 학부모를 대상으로 범죄예방설계(CPTED)요소 인식에 대한 분석을 통해 CPTED의 전략적 요소들이 학생들의 대상 범죄를 효과적으로 예방하는데 도움이 될 수 있는지 이해하고 정책적 제언과 방향 제시에 필요한 기초자료를 제공하려는데 그 목적이 있다. 그러한 연구목적의 달성을 위해 이 연구에서는 핵심적인 틀(Framework)로써 중요도-실행도 분석(IPA: Importance-Performance Analysis)을 선택하였다. 연구의 대상자는 1차 조사 집단은 2010년 경주시 초등학교 학부모 203명과 2차 조사 집단은 2014년 동 지역 초등학교 학부모 297명을 유목적 표집(Purposeful Sampling)으로 선정하였다. 이 연구에서 사용한 설문지는 Martilla & James(1977)가 제시하였던 "중요도-실행도 분석(Important-Performance Analysis: IPA)" 기법을 적용하여 초등학생 학부모들을 대상으로 학생의 범죄예방을 위한 CPTED 전략요소에 대한 인식을 분석하였다. 중요도의 신뢰도(Cronbach's ${\alpha}$)는 1차 집단 0.886, 0.920, 0.895와 2차 집단 0.880, 0.906, 0.878 이었으며, 실행도의 신뢰도는 1차 집단 0.880, 0.917, 0.878과 2차 집단 0.735, 0.840, 0.830이었다. 자료의 분석은 빈도 분석, 신뢰도 분석, 기술통계 분석 및 대응표본 t-Test를 실시하였다. IPA 실행격자를 통해 분석한 바, 초등학교 학부모들의 CPTED 전략요소에 대한 중요도는 전반적으로 매우 높았지만 그 성취도는 구성요소에 따라 편차가 있는 것으로 나타났다. 연구결과, 초등학교 건물 내 외부에서 학생을 대상으로 한 범죄의 불안감을 해소할 수 있는 범죄예방 설계(CPTED)의 중요한 전략요소는 1차 집단의 기계적 감시, 조직적 감시, 그리고 영역성 강화이며 2차 집단의 조사에서 기계적 조직적 요인으로 나타났으며, 경비인력 확충과 정문에 범죄예방 중요요소들 높은 중요도 비해 실행도가 낮아서 시급히 투자가 요청되고 있다고 하겠다. 이 연구의 분석결과는 학생들의 범죄예방을 위해 범죄예방 설계(CPTED) 전략요소를 규명하고 향후 초등학교에서 CPTED의 구성요소를 효과적으로 적용하는 정책적 방향 제시에 기초자료를 활용될 수 있기를 기대한다.
전산 유체 역학 코드를 사용하여 안테나 내장형 유도 결합 플라즈마 시스템의 가스 유동 특성, 전력 흡수, 전자 온도, 전자 밀도, 화학종의 분포에 대해서 살펴보았다. 복잡한 현실적 3차원 시스템에 대한 안정한 수치해의 도출을 위해서 최적화된 격자생성 전략을 구사하였으며, 이를 이용하여 플라즈마 질화 시스템을 한 예로 전력 흡수, 가스 유동, 전자 온도, 전자 밀도, 화학종의 분포를 분석하였다. 금속 노출형 안테나의 경우 전력 도입부 쪽에 전력 흡수의 불균형이 모델에서 예측되었으며 유전체피복 안테나의 한 예에서 전력 흡수 표피 깊이가 실제 보고된 값인 53 mm와 잘 일치하는 50 mm로 예측되었다. 또한 수소연료 전지 분리판을 위한 고속 질화 공정용 시스템의 모델링에서도 산업용 대량 처리 시스템에 적절한 다중 분리판의 장입 간격을 가스 유동, 활발한 질화종인 질소 원자와 질소 분자 이온의 농도를 근거로 예측하였다.
최근에 이르러 농촌 인구의 도시유입으로 도시의 주거공간이 절대적으로 부족해지고 있으며, 이는 대도시의 아파트 가격 상승을 유발하는 등 부수적인 사회/경제적 문제를 일으키고 있다. 정부나 지방자치단체에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 대규모의 신도시 개발계획을 추진하고 있으며, 이러한 신도시 개발은 도시화로 인하여 환경적, 수문학적으로 영향을 미치는 것으로 조사되고 있으며 도시물순환계는 강우가 지표에 도달 한 후 바로 하천으로 유출되는 것과 침투하여 서서히 유출하는 자연경로 그리고 상수도 및 하수도를 통해 하천으로 배수되는 인공적 경로에 의해서 형성된다. 일반적으로 신도시 개발 전후의 수문순환을 평가하는 방법 중의 하나는 개발예정지에 대한 장단기의 수문 관측을 통하여 개발 전과 개발 후의 유출특성과 수질부하를 정량적으로 비교하는 것이다 (한국건설기술연구원, 2004). 따라서 본 연구에서는 행정중심 복합도시 물순환 해석을 하기 위해 대상유역을 100m 크기의 정방형 격자로 구분하고 기상조건, 지표면 조건, 하천, 토양, 지하 대수층, 농업용수 등의 광범위한 입력 자료를 구축한 후 이를 물리적인 기반의 공간분포모형인 WEP 모형에 적용하여 개발 전 홍수 및 유출특성을 규명하고자 한다. 이를 위해 대상지역에 대한 장기적인 수문모니터링 자료를 바탕으로 1996년에서 2007년 까지 모의 하여 실측자료가 있는 $2006{\sim}2007$년을 대상으로 비교한 결과 일부 갈수기 자료를 제외 하고, 전반적인 높은 상관성을 나타냈다. 하지만 일부 홍수위에서 금강으로 부터의 배수위 영향으로 인한 차이가 발생해 추가적인 검토가 필요하며, 본 연구에서 도출된 결과들은 향후 도시유역에서의 수자원 분배와 물자원 관리 등의 적응전략을 수립하는데 있어 본 연구가 도움이 될 것이라고 판단한다.
도시발달의 역사를 볼 때 도시의 공간구조는 교통체계에 밀접한 연관을 맺은 채 변화하는 것이 일반적이다. 도시 형태를 구분할 때 도시의 공간적 구조를 간선가로망형태에 따라 방사형, 격자형, 성형, 환형, 선형, 위성형 등으로 분류하고 있는 것이 그러한 예라고 할 수 있다. 최근 신교통수단으로 각광받고 있는 바이모달 트램은 이러한 다양한 도시의 공간적 구조률 고려하여 도입전략을 수립한다면 타 교통수단과 대체 및 연계수단으로서 효율적인 기능을 수행할 수 있을 것이다. 이에 본 연구는 신교통수단인 바이모달 트램의 합리적인 도시내 교통수단으로서의 역할을 수행하기 위하여 도시의 공간적인 구조에 따라 어떠한 위상을 가지고 도입되는 것이 바람직할 것인지를 도시의 공간구조 패턴과 도시성장과정 등 도시계획적 측면을 고려하여 분석하고자 하였다. 이러한 연구 결과는 장래 국내 도입시 도시의 특성에 부합하는 바이모달 트램의 도입 정책을 결정할 수 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것이다. 또한 도시계획요소와 결합된 바이모달 트램의 기능적 특성을 분석한 결과는 장래 바이모달트램을 도시교통수단으로 도입하고자 할 때 효과적인 정책적 판단근거로 활용할 수 있을 것이다.
미래의 양자 컴퓨팅 환경에 대응한 양자내성 암호 알고리즘의 연구 개발이 NIST를 비롯한 국내외 연구기관 및 기업들의 참여 하에 활발히 이루어지고 있다. 양자내성 암호 알고리즘으로는 다변수다항식-기반, 부호-기반, 격자-기반, 해시-기반, 그리고 아이소제니-기반 암호 알고리즘들이 연구되고 있다. 그 중에서 아이소제니-기반(isogeny-based) 암호 알고리즘은 가장 최근에 등장했으며 타원곡선 연산을 사용하고, 양자내성 암호 알고리즘들 중 가장 짧은 키 길이를 가지고 있어 주목받고 있다. 본 논문에서는 초특이 아이소제니 Diffie-Hellman (SIDH) 프로토콜을 저사양 모바일 환경에 적합하도록 파라미터를 선택하고 효율적으로 구현하였다. 파라미터로는 현재의 보안강도와 저사양 모바일 환경을 고려하여 523비트 소수 유한체 상에서 정의되는 초특이 타원곡선을 선택하였으며 그에 최적화된 아이소제니 계산 전략 트리를 생성하였다. 적용 SIDH 모듈은 32비트 환경에서 동작하도록 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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