• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3885-3892
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• 2010

원자력발전소의 발전소보호계통과 같은 안전필수 시스템은 예상 가능한 사고로부터 인간과 자연을 보호하기 위한 중요 기능을 수행하는 시스템으로써, 어떠한 조건 하에서도 고유의 안전기능을 안정적으로 수행할 수 있도록 설계되어야 한다. 원자력발전소의 안전필수 기능을 수행하는 계측제어시스템에 적용되는 최신의 컴퓨터에는 다양한 하부기기를 감시 및 제어하고, 응용 프로그램을 실행시키기 위한 실시간 운영체제가 탑재되어 있으며, 이러한 실시간 운영체제는 가장 엄격한 소프트웨어 품질이 요구된다. 또한, 예상 가능한 조건에서도 안전필수 시스템의 기능이 적절히 수행될 수 있도록 설계, 분석 및 평가되어야 한다. 그러나 지금까지 국내 원자력발전소 안전필수 시스템에는, 원자력 기준과 품질등급에 따라 개발된 제품이 아닌 상용제품의 실시간 운영체제를 정성적 측면에서 승인(Commercial Grade Item Dedication)하는 방식으로 적용되어 왔다. 이로 인해 실시간 운영체제가 안전필수 기능을 수행하는 데 적합한지를 평가하는 상세 방법론과 경험이 매우 부족한 것으로 파악되고 있다. 특히, 안전필수 시스템에 적용함을 목적으로 신규 개발되는 실시간 운영체제의 경우, 안전성을 평가하기 위한 적절한 방법을 도출하기에 어려움이 있는 것으로 파악되고 있다. 본 논문에서는 원전의 안전필수 기능을 수행하는 실시간 운영체제의 설계요구사항을 기반으로, 안전필수 실시간 운영체제에 대한 안전성 분석 및 평가 사례를 제시하고자 한다. 본 논문에서 제시한 상세 안전성 평가의 방법과 사례는 향후 타 산업분야에서의 안전필수 실시간 운영체제 개발 및 안전성 평가에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.12-19
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• 2020

클러스터된 이기종 무선 센서 네트워크는 서로 다른 목적을 가지는 노드들이 계층적 구조를 이루어 링크를 구성하는 네트워크를 의미한다. 무선 센서 네트워크에서는 한정적인 메모리나 배터리 용량 내에서 운용되는 경우가 많기 때문에 이러한 자원을 효율적으로 관리해야만 네트워크의 수명, 커버리지, 연결성 등의 성능을 길게 유지할 수 있다. 예를 들어 특정 센서들의 부근에서 관심을 가지는 이벤트가 빈번하게 발생하여 계측되는 데이터가 증가하게 되면, 특정 클러스터 그룹의 클러스터 헤드로 전송되는 데이터의 양도 동시에 기하급수적으로 증가하게 된다. 특히 해당 클러스터 헤드에서 전송하는 데이터양보다 센서들로부터 수신하는 데이터양이 많을 경우나 링크가 끊어져 데이터 전송이 불가능한 경우 메모리 총 용량을 초과하는 데이터 혼잡 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 데이터 혼잡 문제를 해결하기 위해 모바일 싱크로서 드론을 이용한다. 네트워크, 센서 노드, 클러스터 헤드에 대한 모델링 후 데이터 혼잡도를 계산하기 위한 비용 함수와 혼잡 인디케이터를 정의한다. 이를 바탕으로 데이터 혼잡 지도 인덱스를 계산하여 데이터 혼잡 지도를 작성 후 지도를 기반으로 드론을 최적의 위치에 배치한다. 시뮬레이션을 통하여 드론의 배치에 따른 네트워크의 혼잡도가 감소하는 양상을 다양한 접근을 통해 보여준다. 제어 변수 α를 이용하여 배치되는 드론 수에 따른 데이터 혼잡도의 변화, 요구하는 데이터 혼잡도를 만족시키기 위한 통신 범위와 드론 수와의 관계를 알아본다. 또한 기존 연구와의 오버플로우 관점에서 비교를 통해 제안하는 알고리즘이 최소 20 %의 향상이 있음을 보여준다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.513-525
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• 2018

쉴드TBM 터널을 대상으로 하는 3차원 수치해석은 gap, tail void, 세그먼트설치, 뒤채움재 주입 등과 같은 쉴드TBM 굴착의 여러 특성들을 고려하여 시공과정을 반영할 수 있는 해석이 수행되어야 한다. 그러나 기계 굴착의 특성을 고려하는 해석적 기법은 여러가지 기법들이 혼용되어 적용되는 것이 일반적으로 해석결과의 일관성과 신뢰도에 의문이 제기된다. 본 논문에서는 쉴드TBM 터널의 3차원 수치해석에 사용될 수 있는 여러 기법들을 대상으로 현장에서 실제 계측된 지표침하 데이터를 활용한 매개변수연구를 수행하였다. 그 결과 설계단계에서 지표침하와 막장압 등 터널주변지반의 거동을 유사하게 예측하고 평가하는데 활용할 수 있는 해석기법으로서 분석하고 정리하였다. skin plate 주면압, 뒤채움압과 soil model이 지표침하에 가장 큰 영향요소로 파악되었고, 응력제어기법은 해저터널과같이 굴착지반의 volume loss 정보를 얻을 수 없거나 지표침하나 막장압 등 터널 주변거동파악이 중요한 경우에 적용 가능한 것으로 판단되며, 설계자는 현장여건과 쉴드TBM의 특성이 반영된 합리적인 3차원 수치해석을 수행하는데 본 가이드라인을 기본자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제35권3호
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• pp.149-161
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• 2008

프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC: Programmable Logic Controller)가 안전성이 중요한 실시간 시스템 구현에 많이 사용되면서, PLC 프로그램에 대한 테스팅의 중요성이 날로 높아지고 있다. 본 논문에서는 PLC 프로그래밍 언어 중 하나인 함수 블록 다이어그램(FBD: Function Block Diagram)에 대한 구조적 테스팅 방안을 제안한다. FBD를 테스트하기 위해 먼저 타이머 함수 블록을 비롯한 각 함수 및 함수 블록에 대한 흐름그래프 템플릿을 정의하고, 템플릿을 기반으로 한 변환 알고리즘을 제안하며, 알고리즘을 따라 FBD로부터 변환된 흐름그래프에 기존의 제어 흐름 테스팅 커버리지와 데이타 흐름 테스팅 커버리지를 적용한다. 기존 FBD 테스팅은 테스트 케이스 생성시 FBD 내부 구조를 고려하지 않으며, FBD 프로그램으로부터 특정 중간단계 모델을 생성해 낼 수 있는 경우에만 적용될 수 있는 단점을 가진 반면, 본 논문에 제안된 방법은 FBD 내부 구조를 고려한 체계적 테스트 케이스 생성이 가능하며, 중간단계 모델의 형식에 관계없이 어떤 FBD에도 적용될 수 있다는 장점을 가진다. 특히 제안된 기법은 여러 실행주기에 걸쳐 테스트 되어야 하는 타이머 함수 블록을 포함한 FBD에 대한 철저한 테스팅을 가능하게 한다. 제안된 기법을 현재 원전계측제어시스템 개발사업단에서 개발 중인 디지털 원자로 보호계통 비교논리 프로세서 트립 논리에 적용하여 그 효과를 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제5권4호
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• pp.457-466
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• 1999

원자력 발전소 계측 제어 시스템, 의료 관련 시스템, 항공 관련 시스템 등 실생활과 밀접한 시스템에 소프트웨어의 사용이 점차 증가하고 있다. 이러한 시스템에서 소프트웨어의 오류는 예기치 않는 사고를 유발하여 인명, 재산상의 심각한 타격을 줄 수 있다. 그러므로 고신뢰도 소프트웨어의 개발 시에는 반드시 시스템의 안전성을 보장해 주어야 한다. 역방향 안전성 분석 방법은 시스템의 안전성을 분석하는 한가지 방법으로서 시스템의 위험 상태를 정의하고 그 위험의 원인들을 추적, 분석함으로써 안전성에 대한 효율적인 분석을 수행할 수 있는 장점을 갖는다. 이 논문에서는 소프트웨어 개발 초기 단계에서 안전성을 분석할 수 있는 방법으로 Colored Petri Nets(CPN)에 기반을 둔 역방향 안전성 분석 방법을 제시한다. 또한 CPN 역방향 안전성 분석 도구인 SAC(Safety Analyzer for CPN)의 설계 및 구현에 대해 언급한다. SAC은 기존의 상용 CPN 모델링 도구인 Design/CPN과 연계하여 사용될 수 있으므로 CPN으로 모델링된 시스템의 안전성을 분석할 수 있다는 장점이 있다. 이 논문에서는 예제로 자동 교통 제어 시스템의 일부를 CPN으로 모델링하고 SAC을 이용한 분석 과정을 기술한다.Abstract In safety-critical systems such as nuclear power plants, medical machines, and avionic systems which are closely related with our livings, the usage of software in the controlling part is growing rapidly. Since software errors in safety-critical systems may cause serious accidents leading to financial or human damages, system safety should be ensured during and after development of a system. A backward safety analysis technique defines system hazards and tries to trace their causes by analyzing system states backward. In this paper, we provide a backward safety analysis technique based on Colored Petri Nets(CPN), which is applicable to the early software development phase. Also Safety Analyzer for CPN(SAC), the supporting tool, is designed and implemented. Since SAC is compatible with Design/CPN, a commercial tool for supporting CPN, it can be applicable to analyze safety in practical problems. As an example, we model a part of the traffic light control system using CPN and analyze safety properties of the model using the SAC tool.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.271-280
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• 2005

본 연구의 목적은 기존 수위-유량곡선식에 내재되어 있던 발산과 처리 불능문제를 해결하기 위한 새로운 형태의 관계식($Q=p(h-e)^{\beta}-{\gamma}$)을 제안하고 그러한 수위-유량곡선식 산정모형을 개발하였다. 발산 문제는 영유량 수위 매개변수 e를 찾고 추정된 식의 총오차 값을 최소화하는 동안 승수 매개변수 ${\beta}$가 비정상적으로 커지는 것이다. 불능 문제는 e값이 계측 최소수위 이상의 값일 때 (h - e)값이 음수가 되어 로그값을 취하는 것이 불가능하다는 것이다. 이상의 두 가지 문제는 제어변수 ${\gamma}$를 도입함으로서, ${\beta}$를 감소시키는 효과와 "0" 이상으로 (h - e)를 제어할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 물리적 분석과 민감도 분석을 통하여 수위-유량곡선식에서 매개변수 ${\gamma}$의 영향이 e 의 영향과 거의 같음을 보였다. 또한 개발된 WinCARD 시스템은 모든 수위국의 수문분석에 사용되는 기존 수위-유랑곡선식의 적합도를 평가하고, 하천유량 산정을 위한 신규 수위-유량곡선식을 작성하는데 활용될 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.227-234
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• 2018

슬로싱과 같은 액체의 동적 거동을 측정하고 제어하는 연구가 다양한 공학분야에서 활발히 진행중이다. 건축공학분야에서도 건축물의 풍진동을 저감시키는 동조액체감쇠기의 연구에 액제 진동이 측정되고 있다. 본 논문에서는 기존 파고 측정 센서의 한계를 극복하기 위하여 레이저 장비 중 LDV와 스캐닝 장비 중 갈바노미터스캐너를 이용하여 동조액체감쇠기 내의 액체 진동을 측정하는 방법을 제안하고 검증하였다. LDV가 속도와 변위를 측정하는 원리를 기술하였고 갈바노미터스캐너의 구동 원리에 따라 LDV의 단일 포인트로 다점측정이 가능한 시스템을 구성하였다. 동조 액체감쇠기의 4점 액체 진동을 측정하여 각 점의 시간 영역 데이터를 기존에 사용하던 비디오 센싱 데이터와 비교하였고 파형 분석을 통해 진행파와 정상파를 구별할 수 있음을 확인하였다. 또한 측정 딜레이가 있는 데이터를 상호 상관을 취하여 특이값 분해를 하고 이론 및 비디오 센싱 결과와 일치하는 고유진동수와 모드형상을 도출하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.483-488
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• 2015

본 논문에서는 엔진유지관리 개선을 위해 Web 기반 선박엔진성능분석용 장기모니터링시스템을 구현하고자 한다. 이 시스템은 시뮬레이터, 다채널 A/D 변환기가 내장된 감시모듈, 모니터링 컴퓨터, 네트워크저장기(NAS), RS485 및 무선인터넷 통신시스템으로 구성된다. 기존 제품은 각 엔진마다 압력센서를 설치하고 이를 감시모듈에서 실시간으로 계측한 후 통신에 의해 현장 제어실 PC나 Web 상에서 모니터링이 가능하지만 많은 샘플링 압력데이터 용량으로 인해 통신전송속도가 느려지고, 장기모니터링에 오류가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 논문에서는 각 실린더별 압력센서에서 받은 원본 압력데이터는 NAS에 저장하고, 원본 압력데이터를 구간별 다운샘플링을 하여 제어실에서 장기모니터링하고, Web에서의 장기모니터링을 위하여 다운샘플 데이터를 무선전송 한다. 제안한 방식에서는 전송량을 1/10로 하였으므로 작은 용량을 가진 메모리를 사용할 수 있고, 빠른 통신속도를 유지할 수 있어 통신비용이 절감되며, 화면전체에 약 30일간의 장기모니터링이 가능하여 엔진의 유지관리에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.70-74
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• 1999

발전소 시뮬레이션 시스템 기술은 종합적인 지식을 바탕으로 자료수집 및 분석, 소프트웨어 개발 환경, 수학적 모델, 전산기 구성, 각종 계기류 설계 및 구매 장착 등의 노하우를 알아야만 제작할 수 있는 종합적인 기술이다. 또 지시기반의 기술이며 부가가치가 높은 기술이기 때문에 선진 각국에서는 계측제어 시스템의 기술개발 및 시장 확대를 위하여 힘을 쓰는 동시에 타국으로의 기술정보 유출을 경계하는데 신경을 곤두세우고 있다. 현재 복잡화되어 가고 있는 산업 사회의 전력 수요에 대한 대폭적인 증가 추세에 따라 발전소에서는 보다 효율적이며 합리적이고 경제적인 전력 공급을 위해서 전력 생산에 대한 신뢰성 향상 및 안정성 확보는 물론, 효율성 높은 운전이 절실히 요구되고 있다. 한편, 국내의 시뮬레이션 시스템 분야 기술은 아직도 완벽한 수준에는 미치지 못하며, 이 분야의 기술력 확보 및 신기술 개발은 향후 미래의 모든 시스템산업의 성쇄를 판가름하는 아주 중요한 척도가 될 것이다. 이 중에서 접지 분야는 고전압 혼촉에 의한 저압측 선로의 전압상승 방지, 모선(Bus)이나 전력 기기의 절연보호 및 회로전압의 안정등으로 시스템 성능을 한층 증가 시켜줄 뿐아니라 기기의 오동작이나 낙뇌등으로 인명피해 발생을 없애주는 아주 중요한 분야임에도 불구하고 이 분야의 국내 관련법규등이 미비한 사항이다. 그래서 발전소 분산제어 시스템분야의 장기간 신뢰성 및 안정성을 가지고 있고, 국내에서 많이 사용하는 미국 Bailey의 infi-90 및 독일 ABB의 Procontrol-P를 비교 분석하여 발전소 시뮬레이션 시스템의 접지에 응용 하고져 한다.상호 발생기를 이용한 다양한 시스템 검증 및 분석에 이용할 수 있을 것이다. 본 논문은 가상호 발생기의 구조와 최대 용량 시험 방법을 소개하고, 더 나아가 호 Traffic에 대한 최대 용량 시험뿐 아니라 QoS를 향상시키기 위한 교환 시스템의 제반 성능 시험 및 분석에 이를 이용하기 위해 개선이 필요함을 서술하고자 한다.textrm{m}$~3.4$\mu\textrm{m}$ 범위에서의 투과 및 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 결정 성장 결과 B3+, Er3+, Cr3+ 이온은 Ti4+ 이온과 이온의 크기 차이가 심하여 결정의 정상적인 성장을 방해하는 물성을 나타냈고, V5+, Cr3+ 이온은 흑색의 결정, Fe3+ 이온은 적갈색의 결정으로 성장되었다. Al3+, Zr4+, Al3+의 순서로 투과도가 높아지는 것이 관찰되었다. 불순이온의 농도에 따른 영향으로서 Al3+ 이온의 경우 주입농도가 높아질수록 low angle boundary와 oxygen deficiency가 감소하였고, 투과율은 조금 감소하거나 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 반면에 Cr3+ 이온을 주입한 경우 0.003 atomic%에서 최적의 물성을 보였으며, 주입농도가 높아질수록 결정성장이 어려워지고 광의 투과도가 급격히 저하되었다.은 1.3을 나타내었다.로 보인다.하면 수평축과 수직축의 분산 장벽의 비에 따라 cluster의 두께비가 달라지는 성장을 볼 수 있었고, 한 축 방향으로의 팔 넓이는 fcc(100) 표면의 경우 동일한 Ed+Ep값에 대응하는 팔 넓이와 거의 동일한 결과가 나타나는 것을 볼 수 있다. 따라서 이러한 비대칭적인

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.145-152
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• 2009

본 우리나라 고리원전 1호기의 주제어실은 2007년에 부분 개선되었고 2013년에 완전 개량형화 될 예정이다. 부분 개선을 통해 원래의 아나로그 설비를 일부 대체하는 디지털 제어설비가 도입되었으며 안전변수표시 장치같이 단독으로 사용되던 전산시스템이 발전소 전산시스템에 통합되었다. 2015년에는 디지털화를 바탕으로 한 한국표준원전주제어실의 개량이 예정되어 있으나 현장 엔지니어와 운전원들은 개량형주제어실에 대해 호의적이지 않은 실정이다. 따라서 현장 운전원과 엔지니어들의 수용성을 제고하고 또한 사용자 인터페이스와 계측제어 구조를 평가하기 위한 표준형원전의 개량형주제어실 모형이 개발되었으며 모형에는 운전원들의 업무 지원성을 향상시킬 수 있도록 화면이 다중 층으로 구성되며 층간에는 상황추종메뉴로 연결되어 있는 P&ID 베이스 디스플레이 시스템이 채택되었다. 이 시스템은 첫 번째 층에는 간략화 된 P&ID가 디스플레이 되고 계속해서 자세한 추가 정보를 디스플레이 할 수 있도록 고안하였다. 디지털 시스템의 신뢰성과 운전성을 고려한 한국표준원전 개량형주제어실(MCR)의 최종형태가 제시되었으며 추가해서 운전에 영향을 미치지 않도록 발전소 정기보수 기간 중에 주제어실 현대화 작업을 수행할 수 있는 방안이 제시되었다.