• Fire Science and Engineering
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• v.29 no.1
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• pp.53-59
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• 2015

Water hammering created by an unsteady flow in pipeline systems can cause excessive change in pressure, vibration, and noise. So, water hammer analysis is very important for limiting the damage caused to pipeline, pump and valve systems by operation conditions. On the other hand, water hammer arrester has been manufactured and used in order to minimize the damage caused by water hammering phenomenon in domestic, and it has been produced and installed as the low cost-oriented because of being no separate standard in the meanwhile. Therefore, our research team investigated about the standardization of water hammer arrester performance through the various methods, such as test methods for verification of one pipe, assuming the occurrence of water hammer in a water-based fire extinguishing system, separated for opening impact pressure and shut off impact pressure and for a branch pipe in order to make guideline for water hammer arrester performance. And finally, verified the performance of the water hammer pressure as the simple mechanical way using the U-shaped pipe and a test weight, so KFI standards for the water hammer arrester could be established.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.563-563
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• 2016

국내 강우발생은 기상학적인 영향으로 인하여 장마기간(6~8월)에 집중되어있으며, 최근에는 기후변화의 영향으로 짧은 시간에 많은 양의 강우가 발생하는 집중호우의 발생빈도가 증가하고 있다. 또한, 시간과 지역에 관계없이 국지성호우의 발생빈도 역시 높아지고 있다. 집중호우와 국지성호우는 짧은 시간에 하천수위를 상승시키므로 홍수로 인한 물적 피해가 크게 발생된다. 국토교통부에서는 그동안 홍수예보에 필수적인 우량, 하천수위 등 기초자료를 확보하기 위해 관측소(500여개) 및 홍수량 측정지점(80여개)을 확대하였으며, 관측된 자료는 모두 전산망에 기록, 보관하고 있다. 또한 한강, 금강, 낙동강, 영산강의 경우 홍수통제소에서 홍수량 예측 계산 등을 통해 홍수 예경보를 실시하고 있다. 하지만 4대강을 제외한 중소하천의 홍수예경보에 대한 정보를 찾아볼 수 없으며, 현재 연구가 진행중이다. 강우-유출모형을 활용하여 중소하천의 강우와 유출의 관계를 해석하는 과정은 다양한 인자를 고려해야하지만 중소하천의 경우 하천단면 등 하천자료가 충분히 구축되어 있지 못하므로 유출량 계산에 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 중소하천의 홍수위 예측을 위해 한강의 과거 수위와 현재 수위만을 활용하여 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)의 학습을 진행하였다. 첫 번째로 ANN을 활용하여 한강유역 중 홍수예보지점(잠수교)의 수위변화에 직접적으로 연관이 있는 5개 수위관측소를 선정하였으며, 과거 장마기간(6~8월)관측 자료를 활용하였다. 두 번째로 홍수예보지점(잠수교)과 5개 수위관측소의 과거 관측수위(2009~2014년)를 인공신경망의 학습자료로 활용하여 모델을 훈련시켰으며, 마지막으로 2015년의 관측수위를 이용하여 ANN의 학습정확도에 대한 검증을 하였다. 본 과정은 수위예측을 위한 ANN의 훈련단계로 Training/Test를 반복하였으며, 학습결과와 2015년 관측수위 비교시 $R^2=0.987$과 상관계수 r=0.994로 유사한 패턴을 보였으나 최대치와 최소치에 대한 오차가 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.582-582
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• 2016

최근 이상기후와 높아지는 물 수요 등으로 인하여 물관련 문제가 전 세계적으로 심각해지고 있다. 따라서 많은 국가에서 깨끗한 물을 국민에게 공급하고 물로 인한 재해로부터 피해를 최소화하기 위한 국가적 체계와 정책은 이제 당연한 중요과제가 되고 있다. 이러한 물 관련 문제에 대하여 적극적이고 합당한 대안의 의사결정을 위해서는 신뢰도 높은 수문자료가 중요한 기초자료가 된다. 따라서 이러한 수문자료를 생산하기 위해서는 조직체계, 충분한 예산, 높은 기술력 등과 함께 전문인력이 필수조건이다. 이러한 전문인력을 양성하기 위해서는 교육과 경험이 매우 중요한 요소로 작용한다. 국토해양부(현재 국토교통부)는 수문조사 전문가 수요를 충족시키고자 2008년 4월 하천법을 전부 개정하여 수문조사 관련 업무 종사자에 대한 교육을 명시화하고 이를 시행토록 의무화하였다. 교육을 수행할 기관으로 한국건설기술연구원(유량조사사업단)과 한국수자원공사(K-Water 교육원)를 선정 후 위탁하여 2009년부터 교육기관별로 매년 2회 이상 수문조사 종사자 교육훈련이 실시되고 있다. 이에 따라 수문조사 관련 업무 종사자는 교육대상자로써 전문인력으로 발전되고 국가로부터 관리되고 있다. 현재까지도 수문조사 종사자는 수문조사 관련 업무에 종사한 날부터 2년 이내에 30시간 이상의 교육을 받아야 하고, 3년마다 재교육을 받아야 함을 규정(하천법시행령 제13조) 하고 주기적인 교육을 실시하고 있다. 수문조사 종사자 교육훈련이 처음 실시된 2009년부터 2015년까지 총 1,311명이 수료하였다. 교육수료자수는 최대 277명(2009년)에서 최소 155명(2013년)으로 7년 평균 188명으로 집계되었으며, 이중 재교육수료자는 2015년까지 총 260명으로 집계되었다. 본 연구에서는 국내의 수문조사 전문가 양성을 위해 국토교통부에서 실시한 수문조사 종사자 교육훈련의 성과와 현황을 분석하였다. 그리고 국외 수문전문가 양성을 위한 교육관련 선진사례로서 프랑스의 물 전문가를 위한 국립교육센터(CNFME)를 선례로서 조사하였다. 그리하여 향후 우리나라의 수문관련 전문가 양성을 위한 우리나라 교육체계의 발전방안에 대하여 제언하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.312-312
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• 2019

지구온난화로 인하여 기상학적 변동성 증가 및 수질, 수자원, 생태계 등의 다양한 영역에 영향을 야기하고 있으며, 이를 통한 피해가 전 세계적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 본 연구에서는 최근 다양한 분야에서 수문학적 빈도에 영향을 미친다고 알려진 AO(Arctic Oscillation), NAO(North Atlantic Oscillation), ENSO(El $Ni{\tilde{n}}o$-Southern Oscillation), PDO(Pacific Decadal Oscillation), MJO(Madden-Julian Oscillation)등의 외부인자중 SST, MJO를 활용하여 계절단위의 수문량 정도에서 기상학적 변량과 관측유역 강수량의 관계를 정립하고 발생 가능한 24시간 지속시간 극치강수량을 모의하였다. 이를 위하여 Bayesian 통계기법을 이용한 비정상성 빈도해석모형을 근간으로 외부 기상인자에 의한 계절강수량 예측모형인 계층적 베이지안 네트워크(Hierarchical Bayesian Network, HBN)를 구축한 후 산정된 결과를 입력 자료로 하여 직접적으로 일단위 이하의 극치강수량을 상세화 시킬 수 있는 베타 모델(four parameter beta, 4PB)을 연계한 계층적 베이지안 네트워크 베타모델(Hierarchical Bayesian Network-4beta Model, HBN4BM)을 개발하여 기상변동성을 고려한 상세화 모형을 개발하였다. 여름강수량 산정 결과 한강 유역의 경우 2016년은 관측값 573.85mm, 모의 값 567.15mm를 나타내어 약 1.2%의 오차를 나타냈으며, 2017년 및 2018년은 4.5%, 6.8%의 오차에서 모의가 이루어졌다. 금강의 경우 2016년은 다른 연도에 비하여 35.2%라는 큰 오차를 보였지만 불확실성 구간에서 모의가 이루어 졌으며, 2017년 및 2018년은 0.3%, 2.1%의 작은 오차가 발생하였다. 24시간 모의 결과는 최소 0.7%에서 최대 27.1%의 오차를 나타냈으며, 평균적으로 16.4%의 오차 결과가 모의되어 모형의 신뢰성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.99-99
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• 2018

기상이변으로 인해 국지성 호우의 발생 증가와 그로 인한 수재해 피해가 증가하고 있다. 따라서 수재해를 사전에 예측하고 저감하기 위해 비구조물적 대책인 실시간 홍수예보시스템 개발 및 운영에 관한 연구들이 수행되고 있다. 일반적으로 홍수예보시스템은 대피선행시간 확보를 위해서 초단시간 혹은 단기 수치예보모델을 수문해석모형이나 예보기법의 입력으로 활용하고 있다. 초단시간 예측은 기상레이더를 기반으로 외삽, 이류, 셀 추적 등의 기법을 활용하여 0~3시간 이내의 강수예측을 수행한다. 그러나 역학이나 물리적 과정이 동반되지 못하여 0~ 2시간 이내에서의 예측성은 높은 반면, 예측시간이 길어질수록 예측력이 낮아진다. 단기수치예보모델은 종관관측에 의존하면서 역학이나 물리과정을 동반하므로 0~6시간 혹은 12시간 이상의 예측을 수행하지만, 수치모델의 고유특성인 스핀업 등의 예측 불확실성이 내재되어 있어 예측 초기시간에서의 예측력이 낮은 한계가 있다. 따라서 강수예측의 정확도 향상을 위해 레이더와 수치예보모델의 병합기법이 필요하다. 본 연구에서는 통계분석을 통해 경험적으로 산출된 시간적 가중치를 이용한 기존 병합기법의 한계를 극복하면서 호우에 따른 가변성을 반영하는 실시간 병합기법을 개발하고, 수문학적인 활용성을 평가하고자 하였다. 사용된 예측강우 자료는 레이더 기반인 MAPLE, KONOS, 공간규모분할 예측강우와 수치예보모델 기반인 UM와 ASAPS의 예측강우이며, 제시한 가중치 산정기법은 직전 예측강우의 오차가 현 시점의 예측강우의 오차와 유사하다는 가정하에 오차항을 포함한 과거 1시간 예측강우들간의 가중치 조합이 과거 지상관측강우와의 평균제곱근오차가 최소가 되도록 화음 탐색법을 이용하여 찾는 것이다. 가중치 조합은 예측강우의 생산 시간 간격을 고려하여 매 10분마다 산정하며, 미래 3시간 예측까지 산정된 가중치를 적용한다. 수도권 영역을 대상으로 병합된 예측강우와 레이더 관측강우를 비교한 결과, 정량적 정확도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, 예측강우의 수문학적 활용성은 도시유출해석모의를 통해 평가하였다. 그 결과, 병합된 예측강우로 모의된 수심이 관측수심과 유사하여 수문학적 활용성 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.74-74
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• 2019

수문조사를 통한 유량자료는 물의 이수, 치수, 환경 등 홍수피해 방지, 수자원의 관리 및 계획을 위한 기초자료로 이용되고 있다. 하지만 예산, 인력, 안전 및 하천공사 등의 문제로 매년 모든 지점에서 유량 측정을 실시하지 못하는 어려움이 있다. 특히 홍수기의 태풍 등 큰 호우사상 발생 시 수위-유량관계 변화 검토가 필요하지만 홍수기 계획지점 이외 지점에서 측정은 위와 같은 문제로 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 이런 문제점을 개선하기 위해 최소 인력이 단시간 간편하게 드론을 활용하여 유량을 측정할 수 있는 방법을 도입하였다. 드론을 활용한 유량측정방법은 드론 사진측량 개념에서 접근하였으며 드론 사진측량의 정확도는 다양한 분야에서 많은 연구를 통해 입증된 바가 있다. 본 연구의 대상지점은 중랑천 상류에 위치한 의정부시(신곡교) 지점에서 보급형 회전익 드론 (DJI, 팬텀4 pro)을 활용하여 검증 목적을 위해 측정하였다. 유량측정은 드론으로 촬영된 항공사진 상에서 지상에 위치확인 가능한 지상기준점(GCP, Ground Control Point) 4개점을 선점하고 RTK-VRS 장비를 이용하여 측량을 수행하였다. 항공사진 촬영은 드론을 일정높이의 공중에 정지되어 있는 호버링(Hovering) 상태에서 카메라 타임랩스 기능으로 3초 간격 하도 내 수표면을 촬영하였다. 항공사진 수표면에 유하하는 부유물의 3초 간격 이동위치와 GCP 자료를 활용하여 X, Y 좌표 분석을 통해 3초간 이동거리를 표면유속으로 산정하고 통수단면적을 적용하여 유량을 산정하였다. 이와 같이 드론 사진측량으로 산정된 유량과 일반적인 유량측정 방법을 통해 개발된 수위-유량관계곡선식과의 비교를 통해 드론을 활용한 유량측정 방법의 적용성을 확인하였다. 다만, 드론이라는 기계적인 장비의 한계로 야간, 바람 및 강우 등 환경적인 요인에 의해 측정의 제한이 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.25 no.5
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• pp.57-62
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• 2021

Gas is an energy source widely used in general households and industrial sites, and is also a process material widely used in petrochemical and semiconductor processes. However, while it is easy to use, it can cause large-scale human damage due to leakage, explosion, and human inhalation. Therefore, a gas facility safety management solution that can be safely used at home and industrial sites is essential. In particular, the need to develop advanced gas safety solutions is emerging as gas facilities are aging. In this paper, a technology was developed to measure the presence and concentration of gas leaks from a distance by irradiating photons, the minimum energy unit that can no longer be divided into gas facilities, and analyzing the number of reflected photons. This overcomes technical limitations such as short detection distance and inability to detect fine leaks, which are the limitations of conventional electric/chemical gas sensors or infrared-based gas leak detectors.

• The Journal of Korean Institute of Information Technology
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• v.16 no.12
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• pp.13-24
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• 2018

Recently, light pollution has become a serious environment issue caused by excessive uses of artificial light. Central and local governments have made efforts to manage light pollution and mitigate light pollution damages. Developing methods to diagnose light pollution is critical to effectively monitor light pollution conditions in Seoul. This study develops a methodology to create a map that presents the status of light pollution in Seoul, using International Space Station(ISS) night-time images. Through the map, we evaluated the areas that show high levels of light intensity and found out local characteristics of light intensity; Commercial area, office building concentrated area, and large sports facilities. The result of study provides basic understanding to present a new way for monitoring light pollution in urban sites.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.11
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• pp.237-243
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• 2018

Performance-oriented design has been introduced in fire protection design, and various efforts have been made to minimize the damage caused by fire in the design stage. We conducted a study to provide information for reasonable design factors using a Fire Dynamic Simulation code provided by the NIST on boundary width and amount of supply. This paper shows that using a living-room air-supply system in a large space and dividing the space by a ventilation boundary are the two factors that are considered to have the greatest influence on the design of the living room ventilation. The results show that for performance-based design, the width of the ventilation boundary is designed to be the maximum limit in the initial design. It is judged that reasonable air volume determination should be made through various methods.

• Journal of Practical Engineering Education
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• v.9 no.1
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• pp.7-13
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• 2017

This study will provide a practical plan of engineering education through the study of major activities connected with the production of works to accomplish the graduation conditions by completing the comprehensive design subject and the result of the performance. The designed subject is to measure the minimum safety distance during driving using the obstacle detection function of the ultrasonic sensor and to perform the avoidance algorithm based on the measurement value of the acceleration gyro sensor. It is proposed an access surveillance system that minimizes the damage of drones, surrounding objects, and people, and improves air mobility. Experimental results show that the obstacles around the drone are detected by five ultrasonic sensors and the difference of output value is applied to each motor of the drone and obstacle avoidance is confirmed. In addition, the content and level of the data for measuring the achievement of learning achievement in the engineering education certification program were used and the results were confirmed to be consistent with the description of the engineering problem level required for the graduates of 4-year engineering college.