본 연구에서는 자동유량측정시설에 의하여 실시간으로 생산되는 자동유량측정 자료의 정상성 여부를 판단하는데 중요한 적정 측정 신뢰구간을 실시간으로 예측할 수 있는 기술을 개발하였다. 전세계적으로, 현대적인 유량측정이 시작된 이래 연속유량 산정을 위한 방법은 수위-유량관계곡선을 이용하는 방법 외에 실무적으로 활용 가능한 방법은 거의 전무한 실정이다. 수위-유량관계곡선을 이용하는 방법은 연속수위를 계측하여 이에 해당하는 연속유량을 산정하는 방법으로 수위와 유량간에 일정한 관계를 가지는 정상적인 흐름을 보이는 자연하천의 경우에 정확도가 매우 높다. 그러나 감조나 구조물 등에 의해 유량이 조절되는 경우에 유량산정의 정확도는 현저히 떨어지게 된다. 따라서 수위에서 유량을 환산하는 방법이 아닌 유량을 직접 연속으로 측정하는 방법이 꾸준히 연구되어 왔고, 이 중 가장 대표적인 방법이 자동유량측정 방법이다. 그러나 자동유량측정 방법은 유량을 연속으로 측정할 수 있다는 장점에 반해 측정된 유량의 정확도를 높이기가 매우 어렵다는 단점도 가지고 있다. 계측 자체의 기술적 한계는 주로 계측기기적인 문제로 이는 전자기, 통신 기술 등 첨단 기술의 발전과 함께 다양한 현장 시험을 통해 폭넓은 개선이 이루어지고 있다. 그러나 아직 기술적 완성도가 완전하지 못한 현실에서, 현재 설치되어 있는 자동유량측정 유량자료의 신뢰도를 높이기 위해서는 각각의 계측 시점에서 자료가 정상적으로 산정되고 있는지에 대한 검정이 필요하고, 이는 자동유량측정 자료의 정확도 확보에 매우 중요한 관건으로 작용할 수밖에 없다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 조석성분과 유출성분을 분리하여 예측하는 방법을 새롭게 개발 적용하였다. 자료는 자료의 시간해상도 증감에 따른 실제 예측의 정확도 증감을 고려하여 가장 적절하다고 판단되는 시자료를 사용하였으며, 자료간 상관을 분석하여 주 입력 자료로 팔당댐 방류량, 한강대교 지점 수위, 전류 수위를 이용하였다. 모형의 예측 능력을 극대화하기 위하여 조석 영향을 받는 자료의 경우는 웨이블릿 변환(wavelet transform)을 이용하여 순수 유출성분과 조위성분을 분리하여 별도로 적용하였다. 그리고 예측을 위한 모형은 실시간 자료기반 모형으로 그 안정성이 인정된 서포트벡터머신(support vector machine)을 이용하였다. 이러한 과정을 통해 한강대교 지점의 순수 유출성분과 조위성분의 유량을 각각 예측한 후 두 결과를 합성하여 최종 한강 대교 지점의 유량을 산정하였다. 조석성분을 분리하여 한강대교 지점의 유량을 예측한 결과 대부분의 예측치가 95% 예측구간에 포함되었다. 그리고 조석성분을 분리하지 않은 모형과 조석성분을 분리한 모형의 예측 능력을 비교한 결과, 조석성분을 분리한 모형이 예측이 정확도가 높았다. RMSE의 경우 분리하지 않은 모형대비 23%의 예측오차가 감소하였고, NSC의 경우 0.92에서 0.95로 예측의 정확도가 증가하였다.
인체측정 자료는 인간이 생활하는데 요구되는 모든 산업제품의 설계 및 생산에 기초자료가 되며 여러 산업분야에서 표준화 작업을 위한 정보로 활용된다. 특히 의류, 전자 각종 소비재 산업에서의 사용자의 신체 특성과 동작 특성에 맞는 제품 제작뿐만 아니라 오감을 충족시켜줄 수 있는 감성을 가미한 제품 설계의 중요성이 확대되고 있고, 의류, 신발, 애니메이션, 그래픽 산업 분야에서 3 차원 인체형상자료에 대한 요구가 급증하고 있다. 기존의 인체치수의 활용에 있어서는 대부분 길이, 둘레, 부피 등과 같은 수치적 데이터만을 활용하였으나 미래 소비자들의 욕구 충족을 위해서는 감성평가를 통한 제품 설계가 필수적으로 요구되며 이를 위한 감성의 측정 및 평가 기술의 표준화가 시급한 실정이다. 따라서, 인체치수 데이터 센터에서는 인체치수 측정 및 평가방법의 표준화를 통하여 세계 최고 수준의 한국인 인체표준정보 데이터베이스를 구축하며, 국내 산업 경쟁력 강화를 위하여 감성측정 기술확보를 통한 의류, 생활용품, 산업제품, 사회적 약자를 위한 복지기반 구축사업 지원 등 산업계 지원사업을 확대해 나갈 예정이다.
3차원 시청각 환경 제시 시스템은 감성측정평가 시뮬레이터 개발의 일환으로 KIST에서 개발한 시청각 정보 중심의 가상환경 저작 및 실시간 제시 시스템이다. 개발 시스템이 감성측정평가 시뮬레이터 담당하는 기능은 감성측정 대상 제품이나 환경에 대한 3차원 시청각 정보들을 가상환경으로 저작해주고, 또한 저작된 가상환경을 원활한 감성측정평가를 위해 피측정자에게 실시간 대화식으로 제시해 주는 것이다. 이러한 시스템을 개발하는데 있어서 핵심적인 기술은 감성측정평가 대상 제품 및 환경의 다양성을 수용하면서 필요한 3차원 시청각 환경을 얼마나 신속하고 용이하게 저작할 수 있느냐 하는 것과 컴퓨터의 성능을 비롯한 현존의 기술적인 한계를 감안하면서 감성측정평가 시뮬레이터에서 필요로 하는 수준의 현실감과 상호작용 등을 갖는 3차원 시청각 환경을 제공하는 것이다. 본 논문에서는 상기의 기술적인 개념하에서 가상현실 기술을 기반으로 하며, 필요한 가상환경을 보다 신속하고 편리하게 저작 및 제시할 수 있도록 현재 개발 중에 있는 3차원 시청각 환경 제시 시스템의 개발과정에서 구현된 데모 시스템의 전반적인 내용과 개발시스템에 사용된 요소 기술들을 소개한다. 아울러, 향후 수행될 기능적인 보완작업과 시스템 안정화 작업, 그리고 개발 시스템이 갖는 의의 및 기대효과 등에 대해서도 소개하기로 한다.
전력 계통에서 계통 주파수는 부하의 변동에 따라 변화되어 연결된 발전기에 영향을 미치고 결국 계통에 커다란 지장을 초래한다. 그러므로 계통 주파수의 빠른 측정과 신속한 조속기 제어는 전력 계통의 안정성과 경제성에서 매우 중요한 부분이다. 과거의 전자기계식 주파수 계전기는 전력 소비가 크며 정확한 측정이 어려웠고, 이후 연구 개발된 디지틀 계전기는 노이즈와 왜곡의 영향을 많이 받으며, 최근에 개발된 Microprocessor 계전기는 고가의 장비에 50ms에서 수초정도의 주파수 측정시 시간상의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 주파수를 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 개선된 알고리즘을 Matlab 프로그램에서 시뮬레이션하고 DSP6713 KIT에 프로그래밍하여 작동하였다. 임의의 전압파형을 DSP에 입력하고 동작시킴으로서 신속하게(약 30ms) 정확한 주파수를 측정하여 알고리즘의 효용성을 구현하였다.
오늘날 수자원 관리의 중요성과 관심이 매우 커지는 가운데 신뢰도 높은 수문자료의 생산은 매우 중요하다. 나아가 기후변화에 따른 집중호우 등을 고려했을 때 효율적인 수문자료 확보를 위해 수문관측소에 대한 객관적인 평가지표와 지점 중요도, 현장에서의 측정 및 하천환경 변화 등의 다양한 검토가 선행되어야 한다. 본 논문에서는 환경부 2019년 낙동강 수계 측정지점을 대상으로 관측소의 객관적인 평가지표, 즉 관측소 설치목적에 따른 지점 중요도(하천 대표 유역, 홍수 및 갈수 예 경보, 유지유량, 갈수모니터링 등)를 고려한 관측소 평가를 실시하였다. 아울러 각 지점에 대한 측정경험과 하천환경 변화에 대한 모니터링 자료를 바탕으로 측정 지점의 난이도와 관측소 변화 여부에 대한 평가 항목을 7가지로 분류, 평가하였다. 단순히 현장경험과 실용성에 중점을 둔 평가항목은 다소 주관적인 판단이 들어갈 수 있기 때문에 의사 결정 과정에서 데이터에 대한 가중치를 부여할 수 있는 엔트로피 기법을 적용하여 관측소 평가결과에 반영하였다. 그 결과 관측소 중요도가 높은 필수 지점 뿐 만 아니라 현장 여건이 고려되지 못한 지점들, 지점 특성에 따라 이설 및 관측망 조정이 필요한 지점도 다소 존재하였다. 효율적인 측정지점 선정을 위해서 관측소의 설치목적 뿐 만 아니라 설계홍수량이나 하천설계기준 수립 등의 객관적인 평가지표와 하천환경 변화 나아가 경제성 검토 등 다양한 요소의 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.
부정확한 유량자료는 예산 부족, 전담인력의 부재, 전문장비의 미비 등 구조적 측면에 근본적인 원인이 있는 것으로 판단되나, 유량측정 단계의 부정확과 유량자료의 처리절차가 실제적으로 이루어지지 않는 등 기술적 측면에도 중요한 한 원인이 있다. 건설교통부에서는 수문조사 선진화 5개년 계획의 일환으로 구조적.기술적인 문제를 개선하기 위해 2004년도 건설교통부 유량측정사업에서 유량측정 검증시스템을 도입하여 운영한 바 있다. 유량측정 검증시스템은 유량 측정과 분석을 나누어 수행하는 것으로, 강화된 기준과 방법론에 따라 정밀한 유량측정은 용역사에서 담당하였으며, 측정기준 강화, 측정방법 개선, 일상 검증과정 도입, 곡선식 개발 방법론 개선 및 유량환산/평가 절차 추가 등 분석과정은 한국건설기술연구원에서 수행하였다. 새로이 적용한 유량측정 검증시스템의 적용을 통해 생성된 2004년도 건설교통부 유량자료는 불확실도가 전국 평균 6.5%로 개선되었으며, 63개 지점 중에서 35개 지점(56%)에서 연유출률이 비교적 정상적인 수치를 보여 과거에 비해 상당히 개선된 품질수준을 보이는 것으로 나타났다.
손 부위의 인체측정자료는 시용자중심 설계의 관점에서 수부와 관련된 다양한 제품의 설계에 중요한 요소이다. 전통적인 인체치수조사에서 측정자를 사용하는 직접측정법은 측정 시간의 누적, 원천 자료 미확보, 측정자간 신뢰도 등에 대한 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위한 3D 스캐너는 고비용, 이동성 제한 등의 단점을 가지고 있다. 이러한 단점들을 보완할 수 있는 사진측량법에 의한 손 부위 인체측정자료의 효율적인 수집에 관한 연구를 수행하였다. 직/간접 측정 결과의 비교 과정에서 발생할 수 있는 오차를 최소화하기 위하여 시뮬레이션 환경에서 직/간접 측정을 실시하였다. 사진측량법을 이용한 손 부위 인체치수의 측정 가능성을 확인하였다.
피부 활성점(경혈) 측정 방법은 편리성, 저비용 및 비 침습으로 측정하기 때문에 많은 생체정보를 얻기 위한 기술이다. 본 연구에서는 피부 아래에 활성점을 측정할 수 있는 장점이 있는 3전극 측정방법을 사용되었다. 임피던스측정방법은 측정실험 결과와 관련성이 있는 등가전기회로를 통해서 증명되었다. 활성점의 특성주파수는 주변 피부보다 15-30Hz 높고, 리액턴스는 35-77kΩ 더 작게 측정되었다. 이 기술은 비침습 측정 시스템을 이용해서 활성점과 주변피부의 리액턴스와 특성주파수를 정확하고 객관적으로 분석되었다.
피부노화의 정도를 판정하기 위해 사용되는 주름측정법들은 객관성과 재현성의 확보가 중요한 요소이다. 최근의 경향은 주름의 형태나 깊이에 주는 영향을 최소화하기 위해 주름 측정시 피부에 직접 기계나 도구를 접촉하지 않고 측정하는 비접촉식 측정방법으로 빠르게 전환되고 있는 상황이다. 저자들은 주름측정 기술의 변천 과정을 간단히 살펴보고, 비접촉식 fringe projection 방식의 미세주름 측정기기인 PRIMOS를 중심으로 측정원리, 특징들을 접촉식 측정방법인 모사판을 이용한 방법과 비교하였다.
실내 소음의 정확한 측정은 환경소음 관리상에 요구되어 지는 것이나 측정계 자체의 잡음으로 인하여 소음원이 가지는 원래의 잡음이 항상 영향을 받게되는 문제가 있다. 본 연구에서는 새로운 소음레벨 측정기술로서 크로스 스펙트럼법을 사용하여 측정된 신호로부터 측정계가 가지는 잡음을 효과적으로 제거하는 방법을 제안하였다. 두 개의 측정용 마이크로폰으로부터 받아들인 신호는 각각의 전치 증폭기를 통하여 A/D 변환기에 의해 디지털 신호화하여 크로스 스펙트럼을 이 디지털화 된 신호로부터 계산하고 측정계가 가지는 잡음과 소음 원의 잡음은 서로 무상관이므로 우리가 원하는 정확한 소음레벨을 측정할 수 있는 것이다. 제안된 기술의 성과는 염가의 상용 마이크로폰으로도 사용할 수 있었기 때문에 실험적으로 그 유효성과 경제성이 입증되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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