• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.24 no.5
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• pp.305-318
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• 2012

Although the existing performance-based design method for the vertical breakwater evaluates an average sliding distance during an arbitrary time, it does not calculate the probability of the first occurrence of an event exceeding an allowable sliding distance(i.e. the first-passage probability). Designers need information about the probability that the structure is damaged for the first time for not only design but also maintenance and operation of the structure. Therefore, in this study, a time-dependent reliability design method based on a stochastic process is developed to evaluate the first-passage probability of caisson sliding. Caisson sliding can be formulated by the Poisson spike process because both occurrence time and intensity of severe waves causing caisson sliding are random processes. The occurrence rate of severe waves is expressed as a function of the distribution function of sliding distance and mean occurrence rate of severe waves. These values simulated by a performance-based design method are expressed as multivariate regression functions of design variables. As a result, because the distribution function of sliding distance and the mean occurrence rate of severe waves are expressed as functions of significant wave height, caisson width, and water depth, the first-passage probability of caisson sliding can be easily evaluated.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11b
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• pp.133-135
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• 2005

원자력발전소의 정량적 위험성 평가를 위해서 확률론적 안정성 평가 기법이 이용되고 있다. 확률론적 안전성 평가를 수행하기 위해서는 여러 가지 분야의 다양한 신뢰도 데이터가 필요한데, 이를 위한 각종의 신뢰도 자료 중에 인간의 지각 행위 및 수행 행위로부터 발생하는 인적 오류 확률은 그 특성상 실질적이 오류 확률을 얻기가 매우 어렵다. 그래서 인적 오류 확률을 구하기 위해서는 인간 신뢰도 분석분야의 전문가들이 제안한 인간 신뢰도 분석 방법을 이용하여 인적 오류 확률을 추정한다. 한국 원자력 연구소에서는 이를 위해 인간의 지각 및 수행 행위에서 야기되는 인간 오류 사건을 관리하고 인적 오류 확률을 추정하기 위한 인간 신뢰도 분석 시스템을 개발하고 있다. 본 연구에서는 인간 신뢰도 분석 시스템의 개발 과정 및 데이터베이스 설계 그리고 입출력 시스템의 설계에 관하여 기술하였다.

• Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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• 2007.11a
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• pp.614-621
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• 2007

전통적 계획방식은 결정적 효과를 간진 동작들로 이루어진 도메인을 다룬다. 따라서 전통적 계획기는 동작이 환경을 어떻게 변화시킬지 명확하게 예측할 수 있다. 그러나, 많은 실제 응용들에서는 불완전한 정보와 비-결정적 효과를 처리할 수 있는 계획방식을 요구한다. 확률적 계획방식은 확률적 효과를 가진 동작들을 포함함으로써 이러한 요구를 만족한다. 확률적 계획기는 일반적으로 목표상태에 도달하기 위한 하나의 행동정책을 찾아내며, 이는 (상태, 동작)쌍들의 집합으로 표현된다. 그러나 확률적 효과를 포함시킴으로써 계획기들의 복잡도가 이전보다 증가되었다. 본 논문에서는 효율적인 확률적 계획기의 설계와 구현에 대해 설명한다. 이 계획기는 표준 PPDDL 언어로 표현된 도메인 묘사를 입력으로 받아들이며, 실시간 동적 프로그래밍 알고리즘을 채용하고, 간략화한 문제로부터 추출된 휴리스틱 지식을 이용한다. 생성된 상태들과 행동정책을 효율적으로 저장하기 위해, 이 확률적 계획기는 해쉬테이블을 이용한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.366-366
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• 2012

확률강우량은 하천설계, 수자원설계 및 계획을 위한 기초자료로 활용되며 최근 이상기후 및 기후변화로 인한 극치강우의 빈도 및 양적 증가로 인한 확률강우량 산정의 불확실성 분석에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 수문빈도 해석에 있어서 대부분 지역이 50년 이하의 수문자료가 이용되고 있으며 수문설계에서 요구되는 50년 이상의 확률강수량 추정시에는 상당한 불확실성을 내포하고 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 자료연수에 따른 Sampling Error와 분포형의 매개변수의 불확실성을 고려한 해석모형을 구축하고자 한다. 빈도해석에서 매개변수를 추정하기 위해서는 일반적으로 모멘트법, 최우도법, 확률가중모멘트법이 이용되고 있으나 사용되는 분포형에 따라서 통계학적으로 불확실성 구간을 정량화하는 과정이 난해할 뿐만 아니라 극치 수문자료가 Thick-Tailed분포의 특성을 가짐에도 불구하고 신뢰구간 산정시 정규분포로 가정하는 등 기존 해석 방법에는 많은 문제점을 내포하고 있다. 본 연구에서는 이러한 매개변수의 불확실성 평가에 있어서 우수한 해석능력을 발휘하는 Bayesian기법을 도입하여 분포형의 매개변수를 추정하고 매개변수 추정과 관련된 불확실성을 평가하고자 한다. 이와 별개로 자료연한에 따른 Sampling Error를 추정하기 위해서 Bootstrapping 기반의 해석모형을 구축하고자 하며 최종적으로 빈도해석시에 나타나는 불확실성을 종합적으로 검토하였다. 빈도해석을 위한 확률분포형으로 GEV(generalized extreme value)분포를 이용하였으며 Gibbs 샘플러를 활용한 Bayesian Markov Chain Monte Carlo 모의를 기본 해석모형으로 활용하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.301-301
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• 2016

국내의 경우 수공구조물을 설계하기 위해서는 빈도해석을 통해 설계수문량을 산정한다. 일반적으로 실무에서는 지점빈도해석을 수행하게 되는데 설계빈도보다 대부분 짧은 기간의 자료를 이용하여 산정한다. 지역빈도해석은 이러한 자료기간이 가지는 문제점을 극복하기 위하여 확률수문량의 정확도와 신뢰도를 향상시키는 기법이다. 스케일 모델은 지속기간별로 관측된 강우자료를 이용하여 재현기간에 대한 지속기간의 함수로 표현이 가능하며, 이를 통해 강우의 IDF곡선을 제시할 수 있는 수학적 모델이다. 대상지역의 강우관측소에서 관측된 강우자료가 일단위이면, 기준지속기간이 24시간이 되며, 기준지속기간에 대한 확률강우량으로부터 임의의 지속기간에 대한 확률강우량을 스케일 모델을 이용하여 추정할 수 있다. 따라서 짧은 자료를 보유한 지역이거나 미계측 지역에 대한 확률강우량을 추정을 위해 지역빈도해석과 지역 스케일 모델을 이용하여 확률강우량을 추정하여 지점빈도해석과 비교하고자 한다. 본 연구를 위해 한강유역의 강우 관측소를 이용하였으며, 군집분석 중 k-means방법을 적용하여 수문학적 동질성을 확보한 후 지역을 구분하였다. 구분된 지역은 지점 및 지역빈도해석을 수행한 후 상대평균제곱근오차(relative root mean square error, RRMSE)를 비교하여 정확도를 판단하였고, 정확도가 높은 빈도해석에 지역 스케일 모델을 적용하여 미계측 지점에 대한 임의의 시간에 대한 확률강우량을 추정하고자 한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 1987.10b
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• pp.537-540
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• 1987

항공기가 평형상태로 비행하는 도중 돌풍과 같은 외부교란을 만난 교란상태운동은 선형화된 미분방정식으로 표현되며 비교적 짧은 비행시간동안의 비행은 선형시 불변계가 된다. 돌풍은 Gauss-Markov확률과정으로 모델링 되며, 항공기가 돌풍을 만난 교란상태운동은 시스템론적으로 보면 백색잡음이 성형필터를 거쳐 계에 입력되는 것과 같다. 초기의 설계방법은 고전적인 주파수영역에서의 해석방법을 사용하였으나 1960년대에 최적제어이론이 도입되면서 평가함수를 사용하여 원하는 비행특성을 얻는 방법을 사용하게 되었다. 그 후 계에 입력되는 외란과 측정시의 잡음으로 인한 불확실한 측정량으로부터 최적상태변수의 추정을 위해 필터링이론을 도입한 확률제어이론을 적용하여 자동조종장치를 설계하게 되었다. 이때까지는 연속제어계로 설계되었으며 그 후 측정신호를 샘플링하여 연속제어계와 등가의 이산제어계를 사용한 자동조종장치가 등장하였으며 이 경우 설계기법으로는 연속제어계를 사용하고 실현시킬 때는 디지털컴퓨터를 사용하였다. 이는 제어하는 동안 계의 계수와 제어법칙을 바꾸어 줄 수 있는 이산제어계의 장점을 이용하지 못하므로 처음부터 계를 등가의 이산계로 보고 제어계를 설계하는 방법이 도입되었다. 이 때 샘플링간격의 결정과 Quantization 영향이 설계시 고려되어야 한다.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.4
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• pp.125-133
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• 1991

For the purpose of efficiently calculating the design sensitivity and the reliability for the complicated structures in which the structural responses or limit state functions are given by implicit form, the probabilistic finite element method is introduced to formulate the deterministic design sensitivity analysis method and incorporated with the second moment reliability methods such as MVFOSM, AFOSM and SORM. Also, the probabilistic design sensitivity analysis method needed in the reliability-based design is proposed. As numerical examples, two thin plates are analyzed for the cases of plane stress and plate bending. The initial yielding is defined as failure criterion, and applied loads, yield stress, plate thickness, Young's modulus and Poisson's ratio are treated as random variables. It is found that the response variances and the failure probabilities calculated by the proposed PFEM-based reliability method show good agreement with those by Monte Carlo simulation. The probabilistic design sensitivity evaluates explicitly the contribution of each random variable to probability of failure. Further, the design change can be evaluated without any difficulty, and their effect on reliability can be estimated quickly with high accuracy.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.22 no.3
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• pp.191-201
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• 2010

The breakwaters are designed by considering the cost optimization because a human risk is seldom considered. Most breakwaters, however, were constructed without considering the cost optimization. In this study, the optimum return period, target failure probability and the partial safety factors were evaluated by applying the cost optimization to the rubble mound breakwaters in Korea. The applied method was developed by Hans F. Burcharth and John D. Sorensen in relation to the PIANC Working Group 47. The optimum return period was determined as 50 years in many cases and was found as 100 years in the case of high real interest rate. Target failure probability was suggested by using the probabilities of failure corresponding to the optimum return period and those of reliability analysis of existing structures. The final target failure probability is about 60% for the initial limit state of the national design standard and then the overall safety factor is calculated as 1.09. It is required that the nominal diameter and weight of armor are respectively 9% and 30% larger than those of the existing design method. Moreover, partial safety factors considering the cost optimization were compared with those calculated by Level 2 analysis and a fairly good agreement was found between the two methods especially the failure probability less than 40%.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.33-44
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• 2008

Most of the civil structure - bridges, offshore structures, plant, etc. - have been designed by the classical approaches which deal with all the design parameters as deterministic variables. However, some more advanced techniques are required to evaluate the inherent randomness and uncertainty of each design variable. In this research, a seismic safety assessment algorithm based on the structural reliability analysis has been formulated and computerized for more reasonable seismic design of turbine-generator foundations. The formulation takes the design parameters of the system and loading properties as random variables. Using the proposed method, various kinds of parametric studies have been performed and probabilistic characteristics of the resulted structural responses have been evaluated. Afterwards, the probabilistic safety of the system has been quantitatively evaluated and finally presented as the reliability indexes and failure probabilities. The proposed procedure is expected to be used as a fundamental tool to improve the existing design techniques of turbine-generator foundations.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.21 no.2
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• pp.46-52
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• 2017

Recently durability design based on deterministic or probabilistic method has been attempted since service life evaluation in RC(Reinforced Concrete) structure exposed to chloride attack is important. The deterministic durability design contains a reasonable method with time effect on surface chloride content and diffusion coefficient, however the probabilistic design procedure has no consideration of time effect on both. In the paper, a technique on PDF(Probability of Durability Failure) evaluation is proposed considering time effect on diffusion and surface chloride content through equivalent surface chloride content which has same induced chloride content within a given period and cover depth. With varying period to built-up from 10 to 30 years and maximum surface chloride content from $5.0kg/m^3$ to $10.0kg/m^3$, the changing PDF and the related service life are derived. The proposed method can be reasonably applied to actual durability design with preventing conservative design parameters and considering the same analysis conditions of the deterministic method.