• 농촌계획
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• 제30권1호
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• pp.57-66
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• 2024

This study aimed to develop a precise vegetation cover classification model for small streams using the combination of drone remote sensing and support vector machine (SVM) techniques. The chosen study area was the Idong stream, nestled within Geosan-gun, Chunbuk, South Korea. The initial stage involved image acquisition through a fixed-wing drone named ebee. This drone carried two sensors: the S.O.D.A visible camera for capturing detailed visuals and the Sequoia+ multispectral sensor for gathering rich spectral data. The survey meticulously captured the stream's features on August 18, 2023. Leveraging the multispectral images, a range of vegetation indices were calculated. These included the widely used normalized difference vegetation index (NDVI), the soil-adjusted vegetation index (SAVI) that factors in soil background, and the normalized difference water index (NDWI) for identifying water bodies. The third stage saw the development of an SVM model based on the calculated vegetation indices. The RBF kernel was chosen as the SVM algorithm, and optimal values for the cost (C) and gamma hyperparameters were determined. The results are as follows: (a) High-Resolution Imaging: The drone-based image acquisition delivered results, providing high-resolution images (1 cm/pixel) of the Idong stream. These detailed visuals effectively captured the stream's morphology, including its width, variations in the streambed, and the intricate vegetation cover patterns adorning the stream banks and bed. (b) Vegetation Insights through Indices: The calculated vegetation indices revealed distinct spatial patterns in vegetation cover and moisture content. NDVI emerged as the strongest indicator of vegetation cover, while SAVI and NDWI provided insights into moisture variations. (c) Accurate Classification with SVM: The SVM model, fueled by the combination of NDVI, SAVI, and NDWI, achieved an outstanding accuracy of 0.903, which was calculated based on the confusion matrix. This performance translated to precise classification of vegetation, soil, and water within the stream area. The study's findings demonstrate the effectiveness of drone remote sensing and SVM techniques in developing accurate vegetation cover classification models for small streams. These models hold immense potential for various applications, including stream monitoring, informed management practices, and effective stream restoration efforts. By incorporating images and additional details about the specific drone and sensors technology, we can gain a deeper understanding of small streams and develop effective strategies for stream protection and management.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.1-9
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• 2024

본 연구는 대기외란 조건에서 비전센서를 활용하여 구조물의 동적 변위 측정을 위하여 멀티스케일 템플릿 매칭 기법 (TMI: Template Matching with Image pyramids)을 제안하고 제안기법의 변위 측정 성능을 조사하기 위해 진행되었다. 촬영거리에 따른 변위 측정 성능을 평가하기 위해 3층 전단 구조물을 설계하였으며, FHD(1920×1080)급 카메라를 준비하여 변위 계측에 사용하였다. 최초 촬영거리를 10m로 설정하였고, 10m씩 멀어지면서 최대 40m까지 변위 측정 실험을 진행하였다. 실내 조도 조건(450lux)에서 발열 기구를 활용하여 대기외란을 발생시켰으며, 대기외란으로 이미지를 왜곡시켰다. 사전실험을 통해 대기외란시 특징점 기반 변위 측정 방법과 제안기법의 변위 측정 타당성을 비교 검증하였으며, 검증 결과 제안기법의 낮은 측정 에러율을 나타냈다. 대기외란 환경에서 변위 측정 성능평가 결과, 인공 타겟을 활용한 TMI는 대기외란 유무에 따라 변위 측정 성능에 큰 차이가 없었다. 하지만 자연 타겟을 활용하였을 때, 20m 이상의 촬영거리에서 RMSE가 크게 상승하여 제안기법의 운용 한계를 보여줬다. 이는 촬영거리 증가에 따라 자연 타겟의 해상도가 저하되며, 대기외란으로 인한 이미지 왜곡이 템플릿 이미지 추정에 오류가 발생 되어 변위 측정 오차가 높게 발생하는 경향을 나타냈다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.74-82
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• 2024

본 연구는 특징점 기반 변위 계측 알고리즘에서 환경 변화 및 타겟의 종류에 따라 특징점 검출 성능을 비교 분석하였고, 특징점 검출 알고리즘에 따른 변위 측정정확도를 비교 분석하기 위해 진행되었다. 성능 평가를 위해 3층 전단 구조물을 설계하였으며, FHD(1920×1080)급 카메라를 활용하여 구조물의 변위 응답을 기록하였다. 촬영거리 증가와 조도 변화에 따른 성능분석을 위해 최초 촬영거리를 10m로 설정하여 10m씩 멀어지면서 최대 40m까지 실험을 수행하였으며, 두 가지 조도 환경(450lux와 120lux)을 조성하였다. 구조물에 설치된 인공 타겟과 자연 타겟(볼트연결부 및 슬래브 단면적)을 관심영역으로 설정하여 Shi-Tomasi corner, SURF, BRISK 및 KAZE 특징점 검출 알고리즘으로 특징점을 검출하였다. 특징점 검출 성능분석 결과 Shi-Tomasi corner와 KAZE 알고리즘이 타겟 종류, 조도변화 및 촬영거리 증가에 강건한 것으로 보여줬으며, 두 알고리즘을 활용한 변위 측정정확도도 가장 높은 것으로 나타났다. 하지만 자연 타겟 활용시 변위 측정정확도는 인공 타겟의 경우보다 낮아지는 것을 보여주며, 밝기 대비가 가장 낮은 슬래브 단면적을 타겟으로 활용시 비전센서 운용거리가 20m로 적용 한계성을 보여줬다. 이는 촬영거리 증가에 따라 자연 타겟의 해상도가 저하되어 특징점을 추출에 한계성을 나타냈다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.329-338
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• 2024

연구목적: 본 연구는 긴장방식을 복합적으로 적용한 세그멘탈 PSC U형 거더에 대한 해석적 거동을 기반으로 실대형 실험체의 휨 거동 결과를 평가하여 거동의 안전성을 검증하고자 한다. 연구방법: 도로교설계기준 한계상태설계법의 사용한계 및 극한한계상태 설계 결과를 바탕으로 40m 실대형 실험체의 가력하중을 산정하고 이에 대한 4점재하방식 정적 하중재하 실험을 수행하였다. 연구결과: 설계하중, 균열하중 및 극한하중이 작용할 때 해석적 처짐값 대비 97.1%, 98.5% 그리고 79.0%에 해당하는 실험체 처짐이 발생하였다. 설계하중, 균열하중 및 극한하중이 작용할 때 균열계는 각 연결부에서 0.009~0.035mm, 0.014~0.050mm, 6.383~5.522mm로 계측되었다. 결론: 균열하중 재하시까지 실험체는 탄성적으로 거동하였고 균열발생 후 극한하중까지 변형율-경화현상을 보이며 작용하중에 대하여 휨 저항 거동이 뚜렷이 나타났음을 확인하였다. 실대형 실험체 연결부(Dry Joint) 균열은 시설물 상태평가 B등급 기준 25% 미만의 결과로써 연결부의 탄성적 거동을 확인하였고 극한하중 제거 후 최종적 잔류 변형은 0.114mm로써 세그먼트 연결부의 안정적 거동을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.369-378
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• 2024

연구목적: 본 연구는 복합 긴장 방식이 적용된 세그멘탈 PSC U형 거더와 콘크리트 바닥판 슬래브가 합성된 40m 실대형 실험체를 제작하여 동적 거동 실험을 실시하고 수치해석적기법 결과와 비교 검토함으로써 구조적 안정성을 검증하고자 한다. 연구방법: 손상이 없는 실대형 실험체에 impact hammer 타격으로 동적 거동 실험을 실시하여 고유진동수와 감쇠비를 측정하고 수치해석적기법 및 구조물의 일반적인 감쇠비와 상호 비교 검토하였다. 연구결과: 거더와 슬래브 합성단면으로 구성된 수치해석 모델의 고유진동수는 2.561Hz로 계산되었고 실대형 실험체의 고유진동수는 2.670Hz로 계측되었으며 감쇠비는 0.42~0.68%로 산정되었다. 결론: 실대형 실험체 고유진동수는 수치해석 모델의 고유진동수 대비 약 4.3% 증가된 값으로써 실대형 실험체와 수치해석 모델의 질량이 동일하므로(99.97%) 실대형 실험체 강성은 구조적 안전성을 확보하였음을 도출할 수 있으며 결과적으로 실험체의 동적 거동 안정성을 검증하였다. 계측된 감쇠비 0.42~0.68%는 탄성영역의 PSC구조물 감쇠비 0.5~1.0%와 비교하여 볼 때, 안정적 동적 거동임을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권6호
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• pp.437-447
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• 2023

항만 산업의 동향은 적극적인 4차 산업 기술을 도입하여 자동화 항만, 스마트 항만 등 새로운 항만의 형태로 발전하고 있다. 그러나 항만의 발전 이면에는 항만 및 컨테이너 터미널 내 사이버 보안 사고 및 위협 가능성 또한 높아지고 있다. 이에 항만 내 사이버 보안 강화와 관련된 연구가 필수적이나 국내에서 진행되는 관련 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 국내 대표 항만인 부산항 중 가장 4차 산업 기술을 적극적으로 도입하는 컨테이너 항만을 중심 사이버 보안 강화를 위한 요인을 도출하고 향후 강화 방안을 도출하고자 하였다. 연구결과 부산항 컨테이너 터미널 사이버 보안 강화를 위한 요인은 네트워크 구축 및 정책 지원, 교육 표준화 및 인력 양성, 법·제도적 요인으로 분류되었다. 이후 도출된 요인을 바탕으로 다중회귀 분석을 실시하였으며 분석 결과를 바탕으로 향후 부산항 컨테이너 터미널의 안전성 확보 및 강화, 신뢰성 확보 및 강화, 성과 및 만족도 향상을 위한 세부 요인을 도출하였다. 본 연구는 점차 증가하는 항만 및 컨테이너 터미널 내 사이버 보안 공격에 대응하여 부산항 컨테이너 터미널의 사이버 강화를 위한 방향성을 제시했다는 점에서 의의를 지닌다.

• 융합보안논문지
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• 제24권1호
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• pp.59-68
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• 2024

최근 인공지능 기술의 발전으로 한강 교량이나 건설 현장 등 수많은 환경에 지능형 CCTV가 설치 및 운용되고 있다. 한편 사고 및 범죄 유발의 가능성, 재해 시 대피 공간으로의 활용도로 인해 건축물 옥상 개폐 여부에 대한 대립이 존재한다. 법률에서는 지정된 건축물 옥상 출입문의 상시 개방을 원칙으로 하고 있지만, 사실상 방범의 이유로 암묵적으로 폐쇄를 허용하고 있으며 마땅한 법적 조치가 부재하다. 본 연구는 이러한 맥락에서, 지능형 CCTV를 활용하여 옥상에서 발생할 수 있는 비상 상황에 대응하기 위한 감지 시스템을 제안한다. YOLOv5 객체 탐지 모델을 기반으로 한 폭행 및 투신 상황을 실시간으로 감지하는 시스템을 구축하였으며, 새로운 메트릭 IoP(Intersection Over Person)를 도입하여 투신 상황을 평가하였다. 실험 결과, 제안된 시스템은 폭행 및 투신 상황을 신속하게 탐지하며 높은 정확도를 보여주었다. 또한, 옥상 출입문 관리에 관한 법제 분석을 통해 옥상 출입문 개방과 CCTV 설치에 대한 제도적 미비점을 파악하고 개선방안을 제시하였다. 기술적·법적인 개선으로 옥상 환경에서의 범죄 및 사고 발생이 감소할 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.205-216
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• 2024

최근 원자력 지진 PSA(Probabilistic Safety Assessment)를 토대로 산업시설물의 지진 PSA를 수행하는 연구가 진행되었다. 해당 연구는 원자력 발전소와 산업시설물의 차이를 파악하고, 최종적으로 운영정지를 목표로 하는 고장수목(Fault Tree)를 구축한 후 시각적 확률도구인 베이지안 네트워크(Bayesian Network, BN)으로 변환하였다. 본 연구는 선행연구를 기반으로 지진으로 유발된 구조손상으로 인해 발생 가능한 화재･폭발에 대해 PSA를 수행하고자 하였다. 이를 위해 화재･폭발을 사건수목(Event Tree)으로 표현하고, BN으로 변환하였다. 변환된 BN은 화재･폭발 모듈로서 선행연구에서 제시된 고장수목 기반 BN과 연계되어 최종적으로 지진 유발 화재･폭발 PSA를 수행할 수 있는 BN 기반 방법론이 개발되었다. 개발된 BN을 검증하기위해 수치예제로서 가상의 가스플랜트 Plot Plan을 생성하였고, 가스플랜트의 설비 종류가 구체적으로 반영된 대규모 BN을 구축하였다. 해당 BN을 이용하여 지진 규모에 따른 전체시스템의 운영정지 확률 및 하위시스템들의 고장확률 산정과 더불어 역으로 전체시스템이 운영 정지되었을 때 하위시스템들의 영향도 분석과 화재･폭발 가능성을 산정하여 다양한 의사결정을 수행할 수 있음을 제시함으로써 그 우수성을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제34권6호
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• pp.291-302
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• 2024

In this paper, iron ore tailings (IOT) were separated from the tailings field and used to prepare cement stabilized macadam (CSM) with porous basalt aggregate. First, the basic properties of the raw materials were studied. Porous basalt was replaced by IOT at ratios of 0, 20 %, 40 %, 60 %, 80 %, and 100 % as fine aggregate to prepare CSM, and the effects of different cement dosage (4 %, 5 %, 6 %) on CSM performance were also investigated. CSM's durability and mechanical performance with ages of 7 d, 28 d, and 90 d were studied with the unconfined compression strength test, splitting tensile strength test, compressive modulus test and freeze-thaw test, respectively. The changes in Ca²⁺ content in CSM of different ages and different IOT ratios were analyzed by the ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) titration method, and the micro-morphology of CSM with different ages and different IOT replaced ratio were observed by scanning electron microscopy (SEM). It was found that with the same cement dosage, the strengths of the IOT-replaced CSM were weaker than that of the porous basalt aggregate at early stage, and the strength was highest at the replaced ratio of 60 %. With a cement dosage of 4 %, the unconfined compressive strength of CSM without IOT was increased by 6.78 % at ages from 28 d to 90 d, while the splitting tensile strength increased by 7.89 %. However, once the IOT replaced ratio reached 100 %, the values increased by about 76.24 % and 17.78 %, which was better than 0 % IOT. The CSM-IOT performed better than the porous basalt CSM at 90 d age. This means IOT can replace porous basalt fine aggregate as a pavement base.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.125-132
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• 2024

본 연구의 목적은 지역 특성에 맞는 드론 활용 모델 발굴 및 드론 활성화를 위한 수요조사 기반으로 드론 실증도시 구축 방향 제시 및 드론 활용 지원체계에 대한 활용방안을 제안하고자 하였다. 첫째, 설문자의 결과에 따르면, 드론 실증사업에 대한 이해도와 도입 필요성도 높고 특히 도시문제 해결에 많은 영향력을 주는 것으로 평가되었다. 둘쨰, 우선 순위와 장단기적 접근 분석 결과를 보면, 우선순위는 재난 관련 업무이고 중장기적 전략을 통한 접근이 필요한 것으로 평가되었다. 셋째, 사업 진행시 예산이 가장 중요한 이슈로 등장 햇다는 것이다. 실무자와 전문가들은 드론 기반 기술들이 예산과 기술이 준비 되었을때는 업무에 적극적으로 도입할 수 있다는 의사를 보유하고 있었다. 현재 적용이 제대로 이루어지지 않는 부분에 대해서는 예산 부족 문제가 가장 크게 지적되었으며, 이 부분이 해결되는 것이 필요하다고도 조사되었다. 넷째, 일부 영역에서 사업 발굴시 수요조사의 필요성이 조사되었다. 실증을 위한 수요조사는 반드시 필요하며, 공공에서 주도할 필요성이 조사되었다. 드론 기반 실증도시 구축에 있어서 대부분의 응답자가 수요조사가 필요하다고 답하였으며, 공공에서 주도하는 것도 필요하다고 조사되었다. 다섯째, 분야별 접근 방식에 대해서는 안전 재해관리 영역이 가장 적용이 필요한 부분으로 제시되었다.