• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.125-130
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• 2011

확정론적 최적설계 방법은 설계 혹은 공정과정에서 발생하는 설계변수의 불확실성을 고려하지 않아 최적점이 제한조건의 경계점에 위치한다. 신뢰성기반 최적설계는 설계자가 요구하는 신뢰도를 만족하는 범위에서 목적함수가 최소가 되는 최적점을 찾는 방법이다. 이 과정은 최적설계 과정과 설계변수의 불확실성을 고려하는 신뢰성해석 과정으로 나눌 수 있다. 모멘트기반 신뢰성해석은 시스템의 통계적 모멘트를 이용하여 신뢰도를 구하는 방법이다. 일반적으로 신뢰성해석은 통계적 모멘트의 값에 따라 피어슨 시스템을 통해 시스템의 확률밀도함수를 7 가지 형태로 분류하여 신뢰도를 구한다. 하지만 피어슨 시스템에서 타입 IV 분포의 경우에는 수식이 복잡하여 다루기 어려운 문제점이 있었다. 본 논문에서는 크리깅모델을 이용하여 피어슨 시스템의 단점을 개선한 신뢰성 해석기법을 크리깅모델을 이용하여 개발하고 이를 적용하여 신뢰성기반최적설계 방법을 제안하다. 피어슨 타입 IV 의 수학 및 공학예제에 대하여 신뢰성기반최적설계를 수행하고 이를 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 정확성을 검증한다.

• 한국항만경제학회지
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• 제28권3호
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• pp.235-257
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• 2012

최근 변화하는 항만수요 요구에 신속하게 대응하기 위하여 항만은 그 역할변화를 모색하고 있다. 무역을 위한 단순한 장소가 아닌 로지스틱 체인의 중요한 한 노드로서 기능을 하는 항만으로 변모하고 있다. 항만이 로지스틱 체인 속의 경쟁우위 요소로서 그 역할을 다하기 위해 항만 배후단지 공급의 필요성을 역설한 연구들이 다수 등장하였고 각 항만국들은 앞다투어 항만개발계획을 수립하고 있는 실정이다. 우리 정부 역시 "전국 무역항 항만배후단지 개발 종합계획(2006)"을 통해 아시아의 로지스틱 허브항을 육성하기 위한 항만배후단지 개발계획을 발표했다. 항만배후단지 개발을 위한 투자평가에 대한 선행연구들을 살펴보면 대부분 전통적인 투자평가 기법인 DCF(discounted cash flow)를 이용해 그 가치평가를 실시하고 있다. 그러나 항만개발사업의 경우 거대 초기 투자가 필요하고 장기간의 투자회수 기간이 소요되어 기존의 DCF법에 의한 투자평가는 미래의 불확실성에 대한 가치를 과소평가할 여지가 있다. 이에 본 연구에서는 실제 항만배후단지 경제성평가 데이터를 이용하여 기존의 DCF법과 실물옵션 가치법의 결과값을 비교 분석하였다. 그 결과 DCF에 의한 항만배후단지 경제성평가 결과는 NPV는 -73,601(백만)원, B/C ratio는 0.97, IRR은 5.06%을 보여 개발에 대한 모호함이 있으나, 실물옵션을 이용하여 추정된 확장된 NPV 값은 1,839,000(백만)원으로 개발에 대한 긍정적인 결과 값이 도출되었다. 본 연구는 실증연구를 통해 불확실성이 큰 항만투자영역에 있어 불확실성의 가치를 반영하지 못하는 DCF법을 보완할 수 있는 새로운 평가방법으로 실물옵션법의 유용성을 소개하고자 한다.

• 지능정보연구
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• 제20권1호
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• pp.1-14
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• 2014

최근 관람객의 반응에 따라 실시간으로 대응하여 관객의 몰입과 만족도를 증대시키는 인터랙티브 전시 서비스에 대한 학계와 산업계의 관심이 높아지고 있다. 이러한 인터랙티브 전시 서비스를 효과적으로 구현하기 위해서는 관객의 반응을 통해 해당 관객이 느끼는 감정 상태를 추정할 수 있는 지능형 기술의 도입이 요구된다. 인간의 감정 상태를 추정하기 위한 시도들은 많은 연구들에서 이루어져 왔고, 그 중 대부분은 사람의 얼굴 표정이나 소리 반응을 통해 감정 상태를 추정하는 방식을 도입하고 있다. 하지만, 최근 소개되고 있는 연구들에 따르면 단일 반응이 아닌 여러 반응을 종합적으로 고려하는 이른바 멀티 모달(multimodal) 접근을 사용했을 경우, 인간의 감정 상태를 보다 정확하게 추정할 수 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 키넥트 센서를 통해 측정되는 관객의 얼굴 표정, 몸짓, 움직임 등을 종합적으로 고려한 새로운 멀티모달 감정 상태 추정 모형을 제안하고 있다. 제안모형의 예측 기법으로는 방대한 양의 데이터를 효과적으로 처리하기 위해, 몬테칼로(Monte Carlo) 방법인 계층화 샘플링(stratified sampling) 방법에 기반한 다중회귀분석을 적용하였다. 제안 모형의 성능을 검증하기 위해, 15명의 피실험자로부터 274개의 독립 및 종속변수들로 구성된 602,599건의 관측 데이터를 수집하여 여기에 제안 모형을 적용해 보았다. 그 결과 10~15% 이내의 평균오차 범위 내에서 피실험자의 쾌/불쾌도(valence) 및 각성도(arousal) 상태를 정확하게 추정할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 본 연구의 제안 모형은 비교적 구현이 간단하면서도 안정성이 높아, 향후 지능형 전시 서비스 및 기타 원격학습이나 광고 분야 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한교통학회지
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• 제26권4호
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• pp.251-264
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• 2008

정확하고 신뢰성 있는 실시간 교통자료의 수집은 다양한 교통운영관리 전략의 구현 및 교통정보제공을 위한 필수요소이다. 본 연구에서는 보다 seamless한 고급 교통정보가공을 위해 차량 간 무선통신기술(Vehicle-To-Vehicle Communication; V2V)을 활용한 새로운 교통정보수집체계를 제안하였다. GPS를 이용하여 개별차량의 주행궤적을 추출하고 V2V를 이용한 교통정보수집 방안을 제시하였다. 본 연구에서 제안한 교통정보수집체계의 기술적 요구사항분석을 위해 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 평가체계를 개발하였다. 미시적 교통시뮬레이터 AIMSUN으로부터 개별차량의 주행궤적을 추출하고, 이를 이용한 구간통행시간 산출기법을 몬테카를로 시뮬레이션 기반 평가체계에 결합하여 기술적 요구사항을 도출하였다. 구간통행시간 정확도에 영향을 미치는 요인으로서 V2V 및 개별차량 주행궤적 추출이 가능한 equipped vehicle의 market penetration rate, V2V 통신반경, 통행시간 산출주기를 분석하였다. 또한, 제안된 시스템의 기술적 타당성 확인을 위해 prototypical implementation을 수행하였다. 본 연구의 결과물은 보다 seamless하고 정확한 교통정보가공을 위한 차세대 수집시스템 개발 및 구현을 위한 유용한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권6호
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• pp.611-619
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• 2018

현재까지의 건설 안전관리와 리스크에 관한 연구들은 건설현장 내부(근로자)에 한정되어 있어 건설현장 외부(제 3자)에 대한 연구는 미비한 실정이다. 그 결과, 건설현장 주변의 일반인들이 피해를 받고 있으며 산재 다발이라는 부정적인 이미지로 언론이나 일반 대중들에게 투영되고 있다. 일반 대중들에게 부정적인 이미지를 탈피하기 위해서는 건설현장 내부(공종, 건축물)에만 집중되어있는 기존의 안전관리가 아닌 건설 현장 외부(제 3자)에 대해서도 고려된 종합적 안전관리체계를 구축해야 한다. 이에 본 연구에서는 건설 현장 외부(제 3자)의 인명사고 리스크를 정량화하고 몬테카를로 시뮬레이션을 활용하여 리스크가 어떻게 변화할 것인지 예측하고자 한다. 이를 위하여 첫째, 선행연구를 고찰하여 불안전한 상태와 인명사고 발생형태를 정의한다. 둘째, 14년 간 건설현장 외부에서 발생한 제 3자 인명 손해배상액 데이터를 수집한다. 셋째, 수집된 데이터의 사고내용을 분석하여 사고 발생분석 모델을 설정한다. 넷째, 리스크 정량화 모델을 구축하고 불안전한 상태, 인명사고 발생형태별 사고발생확률과 손해배상액 확률분포를 제시한다. 마지막으로 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 도출된 사고 형태별 분포결과를 분석한다. 본 연구의 결과는 향후 건설현장 내 외부 안전관리 체크리스트 개발 및 인명사고 예측 관리 시스템 개발의 참고 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국심리학회지:법
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• 제12권2호
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• pp.151-169
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• 2021

P300 숨긴정보검사에서 거짓말 여부를 판단하기 위하여 가장 많이 사용되는 기법은 부트스트랩 진폭차이(BAD) 방법과 부트스트랩 상관차이(BCD) 방법이다. 두 방법의 정확판단율을 비교한 선행연구들은 일관되지 않은 결과를 보고하였다. 일부의 연구들에서 BAD 방법이 BCD 방법보다 더 정확하다고 보고되고 있지만, 다른 연구에서는 BCD 방법이 BAD 방법보다 더 정확한 것으로 나타났다. 본 연구의 목적은 BAD 방법의 정확도가 더 높은 조건과 BCD 방법의 정확도가 더 높은 조건을 확인하는 것이다. 몬테 카를로 연구결과, 전반적으로 BAD 방법의 오경보율이 BCD 방법의 오경보율보다 더 높았으며, BAD 방법의 적중률이 BCD 방법의 적중률보다 더 높았다. 관련자극과 무관련자극의 P300 잠재시간이 비슷한 경우에 비교하여 관련자극의 P300 잠재시간이 약 100ms 빠른 경우에는 BCD 방법의 적중률이 크게 감소하였으며, 약 100ms 느린 경우에는 BCD 방법의 적중률이 증가하였다. 관련자극의 P300 진폭이 무관련자극의 P300 진폭보다 약간 더 크면서 관련자극의 P300 잠재시간이 목표자극의 P300 잠재시간보다 긴 경우에는 BCD 방법의 적중률이 BAD 방법의 적중률보다 더 높았다. BAD 방법의 오경보율이 높은 이유와 BCD 방법의 적중률이 관련자극의 P300 잠재시간에 영향을 받는 이유에 대해서 논의하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2024

양성자 치료는 브래그 피크로 인해 우수한 치료 기법으로 알려져 있다. 양성자의 치료 효과를 높이기 위해 금 나노입자를 종양에 분포시켜 흡수선량을 높이는 방법이 연구되고 있다. 마이크로미터와 나노미터 범위에서 금 나노입자를 다루었던 것을 밀리미터 범위에서 금 나노입자를 전산모사 할 수 있는 방법을 제시하였다. 전산모사를 위해 Geant4 툴킷을 사용하였다. 인체와 유사한 물과 금 나노입자가 균일하게 분포되어 있다는 것을 가정하고 밀도비를 통해 금 나노입자의 개수 또는 농도를 조절하였다. 브래그 피크 위치에서 밀도비가 5%일 때 금 나노입자로 인해 순수 물 팬텀에 비해 흡수 에너지의 이득이 거의 2배로 나타났다. 밀도비가 증가할수록 흡수 에너지의 이득은 선형적으로 증가하였다. 브래그 피크 위치에서 금 나노입자가 하나의 복셀에만 분포하고 있을 때 양성자의 에너지는 자신 주변의 복셀에만 영향을 미치지만, 넓은 영역에 금 나노입자가 분포하는 경우 순수 물 팬텀에서 최고 흡수 에너지 (9.95 keV)의 95% 흡수 에너지 (9.46 keV)를 나타내는 부피는 16배 큰 영역에서 흡수 에너지의 이득이 나타났다. 그리고 이 영역은 밀도비가 증가할수록 증가하였다. 밀리미터 범위에서 금 나노입자의 밀도비와 RBE의 관계를 정량화하는 등 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.217-224
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• 2024

본 논문에서는 신뢰성 기반 최적설계(RBDO)에서 성능함수의 비선형성을 고려한 효율적인 차원감소법(DRM)을 제안한다. 차원감소법은 적분직교점과 가중치를 사용하여 1차 신뢰도법(FORM) 보다 더 정확하게 신뢰도를 평가하는 반면 성능함수를 추가로 해석해야하기 때문에 적분직교점의 개수가 증가하면 효율성이 저해된다. 본 논문에서는 신뢰성 기반 최적설계에서 성능함수의 비선형도를 평가하고, 비선형도에 따라 적분직교점의 수를 결정하는 기준을 제안한다. 이를 통해 신뢰성 기반 최적설계가 진행될 때 반복마다 적분직교점의 수를 조절하여 차원감소법의 정확도는 유지하면서 계산의 효율성은 개선하는 방안을 제안한다. 성능함수의 비선형도 평가는 최대가능목표점(MPTP) 탐색에 사용한 벡터 사이의 각도를 통해 이루어지며, 수치 테스트를 통해 비선형도에 따른 적절한 적분직교점의 수를 도출하였다. 2차원 수치예제를 통해 개발된 방법이 차원감소법이나 몬테카를로 시뮬레이션(MCS)의 정확도는 유지하면서 효율성이 향상된다는 것을 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제40권2호
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• pp.79-86
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• 2015

헬륨-3는 높은 반응효율, 장시간 사용가능성, 감마선에 대한 낮은 반응확률 등과 같은 장점들을 가지고 있기 때문에 대부분의 중성자 검출기의 반응물질로 사용되어 왔다. 그러나 지난 몇 년 사이 전세계적인 헬륨-3의 부족으로 인해 기체의 수급이 어려워지고 있고 이에 따라 가격이 급격히 증가하게 되었다. 이러한 이유로 헬륨-3 대체 물질들을 이용한 고효율의 중성자 검출기의 개발에 대한 연구가 많은 연구그룹에 의해 활발히 진행되기 시작하였다. 이러한 연구에서는 다양한 물질들을 이용하고 있으며, 이 중에서 붕소-10은 다른 대체물질과 비교할 때 상대적으로 높은 중성자 반응확률, 낮은 감마반응효율, 물질의 안정성, 가격적 이점 그리고 기존 헬륨-3를 이용한 검출기의 계측회로의 재활용 가능성 등과 같은 장점들 때문에 많은 연구그룹에서 붕소-10을 이용한 중성자 검출기 개발을 진행하고 있다. 본 논문에서는 중성자 검출기에 사용될 수 있는 붕소-10 박막을 개발하고 이에 대한 성능평가를 수행하였다. 중성자 검출기의 반응물질로 붕소-10을 사용하기 위해서는 중성자와 붕소-10이 반응하여 생성되는 이차방사선을 측정할 수 있어야 한다. 본 연구에서 활용한 기체충진형 중성자 검출기의 경우 붕소-10을 얇은 박막 형태로 제작하여 중성자와 반응하여 생성된 이차방사선이 기체를 이온화 시켜서 생성되는 이온쌍을 측정하는 방법을 이용한다. 그러므로 중성자 반응효율과 이차방사선의 재흡수율을 고려한 붕소-10(탄화붕소)의 적절한 두께를 선정할 필요가 있다. 이를 위해서 본 논문에서는 몬테칼로 기법을 이용하는 MCNP6를 이용하여 다양한 두께에 따른 중성자신호수집효율의 변화를 계산하였다. 또한, 스퍼터링 기법을 이용하여 다양한 두께의 박막을 제작하고 이를 이용하여 중성자 반응신호를 측정하였다. 그리고 제작된 박막의 2차원 모니터링을 위한 다중선 비례계수기의 적용가능성을 타진하기 위해 제작된 붕소박막이 설치된 2차원 다중선 비례계수기를 제작하고 중성자 응답 특성을 평가하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권4호
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• pp.199-205
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• 2014

중성자 검출분야에서$^3He$는 높은 중성자 검출효율 때문에 아주 많이 사용되고 있다. 하지만 2009년 초반부터 발생하고 있는 전세계적인 $^3He$의 품귀현상으로 인하여 가격이 급등하고 수급이 어려워졌기 때문에 대체 중성자 검출물질에 대한 필요성이 높아졌다. 그러므로 중성자 검출물질로 사용될 수는 있지만 $^3He$에 비해 반응효율이 낮아 중성자 검출용으로 주로 사용되지 않던 물질들을 사용하여 검출기를 제작하는 연구가 다시 활발하게 진행되고 있다. $BF_3$, $^6Li$, $^{10}B$, $Gd_2O_2S$ 등과 같은 $^3He$ 대체 물질들 중 하나인 $^{10}B$은 손쉬운 감마선 구별, 무독성, 낮은 가격 등과 같은 여러 장점으로 인하여 여러 연구그룹에서 연구되고 있다. $^{10}B$ 박막을 이용한 중성자 검출은 중성자와 반응하여 발생되는 2차 방사선을 측정하여 간접적으로 중성자를 측정하는 검출기법이다. 반응을 통해 생성된 알파입자의 비정은 고체 내에서 아주 짧기 때문에 $^{10}B$ 층은 박막 형태로 얇게 제작해야 한다. 그러므로 중성자와 박막의 반응을 통해 발생되는 알파입자의 검출효율을 증가시키기 위해서는 $^{10}B$ 박막의 두께를 얇게 제작하는 것이 중요하다. 하지만 박막의 두께를 얇게 제작하는 것은 중성자와 반응하여 생성되는 알파입자의 수집효율을 증가시키는 장점이 있지만 또한 중성자와 반응할 단면적을 감소시키는 단점이 있다. 본 논문에서는 리튬이온전지에 사용되는 초박막 극판 제조 기술을 이용하여 중성자 검출을 위한 대략 $60{\mu}m$ 두께의 얇은 $^{10}B$ 박막을 제작하였다. 그리고 전도성, 분포, 점착력, 유연성와 같은 간단한 물리적 실험을 통해 제작된 $^{10}B$ 박막의 물성을 확인하였다. 또한, 제작된 $^{10}B$ 박막을 사용하여 중성자 모니터링을 위한 비례계수기 제작하고 이를 이용하여 한국원자력연구원의 중성자 조사시설의 중성자 파고 스펙트럼을 측정하였다. 또한, 중성자 검출효율을 증가시킬 수 있는 방법 중 하나인 다층 박막을 이용한 중성자 측정 방법을 이용하여 박막 층수에 따른 중성자 검출효율의 변화를 몬테칼로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였고 실험을 통해 박막층의 증가에 따른 신호변화를 측정하였다.