• 한국지반공학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.59-70
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• 2022

지진으로부터 상대적으로 안전지대라고 여겨졌던 한반도에서 2017년 규모 5.4의 강진이 포항지역에 발생함으로써 액상화 현상이 민가, 농지에서 광범위하게 나타났고 이에 액상화 현상을 예측하는 액상화 재해도 작성에 관한 연구수요가 높아지고 있다. 액상화 현상이란 느슨한 사질토에서 지진과 같은 큰 동적응력이 짧은 시간 작용할 때 과잉간극수압의 급격한 증가로 지반의 강도가 완전히 상실되는 현상을 의미한다. 액상화는 액상화 가능지수(liquefaction potential index, LPI)를 통해 평가할 수 있지만 LPI는 단일 시추공 별로 산출되기 때문에 해당지역의 대표성에 대한 문제가 발생하게 된다. 이러한 대표성의 문제는 지리정보시스템(geographic information system, GIS)을 활용한 공간보간을 통해 보완될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 지구통계학적인 공간보간 기법 중 하나인 크리깅(kriging)을 활용하여 지반정보의 대표성 문제를 해결하고자 하였으며 액상화 평가를 위한 지반정보DB를 구축하고자 하였다. 또한 구축된 지반정보DB를 활용하여 재현주기 별 액상화 재해도를 작성하였으며 액상화 재해도 결과는 교차검증을 통하여 정밀도 검증을 수행하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.11-18
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• 2022

최근 공공장소 및 시설에서 범죄예방 및 시설 안전을 목적으로 영상정보 기반의 인체의 행위를 분류하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 인체 행위분류의 성능을 향상하기 위해서 대부분의 연구는 전이학습 기반의 딥러닝을 적용하고 있다. 그러나 딥러닝의 기반이 되는 중추 네트워크 모델(Backbone Network Model)의 수가 증가하고 아키텍처가 다양해짐에도 불구하고, 소수의 모델만 사용하는 분위기 때문에 운용목적에 적합한 중추 네트워크 모델을 찾는 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 영상정보를 기초로 인체 행위를 분류하는 인공지능 모델을 개발하기 위해 최근에 개발된 5가지의 딥러닝 중추 네트워크 모델을 대상으로 전이학습을 적용하고 각 모델의 정확도 및 학습효율 측면에서 비교 및 분석하여 가장 효율이 높은 모델을 제안하였다. 이를 위해, 기본적인 인체 행위가 아닌 운동 종목 기반의 활동적이고 신체접촉이 높은 12가지의 인체 활동을 선정하고 관련된 7,200개의 이미지를 수집하였으며, 5가지의 중추 네트워크 모델에 총 20회의 전이학습을 균등하게 적용하고 학습과정과 결과성능을 통해 인체 행위를 분류하는데 적합한 중추 네트워크 모델을 정량적으로 비교 및 분석하였다. 그 결과 XceptionNet 모델이 학습 및 검증 정확도에서 0.99 및 0.91로, Top 2 및 평균 정밀도에서 0.96 및 0.91로 나타났으며 학습 소요시간은 1,566초, 모델용량의 크기는 260.4MB로 정확도와 학습효율 측면에서 다른 모델보다 높은 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 전이학습을 적용하여 인체 행위분류를 진행하는 다양한 연구 분야에 활용되기를 기대한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.91-103
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• 2022

연구목적: 코로나바이러스감염증-19(COVID-19) 이후 교육생태계의 변화가 일어났고 소방학교 역시 대면교육을 비대면 교육으로 전환 되었다. 이로 인해 교육생(소방공무원)의 교육효과는 떨어지고 만족도 역시 낮아지고 있다. 본 연구에서 비대면 실시간 원격교육의 현 실태를 살펴보고 문제점을 보완하여 이에 맞는 교육방법, 교육내용, 교육환경 등을 개선하고자 한다. 연구방법: 본 연구에서는 비대면 실시간 원격교육에 영향을 미치는 독립변수로 시스템 환경운영, 컴퓨터의 자기효능감, 콘텐츠(교육내용, 구조, 설계 등), 적절한 상호작용으로 구성하였고, 종속변수로는 비대면 실시간 원격교육 만족도로 선정하였다. 이러한 독립변수와 종속변수에 사이에 조절변수로 학습동기와 학습태도의 적극성을 추가 구성하였다. 연구결과: 콘텐츠가 좋고 학습동기와 학습태도의 적극적 일수록 비대면 실시간 원격교육의 학습만족도가 높아졌고, 학습동기와 학습태도의 적극성이 높아지면 컴퓨터 자기효능감도 학습만족도에 긍정적 영향을 미칠 수 있다는 결과를 도출하게 되었다. 결론: 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)으로 인한 비대면 실시간 교육만족을 높이기 위해 교육설계자 혹은 교수자는 학습동기와 학습태도의 적극성을 높일 수 있는 비대면 교육콘텐츠를 제공해야하고 비대면 교육시스템에 대한 사전교육을 통해 컴퓨터 자기효능감을 높여 학습자의 교육 만족도를 높여야 할 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권7호
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• pp.505-513
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• 2022

최근 기후변화 및 기상이변 등으로 인해 가용 수자원 예측의 불확실성이 점차 커져가고 있다. 홍수 및 가뭄 예방 등 물관리에 대한 사회적 관심 또한 증가하고 있으며, 2018년 시행된 물관리일원화와 더불어 국내 물관리는 큰 전환점을 맞이하고 있다. 이러한 물관리 역량 강화의 일환으로, 과거 수력발전을 중심으로 운영되었던 발전용댐을 이·치수 목적으로 활용하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있다. 그러나, 주로 다목적댐을 대상으로 개발된 댐 평가 기법들이 발전용댐에 그대로 적용되고 있어, 발전용댐의 특성을 고려할 수 있는 추가적인 평가기법이 요구된다. 본 연구에서는 저수지 운영모의 방법을 활용하여 이수 측면에서 발전용댐의 운영 특성을 고려한 댐별 용수공급능력 산정 방법을 새롭게 제시하였으며, 여러댐이 상하류에 걸쳐 운영되고 있는 조건에서 연계 댐군의 종합적인 용수공급능력을 평가할 수 있는 저수지 연결모의 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 북한강수계 발전용 댐을 대상으로 적용되었으며, 개별 댐의 용수공급능력 산정 결과와 댐군 연결모의를 통한 용수공급능력을 비교 분석하였다. 향후 발전용댐의 가뭄시 물 공급 역할은 더욱 중요해질 것으로 예상되며, 본 연구 결과는 발전용댐을 활용한 지속가능한 국내 물 관리 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.47-58
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• 2022

최근 몇 년 사이 바다 신호등 역할을 하는 항로표지 시설이 디지털화되면서 단순한 표지판 기능을 넘어 해양 정보 수집, 감독, 관제 등 다양한 기능을 제공하는 방향으로 발전하고 있다. 국내에서도 울산항과 부산항이 부표 일부에 카메라를 설치하고 영상정보를 수집하여 충돌을 감독하는 등 선도 기술 적용을 주도하고 있다. 그러나, 이 첨단기술은 장기간 배터리 운용이 필요하고 관리·유지 등이 해양 특성에 지장을 받기 때문에 주요 기능을 수행하는 것이 어렵다. 이러한 문제들은 육상시설과 해양시설의 특성 차이를 극복하기 위한, 해양 분야의 풍부한 연구의 필요성을 제기한다. 본 연구에서는 표지 주변을 지나가는 해양 객체를 영상정보로 분석해 자동으로 알림을 줄 수 있는 시스템을 제안한다. 기존 시스템들은 표지와 해양 객체가 충돌하면 센서를 기반으로 객체를 포착해 서버로 전송하지만, 이 방식은 사고가 발생한 뒤에야 안전사고 대처가 가능해 개선의 여지가 필요하다. 따라서, 제안하는 시스템은 이러한 한계점을 극복하기 위해, 해양 특성을 기반으로 해상 객체 감지 시스템을 설계하였다. 이는 기존의 해양 영상처리 감지 시스템과 유사한 성능을 보였으며, 보다 효율적인 모니터링을 위해 약 5배 빠른 처리 속도를 기록한 해상 안전 시스템을 제안한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.87-94
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• 2022

최근 정보통신 인프라의 발달로 인터넷접속 디바이스가 급속하게 늘어나고 있는 실정이다. 스마트폰, 노트북, 컴퓨터, IoT디바이스까지 인터넷접속을 통하여 정보통신서비스를 받고 있는 것이다. 디바이스 운영환경이 대부분이 웹(WEB)으로 이루어져 있는 관계로 웹쉘을 이용한 웹사이버 공격에 취약하다. 웹쉘이 웹 서버에 업로드 될 경우 웹 서버의 제어가 손쉽게 이루어 질 수 있어서 공격빈도가 높은 것으로 확인된다. 웹쉘로 인한 피해가 많이 발생하면서 각 기업에서는 침입차단시스템, 방화벽, 웹방화벽등 다양한 보안장비로 공격에 대응하고 있지만, 현재 출시되는 대부분의 웹쉘 대응 장비는 패턴 기반으로 탐지가 이루어지기 때문에 웹쉘 변종에 있어서는 탐지가 어려우며 이런 특성으로 웹쉘 공격의 예방 및 대처하기 위해서는 기존의 체계와 보안소프트웨어만 가지고 대응 하기에는 힘든 상황이 현실이다. 이에 인공지능 머신러닝 과 딥러닝기법을 활용하여 알려지지 않은 웹쉘을 사전에 탐지하는 등 신규 사이버 공격에 대하여 대처 할 수 있는 인공지능 머신러닝 기반의 웹쉘 수집 및 분석을 통하여 자동화된 웹쉘 방어시스템에 대하여 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 머시러닝기반 웹쉘 방어시스템 모델은 웹환경에 대한 사이버공격중의 하나인 악성 웹쉘에 대하여 수집, 분석, 탐지를 빠르게 하여,안전한 인터넷환경구축 및 운영시 필수적으로 적용이 필요한 웹정보보안 시스템 설계,구축에 많은 도움이 될 것으로 생각한다.

• 적정기술학회지
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• 제6권2호
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• pp.256-270
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• 2020

세계적인 전염병의 유행하에서 의료시스템의 붕괴는 시민사회의 자발적인 참여와 새로운 방식의 대응 방식이 나타나고 있다. 이는 보건 위기의 최전선에서 즉시 활용이 가능한 필수적 대응기술로, 적정기술이 더이상 중간기술로 개발도상국뿐 아니라 보건 시스템이 붕괴된 모든 시민 사회의 위기를 극복할 수 있는 기술로서의 역할을 보여주고 있다. 본 Part 2에서는 음압실 및 인공호흡기등 의료용 기구, 진단칩 및 진단기술등과 같이 COVID-19하에서 붕괴된 의료 위기 하에서 신속한 대응책으로 준비되고 있는 의료 및 보건분야에 대한 사례들을 적정기술의 테두리안에서 소개하고자 한다. 기존의 다국적 대기업과 공적인 인증등으로 인한 장벽으로 접근하기 어려웠던 분야에 과학기술자들의 자발적인 참여로 대중화되고 있음을 사례로 소개한다. 최근 사회혁신등에서 제기되고 있는 다양한 오픈과학기술 운동을 통해서, 과학자들과 공학자들이 이러한 질병의 대유행 상황에서, 사회에 소외된 계층의 피해를 최소화하여 사회적, 계층적 붕괴를 막기위한 재정의된 적정기술의 역할등을 설명하고자 한다.

• 적정기술학회지
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• 제6권2호
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• pp.238-255
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• 2020

2019년말 발생한 COVID-19이 세계적 대유행으로 확산되면서, 선진국과 개발도상국을 가리지 않고 전세계의 의료 시스템을 동시에 무너뜨리는 초유의 사태로 나타나고 있다. 대부분의 시민 사회에서 개인의 보호장구의 부족, 클러스터가 된 지역사회의 격리, 진단과 치료에 필요한 의료시스템의 중단, 사회적 격리로 인한 교육 및 경제활동의 중단 등, 초연결 사회를 지향하던 시민사회가 경험해보지 못한 새로운 위기에 직면하고 있다. 효과적인 대응에 필수적인 개인 보호장비 (PPE), 제독 및 방역 도구, 신속하고 정밀한 대규모 진단, 환자 치료에 필요한 의료기기, 사회적 고립에서 활용될 수 있는 정보의 분석과 연결망 등은 선진국과 개발도상국을 가리지 않고 COVID-19 상황에서 필수적인 사회적 인프라임이 확인되고 있다. 본 Part 1에서는 최근 적정기술로 위기를 극복하기위한 개인보호장구와 개인 및 지역사회의 방역에 대한 사례, 그리고 ICT를 이용한 빅데이터 및 정보활용기술등을 적정기술의 테두리안에서 소개하고자 한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.17-27
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• 2021

유량예측은 효과적인 홍수관리 및 수자원 계획을 위한 매우 중요한 재난방지 접근법이다. 현재 기후변화로 인한 집중호우가 나날이 증가하고 있어 막대한 기반시설 손실과 재산, 인명 피해가 발생하고 있다. 본 연구는 미국 테네시주 Hickman County의 Vernon에 있는 Piney Resort의 최근 홍수사례분석을 통해 최대 강우 시나리오에서 유량예측에 대한 강우의 기여도를 측정했다. Piney River 유역내 USGS 두개의 관측소(03602500, 03599500)에서 20년(2000-2019) 동안의 일별 하천 유량, 수위 및 강우 데이터를 수집했고, Long Short Term Memory(LSTM)을 사용하였다. 또한, Tensorflow, Keras Machine learning frameworks, Python을 이용하여 14일로 구별된 유량 값을 예측하였다. 또한, 모델이 2021년 8월 21일의 범람 이벤트를 예측할 수 있었는지를 결정하는 데 사용되었다. 전체 데이터(수위, 유량 및 강우량)가 포함된 LSTM 모델은 일부 강우 모델을 제외하고 지속성 모델보다 우수한 성능을 보였으며, 강우자료만 이용하여 유량예측을 하는 것은 충분하지 않음을 나타냈다. 결과는 LSTM 모델은 0.68 및 13.84m³/s의 최적 NSE 및 RMSE 값을 나타냈고, 가장 낮은 예측 오차로 예측 최대유량은 94m³/s로 나타났다. 향후 강우 패턴에 대한 다양한 분석이 이루어진다면 효율적인 홍수 경보 시스템 및 정책을 설계하는 관련 연구에 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권12호
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• pp.1091-1104
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• 2022

기후변화는 전 세계적으로 강우의 빈도와 강도를 증가 시킬 것으로 예측되며 급격한 도시화와 산업화로 인해 도시 지역의 내수 침수 피해로 양상이 바뀌고 있다. 이에 기후변화에 따른 영향평가는 도시계획에 매우 중요한 요소로 언급되고 있으며, 세계기상기구(WMO)는 기상 현상으로부터 발생할 수 있는 사회, 경제적 영향을 고려하는 영향예보의 필요성을 강조하고 있다. 특히 교통에 있어서 도시침수로 인한 교통 시스템의 성능 저하는 사회에 가장 해로운 요소이며 영향을 받는 주요 도로마다 시간당 £ 100k 정도인 것으로 추정하고 있다. 그러나 국내의 경우 현재 기상재해의 발생에 대한 정확한 예보 및 특보를 제공해도 그 영향을 제대로 전달하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도시홍수의 침수심을 제시하고 차량에 영향을 미칠 수 있는 피해에 대처하기 위해 각 지역의 고해상도 분석 및 수문학적 요인을 반영하고, 강우로 인한 홍수 정도와 차량 운행에 미치는 영향 정도를 조사할 필요가 있다고 판단하였다. 이에 강우-침수심-차량속도의 산정식을 간단한 선형회귀식이 아닌 다양한 머신러닝 기법을 이용하여 제시하고자 한다. 또한 또한 기후변화 시나리오를 강우-침수심-차량속도 산정식에 적용하여 집중호우 시 도시하천의 침수를 예측하고 미래 기후변화의 영향을 고려한 도로 침수로 인해 발생할 수 있는 교통 네트워크의 장애를 평가하며, 도시 교통흐름 계획에 이용하는 기술을 개발하고자 한다.