• 제목/요약/키워드: Probabilistic risk analysis

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해양(海洋) 구조물(構造物) 지반(地盤)의 액상화(液狀化) 가능성(可能性)에 대한 신뢰도(信賴度) 해석(解析) (A Reliability Analysis of Liquefaction Potential Induced by Ocean Wave)

  • 김준석;이인모
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.41-48
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    • 1988
  • 본(本) 논문(論文)에서는 해양파랑(海洋波浪)에 의해 수발(手發)되는 액상화(液狀化) 이상의 발생(發生) 가능성(可能性)을 추정(推定)하기 위한 신뢰도(信賴度) 해석(解析) 모델을 개발(開發)하였다. 해양구조물(海洋構造物) 기초지반(基礎地盤)의 액상화(液狀化) 해석(解析)에는 많은 불확정(不確定) 요인(要因)이 있다. 대표적(代表的) 요인(要因)으로는 (1) 파랑(波浪)의 특정시간(特精時間) 문제(問題) (2) 작은 파랑(波浪)으로 인한 토질(土質)의 응력경력(應力經歷) 문제(問題) (3) 긴 주기(週期)로 인한 부분적(部分的) 배수(排水)의 발생문제(發生問題) 등(等)이다. 이러한 불확정성(不確定性)은 신뢰도(信賴度) 해석(解析)의 중요한 요소(要素)로서, 주어진 해양현장(海洋現場)에 대한 액상화(液狀化)의 가능성(可能性)을 추정(推定)하는데 사용(使用)된다. 개발(開發)된 모델을 이용해서 1973년(年) 북해(北海)에 설치된 Ekofisk 유류저장(油類貯藏) 탱크에 대해 해석(解析)한 결과(結果) 합리적(合理的)인 결과(結果)를 얻을 수 있었으며, 제안(提案)된 불확정(不確定) 요인(要因)중에 재압밀(再壓密)의 영향(影響)이 가장 큰 것으로 나타났다. 많은 문제(問題)들이 안전율개념(安全率槪念)에 의해 해석(解析)되어 왔으나 본(本) 연구(硏究)에서 개발(開發)된 신뢰도(信賴度) 모델은 여러 가지 불확실성(不確實性)을 고려할 수 있는 해석방법(解析方法)으로서 앞으로 새로운 해양구조물(海洋構造物)의 설계(設計)에 사용(使用)될 수 있다.

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게임이론을 활용한 강변여과 개발 적지선정 (Site Suitability Analysis for Riverbank Filtration Using Game Theory)

  • 이상일;이상신
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권1호
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    • pp.95-104
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    • 2010
  • 최근 지표수의 취수원 다변화 및 수질에 대한 불신 등으로 강변여과 개발에 관심이 모아지고 있다. 선진국에서의 강변여과 개발은 150년 정도의 역사를 가지고 있으며, 우리나라에서도 지속적으로 증가하고 있는 용수수요에 안정적으로 대처하기 위한 원수 확보방안으로 강변여과에 대한 조사가 1990년대부터 시작되었고, 현재 낙동강을 중심으로 몇몇 지자체에서는 강변여과를 활용한 상수도 공급이 이루어지고 있다. 그러나 지금까지는 강변여과에 의한 개발가능량 산정과 관정개발에 연구가 집중되어 개발가능지 선정에 관한 체계적인 연구가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 논문에서는 게임이론을 활용한 강변여과 개발 적지선정에 대해 연구하였다. 게임이론은 수학적 분석이론의 하나로 사회과학(특히 경제학)과 생물학, 공학, 컴퓨터과학 등에 적용되고 있으며, 본 연구에서는 강변여과 개발을 위한 적정 후보지 결정에 이용되었다. 제안된 정책모형은 확률적 접근을 시도한 새로운 방법론이며, 적지선정을 위한 효율적인 분석이 가능한 것으로 나타났다.

Probabilistic analysis of tunnel collapse: Bayesian method for detecting change points

  • Zhou, Binghua;Xue, Yiguo;Li, Shucai;Qiu, Daohong;Tao, Yufan;Zhang, Kai;Zhang, Xueliang;Xia, Teng
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제22권4호
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    • pp.291-303
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    • 2020
  • The deformation of the rock surrounding a tunnel manifests due to the stress redistribution within the surrounding rock. By observing the deformation of the surrounding rock, we can not only determine the stability of the surrounding rock and supporting structure but also predict the future state of the surrounding rock. In this paper, we used grey system theory to analyse the factors that affect the deformation of the rock surrounding a tunnel. The results show that the 5 main influencing factors are longitudinal wave velocity, tunnel burial depth, groundwater development, surrounding rock support type and construction management level. Furthermore, we used seismic prospecting data, preliminary survey data and excavated section monitoring data to establish a neural network learning model to predict the total amount of deformation of the surrounding rock during tunnel collapse. Subsequently, the probability of a change in deformation in each predicted section was obtained by using a Bayesian method for detecting change points. Finally, through an analysis of the distribution of the change probability and a comparison with the actual situation, we deduced the survey mark at which collapse would most likely occur. Surface collapse suddenly occurred when the tunnel was excavated to this predicted distance. This work further proved that the Bayesian method can accurately detect change points for risk evaluation, enhancing the accuracy of tunnel collapse forecasting. This research provides a reference and a guide for future research on the probability analysis of tunnel collapse.

Comparative analysis of existing reinforced concrete buildings damaged at different levels during past earthquakes using rapid assessment methods

  • Sezer Aynur;Hilal Meydanli Atalay
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제85권6호
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    • pp.793-808
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    • 2023
  • Türkiye is located in a region where destructive earthquakes are frequently experienced due to its geological characteristics and geographical location. Therefore, considering the possibility of a devastating earthquake at any time, determining the reinforced concrete (RC) building seismic safety, constructed before or after the current seismic buildings code, is one of the most important issues to be completed firstly. For this purpose, rapid assessment methods developed to quickly determine the seismic safety of buildings are available in the literature. Comparison of the principles of Principles of the Determination of Risky Structures-2019, Column and Wall Index Method, P25 Scoring Method and Improved Discriminant Analysis Method, which are among these methods, have been aimed within the scope of this study. Within the scope of this paper, a total of 43 buildings in the Yalova/Çınarcık region of Türkiye that the damage level was determined by street observation method immediately after the 1999 Kocaeli (Izmit) Earthquake; 15 buildings with heavy damage and 28 buildings with moderate damage were examined by rapid assessment methods. Although the risk detection difference was not separated as a clear line in any of the methods used, the results obtained from the rapid assessment methods are evaluated as being compatible with the detected after earthquake structural seismic behavior of the buildings. The PDRS-2019 and column and wall index method gave the most approximate results. In the results obtained from the analyzes; structural features such as number of floors, frame continuity, soft/weak story irregularity, effective shear strength area, existence of heavy overhangs in plan, type of structural system have been found to be significantly effective on the earthquake behavior of buildings.

Hidden Markov Chain 모형과 이변량 코플라함수를 이용한 가뭄빈도분석 (Drought Frequency Analysis Using Hidden Markov Chain Model and Bivariate Copula Function)

  • 전시영;김용탁;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권12호
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    • pp.969-979
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    • 2015
  • 본 연구에서는 가뭄의 특성분석에 유리하며, 확률론적 접근이 가능한 은닉 마코프 모델(HMM) 기반의 가뭄 분석 기법을 적용하였다. HMM 기반의 가뭄의 심도뿐만 아니라 지속시간을 동시에 평가할 수 있도록 코플라 함수 기반의 이변량 가뭄빈도해석 기법을 도입하여 우리나라의 2015년 가뭄 빈도를 평가하였다. 가뭄빈도분석 결과 최근 40년 자료를 기준으로 영동지방에 비해 영서지방이 전체적으로 가뭄이 발생할 경우 가뭄의 심도가 큰 것으로 평가되었다. 심한가뭄의 발생 비율의 경우에 철원의 경우 10%를 상회하는 등 임진강 유역에서 상대적으로 심한가뭄의 발생비율이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 한강유역 일부지점에서는 2014/2015년의 가뭄 지속기간 및 심도의 결합재현기간이 1,000년이 넘는 가뭄이 발생하고 있는 것으로 평가되었다. 특히 북한강 및 임진강 유역에 심한 가뭄이 발생하고 있으며 전반적으로 100년 이상의 기왕최대가뭄을 나타내고 있는 것으로 판단되었다.

KTX 운전직무에 대한 복잡도 평가 - 타당성 연구 (A Study on the Feasibility of Evaluating the Complexity of KTX Driving Tasks)

  • 박진균;정원대;장승철;고종현
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.744-750
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    • 2009
  • 기존 연구결과에 따르면, 시스템의 안전성에 가장 큰 영향을 주는 요인 중 하나는 인적수행도의 저하인 것으로 밝혀졌다. 따라서 인적수행도 저하 방지를 통한 사건/사고의 방지는 원자력이나 철도와 같이 안전을 우선적으로 고려해야 하는 산업체의 경우 반드시 고려되어야 하는 조건이다. 이를 위해서는 인적수행도 저감의 원인의 체계적 파악 및 이에 근거한 효과적인 관리가 선행되어야 하기 때문에, 대표적인 인적수행도 저하 원인으로 알려져 있는 직무복잡도를 객관적으로 평가할 수 있는 방법의 개발이 필요하다. 이러한 필요성에 따라, 본 논문에서는 원자력발전소의 절차화된 직무에 대한 복잡도를 평가할 수 있는 TACOM 척도를 사용하여 KTX 기장이 수행해야 하는 운전직무의 복잡도를 정량적으로 평가한 후 그 결과를 주관적 직무부하 평가 방법인 NASA-TLX 결과와 비교하여 적합성을 검증하였다.

LHS기반 신뢰성해석 기법을 이용한 해안구조물의 확률론적 위험도평가 (Probabilistic Risk Assessment of Coastal Structures using LHS-based Reliability Analysis Method)

  • 허정원;정홍우;안진희;안성욱
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.72-79
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    • 2015
  • 이 논문에서는 해안구조물에 대한 실질적이고 효율적인 구조신뢰성평가 기법을 제시하였다. 제안기법은 파랑, 조류 등의 하중관련 변수 그리고 콘크리트의 탄성계수와 압축강도, 지반정수 및 경계조건 등과 같은 저항관련 설계변수의 불확실성을 명확히 고려한 복잡한 해안구조물의 신뢰성을 평가할 수 있다. 라틴 하이퍼큐브 샘플링(LHS), 몬테카를로 시뮬레이션(MCS) 및 유한요소법을 합리적으로 결합한 제안기법에서 LHS기반 MCS는 신뢰성평가에 필요한 샘플링 수를 대폭 줄여주므로 계산노력이 획기적으로 감소된다. 검증예제를 통하여 제안기법이 상대적인 정확도를 보장하며 계산상의 효율성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 실제의 케이슨형식 방파제 구조물을 대상으로 한 수치예제를 통하여 그 적용성과 효율성을 입증하였다. 특히 유한요소법 또는 유한차분법과 같은 알고리즘 형태의 암시적 한계상태함수를 갖는 경우와 비선형해석, 복합재료, 다양한 기하형상 등을 복잡한 구조거동을 고려해야 하는 실제적인 구조물의 신뢰성평가에 적합한 것으로 판단된다.

수위와 지진을 고려한 제방의 액상화에 대한 복합재해 취약도 곡면 작성 (Development of Multi-hazard Fragility Surface for Liquefaction of Levee Considering Earthquake Magnitude and Water Level)

  • 황지민;조성은
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.25-36
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    • 2018
  • 지반의 액상화는 지진 피해의 대표적인 형태 중 하나이다. 이는 막대한 인적 경제적 피해를 줄 수 있는 현상으로, 지반구조물의 설계 전 필수적으로 검토해야 하는 대상이다. 본 연구에서는 하천 제방을 대상으로 임의의 지진 규모와 수위에서 액상화에 대한 실용적인 복합재해 취약도 곡면 작성법을 제시하였다. 지반의 파괴 정도를 나타내는 액상화 가능 지수(LPI)로 제방의 액상화에 대한 한계상태를 정의하였다. 지반 물성치의 불확실성을 고려하기 위해 Monte Carlo Simulation 기반의 확률론적 해석을 수행하였고, 해석 결과를 바탕으로 임의 수준의 수위와 지진 규모에 대하여 액상화에 의한 파괴확률을 나타내는 3차원의 취약도 곡면을 작성하였다. 작성된 복합재해 취약도 곡면은 홍수 및 지진에 대한 제방의 안전성 평가와 취약지역에 대한 위험도 평가에 사용될 수 있다.

아파트 재건축사업의 수익성평가에 대한 확률적 위험도 분석 모형 적용방안 (Application of Probabilistic Risk Analysis for Profitability-Evaluation of Apartment Reconstruction Projects)

  • 우광민;이학기
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제7권5호
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    • pp.167-176
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    • 2006
  • 현재 재건축사업은 추진 의사결정과 관련한 확정된 지표나 기준이 없이 막연한 수익성에 대한 기대를 토대로 시행되고 있으며, 사업시행과정 에서 직면하게 되는 제반 위험 에 대해 경험 적으로 대응하고 있는 실정이다. 또한 재건축조합이나 시공예정 회사들이 제공하는 관리처분계획에 포함된 수익성에 관한 정보는 결정론적 분석을 통한 단순한 예측에 불과하여 재건축을 시행하는 과정에서 결과가 수정되는 것이 일반적이다. 즉 수익성에 대한 예측이 재건축시행 과정상의 유동적인 상황에서 변경됨에 따라 예측결과에 대한 신뢰도는 근본적으로 내 외적인 한계를 갖고 있다. 본 연구는 재건축사업의 수익성에 영향을 미치는 변수들을 확률적으로 평가하여 수익과 위험을 동시에 분석하는 수익성예측모델을 개발하고, 사례연구를 통해 개발모델의 적합성을 검증하여 기존의 결정론적 접근방식이 갖는 한계를 극복하고자 한다.

댐 붕괴 홍수로 인한 하류부 인명피해 예측 (Prediction of Loss of Life in Downstream due to Dam Break Flood)

  • 이재영;이종석;김기영
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권10호
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    • pp.879-889
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    • 2014
  • 본 연구에서는 기왕의 댐 붕괴사례와 인명손실 결정인자들의 분석으로부터 유도된 상관관계를 이용하여 댐 붕괴 홍수파의 특성이 고려된 인명피해 예측을 위해 미국의 LIFESim 모형에 적용된 인명손실 모듈과 유럽연합에서 제시한 사망률 함수에 의한 인명손실 추정기법이 제시되었다. 극한 홍수조건(PMF)하에서 댐 붕괴로 인한 대상 지점의 수심, 유속 및 홍수도 달시간 등과 같은 홍수특성치는 1차원 수리학적 모형인 FLDWAV에 의해 모의되었으며 범람수심을 이용하여 홍수취약 지역을 예측하였다. 이를 바탕으로 경보, 대피 및 피난처에 대한 가능성을 고려함으로써 홍수위험에 노출된 인구수를 추정하였다. 이러한 홍수위험 노출인구에 대한 사망률(치사율)을 추정하기 위해 홍수위험지역을 상이한 지대로 세분하여 지대별 치사율 또는 사망률 함수를 결정하였으며 이로부터 최종적인 사망자수를 예측하였다. 본 연구를 통해 제시된 댐 붕괴홍수의 인명피해 예측기법은 향후 확률론적 홍수 시나리오에 적용하여 하류부의 홍수위험도를 정량적으로 평가하고 저감대책을 수립하는데 활용될 수 있다.