• 대한토목학회논문집
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• 제29권5B호
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• pp.429-439
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• 2009

댐 붕괴로 인한 극한홍수가 발생하였을 경우, 홍수경보에 대한 대응시간은 일반적인 홍수의 경우보다 훨씬 짧다. 수치모형은 홍수파의 전파양상을 예측하고, 범람지역, 홍수파 도달시간 그리고 침수심 등에 관한 정보를 제공하는데 있어 강력한 도구가 될 수 있다. 그러나 댐 붕괴로 인한 홍수파의 전파는 불연속 흐름이나 마른하도의 전파를 포함하고 있으므로, 수학적으로 표현하기 어려운 경우가 많다. 그럼에도 불구하고 최근에 유한체적기법을 이용하여 댐 붕괴로 인한 홍수범람을 모의하기 위한 수치모형의 개발이 많이 이루어졌다. 유한체적기법은 적분보존형 방정식을 기본으로 하고 있으므로, 불연속 흐름이나 충격파의 해석에 용이하다. 따라서, 본 연구에서는 2차원 보존형 천수방정식의 해석을 위해 유한체적기법과 Riemann 근사해법을 이용한 수치모형을 개발하였다. 그리고 예측단계와 수정단계에서 연속방정식과 운동량 방정식의 보존변수 재구성을 위해 수면경사법과 연계한 MUSCL 기법을 적용하여 시간과 공간에서 2차정확도를 얻었다. 개발한 유한체적모형을 2차원 부분적 댐 붕괴 해석 및 삼각형 융기를 가진 하도에 대한 댐 붕괴 해석에 적용하고, 적용결과를 실험자료 및 기존 연구자의 계산결과와 비교하여 개발모형을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.211-219
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• 2010

고속철도교량의 설계개념은 정적하중에 따른 충격계수를 고려하여 기존 교량 구조물의 강성을 증가시키기 위한 방안을 적용하고 있으며, 전반적인 구조설계 과정은 선진 외국기술에 의존하고 있는 실정이다. 그러나 고속철도(Korea Train eXpress: KTX)의 긴 연장(380 m)과 고속(300 km/h) 주행은 공진현상에 상당한 영향을 미치기 때문에 고속철도교량의 동적증폭계수(DAF) 및 동적성능 평가는 상세한 검토가 필수적으로 수행되어야 할 것이다. 따라서 이 연구에서는 전형적인 PSC 박스 거더 고속철도교량을 대상으로 동적성능을 효율적으로 검토하고자 하며, 합리적인 구조설계를 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 이를 위해, 기존문헌을 토대로 KTX의 하중선도를 고려하여 정적해석을 수행하였다. 또한 다양한 해석변수를 고려하여 KTX의 이동하중을 시계열하중으로 변환하였으며, 변환된 시계열하중을 이용하여 시간이력해석을 합리적으로 평가하였다. 이때, 시계열하중을 산정하기 위한 변수는 KTX의 하중재하 절점간격, 시간증분 및 속도변화를 고려하였다. FE해석 결과를 바탕으로 PSC 박스 거더 고속철도교량의 동적성능을 체계적으로 검토하였으며, 국내외 관련규정에 따라 구조안전성을 정량적으로 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2B호
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• pp.107-120
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• 2010

본 연구에서는 기후변화를 평가하기 위해 장기수문유출모형인 SLURP 모형이 선택되었으며, 모형의 적용성을 평가하기 위하여, 고도, 기상, 토지이용, 토양, 식생과 같은 기본 입력 자료를 구축하였고 공도 수위관측소 상류유역을 대상으로 유역 내에 포함되어 있는 농업용 저수지인 고삼과 금광저수지를 고려하기 위하여 저수위, 저수량, 내용적 곡선 자료를 수집하였다. 한편, 미래 기후변화를 분석하기 위해 미래 기상, 토지이용, 식생자료를 구축하였다. 미래 기상자료는 IPCC에서 제시하고 있는 SRES 특별보고서에 의한 GCMs 중 CCCma CGCM2 A2, B2 시나리오 결과자료를 수집한 후, 편이보정(bias correction) 및 CF(Change Factor) 다운스케일 기법을 적용하여 각 기상관측소별 기상자료를 재구축하였으며, 미래 토지이용자료는 과거 토지이용자료를 이용하여 개선된 CA-Markov기법에 의해 전망하였다. 또한 미래 식생자료는 NOAA/AVHRR을 이용하여 구축한 과거의 월 NDVI와 평균온도와의 선형 회귀식을 이용하여 기후변화 시나리오별 월 NDVI를 구축하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권4호
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• pp.329-344
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• 2023

본 논문에서는 소량 및 불균형 능동소나 데이터세트에 적용된 다양한 딥러닝 기반 표적식별기의 일반화 성능을 종합적으로 분석하였다. 서로 다른 시간과 해역에서 수집된 능동소나 실험 데이터를 이용하여 두 가지 능동소나 데이터세트를 생성하였다. 데이터세트의 각 샘플은 탐지 처리 이후 탐지된 오디오 신호로부터 추출된 시간-주파수 영역 이미지이다. 표적식별기의 신경망 모델은 다양한 구조를 가지는 22개의 Convolutional Neural Networks(CNN) 모델을 사용하였다. 실험에서 두 가지 데이터세트는 학습/검증 데이터세트와 테스트 데이터세트로 번갈아 가며 사용되었으며, 표적식별기 출력의 변동성을 계산하기 위해 학습/검증/테스트를 10번 반복하고 표적식별 성능을 분석하였다. 이때 학습을 위한 초매개변수는 베이지안 최적화를 이용하여 최적화하였다. 실험 결과 본 논문에서 설계한 얕은 층을 가지는 CNN 모델이 대부분의 깊은 층을 가지는 CNN 모델보다 견실하면서 우수한 일반화 성능을 가지는 것을 확인하였다. 본 논문은 향후 딥러닝 기반 능동소나 표적식별 연구에 대한 방향성을 설정할 때 유용하게 사용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.55-62
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• 2023

내부 침식은 제방 손상 및 붕괴의 주요 원인 중 하나이며, 그 대표적인 유형으로 후퇴 침식 파이핑을 들 수 있다. 후퇴 침식 파이핑은 내부 침식 관련 제방 손상의 약 1/3 정도를 차지하며이를 예측하고 예방하는 것은 제방의 안전성 유지를 위해 중요하다. 본 연구에서는 추적자를 이용해 파이핑 현상을 예측하여 사전에 예방하는 것을 목적으로 실험을 실시하였다. 실험은 상류측과 하류측의 수두차, 유사의 크기, 차수벽의 유무 세 가지 조건을 변경하여 진행하였다. 추적자인 로다민은 실험을 시작할 때와 파이핑이 발생했다면 발생한 직후, 총 두 번 주입하였다. 실험을 진행하는 동안 파이핑 형성 과정을 영상으로 기록하였고 추적자의 농도와 유출구에서의 유량의 시계열을 측정하였다. 실험을 통해 본 연구에서는 유사의 종류에 따라 파이핑이 발생하는 수두차가 다르며 수두차가 클수록 파이핑이 쉽게 발생한다는 점을 관찰하였다. 또한 파이핑이 발생한 시점 직후에 추적자의 농도가 급격하게 증가하는 그래프의 양상을 확인했고 이를 통해 추적자의 농도 시계열 자료를 획득함으로써 파이핑의 발생 유무를 발견할 수 있다는 점을 확인하였다. 파이핑으로 인한 제방 손상 및 붕괴를 예방하는 데 있어서 본 연구의 활용도가 높으리라 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.79-89
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• 2023

많은 자재의 재고를 위해서는 넓은 야적공간이 요구되며, 보관기간이 길어짐에 따라 유지비용이 증가하고, 자재를 건설 현장에 적치할 경우 이동 불편과 작업공간 부족으로 안전사고가 우려된다. 반면 자재를 확보하지 못한 건설 현장은 재고가 부족하여 설계변동 등의 예상치 못한 수요 발생 시 대응이 어렵고 공기 지연 발생과 잦은 주문으로 인해 주문 비용이 증가할 수 있다. 이렇듯 적정재고량의 확보는 중요한 요소임에도 불구하고 건설 현장의 자재관리는 많은 경우에 현장관리자의 경험에 의존해 운영되는 사례가 많으므로 현장의 공정 조건이 반영된 합리적인 자재 재고관리 방안이 필요하다. 본 연구는 선후행 공정 현황, 야적장 크기, 자재 운반비, 주문 시기, 주문량 등과 같은 현장 조건을 반영하여 경제성 있는 자재관리 방법론을 제안한다. 이를 위해 공정별 여유시간, 야적장의 크기, 주문량을 주요 변수로 하여 공정표에서 부속공정을 조정하면서 적정재고량을 설정하고, 이 과정에 유전알고리즘을 적용하여 최적화된 주문 시점 및 주문량을 제시한다. 결과를 통해 도출된 운반비는 적합도 지표로 설정하고 사례적용을 통한 재고관리의 효율성을 검증한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.295-306
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• 2008

교차로란 2개 이상의 도로가 교차 접속되는 공간 및 그 내부의 교통시설물을 말하는 것으로 교차로의 기하구조 운영방법 등에 따라 운전자가 경로를 선정하는 의사결정 지점이다. 운전자에게 의사결정을 요구하는 것은 그들에게 부담을 주어 사고 발생확률을 높인다는 것을 의미한다. 따라서 운전자에게 의사결정 부담을 경감시켜주고 상충수를 현저하게 줄여주는 교차로의 형태로 회전형교차로(Roundabout)가 유럽 등에서는 성공적으로 많은 지점에서 시행되고 있다. 우리나라의 경우는 도입기에 있으며 도입에 많은 어려움이 있는 실정이다. 그리고 Roundabout을 적용하는데 있어 정량적인 기준이 없이 무차별적으로 도입되고 있다. 따라서 본 연구는 일반 평면교차로 유형적용의 우선순위를 위해 교통소통(지체)과 교통안전(사고)을 동시에 고려하여 교차로의 유형을 평가 결정하는 과정을 제시하였다. 첫째, 교통사고는 기존의 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout의 사고예측모형을 고찰하고 이를 토대로 회전교통량에 따라 사고건수를 예측하여 각 교차로별로 그 건수를 제시하였다. 둘째, 지체는 TSIS-NETSIM 프로그램을 이용하여 각 교차로별, 회전교통량별로 구분하여 이를 계산 분석하였다. 셋째, 앞서 예측된 교통사고와 지체도를 통해서 얻어진 결과를 바탕으로 사고비용, 지체비용을 산정하고 이를 바탕으로 신호교차로, 비신호교차로, Roundabout의 회전교통량별로 우선순위를 선정하고 가장 적정한 교차로 유형을 결정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1B호
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• pp.95-109
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• 2008

본 연구에서는 LDS 난류응력 모형, Van Rijn의 pick up 함수를 활용하여 일정 경사부에서의 파랑의 이행과 천수, 연이은 쇄파현상, plunging breaker에 후행하는 해저질의 역동적인 부유와 down rush와 후행 파랑에 의한 표사의 재분배를 수치모의 하였다. 이 과정에서 해저질과 소통하는 저면 유체력에 대한 quadratic law를 중심으로 한 기존의 연구 성과들은 정상상태에 기초하여 급속히 가속되고 감속되는 swash 대역의 수리특성을 반영할 수 없다는 결론에 도달하고 이러한 인식에 기초하여 새로운 산출방법이 제시되었다. 새로운 산출방법을 토대로 수치모의하여 비선형 천수과정의 일반적인 특징, 동조 비동조 고차 조화성분으로 전이된 파랑에너지로 인해 상당히 예리하고 왜도된 파형, 파형의 마루로부터 시작되는 물입자 자유낙하, 착수로 인한 커다란 물보라의 형성, 물보라 형성층의 해변으로의 이행, wave finger (Narayanaswamy와 Dalrymple, 2002), swash 대역에서 진행되는 부유사 순환과정, swash 대역에서 처오름으로 인해 부유된 부유사 무리의 off shore 방향으로의 순 이동 등이 비교적 정확히 재현되는 등 상당히 고무적인 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 기존의 Euler 좌표계에서 정의되는 파랑모형과 이동경계 기법의 한계를 뛰어 넘는 것으로 향후 보다 정확한 침식해석이 가능 할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2B호
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• pp.215-224
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• 2008

SLURP 준 분포형 수문모형을 이용하여 예측된 토지이용 자료와 미래 기후변화 시나리오에 의한 기상자료 및 식생지수 정보를 고려한 상태에서 하천유역의 유출에 미치는 영향을 분석하였다. 경안천 경안수위관측소 상류유역($260.4km^2$)을 대상으로 4개년(1999-2002) 동안의 일별 유출량 자료를 바탕으로 모형의 보정(1999-2000)과 검증(2001-2002)을 실시하였다. 토지이용 예측은 1996년, 2000년, 2004년의 Landsat TM 및 ETM+ 위성영상을 이용하여 CA-Markov 기법으로 검증(2004)을 실시한 후, 미래의 토지이용(2030, 2060, 2090)을 예측하였다. 예측된 토지이용은 시간이 경과할수록 산림과 논은 지속적으로 감소하고 도시, 초지, 나지 등은 증가하는 경향을 보였다. 미래의 식생정보 예측을 위하여 NOAA/AVHRR 위성영상으로부터 추출된 월별 NDVI(1998-2002)와 월평균기온간의 선형 회귀식을 도출하여 미래의 식생지수 정보(2030, 2060, 2090)를 추정하였다. IPCC SRES A2, B2 기후변화 시나리오에 대한 CCCma CGCM2 모의결과 값(2030s, 2060s, 2090s)을 Stochastic Spatio-Temporal Random Cascade Model(SST-RCM) 기법을 이용하여 downscaling 한 뒤 하천유출의 변화를 분석한 결과, 기후변화에 따른 하천유출율은 1999-2002년의 59%에 비해 미래에는 13%~34%로 감소하는 것으로 모의되었고, 반면에 토지이용의 변화에 대한 유출율은 0.1%~1% 증가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1D호
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• pp.157-167
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• 2006

정부에서 추진한 1 2차 국가지리정보체계(NGIS)사업 중 1차 NGIS사업(1995~2000)은 지리정보의 구축에 편중되었고, 2차 NGIS사업(2001~2005)은 1차 사업의 결과물로 얻어진 지리정보의 유통 활용 방안에 초점이 맞추어져 있다고 할 수 있다. 현재 2차 NGIS사업의 후반기에서 1 2차 NGIS사업을 뒤돌아보면 지리정보의 갱신이라는 문제를 간과할 수 없다. 정확한 지리정보의 구축 유통 활용은 국가지리정보를 대표하는 핵심적 요소라 할 수 있듯이 지리정보의 신속한 갱신 또한 LBS(Location Based Services), Ubiquitous, Telematics와 같은 차세대 산업에 지리정보의 변경 사항을 신속 정확히 제공함으로서 2차적인 산업을 진행하도록 하는 중요한 사항이라 할 수 있다. 국토지리정보원은 1차 NGIS사업 결과 구축된 수치지도를 개선하기 위해 많은 연구를 진행하였으며, 무결점 수치지도 제작을 거쳐, NGI, NDA, NRL 3가지 파일형식으로 제공되는 기본지리정보(Framework Data)를 구축하게 되었다. 기본지리정보는 다른 지리정보에 공통적으로 포함되어 있거나, 여러 지리정보를 통합하기 위해 위치적 혹은 내용적 참조체계를 제공하는 지리정보이다. 기본지리정보는 데이터 셋, 유일식별자, 데이터 모델을 구성요소로 하고 국가적 기반자료로서의 역할을 수행하게 된다. 본 논문은 기본지리정보의 핵심 구성요소인 지형지물 유일식별자(UFID, Unique Feature Identifier)의 업무를 이용하여, 지형지물 관리기관의 현업에서 관리되는 지형지물의 생성 변경 소멸에 관한 정보를 지리정보에 실시간으로 반영하여 실용적인 기본지리정보로 갱신하는 방안에 대하여 제안하였고, 추가적으로 지형변화율을 산출하여 기본지리정보의 갱신 계획 수립에 중요한 자료를 제공하는 방안도 제안하였다.