• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.431-449
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• 2022

지금까지 국내에서는 수 많은 터널들이 완공되어 오면서 시공에서뿐 아니라 설계에서도 다양한 경험과 기술이 지속적으로 축적되어 왔다. 따라서 이제는 매우 복잡한 지질조건 또는 특수한 터널구조가 아니라면 일반적인 터널설계작업은 설계 항목에 따라 기존 유사 설계사례를 수정 또는 보완하는 것만으로도 충분한 경우도 적지 않다. 특히 터널발파설계의 경우, 실제 터널시공시 현장에서 시험발파를 통해 시공을 위한 발파설계를 추가로 수행하는 것이 일반적이라는 것을 감안할때, 설계단계에서 수행하는 발파설계는 예비설계 성격을 지니고 있어 기존의 유사 설계사례를 참고하는 것도 타당하다고 사료된다. 한편 최근 4차산업혁명시대에 들어서면서 전 산업분야에 걸쳐 그 활용도가 급증하고 있는 인공지능은 터널 및 발파분야에서도 다양하게 활용되고 있지만, 발파터널의 경우 발파진동 및 암반분류 등의 예측 분야에서 주로 활용되고 있을 뿐 터널발파패턴 설계에 활용된 사례는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 터널발파설계를 인공지능의 한 분야인 머신러닝 모델을 이용하여 자동화하기 위한 시도를 하였다. 이를 위하여 25개 학습용 터널설계 자료 및 2개의 시험용 설계자료에서 4가지의 입력데이터(지보패턴, 도로유형, 상반 및 하반 단면적) 및 16개의 출력데이터(심발공 종류, 비장약량, 천공수, 각 발파공 그룹별 공간격과 저항선 등)를 발췌하였다. 이를 기반으로 3가지 머신러닝 모델, 즉, XGBoost, ANN, SVM 모델을 시험한 결과 XGBoost모델이 상대적으로 최상의 결과를 나타내었다. 또한 이를 이용하여 실제 발파설계 상황을 가정하여 발파패턴을 제안하도록 한 결과 일부 항목에서 보완이 필요하긴 하지만 일반적 설계와 유사한 결과를 나타내었다. 본 연구가 기초연구 성격이어서 전체 발파설계를 완벽하게 수행하기는 아직 부족하지만, 향후 충분한 발파설계데이터를 확보하고 세부적인 처리과정을 보완하여 실용적인 활용이 가능하도록 추가 연구를 수행할 계획이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.517-534
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• 2021

수소연료는 환경오염문제를 해소하고 에너지 불균형 및 비용을 절감할 수 있다는 점에서는 화석연료를 대체하는 에너지원으로 부각되고 있다. 수소는 친환경적이나 폭발성이 강하기 때문에 수소연료차의 화재, 폭발 사고에 대한 우려가 매우 높은 실정이다. 연구결과에서 수소사고는 일반적인 화재의 경우 비교적 안전하나, 폭발이 발생하면 매우 위험한 것으로 인식되고 있다. 특히, 터널과 같은 반밀폐공간에서는 위험도가 보다 증가할 것으로 예측되기에 이에 대한 예측방법 및 대책을 마련하기 위한 연구가 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 터널에서 수소폭발시 안전성을 평가하기 위해서 등가 TNT모델의 적용성과 수치해석 방법에 대한 검토를 수행하였다. 6개의 등가 TNT모델과 Weyandt의 실험결과의 폭발압력을 비교·검토하여 모델의 적용성을 평가한 결과, Henrych식이 13.6%의 편차로 가장 근접하는 것으로 나타났다. 수치해석을 이용하여 수소탱크 용량(52, 72, 156 L)과 터널 단면적(40.5, 54, 72, 95 m²)이 폭발압력에 미치는 영향에 대한 검토한 결과, 터널에서 폭발 압력파는 초기에는 대기중에서와 마찬가지로 반구형 형태로 전파되나 벽체에 도달하면 반사파가 형성되며, 일정 거리 이상에서는 평면파로 변형되어 아주 완만한 감쇄율로 전파하는 것으로 나타났다. 등가 TNT모델인 Henrych식은 폭발압력이 급격하게 감소하는 구간에서는 수치해석 결과와 잘 일치하나 폭발압력파가 변형된 이후에는 큰 폭으로 과소평가하는 것으로 나타났다. 수소탱크용량이 동일한 경우에는 터널 단면적이 증가할수록 폭발압력이 감소하며, 단면적이 동일한 경우에는 수소탱크 용량이 52 L에서 156 L로 증가하면 폭발압력은 약 2.5배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 인체에 영향을 미치는 한계거리에 대한 평가결과, 수소탱크용량이 52 L인 경우 사망에 이르는 한계거리는 약 3 m, 중상에 이르는 거리는 단면적별로 차이가 있으나 28.5~35.8 m로 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제50권2호
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• pp.1-22
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• 2022

컴퓨터 시뮬레이션 프로그램인 ENVI-met을 활용하여 여름철 도로 방향과 가로수 식재형태에 따른 도시공간의 열환경 개선 효과를 분석하였다. 수목 식재 시 낮 시간 동안의 기온과 풍속은 감소하고 상대습도는 증가하였다. 평균복사온도와 인간 열환경지수 PET(physiological equivalent temperature), UTCI(universal thermal climate index)는 수목 식재 시 감소하는 경향을 보였다. 수목 식재 시 가장 큰 변화를 보인 기상요소는 평균복사온도로, PET와 UTCI 변화량 또한 평균복사온도와 유사한 패턴을 보였다. 가장 큰 저감효과를 보인 수목식재방법은 수고가 낮고, 수관폭이 넓고, 엽면적지수가 높은 수목을 좁은 간격으로 식재하는 시나리오(LWDN)였다. 평균복사온도, PET, UTCI는 태양의 고도 및 방위와 건물의 위치에 따른 그림자 형성 조건에 따라 큰 차이를 보였으며, 건물에 의한 태양복사에너지 차단이 클수록 수목에 의한 영향이 줄어들었다. 특히, 동측과 서측 보도에서는 시간대별 저감량에서 큰 차이를 보였다. 가장 저감효과가 큰 수목식재 시나리오인 LWDN으로 식재하였을 때 서측 방면에 위치한 북서, 서, 남서측 보도는 오전 시간대인 10:00에 수목이 없는 경우에 비해 PET 8.6-12.3℃, UTCI 4.2-4.5℃, 동측 방면에 위치한 북동, 동, 남동측 보도는 오후 시간대인 16:00에 PET 8.1-11.8℃, UTCI 4.4-5.0℃로 큰 저감효과를 보였다. 반면, 가장 저감효과가 적었던 수고가 높고, 수관폭이 좁으며, 엽면적지수가 낮은 수목을 넓은 간격으로 식재하였을 때 최대 저감량은 동측 방면 보도에서 PET 1.8℃, UTCI 0.9℃ 이하, 서측 방면 보도에서 PET 3℃, UTCI 0.9℃ 이하로 적은 저감효과를 보였다. 또한, 건물에 의한 영향으로 인해 수목영향이 적은 시간대에는 수목식재 시나리오 간 평균복사온도, PET, UTCI 저감효과의 차이가 크지 않았다. 이 연구결과는 가로수 식재 시 여름철 도시 열환경 저감을 위한 모델 개발에 기초자료로서 활용가능할 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.95-107
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• 2017

본 논문에서는 제도적으로 운영 중인 터널내 CCTV들로부터 실시간으로 들어오는 영상들을 최신 딥러닝 알고리즘을 이용, 학습시켜 다양한 조건의 터널환경에서 돌발 상황을 감지하고 그 돌발 상황의 종류들을 분류해 내는 시스템 개발을 위한 사전검토 연구를 수행하였다. 사전검토 연구를 위해, 2개의 도로현장의 교통류 CCTV영상 일부를 이용하여 가용한 전통적인 영상처리기법으로 영상내부로 집입하는 차량을 감지하고, 이동경로를 추적하여 일정 시간간격의 이동 차량의 좌표와 시간정보를 추출하고 학습자료를 구성하였다. 각 차량의 이동정보는 차선변경, 정차 등 6가지의 이벤트 정보와 연계된다. 차량 이동정보와 이벤트로 구성된 학습자료는 레질리언스(resilience) 기계학습 알고리즘을 이용하여 학습하였다. 2개의 은닉층을 설정하고, 각 은닉층의 노드수에 대한 9개의 은닉구조 모델을 설정하여 매개변수 연구를 수행하였다. 본 사전검토의 경우에는 첫 번째, 두 번째 은닉층 노드수가 각각 300개와 150개로 설정된 모델이 합리적으로 가장 추론정확도가 높은 것으로 평가되었다. 이로부터 일반화되기 매우 힘든 복잡한 교통류 상황을 기계학습을 이용하여 어떠한 사전 규칙설정 없이도 교통류의 특징들을 정확히 자동으로 감지할 수 있는 가능성을 보였다. 본 시스템은 시스템의 운용을 통해 지속적으로 교통류 영상과 이벤트 정보가 늘어난다면, 자동으로 그 시스템의 인지능력과 정확도가 자동으로 향상되는 효과도 기대할 수 있다.

• 한국조경학회지
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• 제43권5호
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• pp.40-54
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• 2015

서울시와 우즈베키스탄(Uzbekistan)의 수도 타슈켄트(Tashkent)시는 2010년 7월에 자매도시협정을 맺고, 타슈켄트 내에 서울공원을 조성하기로 결정하였다. 이후 이를 위한 현상 설계 공모를 2012년 치렀으며, 이때 당선된 작품을 기반으로 하여 2014년 6월 준공 후, 같은 해 9월에 개장하였다. 본 연구에서는 현상 설계 당시의 고민에서부터 아이디어가 실제 설계에 반영되어 준공되기까지 제 전반의 사항들을 한국정원 설계요소들을 중심으로 살펴본다. 타슈켄트 서울공원은 단순히 타슈켄트 내의 공공 공원으로서의 역할을 넘어 해외에 조성된 한국 전통 정원의 새로운 효시가 될 수 있는 곳으로 조성코자 하는데 주안점을 두었다. 지금까지 외국에 조성된 한국정원과 공원들이 대부분 조선시대에 초점을 맞추어 재현했던 한계를 벗어나, 타슈켄트 서울공원은 17만 명 고려인들이 우즈베키스탄에 머무르고 있는 것을 감안하여 옛 고려의 문화와 정취를 느낄 수 있는 공간이 될 수 있도록 하였다. 선행 연구를 통해 한국성 재현을 위한 디자인 요소들을 도출하였으며, 여기에는 고려시대의 정원 요소뿐 아니라, 고려인들 외에 현지인들이 보편적인 한국 전통정원을 체험할 수 있도록 조선시대의 재현 요소들도 재해석하여 함께 설계에 반영하였다. 중앙아시아에 한국의 전통미와 서정성이 담긴 공간을 구현하여 타슈켄트시 현지인들에게 우리문화의 단아하고 소박한 풍경을 느끼도록 하였다. 서울공원의 스토리텔링의 공간경험은 두 가지 시점으로 전개된다. 첫째, 고려인과 외국인의 시점으로 전개되는 공간경험으로써, 서정적이고 다원적인 공간구조를 지나면서 체험하는 경관의 단서들을 통해 고향, 한국의 정취를 더듬어 나가는 연속적 경관 체험의 장이다. 둘째, 타슈켄트 시민을 비롯한 이방인들의 시점에서 전개되는 경험으로써, 낯선 경관에서 느끼는 새로움, 지형과 경관을 다루는 다양한 기법 및 자세를 읽고, 과거 실크로드를 통해 동아시아와 교역을 이루었던 것처럼 한국정원에서 한국문화와 교감을 하며, 우리의 정서를 느끼는 스토리텔링과정으로 설정하였다. 외국도시에 조성되는 한국정원 및 공원은 단순한 조경공간으로서의 의미를 넘어, 외국인들에게 대한민국의 이미지와 '한국'의 문화를 널리 알리는 첨병 역할을 한다. 타슈켄트 서울공원 역시 이를 통해 대한민국과 수도서울의 이미지를 쉽게 알릴 수 있도록 한국 전통조경의 아름다움과 독창성을 반영하여 설계하였다. 더불어 우즈베키스탄 경관과의 차별성을 나타낼 수 있는 디자인, 현지인들에게 한국문화를 알릴 수 있는 계획안을 도출하는데 중점을 뒀다. 타슈켄트 서울공원은 현 시점에서 외국에 조성된 '한국정원'의 가장 최근 사례이다. 따라서 이에 대한 설계 전략과 내용에 대한 연구를 통해 외국 도시에 조성되고 있는 한국정원에서의 한국성의 재해석 과정과 설계 요소 도출에 대한 고민과 과정을 살펴볼 수 있으리라 사료된다.

• 지능정보연구
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• 제21권4호
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• pp.1-16
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• 2015

교통사고의 원인을 규명하고 미래의 사고를 방지하기 위한 노력의 일환으로 데이터 마이닝 기법을 이용한 교통 데이터 분석의 연구가 이루어지고 있다. 하지만 기존의 교통 데이터를 이용한 마이닝 연구들은 학습된 결과를 사람이 이해하기 어려워 분석에 많은 노력이 필요하다는 문제가 있었다. 본 논문에서는 많은 속성들로 표현된 교통사고 데이터로부터 유용한 패턴을 발견하기 위해 규칙 학습 기반의 데이터 마이닝 기법인 연관규칙 학습기법과 서브그룹 발견기법을 적용하였다. 연관규칙 학습기법은 비지도 학습 기법의 하나로 데이터 내에서 동시에 많이 등장하는 아이템(item)들을 찾아 규칙의 형태로 가공해 주며, 서브그룹 발견기법은 사용자가 지정한 대상 속성이 결론부에 나타나는 규칙을 학습하는 지도학습 기반 기법으로 일반성과 흥미도가 높은 규칙을 학습한다. 규칙 학습 시 사용자의 의도를 반영하기 위해서는 하나 이상의 관심 속성들을 조합한 합성 속성을 만들어 규칙을 학습할 수 있다. 규칙이 도출되고 나면 후처리 과정을 통해 중복된 규칙을 제거하고 유사한 규칙을 일반화하여 규칙들을 더 단순하고 이해하기 쉬운 형태로 가공한다. 교통사고 데이터를 대상으로 두 기법을 적용한 결과 대상 속성을 지정하지 않고 연관규칙 학습기법을 적용하는 경우 사용자가 쉽게 알기 어려운 속성 사이의 숨겨진 관계를 발견할 수 있었으며, 대상 속성을 지정하여 연관규칙 학습기법과 서브그룹 발견기법을 적용하는 경우 파라미터 조정에 많은 노력을 기울여야 하는 연관규칙 학습기법에 비해 서브그룹 발견기법이 흥미로운 규칙들을 더 쉽게 찾을 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.1007-1018
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• 2009

Hydrocyclone은 높은 수면적부하율 운전이 가능하고, 구동부분이 없고, 운전 및 유지관리비가 적게 소요되어 미세입자물질제거에 효과적인 장치로 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다. Hydrocyclone에 나선형 유입부를 통해 직각으로 유입되어 중력이 아닌 원심력에 의해 입자물질이 하부배출구로 분리되고 처리수는 vortex finder를 통해 배출된다. 입자분리에 hydrocyclone은 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 도시지역 강우유출수 처리사례는 드문 실정이다. 본 연구에서는 변형된 hydrocyclone과 perlite 여재를 조합한 hydrocyclone filter (HCF)을 이용하여 강우유출수내 미세입자의 제거능을 분석하였다. 입자물질들은 인공입자들을 이용하여 강우유출수내 입자농도를 모의 실험하였다. 인공입자들을 물에 분산시켜 강우유출수를 재현하였는데 사용한 입자들은 이온교환 수지, 도로측구 퇴적물질, 상업지역 맨홀퇴적물질, 그리고 실리카겔 등이다. 하부배출부와 vortex finder 구조를 달리하여 HCFopen system과 HCF-closed system으로 구분하여 처리능을 분석하였다. HCF장치는 아크릴 수지를 이용하였는데 hydrocyclone의 직경은 120 mm이고 여과조의 직경은 250 mm이고 전체적인 높이는 800 mm로 제작하였다. 운전조건별 유입수 농도와 입경을 다양하게 적용하였고 SS와 COD농도를 분석하여 처리효율을 산정하였다. HCF-open system의 경우 운전 가능한 최대 수면적부하율은 700 $m^3/m^2$/day이었고 HCF-closed system의 경우 수면적부하율 1,200 $m^3/m^2$/day까지이다. HCF-open system 운전결과 HCFclosed system에 비교하여 평균 수면적부하율은 2배 이상 높게 운전이 가능하며 처리효율도 8~20% 이상 향상되는 것으로 분석되었다. 또한 유입수 SS농도가 높을수록 처리효율이 증가하며, 입경이 클수록 수면적부하율의 변화에 대한 처리효율의 영향이 적은 것으로 분석되었다. HCF-closed system의 실험을 통한 수면적부하율 변화에 대한 실리카겔입자의 제거 효율과 CFD입자추적기법을 이용한 예측 처리효율을 비교한 결과 CFD에 예측효율이 실제실험결과와 비교하여 다소 높게 나타나지만 처리효율의 경향은 매우 유사하게 나타나 CFD추적기법을 이용한 HDS유형 처리장치 설계 시 유용한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제42권3호
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• pp.1-12
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• 2014

도시의 공원녹지는 지역 주민들의 신체활동과 건강증진을 위해서 중요한 역할을 담당할 수 있기 때문에, 본 연구에서는 공원녹지의 다양한 특성과 신체활동 및 건강증진 목적의 공원녹지 이용의 상호관련성을 분석하고자 한다. 설문조사는 경상남도 창원시에 거주하는 541명의 주민들을 대상으로 공원녹지의 이용패턴과 주관적인 근린환경 인식을 파악하기 위해서 실시하였다. 사례지역에 대한 공원녹지의 접근성과 물리적 근린환경에 대한 공간정보를 구축하기 위해서 지리정보시스템(GIS)을 이용하였다. 다중회귀분석은 공원녹지의 특성과 신체활동 목적의 공원녹지 이용횟수, 자가인식 건강수준, 그리고 체질량지수(BMI)와의 상호관련성을 규명하기 위해 수행하였다. 거주지로부터 200m 이내에 분포하는 공원녹지의 출입구와 공원의 개수, 집 주변에서 운동하는 사람을 많이 볼 수 있거나, 저렴하게 이용할 수 있는 운동시설이 많다고 느낄수록 신체활동의 증가에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 집 주변 공원녹지까지의 거리가 가깝고, 공원녹지의 개수가 많고, 면적이 넓을수록, 보행이 편리할수록, 공동주거지역의 비율이 높을수록 자가인식 건강수준(perceived health level)에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 거주지로부터 400m 이내에 분포하는 공원녹지의 개수, 보행환경의 안전성, 공동주거지역의 비율, 도로비율, 교차로 밀도 등이 BMI와 상호관련성이 있는 것으로 나타났다. 독립변수인 공원녹지의 특성과 종속변수인 신체활동 목적의 공원녹지 이용횟수 및 자가인식 건강수준 사이의 다중회귀분석 결과, 유의수준 10% 이내에서 의미가 있는 회귀모형이 도출되었다. 본 연구는 공원녹지와 근린환경의 특성이 지역주민들의 신체활동과 건강에 미치는 영향을 규명함으로써, 향후 신체활동 목적의 공원녹지의 이용을 증진하고 비만을 감소시키기 위한 목적의 조경계획을 수립하는데 활용 가능할 것이다.

• 만화애니메이션 연구
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• 통권49호
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• pp.113-142
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• 2017

호소다 마모루의 <괴물의 아이>는 물리적 심리적으로 고립되어 있던 한 소년이 주변 존재들과의 '관계'를 통해 성장하는 모험담을 그려내고 있다. 이글은 감독이 우리에게 제안하고 있는 '관계'의 본질과 '진정한 성장'의 의미를 밝혀내고자 한 것이다. 작품에서 소년의 모험담은 두 개의 세계(인간계와 짐승계)를 중심으로 이루어진다. 여기서 인간계는 문명사회를, 짐승계는 인간의 내적 본질로서의 '자연성'을 가리킨다. 인간계와 거울관계에 있는 짐승계는 애초에 하나의 세계였으며, 모든 존재하는 것들의 장소는 안과 밖이 하나로 이어져 있었다. 인간은 주위의 존재들보다 결코 우월한 위치에 있지 않았으며, 모든 존재들은 서로 대등한 관계에 있었다. 이러한 시대의 사유방식은 '대칭적 사유'라 불린다. 그러나 인간이 자기중심적 문명화의 길을 전개시키면서, 자신의 내부에 있는 '자연'을 스스로 제거시킨 결과, 결국 두 세계(인간과 자연 혹은 인간계와 짐승계)는 분리되고 만다. 이로 인해 인간과 자연은 물론, 인간과 인간과의 관계까지도 단절되어 버린 것이 현재 우리가 살고 있는 문명사회이다. 감독은 '나는 누구인가'라는 한 소년의 질문을 통해, 자연적 존재로서 인간의 내적 본질을 복권시킬 것을 우리에게 제안하고 있다. 이는 인간이 자신을 둘러싼 모든 존재들(타자적 존재)들과의 '관계'를 회복한다는 것을 의미한다. 그것만이 우리가 만들어낸 문명사회의 다양한 폭력성들을 극복할 수 있는 유일한 대안이다. 인간의 완전한 성장은 바로 이 지점에서 이루어진다는 것이다. 이렇듯 <괴물의 아이>는 우리가 상실해버린 우주적 사고(대칭적 사유)를 통해 인간 문명사회에 대한 반성과 더불어 타자적 존재들과의 공존 가능성을 묻고 있다는 점에서, 미성숙한 인류사회에 '성숙의 모델'로서 제시된 텍스트라 할 수 있다.

• 한국환경생태학회지
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• 제27권4호
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• pp.417-428
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• 2013

여우는 한국에서 1980년대 이후로 절멸된 것으로 취급하고 있으며, 현재는 환경부에서 멸종위기 1급 동물로 지정되어 소백산국립공원에서 복원사업이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 여우복원사업에 필요한 적정 모델링과 방사 전략을 수립하기 위하여, VORTEX 프로그램을 이용한 개체군 생존력 분석(Population viability analysis: PVA)을 수행하였다. 초기 개체군 0에서 매년 10개체(암5, 수5)를 향후 10년간 지속적으로 방사할 경우, 개체군의 이입으로 50년간 개체군 성장률은 $0.018{\pm}0.204$였으며, 절멸확률은 0.354로 나타났다. 최초 방사 후 16년차에 116.34로 최대 개체군 크기를 보였으나, 17년차부터 매년 1.22의 감소율을 나타내었다. 방사된 여우의 지속적인 성장과 절멸을 방지하기 위해서는 최초 방사 17년 이후 추가적인 방사가 필요하며, 장기적인 여우 존속을 위해서는 매년 12개체 이상을 방사하는 것이 필요한 것으로 분석되었다. 반면 연간 6개체 이하일 경우 50년 후의 절멸 확률은 80% 이상으로 나타났으며, 최소한의 개체군 성장을 위해서는 8개체 이상의 추가 방사가 필요한 것으로 나타났다. 설정된 조건값에서 매년 10개체씩 암수의 성비를 변화하여 6:4 로 10년간 방사할 경우 1:1 비율보다 안정적인 개체군 성장률을 보였으나, 암컷의 비율이 7:3이상으로 높아질 경우 부정적인 결과를 보였다. 재난요인으로 설정된 road-kill과 밀렵은 여우복원사업의 성패에 중요한 요인으로 확인되었다. 초기 적용값을 기준으로 각각의 요인이 3% 감소할 경우에는 절멸 확률은 30%로 낮아졌으며, 3% 이상 증가할 경우 50년 후의 절멸 확률은 약 90%에 이르는 것으로 분석되었다.