생태산업단지의 주요 목표인 무배출(zero-emission)을 달성하기 위해서는, 기업간의 효과적인 용수 재이용망의 구축이 요구된다. 다양한 서브시스템과 의사결정과정을 포함한 복잡한 망 구조를 이루기 때문에 생기는 모델링 부분에서의 문제점을 해결하기 위하여, 본 연구에서는 새로운 모델링 기법인 에이전트기반 모델링(agent based modeling, ABM)을 도입하였다. 에이전트기반 모델링 기법을 이용해 물질교환망 내의 기업을 에이전트화 하고 이를 토대로 전체 시스템을 모사하는 방법론을 제시하였으며, 이를 이용해 실제 산업단지 내 기업에 대한 간단한 용수교환망 설계 모델을 구축하였다. 에이전트기반 모델에 기초한 용수재이용망은 용수공급에서 35% 감소를 보이며 폐수 배출량은 약 50%가 감소하였다. 실제 산업단지 모델링 결과 에이전트기반 모델은 시스템 변동시에도 전체 시스템을 수정할 필요가 없으며, 시스템이 확장하는 경우에도 그 적용이 용이하기 때문에 생태산업단지와 같은 복잡한 시스템의 모델링과 설계시 유용한 기술로 사용될 수 있음을 보였다.
동적 치료 요법(dynamic treatment regimes; DTRs)은 다단계 무작위 시험에서 개인에 맞는 치료를 제공하도록 설계된 의사결정 규칙이다. 모든 개인이 동일한 유형의 치료를 처방받는 고전적인 방법과 달리 DTR은 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 개별 특성을 고려한 환자 맞춤형 치료를 제공한다. 최적의 치료 규칙을 파악하기 위한 회귀 기반 알고리즘 중 하나인 Q-학습 방법은 쉽게 구현될 수 있기 때문에 더욱 인기를 끌고 있다. 그러나 Q-학습 알고리즘의 성능은 Q-함수를 제대로 설정했는지의 여부에 크게 의존한다. 본 논문에서는 고차원 데이터가 수집되는 DTRs 문제에 대한 다양한 이중강건 Q-학습 알고리즘을 연구하고 가중 최소제곱 추정 방법을 제안한다. 이중강건성(double-robustness)은 반응변수에 대한 모형 혹은 처리변수에 대한 모형 둘 중 하나만 제대로 설정되어도 불편추정량을 얻을 수 있음을 의미한다. 다양한 모의실험 연구를 통해 제안된 방법이 여러 시나리오 하에서도 잘 작동함을 확인하였으며 실제 데이터 예제를 통해 방법론에 대한 예시를 제시하였다.
복합재는 인공위성 카메라 경통의 재료로 많이 사용되는 재료이다. 하지만 적층된 복합재는 층간응력에 의한 층간분리 현상으로 약화된다 이러한 파괴모드는 경통의 구조적 불안정을 유발하며, 카메라의 광학적 성능도 저하시킨다. 따라서 경통은 층간분리에 대해서 강건해야하며, 또한 고강성, 충분히 높은 고유진동수 및 작은 열 팽창 계수 등을 가져야한다. 본 연구에서는 실험계획법을 바탕으로 설계를 진행하였다. 각 실험과정은 직교배열표를 기준으로 설계되었으며, 여러 속성을 고려하기 위해서 MADM 방법을 사용하였다. 그리고 분산분석과 F-검정을 통해서 영향력 인자를 결정하여 경통의 최종 적층각을 결정하였다.
The tube formation assay is a widely used in vitro experiment model to evaluate angiogenic properties by measuring the formation of tubular structures from vascular endothelial cells (ECs). In vitro experimental results are crucial when considered the advisability of moving forward to in vivo studies. Thus, the additional attentions to the in vitro assay is necessary to improve the quality of the pre-clinical data, leading to better decision-making for successful drug discovery. In this study, we improved the tube formation assay system in three aspects. First, we used human endothelial colony forming cells (ECFCs), which are endothelial precursors that have a robust proliferative capacity and more defined angiogenic characteristics compared to mature ECs. Second, we utilized a real-time cell recorder to track the progression of tube formation for 48 hours. Third, to minimize analysis error due to the limited observation area, we used image-stitching software to increase the microscope field of view to a $2{\times}2$ stitched area from the $4{\times}$ object lens. Our advanced tube formation assay system successfully demonstrated the time-dependent dynamic progression of tube formation in the presence and absence of VEGF and FGF-2. Vatalanib, VEGF inhibitor, was tested by our assay system. Of note, $IC_{50}$ values of vatalanib was different at each observation time point. Collectively, these results indicate that our advanced tube formation assay system replicates the dynamic progression of tube formation in response to angiogenic modulators. Therefore, this new system provides a sensitive and versatile assay model for evaluating pro- or anti-angiogenic drugs.
생태계기반 관리를 위해서는 정책적 활용도가 높은 생태모델이 개발되어야 한다. 이러한 생태모델이 개발되기 위해서는 복잡한 생태적 과정에 대한 면밀한 이해가 우선되어야 하며, 생태학자, 모델개발자, 이해당사자 그리고 관리자 사이의 원활한 의사소통이 필수적이다. 본 논문에서는 해양생태모델의 이론적 배경, 미국과 유럽의 생태모델의 최근 기술동향, 그리고 새만금 및 금강 하구역을 대상으로 우리나라 환경현안을 다루기 위한 생태모델 개발방향을 제시하였다. 기술동향에서 소개된 내용은 역학모델 중심의 생태순환모델과 통계모델이며 이들의 정책 활용 잠재성을 토의하였다.
그룹통신은 이동통신 환경에서 사용할 수 있는 중요한 응용분야의 하나이다. PoC(Push to Talk over Cellular)는 셀룰러 전화망에서 사용되는 그룹통신을 위한 서비스이며, 단방향(half duplex) 통신으로 통화 버튼을 한 번 누름으로써 한 사용자가 그룹에 속한 다수에게 통화를 할 수 있게 한다. 이러한 서비스를 바탕으로 본 논문에서는 모바일 와이맥스(802.16e) 네트워크에서 그룹통신 프로토콜을 설계하였다. 또한 설계된 프로토콜의 검증과 성능평가를 위해 시뮬레이션을 실행하였다. 성능평가 결과 개발된 그룹통신이 안정적으로 동작함을 확인할 수 있었으며, 성능이 허용 범위 내에서 정상적으로 동작함을 확인할 수 있었다.
하구담수호는 하천의 출구점이 해양과 만나는 곳에 방조제를 건설하고 이를 통해 형성되는 인공호수이다. 출구점에 위치한 지리적 특성은 많은 수자원을 확보할 수 있지만 유역에서 발생하는 모든 유입량 및 오염물질이 유입되어 홍수위험 및 수질악화가 문제점으로 제시되고 있다. 담수호의 관리수위는 배수갑문 운영에 기초가 되는 수위로 용수공급, 홍수위험도를 고려하여 산정한다. 하지만 기후변화로 인해 가뭄, 홍수의 위험성이 커지고 있으며, 이를 고려하여 관리수위의 산정이 필요하다. 로버스트 의사결정 기법은 기후변화의 불확실성 하에서의 정책 결정을 위해 제시된 개념으로 불확실한 미래상황에 대하여 최적이 아닌 여러상황의 준수한 결과를 보이는 방법을 선정해 예상치 못한 상황에도 대비할 수 있는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 담수호의 관리수위 산정을 위해 로버스트 의사결정 기법을 적용하였다. 관리수위 산정을 위해 미래 기후변화 시나리오는 CanESM5 GCM의 SSP1, 2, 3, 5 시나리오를 이용하였으며 담수호 관리수위는 기존 관리수위를 포함한 5개의 관리수위를 모의하였다. 각 시나리오에 따른 유입량, 호소수위 및 호소수질 변화를 모의하기위해 유역모형 HSPF와 호소모형인 EFDC-WASP 모형을 연계하여 활용하였다. 로버스트 의사결정 기법에 성능인자로는 신뢰도기반 이수, 치수, 수질지표를 활용하였으며, 결정인자으로 후회도를 활용하였다. 후회도는 로버스트의사 결정에서 널리 쓰이는 결정인자로 가장 좋은 성능인자와 그 대안의 성능인자의 차이를 의미한다. 최종적으로 최소의 최대 후회도를 갖는 시나리오를 1순위로 선정하였다.
본 연구는 도심구간통과 철도노선에서 빈번히 발생하는 민원을 고려하여 철도 건설대안의 우선순위를 판단할 수 있는 방법론을 다기준 의사결정법의 하나인 AHP (Analytic Hierarchy Process; 분석적 계층화법) 기법을 이용하여 개발하였다. 철도사업과 관련된 민원의 특성 및 원인을 분석하기 위해, 경의선, 경춘선, 수인선, 장항선의 네 개 노선에서 주로 발생되는 민원사항을 정리 분석하였다. 원인별로 분류된 민원을 해결할 수 있는 전문가 집단의 브레인 스토밍 과정을 거쳐 현행유지를 포함한 7 개의 철도건설 대안을 제시하였다. 선택된 최적대안을 시행함에 있어 문제가 될 수 있는 항목을 사전에 파악할 수 있도록 개선우선순위를 도출하였으며 AHP 평가설문이 내재적으로 가지는 중복도 문제를 해결하기 위해 Fuzzy 측도를 활용한 송기한 (2002)의 모형을 적용하였다. 각 대안 간 가중치 변화에 대한 민감도 분석을 수행하여 집단간 이해관계의 차이로 인한 최적대안의 변화정도를 살펴보았다. 본 연구에서 개발된 방법의 적용성 검토를 위해 경의선 구간 중 고양시 지역을 대상으로 지하화와 현행유지 대안에 대한 사례분석을 수행한 결과 각각 0.489, 0.511로 현행유지 대안이 더 높은 점수를 가지는 것으로 나타났다. 하지만 중복도와 민감도 분석을 시행했을 경우 평가점수에 다소 차이가 나타났다. 또한, 현행유지대안을 선택할 경우 종합교통체계의 열위지수가 0.1063으로 가장 우선적으로 보완되어야 할 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 모형을 바탕으로 민원을 고려한 노선대안 선정이 이루어진다면, 철도사업 뿐만 아니라 여러 공공사업을 시행함에 있어 정부와 시민 그리고 지방단체의 합의를 통한 원활하고 효율적인 사업진행이 이루어 질 수 있을 것으로 기대된다.
국내 건설 프로젝트에서 발생되어지는 불확실한 리스크 요소에 의해서 발주자와 시공자의 비용적인 이익이나 프로젝트의 성패는 큰 영향을 받기 마련이다. 따라서, 프로젝트 초기단계에서 발생가능한 리스크를 파악함으로 인해서 합리적인 관리나 대처방안을 모색할 수 있는 정량화된 리스크 평가방법의 필요성이 제기되고 있다. 기존의 연구에서도 리스크 파악 시 사업단계별 혹은 공사단계별로 세분화된 평가방법론이 개발되었으며, 이를 정량화시키려는 시도 또한 상당부분 이루어졌다. 그러나, 리스크에 대한 평가 결과와 최종 프로젝트의 성패와의 연관성에 대한 파악은 쉽지 않은 것이 사실이다. 이에 본 연구에서는 선행 연구 및 문헌 조사를 바탕으로 국내 건설 프로젝트에서 발생되어지는 비용성과 리스크를 바탕으로 리스크 정량화 평가 방법론을 제시하고자 한다. 본 연구는 선행연구에서 도출된 비용성과 리스크를 통해서 정량화 된 리스크 평가분석 툴(tool)을 제시하고자 한다. 본 연구에서 개발된 리스크 평가 툴은 사업 초기 프로젝트에서 리스크 요소들의 파악을 용이하게 하며, 리스크 요소에 대한 정량적인 평가분석을 가능하게 할 뿐만 아니라, 발주자나 시공자 측의 의사결정자에게 프로젝트 리스크 정도에 따른 합리적인 대응방안 모색 시 효과적인 도구의 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다.
에너지 및 기후변화 정책을 수립하는 데 있어 경제모형은 중요한 역할을 한다. 자원의 효율적인 사용에 관한 경제이론을 바탕으로 공공의 정책을 평가하고 나아가야 할 방향을 제시할 수 있기 때문이다. 개인의 의사결정뿐 아니라 공공의 의사결정에서 불확실성은 중요한 영향을 미친다. 최근 학계를 중심으로 에너지 및 기후변화 문제와 관련하여 불확실성이 모형의 결과에 미치는 영향이 강조되고 있으며, 몇몇 모형들에서는 불확실성을 명시적으로 반영하고 있다. 그러나 국내에서 사용하고 있는 에너지 및 기후경제 모형의 경우 대체로 결정론적인 분석틀을 사용하고 있어 에너지 및 기후변화 문제가 갖고 있는 불확실성을 반영하지 못한다는 문제점이 있다. 발생 가능한 다양한 경우에 대해서도 견고한 의사결정의 중요성이 강조되고 있다는 측면에서도 불확실성 분석의 필요성은 더욱 커지고 있다. 이에 이 논문은 불확실성 분석에 관한 이론을 검토하고, 이론에 근거해 불확실성과 관련한 에너지 및 기후경제 모형의 최근 연구 결과를 분석하며, 국내 모형들이 불확실성 분석을 수행할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 수치 모형 응용으로서 FUND 모형을 불확실성을 반영해 수정한 후 국내 기후변화 피해비용을 분석하였다. 이 논문은 에너지 및 기후경제 모형과 관련하여 불확실성 분석 관련 내용을 종합적으로 검토하고 향후 국내 모형에서 적용할 수 있는 방안을 제시한다는 점에서 기여하는 바가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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