• 제목/요약/키워드: Scenario-based Design

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Contact forces generated by fallen debris

  • Sun, Jing;Lam, Nelson;Zhang, Lihai;Gad, Emad;Ruan, Dong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제50권5호
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    • pp.589-603
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    • 2014
  • Expressions for determining the value of the impact force as reported in the literature and incorporated into code provisions are essentially quasi-static forces for emulating deflection. Quasi-static forces are not to be confused with contact force which is generated in the vicinity of the point of contact between the impactor and target, and contact force is responsible for damage featuring perforation and denting. The distinction between the two types of forces in the context of impact actions is not widely understood and few guidelines have been developed for their estimation. The value of the contact force can be many times higher than that of the quasi-static force and lasts for a matter of a few milli-seconds whereas the deflection of the target can evolve over a much longer time span. The stiffer the impactor the shorter the period of time to deliver the impulsive action onto the target and consequently the higher the peak value of the contact force. This phenomenon is not taken into account by any contemporary codified method of modelling impact actions which are mostly based on the considerations of momentum and energy principles. Computer software such as LS-DYNA has the capability of predicting contact force but the dynamic stiffness parameters of the impactor material which is required for input into the program has not been documented for debris materials. The alternative, direct, approach for an accurate evaluation of the damage potential of an impact scenario is by physical experimentation. However, it can be difficult to extrapolate observations from laboratory testings to behaviour in real scenarios when the underlying principles have not been established. Contact force is also difficult to measure. Thus, the amount of useful information that can be retrieved from isolated impact experiments to guide design and to quantify risk is very limited. In this paper, practical methods for estimating the amount of contact force that can be generated by the impact of a fallen debris object are introduced along with the governing principles. An experimental-calibration procedure forming part of the assessment procedure has also been verified.

STPA를 활용한 자율주행자동차의 시뮬레이션 기반 오류 주입 시나리오 및 안전조치 시간 연구 (A Study on Simulation Based Fault Injection Test Scenario and Safety Measure Time of Autonomous Vehicle Using STPA)

  • 안대룡;신성근;백윤석;이혁기;박기홍;최인성
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.129-143
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    • 2019
  • 자율주행자동차의 안전에 대한 중요성이 강조되면서 안전성 및 신뢰성 향상을 위한 개발 검증 지침인 ISO-26262의 적용과 자율주행자동차의 안전성 검증에 대한 중요성이 높아지고 있다. 특히 미국자동차공학회 기준 Level 3 이상의 자율주행자동차는 운전자 대신 주변 환경을 감지하고 판단한다. 따라서 자율주행 기능에 이상이 생기거나 오작동 발생 시 안전에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 자율주행자동차는 고장 및 오작동에 대비하여 안전개념을 적용하고 이를 검증해야 한다. 본 연구에서는 ISO-26262 Part3 프로세스와 시스템 이론적 프로세스 분석 방법론인 STPA를 활용하여 자율주행자동차의 안전성 평가 및 검증을 위한 오류 주입 시나리오를 연구하고 시뮬레이션 기반의 오류 주입 테스트를 통해 안전개념 설계를 위한 안전조치 시간을 연구하였다.

화재진압대원을 위한 심폐소생술 훈련프로그램 개발 (Development of cardiopulmonary resuscitation training program for firefighters)

  • 손정원
    • 한국응급구조학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.161-184
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    • 2022
  • 연구 목적: 본 연구는 화재 현장에서 발생한 심정지 소방관의 소생률 향상을 위하여 화재진압대원을 위한 심폐소생술 훈련프로그램(FD-CPR)을 개발하고자 하였다. 연구 방법: 행동주의 이론을 전제로 한 FD-CPR 교수설계 모형을 3단계(분석, 설계, 개발) 절차에 따라 개발하였으며, 7명의 전문가 집단(응급의학과 교수 1인, 응급구조학과 교수 1인, 교육학과 교수 1인, 소방학교 교수 2인, 현장 활동 15년 이상 대원 2인)의 내용 타당도 검증(CVI)과 예비 실험을 거쳐 완성하였다. 연구 결과: 7개 절차로 구성된 시나리오 및 16개 항목으로 구성된 수행 능력 평가도구를 개발하였다. 평가도구의 난이도는 평균 41.16%, 변별도는 0.32로 나타나 난이도가 고르며, 변별도가 높은 것으로 확인되었다. 이후, 총 80분짜리 훈련프로그램을 개발하였고, 전문가 7인의 내용 타당도 검증 결과 1.0으로 높았다. 결 론: 본 연구를 통해 국내 처음으로 개발된 화재진압대원을 위한 기본 심폐소생술 훈련프로그램은 화재진압대원들의 심폐소생술 수행 능력 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 이에 소방학교 신규 화재진압대원 교육과정에 본 프로그램을 넣게 된다면, 심폐소생술에 대한 반복훈련이 이뤄질 수 있으므로 심폐소생술의 수행 능력은 유지될 것이고, 나아가 심정지 동료의 소생률 향상에도 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.

항공기용 이중화 비대칭형 직렬 전기-정유압 구동기의 Force Fighting 억제 기법 (Force Fighting Suppressive Technique of Dual Redundant Asymmetric Tandem Electro-Hydrostatic Actuator for Aircraft)

  • 송우근;김상석;최정석;이정운;이종철;이준원;최종윤
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.62-69
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    • 2022
  • EHA(Electro-Hydrostatic Actuator)는 기존의 중앙집중식 유압시스템에 비해 높은 에너지 효율을 가진다. 특히 항공기용 EHA는 고장상황에 대비하여 이중화 설계가 일반적이다. 또한 장착공간의 한계로, 구동기 길이를 최적화 하여야 한다. 따라서 양로드형 실린더와 단로드형 실린더의 직렬 구성이 유리하다. 하지만 피스톤 수압부 면적의 비대칭성으로 인해, 일반적인 제어 기법으로 이중화 구동 시 두 실린더 사이에 Force Fighting 현상이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이중화된 EHA의 시뮬레이션을 통해 Force Fighting 현상을 확인하였다. 이를 억제하기 위한 방법으로 Load Compensation 제어기와 힘 제어 기반 위치 제어기를 적용하였고 시뮬레이션을 통해 각각의 성능을 비교 분석하였다.

인공호흡기 중앙감시시스템 소프트웨어의 사용적합성 총괄평가 (Summative Usability Assessment of Software for Ventilator Central Monitoring System)

  • 정지용;김유림;장원석
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.363-376
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    • 2023
  • According to the COVID-19, development of various medical software based on IoT(Internet of Things) was accelerated. Especially, interest in a central software system that can remotely monitor and control ventilators is increasing to solve problems related to the continuous increase in severe COVID-19 patients. Since medical device software is closely related to human life, this study aims to develop central monitoring system that can remotely monitor and control multiple ventilators in compliance with medical device software development standards and to verify performance of system. In addition, to ensure the safety and reliability of this central monitoring system, this study also specifies risk management requirements that can identify hazardous situations and evaluate potential hazards and confirms the implementation of cybersecurity to protect against potential cyber threats, which can have serious consequences for patient safety. As a result, we obtained medical device software manufacturing certificates from MFDS(Ministry of Food and Drug Safety) through technical documents about performance verification, risk management and cybersecurity application.The purpose of this study is to conduct a usability assessment to ensure that ergonomic design has been applied so that the ventilator central monitoring system can improve user satisfaction, efficiency, and safety. The rapid spread of COVID-19, which began in 2019, caused significant damage global medical system. In this situation, the need for a system to monitor multiple patients with ventilators was highlighted as a solution for various problems. Since medical device software is closely related to human life, ensuring their safety and satisfaction is important before their actual deployment in the field. In this study, a total of 21 participants consisting of respiratory staffs conducted usability test according to the use scenarios in the simulated use environment. Nine use scenarios were conducted to derive an average task success rate and opinions on user interface were collected through five-point Likert scale satisfaction evaluation and questionnaire. Participants conducted a total of nine use scenario tasks with an average success rate of 93% and five-point Likert scale satisfaction survey showed a high satisfaction result of 4.7 points on average. Users evaluated that the device would be useful for effectively managing multiple patients with ventilators. However, improvements are required for interfaces associated with task that do not exceed the threshold for task success rate. In addition, even medical devices with sufficient safety and efficiency cannot guarantee absolute safety, so it is suggested to continuously evaluate user feedback even after introducing them to the actual site.

KBS-3 방식 고준위방폐물 심층처분장 FEP 분석을 통한 국내 사용후핵연료 심층처분시설 방사선학적 안전성 평가용 지권영역 주요 프로세스 항목 및 상대적 중요도 도출 (Draft List and Relative Importance of Principal Processes in the Geosphere to be Considered for the Radiological Safety Assessment of the Domestic Geological Disposal Facility through Analyzing FEPs for KBS-3 Type Disposal Repository of High-level Radioactive Waste(HLW))

  • 김석훈;이동현;박동극
    • 방사선산업학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.33-44
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    • 2023
  • The deep geological repository of high-level radioactive waste shall be designed to meet the safety objective set in the form of radiation dose or corresponding risk to protect human and the environment from radiation exposure. Engineering feasibility and conformity with the safety objective of the facility conceptual design can be demonstrated by comparing the assessment result using the computational model for scenario(s) describing the radionuclide release and transport from repository to biosphere system. In this study, as the preliminary study for developing the high-level radioactive waste disposal facility in Korea, we reviewed and analyzed the entire list of FEPs and how to handle each FEP from a general point of view, which are selected for the geosphere region in the radiological safety assessment performed for the license application of the KBS-3 type deep geological repository in Finland and Sweden. In Finland, five FEPs (i.e., stress redistribution, creep, stress redistribution, erosion and sedimentation in fractures, methane hydrate formation, and salt exclusion) were excluded or ignored in the radionuclide release and transport assessment. And, in Sweden, six FEPs (i.e., creep, surface weathering and erosion, erosion/sedimentation in fractures, methane hydrate formation, radiation effects (rock and grout), and earth current) were not considered for all time frames and earthquake out of a total of 25 FEPs for the geosphere. Based on these results, an FEP list (draft) for the geosphere was derived, and the relative importance of each item was evaluated for conducting the radiological safety assessment of the domestic deep geological disposal facility. Since most of information on the disposal facility in Korea has not been determined as of now, it is judged that all FEP items presented in Table 3 should be considered for the radiological safety assessment, and the relative importance derived from this study can be used in determining whether to apply each item in the future.

Optimizing Clustering and Predictive Modelling for 3-D Road Network Analysis Using Explainable AI

  • Rotsnarani Sethy;Soumya Ranjan Mahanta;Mrutyunjaya Panda
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권9호
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    • pp.30-40
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    • 2024
  • Building an accurate 3-D spatial road network model has become an active area of research now-a-days that profess to be a new paradigm in developing Smart roads and intelligent transportation system (ITS) which will help the public and private road impresario for better road mobility and eco-routing so that better road traffic, less carbon emission and road safety may be ensured. Dealing with such a large scale 3-D road network data poses challenges in getting accurate elevation information of a road network to better estimate the CO2 emission and accurate routing for the vehicles in Internet of Vehicle (IoV) scenario. Clustering and regression techniques are found suitable in discovering the missing elevation information in 3-D spatial road network dataset for some points in the road network which is envisaged of helping the public a better eco-routing experience. Further, recently Explainable Artificial Intelligence (xAI) draws attention of the researchers to better interprete, transparent and comprehensible, thus enabling to design efficient choice based models choices depending upon users requirements. The 3-D road network dataset, comprising of spatial attributes (longitude, latitude, altitude) of North Jutland, Denmark, collected from publicly available UCI repositories is preprocessed through feature engineering and scaling to ensure optimal accuracy for clustering and regression tasks. K-Means clustering and regression using Support Vector Machine (SVM) with radial basis function (RBF) kernel are employed for 3-D road network analysis. Silhouette scores and number of clusters are chosen for measuring cluster quality whereas error metric such as MAE ( Mean Absolute Error) and RMSE (Root Mean Square Error) are considered for evaluating the regression method. To have better interpretability of the Clustering and regression models, SHAP (Shapley Additive Explanations), a powerful xAI technique is employed in this research. From extensive experiments , it is observed that SHAP analysis validated the importance of latitude and altitude in predicting longitude, particularly in the four-cluster setup, providing critical insights into model behavior and feature contributions SHAP analysis validated the importance of latitude and altitude in predicting longitude, particularly in the four-cluster setup, providing critical insights into model behavior and feature contributions with an accuracy of 97.22% and strong performance metrics across all classes having MAE of 0.0346, and MSE of 0.0018. On the other hand, the ten-cluster setup, while faster in SHAP analysis, presented challenges in interpretability due to increased clustering complexity. Hence, K-Means clustering with K=4 and SVM hybrid models demonstrated superior performance and interpretability, highlighting the importance of careful cluster selection to balance model complexity and predictive accuracy.

탄자니아의 태양광 발전소와 통합된 전기 모빌리티 운영 시스템 : 비전과 시범운행 (Smart Electric Mobility Operating System Integrated with Off-Grid Solar Power Plants in Tanzania: Vision and Trial Run)

  • 이협승;임혁순;프랭크 앤드류 마농기;신영인;송호원;정우균;안성훈
    • 적정기술학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.127-135
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    • 2021
  • 전 세계적인 지구온난화의 위협에 대응하고자 세계 각국은 신재생 에너지의 확산, 탄소 배출 감소 등을 추진하고 있다. 또한, UN의 SDGs에도 포함된 기후변화에 맞서기 위한 노력으로 글로벌 자동차 제조사들은 향후 10년내에 전기 자동차로의 전면 전환을 추진하고 있다. 전기자동차는 탄소 배출 감소를 위한 유용한 수단이 될 수 있으나, 충전용 전기를 생산하는 단계에서 발생하는 탄소의 저감을 위해서는 친환경 신재생 에너지를 이용한 발전시스템이 요구된다. 본 연구에서는 아프리카 탄자니아에 설립된 태양광 발전소와 통합된 스마트 전기 모빌리티 운영 시스템에 대한 비전을 제안한다. 아두이노 컴퓨팅 장치를 기반으로 하는 스마트 모니터링 및 통신 기능을 적용하여 전기자동차 또는 전기 오토바이의 배터리 잔존용량, 배터리 상태, 위치, 속도, 고도, 도로 상태 등의 정보를 모니터링한다. 또한, 주변의 독립형 태양광 발전소 인프라와 통신하여 주행가능거리를 예측하고 충전 스케쥴 및 목적지까지의 경로 최적화를 수행하는 시나리오를 제시한다. 제안된 시스템의 구현 가능성은 전기 오토바이의 시험운행을 통해 검증되었다. 탄자니아에서 운영될 전기 모빌리티 시스템은 현지의 환경과 특성을 고려하여 친환경성, 경제성, 운용 용이성, 호환성 등의 요소가 고려되어야 한다. 본 연구에서 제안하는 스마트 전기 모빌리티 운영 시스템은 SDGs의 이행을 위한 중요한 기반이 될 수 있을 것이다.

쿠폰 다운로드를 기준으로 하는 온라인 광고비 모델의 설계 및 분석 (Design and Analysis of Online Advertising Expenditure Model based on Coupon Download)

  • 전정호;이경전
    • 지능정보연구
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    • 제16권4호
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    • pp.1-19
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    • 2010
  • 기존의 인터넷 광고비 모델에는 CPM (Cost Per Mile), CPC (Cost Per Click), CPS (Cost Per Sales) 등이 존재하며, 특히 CPC 모델은 광고주와 미디어에게 모두 합리적이라는 평가를 받으며, 인터넷 광고 시장에서 높은 비중을 차지하고 있다. 그러나 CPC 모델 또한, 경쟁 사업자에 의한 과도한 광고비 부과나 부정한 광고 수익 등을 목적으로 하는 부정 행위가 발생할 수 있고, 사용자의 전환 의도 없는 광고물 클릭으로 인해 광고주에게 부당한 광고비가 부과될 수 있는 것이 사실이다. 이에 본 연구에서는 새로운 광고비 모델인 'CPCD' (Cost Per Coupon Download) 모델을 제안한다. CPCD 모델은 사용자가 단순히 광고물을 클릭하는 행동을 넘어 광고주가 제공하는 쿠폰을 다운로드 받았을 때 광고비가 부과되는 모델로서, CPC 모델과 CPS 모델의 중간 개념이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 CPCD 모델의 설계 및 분석을 위하여 발생 가능한 시나리오를 제시하고, 프로세스 분석 및 관련 이슈에 대한 검토를 수행한다. 그리고 CPCD 모델에 참여하는 각 사업 참여자들에 대한 분석을 수행하고, 비용 시뮬레이션을 통해 CPC 모델과 CPCD 모델을 비교함으로써, CPCD 모델에 참여하는 광고주의 사업 참여 조건을 밝히며, 마지막으로 유비쿼터스 환경에서 CPCD 모델의 적용 가능성에 대하여 고찰한다.

다중 Application을 위한 Web Services 상호 운용성에 관한 연구 (Study of Web Services Interoperabiliy for Multiple Applications)

  • 유윤식;송종철;최일선;임산송;정회경
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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    • pp.217-220
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    • 2004
  • 웹의 이용이 급속하게 증가함에 따라, 웹 기반의 어플리케이션 대 어플리케이션간의 상호작용을 체계적으로 지원하는 적절한 모형과 새로운 분산 플랫폼을 기존 환경들과 효율적으로 통합할 수 있는 방안에 대한 요구가 발생하였으며 이에 대한 해결책으로 웹 서비스가 등장하였다. 현재 많은 소프트웨어와 하드웨어 업체들이 웹 서비스를 시장에 도입하려 하는 적극적인 시도를 보이고 있으며 어플리케이션들을 다양한 웹 서비스 제공자들로부터의 컴포넌트를 조합하여 구축하려 하고 있다. 하지만 웹 서비스를 완벽히 이행하기 위해서는 반드시 상호 운용되어야 하며 다른 업체들로부터의 서비스뿐만 아니라 플랫폼, 어플리케이션과 프로그래밍 언어에 종속되지 않도록 하는 일련의 표준화 작업이 필요하다. 이에 웹 서비스 상호 운용성 표준화 기구인 WS-I(Web Services Interoperability Organization)에서는 XML, UDDI, WSDL 그리고 SOAP을 기본으로 웹 서비스 상호운용을 위한 표준인 기본 프로파일(Basic Profile 1.0)을 제정하였으며 실제 적용하기 위한 웹 서비스 사용자 시나리오의 프로파일을 개발하고 있다. 이에 본 논문에서는 이질적인 두 어플리케이션간의 웹 서비스 상호 운용의 적합성을 검증하기 위하여 도서 정보 검색 웹 서비스를 J2SE 플랫폼의 웹 서비스 글라이언트와 .NET 플랫폼의 웹 서비스 서버를 기반으로 각각 설계 및 구현하고 서로 서비스가 이루어지도록 하여 이질적인 두 플랫폼 사이에서 상호 운용이 가능하다는 것을 보이며 두 어플리케이션 간의 전송 서비스를 WS-I 기본 프로파일을 적용하여 테스트 및 검증하였다.조건으로 혼합한 실험구를 설정하였다. 실험구는 각각 NWT+35‰, CWT+35‰, NWT+15‰, NWT+15‰, NWT+35‰+Anes., CWT+35‰+Anes., NWT+15‰+Anes. 및 CWT+15‰+Anes.의 8개 실험구를 2반복으로 설정하여 경북울진∼부산까지 약 400 km (6시간)를 차량수송하였다. 수송용기는 스티로폼상자(66×42×20 cnn)로서, 여기에 해수 3 L와 액화산소를 넣은 비닐봉지에 넙치 8마리씩 수용하여 수송하였다. 혈액의 성상 및 분석항목은 수송전ㆍ후에 채혈하여 비교하였다. 수송전 hematocrit는 22.2±3.8%에서 수송후 NWT+35‰에서 15.3+3.9%, CWT+35‰은 16.7±3.0%, NWT+15‰구에서는 19.2±1.8%로 낮아졌으며, CWT+15‰구는 20.9±3.6%로 수송전과 차이가 없었다. 한편 NWT+15‰+Anes.구는 17.8±0.9%, CWT+15‰+Anes.구는 14.5±1.5%로 낮아졌다. Cortisol은 수송전 2.4±0.1 ng/ml로부터 CWT+35‰구는 16.7±12.8 ng/ml, NWT+35‰구는 47.9+19.8 ng/ml, NWT+15‰구는 43.5±13.9 ng/ml, CWT+15‰구는 26.1±8.3 ng/ml, NWT+15‰+Anes.구는 61.7±3.3 ng/ml, CWT+15‰+Anes.구는 86.1±19.0 ng/ml로 높아졌다. Glucose는 수송전 74.2±32.6 mg/dl로부터 NWT+35‰구는 197.9±27.5 mg/dl, CWT+35‰구도 272.1±29.9 mg/dl로 유의하게 높아졌다. Na/sup +/의 수송전 농도는 16

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