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토양수분함량 예측 및 계획관개 모의 모형 개발에 관한 연구(I) (A Study on the Development of a Simulation Model for Predicting Soil Moisture Content and Scheduling Irrigation)

  • 김철회;고재군
    • 한국농공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.4279-4295
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    • 1977
  • Two types of model were established in order to product the soil moisture content by which information on irrigation could be obtained. Model-I was to represent the soil moisture depletion and was established based on the concept of water balance in a given soil profile. Model-II was a mathematical model derived from the analysis of soil moisture variation curves which were drawn from the observed data. In establishing the Model-I, the method and procedure to estimate parameters for the determination of the variables such as evapotranspirations, effective rainfalls, and drainage amounts were discussed. Empirical equations representing soil moisture variation curves were derived from the observed data as the Model-II. The procedure for forecasting timing and amounts of irrigation under the given soil moisture content was discussed. The established models were checked by comparing the observed data with those predicted by the model. Obtained results are summarized as follows: 1. As a water balance model of a given soil profile, the soil moisture depletion D, could be represented as the equation(2). 2. Among the various empirical formulae for potential evapotranspiration (Etp), Penman's formula was best fit to the data observed with the evaporation pans and tanks in Suweon area. High degree of positive correlation between Penman's predicted data and observed data with a large evaporation pan was confirmed. and the regression enquation was Y=0.7436X+17.2918, where Y represents evaporation rate from large evaporation pan, in mm/10days, and X represents potential evapotranspiration rate estimated by use of Penman's formula. 3. Evapotranspiration, Et, could be estimated from the potential evapotranspiration, Etp, by introducing the consumptive use coefficient, Kc, which was repre sensed by the following relationship: Kc=Kco$.$Ka+Ks‥‥‥(Eq. 6) where Kco : crop coefficient Ka : coefficient depending on the soil moisture content Ks : correction coefficient a. Crop coefficient. Kco. Crop coefficients of barley, bean, and wheat for each growth stage were found to be dependent on the crop. b. Coefficient depending on the soil moisture content, Ka. The values of Ka for clay loam, sandy loam, and loamy sand revealed a similar tendency to those of Pierce type. c. Correction coefficent, Ks. Following relationships were established to estimate Ks values: Ks=Kc-Kco$.$Ka, where Ks=0 if Kc,=Kco$.$K0$\geq$1.0, otherwise Ks=1-Kco$.$Ka 4. Effective rainfall, Re, was estimated by using following relationships : Re=D, if R-D$\geq$0, otherwise, Re=R 5. The difference between rainfall, R, and the soil moisture depletion D, was taken as drainage amount, Wd. {{{{D= SUM from { {i }=1} to n (Et-Re-I+Wd)}}}} if Wd=0, otherwise, {{{{D= SUM from { {i }=tf} to n (Et-Re-I+Wd)}}}} where tf=2∼3 days. 6. The curves and their corresponding empirical equations for the variation of soil moisture depending on the soil types, soil depths are shown on Fig. 8 (a,b.c,d). The general mathematical model on soil moisture variation depending on seasons, weather, and soil types were as follow: {{{{SMC= SUM ( { C}_{i }Exp( { - lambda }_{i } { t}_{i } )+ { Re}_{i } - { Excess}_{i } )}}}} where SMC : soil moisture content C : constant depending on an initial soil moisture content $\lambda$ : constant depending on season t : time Re : effective rainfall Excess : drainage and excess soil moisture other than drainage. The values of $\lambda$ are shown on Table 1. 7. The timing and amount of irrigation could be predicted by the equation (9-a) and (9-b,c), respectively. 8. Under the given conditions, the model for scheduling irrigation was completed. Fig. 9 show computer flow charts of the model. a. To estimate a potential evapotranspiration, Penman's equation was used if a complete observed meteorological data were available, and Jensen-Haise's equation was used if a forecasted meteorological data were available, However none of the observed or forecasted data were available, the equation (15) was used. b. As an input time data, a crop carlender was used, which was made based on the time when the growth stage of the crop shows it's maximum effective leaf coverage. 9. For the purpose of validation of the models, observed data of soil moiture content under various conditions from May, 1975 to July, 1975 were compared to the data predicted by Model-I and Model-II. Model-I shows the relative error of 4.6 to 14.3 percent which is an acceptable range of error in view of engineering purpose. Model-II shows 3 to 16.7 percent of relative error which is a little larger than the one from the Model-I. 10. Comparing two models, the followings are concluded: Model-I established on the theoretical background can predict with a satisfiable reliability far practical use provided that forecasted meteorological data are available. On the other hand, Model-II was superior to Model-I in it's simplicity, but it needs long period and wide scope of observed data to predict acceptable soil moisture content. Further studies are needed on the Model-II to make it acceptable in practical use.

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Control of pH Neutralization Process using Simulation Based Dynamic Programming in Simulation and Experiment (ICCAS 2004)

  • Kim, Dong-Kyu;Lee, Kwang-Soon;Yang, Dae-Ryook
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.620-626
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    • 2004
  • For general nonlinear processes, it is difficult to control with a linear model-based control method and nonlinear controls are considered. Among the numerous approaches suggested, the most rigorous approach is to use dynamic optimization. Many general engineering problems like control, scheduling, planning etc. are expressed by functional optimization problem and most of them can be changed into dynamic programming (DP) problems. However the DP problems are used in just few cases because as the size of the problem grows, the dynamic programming approach is suffered from the burden of calculation which is called as 'curse of dimensionality'. In order to avoid this problem, the Neuro-Dynamic Programming (NDP) approach is proposed by Bertsekas and Tsitsiklis (1996). To get the solution of seriously nonlinear process control, the interest in NDP approach is enlarged and NDP algorithm is applied to diverse areas such as retailing, finance, inventory management, communication networks, etc. and it has been extended to chemical engineering parts. In the NDP approach, we select the optimal control input policy to minimize the value of cost which is calculated by the sum of current stage cost and future stages cost starting from the next state. The cost value is related with a weight square sum of error and input movement. During the calculation of optimal input policy, if the approximate cost function by using simulation data is utilized with Bellman iteration, the burden of calculation can be relieved and the curse of dimensionality problem of DP can be overcome. It is very important issue how to construct the cost-to-go function which has a good approximate performance. The neural network is one of the eager learning methods and it works as a global approximator to cost-to-go function. In this algorithm, the training of neural network is important and difficult part, and it gives significant effect on the performance of control. To avoid the difficulty in neural network training, the lazy learning method like k-nearest neighbor method can be exploited. The training is unnecessary for this method but requires more computation time and greater data storage. The pH neutralization process has long been taken as a representative benchmark problem of nonlin ar chemical process control due to its nonlinearity and time-varying nature. In this study, the NDP algorithm was applied to pH neutralization process. At first, the pH neutralization process control to use NDP algorithm was performed through simulations with various approximators. The global and local approximators are used for NDP calculation. After that, the verification of NDP in real system was made by pH neutralization experiment. The control results by NDP algorithm was compared with those by the PI controller which is traditionally used, in both simulations and experiments. From the comparison of results, the control by NDP algorithm showed faster and better control performance than PI controller. In addition to that, the control by NDP algorithm showed the good results when it applied to the cases with disturbances and multiple set point changes.

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$R^*$-Tree와 Grid를 이용한 이동 객체의 위치 일반화 기법 (Location Generalization Method of Moving Object using $R^*$-Tree and Grid)

  • 고현;김광종;이연식
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.231-242
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    • 2007
  • 패턴 탐사에 관한 기존의 연구들[1,2,3,4,5,6,11,12,13]은 이동 객체의 위치 이력 데이터 집합에 대한 위치 일반화 접근법을 사용하지 않거나 사용해도 특정 공간상의 이동 패턴들 중 단순히 시공간 제약이 없는 빈발 패턴만을 추출하므로, 특정 지점들 간의 최적 이동 경로나 스케줄링 경로와 같은 시공간 제약을 갖는 빈발 패턴 탐사에는 적용하기 어렵다. 또한 패턴 탐사의 수행에 있어 기존의 기법들은 데이터베이스에 대한 반복 접근을 줄이기 위해 메모리 상에 패턴 트리를 생성하여 사용하므로 보다 많은 메모리 공간을 소요하게 된다. 따라서 이러한 기존 탐사 기법들의 문제점들을 해결하기 위한 보다 효율적인 패턴 탐사 기법이 필요한 실정이다. 효율적 탐사 기법을 개발하기 위하여 본 논문에서는 방대한 이동 객체의 이력 데이터 집합에 대한 탐사 수행 시간 및 탐사에 필요한 메모리 공간을 최소화하기 위해서 상세 수준의 데이터들을 의미있는 공간영역 정보로 변환하는 새로운 위치 일반화 방법을 제안한다. 제안된 방법은 패턴 탐사의 전처리 과정에서 $R^*$-Tree와 영역 Grid 해쉬 테이블(AGHT:Area Grid Hash Table)을 기반으로 이동 객체의 위치 속성들을 2차원 공간영역으로 일반화하여 이동 시퀀스를 생성함으로써 효율적인 이동 객체의 공간 이동 패턴 마이닝을 유도할 수 있다.

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과학기술혁신체제 하에서의 국가연구개발 평가 시스템 개선에 관한 연구 : 연구개발 예산평가 시스템을 중심으로 (A Study on the Government's R&D Budgeting Evaluation System in Korea)

  • 박병무;이기종
    • 기술혁신학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.819-839
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    • 2009
  • R&D 규모의 확대는 평가의 효과성과 효율성 제고가 전제이다. R&D 예산 및 사업에 관한 시스템 평가는 예산의 조정 배분과 사업의 성과에 대한 평가로 구분된다. 이 논문은 예산의 조정 배분과 관련한 예산평가 시스템의 운영 측면에서 효율성 및 효과성을 제고하는 것에 중점을 둔 연구이다. 예산평가 시스템의 핵심 관점은 두 가지이다. 하나는 후행단계에서 이루어지는 사업에 대한 조사 분석과 평가의 관점을 예산평가에 보다 긴밀하게 연계시키는 것이며, 다른 하나는 이를 위해서 전반적인 종합조정의 시스템을 재조명하는 것이다. 예산은 정책 기획 집행으로 연결되는 과정이다. 사업을 매개체로 하여 정책에 부합하는 기획내용에 따라 예산을 활용하여 집행하는 것이 바람직한 것이다. 따라서 연구개발사업의 구조 체계와 예산항목(코드) 구조와의 연계 강화가 중요하다. 이것은 의사결정 시스템 차원에서 정책과 예산의 연계와 함께 이루어져야 한다. 또한 예산의 조정 배분, 정책과 사업의 성과평가, 연구개발사업 조사 분석 관련 시스템 상의 연계 강화와 운영일정에 대한 개선이 필요하다. 이를 위해서는 국가과학기술위원회(NSTC)의 기능이 정책기획 중심이 되어야 하며 정책부터 평가까지의 전과정상 객관성과 공정성이 확보될 수 있는 운영지원 체계로 개편되어야 한다. 조정 배분과 성과평가가 유기적으로 연계되는 평가 시스템이 되려면 이들의 집행일정과 조사 분석의 내용과 시기가 보다 효용성이 높아져야 한다.

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Quantification of the CO2 Footprint in Residential Construction

  • Don Mah;Juan D. Manrique;Haitao Yu;Mohamed Al-Hussein;Reza Nasseri
    • 국제학술발표논문집
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    • The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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    • pp.525-536
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    • 2009
  • The current residential process adheres to a traditional method of construction involving wood framing on-site on poured concrete foundations which has been widely applied in North America. A conventional residential construction process can include seventeen distinct stages ranging from stake-out to pre-occupancy inspection. The current practice possesses short comings including high construction material wastes, long scheduling timelines, adverse weather conditions, poor quality, low efficiencies and negative environmental impacts from transportation and equipment use. Over CAN $5 billion dollars was spent in the construction sector during 2007 in Canada. Previous findings in CO2 emissions during the construction process of a conventional dwelling emphasize more than 45 tonnes of CO2 emissions. Hence, in Alberta alone during 2007, almost 50,000 residential units would release more than two million tonnes of CO2. These numbers demonstrate the economical and environmental impact in building construction and its relationship with CO2 emissions. The aim of this paper is to quantify the CO2 emissions from the current residential construction process in order to establish the baseline for CO2 emission reduction opportunities. The quantification collection methodology will be approached by identifying the seventeen various stages of construction and quantifying the contributions of CO2 from specific activities and their impacts of work for each stage. The approach of separating these into separate stages for collection will allow for independent opportunities for analysis from various independent contractors from the entire scope of work. The use of BIM will be implemented to efficiently quantify CO2 emissions. Based on the CO2 quantification baseline, emission reduction opportunities such as an industrialized construction process will be introduced that allows homebuilders to reduce the environmental and economical impact of home construction while enabling them to produce higher quality, more energy efficient homes in a safer and shorter period of time.

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국소 진행된 두경부편평 상피암에 대한 CIS-PLATINUM과 방사선치료의 동시 병행요법 (Radiosensitization of Cis-Platimum in the Treatment of Advanced Head and Neck Squamous Cell Carcinoma)

  • 장혜숙
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제10권1호
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    • pp.27-34
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    • 1992
  • CIS-PLATINUM (DDP)을 제 3기, 제 4기 두경부종양환자에게 방사선 민감제로 사용한 임상연구 결과를 보고한다. 1984년부터 1987년까지 DDP 20 $mg/M^2$/day를 4일간 방사선 치료와 동시에 투여 하였으며 DDP는 3주 간격으로 반복투여 되었다. 치료는 종양세포 감소시기, 근치시기및 보조 치료 시기로 나누어 시행되었다. 본 논문에서 59명 환자의 치료결과및 합병증에 대하여 보고한다. 근치시기동안27명이 방사선치료45Gy 후 근치적 수술을 시행한 제I치료군으로, 29명이 근치적 방사선치료 65Gy를 시행한 제II치료군으로 분류되고 3명의 환자는 근치시기의 치료를 끝내지 못하였다. 종양세포 감소시기의 치료로 완전관해 $47.5\%$, 부분관해 $47.5\%$로 전체 반응률 $95\%$를 보였다. 근치시기 치료후 전체적으로는 $84\%$(47/56)의 완전 관해를 보였고, 제I치료군에서는 $96\%$(26/27), 제 II치료군에서는 $72\%$(21/29)가 완전 관해를 보였다. 제I치료군에서 원발병소의 $67\%$에서, 임파절 병변의 $70\%$에서 병리소견상 종양이 관찰되지 않았다. 근치시기치료후 완전관해 환자중 $34\%$에서 재발하였으며 재발까지의 평균시간은 8개월이었다. 전체 56명 환자의 4년 무병생존율은 $59\%$였고 근치시기에 완전관해를 보인 환자중 $51\%$(24/47)가 31개월의 평균 추적관찰기간(범위 : $10\~51$개월)동안 무병생존하였다. 제I치료군과 제II치료군사이에 전체생존율, 무병생존율에 있어서 유의한 차이는 보이지 않았다. 종양세포감소시기에 완전관해및 부분관해를 보인 환자들 사이에 생존율에서는 차이가 없었으며 가장 중요한 예후인자는 근치시기 치료로 완전관해 되었는지 여부이었다. 전체대상 환자의 합병증은 일반적인 치료시에 비하여 심하지 않았으며 치료에 잘 적응하였다. 본 연구에서 DDP가 비교적 적은 합병증을 동반한 의미있는 방사선 민감제임을 확인하였으며 치료효과를 증대시키기 위하여 DDP와 방사선치료의 적절한 투여 계획을 결정하는 전향적 연구가 필요하다고 생각한다.

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IFC를 이용한 설계정보관리시스템 핵심부 구축 (Design Information Management System Core Development Using Industry Foundation Classes)

  • 이근형;진상윤;김재준
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제1권2호
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    • pp.98-107
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    • 2000
  • 최근 건설산업에서 컴퓨터의 활용이 일반화되어 가면서, CAD, PMIS(Project Management Information System), 구조해석 프로그램, 공정관리 프로그램 등을 통해서 발생하는 정보의 양은 급증하고 있다. 그 정보의 양이 방대해지고, 복잡해지면서 이들 정보를 효과적으로 관리하며, 재활용하는 것이 건설산업의 생산성을 좌우하는 요소가 되어가고 있다. 이러한 상황에서 건설업에서의 정보기술과 CIC(Computer Integrated Construction)에 대한 연구가 진행되고 있다. 최근에는 프로덕트 모델을 이용하여 정보를 통합하기 위한 방안으로 IFC(Industry Foundation Classes)가 IAI에 의해 개발되어서 이를 이용한 정보 공유 및 활용에 대한 연구가 수행되고 있다. 하지만, 이들 연구가 아직 초기 단계에 머물러 있고, 대부분 개념적인 내용을 중심으로 이루어지고 있다. 따라서 IFC를 이용한 설계정보관리시스템 구축을 위한 좀 더 구체적인 모델과 구축 프로세스에 대한 연구가 필요한 상황이다. 본 연구의 목적은 IFC를 이용하기 위해 필요한 요소 기술을 조사하고, 이를 이용해서 IFC를 활용한 설계정보관리시스템의 모델을 제시하고, 제시된 모델에서 핵심적인 기능을 수행하는 프로젝트 데이터베이스와 프로덕트 프레임워커의 역할과 이들을 구축하기 위한 프로세스를 밝히는데 있다. 이들의 주된 역할은 건축정보와 구조정보의 통합과 프로덕트 정보의 다중 통합이며, 이들의 구현을 위한 프로세스로 먼저 '프로덕트 모델링' 과 '응용프로그램 개발' 의 두 가지를 상위단계의 활동으로 정의하고, 응용 프로그램 개발을 다시 'IFC스키마 컴파일', '클래스 컴파일', '프로젝트 데이터베이스 스키마 생성', '프로덕트 프레임워커 개발, '프로젝트 데이터베이스 생성'의 다섯 가지 활동으로 정의했다. 이러한 활동들을 위해 이용되는 도구들로 C++ 컴파일러, CAD, ST-Developer, ST-ObjectStore, ObjectStore 등을 제시했다. 이렇게 구축된 프로젝트 데이터베이스의 정보들은 인터넷을 이용한 분산기술과 XML을 이용해서 정보 관련자들 간의 공유 방안 및 '3차원 모델링', '프로덕트 정보 생성', '데이터베이스 생성 및 수정', '여러가지 체계에 따른 모델의 재구성', '모델별 도면 및 시방서 연결', '물량 정보 생성'의 다섯 단계로 제시하였다.

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