• 제목/요약/키워드: combined simulation method

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Development of a Classification Model for Driver's Drowsiness and Waking Status Using Heart Rate Variability and Respiratory Features

  • Kim, Sungho;Choi, Booyong;Cho, Taehwan;Lee, Yongkyun;Koo, Hyojin;Kim, Dongsoo
    • 대한인간공학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.371-381
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    • 2016
  • Objective:This study aims to evaluate the features of heart rate variability (HRV) and respiratory signals as indices for a driver's drowsiness and waking status in order to develop the classification model for a driver's drowsiness and waking status using those features. Background: Driver's drowsiness is one of the major causal factors for traffic accidents. This study hypothesized that the application of combined bio-signals to monitor the alertness level of drivers would improve the effectiveness of the classification techniques of driver's drowsiness. Method: The features of three heart rate variability (HRV) measurements including low frequency (LF), high frequency (HF), and LF/HF ratio and two respiratory measurements including peak and rate were acquired by the monotonous car driving simulation experiments using the photoplethysmogram (PPG) and respiration sensors. The experiments were repeated a total of 50 times on five healthy male participants in their 20s to 50s. The classification model was developed by selecting the optimal measurements, applying a binary logistic regression method and performing 3-fold cross validation. Results: The power of LF, HF, and LF/HF ratio, and the respiration peak of drowsiness status were reduced by 38%, 22%, 31%, and 7%, compared to those of waking status, while respiration rate was increased by 3%. The classification sensitivity of the model using both HRV and respiratory features (91.4%) was improved, compared to that of the model using only HRV feature (89.8%) and that using only respiratory feature (83.6%). Conclusion: This study suggests that the classification of driver's drowsiness and waking status may be improved by utilizing a combination of HRV and respiratory features. Application: The results of this study can be applied to the development of driver's drowsiness prevention systems.

Prognostic Evaluation of Categorical Platelet-based Indices Using Clustering Methods Based on the Monte Carlo Comparison for Hepatocellular Carcinoma

  • Guo, Pi;Shen, Shun-Li;Zhang, Qin;Zeng, Fang-Fang;Zhang, Wang-Jian;Hu, Xiao-Min;Zhang, Ding-Mei;Peng, Bao-Gang;Hao, Yuan-Tao
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권14호
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    • pp.5721-5727
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    • 2014
  • Objectives: To evaluate the performance of clustering methods used in the prognostic assessment of categorical clinical data for hepatocellular carcinoma (HCC) patients in China, and establish a predictable prognostic nomogram for clinical decisions. Materials and Methods: A total of 332 newly diagnosed HCC patients treated with hepatic resection during 2006-2009 were enrolled. Patients were regularly followed up at outpatient clinics. Clustering methods including the Average linkage, k-modes, fuzzy k-modes, PAM, CLARA, protocluster, and ROCK were compared by Monte Carlo simulation, and the optimal method was applied to investigate the clustering pattern of the indices including platelet count, platelet/lymphocyte ratio (PLR) and serum aspartate aminotransferase activity/platelet count ratio index (APRI). Then the clustering variable, age group, tumor size, number of tumor and vascular invasion were studied in a multivariable Cox regression model. A prognostic nomogram was constructed for clinical decisions. Results: The ROCK was best in both the overlapping and non-overlapping cases performed to assess the prognostic value of platelet-based indices. Patients with categorical platelet-based indices significantly split across two clusters, and those with high values, had a high risk of HCC recurrence (hazard ratio [HR] 1.42, 95% CI 1.09-1.86; p<0.01). Tumor size, number of tumor and blood vessel invasion were also associated with high risk of HCC recurrence (all p< 0.01). The nomogram well predicted HCC patient survival at 3 and 5 years. Conclusions: A cluster of platelet-based indices combined with other clinical covariates could be used for prognosis evaluation in HCC.

수확후 1-MCP 처리, 저장 방법 및 현지 유통온도가 모의수출 '감홍' 사과의 품질에 미치는 영향 분석 (Effects of Postharvest 1-MCP Treatment, Storage Method, and Shelf Temperature on Quality Changes of 'Gamhong' Apples during Export Simulation)

  • 박윤문;윤태명
    • 원예과학기술지
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    • 제30권6호
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    • pp.725-733
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    • 2012
  • '감홍' 사과의 수확후 1-MCP 처리, CA 저장 및 유통온도가 모의 수출과정 중 품질유지에 미치는 효과를 분석하였다. 사과는 장기저장에 적합한 성숙도에서 수확하여 $1{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ 농도의 1-MCP 처리 후 $0^{\circ}C$ 저온(air)과 $O_2$ 1.5kPa + $CO_2$ 2.5kPa CA 환경에서 각각 6개월간 저장하였다. 저장 후 모의 수출과정은 $0^{\circ}C$에서 2주간의 해상 운송 모의 과정을 거쳤으며 현지 유통과정은 저온($7^{\circ}C$) 과 상온($18-22^{\circ}C$)에서 7일로 설정하였다. $20^{\circ}C$ 온도 평형 후 측정한 저장 직후 및 모의 운송 후 호흡속도와 에틸렌 발생률은 1-MCP 처리와 CA 저장 사과에서 유의적으로 낮았고 호흡속도의 경우 CA 저장의 효과가 보다 뚜렷하였다. 모의 수출과정 후 당도는 1-MCP 처리에서 산함량은 1-MCP 및 CA 저장 사과에서 뚜렷하게 높았다. 1-MCP 처리와 CA 저장은 모든 시점에서 과육 경도 및 조직감 유지에 뚜렷한 효과를 보였으며, 조사 시점에 따라 상가효과가 있는 것으로 분석되었다. 현지에서의 저온유통은 과육 경도 유지에 효과적이었던 반면, 당도나 산함량에는 유의적인 영향을 미치지 않았다. 본 실험결과를 종합해보면, 수출을 목적으로 하는 '감홍' 사과의 저장 한계기간은 무처리 사과의 저온저장 시 4개월 이내, 1-MCP 처리 후 CA 저장 시에는 6개월 이상까지 가능한 것으로 나타나, 국내 저장기간과 현지 유통기간에 따라 차별화된 수확후관리기술 프로그램이 적용되어야 할 것으로 판단되었다.

GPS 신호 단절 상황에서 IMU 사양에 따른 보조센서 통합을 이용한 정확도 분석 (Accuracy Analysis using Assistant Sensor Integration on Various IMU during GPS Signal Blockage)

  • 이원진;권재현;이종기;한중희
    • 한국측량학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.65-72
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    • 2010
  • 본 연구에서는 MMS인 경우 고성능의 중급 IMU가 사용되고 보행자 항법시스템에서는 MEMS형의 저급 IMU가 사용된다고 가정한 후 GPS 신호가 단절되었을 경우 IMU에 의해 생성되는 위치 및 자세 오차를 시뮬레이션을 통하여 계산하였다. 또한 GPS 신호 단절 시에 고도계, 전자나침반 및 2가지 센서를 동시에 이용하는 MultiSensor를 이용하여 중급 및 저급 IMU를 보정하였을 경우의 정확도 향상 효과를 분석하였다. 실험 결과 중급 IMU의 경우 MMS에서 요구되는 3차원 위치오차 정확도가 5m라고 가정할 경우 GPS 단절 시간이 30초가 넘으면 요구 정확도를 만족하지 못하였다. 하지만 GPS 단절 구간에서 고도계 전자나침반 그리고 MultiSensor를 이용하여 IMU 보정을 수행할 경우 약 60초까지 요구정확도를 만족하였다. 또한 고도계 및 전자나침반을 동시에 사용할 경우 고도계에 의한 영향이 더욱 큰 것으로 판단된다 MEMS IMU와 같은 저급 IMU가 사용되는 보행자 항법 시스템의 요구 위치 정확도가 약 20m라고 가정할 경우 4초 이후에는 요구 정확도를 만족하지 못하였으며 자세 오차도 매우 급증하였다. 하지만 GPS 신호 단절시 보조센서를 이용하여 저급 IMU 보정을 수행하였을 경우 약 15초까지 요구 정확도를 만족할수 있을 것으로 시뮬레이션 결과 예측되었으며 또한 중급 IMU 실험과는 반대로 보행자 항법과 같은 속도가 느린 시스템에서 고도계 및 전자나침반 2가지 센서를 동시에 사용할 경우 전자나침반에 의한 영향이 더욱 큰 것으로 나타났다. 본 연구는 GPS 신호 단절이 발생할 수 있는 지역에 대하여 MMS 또는 보행자 항법시스템을 운용할 경우 요구 정확도에 따른 보조센서 통합을 이용하여 정확도를 높이는 자료로써 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

가변 및 민감성 부하를 고려한 대단위 가상 발전소 운영 방법 (Large-scale Virtual Power Plant Management Method Considering Variable and Sensitive Loads)

  • 박용국;이민구;정경권;이용구
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권5호
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    • pp.225-234
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    • 2015
  • 가상발전소(Virtual Power Plant)는 비상발전(DG), 열병합발전(CHP), 에너지 저장 장치(ESS), 부하(Load)등과 같은 분산 에너지 자원을 ICT기반의 기술로 연계하여 하나의 단일 발전소와 같이 운영하는 기술이다. 지금까지의 가상발전소는 하나의 가상발전 플랫폼을 통하여 광범위하게 산재해 있는 다양한 분산 에너지 자원을 네트워크로 연결하는 구조를 기반으로 개발되고 실증되었다. 그러나 분산 에너지 자원 종류 및 수가 지속적으로 증가할 경우 이러한 분산 에너지 자원과 관련된 데이터 또한 기하급수적으로 증가할 수밖에 없으며 분산 에너지 자원의 분포가 광범위한 지역에 분포되어 있는 경우 하나의 가상발전 플랫폼으로 이들 모든 자원에 대한 네트워크를 중앙 집중형으로 가져가는 것은 네트워크 구성을 위한 기술적, 비용적 측면에서 매우 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 광범위한 지역에 분포되어 있는 분산 에너지 자원을 효율적으로 관리함으로써 시스템 부하에 따른 오류 확률을 낮추고, 분산 에너지 자원과의 데이터 교환의 견고성과 가상발전소의 확장성을 확보할 수 있는 대단위 가상 발전소 구성 방법을 제안한다. 또한 대단위 가상 발전소 구성 시 분산 에너지 자원을 직접적으로 제어하고 모니터링하는 소단위 가상발전 플랫폼에서 가변 및 민감성 부하를 고려한 최적의 자원 스케줄링 방법 또한 시뮬레이션을 통해 그 결과의 유효성을 검증한다.

Experimental and numerical disbond localization analyses of a notched plate repaired with a CFRP patch

  • Abderahmane, Sahli;Mokhtar, Bouziane M.;Smail, Benbarek;Wayne, Steven F.;Zhang, Liang;Belabbes, Bachir Bouiadjra;Boualem, Serier
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제63권3호
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    • pp.361-370
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    • 2017
  • Through the use of finite element analysis and acoustic emission techniques we have evaluated the interfacial failure of a carbon fiber reinforced polymer (CFRP) repair patch on a notched aluminum substrate. The repair of cracks is a very common and widely used practice in the aeronautics field to extend the life of cracked sheet metal panels. The process consists of adhesively bonding a patch that encompasses the notched site to provide additional strength, thereby increasing life and avoiding costly replacements. The mechanical strength of the bonded joint relies mainly on the bonding of the adhesive to the plate and patch stiffness. Stress concentrations at crack tips promote disbonding of the composite patch from the substrate, consequently reducing the bonded area, which makes this a critical aspect of repair effectiveness. In this paper we examine patch disbonding by calculating the influence of notch tip stress on disbond area and verify computational results with acoustic emission (AE) measurements obtained from specimens subjected to uniaxial tension. The FE results showed that disbonding first occurs between the patch and the substrate close to free edge of the patch followed by failure around the tip of the notch, both highest stress regions. Experimental results revealed that cement adhesion at the aluminum interface was the limiting factor in patch performance. The patch did not appear to strengthen the aluminum substrate when measured by stress-strain due to early stage disbonding. Analysis of the AE signals provided insight to the disbond locations and progression at the metal-adhesive interface. Crack growth from the notch in the aluminum was not observed until the stress reached a critical level, an instant before final fracture, which was unaffected by the patch due to early stage disbonding. The FE model was further utilized to study the effects of patch fiber orientation and increased adhesive strength. The model revealed that the effectiveness of patch repairs is strongly dependent upon the combined interactions of adhesive bond strength and fiber orientation.

실시간 COFDM시스템을 위한 효율적인 구조를 갖는 비터비 디코더 설계 (The viterbi decoder implementation with efficient structure for real-time Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

  • 황종희;이승열;김동순;정덕진
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권2호
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    • pp.61-74
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    • 2005
  • 디지털 멀티미디어 방송(DMB)은 대용량의 멀티미디어 정보를 무선환경의 이동체에 전송하기 위해 제안된 방식이다. 이러한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 DM시스템은 COFDM 변조방식을 사용하여 다중 경로 페이딩 현상을 극복하고, 동시에 강력한 채널오류 정정 능력을 필요로 한다. DMB 수신기를 위한 비터비 디코더(구속장 7, code rate 1/4)는 가변 부호화된 데이터의 복호화를 수행해야 하고, 방송시스템이므로 실시간으로 동작하기 위해서 효율적인 구조를 가져야 한다. 따라서 DMB 시스템을 위한 비터비 디코더를 구현하기 위해서는 복호화 과정을 고속으로 수행할 수 있는 별도의 전용 하드웨어 모듈을 설계하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 많은 연산량을 효율적으로 줄일 수 있는 결합된 Add-Compare-Select(ACS)와 Path Metric Normalization(PMN)구조를 새롭게 제안하고자 한다. PMN구조에서의 단점인 comparison tree에 의한 임계 경로(critical path)의 문제를 고정치(fixed value)에 의한 선택 알고리즘을 적용함으로써 고속 동작이 가능하게 하였고, ACS구조에서는 분할 기법(decomposition method)과 선계산(pre-computation)을 이용하여 덧셈기, 비교기, 표준화기의 복잡도를 줄일 수 있도록 하였다. 시뮬레이션 결과 펑처드 비터비 디코더는 일반적인 구조를 적용했을 때 보다 면적 $3.78\%$, 전력소모 $12.22\%$, 최대 게이트 지연 $23.80\%$의 감소율을 보였다.

Effect on measurements of anemometers due to a passing high-speed train

  • Zhang, Jie;Gao, Guangjun;Huang, Sha;Liu, Tanghong
    • Wind and Structures
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    • 제20권4호
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    • pp.549-564
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    • 2015
  • The three-dimensional unsteady incompressible Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and k-${\varepsilon}$ double equations turbulent model were used to investigate the effect on the measurements of anemometers due to a passing high-speed train. Sliding mesh technology in Fluent was utilized to treat the moving boundary problem. The high-speed train considered in this paper was with bogies and inter-carriage gaps. Combined with the results of the wind tunnel test in a published paper, the accuracy of the present numerical method was validated to be used for further study. In addition, the difference of slipstream between three-car and eight-car grouping models was analyzed, and a series of numerical simulations were carried out to study the influences of the anemometer heights, the train speeds, the crosswind speeds and the directions of the induced slipstream on the measurements of the anemometers. The results show that the influence factors of the train-induced slipstream are the passing head car and tail car. Using the three-car grouping model to analyze the train-induced flow is reasonable. The maxima of horizontal slipstream velocity tend to reduce as the height of the anemometer increases. With the train speed increasing, the relationship between $V_{train}$ and $V_{induced\;slipstream}$ can be expressed with linear increment. In the absence of natural wind conditions, from the head car arriving to the tail car leaving, the induced wind direction changes about $330^{\circ}$, while under the crosswind condition the wind direction fluctuates around $-90^{\circ}$. With the crosswind speed increasing, the peaks of $V_X,{\mid}V_{XY}-V_{wind}{\mid}$ of the head car and that of $V_X$ of the tail car tend to enlarge. Thus, when anemometers are installed along high-speed railways, it is important to study the effect on the measurements of anemometers due to the train-induced slipstream.

VANET에서 V2I/V2V 협력 기반 멀티채널 MAC 프로토콜 (Multi-Channel MAC Protocol Based on V2I/V2V Collaboration in VANET)

  • 허성만;유상조
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권1호
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    • pp.96-107
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    • 2015
  • 네트워크(Vehicular Ad-hoc Networks; VANET) 기술은 텔레매틱스/지능형 교통시스템을 구축하여 실시간 정보를 수집 및 공유하여 교통 체증 완화, 교통사고 예방뿐만 아니라, 차량 안에서 인포테인먼트(Infotainment) 서비스를 제공한다. 요구하는 서비스 증가로, 고정된 프레임 안에서 한정된 자원을 사용하는 기존의 기술은 효율적인 차량통신 서비스에 한계가 있다. 따라서 주변 상황에 따라 유연한 동작의 프로토콜 설계와 정보를 효율적으로 인식, 예측, 분배, 공유를 할 수 있도록 적응적인 설계가 필요하다. 본 논문에서는 차량과 RSU(Road Side Units) 기반의 V2I(Vehicle to Infrastructure) 구조와 차량간 통신 V2V(Vehicle to Vehicle) 구조를 상호 결합하여 차량 통신에 할당된 자원을 보다 효율적으로 관리, 사용하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 성능 평가를 통해 제안된 V2I/V2V 협력 스케줄 메시지 전송을 통해 높은 자원 이용률을 달성할 수 있음을 보였고, 제어정보를 넓은 범위로의 신속한 전송을 위한 최적 전송 기회 시간과 2차 릴레이 차량 전송 확률 값을 도출하였다.

효율적인 VOD 서비스를 위한 RVOD와 NVOD간의 전환 프로토콜 (A Mode Switching Protocol between RVOD and NVOD for Efficient VOD Services)

  • 김명훈;박호현
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제15A권4호
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    • pp.227-238
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    • 2008
  • 최근 광대역화 되어가는 네트워크 환경에 발맞춰 VOD의 수요 역시 급증하고 있다. 기존의 VOD 서비스는 RVOD 또는 NVOD 중 한 가지 방식으로만 서비스가 가능하였다. 이렇듯 한 가지 방식으로만 서비스를 하게 되면 시시각각 변화하는 클라이언트의 수요에 대응할 수 없어서 서버에 과부하가 걸리거나, 서버의 대역폭을 낭비하는 결과를 초래하는 등 서버의 네트워크 자원을 효율적으로 사용하지 못하였다. 이에 본 논문에서는 효율적인 VOD 서비스를 위한 프로토콜에 관한 연구를 수행하였다. 기존의 VOD 서비스 알고리듬을 적용할 수 있는 새로운 프로토콜을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였으며, 새로운 프로토콜을 적용시킨 서버/클라이언트 구조의 시스템을 개발하였다. 본 논문에서는 RVOD/NVOD 통합 모드 전환 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 RVOD와 NVOD 두 가지 방식 모두를 제어할 수 있고, 두 방식간의 모드 전환을 할 수 있다. 그러므로 본 프로토콜을 사용하여 클라이언트의 수요 변화에 맞춰 모드를 전환한다면 서버의 대역폭을 효율적으로 관리할 수 있다. 특히 기존의 RVOD 및 NVOD 연구 방식들을 적용할 수 있다. 그러므로 본 논문에서 제시한 프로토콜은 앞으로의 VOD 시장에서 활용도가 매우 높을 것으로 기대된다.