• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.42-48
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• 2011

본 논문에서는 교량구간의 도로 결빙예측 및 감지를 위한 시스템 설계를 제안하였다. 센서 노드의 하드웨어는 마이크로프로세서, 온도 센서, 습도 센서, 그리고 Zigbee 무선 통신으로 구성되었다. 관제센터의 소프트웨어는 관제센터에 수집된 교량 온도, 습도 데이터로 관찰하기 위하여 구현되었다. 교량 노면의 결빙은 노면의 온도가 이슬점 온도 이하이면서 영하일 때 발생한다. 제안된 시스템을 이용하여 도로면의 온도 및 습도 분포를 측정하였다. 측정 데이터는 도로 결빙이 발생하는 시점을 예측하기 위하여 사용되었다. 실제 결빙되는 것보다 최소 30분 이전에 결빙시점을 예측하여 경고가 이루어진다. 이 결과로 결빙으로 인한 교통사고를 방지하기 위하여 사용 할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.147-155
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• 2022

항공기 및 철도차량 운용 중 발생하는 착빙 및 착설 현상은 공력 성능 감소와 주요 부품의 파손을 야기하기 때문에 시간에 따른 얼음 증식을 예측하는 것이 운용 안전 측면에서 매우 중요하다. 결빙수치해석은 실험적 방법에 비해 경제적으로 저렴하고 상사성 문제로부터 자유롭다는 점에서 결빙 형상을 예측하기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다. 그러나 결빙수치해석은 착빙노출시간을 multi-step으로 나누어 매 단계별로 정상상태를 가정하는 준정상상태(quasi-steady) 가정을 이용한다. 이러한 방법은 효율적인 해석이 가능하지만 연속적인 결빙 형상을 얻지 못한다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 차원축소기법을 활용하여 결빙 형상 데이터를 보간함으로써 시간에 따른 결빙 형상을 연속적으로 예측할 수 있는 모델을 만드는 것을 목적으로 한다. 서로 다른 100개의 결빙 조건에서 형성된 결빙 데이터에 대하여 차원축소모델을 적용하였으며, 학습 데이터의 수와 결빙 조건이 차원축소모델의 예측 오차에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.391-392
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• 2010

도로의 결빙은 겨울철 차량사고의 큰 원인으로 작용하며, 특히 고속도로에서의 노면결빙은 대형사고로 이어질 수 있다. 이러한 노면결빙으로 인한 사고는 노면상태를 파악하여 사전에 결빙을 방지함으로서 효과적으로 감소시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고속도로에 적용된 콘크리트 포장체의 노면상태를 평가하기 위하여 상습결빙구간에 포장체 깊이별로 온도센서를 설치하였다. 이 결과는 향후 결빙 사전예측을 위한 노면상태판정의 기초자료로 효과적으로 활용될 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권6호
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• pp.1355-1369
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• 2021

본 연구는 도로 노면결빙 판정 알고리즘에 대해 알고리즘을 개선하고 실제 현장 측정 자료와 알고리즘 예측값을 비교하였을 때 알고리즘에 대한 적중률을 분석하였다. 분석을 위하여 포천시 신북면 금동리의 도로 및 기상을 측정하였다. 알고리즘은 기존 도로 결빙 알고리즘을 선정하여 실제 결빙 조건 및 측정 수치에 맞춰 4차 알고리즘까지 개선하였다. 최종적으로 응결에 의한 결빙, 강수에 의한 결빙, 적설에 의한 결빙, 결빙상태의 지속, 풍속에 의한 결빙 5개의 알고리즘을 제작하였다. 포천 현장에서 알고리즘을 활용하여 예측할 경우 경우 결빙 적중률이 93.22%까지 개선되었다. 결빙 알고리즘에 대한 조합 비율에 대해 도출하였을 때 응결에 의한 결빙과 결빙상태의 지속에 대한 알고리즘이 96%를 차지하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1094-1104
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• 2010

익형주위 착빙 현상과 관련한 기존 연구는 수치적으로 예측된 결빙형상과 실험 결과를 정성적으로 비교하는데 그쳐, 해석 결과의 정확도에 대한 판단과 외기 조건 변화에 따른 결빙형상의 체계적 분석에 한계가 있었다. 이에 본 논문에서는 실린더와 익형의 결빙 형상을 가용한 실험 및 타 수치해석 결과와 비교, 검증하고 정량적으로 분석하는 연구를 수행하였다. 먼저, 개발된 코드로부터 획득한 결빙형상을 얼음의 최대두께와 얼음의 진행방향, 얼음의 분포, 얼음의 면적을 기준으로 나타낸 후 이를 정량적으로 분석하였다. 정량적 분석을 통해 유사한 결빙 형상을 직관적으로 비교할 수 있었다. 개발한 수치해석 코드는 아랫면에서의 결빙 면적, 얼음의 두께를 작게 예측하였다. 이를 개선하기 위하여 보다 정밀한 유동장 계산을 통해 획득한 입자의 궤적이 요구된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권6호
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• pp.1507-1516
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• 2020

본 연구는 도로 노면결빙 판정 알고리즘을 적용하여 도로결빙 구간에 대한 시나리오를 분석하였다. 도로결빙 알고리즘 적용을 위해서, 도로 결빙에 대한 영향인자를 검토하고, 분석을 위해서 목감IC, 정릉터널, 성산대교, 염창교 등 4지점의 관측자료를 활용하였다. 관측소는 모두 고속화도로에 설치되어 있으며, 도로 결빙 특성 분석을 위하여 분류하였다. 도로 결빙 판정 알고리즘의 노면온도-노점온도 차가 3℃ 이하일 때 도로결빙 발생 구간을 확인하고 결빙 구간의 노면상태와 수막두께 변화를 통해 도로 결빙 판정을 도출하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제13권4호
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• pp.19-25
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• 2005

본 연구의 목적은 GIS를 이용하여 도로의 노선계획시 예상되는 노면결빙구간을 추출함으로써 도로 안정성 확보에 대한 방안을 제시하는데 있다. 산악지역 도로계획의 경우 겨울철에는 결빙구간이 발생될 우려가 있다. 또한 도로의 신설 및 확장공사 턴키심의시 노면결빙율 평가자료가 요구되고 있다. 따라서 도로의 노선 계획시 기본설계에서부터 도로 각 구간에서의 일조 환경 및 노면결빙우려구간을 정량적으로 예측할 수 있는 분석방법이 필요하다. 본 연구에서는 동해고속도로 중 약 29km 구간에 대하여 3차원 모델링, 일조 시뮬레이션, 지오데이터베이스 구축, GIS 중첩 기능에 의한 공간분석을 통해 노면결빙 예상구간을 추출할 수 있었다. 본 연구를 통하여 음영에 따른 노면결빙이 우려되는 구간을 예측하고, 노면결빙위험 구간을 효과적으로 파악함으로써 최종적으로 정책결정자가 판단을 내리고 기본 설계시 반영하는 사전 안정성 평가 방안으로 사용할 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.113-121
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• 2013

본 연구의 복합 센서의 상태 판정 알고리즘을 적용한 노면결빙 예측 및 강설 감지 시스템은 기존 단일 센서 만을 이용하던 기존 방식에서 벗어나, 접촉식/비접촉식 센서 및 적외선 카메라를 통합 운영하여 분사 시스템의 분사 시기와 융설액 분사량을 최적 제어한다. 시스템에 적용된 상태 판정 알고리즘은 취득한 온/습도 데이터와 수분 감지 데이터, 관측된 도로 영상의 영상처리기술 등을 이용하여 노면결빙 위험상태와 강설 상태 뿐만 아니라 강설 강도까지 구분하여 판정을 수행한다. 제작된 시스템의 현장 적용 실험에서는 강설 상태 감지율 89% 습윤 상태 감지율 94%의 우수한 판정 결과와 신뢰성을 검증하였다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.327-332
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• 2006

본 연구의 목적은 GIS 공간분석을 이용하여 음영에 따른 노면결빙예상구간을 정량적으로 평가하는데 있다 산악지역의 도로는 절토 및 터널구간이 많아서 겨울철에는 결빙구간이 발생될 우려가 있으며, 이는 교통 안전사고를 크게 야기시킬 수 있다. 따라서 도로의 기본설계에서부터 각 구간에서의 일조 환경 및 노면결빙예상구간을 정량적으로 정확하게 예측할 수 있는 분석이 필요하다. 본 연구에서는 동해고속도로 중 약 29km구간에 대하여 3차원 모델링, 일조 시뮬레이션, 지오데이터베이스 구축, GIS 중첩 기능에 의한 공간분석을 통해 노면결빙 예상구간을 추출할 수 있었다. 연구결과, GIS를 이용할 경우 기상조건 별로 도로의 일조영향에 따른 노면결빙 예상구간을 정량적으로 추출할 수 있었으며, 연구대상지역 중 상당한 구간이 결빙의 위험에 노출되어 있음을 알 수 있었다. 또한 GIS를 이용한 렌더링 기법이 기존의 음영기복 방법보다 정확하며, 3차원 상에서 그림자의 변화를 시각적으로 판단할 수 있음을 알 수 있었다. 향후 본 논문이 도로관련 법제도상의 노면결빙구간에 대한 규정을 제정하는데 크게 이바지할 수 있을 것으로 생각되며, 도로 설치 구조물의 배치 및 도로포장의 종류 등을 고려한 추가적인 음영구간추출 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.253-260
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• 2013

회전익기의 공기흡입구 주위 표면에 발생한 결빙은 엔진의 성능을 저해하는 요인으로 비행 안전성에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. 항공기 표면에 발생하는 결빙현상을 분석하는데 많은 비용이 소요되는 결빙 풍동 시험 및 비행시험에 비해 전산유체역학을 기반으로 한 결빙 시뮬레이션은 매우 효과적인 도구가 될 수 있다. 본 연구에서는 결빙조건에서 회전익기 공기흡입구 부근에 설치된 방빙장치의 작동 유무에 따른 결빙의 양과 발생 영역을 CFD 예측기법 및 결빙 풍동시험을 통해 분석하였다. 방빙장치를 작동시킨 경우 공기 흡입구 표면에서의 결빙의 질량과 최대 두께가 약 80% 이상 감소하는 것을 확인하였다.