• 제목/요약/키워드: 과학적 불확실성

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기후 스트레스 테스트 기반 댐 취약성 평가 (am vulnerability assessment based on a climate stress test)

  • 김태형;강부식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.415-415
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    • 2022
  • IPCC 제5차 보고서('14) 및 세계위험보고서('15) 등에서 기후변화에 대한 과학적 근거를 제시하였으며, 상위 위험요소로 '수자원 위기'를 꼽았다. 전 세계적으로 기후변화로 인한 이상 기상현상이 발생하고 있으며, 국내에서도 최근 기후변화에 따른 수문사상의 변화로 극한홍수 및 극한가뭄 등으로 인한 피해가 지속적으로 발생하고 있다. 물 관리에서 기후변화는 가장 큰 리스크 요인이므로 물관리 계획 수립 과정에서 기후변화 영향을 고려한 대책을 수립할 필요가 있다. 기후변화에 대한 댐 취약성 평가 관련 연구가 이루어지고 있으나, 미래 기후변화의 불확실성을 충분히 고려했다고 보기 어렵기 때문에 현업에서 의사결정 도구로 활용하기에는 한계가 있다고 볼 수 있다. 이에 따라 과거 수문자료 및 특정 기후모델에 의존하지 않고 댐 인프라의 취약성을 평가할 수 있는 새로운 방법론이 필요하다고 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 기후변화의 불확실성에 대비한 댐 취약성 평가 방법론을 정립하고자 한다. 본 연구에서는 기존에 진행된 IPCC 기후변화 시나리오에 따른 댐 취약성 평가 연구사례 및 한반도의 기후변화 영향 및 수문변화를 조사하였다. 그리고 기후 스트레스 시나리오 기반 취약성 평가 체계 및 방법론을 정립한 뒤, 월 강우량을 4분위로 나누어 각 분위별 강우량과 기온을 변경하여 기후 스트레스 시나리오를 생성하였다. 생성된 기후 스트레스 시나리오와 IPCC 기후변화 시나리오 기반 취약성 평가를 유출 및 저수지 모형을 결합하여 충주댐, 용담댐, 합천댐, 섬진강댐에 실시하였다. 그 결과 기후 스트레스에 따른 유출 취약성 평가는 20분위 수 갈수량을 이용해 연중 보장확률을 나타내는 것이 효율적이며, 온도의 영향보다는 강우의 변동이 댐 이수안전도 취약성 평가에 더 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.

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사장교에서 다양한 불확실성에 대한 μ-제어기의 강인성 해석 (Robust Analysis of a μ-Controller for a Cable-Stayed Bridge with Various Uncertainties)

  • 박규식;;김춘호;이인원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권5A호
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    • pp.849-859
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    • 2006
  • 본 연구에서는 벤치마크 사장교를 이용해 다양한 불확실성에 대해서 복합시스템에 사용된 ${\mu}$-제어기의 강인성 해석을 수행하였다. 복합 시스템에 추가적으로 사용된 능동제어 장치로 인하여 전체 시스템의 강인성이 저하되거나 불안정성이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 복합 시스템의 강인성을 향상 시키기 위해 기본적으로 신뢰성이 확보되는 수동장치와 함께 불확실성을 포함한 시스템의 성능과 안정성(강인성능)을 보장하는 ${\mu}$-합성법을 능동제어 장치에 사용하였다. 교량상판에 추가적인 질량, 구조물 강성행렬에 대한 섭동, 능동제어 장치의 시간지연, 그리고 이들의 조합을 이용하여 ${\mu}$-합성법의 강인성을 조사하였다. 수치해석 결과 다양한 불확실성에 대해 제안된 시스템은 제어성능의 저하 없이 뛰어난 강인성을 보여 주었다. 또한 제어시스템의 강인성은 다른 불확실성에 비해 구조물의 강성행렬 섭동에 더 큰 영향을 받는다. 따라서 ${\mu}$-합성법으로 제어되는 복합 시스템은 불확실성이 많은 지진하중을 받는 사장교에 개선된 제어기법으로 제안될 수 있다.

팬아웃 웨이퍼 레벨 패키지 공정 중 재료 물성의 불확실성이 휨 현상에 미치는 영향 (Effect of Material Property Uncertainty on Warpage during Fan Out Wafer-Level Packaging Process)

  • 김금택;강기훈;권대일
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.29-33
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    • 2019
  • 전자패키지 크기의 소형화와 전자기기의 성능 향상이 함께 이루어지면서 높은 입출력 밀도 구현이 중요한 요소로서 평가받고 있다. 이를 구현하기 위해 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FO-WLP)가 큰 주목을 받고 있다. 하지만 FO-WLP는 휨(Warpage) 현상에 취약하다는 약점이 있다. 휨 현상은 생산 수율 감소와 더불어 패키지 신뢰성 하락에 큰 원인이므로 이를 최소화하는 것이 필수적이다. 유한요소해석을 이용한 재질의 물성 등 FO-WLP의 휨 현상과 연관된 요소에 대한 많은 연구가 진행되어 왔지만, 대부분의 연구는 이러한 요소들의 불확실성을 고려하지 않았다. 재질의 물성, 칩의 위치 등 패키지의 휨 현상과 연관된 요소들은 제조 측면에서 보았을 때 불확실성을 가지고 있기 때문에, 실제 결과와 더 가깝게 모사하기 위해서는 이러한 요소들의 불확실성이 고려되어야 한다. 이번 연구에서는 FO-WLP 과정 중 칩의 탄성 계수가 정규 분포를 따르는 불확실성을 가졌을 때 휨 현상에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 알아보았다. 그 결과 칩의 탄성 계수의 불확실성이 최대 von Mises 응력에 영향을 미치는 것을 확인하였다. Von Mises 응력은 전체 패키지 신뢰성과 관련된 인자이기 때문에 칩의 물성에 대한 불확실성 제어가 필요하다.

불확실성을 고려한 비용-편익분석을 이용한 최적설계홍수량 산정 (Calculation of optimal design floods using cost-benefit analysis considering uncertainty)

  • 김상욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.275-275
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    • 2020
  • 홍수빈도분석의 실용적 측면의 목적은 특정 재현기간에 대하여 발생 가능한 홍수량을 설계홍수량(design flood)으로 설정함으로써 댐, 제방, 배수시설, 하수관거 등의 치수기능을 가진 치수시설물이 설계홍수량 내에서 홍수로 인한 피해를 발생시키지 않도록 그 규모와 기능을 설계함에 있다. 이와 같은 중요한 기능을 담고 있는 홍수빈도분석의 기술적 절차는 해외 및 국내의 기존 연구자들에 의해 많은 연구가 진행된 바 있으나, 보다 적절한 설계홍수량 산정절차 및 설계홍수량의 최종 결정을 위한 기술적 수단의 제공을 위한 연구가 많은 연구자들에 의해 지금도 진행 중에 있다. 그러나 이와 같이 결정된 설계홍수량이 특정유역에서 발생될 수 있는 피해규모에 대해 얼마나 적정한 지의 여부를 과학적으로 판단하기 위한 연구는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 홍수빈도분석을 통해 산정된 설계홍수량의 적정성 여부를 과학적으로 판단하기 위해 비용-편익분석 기법을 이용하여 최적설계홍수량을 결정하였다. 특히 본 연구에서는 불확실성으로 발생되는 범위를 고려한 최적설계홍수량을 산정하기 위하여 Metropolis-Hastings 알고리즘을 사용하였으며, 자료의 종류에 따른 홍수량의 변화를 분석하기 위하여 년최대계열 및 부분시계열 자료를 각각 적용하였다. 한강유역에서 가평대성, 여주 및 한강대교 수위표 지점에서 측정된 자동관측유량장치에 의한 홍수량 자료를 활용하였으며, 최적설계홍수량이 기존 설계홍수량에 비해 크게 산정됨을 알 수 있었다.

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글로벌 정치 경제적 불확실성에 따른 제조 기업의 R&D 전략 분석 (Analysis of the Manufacturing Firms' R&D Strategy According to Global Political and Economic Uncertainty)

  • 오건택;정의범
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제29권2호
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    • pp.191-204
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    • 2024
  • 본 연구는 글로벌 정치 경제적 불확실성 따라 제조 기업의 R&D 투자가 매출액에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구의 변수로는 기업의 R&D 투자, 기업의 성과 지표인 매출액, 글로벌 정치 경제적 불확실성을 반영한 Global Economic Policy Uncertainty (GEPU) 수치가 사용되었다. 패널데이터 분석에 있어서 Wharton Research Data Services의 Compustat Database에 있는 제조 기업을 바탕으로 2000년부터 2023년까지 24년간 총 96분기 데이터를 사용하였다. 선행 연구에서 상대적으로 부족했던 Global Economic Policy Uncertainty 수치를 조절변수로 사용하여 기업의 R&D 투자가 매출액에 미치는 영향에 연구하였으며, 시간 지연 효과(Time lag effect)에 대해 분석함으로써 새로운 연구의 방향을 제시하였고, 기업의 효과적인 R&D 투자 전략을 실행해야 함을 시사하였다.

중.고등학생들의 측정에 대한 추론 유형 분석 (A Study on Secondary School Students' Reasoning Types about Measurement)

  • 이은미;김범기
    • 한국과학교육학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.293-305
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    • 2012
  • 이 연구는 중 고등학생들의 측정 인식에 나타난 추론 유형을 분석하여 과학 교육의 시사점을 얻는 데 있다. 연구 대상은 중학생 197명과 고등학생 200명으로 하였다. 측정에 대한 인식 조사를 위하여 검사지 PMQ1을 사용하였고, 검사지의 문항별 응답 내용은 부호화된 분석틀을 기준으로 점 추론과 집합 추론 유형으로 분석하였다. 분석한 추론 유형을 자료 수집, 자료 처리, 자료 비교로 나누어 측정 단계별 추론 유형 분포 및 학년별 집합 추론 유형 분포 차이를 분석하였다. 또한 측정의 불확실성에 대한 추론 유형 분석을 통해 각 측정 단계별 나타난 추론 유형과 비교 분석하였다. 측정 단계별 추론 유형 분포에서 집합 추론 유형은, 자료 처리에서 높게 나타났고, 자료 수집과 자료 비교에서 낮게 나타났다. 측정 단계별 학년에 따른 집합 추론 유형 분포는 자료 비교 단계에서 중학생들과 고등학생들 사이에 유의미한 차이가 있었다. 측정의 불확실성에 대한 인식은 집합 추론 유형이 높게 나타났으나 학년에 따라 유의미한 차이는 없었다. 측정을 통해 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위해서는 각 측정 단계에서 측정의 불확실성에 대한 인식이 일관성 있게 작용해야 하며 이는 학생들에게 측정에 대한 직접적인 교수 학습이 필요함을 시사한다.

환경 오염물질에 대한 건강 위해성 평가 및 관리

  • 정용
    • 한국환경독성학회:학술대회논문집
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    • 한국환경독성학회 1997년도 제20회 화학물질의 환경독성과 건강영향
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    • pp.81-90
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    • 1997
  • 위해성평가 방법론이란 환경오염으로 인해 유발될 수 있는 인체의 위해성을 정성또는 정량적으로 추정하여 구체적이고도 과학적으로 평가하고자 하는 방법론으로서, 단순히 환경중 오염도를 위해도(risk)로써 알기 쉽게 수치적으로 제사하는 과정만이 아니라 오염물질의 발생에서부터 인체로의 영향까지를 통계학적, 동성학적, 수학적, 사회정책 및 경제학적 측면 등을 모두 고려하여, 정책 결정자들과 일반대중이 과학적 기반 위에서 합일점을 찾도록 하는데 과학적 근거로 제시될 수 있는 방법론이다. 과거에는 환경오염에 의한 피해의 유무, 즉 인간관계를 규명하는 것이 일차적 관심의 대상이었으나 구체적이고 정량적인 정보를 요구하는 현대 사회에서는 오염피해의 정도와 심각성을 평가하여 주민들에게 알려주어야 하며 어느 정도의 오염수준을 우리 사회에서 받아들일 수 있는가의 판단이 매우 중요한 문제로 떠오르게 되었다. 또한 복잡 다기화 되어 가고 있는 사회현상 속에서 이해관계와 불확실성으로 얽혀 있는 환경문제를 풀어나가기 위해서는 과학적이고 합리적인 방법론이 요구되고 있으며 이러한 방법론들이 환경관리정책의 기본이 되고 있음을 미국등 선진국의 예를 보아 알 수 있다. 위해성 평가의 필요성은 첫째, 환경오염 심화에 따른 인체건강영향에 대한 관심이 증대되었으며 둘째. 사회적 행정적으로 독성정보의 정량화 필요성이 대두되었고, 셋째, 현실성 있는 오염관리와 넷째. 기준치 제정, 제도시행 전후의 비용효과분석이 가능하다는 점들이다. 위해성 평가를 통하여 환경오염의 인체영향에 대한 종합적이고 계량적인 정보가 제공될 수 있어 국민, 정부, 기업 등 각 주체간의 의사 교환이 수월해지고 국민의 신뢰 회복에 기여할 수 있으며 수질 등 오염에 대한 합리적 기준을 제시할 수 있고 이에 따른 공학적 처리기술 목표 설정을 가능케 한다. 본 원고의 환경오염물질의 위해성 평가에 대한 방법론은 주로 미국 환경보호청의 자료 (US EPA, 1993)와 NAS(National Academy of Sciences, 1983), 미국에서 발행되는 정부 지침서 (Federal Register)에 고시된 내용 등을 토대로 하였다.

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대역폭 감소를 위한 QUIC-DASH 기반 360VR 영상 전송 시스템 개발 (A Development of QUIC-DASH-based 360VR Video Transmission System for Bandwidth Reduction)

  • 송민정;유성근;박상일
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.18-21
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    • 2018
  • 최근 시청자에게 실재적인 몰입감을 제공하는 실감미디어가 발전하고 있다. 이러한 실감미디어 중 가장 접근성이 뛰어난 것은 VR으로, 현재 다양한 서비스에 응용되고 있는 상황이다. 하지만 360VR은 높은 비트 전송률과 고해상도의 특성을 지니고 있기 때문에 대역폭 비용 및 시청자의 QoE 보장의 불확실성 등의 다양한 문제가 있다. 이러한 문제를 개선시키기 위해 HTTP 기반의 적응적 스트리밍 기법이 발전해나가고 있으며 이 기술의 표준으로 MPEG-DASH가 채택되었다. MPEG-DASH는 TCP 기반의 전송 프로토콜을 사용하고 있지만 현재 TCP는 고용량의 데이터가 전송되는 웹 기반에서 HTTP의 병목현상을 일으켜 대역폭 효율성을 떨어뜨리는 하나의 원인으로 나타나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 UDP 기반의 QUIC 프로토콜을 MPEG-DASH에 적용하는 시스템을 고안하고 이를 QUIC-DASH라 칭한다. 고해상도의 360VR 송출 실험으로 QUIC-DASH 시스템과 기존의 MPEG-DASH 시스템을 비교 분석한 결과로 대역폭의 절감이 이루어진 것을 확인하였다.

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지화학 자료의 확률론적 불확실성 및 위험성 분석을 위한 지시자 지구통계학의 응용 (Application of Indicator Geostatistics for Probabilistic Uncertainty and Risk Analyses of Geochemical Data)

  • 박노욱
    • 한국지구과학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.301-312
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    • 2010
  • 지화학 자료는 환경 관리를 위한 중요한 환경 변수중 하나로 인식되어 왔다. 지화학 자료는 보통 공간적으로 산재되어 수집되기 때문에, 샘플링 되지 않은 지점에서의 속성값 예측과 더불어 부가적인 분석을 위해 예측에 수반되는 불확실성을 추정할 필요가 있다. 이 논문은 지시자 지구통계학이 지화학 자료의 공간적인 분포값의 제시뿐만 아니라 의사결정을 보조할 수 있는 정보를 제공하기 위해 유용하게 사용될 수 있는지를 예시하고자 한다. 카드뮴 자료의 추정사례 연구를 통해 확률론적 불확실성 모델링, 위험성 분석 등 지구통계학적 분석의 틀을 제시하였다. 지시자 크리깅을 통해 조건부 누적 분포 함수를 모델링한 후에, 기대값 추정치와 조건부 분산을 카드뮴의 추정값과 정량적 불확실성 추정을 위해 각각 계산하였다. 그리고 확률 임계치와 속성 임계치의 적용을 통해 오염/비오염 지역을 구분하였다. 또한 조건부 분산과 속성값과 임계치값의 차이를 모두 설명할 수 있는 변동 계수를 통해 추가적인 샘플링 지점을 추출하였다. 이 연구에서 적용한 지시자 지구통계학적 분석 틀은 불확실성을 고려한 의사 결정과 관련하여 지화학 자료를 포함한 환경 변수의 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

스마트 에코 리버 구현을 위한 4차산업혁명 기술의 적용 (Application of 4th Industrial Revolution Technology to Implement Smart-Eco River)

  • 김성훈;장수형;이을래
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.11-11
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    • 2020
  • 18년 물관리일원화 이후 인프라와 사람 중심으로부터 자연과 인간의 조화를 위한 환경·생태계의 자연성 회복으로의 물관리 패러다임 전환이 빠르게 이루어지고 있으며, 대규모 국책사업이후의 하천 관리에 있어서도 기존의 이수, 치수, 환경이라는 단순한 기능적 구분을 벗어나 보다 근본적이고 장기적인 대국민 서비스로의 전환을 도모하고 있다. 또한, ICBAM 등으로 정의되는 4차산업혁명 기반 기술의 접목이 거의 대부분의 분야에서 이루어지고 있는 것을 실질적으로 체감하는 시기가 도래하였다. 그러나, 하천 및 수자원 관리분야에서의 기술은 근대 엔지니어링의 기초가 되는 수로 건설 등으로부터 시발되어 사실상 가장 앞선 과학적 진보의 토대를 갖추었으나 최근의 기술적 트렌드를 잘 추종하지 못하는 것처럼 비추어 지는 것이 사실이다. 주된 이유로서 기후변화라는 광범위하고 장기적인 입력요소를 가진 하천관리 시스템의 특성상 불확실성의 추정 및 즉각적인 응답이 어려운 부분이 분명히 존재하지만, 실질적으로 여전히 해소되지 않는 부분은 하천의 기초자료 수집에 대한 효율성과 신뢰도가 낮은 것이라고 하겠다. 또한, 유역으로부터 댐-다기능보-하천으로 이어지는 의사결정을 위한 다양한 형태의 자료로부터 적절한 정보를 수집하는 체계(거버넌스의 문제이자 기술적/재정적 한계)가 확립되지 않은 점도 고려해야 할 것이다. 본 연구에서는 인공지능을 활용한 하천의 유량 예측 등을 위해 필요한 수자원 기초데이터의 근원적인 수집 및 관리상의 문제점에 대해서 검토하고자 하였으며, ARIMA, Kalman Filtering, MA 및 복합기법을 통한 자료처리 기법을 적용하여 상황에 맞게 오차 및 불확실성의 저감을 위한 방안을 찾고자 하였다. 또한, 이용자 중심의 하천 관리에 근접한다고 볼 수 있는 스마트워터시티 개념에서의 바람직한 하천관리 기법에 대해서 논의하고, 관련하여 근자에 개발한 하천의 물리적 해석 도구들에 대해서 적용 사례를 검토한다. 마지막으로, 지식기반의 하천관리 의사결정 플랫폼 개발을 위해서 기존의 기계학습을 통한 자동화된 의사결정에 부가하여 전문가와 시스템이 상호작용을 통해서 AI를 학습시켜 결정한 사항을 전문가의 의사결정에 참고하는 MCRDR기법의 적용의 적용 가능성과 도입 방향에 대해서 논의하였다.

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