• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.143-143
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• 2023

최근 대청댐('17), 평림댐('19) 등 광역 취수원에서 망간의 먹는 물 수질기준(0.05mg/L 이하) 초과 사례가 발생되어, 다수의 민원이 제기되는 등 취수원의 망간 관리 중요성이 부각되고 있다. 특히, 동절기 전도(Turn-over)시기에 고농도 망간이 발생되는 경우가 많은데, 현재 정수장에서는 망간을 처리하기 위해 유입구간에 필터를 설치하고 주기적으로 교체하는 방식으로 처리하고 있다. 그러나 단기간에 고농도 망간 다량 유입 시 처리용량의 한계 등 정수장에서의 공정관리가 어려워지므로 사전 예측에 의한 대응 체계 고도화가 필요한 실정이다. 본 연구는 광역취수원인 주암댐을 대상으로 망간 예측의 정확도 향상 및 예측기간 확대를 위해 다양한 머신러닝 기법들을 적용하여 비교 분석하였으며, 독립변수 및 초매개변수 최적화를 진행하여 모형의 정확도를 개선하였다. 머신러닝 모형은 수심별 탁도, 저수위, pH, 수온, 전기전도도, DO, 클로로필-a, 기상, 수문 자료 등의 독립변수와 화순정수장에 유입된 망간 농도를 종속변수로 각 변수에 해당하는 실측치를 학습데이터로 사용하였다. 그리고 데이터기반 모형의 정확도를 개선하기 위해서 성층의 수준을 판별하는 지표로서 PEA(Potential Energy Anomaly)를 도입하여 데이터 분석에 활용하고자 하였다. 분석 결과, 망간 유입률은 계절 주기에 따라 농도가 달라지는 것을 확인하였고 동절기 전도시점과 하절기 장마기간 난류생성 시기에 저층의 고농도 망간이 유입이 되는 것을 분석하였다. 또한, 두 시기의 망간 농도의 변화 패턴이 상이하므로 예측 모델은 각 계절별로 구축해 학습을 진행함으로써 예측의 정확도를 향상할 수 있었다. 다양한 머신러닝 모델을 구축하여 성능 비교를 진행한 결과, 동절기에는 Gradient Boosting Machine, 하절기에는 eXtreme Gradient Boosting의 기법이 우수하여 추론 모델로 활용하고자 하였다. 선정 모델을 통한 단기 수질예측 결과, 전도현상 발생 시기에 대한 추종 및 예측력이 기존의 데이터 모형만 적용했을 경우대비 약 15% 이상 예측 효율이 향상된 것으로 나타났다. 본 연구는 머신러닝 모델을 활용한 망간 농도 예측으로 정수장의 신속한 대응 체계 마련을 지원하고, 수처리 공정의 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대되며, 후속 연구로 과거 시계열 자료 활용 및 물리모형과의 연결 등을 통해 모델의 신뢰성을 제고 할 계획이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.92-92
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• 2020

최근 지진 발생 빈도와 규모가 증가함에 따라 지진재해에 취약한 지하구조물의 내진성능 향상 및 신속한 복구에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적인 지하구조물 중 하나인 상수관망은 음용수를 안전하고 원활하게 공급하는 사회기반시설물로써 대부분의 시설물이 지하에 매설되어 있어 지진재해에 매우 취약하다. 지진으로 인해 상수관망 내 누수 및 파손 등의 피해가 발생할 경우, 물 공급이 중단되어 경제적 손실과 사회 전반적인 불편이 우려되므로 피해 관로의 신속한 파악과 복구가 이루어져야 한다. 상수관로에 발생하는 피해는 크게 누수와 파손으로 구분할 수 있다. 관로가 파손된 경우 용수가 표층으로 새어나오기 때문에 탐지가 용이하지만, 누수의 경우 표층으로 드러나는 피해가 없어 탐지 및 수리가 어려운 단점이 있다. 이러한 누수가 장기간 방치될 경우, 해당 시스템의 유수율 감소로 인한 경제적인 손실과 더불어 공급수압의 저하, 그리고 오염물 침투의 위험이 존재한다. 이러한 피해를 막기 위해서는 신속히 누수 지점을 파악한 후, 피해 관로의 교체 혹은 보수가 이루어져야 한다. 현장에서 누수를 직접 탐지하는 방법은 정확도가 높은 반면, 많은 인력과 장비 그리고 비용이 소모되는 단점이 존재한다. 따라서 현장 누수탐지에 앞서 컴퓨터를 이용한 간접 누수탐지 기법이 지속적으로 개발될 필요가 있다. 본 연구에서는 현장 누수탐지의 탐지효율을 향상시키기 위해 수압, 유량 등의 관측 데이터와 수리해석 모의 및 최적화 기법을 활용한 컴퓨터 기반의 다중누수 탐지모형을 개발하였다. 개발 모형은 국내에서 운영 중인 소블럭 상수관망시스템에 적용하여 검증하고 탐지효율을 분석하였다. 컴퓨터 모의를 이용한 다중누수 탐지모형은 지진이나 홍수와 같은 대규모 재난 발생 후, 상수관망시스템의 신속한 복구 및 운영 정상화를 위한 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.29-32
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• 2009

본 연구는 도로교 설계 기준 바탕으로 H-형강을 사용하여 20~30m 사이의 지간장을 가진 중 소규모 교량에 적용이 가능한 초간편 교량의 모형실험 결과와 유한요소해석프로그램(ABAQUS)을 사용한 해석 결과와 비교 분석하여 초간편 교량의 성능을 평가한 것이다. 일반적으로 우리나라의 교량들은 시공과정에서 여러 단계를 거쳐 시공한다. 시공단계가 복잡할수록 공사기간은 늘어나기 때문에 기상 현상에 의한 파괴와 교량의 낙후로 인해 유지, 보수, 교체 또는 교량확장을 해야 하는 경우 교통 혼잡과 경제적 손실을 줄 수 있다. 따라서 본 연구는 이와 같은 경제적 손실을 줄일 수 있는 초간편 H형강 교량의 연구의 일환으로 기존의 연구 결과를 모형실험 수행 결과와 비교하여 최적성능을 평가하기 위해 실시하였다. 사용된 실험체는 실험장소인 건설기술연구소의 구조실험동 장소 여건에 따라 10m 안팎의 경간을 갖는 교량으로 제작하였다. 실험체의 설계 제작 과정에 대해 검토한 후 범용구조해석 프로그램을 이용하여 동일한 조건을 적용한 결과를 비교 후 최종적으로 초간편 교량의 성능에 대한 평가를 실시하여 김재흥 등(2009)의 의해 제안된 하중분배계수 값이 적용가능한지 판단하였고, 실험을 통해 응력 분포와 극한하중에 대해 검토하였다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제45권3호
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• pp.18-30
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• 2022

Predicting remaining useful life (RUL) becomes significant to implement prognostics and health management of industrial systems. The relevant studies have contributed to creating RUL prediction models and validating their acceptable performance; however, they are confined to drive reasonable preventive maintenance strategies derived from and connected with such predictive models. This paper proposes a data-driven preventive maintenance method that predicts RUL of industrial systems and determines the optimal replacement time intervals to lead to cost minimization in preventive maintenance. The proposed method comprises: (1) generating RUL prediction models through learning historical process data by using machine learning techniques including random forest and extreme gradient boosting, and (2) applying the system failure time derived from the RUL prediction models to the Weibull distribution-based minimum-repair block replacement model for finding the cost-optimal block replacement time. The paper includes a case study to demonstrate the feasibility of the proposed method using an open dataset, wherein sensor data are generated and recorded from turbofan engine systems.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 한국경영과학회 2008년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.76-94
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• 2008

본 논문은 마코위츠의 포트폴리오 선정 이론을 한국 주식 시장에 실제 적용할 경우 투자 성과를 평가해 본 실증적 연구이다. 이를 위해서 대중적으로 인기가 있었던 삼성그룹주펀드 5종 및 KOSPI지수 변화율을 마코위츠의 모형과 비교 분석하였다. 2007년 3월부터 2008년 9월까지 최근 1년 6개월의 기간에 대하여, KOSPI 지수는 0.1%로 거의 변화를 보이지 않은 반면, 삼성그룹주펀드 5종의 평균수익률은 20.54%였고, 삼성그룹주펀드를 구성하는 동일한 17개 종목으로 마코위츠의 모형에 따라 투자한 방식은 52%의 수익률을 올렸다. 수익률을 극대화하기 위하여 데이터 수집 기간 및 포트폴리오 교체 주기에 대하여 민감도 분석을 수행하였다. 결론적으로, 투자자 개인의 주관이나 감정에 의한 판단을 완전히 배제하고 객관적 데이터에 의하여 포트폴리오를 수리적으로 변경하는 마코위츠의 모형에 의한 투자 방식이, 상대적으로 우월한 시장 정보를 가지고 주관적 판단에 의해 능동적으로 포트폴리오를 변경하는 시중 펀드매니저의 운영 성과에 비해 월등하였음을 본 연구에서는 삼성그룹주펀드의 실증적 연구를 통하여 보이고 있다.

• 정보관리학회지
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• 제25권4호
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• pp.165-184
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• 2008

이 연구는 전자저널의 평가모형 개발에 관한 연구로서 전자저널의 개념 및 특징 파악, 평가모형 개발, 그리고 평가의 세 단계로 진행되었다. 평가모형은 전자저널의 양적측면과 질적측면을 종합적으로 고려할 수 있도록 개발되었으며, P대학교 도서관이 구독 중인 ScienceDirect 수록 저널 중 기계공학분야 저널을 대상으로 평가를 실시하였다. 평가결과 P대학교가 2000년부터 기계공학분야의 주요저널로서 선정 구독해온 22종의 저널 중 10종(45.5%)이 여전히 가치가 높은 것으로 나타났다. 22종의 기계공학분야 주요저널은 양적측면보다 질적측면에서 더 높은 점수를 받았다. 2000년 당시 패키지 형태로 서비스되기 시작하였던 77종의 기계공학분야 저널 중 14종이 종합평가 결과 주요저널로서 구독될 가치가 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 지난 8년간 P대학교 연구자들이 이용해온 총 99종의 기계공학분야 저널의 중요도에 변화가 있었으며, 이는 연구진의 교체, 학계의 연구 동향 등이 반영된 결과로 해석할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.943-943
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• 2012

태백산맥의 중심부인 중앙산맥을 경계로 하여 동쪽에 위치하고 있는 영동지방은 서쪽으로 태백산맥이, 동쪽으로는 동해바다와 바로 인접해 있는 지리적인 특성으로 인해 지역적 특성이 매우 강하며, 이에 따라 국지적 기상현상이 계절적 변화와 함께 빈번히 발생하는 지역이다. 2002년 태풍 루사가 영동지방을 강타했을 때 영동지방의 대표도시인 강릉지방에서는 기록적인 폭우(일최다 강수량 870.5mm)가 내렸으며, 그 다음해인 2003년 매미 뿐 아니라 최근발생하고 있는 국지적인 호우로 인한 영동지방의 피해가 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 상황에서도 수문학적 관점에서의 홍수유출 및 강우특성에 대한 분석 및 연구가 거의 전무한 실정이다. 이것은 대상지역인 영동지방 특히 삼척오십천 유역내의 강우 및 수위 관측소가 간헐적으로 분포되어 있으며, 강우 및 수위(유량)자료의 확보가 용이하지 않기 때문으로 사료된다. 본 연구에서는 동해 강릉 기상레이더(2010.5 동해기상레이더 교체 이전)의 레이더강우자료와 지상강우 및 수위(유량)자료를 활용하고, 집중형 모형에 비해 더 정확한 강우-유출 현상 모의가 가능한 것으로 분석되고 있는 분포형 모형(Vflo$^{TM}$)을 이용하여 분석하였다. 먼저 영동지역 중 첫번째로 삼척오십천유역에 대한 유출분석을 하였으며, 과거 큰 홍수피해를 준 태풍 루사 매미 및 최근의 호우사상을 대상으로 하였다. 본 논문에서 연구된 삼척오십천유역에 대한 유출특성 분석을 시작으로, 양양남대천 강릉남대천에 대한 유출특성에 대한 연구를 추가로 수행된다면, 영동지방의 국지적 기상현상(집중호우 및 태풍)으로 인한 홍수피해를 최소화 할 수 있는 방재측면에서의 홍수대응방안을 마련하는데 본 연구내용을 충분히 활용할 수 있을 것이다.

• 한국경영과학회지
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• 제37권4호
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• pp.51-65
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• 2012

Battery switching EVs are considered to be a promising alternative to overcome long charging time problems in the EV adoption. The purpose of this research is to develop integrated model for battery inventory and battery switching waiting times. Due to complexity of exact analysis, a practical approximation method is developed, which provides close results to exact values. Numerical experiments show that there exist trade-offs between the battery inventory level and the number of switching stations. The proposed model can be applied to evaluate and select the minimum cost alternative in implementing the battery switching stations.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2004년도 동계학술대회
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• pp.486-494
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• 2004

본 연구는 ICT를 활용하여 수학과 교수 학습 과정안을 만드는 과정을 통하여 교원 양성기관의 교육과정에 ICT활용 교육방법의 도입과 함께 예비 수학 교사들의 ICT활용 능력을 키우고자 하는데 목적이 있다. 또한 이로써 ICT활용 교수 학습 과정안을 학교 수업에 적용함으로써 단순히 방법적 측면에서의 도구적 교체가 아닌 교육의 패러다임 변화를 통한 학습과정의 질적 개선을 추구하는데 궁극적인 목적을 둔다 수학교육론시간에 학부생을 대상으로 직접 ICT활용 교수 학습 과정안을 만들었으며 중학교 수학 1, 2학년 교과 내용을 211개의 교수학습 과정안으로 개발하였다. 이를 위하여 교과서 및 교육과정 분석 교수학습 모형정립 등의 과정을 거쳤으며 내용적 연구와 함께 과정안의 구현을 위한 기술공학적 실습 과정을 병행하였다.

• 한국국방경영분석학회지
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• 제18권2호
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• pp.114-125
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• 1992

A policy of periodic replacement with minimal repair at failure is considered for a complex system. Under such a policy the system is replaced at periodic times. iT(i=1,2, $\ldots$), while minimal repair is performed at any intervening system failures. The cost of the j-th minimal repair to the component which fails at age t is g(C(t). $c_j$ (t)), where C(t) is the age-dependent random part, $c_j$(t) is the deterministic part which depends on the age and the number of the minimal repair to the component, and g is a positive nondecreasing continuous function. The cost of replacement is expensive when the number of failures occurring in (0. T) is greater than a threshold level. The problem of determining the optimal replacement period, $T^{\ast}$, which minimizes the total expected cost per unit time over an infinite time horizon is considered. Various special cases are considered.