• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.254-265
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• 2021

연구목적: 국내 항만시설의 진단을 통한 성능 및 안전에 대한 점검과 진단을 20년 넘게 진행되었지만 그 진단 이력과 결과를 활용한 중장기적인 시설개선과 성능개선을 위한 발전전략이나 방향이 현실적으로 작동하지 않고 있다. 특히, 사용년수가 오래된 항만구조물의 경우, 선박의 대형화와 사용빈도 증가, 기후변화로 인한 자연재해의 영향 등으로 안전성능과 기능적 면에서 상당히 많은 문제점을 내포하고 있다. 연구방법: 본 연구에서는 중력식 안벽에 대한 부재수준의 유지관리 이력 데이터를 수집하여 이를 빅데이터로써 정의하고 해당 데이터를 바탕으로 프로젝트 수준의 시설물의 노후화 패턴 및 열화를 추정하기 위한 예측근사모델을 도출하였다. 특히 GP 및 SGP 기법의 머신러닝 알고리즘을 통하여 생성된 상태기반 노후도 패턴 및 열화 근사모델에 대한 유효성 검토를 통해 빅데이터 활용에 적합한 모델을 상호비교하고 제안하였다. 연구결과: 제안된 기법의 적합성을 검토한 결과 GP기법은 RMSE 및 R²는 0.9854와 0.0721, SGP기법은 0.7246과 0.2518로 GP기법을 적용한 예측모델이 적합한 것으로 검토 되었다. 결론: 머신러닝 기법을 통해 이러한 연구는 향후 항만시설 데이터취합이 지속적으로 이루어진다면 향후 항만시설 투자의사결정에 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.708-708
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• 2012

국내에는 농업용수 공급을 목적으로 축조된 저수지가 2008년 통계연보기준에 따르면 17,649개소가 있으며, 이 중 3,326개소는 한국농어촌공사에서 관리하고, 나머지 14,323개소는 지자체에서 관리하고 있는 것으로 파악되고 있다. 유효저수량으로 보면 공사관리가 24억4천7백만$m^3$, 지자체관리가 3억2천3백만$m^3$으로 각각 88.3%와 11.7%를 관리하고 있는 셈이다. 경상북도와 같은 산이 많은 지방은 지자체관리가 전체 대비 34.5%인 4,943개소이지만 유효저수량으로 보면 전체 27억7천만$m^3$ 중 8천4백만$m^3$ 3%수준, 지자체관리 대비 26.1%수준의 저수지가 있는 셈이다. 저수지의 축조년도를 지자체관리 저수지의 58%인 8,352개소의 저수지가 1948년 이전에 축조된 일명 '밀가루 댐'으로 불리는 저수지가 대부분이다. 축조된 지 60년 이상 된 시설물은 공용내구연한이 경과한 시설로서 노후손상부위를 복구해야 함은 물론 이상기후에 따른 강우사상의 변화로 설계빈도를 달리하여 재해대비 보강이 필요한 시설이다. 2002년 8월 제15호 태풍 루사나 2003년 9월 제14호 태풍 매미 등에 의해 저수지의 피해가 발생하는 빈도가 점차 늘어가고 있다. 따라서 지자체관리 저수지의 안전관리방안의 마련을 통한 재해대비보강 및 기능강화가 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시 군 관리 농업용 저수지에 대하여 저수지 준공년도별 설계빈도에 대한 등급 구분 및 홍수배제 능력 등 수리 수문학적 안정성 기준을 설정하여 검토한 결과 1960년대 이전에 축조된 저수지의 경우 50%이상의 저수지에서 안정성에 문제가 생긴 것으로 파악되며, 1970년대에는 38%, 1980년대에는 34%, 1990년대에는 24%로 검토되었다. 이와 같이 안정성에 문제가 있는 저수지는 주기적인 모니터링과 보강이 필요하다고 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.421-431
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• 2023

하수관로 열화모델은 하수관망을 관리하는 의사결정자에게 자산의 미래 상태 예측에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 CCTV 조사를 통해서 확보한 구조적 상태평가 이력자료를 기반으로 마르코프 연쇄 모델을 이용하여 하수관로의 노후도를 추정하였다. A시의 3개 배수분구에서 1998-1999년과 2010-2011년에 CCTV 조사에 의해 수집된 관경 450 mm와 600 mm의 흄관 자료를 이용하여 분석하였다. EM 배수분구의 450 mm 관로와 600 mm 관로에서 주요 결함 발생이 다른 두 배수분구보다 빠르게 발생하는 것으로 나타났다. 관로 설치 이후 35년이 지난 시점에는 450 mm 관로의 약 29%, 600 mm 관로의 약 38%가 주요 결함이 발생했으며, 100년 후에는 각각 62%와 74%의 관로가 주요 결함으로 관로 기능을 상실하는 수준으로 나타났다. 관로설치 35년 후, SN 배수분구는 450 mm 관로의 약 26%, 600 mm 관로에서 약 35%, HK 배수분구에서는 450 mm 관로의 약 27%, 600 mm 관로에서 약 37%의 주요 결함이 발생한 것으로 예측되었다. 또한 600 mm 관로가 450 mm 관로보다 평균 12년 정도 빨리 기능 저하가 일어나는 것으로 나타났다. 한편, 관로의 주요 결함등급 비율을 40%로 설정하여 관로의 유효사용수명으로 적용할 경우, 450 mm 관로는 SN배수분구에서 60년, EM배수분구에서 42년, HK배수분구 59년이며, 600 mm 관로에서는 각각 43년, 34년 39년으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제26권2호
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• pp.207-221
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• 2016

최근 국내 필댐 및 저수지의 노후화가 급속도로 진행되고 있으며, 이에 따른 제체의 손상이나 붕괴사고가 잇따르고 있다. 그러나 필댐의 핵심적인 차수기능을 담당하는 코어층에 대한 열화와 잠재 위해성 분류에 대한 연구는 거의 미진한 실정이다. 본 연구에서는 노후화가 진행 중인 13개 기존 코어형 필댐에 대해(준공 후 경과년수 9-52년, 댐 높이 22-67 m), 무수보링에 의한 코어층 시추 지반조사와 표준관입시험, 2D 및 3D 전기비저항탐사, 물성·역학시험을 수행하여 공학적 기반의 잠재적 위해성 유형을 국내 최초로 분류, 제시하였다. 중심코어층에 대한 무수보링 시추 지반조사 결과, 코어재 잠재 위해성 유형을 국부적 포화대, 신속한 공내수 유입, 조립질 혼재 코어재, 상대적 저 강성의 네 종류로 분류하였다. 코어형 필댐의 잠재 위해성 유형 중국부적 포화대 유형은 코어존 내 유로의 성장 및 발달에 의한 내적침식의 가능성이 존재하므로 가장 위험한 위해성으로 분류 되었으며, 코어재의 열화 등급에 따라 적절한 차수능 회복을 위한 보수보강이 필요한 것으로 판단되었다. 그 외 세 가지 위해성 유형은 즉각적인 조치보다는 지속적인 모니터링과 정기 검사의 강화가 필요할 것으로 검토되었다. 본 연구대상 댐의 분석 결과, 준공 후 경과년수와 댐 코어재의 열화 양상과는 상관성이 크게 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 코어형 필댐의 노후화에 따른 댐의 안전관리와 성능개선에 있어 유용한 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제44권6호
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• pp.13-25
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• 2016

본 연구는 서울어린이대공원 내 동물원의 개선방향 설정을 위한 변화과정 연구로 어린이대공원 동물원의 시대적 변화를 물리적 변화가 뚜렷한 세 시기로 구분하여 각 시대적 특징을 도출하고, 이를 기반으로 개선방향을 제시하였다. 동물원 계획 시 고려해야할 요소를 기반으로 공간계획, 동물복지 및 프로그램으로 나누어 변화 양상을 분석한 결과는 다음과 같다. 종합테마공원 시기의 동물원은 유희적 측면에 초점을 맞추고, 관람객을 위해 동물을 전시하고, 방문객의 수요에 맞게 동물원의 영역을 확장하는 시기였다. 환경공원으로서의 동물원은 분류학적 개념을 도입하여 동물사를 배치하고, 행동풍부화 등의 동물복지 프로그램과 관람객 체험 프로그램을 도입하여 유희적 기능과 교육적 기능의 동물원을 조성하였다. 도시문화공원 속의 동물원은 동물들의 복지를 위해 노후한 동물사와 시설을 개선하고, 교육 프로그램을 확대하여 종 보존 및 환경 교육을 제공하는 시기로 특징지을 수 있다. 그러나 어린이 대공원의 동물원은 여전히 계통분류학적 전시방법에 머물러 있고, 공간의 물리적 확장이 제한된 상태에서 생태적인 서식처 구현에는 못 미치고 있다는 것을 확인할 수 있다. 시기별 특징과 변화과정을 통해 분석한 결과를 토대로 앞으로의 지향점인 생태적 동물원을 구현하기 위한 개선 방향은 세 가지로 요약할 수 있다. 우선 경관몰입을 통해 동물의 야생성을 드러낼 수 있도록 동물사 경계를 개선하고, 둘째, 기존 계통분류학적 분류 방법에서 생태 서식지를 고려한 배치 방법으로 변경하여 서식지가 유사한 동물에게 동일한 환경을 제공해 주어야 하며, 마지막으로 전문 교육 인력을 충원하여 다양한 생태 교육 프로그램을 개발하여 어린이들의 자연에 대한 생태적 인식과 체험에 기여하는 어린이 동물원으로 기능해야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.675-684
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• 2020

노후 인프라로 인한 각종 안전사고 발생과 수질관리 등으로 인하여 상·하수도 관에 대한 공사가 전국적으로 활발하게 진행 되고 있다. 하지만 현장에서는 공사비적용에 있어, 공사비기준의 개정내용을 분석하는 연구나 자료가 없어 어려움을 겪고 있다. 따라서, 본 연구에서는 관 부설 및 접합공사의 공사비산정을 위한 기준현황과 현장조사내용, 개정사항을 분석하였다. 주요 개정요인으로는 시공범위의 불분명, 시설물유형에 따른 배관 재질 적용한계, 보통인부 중심의 인력구성, 인력부설의 한계, 공구손료 및 기계경비 계상기준 미비로 분석되었다. 실제 현장조사를 통해 관종별 특징을 정하여 구분하였고, 양중장비와 경장비의 투입현황 등을 파악하였다. 또한, 관부설과 병행되는 터파기 및 검측에 대한 작업내용, 기능공 투입실태를 조사하였다. 그 결과, 공통사항의 신설을 통한 작업범위의 명확화, 관 재질별 편제구성, 기능공 중심의 인력비율 조정, 기계경비의 계상근거를 마련하였다. 더불어 관의 유지관리를 위한 관 세척 기준을 제정하였으며, 주기개정을 통한 곡관, 이형관의 계상기준을 명확히 하였다. 이러한 개정결과로 인한 공사비영향성을 분석한 결과 사업별로 약 1.28%의 공사비 절감효과가 나타났다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.146-153
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• 2022

연구목적: 국내 항만시설의 경우 사용년수가 오래된 항만구조물은 선박의 대형화 및 사용빈도 증가, 기후변화에 따른 자연재해의 영향 등으로 안전과 기능적 측면에서 상당히 많은 문제가 있다. 항만시설의 유지관리 이력 데이터를 기반으로 시설 노후화 패턴을 예측 할 수 있는 근사모델 개발을 위하여 빅데이터 분석 방법을 연구하였다. 연구방법: 본 연구에서는 케이슨식 안벽에 유지관리 데이터 수집하여 빅데이터를 바탕으로 시설물의 노후화 패턴 및 성능저하를 확인하기 위한 예측모델을 도출하였다. 가우시안 프로세스(GP)과 선형보간(SLPT) 기법을 통하여 생성된 상태기반 노후도 패턴 예측모델을 제안하고 유효성 검토를 통해 빅데이터 적용에 적합한 모델을 비교하고 제안하였다. 연구결과: 제안된 기법을 검토한 결과 SLPT기법은 RMSE 및 는 0.9215와 0.0648로 SLPT기법의 예측모델이 보다 더 적합한 것으로 검토 되었다. 결론: 이러한 연구를 통해 빅데이터 기반 시설물 성능저하 예측 연구는 유지관리를 위환 의사결정에서 중요한 체계가 될 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.37-43
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• 2011

구조물 내 설치된 파이프시스템은 주로 내부구성원들의 인간생활에 근간이 되는 기반시설로서 현대 도시생활의 생명선과 같은 역할을 한다. 이들 구조물 내 파이프시스템이 만약 지진발생에 의하여 손상될 경우 1차적으로 구조물 내 기능성이 저하되고 구조물 내 많은 정신적, 물질적 피해가 발생할 수 있다. 실제 내진공학에서 지진발생에 따른 비구조재요소의 거동은 크게 중요하게 고려되지 않으나 인적 및 물적 피해와 매우 밀접하게 연관되는 가스 혹은 수계파이프시스템에 대한 비구조적 요소의 거동예측 및 성능평가 연구는 보다 효과적인 구조물 유지관리를 위하여 그 필요성이 크다고 판단된다. 본 연구는 현재 일반적으로 널리 시공되어져 있는 노후 철근콘크리트 빌딩구조물 내 설치된 가스 혹은 수계파이프시스템에 대하여 실제 지진발생이 예측되는 거동을 살펴보고 이들 거동에 따른 성능평가 및 현 설계기준에 대한 검토도 병행하여 수행하고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 해석적으로 발생 가능한 총 10회의 지진파에 대하여 현재 실제 건물 내 기설치된 수계파이프시스템 모델링 및 해석을 통하여 그 결과를 검증, 평가하였으며 부가적으로 실제 발생 가능한 파괴유형 분석을 통하여 현 설치된 수계파이프시스템의 설계에 대한 적절한 내진보강방법에 대하여도 제안하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.94-101
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• 2021

현재 국내에서 내진성능관리 실무에 사용되고 있는 내진성능관리-의사결정 지원기술은 개별시설물의 내진성능을 정성적인 지수 값에 근거한 내진보강 우선순위만을 결정하고 있어 내진보강이 되었음에도 불구하고 지진 시 도로가 정상적인 교통통행기능을 수행하지 못하는 상황이 발생하고 있다. 이러한 단점을 극복하고 도로망관점에서 내진성능관리를 수행할 수 있도록 의사결정에 필요한 다양한 판단자료를 제공할 수 있는 새로운 내진성능관리 의사결정지원 기술이 필요하다. 본 논문에서는 교량, 터널, 사면, 옹벽으로 구성된 포항시 도로망을 대상으로 "지진위험도평가"를 적용하여 정량적인 지진 전·후 직·간접 피해규모 산출, 내진보강 전후의 직·간접 피해규모 비교에 의한 내진보강효과 검토, 이를 통해 수행 할 수 있는 내진보강 우선순위 선정, 필요예산 계획, 방재도로선정 등의 다양한 의사결정 사항들을 제시하였다. 또한 지진 위험도평가 방법을 이용한 내진성능평가를 시각적으로 구현하여 의사결정자들이 직관적으로 의사결정을 수행할 수 있도록 지원하기위해 개발된 의사결정지원 소프트웨어를 소개하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.75-83
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• 2023

일반적으로 교량은 계곡, 하천 등의 구간을 쉽게 통과하기 위한 목적으로 설치되는 시설물이다. 도심지를 통과하여 운행되는 철도교량 등은 지진, 통행차량의 충돌 등의 외부적인 요인으로 인해 손상이 발생하게 되며, 이로 인한 심각한 인명피해와 주변 시설물의 피해 그리고 운행중단으로 인한 도심지의 기능 마비 등 심각한 인적 물적 피해가 발생할 수 있다. 충돌이 발생한 교량에 대해서는 손상 정도에 따라 부분 보수 혹은 전면 교체 등의 보수작업이 진행되고 있다. 충돌로 인한 손상 혹은 변형이 발생하는 경우, 변형의 정도, 변형으로 인한 교량의 내하력에 영향을 미치는 정도 등에 따라 보수 방법을 결정한다. 본 연구에서는 도심지 내에서 설치되어 운행 중인 노후 철도 교량에 대해 차량의 충돌로 인해 발생한 국부 변형에 대한 보수작업에 대한 수치 해석적 검토를 수행하였다. 이를 위해 차량 충돌로 인하여 발생한 국부 변형에 대한 교량의 구조적 안전성 검토를 수행하였다. 본 논문에서는 분석 결과를 바탕으로 사고 교량의 보수 방법을 제시하였다.