본 연구는 하천법에 근거하여 국가차원에서 홍수 예보, 수자원 공급과 관리계획, 생태 및 환경 등의 목적을 위한 국가수문관측망을 구축하여 그 근간자료가 되는 하천 수문자료를 국가공공기초자료로 제공함으로써 불필요한 수문조사 중복 등을 방지하고 효율적인 수문조사의 기반을 구축하고자 하는 것이다. 국가수문관측망 설계는 기존 수문조사기관(국토해양부, 한국수자원공사, 한국수력원자력, 한국농어촌공사)의 관측망에 대한 현황을 파악하고, 도상조사와 현장조사를 통하여 수리 수문학적, 사회 경제적 중요성 검토 등의 과정을 통해 재설계할 수 있도록 하였다(2010, 장 등). 국가수위관측망의 구축은 결과적으로 우리나라의 총 643개소의 관측소가 필요한 것으로 설계되었으며 이 중 495개소는 기존 관측소를 그대로 활용하고, 129개소는 신설이 필요한 것으로 판단되었다. 또한 국가수위관측망 중 563개소에서는 수위자료와 유량자료를 제공하고 80개소는 수위자료만을 생산하여 제공하게 된다. 또한 유량관측소는 380개소(건설교통부, 2007), 자동유량관측소 97개소, 유사량관측소 138개소, 토양수분량 및 증발산량 관측소 각 25개소를 가지는 국가수문 관측망을 제시하였다. 국가수문관측망은 앞서 언급된 다양한 목적으로 활용되는 수문자료를 객관적이고 공정한 국가기초자료로 제공하여 불필요한 수문조사 중복 등을 방지하고 체계적이고 효율적인 우리나라 수문조사의 기반으로 활용 되어질 것이다.
본 논문에서는 심층 신경망 검색 방법을 사용하여 이미지 고해상도화를 위한 심층 신경망을 설계하는 방법을 구현하였다. 일반적으로 이미지 고해상도화, 잡음 제거 및 번짐 제거를 위한 심층신경망 구조는 사람이 설계하였다. 최근에는 이미지 분류 등 다른 영상처리 기법에서 사용하는 심층 신경망 구조를 검색하기 위한 방법이 연구되었다. 본 논문에서는 강화학습을 사용하여 이미지 고해상도화를 위한 심층 신경망 구조를 검색하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 policy gradient 방법의 일종인 REINFORCE 알고리즘을 사용하여 심층 신경망 구조를 출력하여 주는 제어용 RNN(recurrent neural network)을 학습하고, 최종적으로 이미지 고해상도화를 잘 실현할 수 있는 심층 신경망 구조를 검색하여 설계하였다. 제안된 심층 신경망 구조를 사용하여 이미지 고해상도화를 구현하였고, 약 36.54dB 의 피크 신호 대비 잡음 비율(PSNR)을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
물에 대한 중요성은 인구가 많아지고 산업이 발전됨에 따라 계속 높아지고 있으며, 이와 더불어 국민이나 기관 및 국가가 필요로 하는 지점에 충분한 품질을 가진 수문기초자료에 대한 수요 역시 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 국가차원에서 홍수 예보, 수자원 공급과 관리계획, 생태 및 환경 등의 목적을 위한 국가수위관측망을 구축하여 그 근간자료가 되는 하천 수위(또는 수위-유량 자료)자료를 제공함으로써 불필요한 수문조사 중복 등을 방지하고 효율적인 수문조사의 기반을 구축하고자 하는 것이다. 수위관측망 설계는 원하는 목적에 따라 수집된 수문자료의 경제적 가치를 최대화 하는 것이 기본이지만 이러한 방법론은 실제적으로 거의 드물다. 오히려 수문자료의 경제적 가치 최대화를 위한 관측망보다 경제적 관측망 구축을 위한 방법론을 개발하거나 선택하는 것이 보통이다. 본 연구에서는 국내와 일본, USGS(미지질조사국)와 WMO(세계기상기구) 등의 선진국에서의 수문관측망 구축 사례와 이론을 먼저 검토하고, 국가수위관측망으로서의 목적과 구축방법을 마련하였다. 우리나라는 이미 전 국토에 걸쳐 여러 목적의 수위관측소들이 설치되어 있으므로, 국가수위관측망으로서 관리와 자료제공이 가능한 수위관측소를 대상으로 현황 및 현장조사를 실시하고, 기존 관측망에 대한 수리 수문학적, 사회 경제적 중요성 검토 등의 과정을 통해 국가수위관측망으로 재설계할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 우리나라에서 처음으로 국가차원의 수위관측망을 구축할 수 있게 되었으며, 이 후 국가수위관측망의 실제 구축 및 국가수위관측망의 운영방안 등의 연구를 지속하여 신뢰할 수 있고 공간적으로도 충분한 전국 하천의 수위자료를 제공할 수 있도록 할 예정이다.
지하수질 감시를 위한 관측은 지하수를 사용하는 주변 인구의 보건은 물론이고 궁극적으로는 지하수자원 보전이라는 측면에서 매우 중요하다. 그러나 지하수 수질관측망은 설계부터 운영에 이르기까지 임의적이고, 체계적이기보다는 경험에 의존하거나 과학적이지 못한 방식으로 시행되고 있는 것이 사실이다. 본 연구는 지하수질 관측망의 효율적 배치를 위한 방법론의 현장적용성을 검토하기 위하여 대표적인 설계방법론을 대상으로 비교연구 하였다. 그 결과, 지하수질 관측망의 설계 시에는 관측망 설치의 목적을 명확히 설정하는 것이 중요하며, 현장정보의 확보수준에 따라 선택될 방법론이 달라져야 함을 알 수 있었다. 또한, 범용관측망 설계기법의 하나인 Integer Programming에 의한 방법과 지하수 정화 목적 관측망 설계기법의 하나인 Cost-to-go 함수 비교법을 동일한 대수층을 대상으로 적용한 결과, 각기 다른 관측정 위치를 얻었으나 요구되는 정보의 양은 비슷하였다. 두 방법 모두 지하수 오염을 모의할 정도의 정보만 확보되면 현장적용이 가능하며, 이를 통해 보다 객관적 근거에 이해 관측망 설계가 이루어질 것으로 판단된다.
음성 위주의 이동통신 초기 시스템에서부터 데이터 서비스를 제공하는 현재의 시스템에 이르기까지 이동통신 망이 진화해왔듯 무선망을 설계하거나 최적화하기 위한 전파환경 예측 시뮬레이션 툴 또한 발전을 거듭해왔다. 이는 망의 진화로 인해 무선망 설계/관리/최적화 기법이 복잡/다양해지고 그래서 단순한 수작업이나 현장 기술자의 경험만으로는 명쾌한 해답을 내놓기 곤란한 상황이 많아짐을 의미한다. 본 논문에서는 시뮬레이션 툴을 활용한 무선망최적화/엔지니어링 작업 프로세스를 체계적으로 정리하여 소개함으로써 현장 기술자가 보다 효율적이며 경제적인 무선망 최적화 기법에 익숙해질 수 있는 방법론을 제시한다.
통신처리시스템(Communication Processing System)은 전화망과 ISDN 가입자들에게 전국 규모의 PC 통신 및 인터넷 액세스를 가능하게 하기 위한 망정합 장치이며, 동시에 통신처리 서비스를 제공하는 시스템이다. 본 논문에서 기술하고자 하는 통신처리시스템 전화망 정합장치는 120 채널 규모의 용량으로 설계되었으며, 전화망과는 텐덤교환기 레벌과 4개의 El 트렁크 접속방식으로 연결되며 R2 MFC 방식을 사용한다. 접속된 가입자 회선은 ITU-T V.90 규격에 따르는 모뎀풀을 사용하여 정합되며 이 정보들은 역다중화된 후 서비스된다. 이 정보들은 데이터 처리 블록, 입출력 기능 블록, 사용자 명령어 처리 블록, 서비스처리 블록에 의해 복수의 서비스 제공자 망에 접속된다. 본 논문에서는 이러한 통신처리시스템에 연결되는 전화망 가입자들에게 효과적으로 데이터 통신 서비스를 제공하기 위한 전화망 정합장치(TNAS; Telephony Network Access Subsystem)의 기능과 구조, 설계 및 구현 내용에 대해 기술한다.
현재 많은 신경망의 하드웨어 구현은 부동 소수점 연산에 비해서 적은 면적과 빠른 수행시간을 가지는 고정소수점 연산을 많이 사용하지만, 소프트웨어에서는 일반적으로 높은 정확도를 가지는 부동소수점 연산을 사용한다. 신경망의 하드웨어 구현에서 많이 사용하는 고정소수점 연산은 부동소수점 연산에 비해서 빠른 처리속도와 적은 면적으로써 쉽게 하드웨어 구현에 용이하지만, 부동소수점 연산에 비해서 낮은 정확도와 기존의 부동소수점 연산을 사용하는 소프트웨어 신경망을 쉽게 적용할 수 없는 단점을 가진다. 본 논문에서는 부동소수점 연산을 사용하여 문자 추출 MLP의 데이터 변환 없이 적용할 수 있는 전체 파이프라이닝 설계 구조를 제안한다. 제안된 설계방법은 신경망의 전체 구조를 입력층과 은닉층을 링크 병렬화 방법과 은닉층과 출력층을 뉴런 병렬화 방법을 개선하여 쉽게 파이프라이닝 구조로 설계함으로써 신경망 처리는 은닉층 뉴런수와 동일한 주기로 처리되며, 기존의 문자추출 소프트웨어 신경망을 제안된 하드웨어 설계방법으로 구현하였을 때 11배의 빠른 성능을 나타낸다.
본 논문에서는 기존의 망 관리 시스템의 관리가 시간, 장소, 벤더에 종속되고 개발시에 시스템 전반을 설계 구현해야 한다는 단점을 보안하기 위하여 J2EE (Jaya 2 Enterprise Edition) 기술을 사용하는 컴포넌트 기반의 다중 계층 구조를 갖는 망 관리 시스템을 제안하며, J2EE 기반 망 관리 시스템의 프리젠테이션 프레임워크를 설계한다. 본 망 관리 시스템의 프리젠테이션 프레임워크는 웹 브라우저, WAP (Wireless Application Protocol) 단말기, PCS (Personal Communication System) 등의 모든 다양한 Internet 장비들을 망 관리 인터페이스로 제공하기 위하여 자바 빈즈, 서블릿, JSP (Java ServerPage), XML (eXtensible Markup Language), J2ME (Java 2 Micro Edition) 기술 등을 사용하여 설계한다.
다양화 및 이질화되어 가는 통신망을 효과적이고 통합적으로 관리하기 위해 TMN(Telecommunication Management Network)개념이 등장하게 되었고, 관리 대상이 실자원이나 시스템, 소프트웨어 등에 국한되지 않고 서비스 영역으로 확대됨에 따라 이 서비스 영역의 관리가 필요하게 되었다. 또한 ATM 망은 구성이 복잡하고 기존 망에 비해 서비스가 확대되었으며, 고속 정보처리로 인한 망 관리 시간의 제한, 다양한 트래픽으로 인한 QoS 관리의 어려움 등의 문제가 대두되었다. 따라서 본 논문에서는 ATM 망의 성능과 QoS 관리를 위한 정보 모델을 설계하였고, ATM 망 성능 및 QoS 관리 에이전트 시스템을 TMN LLA 개념에 따라 설계하였으며, 패트리네트 모델링과 도달성 트리를 이용하여 시스템 모듈의 설계를 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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