• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.387-387
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• 2022

기존 홍수기시 댐 운영은 예측 강우와 실시간 관측 강우를 이용하여 댐 운영 모형을 수행하며, 예측 결과에 따라 의사결정 및 댐 운영을 실시하게 된다. 하지만 이 과정에서 반복적인 분석이 필요하며, 댐 운영 모형 수행자의 경험에 따라 예측 결과가 달라져서 반복작업에 대한 자동화, 모형 수행자에 따라 달라지지 않는 예측 결과의 일반화가 필요한 상황이다. 이에 댐 운영 모형에 AI 기법을 적용하여, 다양한 강우 상황에 따른 자동 예측 및 모형 결과의 일반화를 구현하고자 하였다. 이를 위해 수자원 분야에 적용된 국내외 129개 연구논문에서 사용된 딥러닝 기법의 활용성을 분석하였으며, 다양한 수자원 분야 AI 적용 사례 중에서 댐 운영 예측 모형에 적용한 사례는 없었지만 유사한 분야로는 장기 저수지 운영 예측과 댐 상·하류 수위, 유량 예측이 있었다. 수자원의 시계열 자료 활용을 위해서는 Long-Short Term Memory(LSTM) 기법의 적용 활용성이 높은 것으로 분석되었다. 댐 운영 모형에서 AI 적용은 2개 분야에서 진행하였다. 기존 강우관측소의 관측 강우를 활용하여 강우의 패턴분석을 수행하는 과정과, 강우에서 댐 유입량 산정시 매개변수 최적화 분야에 적용하였다. 강우 패턴분석에서는 유사한 표본끼리 묶음을 생성하는 K-means 클러스터링 알고리즘과 시계열 데이터의 유사도 분석 방법인 Dynamic Time Warping을 결합하여 적용하였다. 강우 패턴분석을 통해서 지점별로 월별, 태풍 및 장마기간에 가장 많이 관측되었던 강우 패턴을 제시하며, 이를 모형에서 직접적으로 활용할 수 있도록 구성하였다. 강우에서 댐 유입량을 산정시 활용되는 매개변수 최적화를 위해서는 3층의 Multi-Layer LSTM 기법과 경사하강법을 적용하였다. 매개변수 최적화에 적용되는 매개변수는 중권역별 8개이며, 매개변수 최적화 과정을 통해 산정되는 결과물은 실측값과 오차가 제일 적은 유량(유입량)이 된다. 댐 운영 모형에 AI 기법을 적용한 결과 기존 반복작업에 대한 자동화는 이뤘으며, 댐 운영에 따른 상·하류 제약사항 표출 기능을 추가하여 의사결정에 소요되는 시간도 많이 줄일 수 있었다. 하지만, 매개변수 최적화 부분에서 기존 댐운영 모형에 적용되어 있는 고전적인 매개변수 추정기법보다 추정시간이 오래 소요되며, 매개변수 추정결과의 일반화가 이뤄지지 않아 이 부분에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.610-613
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• 2005

국가 수자원계획을 위해 필요한 방대한 자료 중 하나인 강수에 의한 각 유역별 유출량 산정은 매우 중요한 요소이다. 과거 수자원계획에서는 비유량법을 사용하여 각 유역의 유출량을 산정하여 왔다. 하지만 갈수기, 홍수기에 많은 불확실성이 내재되어 있음이 많은 연구에 의해 보고되어지고 있다. 본 연구에서는 표준 4단 탱크모형의 이후에 만들어진 토양수분 저류구조를 가진 탱크모형을 사용하고 개념적 융설모형을 사용하여 전국의 자연 유출량을 산정하고자 한다. 연구에 사용한 소유역단위는 수자원단위지도의 중권역 117개이다. 매개변수의 추정에 사용된 지점은 다목적댐, 용수전용댐, 신뢰성 있는 수위관측소 상류유역 등 총 24개 지점이며, 매개변수 추정에 사용한 최적화 방법은 신뢰성이 검증된 SCE-UA 전역최적화 방법을 사용하였다. 이와 같이 추정된 매개변수를 사용하여 각 권역별 연평균 유출량을 제시하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.383-386
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• 2009

본 연구는 HAZUS에서 제시하고 있는 비보강 조적조 건축물의 구조적 손상상태에 대한 지진취약도함수와 관련하여 층간변위율 및 스펙트럼 변위 등의 매개변수를 평가하고 또한 국내 상황에 적합한 기존 비보강 조적조 건축물의 지진취약도곡선의 도출을 목적으로 하였다. 국내 상황을 고려한 지진피해를 추정하기 위하여 먼저 기존 비보강 조적조 건축물의 현황파악 및 지진취약도함수 산출방법을 분석하였다. 일반적으로 HAZUS에서 제시하고 있는 지진취약도함수는 역량스펙트럼을 변환시킨 가속도-변위응답 스펙트럼법을 기본적으로 사용하는 상황으로 국내 기존 비보강 조적조 건축물에 대한 지진취약도함수 개발을 위하여 Midas GEN Ver.741 구조해석프로그램을 사용하여 실제 23개동의 비보강 조적조 건축물을 대상으로 역량스펙트럼 해석을 수행하였다. 연구결과를 통하여 지진취약도함수의 주요 매개변수인 손상상태별 층간변위율 및 스펙트럼 변위를 제시하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.222-223
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• 2000

지금까지 gold-coated 반사체, cusp-shaped 반사체, 복합 포물 반사체(CPC), 난반사 공동체 등 다양한 형태의 반사체가 횡펌핑을 이용한 Nd:YAG 레이저의 개발을 위하여 고안되어졌다. 횡여기되는 Nd:YAG 레이저의 광학적 효율은 반사체의 형태, 다이오드 레이저의 파장, Nd:YAG 결정의 지름, Nd$^3$의 도핑농도에 따라 영향을 받는다.$^{(1)}$ 본 연구에서는 고출력의 횡여기 Nd:YAG 레이저를 개발할 목적으로 광여기 공동으로 사용된 난반사 공동체의 내부지름과 레이저 매질인 Nd:YAG 결정의 흡수계수 등 매개변수를 변화시켜 흡수분포와 출력을 계산하였으며, 이러한 매개변수들이 기울기 효율에 미치는 영향을 수치 해석적으로 연구해 보았다. 광선추적법에서 사용한 매개변수 중에서 다이오드 레이저의 파장은 808 nm이고, 반사율은 90%이며, 여기 다이오드 출력은 1080 W이다. 난반사 공동체$^{(2)}$ 의 반사율은 95.7%이고, 결정의 투과율은 90%이며, 결정의 반지름은 2.5 mm이다. 사용된 여기 구조도는 그림 1과 같다. 여기헤드는 Nd:YAG 결정, 난반사 공동체, 그리고 3개의 360 W급 다이오드 어레이들로 구성되어 있다. (중략)

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.868-872
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• 2012

유역의 유입 및 유출은 강수에 의해 발생하며 여러 가지 기후 조건과 토지 상태의 영향을 받는다. SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형은 이러한 여러 가지 복잡한 기후 조건과 토지 상태를 반영하며, 장기간 입력 자료에 따른 유출량을 산출할 수 있다. 본 연구에서는 시험유역을 안동댐 유역으로 선정하였으며, SWAT 모형을 이용하여 10년(2000년 ~ 2010년) 동안의 유출량을 산정하였고 이를 안동댐의 실측 유입량과 비교 분석하였다. ArcSWAT을 이용하여 분석하였고 입력 자료는 SWAT의 분석단위인 HRU(Hydrologic Response Unit)를 산정하기 위한 정밀 토양도 및 토지피복도와 기상입력 자료인 강우 및 최고기온, 최저기온, 습도, 풍속, 일사량 등을 사용하였다. 강우관측소는 안동댐 유역의 고선, 남회룡, 도천, 미질, 석동, 석포, 석현, 의촌, 재산, 황지를 선정하였고, 일사량관측소는 안동, 대관령, 포항을 선정하였으며, 기온, 습도, 풍속관측소는 안동, 봉화, 태백, 영주를 선정하였다. 또한 기상입력자료 중 결측값은 역거리 자승법을 이용하여 보완하였다. SWAT 모형은 유출량 계산 시 여러 가지 다양한 매개변수가 사용되며, 이러한 매개변수들의 검 보정을 통하여 실제 유역의 특성과 하천 흐름특성을 반영할 수 있다. 본 연구의 시험유역인 안동댐유역은 산림과 초지가 많은 지역이기 때문에 식물에 의해 차단되는 강우에 관한 매개변수와 지하로 침투되는 강우량에 관한 매개변수 등을 보정하여 실제 유역특성을 반영하였다. 본 연구에서는 이러한 과정을 통해 안동댐 유역의 10년 동안의 일 유출량을 산정한 결과, 홍수기의 첨두유량 및 첨두시간에는 실측자료와 약간의 차이가 있었지만 전체적으로 실측자료와 매우 유사한 유출량을 산정하였다.

• Water for future
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• v.29 no.4
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• pp.149-160
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• 1996

The parameters of the storage function model (SFM) are taken as constants, while they have different values every rainfall events and time of the runoff. Therefore, the results of the SFM show remarkably large errors in general. In this study, the modified sorage function model (MSFM), in which the time variant parameters are introduced, is proposed to improve the SFM which is a conceptual rainfall-runoff model. The fuzzy reasoning is applied as a real-time control method of the time-variant parameters of the proposed model. The applicability of the MSFM was examined in the Bochung river, a tributary of Geum river in Korea. The pattern of predicted outflow hydrograph and peak outflow by the MSFM with fuzzy control are much similar to the measured values in comparison with the results produced by the SFM.

• Geotechnical Engineering
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• v.3 no.1
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• pp.65-76
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• 1987

This study has been carried out as a basic course for the analysis of foundation deformations based on the Cap model using the finite element methods. Material parameters should firstly be determined in order to use the Cap model for numerical solution. Associated with the fact described above, a method determining the soil parameters is suggested using algorithm for numerical ana])isis from raw truly triaxial compression laboratory test data of Pueblo.Colorado sand by Zaman, et at. (1982) More specifically, the change of soil parameters Is thoroughly examined by weighting the data obtained from CTC and RTE tests, respectively. The main results obtained are as follows; 1. The obtained values of parameters (E, V and 2) are same irrespective of data obtained from various kind of tests. 2. The values of the other parameters are dependent on data used. 3. The determination of parameters is little affected by the weighting factor.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.7 no.2
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• pp.284-292
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• 2003

In this paper, we carried out the numerical examination of the initial value setting-up method to extend the range of optimal step parameter in a adaptive system which is controlled by LMS algorithm. For initial value setting-up methods, the general method which select the initial value randomly and the other method which applies the approximate value obtained from the direct method to initial value, were used. And then, we compared to the ranges of step parameter setting, the convergence speeds of mean-square-error, and the stabilities during the convergence process when the initial values were applied to the optimal directivity synthesis problem. According to the numerical simulation results, the initial value setting-up method by means of the direct method provides wider range for the step parameter, more efficient capability for convergence and stability, and more error correction ability than the general method.

• Journal of Wetlands Research
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• v.7 no.3
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• pp.57-66
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• 2005

This paper is to present the determination of the optimal loss rate parameters and unit hydrographs from the observed single rainfall-runoff event using optimization model. The linear program models has been formulated to derive the optimal unit hydrographs and loss rate parameters for the site of the Su-Jik Bridge in the HwangGuJichen River; one minimizes the summation of the absolute residual between predicted and observed runoff ordinates. In the perturbation stage of parameters the trial and error method has been adopted to determine the loss rate parameters for Kostiakov's, Philip's, Horton's, and Green-Ampt's equation. The unique unit hydrograph ordinates for a given rainfall-runoff event is exclusively obtained with ${\Phi}$ index, but unit hydrograph ordinates depend upon the parameters for each loss rate equations. In this paper the single rainfall-runoff event observed from the sample watershed is considered to test the proposed method. The optimal unit hydrograph obtained by the optimization model has smaller deviations than the ones by the conventional method.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.366-366
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• 2017

하천의 유량관측 자료는 지표수자원의 확보와 수공구조물의 설계를 위해 가장 기초적인 수문자료로써 정밀하고 지속적인 관측을 요구한다. 최근 유량 관측법은 접촉식 유속측정 방법의 단점을 보완한 전자파 표면유속계나 영상분석기법을 적용한 표면영상유속계(SIV)가 활용되고 있다. 이들 관측장비는 표면유속 관측법에 의해 유량을 측정하므로 보다 정밀한 유량자료를 확보하기 위해서는 측정 영역의 표면유속과 단면의 평균유속에 대한 해석이 필요하다. 이 연구에서는 제주도 남부지역에 위치한 강정천을 대상으로 2011년 7월부터 2015년 6월 까지 월 1~2회 현장관측한 ADCP 자료를 활용하여 Chiu(1987)가 제안한 2차원 유속분포식의 매개변수를 추정하여 정밀한 유량을 산정하였다. 또한 표면영상유속계(SIV)로 산정된 표면유속을 Chiu-2 차원 유속분포식에서 평균유속으로 환산하여 기존의 표면유속을 일률적으로 적용한 수심평균유속 환산계수인 0.85의 적용 값과 비교 분석하였다. 대상하천의 현장에서 72회 관측된 ADCP 자료를 활용하여 각각의 최대유속과 평균유속을 분석하고 엔트로피 계수(M)를 산정한 결과와 유속의 공간적 분포를 모델링하기 위해 제시되는 $_{urf}$를 산정하였으며, 산정된 계수 값을 이용하여 표면유속을 계산한 결과와 ADCP의 관측된 표면유속의 $^2$는 0.874로 나타났다. 이러한 결과는 Chiu-2차원 유속분포식을 연구대상하천에 적용하는 과정에서 추정되는 매개변수의 평균값 사용에 대한 타당성을 보여준다. 이 후 추정된 하천매개변수를 하천현장에 적용성 확인을 위해 강정천의 동일 관측지점에서 표면영상유속계(SIV)를 사용한 표면유속과 유량을 산정함과 동시에 ADCP에 의한 유속 및 유량과 비교 분석하였다. 표면영상유속계(SIV)로 분석된 유속 벡터를 Chiu-2차원 유속분포식에 적용하여 산정된 유량과 기존의 수심평균유속환산계수 0.85를 적용한 유량은 각각 $0.7171m^3/s$과 0$0.5758m^3/s$였다. ADCP 평균유량 $0.6664m^3/s$과의 오차율은 각각 7.63%, 13.64%로 나타나 Chiu-2차원 유속분포식을 적용한 유량이 수심평균유속환산계수 0.85를 적용한 유량에 비해 작은 오차율을 보였다.