하천에서의 분변성대장균은 분변성 오염 정도를 나타내는 지표로서, 이 농도가 높을수록 오염된 하천수와의 접촉을 통한 호흡기, 소화기 및 피부 관련 질병의 발발 확률이 높다고 알려져 있다. 따라서 하천에서의 수영, 수상스키 등과 같은 입수형 친수활동을 할 때, 분변성대장균 농도가 농도 기준 이하인지를 확인하고 이러한 정보를 친수활동에 이용할 필요가 있다. 그러나 분변성대장균의 경우, 현재 자동수질측정망에서 측정되고 있는 다른 수질인자들과는 달리 실시간 측정이 불가능하다고 알려져 있다. 분변성대장균을 측정하는데 있어 최소 18시간 이상이 필요하며, 이러한 분변성대장균 측정 방식은 하천 이용자들이 안전한 친수활동을 영위하는데 있어 적절한 수질 정보를 제공하지 못한다. 그러므로 분변성대장균을 예측하는 모델을 개발하고, 이를 이용하여 실시간 분변성대장균 정보를 생성하여 하천 이용자들에게 제공할 필요가 있다. 본 연구에서는 친수활동이 활발하게 이루어지는 곳 중 하나인 북한강의 대성리 지점에 대해 데이터 기반 모델을 이용하여 분변성대장균을 예측하였다. 데이터 기반 모델은 물리 기반 모델에서 필요한 지형데이터나 비점오염원 등의 초기 오염물의 양에 대한 데이터를 필요로 하지 않고, 대신 독립변수로 사용되는 기상 및 수질데이터를 필요로 한다. 이러한 기상 및 수질데이터는 기존 기상관측소, 수질관측소에서 매일 자동으로 측정되기 때문에 데이터 기반 모델은 물리 기반 모델에 비해 입력데이터를 구성하기가 쉽다는 장점을 지닌다. 이러한 데이터 기반 모델 중 분류 모델은 회귀 모델과 달리 분변성대장균 농도가 일정 수질기준 이상을 넘는지를 바로 예측할 수 있다. 본 연구에서는 분류 모델 중 높은 예측력을 가진다고 알려진 랜덤포레스트(random forest) 기법을 이용하여 분변성대장균 예측 모델을 개발하였다. 분변성대장균 예측 모델은 주어진 기상 및 수질 조건에 대해 분변성대장균이 200 CFU/100ml가 넘는지를 예측하였다. 예측된 분변성대장균이 기준을 넘는 경우를 2등급, 넘지 않는 경우를 1등급으로 명명하였다. 모델을 개발하기 위하여 북한강 대성리 인근 측정소에서 2010년부터 2015년까지 측정된 기상 및 수질데이터를 수집하였다. 수집한 데이터를 훈련 및 검증데이터로 샘플링하였으며, 이 때 샘플링한 데이터가 기존 데이터가 가지고 있던 등급별 비율을 유지하기 위하여 층화샘플링을 하였다. 본 연구에서는 샘플링에 의한 불확실성을 줄이기 위하여 랜덤하게 50번 샘플링된 각각의 훈련데이터에 대해 모델을 개발하였다. 50개의 모델의 검증 결과를 종합한 결과, 전체 예측률은 0.139로 나타났다.
실제 해양에서 음파는 해수면/해저면의 거친 경계면이나 기포층/어군과 같이 불규칙적으로 분포된 체적에 의해 산란 되며, 잔향음 신호는 이러한 산란 신호의 합으로 형성된다. 실측된 잔향음 신호를 정확하게 모의하기 위해서는 각 산란 메커니즘에 적합한 산란 모델을 음파 전달 손실 모델과 결합시켜야 한다. 본 논문에서는 기존의 산란 모델과 결합이 용이한 음선 이론을 기반으로 잔향음 모델을 개발하였다. 개발된 잔향음 모델은 (1) 해수면에 대한 산란 신호로 실험 기반의 Chapman-Harris 식과 이론 기반의 APL-UW/SSA 모델, (2) 해저면에 대해서는 실험 기반의 Lambert 법칙과 이론 기반의 APL-UW/SSA 모델을 선택적으로 사용하도록 한다. 개발된 잔향음 모델의 타당성을 검증하기 위해서 정상 모드법 기반으로 개발된 Ellis 모델 결과와 2006 잔향음 공동웍크�乍【� 발표된 여러 잔향음 모델 결과와 비교하였다. 모델간의 비교를 통해 검증된 잔향음 모델을 이용하여 한국 근해의 중주파수 대역 잔향음 신호를 모의하고, 이를 실측 데이터와 시간 영역에서 직접 비교하였다. 이러한 비교를 통해 각 해역의 해양 환경의 특성에 따라 상호 다른 잔향음 신호 경향을 고찰 할 수 있으며, 나아가 각 해역 특성을 반영하는 산란 강도 함수를 본 잔향음 모델을 통해 선정할 수 있다.
VOD 서비스는 일반 유료방송가입자들 사이의 보편적인 인기뿐만 아니라 가입자 기반 수신료, 광고료와 같은 기존 방송사의 수익 외의 추가 수익을 제공하고 있다. 이와 같은 이유로 각 방송사들은 자신의 VOD 서비스를 개발하고 매출을 높이기 위해 잦은 개선 작업을 수행하기 때문에 개발업체는 이런 개발 요구들에 효과적으로 대응할 방법이 필요한 실정이다. 이 에 본 연구는 사례연구들을 통해 그 효율성이 입증된 대표적 피처지향 분석모델인 FODA (Feature-Oriented Domain Analysis)를 VOD 서비스 개발에 적용하였다. FODA는 카네기멜론대학 SEI에서 개발한 피처지향 분석모델로서 특정 도메인에 해당하는 소프트웨어의 피처모델을 개발하고 이를 기반으로 고객이 원하는 소프트웨어 형상을 결정하는 도구를 제공한다. 본 연구는 개발업체와 함께 VOD 서비스 도메인의 피처모델을 개발하고 VOD 서비스 개발 프로세스 향상을 위한 피처모델 기반의 VOD 서비스 기능과 테스트케이스들을 개발하였다.
본 연구는 하수처리장 운영시스템 자료를 활용하여, 머신러닝 기반의 예측 모델을 개발하고, 모델 정확도 향상에 대하여 검토하였다. 하수처리장에 설치된 각종 센서를 통해 실시간으로 자료가 모니터링되고 있으며, 수집된 자료는 운영시스템에 저장된다. 하수처리장 시스템은 설정된 값과 센서의 측정값을 비교해 이상치가 발생하면 운영자가 즉각적으로 조치하여 문제를 해결하고 있으나, 비정상적인 상황 발생시 이를 대처할 시간이 부족하여 적절한 조치가 이루어지지 못하는 경우가 발생 되고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 A 하수처리장 운영자료를 활용하여 결과 예측이 신속하고 신뢰도 높은 머신러닝 기반의 예측 모델을 개발하고자 하였다. 모델의 예측 정확도 및 신뢰성을 향상하기 위하여 결과에 영향을 미치는 주요 영향 인자를 분석하고, 이를 기반으로 모델의 추가 분석 및 개선을 수행하여 모델의 예측력을 평가하였다. 금회 연구는 데이터 전처리를 과정을 통한 인사이트를 도출하고 이를 활용하여 하수처리장 운영자료 예측 정확도를 높일 수 있었으며, 이 결과를 바탕으로 다른 하수처리장의 모델 개발시에도 유용하게 활용이 가능할 것으로 검토되었다.
오늘날 자동차 기술의 비약적인 발전으로, 단순히 이동수단으로만 여겨왔던 자동차는 과거와는 비교 할 수 없을 정도의 안전성과 편의성을 제공하고 있다. 이러한 편의와 안전을 제공하는데 있어서의 핵심은 전자제어 장치의 발달로 이뤄진 결과이다. 최근 개발되는 전자제어 장치는 통합 모듈제어의 형태를 지니고 있어서 설계의 복잡성을 지니고 있다. 따라서 이러한 특성으로부터 발생되는 문제를 기존에 준수해왔던 IEC 61508으로는 해결하지 못해, ISO 26262가 제정되었다. 따라서, ISO 26262의 국내 도입에 따른 발생되는 문제들이 예측되고 있다. 이러한 문제에 대한 분석을 통해, 모델 기반 시스템공학 적용을 통해 해결하고자 노력하였다. ISO 26262의 국내 적용에 따른 가장 유려되는 개발 전체 라이프사이클에 안전성과 신뢰성을 만족하기 위한 개발 프로세스 도입에 대한 문제와 요구사항 분석 및 개발, 그리고 관리 측면에 대해 시스템 공학 전산지원도구 활용을 통한 모델기반 시스템 공학 접근 방법을 활용한 방안에 관하여 논의하고 있다. 본 연구 결과를 기반으로 향후 추가 연구를 수행하면, ISO26262의 국내 자동차산업 도입에 따른 문제에 해결하기 위한 과정에 도움이 될 것으로 기대된다.
인터넷과 웹은 전통적인 비즈니스 모델에 혁신적인 변화를 가져왔고 인터넷/인트라넷 기반의 전자적 서비스를 통해 비즈니스 거래를 가능케하는 전자 상거래를 거쳐 보다 확대된 비즈니스 개념과 모델을 제공하는 동적인 e-Business라는 새로운 환경을 만들어냈다. 이 새로운 환경에 보다 동적인 비즈니스 프로세스를 지원하는 XML기반의 웹표준들의 상호작용하는 응용인 웹서비스가 등장하였다. e-Business 응용은 비즈니스 트랙잭션 제공자와 소비자 측면의 단말 사용자의 자동화를 위한 플랫폼이 기반이 되며 이를 통한 새로운 모델로 비즈니스 프로세스 응용 상호간 실시간 웹서비스가 제공되는 핵심 기술이 요구된다. 본 논문에서는 웹 서비스의 특성을 기반한 e-Business 시스템을 구축하기 위한 기본 기술들을 계층화하여 표현한 재사용 가능한 공통 아키텍쳐(common architecture)를 기술하고 개발 프로세스를 제안하고 CAS(Customer Authentication System)에 개발 프로세스를 적용하여 개발하는 사례를 보여준다.
본 논문에서는 표준연동 아키텍처(HLA/RTI)기반 다해상도 연동이 가능한 시뮬레이션을 구성하여 공학급(QUEST), 교전급(SADM), 임무급(EADSIM)의 모델을 연동하였다. 공학급 모델은 전투실험 공학분석 시범체계에서 개발된 전투실험 통합개발환경(QUEST)을 이용하여 모델을 개발하였다. 교전급 모델은 SADM을 이용하여 개발하고 임무급 모델은 EADSIM을 이용하여 모델을 개발하였다. 여러 계층의 모델을 연동하기 위해 표준 연동 아키텍처 기반(HLA/RTI)으로 설계하고 구현하였다. 각기 다른 분산된 환경에서 수행되고 있는 시뮬레이션 프로그램들이 상호 연동을 위해 표준 연동 인터페이스 명세에 만족하는 연동 시뮬레이션을 설계하고 각 시뮬레이션 프로그램 간의 중계 역할을 담당하는 통합연동 게이트웨이를 개발하였다. 다해상도 연동 시뮬레이션을 통해 여러 계층 간의 모델을 연동하여 해양 무기체계 효과도 분석을 위한 모델충실도를 향상하고 운용자 필요에 따라 요구되는 전장 환경을 신속하게 구성할 수 있다. 또한 표준연동 아키텍처(HLA/RTI)를 기반으로 설계하게 된 다른 시뮬레이션 프로그램과도 쉽고 효율적으로 연동할 수 있다.
모델 중심 컴포넌트 기반 개발 방법은 개발 대상 시스템을 하나의 추상컴포넌트로 보고, 재귀적인 컴포넌트의 분화(decomposition)와 정제(refinement) 과정을 통하여 물리적인 컴포넌트를 도출해내는 하향식 개발방식이다. 본 연구에서는 모델 기반 컴포넌트 개발기법을 근간으로 한 컴포넌트 정제 과정에서 정제 전 후의 추상컴포넌트들 간의 행위 일관성을 정형분석하기 위한 모델 변환기를 개발하였다. 이 모델변환기는 컴포넌트의 분화와 정제 전 과정에 걸쳐 사용되어 정제 전 후 컴포넌트 간의 상호작용 오류로 인한 잠재적인 결함을 조기에 발견하고 해결하는데 기여할 수 있다. 본 논문은 추상컴포넌트의 각 구성요소들을 정형검증기 SPIN의 구성요소로 변환하기 위해 사용된 변환방법들과 변환기의 구성요소들을 소개한다. 개발된 변환기는 자동차 거울조종시스템, 무선센서네트워크를 위한 운영체제 등의 사례연구에 적용되어 그 효용성을 입증하였다.
본 연구는 국내 산사태 발생 데이터를 기반으로 시뮬레이션 모델을 머신러닝 기법을 통해 학습시켜 산사태의 토석류 흐름을 구현하는 알고리즘에 대한 연구이다. 전통적인 프로그래밍을 통한 산사태 시뮬레이션 모델 개발을 해당 시스템에 더 많은 고도의 물리학 법칙을 통합 적용시켜 토석류의 흐름을 공학적으로 재현해내는데 중점을 두고 개발이 진행되지만, 본 연구에서 다루는 머신러닝 기법을 통한 산사태 시뮬레이션 모델 개발의 경우 시스템에 입력되는 데이터를 기반으로한 학습을 통하여 토석류 흐름에 영향을 미치는 변수와 파라메터를 산출하고 정의는데 중점을 두고 개발이 진행된다. 본 연구에서 산사태 시뮬레이션 모델 개발에 활용하는 머신러닝 알고리즘은 강화학습 알고리즘으로 기존 산사태 발생 지점을 기반으로 에이전트를 설정해 시간에 따라 시뮬레이션의 각 스텝에서 토석류의 흐름 즉 액션을 환경에 따른 가중치를 기준으로 산정하게 된다. 여기서 환경에 따른 가중치는 시뮬레이션 모델에 정의된 메서드에 따라 산정된다. 시간이 목표값에 도달하여 결과가 출력되면 출력된 결과와 해당 산사태 발생 지점의 실제 산사태 피해 지역 데이터 즉 시뮬레이션 결과 이상치와의 비교를 통하여 시뮬레이션을 평가하게 된다. 이러한 평가는 시뮬레이션 데이터와 실제 데이터간의 유사도 비교를 통해 손실률을 도출하게 되고 이러한 손실률을 경사하강법등의 최적화 알고리즘을 통해 최소화 하여 입력된 데이터를 기반으로한 최적의 토석류 흐름 구현 알고리즘을 도출한다.
가시광 무선 통신 기술은 발광소자인 LED와 수광 소자를 이용한 차세대 무선 통신 기술로서 많은 관심을 받고 있다. 더욱이 최근들어 연구 초장기의 이론적 연구를 벗어나 실제 상용 모델에 대한 개발 및 구현 결과가 발표되고 있다. 이에 본 보고에서는 가시광 무선 통신 기반의 실내외 응용 서비스 모델 개발을 위한 최근의 연구 개발 동향을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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