• 제목/요약/키워드: 물리기반

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과학수업 후 변하는 것과 변하지 않는 것: 정신모형 이론을 중심으로 한 고등학생의 원운동 개념변화 사례 분석 (What Changed and Unchanged After Science Class: Analyzing High School Student's Conceptual Change on Circular Motion Based on Mental Model Theory)

  • 박지연;이경호;신종호;송상호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.475-491
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    • 2006
  • 최근 과학교육에서 학생들이 현재 가지고 있는 개념의 특성을 분석하고 개념형성에 영향을 미친 요인들을 확인하며 이들 요인들이 개념변화과정에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 심층적인 논의의 한 가지 이론적 배경으로 정신모형에 대한 관심이 높아지고 있다. 정신모형이란 학습상황에서의 외부 정보와 장기기억 속에 저장되어 있는 지식과 믿음 사이의 상호작용의 결과로서 작업기억 속에 형성된 역동적인 표상이다. 따라서 문제 상황에서 형성된 정신모형과 정신모형 형성과정을 조사하는 데에는 학생의 인식론적 신념, 존재론적 신념, 메타인지 등 인지적 요인, 동기, 불안, 목표 등의 정의적 요인, 수업, 제시된 과제 등의 맥락요인과 같이 다면적인 접근을 시도할 수 있다. 이에 본 연구에서는 학생들의 원운동 정신모형 형성에 영향을 미치는 관련 변인들을 사례연구와 문헌연구를 통해 확인한 후, 윈운동 단원을 가지고 정신모형 이론에 기반 한 수업모형을 개발하여 경기도 소재의 인문계 고등학교 2학년 물리수업에 적용한 후, 이 수업에 참여한 한 학생의 수업 전, 직후, 지연 사후의 각 시기마다 이 학생이 원운동 문항에 관해 어떤 정신모형을 형성시켰는지, 그리고 각 시기를 거치면서 원운동 문항에 관한 정신모형이 어떻게 변하였으며 이에 영향을 미친 요인들에 관해 알아보았다. 사례 분석 결과, 학생들이 각 시기의 문제 상황에서 떠올린 정신모형은 통합된 정신모형 이론에서 논의한 바와같이 수업이전 획득한 관련 지식과 인식론적 신념 등과 같은 인지적 요인, 과학학습에 대한 흥미 등의 정의적 요인, 메타인지 활동 등을 강조한 교수전략이 사용된 수업 등의 맥락요인들이 역동적으로 상호작용한 결과로 형성된 것임을 확인할 수 있었다. 한편, 겉으로 표현된 정신모형은 수업 후 어느정도 변화가 가능한 것으로 확인되었으나, 인식론적 신념과 같은 부분은 수업후에도 쉽게 변화지 않음을 알 수 있었다.

북한식물 목록과 국내·외 수목원의 북한식물 유전자원 보유 현황 (A Checklist of North Korea Plant and Current Status of Genetic Resources Held by Domestic and International Arboreta)

  • 최영민;조승주;이현지;윤정원
    • 한국자원식물학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.171-202
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    • 2024
  • 전 세계 수목원 및 표본관이 보유하고 있는 식물 유전자원 현황 및 정보 공유체계를 효과적으로 활용한다면, 현재 물리적으로 접근이 어려운 북한지역의 생물다양성 보전체계를 구축할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구는 북한에 자생하지만, 국내(남한)에는 자생하지 않는 식물들에 대한 학명을 검토하고 국내·외 수목원의 유전자원 보유 현황을 파악하기 위해 수행되었다. 북한식물 목록 선정을 위해 한반도 관속식물과 관련한 문헌이나 온라인 식물 종 데이터베이스를 참고하여 재배 및 외래식물 여부, 이명, 분포 범위 등을 검토하였으며, Botanic Gardens Conservation International Plant Database와 각 수목원의 Index Seminum을 활용하여 북한식물에 대한 전 세계 수목원의 유전자원 보유 현황을 파악하였다. 64과, 236속, 449종, 13아종, 21변종, 1품종, 2교잡종 등 486분류군에 대한 북한식물 목록을 선정하였으며 희귀식물, 특산식물, 북방계식물 등의 여부를 확인하였다. 전 세계 5개 대륙, 46개 국가, 333곳의 수목원 및 식물 연구기관에서 53과 190속 384분류군의 북한식물 유전자원을 보유 중인 것으로 확인하였다. 북한 지역과의 지리적 근접성, 과거 식물학자의 이동 등의 요인으로 한국, 일본, 러시아 등 동북아시아 국가가 보유하고 있는 북한식물 유전자원 종 다양성이 상대적으로 높은 것으로 확인된다. 본 연구는 북한 자생식물 종 목록 구축 및 응용을 도모하여 한반도 생물 다양성 보전을 위한 과학적 기반 마련과 글로벌 거버넌스 구축에 이바지할 것으로 생각된다.

실내환경에서의 자율주행차 무선 전력 전송을 위한 딥러닝 기반 UWB 거리 측정 (Deep Learning-based UWB Distance Measurement for Wireless Power Transfer of Autonomous Vehicles in Indoor Environment)

  • 김혜정;박용주;한승재
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제13권1호
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    • pp.21-30
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    • 2024
  • 최근 자율주행차 시장이 지속해 성장함에 따라 충전 인프라에 대한 필요성이 커지고 있다. 그러나 무선 충전 시스템의 경우 기존 유선 충전에 비해 대출력이 요구되어 안정성 문제가 제기되고 있다. 자율주행차 무선 충전 인프라를 구축하기 위한 표준으로는 SAE J2954가 존재하며 해당 표준에서는 차량과 전력 전송 시스템 간의 통신 방법에 대해 정의한다. SAE J2954에서는 자율주행차량의 무선 충전 통신 방법으로 Wi-Fi, Bluetooth 및 UWB와 같은 물리적 미디어를 사용해 차량과 충전 패드 간의 통신을 활성화할 것을 권장한다. 특히 UWB는 실내 환경에서 견고한 통신 능력을 보이고 간섭에 민감하지 않기 때문에 실내외 충전 환경에서 적합한 솔루션이다. 해당 표준에서는 무선전력전송 시스템을 구축하기 위한 프로세스로 충전 시작부터 충전 완료까지를 여러 단계로 구분하였다. 본 연구에서는 UWB 기술을 사용하여 무선전력전송 시스템의 한 가지 프로세스인 Fine alignment의 수단으로 사용한다. 실제 자율주행차 무선전력전송 시스템에 적용 가능성을 판단하기 위해 거리에 따라 실험을 수행하였으며 UWB로부터 거리 정보를 수집하였다. UWB로부터 얻어진 거리 데이터의 정확도를 향상시키기 위해 수집한 데이터를 세 단계의 전처리 과정을 거쳐 머신러닝과 딥러닝 기법을 적용한 Single Model과 Multi Model을 제안한다.

우리나라 대도시권 통근 효율성 비교: MAUP 회피를 위한 Constrained Monte-Carlo Simulation의 활용 (Commuting Efficiency Comparison of Metropolitan Areas in South Korea: Application of Constrained Monte-Carlo Simulation to Avoid the MAUP)

  • 윤현성;김승남
    • 토지주택연구
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    • 제15권2호
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    • pp.73-87
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    • 2024
  • 통근 패턴의 효율성을 평가하기 위해 초과 통근율과 통근 잠재력 사용률과 같은 다양한 통근 지표들이 개발되고 사용되어 왔다. 이들 지표들을 활용하여 대도시권의 통근 패턴 차이를 밝히고, 이를 통근 정책 수립 과정에서 고려할 수 있기에 지표를 합리적으로 산출하는 것은 매우 중요하다. 그런데, 통근 지표는 일반적으로 행정구역 단위로 산출되기 때문에 공간단위 수정가능성의 문제(MAUP)로부터 자유롭지 못하다는 한계가 있다. 이 문제는 대도시권 간 통근 효율성 비교의 합리성을 저해하기 때문에 통근 지표 산출 과정에서 조심스럽게 다뤄져야 할 필요가 있다. 따라서, 본 연구는 몬테 카를로 시뮬레이션을 활용하여 최적, 실제, 그리고 최대 통근 거리를 산출하고, 이를 통해 초과 통근율과 통근 잠재력 사용률을 제시한다. 몬테 카를로 시뮬레이션을 우리나라의 사정에 맞게 적용하기 위해서, 시뮬레이션에 사용되는 주거지와 근무지가 실제 건물의 위치에서 선택되어야 한다는 제약 조건을 가한 제약조건부 몬테카를로 시뮬레이션을 실시한다. 2016년 가구통행실태조사 데이터를 이용하여 광역도시계획이 수립된 13개 대도시권을 대상으로 분석을 진행한다. 시뮬레이션을 통해 산출된 통근 지표는 기존 방법을 통해 산출된 결과와 미미한 수준의 차이를 보였다. 대도시권 간 통근 효율성 비교 결과 직주의 물리적 균형의 정도가 유사하더라도 실제 통근 패턴은 상이하게 나타난다는 점이 확인되었다. 향후 면적과 같은 대도시권별 특성을 고려한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

Development of an Immersive Virtual Reality-Based Bathroom Self-Remodeling System

  • Mi-Young Song
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제29권4호
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    • pp.63-72
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    • 2024
  • 최근 1인 가구의 급격한 증가로 인테리어 및 셀프 인테리어에 대한 관심이 높아지면서 홈 인테리어 시장 규모가 급성장하고 있다. 베스룸 리모델링은 대부분 오프라인 인테리어 업체에 의뢰한 후 최종 완성 단계에서 육안으로 확인하는 방식으로 진행되기 때문에 고객이 불만족하더라도 재시공이 쉽지 않다. 이에 본 연구에서는 가상현실에서 현실감을 느낄 수 있는 VR 기술을 접목하여 설계 단계부터 최종 단계까지 공간과 디자인을 시각적으로 확인할 수 있는 몰입형 가상현실 기반 베스룸 셀프 리모델링 시스템을 개발하였다. 베스룸 구조는 미리 정의된 베스룸 공간의 기본 구조를 선택할 수도 있고, 베스룸 공간의 크기를 자유롭게 설정할 수도 있다. 가구 용품은 베스룸의 필수 요소인 세면대, 변기, 욕조, 샤워부스와 기타(장착대, 쓰레기통, 손잡이)를 선택할 수 있다. 타일 텍스쳐는 다양한 텍스처를 선택하여 원하는 벽의 위치에서 선택된 타일의 텍스처를 변경할 수 있다. 특히 사용자와 시공자의 니즈에 따라 원하는 각도로 수평, 수직, 경사 방향을 선택하여 벽 타일의 질감을 다양하게 설정할 수 있다. 향후 연구과제로 이 시스템을 통해 물리적으로 멀리 떨어져 있는 사용자 간의 실내 공유를 실시간으로 가능하게 하여 가상 공간에서의 직접 체험, 구매 연결, 견적 요청 등이 가능하게 될 것이다.

경험적 증발량 공식을 적용한 용담댐 시험유역의 수면증발량 추정 (Estimation of evaporation from water surface in Yongdam Dam using the empirical evaporation equaion)

  • 박민우;이주헌;임용규;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제57권2호
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    • pp.139-150
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    • 2024
  • 본 연구에서는 물리 기반 증발량 경험식인 Penman 혼합식(Penman combination equation, PCE)과 경험적인 바람 함수(Penman wind function, PWF)를 이용한 저수지 증발량 추정 방법을 제시하였다. 용담댐 시험유역에서 2016-2018년 기간의 실측 증발량 자료를 이용하여 두 가지 경험식에 매개변수를 추정하고 적용성을 검토하였다. 용담댐 시험유역 중 덕유산 플럭스 타워에서 PWF와 PCE에 대해 증발량을 평가한 결과, PWF 방법이 상관성 측면에서 더욱 개선된 결과를 보여주었지만, 두 가지 방법 모두 과대 추정 현상을 나타내었다. 용담호 수면 위에서 관측된 기상자료를 활용하여 PWF 방법을 통한 증발량을 평가하였으며, 관측 수면증발량과 통계적 지표 및 시각적 평가에서 우수한 성능을 확인하였다. 향후 본 연구를 통해 산정된 매개변수를 이용하여 저수지 수면 증발량을 간접적으로 추정할 수 있을 것으로 판단되나, 정확한 저수지 수면증발량 추정을 위해서는 타 댐들에 수면 증발량을 종합적으로 연계한 지역화 연구도 필요할 것으로 판단된다.

대기화학-에어로졸 연동에 따른 기후예측시스템(GloSea6)의 동아시아 봄철 예측 성능 향상 가능성 (Possibilities for Improvement in Long-term Predictions of the Operational Climate Prediction System (GloSea6) for Spring by including Atmospheric Chemistry-Aerosol Interactions over East Asia)

  • 송형규;윤대옥;이조한;신범철
    • 한국지구과학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.19-36
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    • 2024
  • 1개월과 3개월 장기 예보를 지원하기 위해 기상청에서 현업운용 중인 GloSea6 기후예측시스템에는 대기 중 대기화학-에어로졸 물리과정(UKCA)이 연동되어 있지 않다. 본 연구에서는 저해상도의 GloSea6와 여기에 대기화학-에어로졸 과정을 연동시킨 GloSea6-UKCA를 CentOS 기반 리눅스 클러스터에 설치하여 2000년 봄철에 대한 예비적인 예측결과를 살펴보았다. 현업 고해상도 GloSea6 모델이 방대한 전산자원을 필요로 한다는 점을 고려할 때, 저해상도 GloSea6와 GloSea6-UKCA 모델은 대기화학-에어로졸 과정의 연동에 따른 효과를 살펴보기에 적합하다. 저해상도 GloSea6와 GloSea6-UKCA는 2000년 3월 1일 00Z부터 75일 간 구동되었으며, 두 모델이 예측한 2000년 4월 지상 기온과 일평균 강수량의 공간 분포를 ERA5 재분석자료와 비교하였다. GloSea6-UKCA가 예측한 기온과 강수 분포는 기존 GloSea6에 비해 ERA5 재분석자료에 보다 더 유사해졌다. 특히 우리나라를 포함한 동아시아 지역에 대해 과대 모의 경향이 있던 봄철 지상 기온과 일평균 강수량의 예측 결과의 개선이 주목할 만하다. 또한 적분 시간에 따른 예측된 기온과 강수량의 시계열에서도 GloSea6-UKCA가 GloSea6보다 재분석자료에 더 가까워진 시간 변화 경향을 살펴볼 수 있었다. 이는 대기화학-에어로졸 과정이 GloSea6에 연동되었을 때 동아시아지역 봄철 예측 성능이 개선될 수 있음을 보여준다.

텍스트마이닝을 활용한 대전시 공공도서관 이용자의 인식과 경험 연구 - SNS와 온라인 뉴스 기사를 중심으로 - (A Study on the Perception and Experience of Daejeon Public Library Users Using Text Mining: Focusing on SNS and Online News Articles)

  • 최지원;곽승진
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제58권2호
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    • pp.363-384
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    • 2024
  • 본 연구는 텍스트마이닝 기법을 중심으로 빅데이터 분석을 활용하여 대전시 공공도서관에 대한 이용자의 인식과 경험을 살펴보고자 수행되었다. 이를 위하여 첫째, 소셜미디어에 나타난 이용후기 데이터를 수집하여 대전시 공공도서관에 대한 이용자들의 전반적인 인식과 평가를 탐색하였다. 둘째, 온라인 뉴스 기사 분석을 통해 사회적으로 논의되고 있는 현안을 파악하였다. 분석 결과, 첫째로 어린이 동반 이용자 비중의 높다는 것과 다음으로 LDA 분석을 통한 토픽이 '문화행사/프로그램', '자료 이용', '물리적 환경 및 시설', '도서관 서비스'의 네 가지 분류로 나타난다는 것, 마지막으로 뉴스기사 데이터에 도서관 및 복합문화공간 추가 건립과 도서관 협력 체계 구축에 대한 키워드가 핵심적으로 등장한다는 것을 확인하였다. 이를 바탕으로 지역 균형을 고려한 공공도서관 건립과 육아 및 보육 기관과의 업무협약을 통한 사회적 육아공동체 네트워크 조성을 제안하였다. 본 연구를 활용하여 대전시 공공도서관의 정책적·사회적 흐름을 알아보고 지역사회 수요를 반영하는 공공도서관 운영을 데이터에 기반하여 실행할 수 있기를 기대한다.

그린 인프라스트럭처 정책의 확대와 적용 - 런던플랜과 런던 그린그리드를 중심으로 - (The Consolidation and Implementation of Green Infrastructure Policy in Urban Spatial Planning - Focused on the London Plan & the All London Green Grid -)

  • 윤상준
    • 한국조경학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.83-95
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    • 2016
  • 21세기 들어 공원 및 오픈스페이스 계획은 기존의 양적인 성장, 생태적 측면 그리고 여가적 측면 등 단편적 기능에 집중해오던 것에서 다양한 혜택을 가져오는 다기능과 함께 오픈스페이스와 녹지 등의 연결성을 강조하는 그린 인프라스트럭처로 확대되고 있는 실정이다. 런던의 경우, 그린 인프라스트럭처는 기존의 물리적 그리고 사회 기반시설과 함께 핵심 기반시설 중의 하나로 인식되고 있으며 이론적 접근을 통해 그린 인프라스트럭처 계획을 지속적으로 개발하고, 법적 도시계획 속에 반영되어 지방 차원에서 실질적인 공간계획으로 구현되고 있다. 이에 본 연구는 영국의 법정도시계획인 런던플랜 속에서 그린 인프라스트럭처 정책의 변화 발전과 세분화된 전략적 실행 계획인 그린그리드 계획 그리고 지역계획에 반영된 정책의 동향과 특징과 시사점을 다루었다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 중앙 정부, 광역지방정부 그리고 지방정부가 명확한 역할 분담을 하고 있다. 국가계획정책체계인 NPPF, 그리고 광역런던기구의 런던플랜에 준하여 로컬플랜을 수립하고 있어 중앙정부의 정책목표가 지방정부의 개발계획에 일관성 있게 반영되는 시행 체계를 구축하고 있다. 그린 인프라스트럭처가 정책적으로 높은 비율로 지방정부의 로컬플랜에 반영되고 있어 이를 뒷받침하고 있다. 둘째, 광역계획인 런던플랜을 통하여 그린 인프라스트럭처와 관련된 정책 그리고 실천전략으로서 그린그리드 계획을 일관되게 확대 발전시키고 있다. 또한 정권과 관계없이 지속적이고 일관되게 추진되고 있으며 시대의 흐름에 맞게 보다 발전되고 강화되면서 장기적 실행계획으로 실현되고 있다. 셋째, 광역런던기구는 선언적 정책에 머무르지 않고 런던 시장이 직접 운영하는 지원 프로그램을 통하여 지방정부에서의 실행을 지원하고 있으며 파트너쉽으로 유도하고 지원하는 방식을 통해 정책을 실현하고 있다. 근래 서울시도 공원과 녹지정책에 있어 발전을 가져왔지만 선언적 정책에 머무르지 않고 영국 런던과 같이 정권과 관계없이 지속적이고 일관되게 추진되는 정책과 장기적으로 실천되고 있는 계획 사례의 검토는 우리에게 주는 시사점이 크다.

원자력발전소의 부지감시시스템의 운영과 활용 (Site Monitoring System of Earthquake, Fault and Slope for Nuclear Power Plant Sites)

  • 박동희;조성일;이용희;최원학;이동훈;김학성
    • 자원환경지질
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    • 제51권2호
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    • pp.185-201
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    • 2018
  • 원자력발전소는 부지선정, 부지조사, 설계, 건설 및 운영의 전 과정에 걸쳐 지질조사, 단층 및 지진 특성 분석, 탄성파 탐사, 시추조사, 지반특성 분석 등 모든 가능한 지질학적, 지진학적, 지구물리학적 조사와 자료 분석을 통하여 자연재해 및 인위적 재해에 대하여 건전성을 확보할 수 있도록 견고하게 건설, 운영되고 있다. 본 단보에서는 한국수력원자력(주)에서 자연재해에 대해 원자력발전소 부지의 안전성을 평가하기 위하여 구축하여 운영 중인 지진관측시스템, 단층감시시스템, 사면감시시스템 등 일련의 부지감시시스템의 현황 및 주요 관측 자료에 대한 분석결과를 소개하고자 한다. 원자력발전소에는 발전소의 구조물 및 자유장에 여러 대의 가속도계와 지진 트리거로 구성된 지진감시계통을 구성하여 내진설계의 적절성 평가, 지진으로 인한 운전기준 초과 판정, 지진 신속 대응에 활용하고 있다. 이와는 별도로 단층과 지진과의 상관성 분석, 지진발생 특성 연구, 지진재해도 평가 등 원전 부지의 지진안전성 확보를 위하여 1999년부터 원자력 발전소 부지 내 및 인근 지역에 총 13개소의 지진관측소를 운영하고 있으며, 2017년 최신의 지진관측 장비로 교체 설치하였다. 또한 원전 인근의 단층의 활동성을 감시하기 위하여 국내에서 처음으로 체계적으로 단층감시 기반을 확립한 읍천단층 감시시스템(Eupcheon Fault Monitoring System, EFMS)을 2012년 1월부터 운영하고 있다. EFMS는 시추공 변형률계 및 지진계, 지표변위계, GPS, 지하수위계 등으로 구성되며, 상기 계측기의 자료분석 결과 읍천단층은 한반도 동남부 일대에서 발생된 지진에 의해서도 영향을 받지 않는 안정된 단층임을 입증할 수 있었으며, 단층의 지진 안전성 해석과 지진예측 연구에도 단층 감시시스템이 매우 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. 추가적으로, 2016년부터는 원전 부지 내 사면의 안전성 평가를 위하여 한울원전 배후사면을 대상으로 지중경사계, 지표경사계, 사면변위계, 강우량계 등을 설치하고 K-SLOPE 시스템을 구축하여 사면 거동을 감시하고 있으며, 전체 사면의 거시적 변형거동 평가를 위해 지상 LiDAR를 활용한 분석을 실시하였다. 상기와 같이 한국수력원자력(주)에서는 원자력발전소의 지진 등 자연재해에 대한 부지 안전성 평가를 위하여 실시간 부지 감시기반을 구축, 운영하고 있으며 지속적인 관측자료의 분석기법 고도화, 지진 및 단층과의 상관성 분석, 단층 장기 거통특성예측 기술개발을 통하여 보다 견고하게 원자력발전소의 지진안전성 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.