도시의 쾌적한 공간조성을 통하여 도시공간의 질과 공공성을 높이기 위해 도입된 공개공지는 건축법, 지구단위계획에 의해 법제화되었다. 그러나 현행 제도는 공개공지 조성에 있어 필요한 최소한의 규정에 지나치지 않아 공개공지 본연의 기능을 다하지 못하고 공공성의결여, 설치 및 유지 관리상의 문제 등 여러 가지 문제점을 나타내었고 이용자 만족도와 활용도를 높여 도시공간의 공공성을 높이는 공개공지 조성의 필요성이 대두되었다. 따라서 본 연구에서는 인자분석을 통하여 공개공지 주요 설계요소 어떤 인자가 가장 큰 영향을 미치는지를 분석하여 현 공개공지의 개선방안 제시 및 향후 공개공지 설치기준 설정을 위한 기초자료를 제공하는데 목적이 있다. 현 공개공지 문제점을 해결하고 보다 개선된 공개공지 조성을 위하여 설문조사를 통하여 선별된 주요 설계요소를 제어 시뮬레이션하고. 심리적 평가와 인자분석을 실시한 결과 편의성, 친근성, 쾌적성, 접근성, 개방성의 5개 인자가 추출되었다. 이 중 제1인자인 편의성의 설명력이 기여율 25.0%로 가장 높게 나타났으며, 편의성 측면을 향상 시킬 수 있는 공개공지의 대지 내 위치, 편의시설의 설치 및 적절한 배치, 공개공지 접도유형이 주요 설계요소임을 인식하고 계획 및 설계시 반영하여야 할 것으로 판단된다. 또한 앞으로 이런 요인을 들을 반영하기 위해서는 건축법의 상세한 법적 기준 설정과 지구단위계획에서 세부지침 등이 상세하게 다루어져야 할 것이다. 최근 공개공지와 관련된 연구와 본 연구의 결과를 바탕으로 공개공지를 설계하고, 유지 관리한다면 공개공지 활용도를 높이고 도시공간의 공공성을 향상시킬 수 있는 것으로 기대된다.
최근 많은 전자제어기술이 개발되고 있으며 또한 차량에 적용되고 있다. 이러한 기술들 중 throttle-by-wire, brake-by-wire, steer-by-wire 와 같은 X-by-wire 가 대표적이며 이는 기계적으로 연결된 부분이 전기적인 신호나 액추에이터로 대체된 것이다. 본 논문에서는 스쿨존에서의 차량의 속도 제어를 위하여 throttle-by-wire, brake-by-wire 가 고려되었으며 특히 스쿨 존에서는 다른 지역에 비해 사고가능성이 높다. 그 이유는 보행자가 횡단 시에 다수의 운전자들이 규정속도를 지키지 않기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 스쿨 존에서 규정속도 내로 주행하도록 throttle-by-wire, brake-by-wire 를 이용하여 차량을 감속 제어하였으며 이를 위하여 양산차량의 엔진과 변속기의 제원을 사용하였다. 둘째, 차량의 감속에 있어서 운전자와 승객이 불쾌감을 느낄 수 있는 급격한 감속을 줄이기 위하여 제안된 3 차 궤적 추종법을 적용시켰으며 궤적 추종을 위하여 퍼지-PID 제어를 사용하였다. 마지막으로 시뮬레이션을 통하여 제안된 차량의 감속 제어 시스템의 성능을 확인하였다.
현재 신호교차로에서 긴급 상황 시 신호교차로의 혼잡 상황으로 인해 긴급차량이 신호를 무시하거나 차선이탈, 역주행 등 타 이동류 및 보행자의 안전을 위협하는 상황이 발생하고 있다. 일반적인 Preemption 제어는 긴급차량의 검지 즉시 Preemption 제어를 실시하고 있다. 이로 인해 긴급차량의 연속주행 확보는 가능하지만 일반차량의 지체는 증가하게 된다. 본 연구에서는 대기행렬길이 제약조건을 고려한 Preemption 제어 전략을 개발하여 긴급차량의 연속주행 확보와 일반차량의 지체 최소화를 동시에 구현하고자 하였다. 개발된 제어전략에 대한 시뮬레이션 평가결과 9개 CASE 모두 긴급차량의 지체도는 일반신호제어와 비교하여 44.3%${\sim}$96.1% 감소하였고, 통행속도는 8.8%${\sim}$42.0% 증가하는 효과를 나타냈다. v/c 1.0 이상인 과포화 상황이거나 주도로 링크길이가 200m이하인 경우 기존 Preemption 제어가 우수하고, v/c 0.8 이하의 근포화 이하의 상황에서 주도로 링크길이가 500m 이상인 경우 기존 Preemption 제어에 비해 대기행렬길이 제약조건을 고려한 Preemption 제어의 개선효과가 큰 것으로 나타났다.
로켓이나 2족 보행 로봇(Biped Robots)의 자세 제어에 응용되는 도립진자 시스템(Inverted Penduhum System)은 대표적 비선행 시스템으로 수학적 모델링이 대단히 어려우며, 모델링올 하였다 하더라도 복잡한 구조가 된다. 이의 해결을 위한 고전적인 제어 기법으로 1970년대 이후부터는, 신경회로망과 퍼지, 카오스, 유전 알고리증을 이용한 제어 기법들이 도립진자의 안정화 제어에 적용되어져고 있으며, 최근 신경회로망의 자동설계 기법들과 유전 또는 전화 알고리즘올 이용한 신경회로망의 구축 기법인 종래의 진화형 선정회로 제어기(ENNC : Evohing Neural Network Controller)가 시도되어지고 있다. 그러나 종래의 ENNC의 전화방식은 노드(뉴런)단위로 교배하며, 특히, 활성화 함수를 지닌 은닉층의 뉴런이 입력층의 뉴런으로 대체되는 경우, 입력층 뉴런과 출력층 뉴런 사이의 결합 가중치가 삭제되지 않는 등의 문제점이 지적될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 도립진자 시스템의 안정화 제어를 위하여 선택, 교배, 돌연변이의 진화 연산자에 의해 일시에 최적의 구조와 결합가중치로 진화시켜 가능 새로운 형태의 ENNC를 제안하고자 한디. 또한, 다양한 초기치에 적응된 최적 구조와 결합가중치를 갖는 새로운 형태의 ENNC를 시뮬레이션율 통하여 얻고, 이를 ADA-2310보드 및 80586 마이크로 프로세서로 실현하여, 도립진자 시스템의 안정화 제어에 적용함으로써 본 논운에서 제안한 ENNC의 우수성과 강인성을 입증하고자 한다.
This simulation study investigated the characteristics of normal gait, $30^{\circ}$ crouch gait, $30^{\circ}$ crouch/equinus gait, $45^{\circ}$ crouch gait, $45^{\circ}$ crouch/equinus gait. The knee flexion angles were restricted using a specially designed orthosis. This study was carried out in a motion analysis laboratory of the National Rehabilitation Center. Fifteen healthy male subjects were recruited for the study. The purposes of this study were (1) to compare spatiotemporal parameters, kinematics, and kinetic variables in the sagittal plane among the different gait, (2) to investigate the secondary compensatory strategy, and (3) to suggest biomechanical physical therapy treatment methods. The pattern and magnitude observed in each condition were similar to those of normal gait, except the peak knee extension moment of the unrestricted ankle motion-crouch gait. However, the speed of the $45^{\circ}$ crouch gait was half that of a normal gait. The ankle joint moment in the crouch/equinus gait showed the double-bump pattern commonly observed in children with spastic cerebral palsy, and there was no significant difference in gait speed as compared with normal gait. The peak ankle plantar-flexor moment and ankle power generated during the terminal stance in the crouch/equinus conditions were reduced as compared with normal and $45^{\circ}$ crouch gaits (p<.05). The crouch/equinus gait at the ankle joint was an effective compensatory mechanism. Since ankle plantarflexion contracture can be exacerbated secondary to the ankle compensatory strategy in the crouch/equinus gait, it is necessary to increase the range of ankle dorsiflexion and the strength of plantarflexion simultaneously to decrease the abnormal biomechanical advantages of the ankle joint.
현재 우리나라에서 자전거가 교차로를 횡단할 때 차량, 보행자와의 상충위험 그리고 긴 대기시간 등 많은 문제가 발생하고 있으며, 이는 최근 녹색교통정책에서 관심 받고 있는 자전거 이용의 활성화를 저해하고 있다. 이에 본 연구에서는 3지 신호교차로를 대상으로 자전거교통류가 연속성, 편의성을 유지하면서 안전하게 횡단할 수 있는 적절한 신호운영방안에 대해 분석하였다. 먼저 자전거의 좌회전 통행방법에 따라 간접좌회전 방법(통행방법1), 전용차로에 서 직접좌회전 하는 방법(통행방법2), Bike Box에서 직접좌회전 하는 방법(통행방법3)으로 크게 3가지로 나누고 여기에 차량교통량, 자전거교통량에 변화를 주어 54개의 시나리오를 작성하였으며, 이를 바탕으로 가정된 네트워크를 구축한 후 VISSIM을 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 효과척도는 신호교차로 접근로에서의 차량과 자전거의 지체시간과 정지횟수를 적용하였다. 3지 신호교차로의 지체시간 및 정지횟수를 분석한 결과 차량교통량이 많고 자전거통행량이 적은 곳에서는 간접좌회전 방법(통행방법1), 차량교통량과 자전거통행량이 많은 곳에서는 전용차로에서 직접좌회전 방법(통행방법2), 차량교통량과 자전거통행량이 적은 곳에서는 Bike Box 방법(통행방법3)이 적합한 것으로 분석되었다.
Purpose: Hallux valgus (HV) is one of the most common chronic foot disorders, occurring when the first toe deviates laterally toward the other toe. HV impairs muscle strength and affects gait function (postural sway and gait speed). Thus, this study aims to investigate using the FDM system the effect of wearing braces on gait while wearing a virtual reality (VR) device. Methods: This study was conducted on 28 healthy adults with HV of 15 degrees or more. To compare differences in walking, depending on whether a toe brace can be worn, the subject walked without wearing anything, walked after wearing the VR device, and walked after wearing the VR device and the toe brace, and the FDM system was used for the gait ability measurement analysis. Results: As a result of a one-way repeated analysis of variance, the walking speed-related variables (cadence, velocity, etc.) in the HV group were higher during comfortable walking. In addition, walking while wearing a VR device and walking while wearing a VR device and a toe brace demonstrated more significant values in terms of six gait parameters (double stance phase, loading response, stage, stage, stage, and stage). The maximum pressure of the forefoot was significantly reduced when walking while wearing a VR device and a toe brace compared to comfortable walking, but in all variables, there was no statistically significant difference between walking while wearing a VR device and walking while wearing a VR device and a toe brace. Conclusion: Orthosis with a VR device during gait (OVG) and gait with a VR device (GVR) affect gait in HV patients. However, there was no significant difference between GVR and OVG. Thus, it is necessary to conduct experiments on various HV angles and increase the duration of wearing the toe brace.
자율주행 차량은 레이더, 라이다 카메라 등 다양한 로컬 센서들을 활용하여 주변 환경을 인지하고 판단하여 주행한다. 하지만 로컬 센서만을 활용하여 주행할 경우 인지 범위 한계로 장애물에 가려진 보행자나 자전거와 같은 VRU(Vulnerable Road User, 취약 도로 사용자)의 거동 정보를 예측하기 어렵다. 본 논문에서는 이러한 로컬 센서의 한계를 극복하기 위해 V2X 통신 정보를 활용한 VRU 충돌 회피 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘은 인프라로부터 충돌 위험이 있는 VRU의 정보를 전달 받아 미래 거동을 예측하고 주변 환경에 따라 적절하게 조향 및 제동 회피를 수행하도록 설계하였다. 개발된 알고리즘을 검증하기 위하여 다양한 조건의 시나리오에서 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 결과, 기존 로컬 센서 정보만을 활용하였을 때보다 개선된 충돌 회피 성능을 보일 뿐만 아니라, 차량의 안정성 또한 확보할 수 있음을 확인하였다.
현재 도립진자는 많은 분야에서 연구 중이며 미사일, 로켓, 등의 자세 제어와 2족 보행 로봇 등에 응용되고 있다. 본 연구에서는 256펄스의 로터리 엔코더와 DC 모터를 이용한 회전형 도립진자(Rotary Inverted Pendulum)를 구성하여 회전형 역 진자의 수직 자세 제어를 연구하였다. 비선형 시스템의 경우 복잡한 알고리즘과 제어기가 필요하지만 고전적이며 비교적 간단한 PID(Proportional Integral Derivation)알고리즘을 이용한 제어 방법을 회전형 도립진자 시스템에 적용하였으며 간단하지만 원하는 성능을 높이는 방안을 연구하였다. 본 연구에서 사용된 회전형 도립진자 시스템은 비선형적이고 불안정한 시스템으로 선형화된 모델링에서 마이크로칩 사의 dsPIC30F4013 임베디드 프로세서를 이용한 PID 제어기를 설계 및 구현하였다. 보통 PID 제어기는 하나 혹은 두 가지 이상을 조합하여 설계하며 우수한 제어 성능에 비해 구조가 간단하며 제어 이득 조정이 다른 제어기들에 비해 비교적 쉽다는 장점이 있다. 본 연구에서는 시스템의 물리적 구조를 수학적 방법으로 분석하고 모델링을 통한 회전형 도립진자의 수직 균형을 위한 제어를 실현하였다. 또한 회전형 역 진자를 이용하여 PID 제어기로 제어가 가능한지 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.
지금까지의 최적경로탐색 알고리즘은 노드표지와 링크표지를 적용하는 방안이 소개되었다. 노드표지는 2개의 노드를 최적경로 탐색과정에서 동시에 고려한다. 링크표지는 2개의 링크를 탐색과정에서 동시에 고려한다. 본 연구는 2개의 회전을 탐색과정에서 동시에 고려하는 회전표지기반 최적경로탐색기법을 제안한다. 회전표지기반 최적경로탐색은 2개의 회전을 탐색과정에서 고려하기 때문에 Bellman(1957)의 최적원리에 근거한 동적프로그래밍의 최적해가 보장된다. 한편 회전표지기반 최적경로탐색은 링크표지의 극한 접근 개념을 동일하게 적용하기 때문에 링크표지를 적용하는 장점을 수용할 수 있다. 따라서 네트워크의 확장없이 노드는 복수의 방문이 허용되면서 링크는 방문이 허용되지 않는 합리적 순환통행을 반영하는 것이 가능하다. 특히 2개의 연속회전에서 나타나는 추가적인 비용구조를 반영하는 특성이 포함되어 통행비용함수의 구조를 보다 유연하게 표현하는 것이 가능하다. 교통카드 단말기로 구성된 수도권 도시철도 네트워크를 대상으로 시행된 사례연구는 연속된 보행환승이 나타나는 통행에 대한 심리적 저항감을 나타내는 파라메타를 Turn Label 최적경로탐색에 도입하여 연구의 현실적 확장성을 검토하였다. 연속회전에 대한 심리적 저항값이 커지면서 통행시간 및 거리가 늘어나도 연속된 환승을 우회하는 방안으로 시뮬레이션 결과가 도출되어 Turn Label의 비용구조를 반영하는 것이 확인되었다. 향후 도로교통망 및 대중교통망의 통행비용함수에 대해 다양성을 확보하기 위한 추가적인 연구의 진행이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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