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Development of an Automated Algorithm for Analyzing Rainfall Thresholds Triggering Landslide Based on AWS and AMOS

  • Donghyeon Kim;Song Eu;Kwangyoun Lee;Sukhee Yoon;Jongseo Lee;Donggeun Kim
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제29권9호
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    • pp.125-136
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    • 2024
  • 산사태 예방을 위한 비구조물 대책 중 하나로, 산사태 예·경보 시스템의 임계 강우 기준을 마련하기 위한 강우 특성 분석 자동화 알고리즘을 제안한다. 알고리즘은 파이썬으로 작성했다. 강수 자료는 기상청과 산림청의 관측소 정보를 활용하였고, 산사태 정보는 2020~2023년까지의 데이터를 기반으로 행정안전부의 생활안전지도를 통해 수집했다. 알고리즘은 3단계이다. 첫째, 강수 자료를 입력받아 지점 정보 불일치와 결측값을 정제한다. 둘째, 산사태 위치와 가장 가까운 관측소를 찾아내고, 무강우 기간 및 반감기를 고려하여 강우 사상을 분류하고 분석한다. 셋째, 강우 특성에 대해 기초 통계를 수행한 후, 적절한 통계 모델을 선정·분석한다. 분석 결과, 강우강도-지속시간, 유효 강우량-지속 시간, 선행강우량-지속 시간, 최대강우량-지속 시간의 관계에 대해 멱법칙과 비선형 회귀분석을 실시하였으며, 평균 R2 값이 0.45로 나타났다. 분석된 임계 강우 기준은 강우강도 0.9~1.4mm/hr, 유효강우량 68.5~132.5mm, 선행강우량 81.6~151.1mm, 최대강우량 17.5~26.5mm로 분석되었다. 기준 검증을 위해 AUC-ROC 분석을 수행한 결과, AUC 값이 0.5로 낮게 나타났다. 마지막으로 알고리즘의 속도 성능을 평가한 결과 총 30분의 시간이 소요되었다. 즉, 강우 자료만으로 재해를 예측하는 데에는 한계가 있음을 시사한다. 단, 재해로 인한 인명과 재산 피해를 막기 위해서는 정량적이나 해석이 편리한 방법으로 기준 선정이 필요하다. 따라서 본 연구에서 개발한 알고리즘을 활용하여 산사태 발생 임계 강우 기준의 정량적 평가를 통해 인명 및 재산 피해를 저감하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

중층트롤의 깊이바꿈과 소해심도의 안정성 (Depth Control and Sweeping Depth Stability of the Midwater Trawl)

  • 장지원
    • 수산해양기술연구
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    • 제9권1호
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    • pp.1-18
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    • 1973
  • 중층트를 어구(漁具)의 소해심도(掃海深度)를 일정(一定)한 적정어획속도(適正漁獲速度)에서 기동성(機動性)있게 변화(變化)시키기 위하여 기초적인 모형어구(模型漁具)의 수조실험(水槽實驗)과 특별(特別)히 고안한 깊이바꿈틀을 이용(利用)한 이차(二次)에 걸친 해상시험(海上試驗)을 통(通)하여 연구한 결과를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 중층(中層)트롤의 그물어구의 깊이 y는 끌줄의 길이 L과 단위(單位) 길이의 끌줄, 깊이바꿈틀 및 그물의 각(各) 수중중량(水中重量) $W_r,\;W_o,\;W_n$과 각(各) 항력(抗力) $R_r,\;R_o,\;R_n$ 사이의 관계(關係)는 차원해석법(次元解析法)에 의하면 다음과 같다. $$y=kLf(\frac{W_r}{R_r},\;\frac{W_o}{R_o},\;\frac{W_n}{R_n})$$ 단(但), k는 상수(常數)이고 f는 함수이다. 2. 단위 길이당(當)의 수중중량(水中重量) $W_r$, 길이 L인 끌줄 끝에 항력(抗力) $D_n$, 수중중량(水中重量) $W_n$d인 수중저항분를 매달고 끌줄의 다른 한 끝을 수면(水面)에서 예인(曳引)할 때,. 끌줄의 형상(形狀)을 현수곡선이라고 보면, 수중저항분의 깊이 y는 다음과 같다. $$y=\frac{1}{W_r}\{\sqrt{{D_n^2}+{(W_n+W_rL)^2}}-\sqrt{{D_n^2+W_n}^2\}$$ 3. 중층(中層)트롤의 그물어구(漁具)깊이의 변화(變化) ${\Delta}y$는 예강(曳綱)의 길이 L을 바꾸거나 추(錘) ${\Delta}W_n$를 부가(附加)하면 다음과 같다. $${\Delta}y{\approx}\frac{W_n+W_{r}L}{\sqrt{D_n^2+(W_n+W_{r}L)^2}}{\Delta}L$$ $${\Delta}y{\approx}\frac{1}{W_r}\{\frac{W_n+W_rL}{\sqrt{D_n^2+(W_n+W_{r}L)^2}}-{\frac{W_n}{\sqrt{D_n^2+W_n^2}}\}{\Delta}W_n$$ 단(但), $D_n$은 그물어구의 항력(抗力)이다. 4. 끌줄 상(上)의 중간점(中間点)에 추(錘) $W_s$를 부가(附加)할 때 중층(中層)트롤 그물어구의 깊이바꿈 ${\Delta}y$$${\Delta}y=\frac{1}{W_r}\{(T_{ur}'-T_{ur})-T_u'-T_u)\}$$ 단(但) $$T_{ur}^l=\sqrt{T_u^2+(W_s+W_{r}L)^2+2T_u(W_s+W_{r}L)sin{\theta}_u$$ $$T_{ur}=\sqrt{T_u^2+(W_{r}L)^2+2T_uW_{r}L\;sin{\theta}_u$$ $$T_{u}'=\sqrt{T_u^2+W_s^2+2T_uW_{s}\;sin{\theta}_u$$ $T_u$ 추(錘)를 부가(附加)하지 않았을 때 끌줄 상(上)의 중간점(中間点)에 있어서의 예인어선(曳引漁船) 쪽을 향하는 장력(張力)이고, ${\theta}_u$는 장력(張力) $T_u$와 수평방향(水平方向)과 이루는 각도(角度)이다. 5. 어떠한 형태(形態)의 저예강용(底曳綱用) 전개판(展開板)도 성능(性能)에 있서어 차이는 있으나 전중량(全重量)을 가볍게 하고 저변(底邊)에 무게를 달아 안정(安定)시키면 중층예강용(中層曳綱用)으로 사용(使用)할 수 있다는 것이 모형(模型) 실험(實驗)결과 밝혀졌다. 6. 모형(模型) 그물(Fig.6)의 수조실험(水槽實驗)에서는 예강속도(曳綱速度) v m/sec, 강고(綱高) H cm 및 수유저항(水流抵抗) R kg 사이에는 다음과 같은 간단(簡單)한 관계식(關係式)이 성립(成立)한다. $$H=8+\frac{10}{0.4+v}$$$R=3+9v^2$$ 7. 특별(特別)히 고안한 십자(十字)날개형(型) 깊이바꿈틀과 H날개형(型) 깊이 바꿈틀을 비교(比較)한 결과(結果) 전자(前者)보다 안정성(安定性)이 우월하였다. 8. 그물어구(漁具)의 유수저항(流水抵抗)이 매우 크며 또 거의가 항력(抗力)으로 볼 수 있으므로 깊이바꿈틀의 종류에 관계없이 그물어구의 소해심도(掃海深度)는 대단히 안정(安定)된 상태를 유지하였다. 9. H날개형(型) 깊이바꿈틀의 수평(水平)날개 면적율 $1.2{\times}2.4m^2$로 하였을 때 유수저항(流水抵抗) 2 ton의 그물 어구를 2.3kts로 예인(曳引)하면서 영각(迎角)을 $0^{\circ}{\sim}30^{\circ}$로 변화(變化)시킨 결과(結果), 끌줄의 길이에 관계없이 약(約) 20m의 깊이바꿈을 얻을 수 있었다.

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특정토양오염관리대상시설의 최적 관리방안에 관한 연구 (Optimum Management Plan for Soil Contamination Facilities)

  • 박재수;김기호;김해금;최상일
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.293-300
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    • 2012
  • 본 연구에서는 국내 한 토양관련전문기관에서 실시한 석유류저장시설에 대한 법정누출검사와 자체정밀조사에서 실제 특정토양오염관리대상시설로부터 오염물질이 누출되는 기준으로는 25.7%, 저장탱크의 결함 등으로 부적합 경우를 포함하면 53.6%가 부적합으로 나타나 환경부의 누출검사 통계의 평균 부적합률 3.1%와는 현저한 차이가 있으며, 누출검사를 실시하는 동기와 점검방식 등에 따른 부적합률이 매우 다르게 나타났다. 또한, 제작 당시에 발생된 결함이 남아 누출의 잠재적 요인이 되고 있는 탱크가 약 20%에 이르고 있으며, 시설의 사용년수 경과에 따른 조사에서는 설치 후 10년 이하 시설의 부적합률이 상대적으로 높게 나타났다. 이와 같은 결과들을 토대로 도출한 특정토양오염관리대상시설에 대한 최적의 사후관리방안은 다음과 같다. 본 연구 결과를 토대로 한 법정누출검사의 이상적인 부적합률은 직접법의 경우 53.6%, 간접법의 경우 30.7%로서 현재의 부적합률과는 많은 차이가 있으며 이는 누출이 되더라도 이를 감지하는 확률이 떨어지는 간접법과, 누출이 없더라도 결함 등으로 부적합으로 판정되는 직접법 등 검사방식에서 비롯된 원천적 차이와, 검사자의 부정 또는 부실검사 등 운용상의 문제로부터 야기되는 결과로 판단되며, 이를 개선하기 위해서는 현재 누출의 감지율이 극히 낮은 가압법 등의 검사방식은 전문적인 실험을 통해 실제 누출을 감지할 수 있는 수준의 시험기준을 마련하는 한편, 토양관련전문기관 및 이에 소속된 검사자에 대한 교육과 검사결과에 대한 사후검증을 통해 부실 부정검사가 이루어지지 않도록 해야 한다. 설치경과년수 10년 이하의 시설이 업소단위의 부적합률, 저장탱크 및 배관계통의 시설단위 부적합률에서 공히 상대적으로 높은데 이는 부실 시공 등으로 인한 문제가 초기에 집중적으로 발생하는 결과로 보이며, 이와 같은 문제를 해소하기 위해서는 신규 시설에 대한 관리제도를 개선하는 한편, 특정토양오염관리대상시설을 설치한 후 10년이 경과하였을 때에는 6개월 이내 누출검사를 받도록 한 현재의 토양환경보전법 시행령 제8조제1항제2호의 규정은 설치 후 5년이 경과한 시점으로 변경하는 방안을 고려해야 한다. 시설을 설치한 후 10년 이상 경과하면 업소단위의 부적합률은 년평균 약 1.4%씩, 시설로부터 누출 발생률은 약 0.25% 씩 증가하고 있는데, 누출검사의 주기는 새로이 발생되는 누출로 인한 환경적 피해와 복구비용, 누출검사에 따른 직접적인 경제적 비용, 행정규제에 따른 국가차원의 득실을 고려하여 결정하는 것이 타당하나 누출검사와 정화에 따른 직접적인 비용만을 비교하여 결정하는 것도 하나의 방안이 될 수 있다. 예를들어, 누출검사 비용을 업소당 150만원, 오염된 업소의 토양정화비용을 1억원으로 하면 경제성 관점에서의 바람직한 점검주기는 약 6년이 된다. 그러나, 업소에 설치된 저장탱크와 배관계통의 품질은 거의 동등하여 하나의 탱크나 배관에서 문제가 발생되면 나머지 시설에서도 순차적으로 유사한 문제가 발생되고, 시설이 내구연한에 도래할수록 그 경향이 뚜렷해지므로, 일련의 시설계통에서 누출이 발생된 경우에는 검사주기를 점차 단축하여 적용하는 것을 고려할 필요가 있다. 본 연구에서 검사방식에 따른 점검결과를 보면, 업소단위의 부적합률에서는 58.9%와 22.5%, 저장탱크에 대한 검사에서 23.1%와 1.6%, 주입배관의 경우 4.1%와 0.5%, 주유 배관의 경우 5.5%와 4.1% 등 직접법으로 점검한 경우가 간접법에 비해 현저히 높아, 간접법으로만 점검을 지속하는 경우 그 차이만큼 누출을 방치하는 결과가 초래되는 것으로 나타났다. 이와 같은 문제를 해소하기 위해서는, 일정 주기마다 반드시 직접법으로 점검을 실시토록 하거나 직접법과 간접법을 교차하여 적용토록 개선할 필요가 있다. 비파괴검사에서 부적합 된 저장탱크를 결함의 유형별 분류한 결과 기공 또는 미용접 등 제작하는 과정에서 발생되는 선천적 결함으로 부적합 된 것이 약 20%에 이르고 있는데, 이는 시설의 노후화로 인한 두께미달과 국부부식 등의 후천적 결함에 의한 불합격률 보다 높은 것이다. 이와 같은 선천적 결함은 당해 저장탱크를 제작할 당시의 기술수준과 점검제도 등에서 기인한 것으로 이를 해소하기 위해서는 차기의 누출검사를 반드시 직접법으로 실시하여 원천적 결함을 보수하도록 하고, 현재의 위험물안전관리법에 의한 탱크 성능시험기준을 개정하여 새로이 설치되는 저장탱크는 모두 비파괴시험을 실시하여 제작과정에서 발생된 결함이 제거되도록 하여야 한다. 검사를 실시하게 된 동기를 자체정밀조사와 법정누출검사로 분류하여 평가한 결과, 자체정밀조사에서의 부적합률이 법정누출검사에서의 부적합률에 비해 현저히 높게 나타났는데, 검사결과 부적합 되는 경우 수반되는 2차적인 부담을 회피하려는 심리가 크게 작용하고 있는 것으로 판단된다. 즉, 법정누출검사에서 부적합 되는 경우 행정관서로부터 받게 되는 시설에 대한 보완 및 재검사, 토양정밀조사 및 오염토양 정화 등 일련의 조치를 회피하기 위하여 검사를 취소하거나 즉시 보수를 행하여 재검사를 받도록 함으로서 검사결과가 왜곡되고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 법정누출검사 결과 부적합된 시설에 대한 시정명령을 시설 보완과 재검사로 한정하여 특정토양오염관리대상시설의 소유자가 사실적으로 점검할 수 있도록 하고, 시설로부터 저장물질의 누출에 의한 부지의 오염은 소유주가 상황을 고려하여 자발적으로 사후조치를 하게 하거나 차기토양오염도 검사를 통해 오염여부를 확인하도록 부담을 완화 할 필요가 있다. 특정토양오염관리대상시설은 설치시기가 오래된 것 일수록 높은 부적합률을 나타내고 있다. 철판의 부식속도를 시설의 설치경과년수에 따른 평균최소두께의 추이에서 확인된 $0.1mm\;yr^{-i}$을 적용할 경우, 6 mm의 철판을 사용한 탱크는 위험물안전관리법상 탱크의 최소두께 (3.2 mm)에 이르기까지 이론상 내구연한은 28년으로서, 2012년 기준 내구연한을 초과한 시설이 7.3%에 이르고 있으며, 동시기에 설치된 주유배관 (표준두께 3.7 mm)의 경우 이론상의 잔존두께는 0.9 mm에 불과하다는 결론이다. 이와 같이 한계수명에 다다른 시설이나 이론상 내구연한을 초과한 시설에 대하여는 조속히 국가적 차원의 조사를 통해 그 실태를 파악하고 그 결과에 따라 폐쇄 또는 Upgrade 방안을 강구해야 한다.

변형성장인자-${\beta}_1$이 치주인대세포와 치은섬유아세포의 증식에 미치는 영향 (THE EFFECT OF TRANSFORMING GROWTH $FACTOR-B_1$ ON THE PROLIFERATION RATE OF HUMAN PERIODONTAL LIGAMENT CELLS AND HUMAN GINGIVAL FIBROBLASTS.)

  • 조은경;이재목;서조영
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제25권3호
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    • pp.720-732
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    • 1995
  • 미분화중배엽세포의 분화에 관여한다고 알려진 변형성장인자-${\beta}1$이 초기배양한 치주인대세포와 치은섬유아세포에 각기 다른 농도와 시간에 따라 변형성장인자-${\beta}1$을 주입했을때 두 세포의 세포증식능에 미치는 영향을 알아보고 각 조건에 따른 두 세포간의 증식능을 상호 비교해 보고자 본 실험을 실시하였다. 교정치료를 목적으로 내원한 환자의 제 1 소구치 부위의 정상치은을 절제하고, 건강한 제 1 소구치를 발거하여 치은섬유아세포와 치주인대세포를 분리, 배양하여 변형성장인자-${\beta}1$을 주입시키지 않은 군을 대조군으로 하고, 변형성장인자-${\beta}1$을 각각 0.25, 0.5, 1, 2.5, 5ng/ml로 주입시킨 군을 실험군으로하여 24시간, 48시간, 72시간 동안 배양하였으며, 각 시간별 배양 24시간 전에 $1{\mu}Ci/ml$ $[^3H]-thymidine$을 첨가하여 $[^3H]-thymidine$이 DNA내로 편재되는 속도로써 두세포군의 증식능을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DNA합성능에 미치는 변형성장인자-${\beta}1$의 효과는 치주인대세포와 치은섬유아세포 모두에서 투여한 변형성장인자-${\beta}1$의 효과는 치주인대세포와 치은섬유아세포 모두에서 투여한 변형성장인자에 대하여 농도의존적으로 세포가 증식 하는 것으로 나타났다. 치은섬유아세포에 변형성장인자-${\beta}1$을 투여한 군에서는 24, 48, 72시간 모두에서 각 대조군에 비하여 농도의존적으로 증가하는 경향을 보였다. 24시간 적용시 대조군에 비해 1,2.5, 5 ng/ml투여군에서 통계적으로 유의한 차이(P<0.05)를 나타내었고, 48시간 적용시에는 대조군에 비해 1, 2.5, 5 ng/ml 투여군에서 통계적으로 유의한 차이(P<0.05)를 나타내었다. 48시간 적용시에 가장 높은 증식능을 보였으며 72시간 적용시에는 48시간 적용에 비해 전반적으로 증식능이 감소하는 경향을 보였다. 치주인대세포의 DNA 합성능에 미치는 변형성장인자-${\beta}$의 효과는, 변형성장인자-${\beta}$를 각각 24시간, 48시간 적용하였을�� 각 대조군에 비하여 농도의존적으로 증가하는 경향을 보였으며, 24시간 적용시에 대조군에 비해 1, 2.5, 5ng/ml 투여군에서 통계적으로 유의한 차이(P<0.05)를 나타내었고, 48시간 적용시에 대조군에 비해 2.5, 5ng/ml 투여군에서 통계적으로 유의한 차이(P<0.05)를 나타애었다. 72시간 적용시에는 5ng/ml의 농도에서 증식능이 감소하는 경향을 보였다. 48시간 적용시에 역시 가장 높은 증식능을 보였으며 72시간 적용에서는 48시간 적용에 비해 전반적으로 증식능이 감소되는 경향을 나타내었다. 변형성장인자-${\beta}1$의 적용에 따른 치주인대세포와 농도별 비교에서 치은섬유아세포군이 치주인대세포군보다 더 높은것으로 나타났다.

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2조형(條型) Combine의 이용(利用)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Utilzation of Two Furrow Combine)

  • 이상우;김성래
    • 농업과학연구
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    • 제3권1호
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    • pp.95-104
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    • 1976
  • 도입(導入)된 2조용(條用) Combine으로 통일(統一) 및 밀양(密陽) 15호(號) 수도품종(水稻品種)에 대(對)한 포장수확작업(圃場收穫作業)을 실시(實施)하여 Combine의 작업정도(作業精度) 작업성능(作業性能) 기계적(機械的)인 적응성(適應性)을 파악(把握)하고 한국(韓國)에서의 보급전망(普及展望)을 분석검토(分析檢討)한바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 장간종(長稈種)인 밀양(密陽)15호(號)에 대(對)한 Combine 수확작업(收穫作業)은 수확적기(收穫適期)로 부터 13일(日) 경과후(經過後)까지 5회(回)에 걸쳐 시기별(時期別)로 수확작업(收穫作業)을 실시(實施)한바 완숙도(完熟度)에 관계(關係)없이 수확작업(收穫作業) 양호(良好)하였으며 포장손실율(圃場損失率) 1% 미탈곡율(未脫穀率) 1%로 양호(良好)한 편(便)이었다. 2. 단간종(短稈種)인 통일(統一)에 대(對)한 Combine 수확작업(收穫作業)은 완숙기(完熟期)로 부터 수확시기(收穫時期)가 경과(經過)될 수록 포장손실(圃場損失)이 Fig 1과 같은 경향으로 5.13%에서 10.34%로 증가(增加) 하였으며 통일(統一)벼 수확(收穫)을 위(爲)하여는 기계적(機械的)인 개선(改善)이 많이 요망(要望)되었다. 3. 공시(供試)된 Combine은 장간종용(長稈種用)의 기종(機種)이어서 벼 이삭의 높이가 균일(均一)치 못한 단간종(短稈種) 통일(統一)벼는 탈곡부(脫穀部)의 공급(供給) Chain과 급실(扱室)과의 거리가 커서 급동(扱胴)의 급치(扱齒)에 못미치는 부분(部分)이 있어 미탈곡립율(未脫穀粒率)이 평균(平均) 1.6%이었다. 4. Combine 탈곡부(脫穀部) 급동(扱胴)의 회전수(回轉數)(240~350R.P.M)와 동할미(胴割米)의 관계(關係)는 통일(統一) 및 밀양(密陽)15호(號) 양품종(兩品種) 모두 동할율(胴割率)이 1% 미만(未滿)으로 유의차(有意差)가 없었다. 5. 통일(統一)벼는 벼 이삭이 잎속에 들어 있어 탈곡시(脫穀時) 검불의 양(量)이 많으며 특(特)히 생탈곡시(生脫穀時)는 검불량이 더 많이 생기므로 양곡부(揚穀部) 및 배진구(排塵口)에서 폐쇄현상(閉鎖現像)이 자주 일어남으로 선별(選別) 및 배진장치(排塵裝置)의 개선(改善)이 요망(要望)된다. 6. Combine의 접지압(接地壓)은 $0.19kg/cm^2$로 Fig3과 같은 약(弱)한 지내력(地耐力)의 토양(土壤)에서 Combine의 Track이 25cm 침하(沈下)하여도 Combine의 주행(走行)은 가능(可能)하였다. 그러나 지내력(地耐力)은 지점(地点)에 따라 균일(均一)치 않아 침하(沈下)의 깊이가 균일(均一)치 못함으로 침하(沈下) 5cm정도(程度)에서는 예취(刈取) 높이의 조정(調整)없이 수확작업(收穫作業)이 가능(可能)할 것으로 인정(認定)된다. 7. 관행수확작업(慣行收穫作業)과 Combine 수확작업(收穫作業)의 경제성(經濟性)을 검토(檢討)한바 수도맥작(水稻麥作)의 연간(年間) 사용일수(使用日數)를 40일(日)로 하고 작업일수율(作業日數率) 60% 포장작업효율(圃場作業效率) 56%로 할 때 작업속도(作業速度)를 0.273m/sec로 하여 분석(分析)한바 1일작업시간(日作業時間)을 8시간(時間)으로 할 때 연간부담면적(年間負擔面積)이 4.7ha로 ha당(當) 수확작업비용(收穫作業費用)이 관행수확작업비용(慣行收穫作業費用)과 일치(一致)함으로 통일(統一)벼 수확작업(收穫作業)에 이용(利用)될 수 있도록 Combine의 기계적(機械的)인 보완개량(補完改良)이 뒤따르면 Combine의 흡착(吸着)은 경제적(經濟的)으로 타당(妥當)하다고 인정(認定)된다. 8. 장간종(長稈種)의 현(現) Combine을 통일품종수확(統一品種收穫) 작업(作業)에 이용(利用)키 위(爲)하여는 전면측방(前面側方)의 divider가 벼이식에 닿지 않도록 조절할 수 있게 하고 급동(扱胴)과 feed chain의 간격(間隔)을 좁히고 배진장치(排塵裝置)를 개량(改良)하고 수도간장(水稻稈長)에 따라 기계전후조정범위(機械前後調整範圍)를 넓히고 배수불량(排水不良)한 답(畓)에서의 이용(利用)을 위(爲)하여 Track의 폭(幅)을 넓히는 등(等)의 개량(改良)이 요망(要望)된다.

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연속촬영 전자조사 문 영상을 이용한 오프라인 기반 치료 중 내부 장기 움직임 확인 시스템의 개발 (Development of an Offline Based Internal Organ Motion Verification System during Treatment Using Sequential Cine EPID Images)

  • 주상규;홍채선;허웅;김민규;한영이;신은혁;신정석;김진성;박희철;안성환;임도훈;최두호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권2호
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    • pp.91-98
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    • 2012
  • 방사선치료 중 내부 장기의 움직임을 확인하고 이를 보정하는 것은 움직이는 종양에 정확히 방사선을 조사하는데 매우 중요한 역할을 한다. 실제 치료 중 획득한 연속촬영 전자조사 문(cine EPID) 영상을 이용해 치료 중 내부 장기 움직임을 추적하는 오프라인 기반 분석 시스템(IMVS, Internal-organ Motion Verification System using cine EPID)을 개발하였고 모형을 이용하여 개발된 시스템의 정확도와 유용성을 평가했다. IMVS는 cine EPID영상을 이용한 내부 장기 움직임 추적을 위해 내부 표지자를 이용한 유형 정합 알고리즘을 이용했다. 시스템의 성능평가를 위해 폐와 폐 종양을 묘사한 인체 모형과 이를 상하(SI, superior-inferior)방향으로 직선 운동시키는 구동 장치와 제어 프로그램을 고안했다. 모형을 4초 주기로 2 cm 직선 운동 시키면서 10 MV X선으로 3.3 fps, 6.6 fps속도로 cine EPID 영상($1,024{\times}768$ 해상도)를 획득했다. 획득된 cine EPID 영상은 IMVS를 이용하여 표적의 움직임을 추적하고 기존 외부 표지자를 이용한 비디오 영상 기반 추적시스템(RPM, Real-time Position Management, Varian, USA)으로부터 얻은 결과와 비교했다. 정량적 평가를 위해 두 시스템으로부터 움직임의 평균 주기(Peak-To-Peak), 진폭과 패턴(RMS, Root Mean Square)을 측정하여 비교했다. RPM과 IMVS로 측정한 폐 종양 모형의 움직임 주기는 각각 $3.95{\pm}0.02$ (RPM), $3.98{\pm}0.11$ (IMVS 3.3 fps), $4.005{\pm}0.001$ (IMVS 6.6 fps) 초로 실제움직임 주기인 4초와 잘 일치했다. IMVS로 획득한 모형 내부장기의 평균 움직임 진폭은 3.3 fps에서 $1.85{\pm}0.02$ cm, 6.6 fps에서 $1.94{\pm}0.02$ cm으로 실제 진폭 2 cm에 비해 각각 0.15 cm (오차 7.5%) 및 0.06 cm (오차 3%)의 차를 보였다. 움직임 신호의 일치성 평가를 위해 측정한 RMS는 0.1044 (IMVS 3.3 fps), 0.0480 (IMVS 6.6 fps)로 계획된 신호와 잘 일치 했다. cine EPID 영상을 이용하여 내부 표지자의 움직임을 추적하는 IMVS는 모형 실험에서 내부 장기의 움직임을 3% 오차 내에서 확인 가능했다. IMVS는 치료 중 내부장기 움직임을 측정하고 이를 사차원 방사선 치료계획과 비교하여 오차를 보정하는데 기여할 것으로 생각된다.

국가 감염병 공동R&D전략 수립을 위한 분류체계 및 정보서비스에 대한 연구: 해외 코로나바이러스 R&D과제의 분류모델을 중심으로 (The Classification System and Information Service for Establishing a National Collaborative R&D Strategy in Infectious Diseases: Focusing on the Classification Model for Overseas Coronavirus R&D Projects)

  • 이도연;이재성;전승표;김근환
    • 지능정보연구
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    • 제26권3호
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    • pp.127-147
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    • 2020
  • 세계는 신형 코로나바이러스 감염증(COVID-19)으로 수 많은 인명 피해와 경제적 손실을 기록하고 있는 상황이다. 우리나라 정부는 연구개발(Research & Development)을 통해 국가 감염병 위기를 극복하려는 전략을 수립하고 실행하기 위한 투자방향을 수립하였다. 기존 기술분류나 과학기술 표준분류에 따른 통계를 활용하면 특정 R&D 분야의 특이점 및 변화를 발견하기 어렵다는 한계가 존재해왔다. 최근 우리나라 감염병 연구개발 과제를 대상으로 수요자의 목적에 맞게 분류체계를 수립하고 연구비 비교 분석을 통해 투자가 요구되는 연구 분야를 제시하는 연구들이 진행되었다. 하지만 현재 국가 보건 안보와 신성장 산업육성이라는 목표를 달성하기 위한 실행방안으로 요구되고 있는 전염병 연구분야의 국가간 협력전략 수립에 필요한 정보를 체계적으로 제공하고 있지 못한 상황이다. 따라서 국가 공동 연구개발 전략 수립을 위한 분류체계와 분류모델기반의 정보서비스에 대한 연구가 요구되고 있다. 우선 감염병관련 NTIS 과제데이터를 기반으로 정성분석을 통해 7개의 분류체계를 도출하였다. 스코퍼스(Scopus) 데이터와 양방향 RNN모델을 사용하여, 분류체계 모델을 학습시켰다. 최종적인 모델의 분류 성능은 90%이상의 높은 정확도와 강건성을 확보하였다. 실증연구를 위해 주요 국가의 코로나바이러스 연구개발 과제를 대상으로 전염병 분류체계를 적용하였다. 주요 국가의 감염병(코로나바이러스) 연구개발 과제를 분류체계별로 분석한 결과, 세계적으로 유행하는 바이러스의 예상치 못한 창궐이 확산되는 속도에 비해 백신과 치료제 개발이 제대로 이뤄지지 않는 원인의 배경을 간접적으로 확인할 수 있었다. 국가별 비교분석을 통해 미국과 일본은 상대적으로 모든 영역에 골고루 연구개발 투자를 하고 있는 것으로 나타난 반면, 유럽은 상대적으로 특정 연구분야에 많은 투자를 하는 집중화 전략을 취하는 것으로 나타났다. 동시에 주요 국가의 코로나 바이러스 주요 연구조직에 대한 정보를 분류체계별로 제공하여 국제 공동R&D 전략의 기초정보를 제공하였다. 본 연구 결과를 통해 세 가지 정책적 의미를 도출할 수 있다. 첫째, 데이터기반 과학기술정책 관점에서 수요자 관심분야에 대한 국가 R&D사업의 정보를 글로벌 기준으로 문서를 분류하는 방안을 제시하였다. 둘째, 감염병관련 국가 R&D사업 영역에 대한 정보분석 서비스 기획의 기반을 마련하였다. 마지막으로 국가 감염병 R&D 분류체계 수립을 통해 분류 체계의 궁극적 목표인 산업, 기업, 정책 정보를 제공할 수 있는 기반을 마련한 것이다.