• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.407-415
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• 2008

본 연구에서는 도시하천의 수체적 계산에 이용되는 지형측량자료의 정확도 향상을 위해 영상정보를 연계하는 기법을 제시하였다. 먼저, 사주와 초지에 대한 지형을 구축하기 위해 횡단측량자료로부터 IDW와 크리깅과 같은 GIS 공간추정기법을 적용하였으며 생성된 지형의 정확도를 평가하기 위해 검정점 측량자료와 비교하였다. 비교결과, 사주에서는 2차 제곱의 IDW가 초지영역에서는 크리깅 구형모델이 하천내 지형구축에 효과적이었으나, 보간법간의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 또한 하천에 분포하고 있는 사주와 초지에 대한 영역을 효과적으로 고려하기 위해 최소거리법을 적용하여 영상을 분류하여 Water Level Point의 수위값을 적용하였다. 사주와 초지영역을 영상정보로부터 추출하여 생성한 지형자료로부터 분석한 하천내 수체적은 영상정보를 활용하지 않은 기존의 지형에 비해 사주는 20%, 초지는 13%의 정확도 개선효과를 나타내었다. 따라서, 영상정보를 연계한 하천지형분석기법은 홍수시 댐하류에 분포하는 사주와 초지영역에 대한 모니터링 및 하천내 수체적 계산에 유용하게 활용될 수 있으리라 판단된다.

• 한국빅데이터학회지
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• 제8권1호
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• pp.99-109
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• 2023

최근에 우리나라에서 뿐만 아니라, 세계 곳곳에서 태풍, 산불, 장마 등으로 인한 재해가 끊이지 않고 있고, 우리나라 태풍 및 호우로 인한 재산 피해액만 1조원이 넘고 있다. 이러한 재난으로 인해 많은 인명 및 물적 피해가 발생하고, 복구하는 데도 상당한 기간이 걸리며, 정부 예비비도 부족한 실정이다. 이러한 문제점들을 사전에 예방하고 효과적으로 대응하기 위해서는 우선 정확한 데이터를 실시간 수집하고 분석하는 작업이 필요하다. 그러나, 센서들이 위치한 환경, 통신 네트워크 및 수신 서버들의 상황에 따라 지연 및 데이터 손실 등이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 통신네트워크 상황에서도 분석을 정확하게 할 수 있는 2단계 하이브리드 상황 분석 및 예측 알고리즘을 제안한다. 1단계에서는 이기종의 다양한 센서로부터 강, 하천, 수위 및 경사지의 경사각 데이터를 수집/필터링/정제하여 빅데이터 DB에 저장하고, 인공지능 규칙기반 추론 알고리즘을 적용하여, 위기 경보 4단계를 판단한다. 강수량이 일정값 이상인데도 불구하고 1단계 결과가 관심 이하 단계에 있으면, 2단계 딥러닝 영상 분석을 수행한 후 최종 위기 경보단계를 결정한다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권3호
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• pp.669-676
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• 2023

본 연구는 인접굴착에 따른 기존 도시철도 박스구조물의 안전영역에 관한 연구로서 도시철도 주변에서 시행되는 각종 굴착공사에 따라 도시철도 박스구조물의 거동에 영향을 미치는 주요 매개변수와 수치해석 결과의 상관관계를 분석하였으며, 머신러닝 기법 적용을 통하여 인접굴착공사가 기존 도시철도 박스구조물에 미치는 영향 범위 및 안전영역의 적정성을 검증하였다. 본 연구는 도시철도 주변의 실제 협의된 인접굴착공사 및 박스구조물을 연구대상으로 하였으며, 그 중 가장 대표적인 본선 2련박스 구조물을 대상으로 분석을 수행하였다. 매개변수 분석 및 머신러닝 해석결과, 도시철도 깊이, 인접굴착공사 굴착깊이 및 지하수위 각각의 상호간의 깊이 차이가 중요한 매개변수인 것으로 확인되었으며, 그 중에서도 도시철도 깊이와 인접굴착공사의 굴착깊이 차이가 지하 박스구조물 거동에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수이며, 안전영역 설정의 중요한 요건인 것으로 분석되었다. 특히, 인접굴착공사 깊이가 도시철도 깊이보다 더 깊게 굴착될수록 지하 박스구조물의 처짐에 미치는 영향은 더욱 큰 것으로 확인되었으며, 기존의 인접굴착공사 관리등급 결정 시 중요 요건 중 하나인 수평이격거리는 수직이격거리, 즉 굴착깊이에 비해 상대적으로 영향이 작은 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3B호
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• pp.271-281
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• 2008

본 연구는 도시지역의 토지이용 및 건축 측면에서 방어침수위 설정방법으로 과거 침수실적을 적용하는 방법, 인근하천의 기준홍수위를 연장하는 방법, 강우빈도별 시나리오에 의한 내수침수 모의방법(하천 및 소유역 임계지속기간) 등 네 가지 방법을 검토하고, 서울시 중랑천 연변의 장안배수분구를 사례로 적용하여 결과를 비교 분석한다. 분석 결과, 인접하천의 기준홍수위를 단순연장하는 방법을 제외하고는 다소의 차이는 있으나 대체로 유사한 결과를 보였다. 침수원인이 내수침수에 의한 지역일 경우에는 방어침수위로 침수실적자료를 이용한 과거 최대침수위를 적용하거나, 인근하천의 계획홍수량을 발생시키는 강우사상에 대한 내수침수 모의결과를 적용하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 다만, 과거 침수실적자료의 구축이 미비하고 내수침수가 주된 침수원인인 지역에서 인근하천의 기준홍수위를 적용할 경우에는 주의보수위나 경보수위를 적용하는 것이 합리적인 것으로 판단되며, 당해지역의 주된 침수원인이 외수범람(하천월류, 제방붕괴 등)에 의한 지역일 경우에는 인근하천의 계획홍수위를 적용하는 합리적인 것으로 판단된다. 한편 각각의 방법에 의해 산정된 방어침수위의 타당성 여부를 판단하기 위해 해당 방어침수위 이하 건축물의 거실용도 사용을 제한하는 경우에 대해 경제성분석을 실시한 결과, 모든 방법들이 경제적 타당성이 없는 것으로 나타난 한편, 소유역의 임계지속기간의 내수침수를 모의한 경우 비교적 B/C Ratio가 비교적 높게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권8호
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• pp.5-11
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• 2023

최근 이상기후로 인한 집중호우가 빈번히 발생함에 따라 비탈면의 표층 유실 및 간극수압의 증가로 인한 비탈면의 붕괴가 자주 발생하고 있다. 비탈면의 붕괴를 방지하기 위해서 활동저항력을 증가시키거나 간극수압을 감소시키는 등의 다양한 공법들이 적용되고 있으며, 활동저항력과 간극수압의 조건을 동시에 만족시킬 수 있는 공법이 적용되면 비탈면 붕괴에 효율적으로 대응할 수 있기 때문에 이에 관한 연구가 꾸준히 수행되고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 기존 수평으로 적용되는 배수재의 매설 경사를 상향 방향으로 매설하여, 비탈면의 보강 및 배수 기능을 모두 만족시킬 수 있는 상향식 비탈면 보강 공법을 제안하였다. 또한, 제안한 공법의 보강 및 배수효과가 가장 우수한 매설각도를 확인하기 위해 대표 단면에 수평 배수재를 0°~60°로 10° 단위로 설정한 조건에서 공법의 보강 및 배수 효과를 확인하였으며, 배수효과가 가장 뛰어난 40°와 안전율이 가장 우수한 20°의 조건으로 실내 모형실험을 수행하여 수치해석 결과를 검증하였다. 그 결과, 수치해석 결과와 마찬가지로 40°에서 상대적으로 배수효과가 높게 나타났으며, 20°의 경우 원활한 배수가 이루어지지 않아 비탈면이 붕괴되는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, 상향식 비탈면 보강재의 보강 및 배수효과를 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.445-450
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• 2008

최근 도시하천의 환경생태학적 접근이 활발히 진행중에 있으며, 특히 하천의 유지수량 확보가 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 도시하천을 효율적으로 관리하기 위한 방안으로서 하천의 지형태 현장조사 자료와 영상정보를 연계한 수체적 평가기법을 제안하였으며, 갑천을 대상지역으로 선정하여 분석한 결과 다음의 결론을 얻었다. 첫째, 도시하천의 지형태 특성을 조사하기 위해 사주와 초지에 대한 지형측량을 실시하였으며, 수체적 계산에 영향을 주는 수면부에서의 경사특성을 분석한 결과 사주는 0.024, 초지는 0.220로서 초지가 사주에 비해 약 10배 높은 경사특성을 나타내었다. 또한 IKONOS 영상으로부터 사주와 수체에 대한 분광특성과 최소거리법을 이용하여 영상을 분류하였으며, 수체적 계산을 위해 Median 필터를 통한 일반화를 통해 수체적 계산을 위한 사주영역을 효과적으로 추출하는 기법을 제시하였다. 마지막으로 하천내 지형태 조사자료와 영상에서 추출한 사주영역을 GIS 공간분석 기법을 적용하여 도면화하였으며, 영상 촬영시점의 수위를 1m로 가정했을때의 수체적은 $225,258m^3$로서, 사주의 경사특성을 고려하지 않은 수체적($251,599m^3$)에 비해 약 10.5%의 수체적 개선 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.635-642
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• 2008

개수로 난류흐름내 잠기지 않는 저항체들이 에너지 손실에 미치는 영향을 수리실험을 통해 연구하였다. 개수로의 잠기지 않는 구조물이나 식생을 연구하기 위하여 정방형 다열기둥을 실험에 사용하였다. 실험수로에 흐름방향 다열기둥을 횡방향으로 1열 및 2열로 배치하고 평균적 등류수위를 유지하여 일련의 유량과 수로경사를 조건으로 실험을 수행하고 측정하였다. 실험결과를 Manning공식에 적용하여 바닥마찰과 기둥의 형상저항에 의한 흐름저항 및 에너지손실을 표현하는 상당저항계수 값을 등류수심과 기둥의 이격거리를 변화시키며 산정하였다. 그리고 실험을 통해 산정된 값과 항력상호작용계수를 포함하는 운동량방정식으로부터 유도된 상당저항계수의 이론식과 비교하였다. 이론식과 실험치의 비교로부터 기둥에 의한 흐름저항의 상호작용이 수로전체의 에너지손실에 미치는 영향이 매우 중요함을 알 수 있었다. 그리고 기둥폭에 대한 기둥이격거리가 약 2.2배 이하 일 때 값이 감소하며, 항력상호작용계수가 기둥이격거리에 지배적으로 의존한다는 사실로 부터 이론식에 나타난 값이 등류수심에 2/3승으로 증가함이 유효함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1B호
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• pp.39-50
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• 2006

홍수를 예측하기 위해서 국내 5대강 유역의 홍수통제소는 저류함수모형을 사용하고 있으며 현재까지 홍수예측에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 현재 홍수통제소에서 사용되고 있는 저류함수모형과 과거의 강우-수위 관계를 이용한 회귀분석(regression analysis), 그리고 인공신경망(artificial neural network)을 이용하여 홍수를 예측하고 이를 비교, 분석하고자 하였다. 저류함수모형의 경우는 홍수통제소의 대표매개변수와 보정된 최적(평균)매개변수를 적용하였다. 그리고 회귀분석과 인공신경망은 1995~2001년까지의 홍수사상 중 4개의 홍수사상을 선택하여 회귀계수를 구하고 역전파(backpropagation) 알고리즘을 사용하여 학습을 시켰다. 그 결과 저류함수모형의 경우 최적 매개변수를 이용하였을 때 기존의 홍수통제소에서 사용하고 있는 대표매개변수보다 예측이 개선되었으며, 회귀분석의 방법인 다중회귀분석, Robust 회귀분석, Stepwise 회귀분석을 이용한 홍수예측은 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있었다. 역전파 알고리즘을 사용한 인공신경망의 경우도 회귀분석을 이용한 홍수예측보다는 다소 못하였지만 정확한 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3B호
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• pp.289-301
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• 2009

본 연구에서는 Navier-Stokes방정식과 자유수면추적을 위해 도입한 VOF함수의 이류방정식에 기초하고 있는 CADMAS-SURF(CDIT, 2001)에 Fenton(1972)의 3차근사고립파이론에 의한 조파이론을 새롭게 도입한 수치파동수로로부터 직립호안상에서 지진해일(고립파)의 처오름 및 작용파력을 해석한다. 기존의 연구결과와 대비하여 본 수치해석결과의 적용성을 논의하며, 최소자승법에 기초하여 직립호안상에서 최대처오름과 최대파력을 합리적으로 추정할 수 있는 회귀식을 제안한다. 또한, 육상구조물에 작용하는 지진해일(tsunami wave)의 파력산정에 CADMAS-SURF(CDIT, 2001)의 적용을 시도한다. 육상에서 지진해일의 수위변동, 유속 및 파력변동의 특성으로부터 육상구조물에 미치는 지진해일의 직접적인 영향을 추론할 수 있을것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권6B호
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• pp.579-587
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• 2010

기상청에서 제공하는 강우수치예보정보를 활용하여 10일이내의 중기유량예측을 수행하였다. 기상청의 원시예보자료로는 2일예보를 위한 RDAPS와 10일예측을 위한 GDAPS예측자료를 활용하였다. 수치예보의 정확도를 제고하기 위하여 강우상세 정보를 생산할 수 있는 강수진단모형(QPM)과 QPM모의결과에 내재된 계통적 편이를 제거하기 위하여 분위사상과정 (Quantile Mapping)을 적용하였다. QPM모의결과를 유출모형의 입력정보로 활용하기 위하여 일관적인 체계를 갖춘 유역강수 정보로 변환하여, 장기연속유출모형인 SSARR모형을 이용하여 금강유역내 주요지점에서의 유량예측을 수행하여 유량예측에 대한 검증을 수행하였다. 2006년 1월 1일부터 6월 20일까지 강수예측을 수행한 결과 2일예측인 RQPM의 경우 기간 총강수량을 기준으로 실적강우대비 89.7%의 강수모의값을 보임으로서 양호한 예측성능을 확인할 수 있었다. 유량예측모의에 있어서는 2일예측의 경우 일부 강우사상에서 예측누락과 예측오류가 발생하였지만 전반적으로 유량예측이 양호한 수준이었다. 다만, 하류지점의 경우 조절유량에 의한 유출모형보정의 어려움과 수위-유량관계곡선의 신뢰도저하등의 이유로 예측성능이 떨어지는 경우도 있었다. GQPM에 대한 10일강우예측은 첨두강수와 강수총량에 있어서 다소 과소한 모의값을 보이고 있으며, 강수보정효과도 RDAPS에 비하여 저조한 수준이었다. 이 부분은 강수예측의 사후보정으로는 한계가 있는 것으로 보여지며 원시예측모형의 안정화를 통하여 개선할 수 있는 부분으로 판단된다.