한국해안해양공학회 1998년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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pp.31-35
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1998
지진해일 수치해석시 일반적으로 사용되어오던 Shuto의 유한차분모형(Goto & Shuto, 1983)은, 천수방정식을 사용하고 파의 분산효과는 수치오차를 이용하여 고려하므로, 정해진 계산시간간격($\Delta$t)에 대해 수심에 따라 격자간격을 적절히 선택하여야 한다. 또한 Shuto 모형은 leap-frag 기법을 사용하므로, 격자 및 계산시간간격이 심해에서 수치분산을 위한 조건을 만족시켰다 할지라도, 천수화에 의해 파장이 점점 작아져 파수(k)가 $\pi$/$\Delta$x가 되는 수심(2$\Delta$x wave)에 이르면 파가 더 이상 진행하지 못하고 반사하게 되므로 실제 현상과는 다른 결과를 보이게 된다. (중략)
유역에서 발생되는 유출량의 크기를 예측하는 것은 홍수피해를 대비하기 위한 가장 기초적인 활동으로 이루어지며, 이를 위하여 많은 수문모형들이 개발되어 활용되어지고 있다. 이러한 수문모형의 적용을 위해서는 먼저 해당 유역을 재현할 수 있는 매개변수의 보정이 이루어져야 하며 적절한 정도 이상의 검정결과를 확보하여야만 적용이 가능하다. 그러나, 유역 내의 각종 수문특성을 모형의 매개변수로 자세히 나타내는 것은 쉬운 작업이 아니며, 특히 정해진 기간 내에 적용해야 하는 유역이 다수인 경우에는 더욱 힘든 작업이 될 수밖에 없다. 기후변화에 따라 예견되는 강우량 발생 시나리오를 바탕으로 남한 일대의 홍수영향을 지자체별로 평가하기 위한 작업에서는 각 지자체별 많은 소유역에서의 적절한 수문모형 매개변수를 개별적으로 찾아내는 것은 사실상 불가능할 것으로 예견되어, 기후변화 시나리오에서 주어지는 시간별 강우량 자료를 활용하여 첨두유량을 예측할 수 있는 통계적인 방법을 적용하였다. 홍수영향을 평가하기 위하여는 수문곡선 자체보다는 첨두유량의 크기가 더 중요할 것으로 판단되어, 홍수통제소에 제공하는 각 유량관측지점의 유량자료와 시간별 강우량자료로부터 단위 호우사상별 첨두유량과 일정 시간간격 강우량 사이의 다중회귀분석을 통하여 첨두유량 예측 가능성을 확인하였다. 다중회귀분석을 위한 시간간격별 강우량은 각 강우사상에 대하여 첨두유량 발생 직전의 1시간~12시간의 1시간 간격, 1일, 2일, 3일, 5일, 10일 등 17가지의 시간간격 동안의 강우량 자료를 찾아 다중회귀분석에 활용하였으며, 2006년부터 2015년까지 최근 10년 동안의 홍수통제소 자료를 활용하였다. 대상지역은 경기도 남부의 너부대교, 경안교, 복하교, 수직교 수위관측소지점으로 선정하였으며, 일정 크기 이상의 첨두유량 자료를 선별하여 해당 기간에 대한 강우량 자료를 준비하고, 유출량의 크기별로 분류하여 절반의 호우사상은 매개변수 보정에 그리고 나머지 절반의 호우사상은 모형의 검정에 사용하였다. 매개변수 보정결과는 $R^2$ 값이 0.87~0.96을 보이는 등 첨두유량의 예측에 충분히 적용가능한 것으로 판단되었으며, 보정되어진 매개변수로 실시한 검정에서는 0.76~0.85의 $R^2$ 값을 보였다. 본 연구의 결과를 바탕으로, 충분한 유량자료와 시간별 강우량자료만 준비된다면 첨두유량을 예측할 수 있는 회귀방정식으로 이루어진 간단한 모형을 구성할 수 있으며, 이를 활용하여 임의로 주어지는 시간별 강우량 자료를 활용하여 첨두유량의 예측이 가능할 것으로 판단되었다.
시간지원 데이터베이스내에는 다양한 유형의 시간 정보가 내포되어 있다. 이 논문은 다양한 시간 정보를 기반으로 하는 시간 연관규칙 탐사에 관한연구이다. 기존의 연관규칙 탐사에 관한 연구는 현실세계에 존재하는 사건을 탐사 대상으로 하면서도 시간 개념을 지니지 않은 형태의 데이터 집합을 대상으로 하고 있다. 그리고 단순히 단일 시점의 트랜잭션 시간마을 고려하여 순차패턴을 추출해내는 연구가 진행되었다. 이러한 연구는 시간 데이터의 시간 간격 특성과 시간 위상 특성을 간과하게 된다. 또한 시간 종속적인 데이터에 관한 정보의 탐사 시에는 한계점을 지니게 된다. 따라서 이 논문에서는 시간 간격과 시간 위상을 지니는 시간지원 데이터베이스로부터 추출될 수 있는 시간 정보 유형을 제시하고 이에 기반한 다양한 유형의 연관규칙을 제시한다. 또한 시간 연관규칙을 정의하고 이를 탐사하는 과정을 설명하며 궁극적으로 시간지원 데이터베이스에서의 시간 연관규칙 탐사 시스템을 소개한다.
데이터 스트림을 위한 효율적인 예측 방법을 개발하기 위하여 많은 연구들이 진행 되어왔다. 하지만, 이들 방법들은 대부분 고정된 시간 구간에 대한 하나의 예측 결과만을 제공하고 있기 때문에 많은 경우에 다양한 시간 간격을 기초로 얻어진 예측 결과들이 다를 수 있다. 따라서 다중-간격 예측(Multi-Interval Prediction; MIP)을 위한 새로운 방법의 개발이 요구된다. 본 논문은 계층형 시간적 메모리(HTM) 기술을 이용하여 데이터 스트림을 다중-간격 기반으로 예측할 수 있는 새로운 방안을 제시한다. 우리는 원래의 HTM 네트워크에 새로운 노드 형태인 Zeta1LastNode를 도입하여 통합된 계층형 시간적 메모리(Integrated Hierarchical Temporal Memory; IHTM) 네트워크를 제안한다. 특히, 이 IHTM 네트워크의 계층적인 통합 특성을 이용하여, 데이터 스트림에 대한 다중-간격 예측이 효과적으로 이루어질 수 있도록 하였다. 성능 분석을 통해 IHTM이 다중-간격 예측을 함에 있어서 예측 간격이 늘어날수록 원래의 HTM에 비하여 메모리와 계산 시간의 소비를 획기적으로 줄일 수 있다는 것을 보였다.
본 논문에서는 지방부 간선도로에서 제공되는 단속류 구간통행시간 정보의 체계적인 수집 분석을 위해 현재 일부 국도에서 운영중인 차량번호판 매칭방식 AVI(자동차량인식장치 : Automated Vehicle Indentification)로부터 수집된 자료의 적합성분석 및 단속류 구간통행시간 자료의 적정집락간격(optimal aggregation interval)산정을 위한 통계적 결정방법을 연구하였다. 연구결과 차량번호판 매칭방식 AVI 수집자료는 통과위주의 대표차로상에서만 수집되기 때문에 차로간의 속도차가 크게 나타나는 단속류 구간에서는 전차로에 대한 통행시간 수집자료와 교통특성에 차이가 있으므로 현재의 차량번호판 매칭방식 ANI 표본수집 자료를 통해 산출된 구간통행기간을 구간의 대표값으로 적용하는 데에는 문제가 있어 이에 대한 추가적인 검토가 필요하다는 결론을 얻었다. 그리고, 단속류 구간의 통행시간 정보제공을 위한 수집자료의 적정집락간격 결정방법으로 점추정과 구간추정방법을 적용하여 모형을 개발하고, 이 모형을 적용한 결과 점추정모형이 구간추정모형보다 집락간격결정에 민감하고 보다 정확한 적정집락간격 선정이 가능한 것으로 밝혀졌으며, 단속류 구간의 적정집락간격은 5분으로 산정되어 현재 적용되고 있는 단속류 구간 5분 집락간격은 적정한 것으로 판단된다.
본 논문에서 제안한 간격 제어 알고리즘은 리키버켓이나 다중화기의 버퍼를 간격 제어기의 버퍼로 사용하면서 버퍼에 입력된 셀의 시간을 기준으로 방출 시간을 결정하도록 하였다. 위반 셀에 대한 배려를 고려하여 모든 생성된 셀을 간격 제어기에서 표시하거나 폐기하지 않고 네트워크로 진입 시키도록 함으로서 기존의 방식에 비해 데이터의 손실을 고려하였으며, 일단 버퍼에 입력된 셀은 도착 시간 간격보다 일찍 방출될 수 있도록 융통성을 부여하여 버퍼에서 발생하는 지연을 최소화 하도록 하였다. 제안한 간격 제어 방식은 네트워크의 셀 손실을 감소시키며 셀의 밀집 현상을 해소함으로서 대역의 효율을 높이고 수신 버퍼의 재조립 부하를 줄일 수 있다.
본 논문에서는 기존의 셀 간격 제어기에서 방출되는 셀의 시간을 참조하는 RDT 방식에서의 지연 누적을 보완하면서 RDT의 장점을 활용하기 위하여 RAT의 방식에서 적용한 것과 같이 셀 도착 시간을 기준으로 하며, 간격 제어기에서 따로 데이터 버퍼를 두지 않고 시스템 내의 데이터 버퍼를 사용하여 셀들을 저장하고 저장된 셀들을 재방출하는 논리적 출발시간 TIT(theoretical inter-arrival time)를 이용하는 방식을 제안한다.
최근에 재해영향평가 등에서 많이 채택하고 있는 Huff의 4분위법에 의한 강우의 시간분포를 통한 유출량 산정은 도시화지역 등에서 유출량에 내한 관측기록이 없어서 적절한 검정이 불가능한 실정이다. 따라서 산정된 계획홍수량에 의해 설계되는 수공구조물의 경제성 또는 안전성의 정도를 파악하지 못하고 실무에 반영되는 문제를 내포하고 있다. 본 연구에서는 서울지역 최근 29개년간의 년 최대 강우관측자료에 대하여 각각을 Huff의 4분위법에 의한 10분 간격으로 시간분포고, 실제 관측 강우의 경우 10분 간격으로 판독하여 도시유출모형인 SWMM을 이용하여 유출량을 산정하고 결과를 비교하였다. 또한 각각에 대하여 유출량을 빈도해석하여 비교한 결과 강우의 시간분포간격이 짧은 경우 국내적용 Huff분포는 실강우분포에 의한 유출량보다 크게 산정되는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 CNN 기반 서명인식에서 시간정보를 이용하여 위조서명을 보다 정확하게 판별하는 방법을 제안한다. 시간정보를 이용하는 첫 번째 방법은 서명하는 전체 시간을 동일한 개수의 등 간격으로 나누어 각각의 이미지를 얻고 이를 합성하여 이용하는 방법이다. 두 번째 방법은 동일한 개수의 등 간격으로 나누어진 각각의 이미지를 CNN-LSTM 으로 판별하는 방법이다. 동일한 개수의 등 간격으로 나누어진 이미지들에는 서명의 속도에 따른 모양의 차이가 발생하기 때문에 비록 최종 서명의 모양이 원본과 매우 유사하다고 하더라도 속도가 다른 경우 위조임을 판별할 수 있다. 두 명의 서명에 대하여 실험을 한 결과 최종 서명이 매우 유사하더라도 속도가 다른 경우 위조로 판별할 수 있음을 보였다. 다만 이미지 합성 과정에 만들어진 새로운 정보로 인하여 진짜 서명을 가짜로 판별할 수 있는 가능성도 늘어날 수 있음을 확인하였다.
본문에서 주파수hopping과 이동통신에서 요구되는 고속 주파수 전환이 가능한 새로운 주파수 신시사이저 (Synthesizer)를 제안한다. 종래의 PLL 주파수 신시사이저는 기준 주파수와 출력의 채널 주파수 간격이 동일하기 때문에 기준 주파수를 낮게 하면 매우 긴 동기 시간이 소요된다. 본 논문에서 제안하는 주파수 신시사이저는 새로운 제어 방법을 이용한 다단 펄스 제거 회로를 사용하여 기준 주파수와 채널 간격 주파수를 독립적으로 설정할 수 있기 때문에 종래의 신시사이저와 동일한 채널 간격의 주파수를 유지시키면서 기준 주파수를 높일 수 있고, 또한 루프(loop)이득을 크게 할 수 있다. 따라서 종래의 주파수 신시사이저보다 주파수 절환시간을 크게 단축할 수 있다. 본 논문에서는 주파수 절환시간을 1/100 정도 단축시킬 수 있음을 보여주고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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