• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.11-11
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• 2020

18년 물관리일원화 이후 인프라와 사람 중심으로부터 자연과 인간의 조화를 위한 환경·생태계의 자연성 회복으로의 물관리 패러다임 전환이 빠르게 이루어지고 있으며, 대규모 국책사업이후의 하천 관리에 있어서도 기존의 이수, 치수, 환경이라는 단순한 기능적 구분을 벗어나 보다 근본적이고 장기적인 대국민 서비스로의 전환을 도모하고 있다. 또한, ICBAM 등으로 정의되는 4차산업혁명 기반 기술의 접목이 거의 대부분의 분야에서 이루어지고 있는 것을 실질적으로 체감하는 시기가 도래하였다. 그러나, 하천 및 수자원 관리분야에서의 기술은 근대 엔지니어링의 기초가 되는 수로 건설 등으로부터 시발되어 사실상 가장 앞선 과학적 진보의 토대를 갖추었으나 최근의 기술적 트렌드를 잘 추종하지 못하는 것처럼 비추어 지는 것이 사실이다. 주된 이유로서 기후변화라는 광범위하고 장기적인 입력요소를 가진 하천관리 시스템의 특성상 불확실성의 추정 및 즉각적인 응답이 어려운 부분이 분명히 존재하지만, 실질적으로 여전히 해소되지 않는 부분은 하천의 기초자료 수집에 대한 효율성과 신뢰도가 낮은 것이라고 하겠다. 또한, 유역으로부터 댐-다기능보-하천으로 이어지는 의사결정을 위한 다양한 형태의 자료로부터 적절한 정보를 수집하는 체계(거버넌스의 문제이자 기술적/재정적 한계)가 확립되지 않은 점도 고려해야 할 것이다. 본 연구에서는 인공지능을 활용한 하천의 유량 예측 등을 위해 필요한 수자원 기초데이터의 근원적인 수집 및 관리상의 문제점에 대해서 검토하고자 하였으며, ARIMA, Kalman Filtering, MA 및 복합기법을 통한 자료처리 기법을 적용하여 상황에 맞게 오차 및 불확실성의 저감을 위한 방안을 찾고자 하였다. 또한, 이용자 중심의 하천 관리에 근접한다고 볼 수 있는 스마트워터시티 개념에서의 바람직한 하천관리 기법에 대해서 논의하고, 관련하여 근자에 개발한 하천의 물리적 해석 도구들에 대해서 적용 사례를 검토한다. 마지막으로, 지식기반의 하천관리 의사결정 플랫폼 개발을 위해서 기존의 기계학습을 통한 자동화된 의사결정에 부가하여 전문가와 시스템이 상호작용을 통해서 AI를 학습시켜 결정한 사항을 전문가의 의사결정에 참고하는 MCRDR기법의 적용의 적용 가능성과 도입 방향에 대해서 논의하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.171-171
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• 2021

전 세계적인 기후변화로 인해 홍수가 발생하는 빈도가 상승하고 있으며, 도시화가 발달됨에 따라 재산 피해 금액도 증가하는 추세이다. 이와 같은 홍수피해를 저감시키기 위하여 수공 구조물의 보강 및 설치와 같은 효과적인 구조적 대책이 필수적이다. 구조적 대책의 경우 예방차원의 재난관리를 위하여 치수 사업 전/후의 경제성을 평가해야 하는데, 국내에서는 개선법과 다차원 홍수피해 산정법(MD-FDA, 이하 다차원법)을 활용하여 정량적인 경제성 평가를 수행하고 있다. 그리고 다차원법의 경우 공간정보자료인 토지피복도를 활용하기 때문에 침수된 건물을 각각 산정해줌으로서 보다 정확한 경제성 분석을 실시할 수 있지만 산정 절차가 복잡하여 시간이 오래 걸리는 단점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 개선법과 다차원법의 단점을 보완하고자 격자단위 공간정보를 활용한 건물피해 산정방법을 제안하고자 하였다. 국토정보플랫폼에서는 100m×100m 격자 자료를 제공해주고 있으며, 각각의 격자에는 단독 주거, 공동 주거의 공간정보 자료가 구축 되어있다. 이러한 격자자료와 홍수범람지도를 중첩하여 격자 단위 홍수 피해액을 산정함으로서 절차를 간결하게 할 수 있다. 또한 본 연구를 통하여 추정된 피해 금액과 비교적 정확한 홍수 피해액을 추정하는 기존 다차원법의 피해 금액을 비교하여 격자단위 공간정보를 활용한 건물피해 산정방법을 평가하였다. 본 연구를 통하여 개발한 방법을 사용하게 된다면 경제성분석 결과가 과대 산정되는 개선법을 보완할 수 있으며, 계산과정이 복잡하여 실무에서의 적용성이 부족한 다차원법의 문제점도 보완할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 신속한 피해액 추정을 통하여 홍수 피해를 예방하는데 필요한 치수사업을 빠르게 선정함으로서 후속 피해를 신속히 예방할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.71-71
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• 2021

현재 국내에서 사용되고 있는 지자체 단위 위험도 평가 기법들은 자연재난과 사회재난으로부터 유발되는 여러 위험성들을 함께 고려하여 평가에 반영하고 있다. 또한, 지자체 내에서 홍수위험에 노출될 수 있는 대상만을 선별하여 분석한 것이 아닌 지자체별 단순 통계값으로 평가가 이루어지기 때문에 홍수위험에 대한 정확한 평가가 어렵다는 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Indicator Based Approach(IBA)에서 제시하는 평가 항목인 Hazard, Exposure, Vulnerability, Capacity 중 Exposure에 해당하는 건축물수를 대상으로 홍수위험지도와 중첩되는 건축물들을 선별하여 홍수위험도 평가를 수행하였다. 지자체별 건축물수 산정은 2018년 11월 기준 경기도 31개 시군별 도로명주소 전자지도(건물)와 500m × 500m 건축물수 격자자료를 사용하였다. 건축물수 격자자료는 도로명주소 전자지도의 건물 폴리곤 자료 대비 분석이 간편하다는 장점을 가지고 있다. 비교 분석을 통해 공간분석자료의 유형에 따라 발생하는 통계값의 차이는 격자자료에 보정계수를 적용하여 보완하였다. 보정된 경기도 지자체별 건축물수 격자자료로 세부지표 지수를 산정한 결과 단순히 자지체별 건축물수를 사용했을 때에는 화성시, 용인시, 평택시 순으로 지수가 크게 산정되었다, 하지만 홍수위험지도와 중첩된 건축물수를 사용했을 때에는 고양시, 광명시, 김포시 순으로 지수가 크게 산정되었다. 본 연구를 통해서 건축물수 격자자료와 홍수위험지도를 사용하여 위험도 평가를 수행했을 때 기존 방법론 대비 합리적인 평가결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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• 한국정보과학회언어공학연구회 2019년도 제31회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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• pp.197-202
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• 2019

토큰화는 입력 텍스트를 더 작은 단위의 텍스트로 분절하는 과정으로 주로 기계 학습 과정의 효율화를 위해 수행되는 전처리 작업이다. 현재까지 자연어 처리 분야 과업에 적용하기 위해 다양한 토큰화 방법이 제안되어 왔으나, 주로 텍스트를 효율적으로 분절하는데 초점을 맞춘 연구만이 이루어져 왔을 뿐, 한국어 데이터를 대상으로 최신 기계 학습 기법을 적용하고자 할 때 적합한 토큰화 방법이 무엇일지 탐구 해보기 위한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 한국어 데이터를 대상으로 최신 기계 학습 기법인 전이 학습 기반의 자연어 처리 방법론을 적용하는데 있어 가장 적합한 토큰화 방법이 무엇인지 알아보기 위한 탐구 연구를 진행했다. 실험을 위해서는 대표적인 전이 학습 모형이면서 가장 좋은 성능을 보이고 있는 모형인 BERT를 이용했으며, 최종 성능 비교를 위해 토큰화 방법에 따라 성능이 크게 좌우되는 과업 중 하나인 기계 독해 과업을 채택했다. 비교 실험을 위한 토큰화 방법으로는 통상적으로 사용되는 음절, 어절, 형태소 단위뿐만 아니라 최근 각광을 받고 있는 토큰화 방식인 Byte Pair Encoding (BPE)를 채택했으며, 이와 더불어 새로운 토큰화 방법인 형태소 분절 단위 위에 BPE를 적용하는 혼합 토큰화 방법을 제안 한 뒤 성능 비교를 실시했다. 실험 결과, 어휘집 축소 효과 및 언어 모델의 퍼플렉시티 관점에서는 음절 단위 토큰화가 우수한 성능을 보였으나, 토큰 자체의 의미 내포 능력이 중요한 기계 독해 과업의 경우 형태소 단위의 토큰화가 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 또한, BPE 토큰화가 종합적으로 우수한 성능을 보이는 가운데, 본 연구에서 새로이 제안한 형태소 분절과 BPE를 동시에 이용하는 혼합 토큰화 방법이 가장 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.285-285
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• 2021

급격한 기후변화의 영향으로 강수량은 증가하는 반면 강수일수는 점차 감소하며, 지속적인 도시화로 인해 불투수 면적이 증가하여 침투량은 감소하고 우수 유출량은 증가하고 있다. 이러한 우수 유출량의 증가로 인한 홍수피해에 대한 대책으로 분산형 유출저감 시설인 저영향개발(LID)이 해결방안으로 제시되고 있다. 기존연구에서는 대부분 LID 시설별 우수 유출 저감 효과를 분석하거나, LID 시설의 설치 비율과 강우빈도를 다양하게 적용하여 유출량과 침투량 등을 분석하였다. 그러나 기후변화로 인하여 미래 호우 패턴은 과거와는 다를 것으로 예상되므로 장기적인 측면에서 기후변화 시나리오에 따른 분석을 수행할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 대표농도경로(RCP)에 따른 기후변화를 반영한 미래 호우사상에 대하여 LID 적용 면적 대비 최고의 효율을 나타낼 수 있는 LID 적용 비율을 산정하였다. 이를 위해 빈번하게 침수피해가 발생하는 동대문구에 위치한 용두빗물펌프장 유역을 선정하였으며, 다양한 LID 기법 중 설치가 용이한 투수성 포장과 옥상녹화, 그리고 도로와 단지에 적용성이 높고 저류기능과 여과기능 등이 있는 식생 체류지를 대상 LID 기법으로 선정하였다. 과거와 미래의 대표 호우사상에 대한 유출량을 SWMM으로 산정한 결과, 강수량은 110.5 mm에서 319.42 mm로 증가하였고, 지표 유출량은 87.346 mm에서 294.63 mm로 증가하였다. 그리고 LID 기법 중 세 가지를 모두 적용한 경우 지표면 유출량이 294.63 mm에서 100.3 mm로 가장 큰 폭으로 감소하였다. 또한 저감 효율이 가장 좋은 설치 면적 비율을 도출하기 위하여 다양한 LID 설치면적 비율에 대한 분석을 하였으며, 유역전체면적대비 적용면적비에 따른 우수유출 저감율을 저감효율로 정의한 결과, LID 설치비율이 60%인 경우가 지표 유출량은 1.37, 저류량은 0.50으로 가장 큰 효율이 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.191-191
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• 2021

최근 이상기후 및 기후변화에 의한 영향으로, 집중호우 및 대형호우 사상이 빈번하게 발생하고 이로 인한 홍수피해가 급증하고 있다. 지난 2020년 한반도 전역에서 발생한 호우사상은 56일간 지속된 최장기간 강우로 기록되었고, 일부 유역에 대해서 500년 빈도의 강우로 기록되기도 하였다. 이는 2020년 기준 치수시설물 설계기준 중 최상위 기준인 200년 빈도를 상회하는 대규모 호우사상으로, 기후위기에 따른 기존 치수대책의 검토가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존 설계기준 산정을 위한 강우강도-지속기간-빈도 곡선(Intensity-Duration-Frequency curve, IDF curve) 작성 시 사용된 강우 빈도해석의 대안으로서 연초과확률을 이용한 IDF 곡선 산정을 제안하고자 한다. 기존 치수시설물 설계기준에서 활용되고 있는 강우 빈도해석의 경우 분포형의 종류에 따라서 극한사상에 대한 불확실성이 큰 문제를 가지고 있으며, 최상위 기준인 200년 빈도를 넘는 빈도에 대해서 산정된 값을 사용하기에는 어려움이 있다. 또한 통계학적 이론에 근거하여 산정되는 '빈도(Frequency)' 라는 개념의 의미는 발생가능성을 내포한 재현기간으로 명확한 반면, 관련 의사결정자 혹은 민간에서 받아들이는 의미는 발생주기 혹은 재발에 대한 보장기간 등으로 오해하는 경향이 있어, 혼란을 야기하고 있다. 따라서 설계기준 산정을 위한 IDF 곡선 작성시 빈도(Frequency)를 연강우량에 대한 초과확률인 연초과확률(Annual Exceedance Probability)에 근거하여 산정하여 보다 직관적인 설계기준을 제시하고자 한다. 또한 홍수피해 발생이력을 기준으로 대상지역을 선정하고, 기존 빈도(Frequency)에 근거한 IDF 곡선 및 설계기준과 연초과확률에 근거한 IDF 곡선 및 설계기준을 산정 및 비교하여 적용성을 평가하고, 효율적인 치수시설물의 설계기준을 제안하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.348-348
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• 2021

가뭄 연구의 궁극적 목표는 가뭄 발생의 메커니즘에 대한 이해를 높이고, 예측기술을 향상시켜 선제적 대응이 가능하도록 하는 것이다. 일반적으로 가뭄분석에 활용되는 가뭄지표는 연속형 변수로 간주하여 확률모형을 구축하지만, 가뭄상태와 가뭄피해 자료는 순서형 및 이산형 변수이므로 범주형 자료 분석 기법을 적용하는 것이 더 적절하다. 따라서 본 연구에서는 기상학적 가뭄과 피해발생 사이의 관계를 규명하기 위해 범주형 자료 분석 방법 중 로그선형(log-linear) 모형과 로지스틱(logistic) 회귀모형을 활용하였다. 가뭄피해 예측을 위한 가뭄 피해 정보를 수집하는 것은 매우 어려운 일이다. 가뭄의 영향으로 인해 발생할 수 있는 피해의 종류가 다양하며, 여러 분야의 이해관계자가 받아들이는 가뭄의 피해 양상이 다르기 때문이다. 본 연구에서는 국가가뭄정보포털(drought.go.kr)에서 충청북도의 가뭄피해현황 자료를 수집하였다. 30년(1991~2020년)동안 238개 읍면동 중 34개 행정구역에서 총 272건의 가뭄피해가 발생한 것으로 확인되었다. 표준강수지수(SPI)를 이용하여 분석된 지역별 연평균 가뭄발생횟수는 약 8.44회이며, 가뭄이 가장 많이 발생한 해는 2001년(평균 가뭄발생 18.7회)이었다. 강수의 부족으로 인해 발생하는 기상학적 가뭄이 사회경제적 피해를 야기하는 수문학적 가뭄으로 전이되기까지 몇 주에서 몇 달까지 시간이 소요된다. 이러한 관계를 파악하기 위해 가뭄피해 발생 여부를 예측변수, 가뭄피해 발생 이전의 가뭄상태를 설명변수로 설정하여 기상학적 가뭄 발생에 따른 가뭄피해 발생 확률을 산정하였다. 그 결과 가뭄피해 발생 당시의 가뭄상태보다 그 이전에 연속된 가뭄상태가 있을 경우 가뭄피해 발생 확률이 약 2.5배 상승하는 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.24-34
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• 2021

실시간으로 유동인구를 계측하는 기술은 다양한 산업 분야에서 공간 밀집도에 대한 통찰력을 제공하여 더 좋은 서비스 환경을 만들어준다. 이에 따라 여러 기업과 학계에서는 특정 공간의 유동인구 데이터를 계측하기 위해 오랫동안 다양한 연구를 시도해왔으며, 최근에는 스마트시티와 디지털트윈의 일환으로 Wi-Fi 신호를 활용한 유동인구 분석 사업화가 더욱 활발한 추세이다. 본 논문에서는 유동인구 데이터를 활용하는 일반 수요자(비전문가)의 관점에서 유동인구 계측 시스템에 대해 쉽게 이해할 수 있도록 설명한다. 구체적으로는 사람들이 소지한 스마트폰으로부터 수집되는 MAC-address 값 기반의 유동인구 추정 방법을 제시하는데, 추정값의 정확도를 분석하기 위해 Real MAC-address와 Random MAC-address 값을 구분한 뒤, Real MAC-address가 추출된 실제 스마트폰 기기 수와 CCTV 화면에 집계된 사람 수를 비교하는 실험을 진행한다. 그 결과 두 데이터 간의 유사한 상관 계수가 나타났다. 이러한 결과에 근거하여 MAC-address 분류를 통한 Wi-Fi Probe Request 기반 유동인구 분석 방법을 제시한다.

• 융합보안논문지
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• 제22권1호
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• pp.81-92
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• 2022

빠르게 성장하고 있는 IoT 시장은 일반 가정에서뿐만 아니라 스마트홈이나 스마트시티까지 확대되고 있다. IoT에서 사용하는 주요 프로토콜 중 ZigBee는 스마트홈의 도어락 시장에서 90% 이상 차지하고 있고 소형화된 센서 디바이스에서 주로 사용하고 있어 프로토콜의 안전성이 매우 중요하다. 하지만, ZigBee를 사용하는 디바이스가 네트워크에 연결되는 인증과정에서 고정된 키를 사용하고 있어 전방향 안전성을 만족하지 못하고 있고, 최근에 개발한 ZigBee 3.0에서도 해결되지 못하였다. 본 논문에서는 ZigBee 인증 프로토콜에 전방향 안전성을 제공함과 동시에 기존 프로토콜에서도 빠르게 적용할 수 있는 설계방법을 제안한다. 제안하는 개선된 ZigBee 인증 프로토콜은 IoT에서 연산량이 적고 전방향 안전성을 제공하는 ECDH를 적용하기 위해 최근 개발된 OWE 프로토콜을 분석 및 적용하였다. 이를 바탕으로 ZigBee 인증 프로토콜의 안전성을 제공하며, 별도의 인증서나 패스워드 입력이 필요하지 않아 사용자의 편의성 또한 제공할 수 있을 것으로 본다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.33-41
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• 2023

최근 지구온난화로 인해 기후변화가 가속화되고, 극한 기상현상으로 인한 기상재해의 발생빈도와 강도 또한 증가하여, 날씨에 민감한 신재생에너지의 전력 생산에 대한 불확실성이 커지고 있다. 실제로 댐을 이용하는 수력발전소에서도 최근 기상재해로 인한 수력발전 피해가 다수 보고되고 있다. 본 연구에서는 충주댐 수력발전 실적 자료와 충주 기상관측소, 충주댐의 운영 자료를 바탕으로 기상재해의 월별 발생 횟수와 강도를 산정하여 구조방정식모형을 통해 가뭄과 홍수가 수력발전을 통한 전력 생산에 미치는 영향을 파악하였다. 이를 위해서는 충주댐 수력발전소 발전 실적 자료를 수집하고, 기상재해 관련 자료를 수집하였으며, 구조방정식모형을 통해 수력발전에 대한 기상재해의 영향을 분석하였다. 그 결과 가뭄 발생의 증가는 수력발전을 통한 전력 생산의 감소에 38.3 %의 영향이 있지만, 홍수 발생의 증가는 수력발전을 통한 전력 생산의 증가를 설명할 수 없었다. 미래에 가뭄 발생이 증가한다면 수력발전을 통한 전력 생산에 대한 영향 또한 커질 것이다.