• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.482-482
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• 2023

상수도관은 사용년수가 경과함에 따라 노후화가 진행되며, 노후화된 상수관은 내부적으로 부식, 이물질 퇴적, 균열 등의 현상이 발생하게 되고, 이는 결국 수질문제로 연결되어, 탁수사고 발생 확률증가의 주요 원인이 되고 있다. 국내 상수도관의 경우 매설년수의 증가로 인해 내구연한이 도래한 상수관망의 비중이 점차 증가하고 있으며, 2019년 서울시 문래동 수질사고, 2019년 인천 붉은 수돗물 사고, 2022년 안양 동안구 탁수사고, 2022년 여수시 웅천 탁수사고 등 관의 노후화로인한 탁수 사고가 빈번하게 발생되고 있어 수도 사용자에게 불편함을 끼치고 있다. 현재 정수장 및 상수관망에 설치된 탁도계를 통해 수질에 대한 감시를 진행하고 있지만, 경제적인 문제로 인해 모든 상수도관에 탁도계를 설치하기에는 현실적으로 불가능하며, 제한적인 탁도계의 개수를 통해 수질에 대한 감시 및 관리를 진행하고 있는 실정이다. 이러한 상황으로 인해 탁수사고 발생 시 발생 원인분석 및 최초 발생위치 결정이 쉽지 않으며, 보수 보강을 통한 상수도관의 정상화까지 오랜 시간이 걸리게 된다. 이에 본 연구에서는 상수관망에서 탁수 발생 시 최초 발생 위치를 결정할 수 있는 기법을 개발하였으며, 이를 실제 상수도관망에 적용하여 탁수발생 파이프를 탐지하였다. 탁수사고 발생 시 실측된 수질 데이터의 부족으로 인해 임의의 파이프에서 탁수가 발생하였다고 가상의 탁수 발생시나리오를 가정하였으며, 완전혼합농도식을 통해 관망에 설치된 탁도계의 NTU(Nethelometric Paultity Unit) 농도를 계산하여 가상의 탁수발생 시나리오를 상수도관망에 적용하였다. 이후, 역추적 계산기법을 통해 파이프의 초기 NTU 농도를 변화시켜주며 관망내 설치된 탁도계의 NTU 농도를 계산하였으며, 가상 시나리오를 적용하여 계산된 탁도계의 NTU 농도와 역추적 계산법을 적용하여 계산된 탁도계의 NTU 농도의 Percentage Error를 비교/분석하여 탁수 발생 파이프를 탐지하였다. 분석결과, 가상 시나리오의 최초 탁수발생 파이프와 역추적 계산법을 적용하여 탐지한 최초 탁수발생 파이프의 위치가 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 역추적계산을 통한 탁수발생 파이프 탐지기법을 실제 관로 교체사업에 활용한다면 파이프의 개선 우선순위를 보다 명확하게 판단할 수 있으며, 더 나아가 상수도 관망의 유지관리에 활용하여 경제적이고 효율적인 상수관망 시스템관리를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권9호
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• pp.609-616
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• 2017

본 연구에서는 상수관망의 최적 수압모니터링 지점선정 알고리즘과 역추적 계산법을 이용한 누수탐지 알고리즘을 개발하였고 파일럿 플랜트에서 실험을 통해 검증하였다. 먼저 누수탐지를 위한 최적의 모니터링 지점선정을 선정하고 압력계를 설치하여 누수로 인한 압력변위를 측정하였다. 누수탐지를 위한 역추적계산법의 검증을 위하여 누수탐지를 수행하였고 파일럿플랜트에서 실제 재현된 누수의 지점과 누수량을 정확하게 산정하였다. 누수량을 $0.0005m^3/s$로부터 $0.0018m^3/s$까지 변화시키며 누수를 재현하였고 누수지점에 근접한 장소를 찾는데 성공하였다. 본 연구에서는 실험을 통해서 누수탐지기법으로 사용된 역추적계산법이 유효함을 검증할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.48-55
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• 1999

본 논문에서는 정수면의 일정구간에 분포한 압력에 의하여 발생되는 2차원 자유표면파에 대한 부정치 역문제를 정규화기법으로 해석하였다. 계산의 예로 정수면에 코사인 분포된 조화변동압력에 의하여 유기되는 수평속도를 입력 자료로 택하여 압력을 역추적하는 경우에 대하여 서로 다른 3가지 정규화기법을 적용하였다. 계산결과 3가지 방법 모두에서 엄밀한 해를 얻을 수 있었는데, 그 중에서도 반복 Tikhonov 정규화기법을 적용하여 얻은 해가 가장 정확하며, Landweber-Friedman의 정규화 필터가 가장 안정된 해를 주었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.401-401
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• 2019

상수관망시스템은 정수처리 된 용수를 수요처에 공급하는 사회기반시설물이며, 주로 지하에 매설되는 시설물의 특성상 관로에 누수가 발생하였을 경우, 정확한 발생지점을 파악하기가 어렵다. 특히, 지진에 의해 시스템 내 다중지점에 누수가 발생할 경우, 장기간 경제적 손실과 사용자의 불편이 예상되므로 신속히 누수지점을 파악한 후, 피해 관로의 적절한 교체 혹은 보수가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 지진으로 인해 상수관망에 발생한 다중 누수관로의 정확한 탐지를 위해 다양한 누수탐지 기법을 제안하고 모의결과를 비교, 분석하였다. 가상의 다중 누수 시나리오를 모의한 후, 시스템 내 설치된 수압계와 유량계의 누수발생 전, 후 모니터링 값을 이용하여 1) 최적화 알고리즘을 이용한 Calibration 기법, 2) 수리해석을 통한 누수지점 역추적 기법, 3) 인공신경망을 이용한 Pattern 학습법 등을 적용하였다. 동일한 다중 누수 시나리오를 각 누수탐지 기법에 적용함으로써 누수지점 산정 결과에 대한 정확도를 비교, 분석하였다. 본 연구는 최근 국내에서 발생빈도가 높아지고 있는 지진재해 발생에 대비하여 상수관망시스템의 지진피해 복구 연구를 위해 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1088-1092
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• 2005

하도에서의 홍수추적시 유역내의 지류 혹은 지표 및 지하수등은 추적대상이 되는 하도구간내에서 측방유입량의 되어 유출수문곡선의 첨두유량, 첨두시간, 수문곡선의 형태등에 영향을 주므로 정확한 산정이 필요하며, 직접유출수문곡선에서 측방유입량은 지표유출에 의해 발생하므로 강우발생시 유역에서 하도까지 걸리는 도달시간의 산정이나 측방유입속도의 결정이 필요하다. 기존의 강우-유출 수문모형은 지표수흐름의 복잡한 메카니즘 및 수리특성을 규명하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 관측유입수문곡선 및 유출수문곡선을 이용하여 측방유입량을 산정하고, 하도구간으로 유입되는 기지의 측방유입량으로부터 수리학적 홍수추적을 위한 지배방정식인 Saint-Venant방정식의 수치해법중 하나인 양해법에 diffusing scheme을 적용하였다. 또한 하도 전구간에 동일한 측방유입속도로 유입될 경우와 하도중심을 기점으로 상류부와 하류부로 구분하여 두 구간의 측방유입속도가 다른 두가지 경우에 대해 측방유입속도를 역추정하였으며, 계산 유출 수문곡선과 관측 유출수문곡선을 비교$\cdot$분석함으로써 구성한 홍수추적모형에 대한 정확성과 타당성, 적용 가능성등을 검증하고자 하였다.

• 상하수도학회지
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• 제27권5호
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• pp.611-619
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• 2013

In this study, Back Tracing Calculation Method was developed to determine the leakage location and leakage amount. Previously developed determination method of monitoring location and newly developed Back Tracing Calculation Method were applied to the sample pipe network and real size pilot plant. After leakage was assumed in the pilot plant, leakage location and leakage amount could be traced by Back Tracing Calculation Method. From the results, it was found that Back Tracing Calculation Method can be applied for the leakage detection in water distribution system. Furthermore, this method can be applied for the pressure management or leakage detection as a pressure control method in water distribution system.

• 한국광학회지
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• 제18권3호
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• pp.179-184
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• 2007

본 논문은 가시광선 반사 스펙트럼으로부터 피부조직의 광학적, 구조적 특성을 역 추출하는 알고리즘에 대한 연구를 다룬다. 본 연구에서는 유전알고리즘을 사용한 기존의 역 추적 최적화 알고리즘에 파장 선택법과 심플렉스법을 추가하여 알고리즘의 최적화 능력을 개선하였다. 파장 선택법은 기존 알고리즘에 사용된 135개의 파장 중 10개의 유효 파장만을 사용한 결과 계산시간이 83% 감소하였다. 심플렉스법을 사용해 유전알고리즘으로 얻은 근사적인 탐색 점으로부터 재 탐색을 수행하였고, 이를 통해 얻은 탐색 점의 SSE(sum of square error)는 기존 유전알고리즘 만으로 얻은 탐색 점이 가지는 SSE의 0.64%였다. 본 연구의 모델링 결과를 통해 개선된 알고리즘이 기존 알고리즘에 비해 빠르고 정확한 해를 찾는다는 것을 확인할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권6호
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• pp.419-426
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• 2009

일반적으로 사실성 있는 유체를 시뮬레이션하기 위해 Navier-Stokes 방정식을 사용한다. Euler 구조에서 Navier-Stokes 방정식을 풀 때, 이 류항은 비선형이어서 계산이 복잡하기 때문에 근사화한 모델로 Semi-Lagrangian 방법을 사용한다. Semi-Lagrangian 방법에서는 먼저 이류하 는 위치를추적하고, 추적한 위치에서 값을 보간해서 사용한다. Stam이 제안한 방법으로 계산할 경우, 이 과정에서 수치적 소실이 많이 발생하 기 때문에 수치적 소실을 보정하려는 노력들이 있어 왔다. 그러나 대부분의 경우에 보간하는 과정에서의 소실을 줄이려는 노력이거나, 입자를 같이 사용하는 방법이었다. 따라서 본 논문에서는 Euler 구조에서 다른 추가나 변형을 가하지 않고 이류항의 연산에서 추적법을 개선함으로 수 치적 소실을 줄이는 방법을 제안한다. 우리의 방법에서는 현재 격자의 속도로 역추적하는 기존의 방법이 아니라, 현재의 격자로 오게 될 속도 를 가진 격자를 찾아서, 그 격자의 물리량들을 선형 보간하여 사용한다. 이는 직관적으로 생각할 때, 어느 지점의 물리량은 그 지점의 속도로 인해 다음 단계에 다른 지점에 있게 된다는 사실을 그대로 적용한 것이다. 본 논문에서 제안한 방법으로 기체를 시뮬레이션 했을 때 수치적 소 실이 줄었으며, 그로 인해 사실성을 높이면서도 실시간 처리가 가능했다.

• 물과 미래
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• 제27권3호
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• pp.145-158
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• 1994

소유역 강우-유출모형으로서 유출함수법을 대폭 개선한 선형저수지 강우-유출 체계를 수립하였다. 매개변수의 수는 6개이고 수문학적 손실은 일정량의 초기손실과 일정비의 후기손실로 계산하며 추적식은 해석적으로 유도하였다. 변수추정은 Hooke and Jeees 방법에 의한 자동추정법을 사용하였다. 이를 서면과 문막 수위표의 '84∼'89년 홍수에 적용하여 모형을 검증하였다. 매개변수중 초기손실은 선행강우의 영향을 받으나 이를 고려하지 않았으므로 이에 대한 연구가 필요하고 실시간 예측시 주요 매개변수를 선택하는 방법도 보완되어야 한다.

• 서비스연구
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• 제5권2호
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• pp.71-81
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• 2015

RSA 공개키 암호화 알고리즘에서는 소수, 키 생성, 소인수분해, 오일러 함수, 키 셋업, 합동식과 법, 지수 처리가 응용된다. 이와같은 알고리즘의 토대는 수학원리이다. 수학원리 중에서 첫 번째 개념은 소수를 구하여 응용하는 방법에서 출발한다. 두 개의 매우 큰 소수의 곱을 구하는 것은 용이 하지만 그 곱에서 원래의 두 개의 소수를 역 추적하는 것은 매우 어렵다는 원리를 이용한다. p와 q를 매우 큰 소수라 하면 이 두 개의 곱 $n=p{\times}q$를 구하는 것은 쉽지만 역으로, 합성수인 n에서 p와 q를 추적하는 방법은 거의 불가능하다. RSA 암호화 알고리즘에서는 수학적으로 역함수 계산이 어려운 일방향 함수를 구현하기 위해 자리수가 많은 양의 정수의 소인수 분해 문제를 사용하고 있다. 역 방향으로의 계산을 어렵게 하기 위해 mod의 개념을 소인수 분해 문제에 더해서 사용한다. 암호화에 대한 관심분야는 대개 알고리즘 구현과 사용에 집중되고 있지만 막상 암호 알고리즘을 처음 도입하는 경우에는 어떤 프로세스를 거쳐야 현장 업무에 적용되는지를 알 수 없다. 본 연구는 공개키 알고리즘 속성 진단을 기반으로 한 현장 업무 암호화 적용 프로세스 방안을 제시한다.