• 한국해양학회지:바다
• /
• 제27권4호
• /
• pp.194-210
• /
• 2022

동중국해 북부와 경계를 이루는 황해 남동부 해역에 대해 무기탄소의 월별 재고와 변동을 초래하는 플럭스들을 상자 모형으로 모의하였다. 월별 용존무기탄소의 자료는 네 차례 계절을 대표하는 관측 결과에 최근 발표된 논문의 자료를 발췌하여 구성하였다. 연간 용존무기탄소(C_T)의 재고가 정상상태에 있으며 표층에서 이류에 의한 변동이 무시할 정도로 작다고 가정하고 표층과 심층의 2-상자 모형을 사용했다. 모의 결과 월별 표층과 심층 사이의 재고는 혼합층 두께의 변동에 따른 혼합 플럭스가 -40~35 mol C m^-2 month^-1의 규모로 주도했다. 대기로부터 유입되는 CO₂ 플럭스는 약 2 mol C m^-2 yr^-1 이고, 혼합 플럭스의 1/100 미만으로 작았다. 생물 펌프 플럭스는 4~5 mol C m^-2 yr^-1 범위로 추정되었는데 이는 현장 실측 자료에 비해서 절반가량 수준이다. 물기둥의 C_T 재고는 동계 혼합이 끝나는 4월에 최대를 보이며 성층기에 조금씩 줄어든다. 따라서 C_T 총량은 성층기에 혼합기보다 높게 나타나는데 정상상태가 유지되려면 최대와 최소의 차분인 18 mol C m^-2 yr^-1 (= 216 g C m^-2 yr^-1)이 동중국해로 송출되어야 한다. 이를 황해 남부 경계 전체에 대해 외삽하면 4 × 10⁹ g C yr^-1 규모이다. 이 플럭스는 개념상 대륙붕 펌프에 해당한다. 실제로 태평양 외양역에 도달하려면 동중국해를 거쳐야 하므로 실제로 대륙붕 펌프로 기여하는 플럭스의 크기는 이보다 현저하게 낮을 것으로 전망된다. 자료 부족과 계산에 필수적인 가정에 수반되는 오류 때문에 추정값은 상당한 크기의 오차를 포함하지만 모의를 통해 C_T의 변동을 초래하는 플럭스 사이의 상대적인 기여도와 범위를 제약할 수 있었고 향후 연구에서 주목해야 할 사항을 도출할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제39권5_3호
• /
• pp.933-948
• /
• 2023

대기 중 에어로졸은 인체에 악영향을 끼칠 뿐 아니라 기후 시스템에도 직간접적인 영향을 미치므로 에어로졸의 특성과 시공간적인 분포에 대한 이해는 매우 중요하다. 이를 위해 위성기반 관측을 통해 에어로졸 광학 두께(Aerosol Optical Depth, AOD)를 산출하여 에어로졸을 모니터링하는 다양한 연구가 수행되어 왔다. 하지만 이는 주로 조견표를 활용한 역 산출 알고리즘에 기반하여 이루어지기 때문에 많은 계산량을 요구하며 불확실성이 존재한다. 따라서, 본 연구에서는 Geostationary Ocean Color Imager-II (GOCI-II)의 대기상한반사도와 30일 동안의 대기상한반사도 중 최솟값과 관측 시점 값의 차이 값, 수치 모델 기반 기상학적 변수 등을 활용하여 기계학습 기반 고해상도 AOD 직접 산출 알고리즘을 개발하였다. Light Gradient Boosting Machine (LGBM) 기법이 사용되었으며, 추정된 결과는 지상 관측 자료인 Aerosol Robotic Network (AERONET) AOD를 활용하여 랜덤, 시간 및 공간별 N-fold 교차검증을 통해 검증되었다. 세 가지 교차검증 결과 R²=0.70-0.80, RMSE=0.08-0.09, 기대오차(Expected Error, EE) 안에 있는 비율은 75.2-85.1% 수준으로 안정적인 성능을 보였다. Shapley Additive exPlanations (SHAP) 분석에서는 반사도 관련 변수들이 기여도의 상위권 대부분을 차지하고 있는 것을 통해 반사도 자료가 AOD 추정에 많은 기여를 하는 것을 확인하였다. 서울과 울산 지역에 대한 시간 별 AOD의 공간 분포를 분석한 결과, 개발된 LGBM 모델은 시간의 흐름에 따라 AERONET AOD 값과 유사한 수준으로 AOD를 추정하고 있었다. 이를 통해 높은 시공간 해상도(i.e., 시간별, 250 m)에서의 AOD 산출이 가능함을 확인하였다. 또한, 산출 커버리지 비교에서 LGBM 모델의 평균 산출 빈도가 GOCI-II L2 AOD 산출물 대비 8.8%가량 증가한 것을 통해 기존 물리모델기반 AOD 산출 과정에서 발생하던 밝은 지표면에 대한 과도한 마스킹의 문제점을 개선시킨 것을 확인하였다.

• 응용통계연구
• /
• 제26권5호
• /
• pp.847-856
• /
• 2013

본 연구에서는 Liu 등의 학습 알고리즘과 Wu와 Zhang의 초기 가중값의 범위 설정, 그리고 Gunaseeli와 Karthikeyan의 초기 가중값에 관한 연구 결과를 이용하여 일반화 네트워크를 구할 수 있는 개선된 학습을 제안하고, 최적화된 신경망 학습률들을 이용하여 개선된 학습 과정의 학습효율등을 비교해 본다. 제시된 알고리즘을 이용한 학습에서 학습 초기에는 가장 단순한 학습 패턴과 은닉층으로부터 학습을 시작한다. 신경망 학습과정 중에 지역 최소값에 수렴되는 경우에는 가중값 범위 조정을 통하여 지역 최소값 문제를 해결하고, 지역 최소값으로부터 탈출이 용이하지 않으면 은닉노드를 점차적으로 하나씩 추가하면서 학습한다. 각 단계에서 새롭게 추가된 노드에 대한 초기 가중값의 선택은 이차계획법을 이용한 최적 처리절차를 이용한다. 최적 처리절차는 은닉층의 노드가 추가된 후의 새로운 네트워크에서 학습회수를 단순히 증가시키지 않아도 주어진 학습 허용오차를 만족시킬 수 있다. 본 연구에서 적용한 개선된 알고리즘을 이용하면서 초기 가중값들에 관한 기존 연구들을 적용하면 신경망 학습시의 수렴 정도를 높여주고 최소한의 단순 구조를 갖는 일반화 네트워크로 추정할 수 있게 된다. 이러한 학습률들을 변화시키는 모의실험을 통하여 기존의 연구 결과와의 학습 효율을 비교하고 향후 연구 방향을 제시하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권5호
• /
• pp.47-54
• /
• 2014

전단파 속도는 내진설계시 중요한 설계인자이나 지반조사의 목적으로는 흔히 경제적, 시간적 제약 등으로 시험을 통한 측정이 널리 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 인공신경망 기법을 이용하여 가장 일반적인 현장 지반조사시험인 표준관입시험 결과를 바탕으로 사질토 지반에서의 전단파 속도를 예측하는 연구를 수행하였다. 650개 데이터 세트를 이용해 표준관입시험 저항치 $N_{60}$, 함수비, 세립분함량, 비중을 입력변수로 하여 전단파속도를 추정하는 인공신경망 모델을 구축하고 입력변수별 전단파속도에 미치는 영향을 민감도 해석을 통해 조사하였다. 그리고, 기존의 국내 외 7개의 표준관입시험을 이용한 전단파속도 예측 경험식들과 인공신경망에 의한 결과를 비교하였다. 민감도 분석결과 표준관입시험 저항치의 영향이 월등히 큰 것으로 나타났으며, 모델효율계수와 평균제곱근오차를 사용하여 기존의 경험식들과 인공신경망 모델의 예측 능력을 비교한 결과 인공신경망 모델의 예측 결과가 가장 좋은 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권2호
• /
• pp.144-156
• /
• 2012

본 논문에서는 TBM의 굴진성능 평가를 위한 실내시험 중 하나인 압입시험의 시험과 결과 분석방법에 대하여 연구하였다. 압입시험은 암석의 굴진저항 및 취성도를 나타내는 여러 지수들을 산정하고 이를 통해 TBM의 굴진율 및 추력을 직접적으로 추정할 수 있는 유용한 실험으로 알려져 있으나 국내에서는 아직 관련된 연구가 수행된 바 없으며 규격화된 시험방법이나 결과해석방법 역시 제시되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 압입시험의 시험 장비를 재구성하여 제작하였고 다양한 조건에 대하여 시험을 수행하여 합리적인 시험방법과 시편의 크기에 대하여 고찰하였다. 또한 국내의 6개 암종에 대하여 압입시험을 수행하고 하중지수의 산정방법에 대하여 연구하였으며 하중지수로써 PLI와 MLI를 제안하였다. 본 연구에서 제안된 지수인 PLI와 MLI는 동일한 암종을 대상으로 수행된 선형절삭시험결과와 밀접한 상관관계를 보였으며 하중지수를 통해 개략적으로 예측된 단일 디스크커터의 수직하중은 실험값과 10% 오차를 보였다. 압입시험은 TBM의 성능예측을 위한 유용한 실험법임을 확인할 수 있었으며 본 연구는 이를 위한 기초연구로서 그 활용도가 높을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.307-314
• /
• 2011

본 연구는 무인 항공사진 촬영을 이용하여 해안에 산재한 해안표착물을 탐지하는 새로운 방법을 제시하였다. 이동성과 신속성, 경제성이 우수한 소형 무선 조정 헬리콥터의 기체와 헬리콥터의 진동에 관계없이 연직 상태를 유지할 수 있는 짐벌 장치에 디지털카메라를 장착하여 항공사진 촬영을 시행하였다. 또한, 촬영된 영상으로부터 해안표착물을 탐지하기 위해 Matlab program을 이용한 디지털 영상처리 알고리즘을 고안하였다. 특히 고안된 알고리즘은 배경 차감 기법(Background subtraction method)을 적용하여 연구 대상 해안의 각기 다른 모래 상태로 인해 발생하는 물체 추출 오차를 감소시킴으로써 다양한 형태의 해안표착물을 안정적으로 탐지하는 결과를 보여주었다. 향후, 이 연구 방법을 적용한 해안표착물 모니터링이 이루어질 경우 모니터링 대상 구역 설정의 대표성 문제 해결 및 발생량 추정에 크게 기여할 수 있으며, 해양환경 감시 분야에 활용가능성이 클 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권4호
• /
• pp.171-181
• /
• 2013

최근 금속을 포함하여 다양한 재질의 지뢰를 탐지할 수 있는 지면 투과 레이더 (Ground Penetrating Radar, GPR)가 지뢰 탐지 분야에서 주목 받고 있으며 지면 투과 레이더를 이용한 지뢰 탐지 기술이 활발하게 연구되고 있다. 본 논문에서는 1차원 지면 투과 레이더 배열을 이용하여 지뢰가 존재할 가능성이 높은 후보 지점을 검출하는 방법을 제안하였다. 제안 기법은 먼저 지면 투과 레이더에 수신되는 신호 세기의 비선형적 감쇠 특성을 반영하여, 지연 시간에 따른 지면 투과 레이더 응답 신호의 세기를 효과적으로 나타낼 수 있는 회귀 모델을 추정하였다. 이를 토대로 지면 투과 레이더 응답 신호를 분석해보면, 토양 신호들은 주로 회귀 모델의 근처에 밀집되어 있고, 지뢰일 가능성이 있는 후보 신호들은 회귀 모델로부터 멀리 떨어져서 분포하는 특성을 보인다. 이러한 사실을 기반으로, 지면 투과 레이더의 측정값과 회귀 모델의 예측 값에 대한 예측 오차를 계산하여 토양 신호로부터 지뢰일 가능성이 있는 후보 신호들을 분리하였다. 후보 신호에는 잡음과 표적 신호가 섞여 있으므로 표적 신호가 갖는 고유한 기하학적 특성을 이용하여 최종적으로 표적 신호를 검출하였다. 성능 검증을 위해 실내 환경에서 획득한 지면 투과 레이더 데이터를 이용하여 실험을 수행한 결과, 제안하는 전처리 기법의 지뢰 탐지율 대비 오경보율이 낮은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제39B권11호
• /
• pp.779-789
• /
• 2014

주파수 공유대역에서 가용 주파수 자원을 인지하여 효과적으로 공유하고 활용하기 위해서 데이터베이스 접속을 통한 무선환경 인지 기술과 광대역 스펙트럼 센싱을 통한 무선환경 인지 기술 개발이 필요하다. 본 논문에서는 IETF (Internet Engineering Task Force) PAWS (Protocol to Access White Space database) 표준 프로토콜 기반으로 개발한 TVWS (TV White Space) 데이터베이스 접속 프로토콜 구현 기술을 제시하고, TVWS에 적합한 MWC (Modulated Wideband Converter) 구조를 이용한 광대역 압축 스펙트럼 센싱 기술을 제안한다. 제안된 TVWS 데이터베이스 접속 프로토콜 구현 기술은 TVBD (TV Band Device)와 TVWS 데이터베이스에 탑재되어 실환경 테스트를 통해 안정적으로 동작함을 보인다. 본 연구에서 제안된 광대역 압축 스펙트럼 센싱 방식은 잡음 분산 추정 오차에 무관하게 일정 수준의 오경보 확률을 유지할 뿐만 아니라 95% 이상의 높은 검출 성능을 보인다. 또한, 본 논문에서는 미국 FCC와 유럽 ETSI에서 최근 마련한 TVWS 데이터베이스 정책을 분석하고, IETF에서 현재 마련 중인 화이트 스페이스 데이터베이스 접속 프로토콜에 관해 기술한다.

• 분석과학
• /
• 제14권2호
• /
• pp.131-139
• /
• 2001

인체모발중의 각종 미량원소의 함량에는 개인차가 있으며, 개인의 성장환경, 음식물의 섭취, 혈통, 성별, 나이, 직업 등에 의해 함량의 차이를 보이고 있으므로 생활환경으로부터의 외부오염과 음식섭취 및 대사작용을 통한 모발조직내 축적의 정도를 비교하기 위해 인체 모발시료를 채취하여 IAEA의 추천 방법을 이용하여 세척 전후로 나눠 중성자방사화분석법을 이용하여 비파괴 분석하였다. 분석정도관리는 인증표준시료를 이용하였고 Cu, Cr, Na, Co, Mg, As, Se, Zn 등의 상대오차는 ${\pm}5%$ 이내, Mn, Ca, Fe, Sr 등의 원소들은 ${\pm}10%$ 이내였으며, 상대표준편차는 대부분 ${\pm}10%$ 이내였다. 일반인 그룹의 모발을 전두부, 후두부, 좌우두부, 정두부 등 5개 부위에서 채취, 분석하여 개인편차와 부위편차를 추정하였다. 측정원소의 개인편차가 부위편차보다 컸으며, 최대 7배 까지인 것으로 나타났다. 정해진 분석조건에서 사무원과 공장근로자 그룹을 대상으로 두 그룹간의 함량 편차, 생활환경과 모발내 우소의 함량수준간의 연관성을 비교하여 인체 보건환경 평가를 위한 기초 자료로 이용할 수 있음을 확인하였다.

• 재활복지공학회논문지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.321-328
• /
• 2016

본 논문에서는 신체의 노화로 인해 보행활동이 제한되는 고령자가 사용하는 전동형 보행보조시스템의 조작 편리성 향상을 위해 기존의 조작 기법인 보행의지 기법과 융합이 가능한 보행상태 기법을 제안한다. 이것은 사용자가 핸들바를 파지하고 있는지 여부를 파악하고 그에 따라 사용자의 보행의지를 판별하는 단순 트리거 신호로 사용한다. 또한 보행의지 파악을 위한 사용자의 보행상태 확인은 레이저 거리 측정 장치를 사용하여 검출된 사용자의 선속도와 회전각속도를 보행보조시스템 중심의 선속도와 회전각속도로 사용한다. 이를 위해 사용자의 양측 다리 중심점을 추정하여 가상의 인체중심점 검출 기법을 제안한다. 실험은 보행자의 선속도 및 회전각속도와 보행 보조시스템 중심의 선속도 및 회전각속도를 비교 분석하는 실험을 진행하였다. 실험 결과, 사용자와 보행보조시스템 중심 간에 선속도와 회전각속도의 오차율은 각각 1%와 2.77%로 나타냈으며, 이는 사용자의 선속도와 회전각 속도를 보행보조시스템의 양측구동기, 속도산출기에 적용이 가능한 것으로 확인했다. 이를 통해 본 논문에서 제안하는 보행의지 기법과 보행상태 기법을 융합한다면 사용자가 보행보조시스템에 끌려가는 현상과 조작 미숙으로 인한 오작동 등이 예방 가능할 것으로 확인되었다.