• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.4
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• pp.357-370
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• 2014

This study aims to develop a rainfall field tracking method for depth-area-duration (DAD) analysis and assess whether the proposed tracking methods are able to properly estimate the maximum average areal rainfall (MAAR) within the study area during a rainfall period. We proposed three different rainfall field tracking algorithms (Box-tracking, Point-tracking, Advanced point-tracking) and then applied them to the virtual rainfall field with 1hr duration and also compared DAD curves of each method. In addition, we applied the three tracking methods and a traditional GIS-based tool to the typhoon 'Nari' rainfall event of the Yongdam-Dam watershed and then assess applicability of the proposed methods for DAD analysis. The results showed that Box-tracking was much faster than the other two tracking methods in terms of searching for the MAAR but it was impossible to describe rainfall spatial pattern during its tracking processes. On the other hand, both Point-tracking and Advanced point-tracking provided the MAAR by considering the spatial distribution of rainfall fields. In particular, Advanced point-tracking estimated the MAAR more accurately than Point-tracking in the virtual rainfall field, which has two rainfall centers with similar depths. The proposed automatic rainfall field tracking methods can be used as effective tools to analyze DAD relationship and also calculate areal reduction factor.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.387-387
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• 2022

기존 홍수기시 댐 운영은 예측 강우와 실시간 관측 강우를 이용하여 댐 운영 모형을 수행하며, 예측 결과에 따라 의사결정 및 댐 운영을 실시하게 된다. 하지만 이 과정에서 반복적인 분석이 필요하며, 댐 운영 모형 수행자의 경험에 따라 예측 결과가 달라져서 반복작업에 대한 자동화, 모형 수행자에 따라 달라지지 않는 예측 결과의 일반화가 필요한 상황이다. 이에 댐 운영 모형에 AI 기법을 적용하여, 다양한 강우 상황에 따른 자동 예측 및 모형 결과의 일반화를 구현하고자 하였다. 이를 위해 수자원 분야에 적용된 국내외 129개 연구논문에서 사용된 딥러닝 기법의 활용성을 분석하였으며, 다양한 수자원 분야 AI 적용 사례 중에서 댐 운영 예측 모형에 적용한 사례는 없었지만 유사한 분야로는 장기 저수지 운영 예측과 댐 상·하류 수위, 유량 예측이 있었다. 수자원의 시계열 자료 활용을 위해서는 Long-Short Term Memory(LSTM) 기법의 적용 활용성이 높은 것으로 분석되었다. 댐 운영 모형에서 AI 적용은 2개 분야에서 진행하였다. 기존 강우관측소의 관측 강우를 활용하여 강우의 패턴분석을 수행하는 과정과, 강우에서 댐 유입량 산정시 매개변수 최적화 분야에 적용하였다. 강우 패턴분석에서는 유사한 표본끼리 묶음을 생성하는 K-means 클러스터링 알고리즘과 시계열 데이터의 유사도 분석 방법인 Dynamic Time Warping을 결합하여 적용하였다. 강우 패턴분석을 통해서 지점별로 월별, 태풍 및 장마기간에 가장 많이 관측되었던 강우 패턴을 제시하며, 이를 모형에서 직접적으로 활용할 수 있도록 구성하였다. 강우에서 댐 유입량을 산정시 활용되는 매개변수 최적화를 위해서는 3층의 Multi-Layer LSTM 기법과 경사하강법을 적용하였다. 매개변수 최적화에 적용되는 매개변수는 중권역별 8개이며, 매개변수 최적화 과정을 통해 산정되는 결과물은 실측값과 오차가 제일 적은 유량(유입량)이 된다. 댐 운영 모형에 AI 기법을 적용한 결과 기존 반복작업에 대한 자동화는 이뤘으며, 댐 운영에 따른 상·하류 제약사항 표출 기능을 추가하여 의사결정에 소요되는 시간도 많이 줄일 수 있었다. 하지만, 매개변수 최적화 부분에서 기존 댐운영 모형에 적용되어 있는 고전적인 매개변수 추정기법보다 추정시간이 오래 소요되며, 매개변수 추정결과의 일반화가 이뤄지지 않아 이 부분에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.164-164
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• 2011

최근들어 교량 건설 프로젝트는 그 규모가 방대해 졌을 뿐만아니라, 건설에 사용되는 장비 및 자재, 인력의 종류 또한 다양해 지고 있다. 이에 따라 종래 구조적 안전만을 추구하던 건설현장은 이러한 제반 요소들을 효율적으로 관리하여 경제성뿐만 아니라 시공의 효율성 까지 고려할 수밖에 없게 되었다. 따라서 건설 현장의 진도 및 자재, 인력관리는 현대 건설 산업의 주요 과제라 할 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 현장의 시공정보를 무선으로 송신할 수 있는 단말기 및 RFID를 이용하여 종래에 시행되던 작업을 자동화함으로써 작업의 편리성을 도모하고 이를 통하여 시간과 인력의 낭비를 줄일 수 있는 시공관리 시스템에 대한 모듈을 제안 하였다. 제안된 시스템은 3D모델을 기반으로 하여 진도 및 공비를 한눈에 알아볼 수 있는 방안을 제시한다. 사용자는 현재 진행되고 있는 공정을 3차원 모델에서 확인할 수 있으며, 현재까지 사용된 비용 및 공정률을 손쉽게 확인할 수 있다. 3D모델은 공사 시작 전 공정에 맞추어 분절된 형태로 제작되어 현장에서 송신한 위치정보가 통합관리 시스템에서 수신되면 해당 새그가 화면에 나타나게 된다. 3D모델은 공정시각화의 역할을 할 뿐만 아니라 각 새그에는 사용된 자재의 종류나 수량등이 DB화 되어 있어, 실시간으로 공사에 사용된 물량을 산출 할수 있도록 한다. 시공정보의 수신은 각 자재에 부착한 RFID태그를 직접 읽어서 송신하거나, 작업자가 시공상황을 단말기를 통하여 직점 송신함으로써 이루어지게 된다. 수집된 시공정보는 3D모델과 연계됨과 동시에 통합관리 시스템에 내장된 DB와 연결되어 사용 자재 및 물량에 대한 비용산출에 중요한 역할을 하게 된다. 현재 우리나라의 교량 시공 현장에서는 기성청구시 내역서를 기준으로 비용을 산정하게 되는데, 시공관리 통합 프로그램에서는 각 공정이 DB화된 내역서와 연계되어 3D모델에서 얻어진 물량으로 공비를 산출하는 과정이 자동으로 이루어지게 된다. 이러한 과정은 단일 현장뿐만 아니라, 공구 내의 여러 교량 현장에 대하여도 적용이 가능하므로, 방대한 현장의 공사관리에 소요되던 시간과 노력을 절감 할 수 있다. 본 연구를 통하여 현장에서 이루어지는 공사관리 작업에 대해 IT기술을 접목하여 자동화 할 수 있는 방법에 대한 알고리즘을 제시하였다. 이는 모바일 오피스 및 단말기를 이용하여 현 공정까지 사용된 물량, 인력, 장비 정보를 관리하는 한편, 현재까지 진행된 공사 내용을 3D모델을 통하여 한눈에 알아볼수 있는 교량 건설현장 통합관리 시스템의 모듈을 제공한다. 이에따라 공무 작업에 소모되는 인력 및 시간을 크게 절약 할 수 있을 것이라 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.505-505
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• 2017

최근 하천의 유량측정에 있어서 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)의 빈도와 활용범위가 점차적으로 증가하고 있다. 국토교통부의 유량측정을 전담하고 있는 유량조사사업단에서는 최근 저평수기 유량측정은 물론, 중고수위 유량측정에서도 기존 유량측정방법의 단점을 보완하기 위해 ADCP 이동보트법을 적극적으로 활용하고 있다. 현재 ADCP 이동보트법으로 측정된 유량은 제조업체에서 제공되는 소프트웨어로 산정되며 크게 두 가지 문제를 초래하고 있다. 첫째, 제조업체에서 제공한 소프트웨어는 자동으로 품질평가를 할 수 있는 기능이 제한적이고, 사용자가 측정자료를 검토하기 위해 제공되는 표와 그래프 등의 정보가 제조업체마다 일관적이지 않다. 따라서, 측정자료의 품질평가는 측정한 ADCP에 종속되고 제조업체에서 제공된 소프트웨어 기능에 한정되어 효율적인 평가는 저해되고, 일관적이지 못한 결과를 초래하여 측정자의 책임이 증가되고 있다. 둘째, 제조업체에서 제공되는 소프트웨어가 자료의 처리 및 유량 계산에 대한 상이한 알고리즘을 사용하여 제조업체가 다른 ADCP로 동시에 측정된 유량이 서로 다른 결과로 나타나 혼란을 주고 있다. 이러한 이유로 USGS(U.S.Geological Survey)에서는 ADCP를 이용한 이동보트법 측정유량 처리에 대한 소프트웨어인 QRev를 개발하였으며, 일관적이고 효율적인 자료 처리와 계산이 이루어지도록 하고 있다. 본 연구에서는 유량조사사업단에서 수행한 ADCP 이동보트법 측정유량 자료에 대하여 QRev를 이용한 자료의 처리 결과에 대하여 분석하였다. 특히, ADCP로 측정이 불가능한 수면 및 하상 영역에 대한 외삽방법들의 적용 결과 및 제조업체의 기본 설정 값들에 대한 결과를 비교함으로서 QRev에 대한 향후 국내 활용 방향을 제시하고자 한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.28 no.2
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• pp.145-152
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• 2015

In the study, the effects of damping devices on damping ratio increase and wind-load reduction were investigated based on the computational platform, which is one of the parametric modeling methods. The computational platform helps the designers or engineers to evaluate the efficacy of the numerous alternative structural systems for irregular Super-Tall building, which is crucial in determining the capacity and the number of the supplemental damping devices for adding the required damping ratios to the building. The inherent damping ratio was estimated based on the related domestic and foreign researches conducted by using real wind-load records. Two types of damping devices were considered: One is inter-story installation type passive control devices and the other is mass type active control devices. The supplemental damping ratio due to the damping devices was calculated by means of equivalent static analysis using an equation suggested by FEMA. The optimal design of the damping devices was conducted by using the computational platform. The structural element quantity reduction effect resulting from the installation of the damping devices could be simply assessed by proposing a wind-load reduction factor, and the effectiveness of the proposed method was verified by a numerical example of a 455m high-rise building. The comparison between roof displacement and the story shear forces by the nonlinear time history analysis and the proposed method indicated that the proposed method could simply but approximately estimate the effects of the supplemental damping devices on the roof displacement and the member force reduction.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.19 no.4
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• pp.41-50
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• 2020

Since cracks in concrete structures expedite corrosion of reinforced concrete over a long period of time, regular on-site inspections are essential to ensure structural usability and prevent degradation. Most of the safety inspections of facilities rely on visual inspection with naked eye, so cost and time consuming are severe, and the reliability of results differs depending on the inspector. In this study, a portable measuring device that can be used for safety diagnosis and maintenance was developed as a device that measures the width and length of concrete cracks through image analysis of cracks photographed with a camera. This device captures the cracks found within a close distance (3 m), and accurately calculates the unit pixel size by laser distance measurement, and automatically calculates the crack length and width with the image processing algorithm developed in this study. In measurement results using the crack image applied to the experiment, the measurement of the length of a 0.3 mm crack within a distance of 3 m was possible with a range of about 10% error. The crack width showed a tendency to be overestimated by detecting surrounding pixels due to vibration and blurring effect during the binarization process, but it could be effectively corrected by applying the crack width reduction function.