• 한국수자원학회논문집
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• 제51권8호
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• pp.703-711
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• 2018

상수도관의 파열은 과도한 압력, 노후화, 온도변화 나 지진 등에 의한 지반이동에 의해 발생한다. 상수도관 파열이 대규모 단수, 싱크홀 등과 같은 더 심각한 피해 이어지지 않도록 신속하게 탐지 및 대응하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 상수도관 파열 탐지를 위해 개선 Western Electric Company (WECO) 방법을 개발하였다. 개선 WECO 방법은 통계적공정관리기법 중 하나인 기존 WECO 방법에 임계치 조정자(w)를 추가하여 대상 네트워크에 적합한 이상탐지 의사결정을 할 수 있도록 했다. 개발된 개선 WECO 방법을 미국 텍사스 오스틴 관망에 적용 및 검증하였다. 상수도관 파열 발생 시 측정한 비정상데이터와 수요량 변동만 고려한 정상데이터를 이용하여 기존 및 개선 WECO 방법을 비교하였다. 최적 임계치 조정자 w값을 결정하기 위해 민감도 분석을 수행하였으며, 다양한 계측시간 간격 데이터(dt = 5, 10, 15분 등)의 영향도 분석하였다. 각 경우 별 탐지성능은 탐지확률, 오경보확률, 평균탐지시간을 계산하여 비교하였다. 본 연구에서는 도출된 결과를 바탕으로 WECO 방법을 실제 상수도관 파열 탐지에 적용하기 위한 가이드라인을 제공한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.72-80
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• 2010

본 연구에서는 모든 발생 가능한 철도 사고시나리오를 기반으로 비상대응절차를 정의하여 철도사고 별 비상대응 절차를 구축하였으며 이를 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템과 연동하여 u-철도 방재시스템을 제안하였다. u-철도 방재 시스템은 u-예방 시스템, u-대비시스템, u-대응 시스템, u-복구 시스템 4개의 단위 시스템들로 구성되어 있으며 각각의 데이터베이스별로 분리되어 있다. 수집된 정보는 각 시스템별로 분석되고 각종 매체를 통해 정보를 제공하며, 연계된 타 시스템과 유기적으로 정보를 교환하는 구조로 설계되었다. 특히 u-철도 방재 시스템은 오감인지기능을 바탕으로 한 센서 네트워크와 모니터링 시스템을 통하여 비상사고 발생 시 적절한 초기 대응이 가능하도록 설계되었다. 또한 2차원, 3차원 공간 정보 인터페이스에 유비쿼너스 센서 네트워크와 예상 시나리오를 함께 연동시키므로 서 종합적 의사 결정이 가능하도록 구축하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.422-422
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• 2018

우리나라의 간척사업은 고려시대 중엽부터 서남해안에 다수 산재되어 있는 천혜적인 간척 적지를 대상으로 지속적으로 추진되어 국토확장 및 식량 자급달성에 기여하여 왔다. 그러나, 최근 들어 쌀 수급 등 농업정책의 변화, 비용에 대한 경제성 평가의 변화, 개발과 보전에 관한 이해당사자간의 대립 등으로 신규 간척사업의 추진이 어려워지고 기존 간척지의 토지이용 목적 변화와 이치수 기능개선을 목적으로 배수갑문을 확장하는 등의 사업이 추진되고 있다. 본 연구에서는 방조제 상류지역 및 지천에서 이상홍수 유입에 따른 방조제 안정성 검토를 실시하였다. 호내로 유입되는 빈도별 홍수량에 따른 각 지점별 수위변화를 이용하여 방조제 비상대처계획에 대한 재난관리 지표로 활용할 수 있는지를 확인한다. 이를 위해 선정된 방조제를 중심으로 빈도별 홍수량을 산정하여 수문학적 안정성을 검토하고, 빈도별 홍수량에 따른 호내의 홍수위 변화를 통하여 비상대처계획 시나리오를 구성하고자 한다. 새만금 유역의 수치모델링에 필요한 범위를 설정하고, 모델 구성 및 자료를 입력한 후 검 보정을 통하여 모델의 신뢰성을 검증한 후 모델운영 조건을 설정하였다. 새만금 종합개발계획(MP)이 완료되었을 경우를 가정하여 통합운영을 실시하였다. 호내 관리수위에 따른 100, 200, 500, PMF 홍수량 유입시에 호내 홍수위 모의를 수행하였다. 또한, 비상단계 중 초기단계인 '관심단계'를 "이상홍수 발생부터 관리수위 EL-1.5m까지"로 설정한다면 방조제 초기 재난대응이 유리해 질 것으로 판단된다. 또한, '주의단계'는 "관리수위 EL-1.5m부터 호내 관리홍수위 EL+1.5m까지"로 '경계단계'를 "호내 관리홍수위 EL+1.5m부터 제당 내측사석보호공 홍수위까지", '심각단계'를 "제당 내측사석보호공(만경유역 EL+4.5m, 동진유역 EL+2.5m) 이상의 홍수위"로 설정한다면 방조제 관리자에게 세부화된 정보 및 지표를 제공해 줄 것이라 판단된다. 방조제 비상상황 단계별 분류에서 이상홍수위 발생후의 시간을 수치모의를 통해 구분하였으며 정성적인 위기상황 판단이 아닌 구체적인 수치로 된 지표들을 방조제 위기상황 재난지표로 활용한다면 상황 관리자의 위기상황 판단과 대처를 위한 의사결정에 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
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• pp.253-258
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• 2008

우리나라에서 원자력 시설의 안전 확보를 위한 현장 규제는 원전 부지내에 설치되어 운용되고 있는 주재관실과 방사능 재난 발생에 대응하기 위한 현장방사능방재지휘센터 등으로 분산되어 있다. 원유 고유가, 에너지 안보, 및 기후 변화 협약 등에 대한 대응책으로, 신규 원자력 시설의 건설이 진행 중에 있으며, 이에 따라 원자력 규제 대상이 증가하고 있다. 지역주민이 신뢰하는 원자력 시설의 안전 규제의 필요성에 따라 현장 규제의 업무량도 증가하고 현장 규제 요건도 강화되고 있는 추세이다. 분산되어 있는 원자력 안전규제 시스템을 통합적인 체계로 전환하기 위한 방안들 가운데, 이 연구에서는 규제의 효율성/효과성을 향상시키기 위해 원자력 안전 지역사무소의 설치가 고려되었다. 이 연구의 주요 목적은 시스템 다이내믹스 기법을 활용한 지역사무소 설치의 타당성 모델을 제시하는 것이다. 이 SD 모델을 통해 지역사무소 설치가 규제 효과성을 포함한 다른 변수들에 미치는 영향을 전체론적 (holistic) 관점에서 평가할 수 있다. 이 SD 모델에서 이해관계자 (예: 중앙행정기관, 규제기관, 지방자지단체, NGO, 국민 등) 각각의 우선적인 목표는 갈등적 다중목표가 된다. 이러한 다중목표는 원자력 안전 규제의 의사결정 단계에서 거버넌스(governance) 체제 (예: 규제 기관, 사업자, 지역주민 등이 참여하는 체제)의 구축, 원자력 관련 민원 해결을 통해 성취될 수 있다. 시스템 다이내믹스 접근법의 주요 변수 정의 단계에서는 다양한 관점의 상호영향을 고려하면서 지역사무소 설치에 필요한 기본 개념이 도출되었다. 시스템 다이내믹스 접근법의 모델링 단계에서는 이들 기본 개념에서부터 지역사무소 설치 타당성 정책의 인과 지도(causal map)가 작성되었다. 이러한 인과 지도들로부터 지역사무소의 설치 타당성으로 이끄는 다양한 자기-강화 (self-reinforcing) 루프들이 발견되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.77-85
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• 2024

본 논문에서는 열화상 카메라, 스피드돔 카메라, PTZ 카메라, 레이더, 라이다 센서와 스마트폰을 통합한 순찰 로봇을 설계하고 구현하였다. 이 로봇은 복잡한 환경에서도 효율적으로 감시하고 대응할 수 있는 능력을 갖추고 있으며, 특히 야간이나 가시성이 낮은 조건에서도 높은 성능을 발휘할 수 있도록 설계되었다. 로봇의 이동성을 위해 궤도 이동체계를 선택하였고, 실시간 데이터 처리와 의사결정을 위해 스마트폰 기반의 제어 시스템을 개발하였다. 다양한 센서의 조합은 로봇이 환경을 포괄적으로 인식하고 위험 요소를 신속하게 감지할 수 있게 해준다. 열화상 카메라는 야간 감시에, 스피드돔과 PTZ 카메라는 광범위한 영역 모니터링에, 레이더와 라이다는 장애물 탐지와 회피에 활용된다. 스마트폰 기반 제어 시스템은 사용자 친화적인 인터페이스를 제공한다. 제안된 로봇 시스템은 보안, 감시, 재난 대응 등 다양한 분야에서 활용 가능하다. 향후 연구에서는 로봇의 자율 순찰 알고리즘 개선, 다중 로봇 협업 시스템 개발, 실제 환경에서의 장기 테스트 등이 수행되어야 할 것이다. 본 연구는 지능형 감시 로봇 분야의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.751-764
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• 2023

강원특별자치도는 태백산맥을 중심으로 지방에 따라 기후 특성이 매우 다르며, 국지성 호우가 빈번하게 발생하는 지역이다. 호우재해는 발생 시간이 짧고, 시공간적 변동성이 매우 커 많은 인명 및 재산피해를 유발한다. 최근 10년(2012~2021)간 강원지역 호우피해 발생 횟수는 28건이고, 평균 발생 피해액은 456억 원가량으로 집계되었다. 호우재해를 저감하기 위해선 지역단위의 재난관리 방안을 수립해야 한다. 특히나 현재 운영 중인 호우특보 기준은 획일화되어 지역 특성을 고려하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구는 강원특별자치도에 위치한 특보구역을 대상으로 침수유발 강우량을 고려한 호우특보 기준을 제안하고자 한다. 특보구역별 침수유발 강우량 대푯값 분석 결과 평균값이 호우특보 발령 기준과 유사했고, 이를 본 연구의 호우특보 기준으로 선정하였다. 호우특보 기준 검토를 위한 강우사상으로 2019년 태풍 미탁, 2020년 태풍 마이삭과 하이선, 2023년 태풍 카눈 강우사상을 적용했고, Hit Rate 정확도 검증 결과 강릉평지 72%, 원주 98%로 본 연구는 실제 특보를 잘 반영함을 확인했다. 본 연구의 호우특보 기준은 위기경보 단계(관심, 주의, 경계, 심각)와 위계가 동일하여 선제적 호우재해 대응이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 호우재해 대응의 획일적 의사결정 시스템을 보완하고, 이를 토대로 지역별 재해위험성을 고려한 호우특보 기준으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Spatial Information Research
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• 제22권3호
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• pp.71-77
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• 2014

화재, 폭발 등의 재난현장은 예측할 수 없는 수많은 위험 요소들이 존재하고 있으며 촌각을 다투는 인명 구조나 초기에 불길을 잡지 못하면 막대한 피해로 이어지는 특성을 가지고 있다. 특히, 출동 후 5분이내 현장에 도착하는 소방대원은 제한적인 정보와 즉각적인 현장 투입으로 인해 사고 현장의 상황을 충분히 인지하며 임무를 수행하는데 한계가 있어 효율적인 작전 수립 및 전개에 어려움이 발생하고 있으며 우발적인 상황 대처로 소방대원 스스로의 생명을 위태롭게도 한다. 이와 같은 한계 및 위험을 경감시키며 효율적인 진압 및 구조 활동을 전개하기 위해서는 우선적으로 사고 현장 및 환경에 대한 상황 정보를 효율적으로 인지하고 활용 할 수 있도록 하는 도구가 제공되어야 한다. 기존 국내외 연구는 주로 대형 화재와 같은 재난이 발생할 경우 인명 및 재산 피해가 예상되는 공간적 영역에 대한 화재취약성 관점에서의 연구가 주로 수행되었으며 소방 활동 관점에서의 공간적 취약성을 분석하고 이에 대한 대응 방안을 연구한 사례는 매우 드문 실정이다. 이에 본 연구에서는 화재 진압을 위한 소방 활동에 초점을 맞추어 출동에서부터 진압 구조까지의 소방 활동 전주기를 대상으로 소방 활동 저해 요인을 종합적으로 분석할 수 있는 소방취약지 모델을 개발하였다. 또한, 기존 연구의 화재 취약 공간과 본 논문에서 제시하고 있는 소방 취약 공간에 대한 개념을 명확히 하기 위해 소방취약지에 대한 개념을 정립하고 소방취약지 모델의 목적성 및 적용성을 구체화 하였다. 본 연구 결과는 전국 시도 소방본부 관할구역에 대한 소방취약지 유형 분석, 소방 활동 성능 개선을 위한 정책 수립 및 의사 결정 과정에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.864-881
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• 2021

연구목적: 본 연구는 빅데이터와 인공지능 기술을 기반으로 다양한 위험 특성과 개개인의 상황을 고려한 맞춤형 예방 솔루션을 제공하는 생활안전 예방서비스 연구개발의 일환으로, 일상 생활안전과 관련하여 개인의 현재 안전수준을 정량적 수치로 나타내는 생활안전지수를 산출하는 방안을 제시하여, 안전사고를 예방하고 대응하기 위한 맞춤형 종합지수 서비스를 제공하는 데 목적이 있다. 연구방법: 본 연구의 핵심이 되는 모델은 AHP(Analysis Hierarchy Process)와 리커트 척도(Likert Scale)를 혼용하는 방법으로, 전문가 그룹의 합의형성 모델을 기반으로 산출된다. 생활안전 예방서비스를 평가할 수 있는 평가항목을 위험지표, 취약지표, 예방지표 등으로 구분하고, 이를 AHP 의사결정 방법론에 따라 AHP 계층구조로 정의하여 각 레벨 항목의 쌍대비교를 통해 평가항목 간 상대적 가중치를 산출하는 방법을 제안한다. 또한 평가항목을 적용한 개별 예방서비스에 대한 평가는 향후 생활안전 예방서비스의 확대를 고려하여 AHP 쌍대비교를 대신하여 리커트 척도 기반으로 절대평가하고 그 결과를 상대비교하는 방법으로 개별서비스 간 가중치를 산출하는 방안도 함께 제시한다. 연구결과: 생활안전 예방서비스에 대한 서비스 가중치를 도출하고, 이를 생활안전 예방서비스의 인공지능 예측모델을 통해 산출된 개별위험지수에 반영하여 종합지수를 산출하였다. 결론: 구현한 모델의 적용을 위하여 생활안전 예방서비스 앱과 플랫폼으로 구성된 테스트 환경을 구축하고, 사용자 시나리오를 바탕으로 기능에 대한 효능을 평가하였다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 생활안전지수는 사용자에게 현재 자신의 안전수준을 종합하여 나타냄으로써 안전 위험에 진단과 대응 및 예방 골든타임을 지원하는 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1095-1105
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• 2021

기후변화에 따른 집중호우, 태풍 등의 발생빈도의 증가로 인하여 댐 운영의 고도화가 요구되고 있다. 일반적으로 댐 운영의 경우 강우예측, 강우-유출, 홍수추적 등 다양한 수리수문학적 요소들을 반영하여 수행되나 기 계획된 특정 규칙에 기반한 댐 운영 모형의 경우, 때때로 개별 모듈들의 불확실성과 복합적인 인자들로 인하여 댐의 방류량을 능동적으로 제어하는데 제약이 있을 수 있다. 본 연구는 남강댐 직하류 홍수피해 예방을 위하여 댐의 방류량 결정 등 효율적인 댐 운영을 지원하기 위해 딥러닝 기반 LSTM (Long Short-Term Memory) 모형을 구축하고, 선행시간별 댐직하류 수위예측 정확도를 분석하는 것을 목적으로 한다. LSTM 모형의 입력자료는 댐 운영에 사용되는 기초자료 및 하류 장대동 수위관측소의 수위 자료를 시 단위로 2009년부터 2021년 7월까지 수집하였다. 2009년부터 2018년 자료는 모형의 학습과 검증 및 2019년부터 2021년 7월 자료는 선행시간을 7개(1 h, 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 18 h, 24 h)로 구분하여 관측 수위와 예측 수위를 비교·분석하였다. 그 결과, 선행시간 1시간의 예측결과는 평균적으로 MAE가 0.01 m, RMSE가 0.015 m, NSE가 0.99 로 관측 수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한, 선행시간이 길어질수록 예측 정확도는 근소하게 감소하였지만, 관측 수위의 시간적 패턴을 유사하게 안정적으로 예측하는 것으로 분석되었다. 따라서 수리수문학적 비선형의 복잡한 자료간의 특징을 자동으로 추출하여 예측 자료를 생산하는 LSTM 모형은 댐 방류량 의사결정에 있어 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.775-784
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• 2023

최근 이상기후로 수공 구조물의 설계빈도를 상회하는 극한호우의 증가 경향이 뚜렷함에 따라 과거에 설계된 농업용 저수지의 안전성 검토가 필요하다. 그러나 한국농어촌공사 관할 일정 규모 이상의 저수지를 제외한 지자체 관리 저수지는 비상시 긴급 방류가 가능 저수지는 전무하다(13,685개소). 이러한 경우 이동식 사이펀을 현장에 빠르게 투입하여 사전 방류하는 방법이 긴요하며, 본 연구에서는 사전 및 긴급방류 기능을 동시에 수행할 수 있는 직경 200 mm, 최소 수위차 6 m, 420(m²/h), 10,000(m²/day)의 이동식 사이펀을 경주시 유금저수지를 대상으로 적용 가능성을 평가하였다. 테스트베드인 유금 저수지는 1945년 준공되어 공용기간이 78년 정도 경과한 시설물로 수문학적 안정성 분석 결과 현재 댐마루 구간의 최저높이는 27.15(EL.m)로 검토 홍수위 27.44(EL.m) 보다 0.29 m 낮아 제방을 통한 월류 가능성이 있고 여유고도 1.72 m 부족한 것으로 나타나 수문학 안전성을 확보하지 못하는 것으로 검토되었다. 유금저수지는 수위-유량 계측이 주기적으로 이루어진지 얼마 되지 않아 저수지의 수위-유량 관계 곡선식을 명확하게 확립하기 어려워 수위-용적 곡선을 임의로 도출하였으며 도출된 곡선을 기반으로 중소규모 노후저수지 운영 알고리즘을 통해 사전방류시간, 여수로 방류량을 고려하고 빈도별 홍수량에 따른 저수지 월류시간을 예측함으로써 사전에 대피 시간을 확보하고 붕괴위험을 저감할 수 있는 기술을 확보하였다. 직경 200 mm 이동식사이펀 1열 기준, 30년 빈도 홍수량 유입 시 상한수위 기준 80% 수준(약 30,000 m²)을 유지하면서 주민대피 시간(약 1시간)을 확보할 수 있는 최적 사전방류시간은 12시간 이전으로 분석되었다. 중소규모 노후저수지를 대상으로 사이펀 활용 사전방류기술 및 저수지 운영 알고리즘에 따라 이상기후 대비 사전에 방류를 시행하고 관리자의 의사결정을 돕는다면, 저수지 붕괴 위험지역 내의 주민들의 안전을 확보하고 주민대피 지원체계 구축을 통해 주민들의 불안감 해소, 저수지 위험상황 시 위험회피 수단 제공으로 위험요소 감소가 충분히 가능하다.