• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.353-353
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• 2017

주요 도시 지역에서 발생한 집중호우로 인하여 도시지역의 홍수 피해가 증가하고 있다. 2010, 2011년에 발생한 서울지역의 홍수로 인하여 인명과 재산피해가 발생하였으며, 2014년도에는 부산 경남지역에 발생한 집중호우로 도심지역에 홍수피해가 발생하였다. 이와 같이 증가하고 있는 도시 지역의 홍수피해 저감을 위하여 다양한 치수사업 및 홍수대책 연구가 진행되고 있지만, 일부지역에서는 여전히 침수 위험성이 상존하고 있다. 기후변화로 인하여 강우량이 증가하고 있는 상황에서 도시지역 내수 배제 능력이 변화하는 환경을 적절히 대응하지 못하여 새로운 기술 개발에 대한 필요성 증가하고 있다. 본 연구에서는 도심홍수 피해를 저감시키기 위하여 도심지 홍수의 복합적 원인을 고려한 공간해석에 필요한 실험 및 수치모의를 수행하였다. 도시 지역의 침수현상을 재현 검토하기 위해서 인공강우를 구현할 수 있는 강우 시뮬레이터를 이용하여 2010년, 2011년 도심홍수 피해가 발생한 지역의 도심지 모형을 제작하고 침수현상을 재현하였다. 인공강우 모형실험을 통하여 주요 도로망의 침수심 및 흐름전파 경향을 분석하였다. 다음으로는 도심 공간의 건물과 도로망 형태에 따라서 우수의 거동을 계측한 실험결과를 이용하여 지표수 모의 수치모형의 적용성을 검토하였다. 인공강우 실험결과와 수치모의결과를 정량적으로 비교하였으며, 각 실험결과에 의한 차이점을 분석하였다. 본 연구결과에 의하면 인공강우 시뮬레이터와 수치모의를 병행하여 도심지역 침수를 재현함으로써 도심홍수에 의한 피해를 저감 시킬 수 있는 대응기술을 발전시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.485-485
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• 2021

최근 세계적인 기상이변으로 자연재해의 발생빈도 증가는 물론 이로 인한 피해가 점차 다양화 및 대형화되어 가고 있는 추세이다. 재난으로 인한 피해는 발생지역 피해뿐만 아니라 국가 경제 전반에 큰 영향을 미치는 특징이 있다. 우리나라의 자연재해 중 대설은 다른 자연재해에 비해 발생빈도는 낮지만 광역적인 피해를 유발하며, 피해 면적에 비해 피해액 규모가 크다. 또한 현재에는 강원권이 가장 취약한 것으로 취약성 분석 결과에서 보여주지만, 미래에는 강원권, 충청권, 호남권을 연결하는 축으로 취약지역이 확대될 것으로 전망된다. 본 연구에서는 현재 사회 전반에서 다양하게 활용되고 있는 머신러닝 기법을 이용하여 우리나라 대설피해액을 예측하는 대설피해 예측모형을 개발하고자 하였다. 머신러닝 기법으로는 랜덤포레스트, 서포트 벡터 머신, 인공신경망 기법을 이용하였고, 모형에 사용한 변수는 기상관측자료, 사회·경제적 요소 등을 활용하여 모형을 개발하였다. 결과적으로 기존연구에서 다중회귀모형을 이용하여 개발된 예측모형과 본 연구에서 3개의 머신러닝 기법으로 개발된 예측모형의 예측력을 비교 분석하였고, 예측력이 가장 높은 모형을 제시하였다. 본 연구결과를 활용하여 모형의 개선 및 데이터 품질 개선이 이루어진다면 향후 대설피해에 대한 개략적인 대비가 가능할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.1713-1720
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• 2009

본 논문은 산악지역이나 지역적으로 급작한 기후 변화를 일으키는 곳을 모니터링할 수 있는 시스템을 통하여 재난피해를 최소화시키기 위한 국지적 기상모니터링 시스템 개발에 관한 것이다. 우선 우리나라의 재해재난 관련 모니터링 시스템에 관한 연구 현황을 수집 및 분석하였으며, 이러한 국지 기상모니터링 시스템의 실현가능성과 장점에 대해 조사하였다. 또한, 외국의 사례들을 참조하여 무선센서 네트워크와 CDMA 망의 통합을 바탕으로 한 효율적인 국지 기상모니터링 시스템의 구축을 위한 방향을 제시 하였으며, 이러한 시스템을 위해 필요한 각종 데이터 수집을 위한 센서보드와 $20{\sim}200m$ 정도의 가까운 거리 마다 설치될 센서노드와 센서인터페이스, 전력공급장치 등에 대하여 조사하고, 제작하여 테스트하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 앞으로의 모니터링 시스템 관련 연구과제의 도출과 통합된 정보가 기상관측소, 방송국, 지역 재난경보시 템과 연결되어서 급작스런 기후변화나 또는 홍수 등의 위험 경보를 그 지역에 있는 관광객 및 거주자에게 휴대폰 또는 방송으로 알려주는 서비스를 통해 많은 연구 분야에서 활용될 수 있으리라 판단된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.110-114
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• 2017

재난안전망에 소형의 이동무선통신망을 보조적으로 사용하면 소규모의 전파 음영지역 해소, 재난지역의 트래픽 과부하 해소 그리고 접근이 어려운 지역에서 신속하게 재난통신망을 구축하는데 유용하게 활용할 수 있다. 휴대형 이동기지국은 소형의 이동무선망을 구축하는데 필요하며, TVWS(TV White Space)를 활용하는 이동형 기지국은 전파의 활용과 무선망의 구축비용 측면에서 효과적이다. 논문에서는 TVWS에서 동작하는 이동기지국용 전력증폭기를 설계 및 구현하였다. 구현한 전력증폭기는 TV대역인 470 ~ 698MHz에서 동작하며, 이득은 20.1dB 이상, 입출력 반사손실은 11.4dB 이상, 출력을 off 하였을 때 격리도는 39.9dB 이상이었다. 전력증폭기의 IMD(Intermodulation Distortion) 특성은 470MHz에서 18.8dBm을 출력할 때 61.0dBc, 550MHz에서 18.6dBm 출력시 59.3dBc 그리고 690MHz에서 19.0dBm 출력시 56.5dBc의 특성을 갖는다. 본 논문에서 구현한 전력증폭기는 국내 전파법 규정을 만족하므로 이동 기지국용 전력증폭기로 사용할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.127-137
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• 2024

수자원 관리를 위해 주로 사용되는 물리 모형은 입력자료의 구축과 구동이 어렵고 사용자의 주관적 견해가 개입될 수 있다. 최근 수자원 분야에서 이러한 문제점을 보완하기 위해 기계학습과 같은 자료기반 모델을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 관측자료만을 이용하여 강원도 삼척시 오십천 유역의 장기강우유출모의를 수행했다. 이를 위해 기상자료로 3개의 입력자료군(기상관측요소, 일 강수량 및 잠재증발산량, 일강수량 - 잠재증발산량)을 구성하고 LSTM (Long Short-term Memory)인공신경망 모델에 각각 학습시킨 결과를 비교 및 분석했다. 그 결과 기상관측요소만을 이용한 LSTM-Model 1의 성능이 가장 높았으며, 여기에 MLP 인공신경망을 더한 6개의 LSTM-MLP 앙상블 모델을 구축하여 오십천 유역의 장기유출을 모의했다. LSTM 모델과 LSTM-MLP 모형을 비교한 결과 두 모델 모두 대체적으로 비슷한 결과를 보였지만 LSTM 모델에 비해 LSTM-MLP의 MAE, MSE, RMSE가 감소했고 특히 저유량 부분이 개선되었다. LSTM-MLP의 결과에서 저유량 부분의 개선을 보임에 따라 향후 LSTM-MLP 모델 이외에 CNN등 다양한 앙상블 모형을 이용해 물리적 모델 구축 및 구동 시간이 오래 걸리는 대유역과 입력 자료가 부족한 미계측 유역의 유황곡선 작성 등에 활용성이 높을 것으로 판단된다.

• 정보와 통신
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• 제31권10호
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• pp.34-42
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• 2014

FirstNet는 2012년에 출범하여 미 전역에 단일의 공공안전용 브로드밴드 네트워크 (NPSBN) 구축을 추진하고 있다. 출범과 동시에 700 MHz 대역에 20 MHz 대역폭이 할당되고 미화 70억불의 예산이 책정되었다. 그리고 망구축을 PS-LTE를 기반으로 하되, 추진 일정상 공공안전의 요구사항을 모두 만족하지는 못 하기 때문에 미션크리티컬 음성을 제외하고 미션크리티컬 데이터를 위주로 하는 기능을 정의하였다. 망 구조는 네트워크 코어가 중앙에 위치하며, 지역에 RAN 위주의 장비들이 배치되게 된다. 지방정부가 지역에 배치될 장비와 시설을 구축할 것이며 이를 위하여 FirstNet는 지방정부와 긴밀하게 협의를 추진하고 있다. 현재 RFP 에 앞서 RFI를 진행하고 있다. 2015년에 RFP를 완성하고 2016년에 네트워크 코어를 구축할 예정이다. 그리고 이전에 BTOP PSBN 프로그램으로 추진되고 있던 일곱 개의 프로젝트에 대하여 FirstNet 의 PS-LTE 망과의 호환성과 협조를 보장하는 조건으로 주파수 사용 협상을 추진하여 다섯 개의 프로젝트와 협상을 완료했으며, 두 개의 프로젝트는 중지시켰다. 이중 가장 규모가 큰 프로젝트는 LA-RICS PSBN으로서 231 국의 eNodeB가 시설되며 2015년 2사분기에 개통될 예정이다. 이 시설을 활용하여 2차 재난대응기관의 이용, QoS (서비스 품질), 우선순위/선취에 대하여 분석될 예정이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.388-388
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• 2020

매년 국지성호우 및 태풍으로 인해 하천 범람이나 저지대침수가 발생하고 있으며 이는 인명 피해 사례로 이어지기도 한다. 피해 발생을 최소화시키기 위해 강우와 유량과 같은 정형데이터로 홍수예보가 이뤄지고 있으나 기존의 정형데이터만 사용하다보니 도심지역이나 소규모 하천에서 인명 피해 예측에 어려움이 있다. 이를 보완하기 위해서는 인구의 유동성을 고려한 비정형데이터를 활용해야 한다. 최근 소셜 네트워크 서비스(SNS)의 사용자가 증가됨에 따라 텍스트나 사진과 같은 다양한 비정형데이터가 생성되고 있다. 이렇게 생성된 데이터는 다양한 분야에서 활용되고 있으며 특히 지진이나 홍수와 같은 재난 발생 시 유용한 데이터로 활용된 사례가 증가하고 있다. 이는 사람들이 GIS와 같은 위치정보나 시간 등을 포함한 다양한 정보를 포함하기 때문이다. 하지만 이렇게 생산된 비정형데이터를 기존 물리적 기반의 수문모형의 데이터로 활용하기에는 많은 한계점이 있다. 따라서 본 연구에서는 SNS 채널을 통해 생성된 비정형 데이터들을 인공신경망모형에 적용하여 하천수위를 예측하였다.

• 시큐리티연구
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• 제44호
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• pp.169-198
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• 2015

이 연구의 목적은 범국가적 재난상황에 효과적으로 대비하고 대응하기 위해서는 고도화된 국가긴급통신망시스템 구축방안을 제시하기 위함이다. 긴급통신망시스템은 전 세계에서도 소위 VHF, UHF, TRS 등 다양한 통신기술을 기반으로 하여 긴급통신망시스템을 구축하여 운영하고 있었으나 기존 음성위주의 긴급통신망시스템에서 재해 및 재난 현장상황에 대한 정확한 자료를 전송할 수 있는 영상통신 및 고속데이터 전송이 가능한 광대역데이터 통신기술 필요성이 야기되었다. 한국은 그 동안 대구 지하철 화재, 삼풍백화점 사건, 세월호 사건과 같은 재난을 겪어왔지만 현장 중심의 적절한 긴급통신체계를 구축하지 못하고 있다가, 2014년 7월 한국정부는 소방, 경찰, 군, 철도 등 재난대응기관이 공동으로 사용하는 전국 단일 무선통신망을 첨단 LTE 방식으로 구축하는 사업을 'PS-LTE'로 정의하고 시스템구축을 위한 준비를 시작하였다. 하지만, 한국의 경우 긴급통신망시스템분야에 대한 연구는 초보단계인 실정이다. 그러므로 이 논문은 국민안전을 확보하기 위한 긴급통신망시스템 구축방안을 연구하였고 통합운용을 위해 3가지 시사점((1) PS-LTE를 기반으로한 통일된 지휘통신체계 확보, (2) 전물 내 음영지역에서도 통신이 가능한 700MHz 주파수 확보, (3) PS-LTE망 구축을 위한 자가망 및 상용망 활용 방안)을 제시하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.51-57
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• 2009

유비쿼터스 센서 네트워크(USN)는 센서 노드들이 자유롭게 이동하며 망을 구성하고, 시스템에 접속하여 통신하는 환경을 말하며, 고정 망이 필요 없으므로 접근이 어려운 지역이나 전장 또는 재난 구조를 위한 응용을 위해 임의로 배치될 수 있다. 무선 센서 망 프로토콜은 자가 구성 능력을 가지며, 노드들의 이동성으로 인해 네트워크 회선 단절을 유발하기 쉬우므로 토폴로지 변경에 유연하게 적응하면서 동시에 센서 노드들이 서로 협력하며 동작하는 기법이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 환경에서의 효율적인 토폴로지 구성과 데이터 전송을 보장하고자 노드 이동성으로 인한 망 단절에 경로 재설정을 위한 망 재구성 없이 유연한 클러스터 기반 결함허용 라우팅 프로토콜을 설계하고, 분석적 모델을 통하여 그 성능을 평가한다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.40-44
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• 2009

지하구는 도시의 신경망이라 할 수 있는 통신, 전력, 상수도, 난방, 쓰레기 처리시설 등 도시 운용/관리를 위한 주요시설물을 안전하게 수용하고, 유지 관리하기 위한 시설로 IT기술을 이용하여 수용된 시설을 효과적으로 유지/관리하고, 재난으로부터 안전하게 보호함과 동시에 최소의 비용과 에너지로 수용된 시설물을 유지관리하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 지하구(공동구, 통신구, 전력구)의 운용 및 유지관리와 지하구에서 발생될 수 있는 각종 재난에 대응하기 위한 지하구 운용 및 유지관리에 대해 알아보고, 지하구 내부에 수용된 시설물을 효과적으로 유지관리하고 재난에 신속히 대응하기 위한 지하구 환경모니터링 시스템에 대해 기술 하고자 한다. 지하구 환경모니터링 시스템은 지하구 내부에는 전력, 상수도, 통신, 난방 등 다양한 시설물이 수용되어 있으며, 이러한 시설물의 부식, 고장 등으로부터 보호하기 위해 지하구내부의 환기시스템의 송풍기와 지하수와 기상재해로 인한 지하구 및 수용시설물의 침수를 막기 위한 양수펌프에 대해 실시간 상태모니터링 통해 송풍기 및 펌프의 고장여부를 판단하여 관리자에게 알림으로써 관리자가 신속하게 대응 할 수 있도록 하였다. 송풍기의 제어는 지하의 내부와 외부에 설치된 온/습도 센서를 통해 지하구 내부환경을 최적으로 유지할 수 있도록 함으로써 쾌적한 지하 내부환경 유지하고, 급/배기가 필요할 경우에만 송풍기를 가동함으로써 에너지를 절약 할 수 있으며, 화재, 침수 등에 대한 재난시 환풍기의 급/배기, 정지 등을 신속하게 제어할 수 있도록 하였다. 또한 지하구내부에서 발생된 재난을 유/무선을 이용하여 신속하게 지하구 주변의 장치(U-Pole 또는 통합컨트롤러)를 통해 경보를 전파함으로써 주변 시민들이 안전하게 대피할 수 있도록 하였다. 그리고 지하구 환경모니터링 시스템을 검증하기 위해 실제 지하구 및 실험실에 시스템 및 Test Board을 설치하여 운용시험을 실시 하였다.