• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권4호
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• pp.339-350
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• 2009

무선 센서 네트워크에서 센서 노드의 한정된 배터리 자원은 네트워크 수명에 직접적인 영향을 끼친다. 따라서 불필요한 전력 소모를 줄이기 위해, 많은 경우 최소한의 센서 노드만을 활성 모드로 유지하고 나머지는 휴면 모드로 유지한다. 그러나 이러한 경우, 예상하지 못한 결함으로 인해 센서 노드가 감지 및 전송 기능을 수행하지 못하게 되면 네트워크 서비스를 안정적으로 제공할 수가 없다. 따라서 센서노드의 결함에도 불구하고 감지수준을 일정하게 유지하는 것은 신뢰성 있는 감지환경을 제공하는 데 있어 매우 중요하다. 본 논문에서는 센서 노드의 결함으로 인한 감지수준 저하의 문제를 효과적으로 극복하기 위해 FCP(Fault-tolerant Coverage Preserving) 기법을 제안한다. FCP 기법에서는 각 활성 노드에 대해 백업 노드 집합을 미리 선정하여, 활성 노드의 결함 시 결함 노드를 대신하도록 한다. 성능 평가 결과, FCP 기법이 기존 결함 허용 기법들에 비해 평균 87.2% 향상된 감지범위 보존 성능을 보일 뿐 아니라, 추가 백업 노드 수와 추가 제어 메시지 전송량 측면에서도 각각 평균 57.6%, 평균 99.5% 향상된 효율성을 제공함을 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.835-840
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• 2023

RFID(Radio Frequency Identification) 시스템은 응용 서비스의 비용과 에너지 효율성으로 인해 사물인터넷 기술의 핵심 구성 요소로 각광받고 있다. RFID 기술을 사물인터넷 응용 서비스 분야에서 사용하기 위해서는 RFID 시스템의 리더와 태그 사이의 단순한 인식뿐만 아니라 다양한 정보를 장기간 저장하고 관리할 수 있어야 한다. 그리고 정보를 태그에 읽고 쓰기 위하여 열악한 무선 채널에 강하고 신뢰성 있는 성능 향상 기술이 필요하다. 특히, UHF(Ultra High Frequency) RFID 시스템에서는 다수의 태그가 밀집 환경에서 수동적인 방법으로 통신하기 때문에 개별 태그의 인식률과 전송속도 향상이 필수적이다. 본 논문에서는 임펄스 잡음 환경에서 RFID 시스템의 성능을 분석하기 위하여 Middleton의 A급 임펄스 잡음 모델을 선정하였고 태그에서는 FM0 인코딩과 Miller 인코딩을 적용하여 RFID 시스템의 오율 성능을 분석하였다. Middleton의 A급 임펄스 잡음 채널에서 RFID 시스템의 성능을 분석한 결과, 가우스 잡음 대 임펄스 잡음의 전력비 값과 임펄스 잡음 지수 값이 클수록 가우시안 잡음 채널과 유사함을 알 수 있었다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제14권2호
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• pp.519-547
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• 2005

본 논문 연구의 목적은 전력가격구조의 문제점을 현행 계시별 가격구조내에서 발생하는 사회적 후생 변화를 통해 밝혀보고 구조개편 과도기적 시점에서 용도별 가격구조의 큰 틀을 유지하면서 점진적으로 시장시스템에 적응해 나갈 수 있는 합리적인 요금변경의 방향성을 제시해보고자 함에 있다. 후생변화 분석을 위한 방법으로 이상적인 계시별 시장균형가격 도출을 통해 현행 계시별 용도별 가격하에서 발생하는 경제적 후생변화를 계산하였다. 이상적인 계시별 시장균형 가격은 9개의 계시별(여름철, 봄가을, 겨울철/최대부하, 중간부하, 경부하 시간대 조합) 수요곡선과 한계비용을 반영하는 시장공급곡선을 통해 도출하였는데, 수요곡선은 기연구된 종별 탄력성 자료에 계시별 용도별 평균시간대 수요량과 가중평균 단가대입을 통해 도출하였다. 또한 수요의 가격탄력성은 계약종별로 상이하며 각각의 계약종별 가격탄력성은 모든 점(수요량)에서 동일해 이를 반영하는 수요곡선은 곡선형태라고 가정하였다. 공급곡선은 이상적인 발전시장을 가정한 상태에서 발전부문의 한계비용을 중심으로 기능별 비용을 합산하여 도출하였다. 이상적인 발전시장 가정은 기저부하 발전기로 석탄발전기와 첨두부하 발전기로 가스복합발전기 두 종류가 존재하고 두 발전기의 전원구성은 현재의 부하 수준에서 경제적 효율이 달성될 수 있도록 이상적으로 구성되어 있다고 가정하였다. 이러한 가정과 분석을 통해 2002년 기준 우리나라 전력산업에서 발생하는 사회적 후생감소는 금액으로 환산할 경우 연간 137,770백만 원으로 계산되었고, 정책적 요금인 심야와 농사용 그리고 계시별 요금이 적용되고 있지 않는 주택용과 가로등을 제외한 후생감소 금액은 90,317백만 원으로 계산되었다. 현행 계시별 요금단가 하에서 사회적 후생이 가장 크게 감소하는 계절은 봄가을 시간대로 나타났으며, 시간대별로 볼 때 중간부하 시간대 후생감소가 가장 높게 나타났다. 계약종별 특히 계시별 요금단가를 채택하고 있는 산업용 일반용 교육용에 있어서 사회적 후생감소의 특징으로 우선 산업용의 경우 전체 후생감소 중 약 51% 가량을 차지하였으며, 후생감소가 가장 큰 계절은 봄가을로 나타났다. 시간대별로는 중간부하 시간대의 후생감소가 타 계절에 비해 월등히 크게 분석되었다. 일반용의 경우 전체 후생감소의 약 13% 가량을 차지하였으며, 후생감소가 가장 큰 계절은 여름철, 시간대별로는 경부하 시간대의 후생감소가 타 계절에 비해 월등히 크게 나타났다. 교육용의 경우 계절별로 볼 때 후생감소가 가장 큰 계절은 여름철(1,476천원)로 나타났으며, 시간대별로는 경부하 시간대의 후생감소가 타 계절에 비해 월등히 크게 나타났다. 마지막으로 2002년 6월 이후 단행된 한전의 두 번에 걸친 요금변경을 통한 후생변화를 분석한 결과 후생 감소금액이 2002년 137,770백만 원이었던 것이 조정된 단가로 계산한 결과 116,707백만 원으로 줄어들어 전체적으로 16.3% 가량 긍정적인 후생개선 효과를 가져온 것으로 분석되었다. 다만 요금변경이 계시별 차등을 두면서 이루어진 것이 아니고 계약종별에 따라 일률적으로 시행된 이유로 일부 계약종별의 특정 계시에서는 후생감소 변화가 오히려 나빠지는 결과를 가져왔다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제31권4호
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• pp.645-668
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• 2022

발전, 수송, 저장, 산업공정 등 에너지 사용 전반에서 탄소중립의 중요한 수단으로 수소에너지가 부각되고 있다. 연료전지 발전소는 수소 생태계에서 가장 빠르게 보급되고 있으며 2050 탄소중립 구현을 위한 핵심적인 발전원 중 하나이다. 하지만 연료전지 발전소의 수익에 영향을 미치는 전력도매가격(SMP)과 신재생에너지 공급인증서(REC) 가격의 높은 변동성은 잠재적 사업자들의 투자시기를 지연시켜 보급에 걸림돌로 작동하고 있다. 본 연구는 실물옵션 방법론을 적용하여 비가역적인 연료전지 발전소의 투자결정에 있어서 SMP와 REC 가격 이중 불확실성이 투자임계가격 수준에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 분석 내용은 다음의 3가지로 요약된다. 첫째, 현행 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)하에서 사업자에게 전가되는 이중가격 불확실성은 결정론적 가격 대비 투자임계가격을 상당히 증가시켜 현재 가격 수준에서 경제성이 없는 것으로 나타났다. 둘째, REC 가격 변동성을 현재의 절반으로 경감하는 것은 REC 가중치를 한 단위 추가로 부여하는 것 만큼의 투자임계가격 하락 효과를 유발하였다. 셋째, 기존 부생수소 기반 연료전지와 함께 그레이 수소, 그린 수소 기반 투자임계가격을 분석하였으며, 그레이 수소의 경우 탄소배출권 비용이 적용될 경우 그린 수소와 경제성이 상당 부분 좁혀지는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 현행 RPS 제도가 연료전지 발전소 보급에 저해요소로 작동하며, 보다 비용 효율적이고 안정적인 수소 생태계 구축을 위해서는 정책보완이 필요함을 시사한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권2호
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• pp.233-246
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• 2023

수문순환의 이해와 효율적 수자원 관리의 측면에서 토양수분의 중요성이 조명되고 있으나, 국내에는 양질의 지점 토양수분 자료의 부재로 그 활용도가 매우 낮은 실정이다. 때문에 인공위성 기반의 토양수분을 적용할 때에도, 기준자료가 되는 지상 관측자료가 없어 객관적인 평가 및 교정이 어려운 실정이다. 코즈믹 레이 중성자 탐지센서(cosmic-ray neutron probe, CRNP)를 활용한 토양수분 관측소는 위성 자료의 검보정을 위한 기준 자료 생산에서 핵심적인 역할을 수행할 수 있다. CRNP는 비침습식으로 설치가 가능하여 토양층 교란과 식생 환경의 피해를 최소화할 수 있고, 공간 대표성을 가진 중간 규모의 관측 범위를 가지고 있다는 장점이 있다. 이러한 특징은 지형이 복잡하고 식생이 우거진 지형이 많은 우리나라에서의 활용이 용이하다는 장점으로 이어진다. 따라서 본 연구는 한국형 코즈믹 레이 토양수분 관측 시스템(Korean cOsmic-ray Soil Moisture Observing System, KOSMOS) 구축의 일환으로, CRNP를 활용한 토양수분 관측소의 국내 적용성을 평가하고자 수행되었다. CRNP 관측소는 전력 및 설치 부지 확보의 용이성과 추후 타 수문기상 인자와의 효율적 활용을 고려하여, 한강홍수통제소의 홍천군 군업리 관측소에 병행 설치되었다. CRNP 토양수분 자료의 평가를 위해 12개소의 지점 토양수분 센서를 추가로 설치하였으며, 시간 안정성 분석을 통해 공간적 대표성을 평가하였다. CRNP에서 생성되는 중성자는 평균 1,087 counts per hour 정도로 설마천 관측소에 비해 낮게 나타나 홍천 관측소의 환경이 더 습윤한 환경임을 알 수 있었다. 관측된 중성자 자료의 중성자 보정과 초기교정을 통해 토양수분을 산정하였으며, 산정된 토양수분 자료는 짧은 교정 기간에도 지점 자료와의 검증에서 r=0.82로 높은 상관성을 보여주었고, root mean square error=0.02 m³/m³의 높은 정확도를 보여주었다. 추후 계절성을 반영할 수 있도록 연간 자료가 축적된 후 재교정을 수행하면 보다 높은 정확도를 보여줄 것으로 판단된다. 이러한 결과는 CRNP 토양수분 자료의 우수성을 검증한 선행연구들과 더불어, KOSMOS 구축 시 양질의 토양수분 자료를 생산할 수 있음을 시사한다.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.173-180
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• 2012

본 연구에서는 방사성 폐기물 처분장 설계 시 필요할 수 있는 공기 유동 방향의 제어에 이점을 가진 Diagonal 환기 회로에 대해서 연구하였다. 연구 결과, Diagonal 환기 회로에서도 Diagonal 갱도(Branch)로 유입시킬 공기량과 공기 유동 방향을 미리 정한다면 다른 직 병렬 회로와 마찬가지로 수식이나 프로그램에 의한 공기량을 산정할 수 있음을 알 수 있었다. 이를 적용하기 위해 앞으로 처분될 고준위 방사성 폐기물의 추정 데이터를 통해 Diagonal 환기 회로와 병렬식 환기 회로가 적용된 고준위 방사성 폐기물 처분장의 설계안을 마련하였다. 마련된 설계안 별 비교 및 예상 운영 결과를 얻기 위해서 환기 네트워킹 프로그램인 Ventsim 프로그램을 통해 환기 네트워크 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 저항 증가가 큰 수치로 발생할 것으로 예상되었던 Diagonal 처분장은 병렬식 환기 회로가 적용된 처분장과 비교하였을 때, 팬 압력은 1570 pa, 총 유량 84 $m^3/s$, 팬 효율 76.4%, 팬 소요 전력 181.2 kW 및 연간 팬 운영 비용 178,710,838원으로 압력과 유량값에서 최대 8% 정도의 차이를 보였고, 운영 비용 측면에서는 1.5%의 차이를 보였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.408-412
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• 2012

최근 선진국을 중심으로 2020년 이후의 신 기후변화체제에 대한 합의가 도출되면서 정부의 온실가스 저감정책은 구체적인 성과를 확보하기 위한 방향으로 빠르게 전환되고 있다. 특히 부문별 온실가스 감축목표 할당에 따라 수송부문의 저감방안은 고효율 에너지 소비 차량의 개발도 필요하지만 기존의 대중교통체계에서 저탄소 교통수단인 철도의 역할을 강조하고 있다. 따라서 향후 지속적으로 철도수송에 따른 온실가스 배출량을 관리하기 위해서는 체계적인 산정방법의 정립이 요구된다. 본 연구에서는 국가 온실가스 인벤토리 작성을 위한 2006 IPCC 가이드라인을 토대로 철도수송의 온실가스 배출원에 따라 Tier별 배출량 산정방법을 정의하였다. 또한 최근 3년(2008-2010) 동안의 철도수송에 따른 디젤 및 전력소비량을 기반으로 활동도 자료를 수집하여 Tier 1 수준에서의 온실가스 배출경향을 살펴보았다. 그 결과, 2010년 온실가스 총 배출량은 약 206만톤 $CO_2e$이었으며, 이 중 전력소비량이 73%를 차지하고, 디젤연료 소비량이 27%를 기여하였다. 향후 철도수송의 온실가스 저감방안을 도출하기 위해서는 다양한 운행패턴 인자를 반영한 Tier 3 수준의 배출량 산정 관리를 토대로 보다 세부적인 배출경향에 대한 파악이 필요하며, 이를 위해서는 무엇보다 배출계수의 개발이 선행되어야 할 것이다.

• 시큐리티연구
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• 제10호
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• pp.387-407
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• 2005

정보통신의 기술 발달로 인하여 국가안보와 직접적으로 관련된 국가사회의 주요인프라인 에너지 기반구조, 물류 기반구조, 금융 기반구조, 생활필수 기반구조가 상호 연결되면서 상호의존성이 크게 증가하고 있다. 국가기반구조가 정보통신 기반구조와 밀접하게 연결되면 다양한 정보서비스를 제공하는 긍정적인 측면과 더불어 새로운 위험요인을 내포하게 된다. 그러나 지금까지의 현대정보사회의 기술위험에 관한 논의는 원자력 사고, 화재, 교통재해, 가스안전사고 등 공중에게 직접적인 피해를 입히는 1차적 위험요소에 초점을 두고 있었던 반면, 그것 자체가 직접적인 위험요소는 아니지만 일단 사고가 발생하면 정보통신 기술의 발달로 인해 이루어진 국가기반구조 전반에 대한 운행(operation)을 저해하고 제반 위험관리기능을 마비시킴으로써 보다 광범위한 위험을 발생시킬 수 있는 제2차적인 위험요소에 대한 연구는 별로 없었다고 할 수 있다. 사회의 모든 부문에서 자동화와 정보화가 진행될수록 전기에 대한 의존이 커지는 이른 바 ‘전력화현상(electrification)'이 심화되고 있음을 감안할 때, 정보사회의 안보(安保)(security) 저해요소로서의 정전의 중요성이 갈수록 높아진다고 하겠다. 따라서 대규모 정전사태의 문제는 국가위기관리 차원에서 효과적으로 다루어야 하며 정보사회로의 진전이 급속도로 이루어질수록 대규모 정전사태에 대비한 관리체계가 매우 중요하다고 하겠다. 여기에서는 지금까지 발생한 대규모 정전사태의 사례를 분석하고 발생 원인을 심층적으로 살펴본 다음 한국의 정전관리체계를 국가위기관리 단계인 예방(완화 및 대비), 대응, 복구(보상) 단계에 대대 각각 조사해보았다. 결론에서는 보다 나은 효율적인 정전관리체계 수립을 위한 정책적 제안으로 전력의 안전공급체제 견지, 비상전원 설치에 대한 정책적 지원, 정전피해보상제도 개선 등을 제시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.87-96
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• 2010

미생물 연료전지의 전극소재는 전기발생량에 영향을 미치는 중요인자이다. 본 연구에서는 탄소전극의 두께 구조가 미생물 연료전지의 전력밀도 미생물 형성 미생물 군집의 다양성에 미치는 영향에 관해 연구를 수행하였다. 산화 환원 전극조합의 능률적인 구성을 위해 다양한 형태의 탄소전극으로 이루어진 7개 실험실 규모의 반응기가 연속식 공정으로 운전되었다. 반응기의 안정화 상태에서 구멍이 있는 흑연펠트(6 mm 두께) 조합이 전기발생량 238 mV, 그리고 쿨롱효율이 37%로 가장 높은 셀 성능을 나타내었다. 산화전극 표면에 미생물의 생성을 관찰하기 위해 SEM 촬영을 실시한 결과, 니트형태의 탄소섬유와 흑연펠트의 표면에 미생물양의 생성이 증가함을 관찰할 수 있었다. 식종 슬러지와 산화전극 부착성장 미생물의 우점종 변화를 관찰하기 위해 PCR-DGGE를 통한 미생물 군집해석 결과, 식종슬러지내의 미생물 군집과 운전 후 각 전극에 우점화 된 미생물의 군집에는 차이를 보였다. 특히 흑연펠트의 탄소섬유에 전기활성 박테리아로 알려진 eobacter 종이 우점화 된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.59-69
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• 2018

본 논문에서는 5G 무선 통신을위한 다중 셀 다중 입력 다중 출력 (MIMO)-비 직교 다중 접속 (NOMA) 다운 링크 시스템에서 WSRM (weighted sum-rate maximization) 문제를 해결하기위한 견고한 빔 형성 설계를 제시한다. 이 연구는 채널 추정 행렬에 최악의 모델, 즉 SVOF (singular value uncertainty model)로서 불확실성을 추가함으로써 기지국 (BS)에서 불완전한 채널 상태 정보 (CSI)를 고려한다. 이러한 관찰을 통해, WSRM 문제는 BS에서의 전송 전력 제약에 따라 공식화된다. 객관적 문제는 해결하기 어려운 비 결정적 다항식 (NP) 문제로 알려져 있다. 객관적 문제를 효율적으로 해결할뿐만 아니라 최적의 송신 빔 포밍 행렬을 찾기 위해 ML (majorization minimization) 기법을 안정화시킨 견고한 빔 형성 설계를 제안한다. 또한 최상의 사용자 쌍을 클러스터로 선택하여 더 높은 합계를 달성하는 공동 사용자 클러스터링 및 전력 할당 (JUCPA) 알고리즘을 제안한다. 제안 된 JUCPA 알고리즘과 함께 제안된 견고한 빔 포밍 설계가 기존의 NOMA 기법 및 기존의 OMA (orthogonal multiple access) 기법과 비교하여 총 레이트 측면에서 성능을 크게 향상 시킨다는 것을 보여주기 위해 광범위한 수치 결과가 제공된다.