본 논문에서는 서울시에 속하는 25개의 지역구로부터 측정된 미세먼지 시계열(time series) 정보의 상관도를 정보이론(information theory)의 엔트로피(entropy)로 정량화하고, 이를 그래프로 표현하는 서울시 지역구 미세먼지 전이 모델을 만들어 지역별 유사성과 영향력을 분석하는 방법을 제안한다. 먼저, 각각의 미세먼지 농도 시계열을 가지는 지역구의 모든 쌍마다 전이 엔트로피(transfer entropy)를 계산하여 그래프의 노드간 연결 강도를 구한다. 이 그래프에 전통적인 커뮤니티 검출(community detection) 기법인 모듈성 기반 군집화(on modularity-based clustering) 알고리즘을 적용하여 전체 지역구들에 생성되는 커뮤니티를 검출하였다. 이를 통해 지역적인 근접 정도가 높은 지역과 차량 이동이 많은 지역 간의 미세 먼지 전이성이 높은 것을 확인하였으며, 더불어 제안된 방법은 기존 미세먼지의 기상모델 분석과 다른 정보이론 관점에서의 새로운 미세먼지 분석 방법의 고찰 및 향상된 미세먼지 분석 자료 생성에 활용될 것으로 기대된다.
소방관들의 현장 활동에서 활용도가 높은 축적된 경험법칙을 경기도내 화재발생 빅데이터와의 비교분석을 통해 신뢰성을 검토하고, 시기별, 요일별, 대상별로 보다 적절하게 화재 예방 활동에 활용될 수 있도록 개선된 정량적 모델화를 연구하였다. 소방관들의 직접 면담을 통해 공감도가 높은 경험법칙을 수집하였으며, 그 중 화재 모니터링 및 발생시점의 예측 관점에서 가장 중요하다 판단된 "금요일이 가장 화재 발생률이 높다"는 경험법칙을 대상으로, 경기도에서 2018년에 발생한 화재건수, 피해내역 등 빅데이터 비교분석을 실시하였다. 더 나아가 지역별, 시간대별, 건물유형별 요일과의 화재발생 패턴을 도출하였다. 연구를 통해 실효성이 확인된 경험법칙에 대해, 화재발생 빅데이터를 반영한, 지자체와 시기별 인자가 포함된 개선된 정량적 예측모델화 및 경험법칙의 구체화를 통해, 상대적으로 경험이 적은 소방관들도 의사결정에 효과적으로 활용할 수 있는 방안을 제시하였다.
국내의 댐·하천 설계기준은 다양한 수자원 시설물 설계 시에 활용되고 있으나, 강우사상에 대한 분석은 과거의 강우 사상에 대한 통계분석에 따라 수행되어 기후변화의 영향을 고려하지 않고 있다. 또한, 하천 설계기준에서는 홍수량 산정에 대한 방안을 명시한 바에 따르면, 홍수량 산정 표준지침에서 활용하는 빈도해석을 활용하는 방안 또는 강우-유출모형을 활용한 방안을 제시하고 있으나, 홍수량 산정 표준지침 역시 미래 강수 변화에 대한 구체적인 방안을 반영하지 않고 있는 실정이다. 전 세계적인 기후변화는 국내의 기후변동성을 증가시켜 극한강우사상의 빈도와 강도를 증대시키므로 이를 고려한 미래강우에 대한 분석이 필요한 시점이다. 일반적으로 기후 전망에 활용되는 전지구 모델(Global Climate Model; GCM)은 한반도의 복잡한 지형을 고려하기 어려우므로 지역적인 강제력을 보다 효과적으로 고려하기 위하여 지역기후모델(Regional Climate Model; RCM)을 사용하고 있다. 역학적으로 상세화 된 RCM은 비교적 고해상도의 자료를 제공하고 있으나, 강수량을 전반적으로 과소 추정하는 것으로 알려지고 있다. 본 연구에서는 지속시간 1-24시간 연최대 강우량(annual maximum rainfalls; AMRs)과 역학적 상세화 된 SSP 시나리오 일 자료를 활용하며, Copula 함수 기반의 상세화 모형을 통해 Sub-Daily 정보를 시간적으로 상세화 하였다. 최종적으로 이를 활용하여 미래 IDF 곡선을 유도하였다. 산정된 IDF 곡선 결과를 활용하여 기후변화의 영향을 고려한 설계강수량 변화량을 정량적으로 제시하고자 한다.
셀룰러 방식의 이동통신 시스템에서 전파의 유효신호 도달범위를 예측하기 위해서는 전파전파 모델을 이용한 예측기법이 주로 사용된다. 그러나, 전파과정에서 주변 지형지물에 의해 발생하는 전파손실은 매우 복잡한 비선형적인 특성을 가지며 수식으로는 정확한 표현이 불가능하다. 본 논문에서는 신경회로망의 함수 근사화 능력을 이용하여 전파손실 예측모델을 생성하는 방법을 제안한다. 즉, 전파손실을 송수신 안테나간의 거리, 송신안테나의 특성, 장애물 투과영향, 회절특성, 도로, 수면에 의한 영향 등과 같은 전파환경 변수들의 함수로 가정하고, 신경회로망 학습을 통하여 함수를 근사화한다. 전파환경 변수들이 신경회로망 입력으로 사용되기 위해서는 3차원 지형도와 벡터지도를 이용하여 전파의 반사, 회절, 산란 등의 물리적인 특성이 고려된 특징 추출을 통해 정량적인 수치들을 계산한다. 이와 같이 얻어진 훈련데이타를 이용한 신경회로망 학습을 통해 전파손실 모델을 완성한다. 이 모델을 이용하여 서울 도심 지역의 실제 서비스 환경에 대한 타 모델과의 비교실험결과를 통해 제안하는 모델의 우수성을 보인다.Abstract In cellular mobile communication systems, wave propagation models are used in most cases to predict cell coverage. The amount of propagation loss induced by the obstacles in the propagation path, however, is a highly non-linear function, which cannot be easily represented mathematically. In this paper, we introduce the method of producing propagation loss prediction models by function approximation using neural networks. In this method, we assume the propagation loss is a function of the relevant parameters such as the distance from the base station antenna, the specification of the transmitter antenna, obstacle profile, diffraction effect, road, and water effect. The values of these parameters are produced from the field measurement data, 3D digital terrain maps, and vector maps as its inputs by a feature extraction process, which takes into account the physical characteristics of electromagnetic waves such as reflection, diffraction and scattering. The values produced are used as the input to the neural network, which are then trained to become the propagation loss prediction model. In the experimental study, we obtain a considerable amount of improvement over COST-231 model in the prediction accuracy using this model.
Due to the Climate change and resource shortage by global warming, various problems are rising and getting worse around the world. Many countries are doing the considerable efforts to reduce greenhouse gas emissions. The government of South Korea also plans to decrease greenhouse gas emission, the various pilot projects are underway, which includes obligation of energy efficiency 1st rating and greenhouse gas target management system of public buildings. In particular, luxurious government office buildings and energy-wasting public building have issued and emerged as a social problem. Energy efficiency improvement of the existing public office buildings are becoming an important issue recently. This study is proposed the step-by-step energy improvement model according to the building energy efficiency rate in order to reduce the energy consumption. To attain this end, I set up a base model by analyzing the current architectural conditions of the existing public office buildings and grasped the specific properties of building energy consumption through energy simulations. Furthermore, I suggested phased reduction prototypes for the reduction target of energy consumption by applying the methods of the zero energy building plan. This study is expecting that prototypes would give directions when it comes to planning the implementation policy of phased building plan factors, according the building energy consumption reduction goal in the existing public office buildings which are the subject of building energy target management system.
최근 급격하게 사용이 증가되고 있는 멀티미디어 서비스는 QoS를 만족하기 위하여 네트워크의 속도, 잡음 환경, 단말의 계산 능력, 컨텐츠 종류 등을 기반으로 멀티미디어 데이터를 변환, 전송한다. 멀티미디어 서비스에서 정보 보호를 위해 중간 수준의 단일한 보안 서비스만을 제공하거나 단말의 계산 능력 및 컨텐츠 종류에 따라 서비스 제공자 정책에 기반한 보안 메커니즘을 제공한다. 안전한 멀티미디어 서비스를 지원하기 위해 응용 계층의 보안과 네트워크 보안 메커니즘을 연구하여 보다 효과적인 멀티미디어 서비스를 위한 보안 메커니즘을 지원할 수 있다. 본 논문은 확장성과 경제성을 향상시킨 무선랜 메쉬 네트워크에서의 보안 수준, 침해 수준에 대한 효용 함수와 누적 보정 모델을 기반으로 멀티미디어 서비스 제공자가 단말의 계산 능력 및 컨텐츠의 종류 이외의 무선랜 메쉬 네트워크에서의 정량화된 보안 수준을 고려하여 멀티미디어 서비스의 보안 메커니즘을 결정하는 프레임워크를 정의 한다.
본 연구의 목적은 공간분석 및 모델링을 이용하여 지방행정구역을 재설정하는 최적화 모델을 개발하는 데에 있다. 이를 위해 먼저 기존의 지방행정체제 개편과 관련된 논의들을 비판적으로 검토하여 구역 설정을 위한 기준을 도출하였다. 도출된 기준을 바탕으로 행정구역 재설정을 위한 최적화 모델을 정의하였다. 구역내 동질성, 구역간 형평성, 공간적 배열이라는 세 가지 요소를 행정구역 재설정 최적화 모델의 주요 기준으로 고려하였다. 행정구역과 실제 생활권(경제권)을 일치시키기 위한 구역내 동질성은 구역에 포함된 단위 지역간 상호작용의 형태로 정량화되었다. 인구, 면적, 재정력 등의 차이를 이용하여 구역간 형평성을 평가하였다. 마지막으로 조밀하고 연속적인 구역이 형성되도록 공간적 배열을 제약하였다. 제시된 행정구역 재설정 최적화 모델은 GIS 환경에서 자동구획절차(AZP) 알고리즘을 이용하여 구현되었으며, 시군 공간 단위의 합역을 통한 광역체계 행정구역을 설정하는 문제에 적용되었다. 적용 결과 제시된 모델은 목적함수 대안에 따른 최적화된 구획체계를 도출하였다.
선형 자귀회귀(AR) 모델을 근거로한 심박변동의 파워 스펙트럼 해석은 비침습적으로 자율신경의 반응을 정량화 하는데 폭넓게 사용된다. 본 연구는 짧은 데이터 저장(2분 미만)의 심전도와 맥파 신호의 심박변동에 대한 파워스펙트럼밀도을 추정한다 심박변동의 시계열은 정상인을 대상으로 검출한 심전도와 맥파신호의 특징점 사이의 시간간격(RRI, PPI)으로부터 구하였다. 발생된 시계열은 다항식 보간법에 의해 AR모델에 적합하게 새로운 시계열로 재구성하였다 AR모델에 의한 파워스펙트럼 밀도는 Burg 알고리즘을 사용하여 계산하였다 AR 모델을 적용한 단 구간의 심전도와 맥파의 심박변동에 대한 파워스펙트럼밀도는 저주파수와 고주파수 영역에서 매끄러운 스펙트럼 파워를 나타내고 있다. 또한 통일한 피험자의 심전도와 맥파의 파워스펙트럼밀도를 비교한 결과 유사한 모양을 나타내었다.
현재 비점오염원의 정량화를 위하여 정부에서는 지목별 모니터링을 통하여 원단위를 산정하고 있으며, 이를 이용해 수질개선을 위한 수질오염총량관리제를 더욱 효과적으로 운영 평가하기 위한 노력을 하고 있다. 특히, 전 국토의 70% 이상을 차지하고 있는 산림에서 발생되는 유출수에 대한 특성을 파악하는 것이 중요하다. 보통 산림 유출 특성은 모니터링을 수행하여 파악하는 것이 가장 정확한 방법이지만, 지형 작물 시간 강우 패턴 등의 다양한 조건에서 모니터링을 수행하는 것이 어렵다. 또한 지점선정 장비구입 인건비 등 많은 비용이 요구되어 모델링을 통해 시 공간적으로 유출 특성을 평가하고자 하는 연구들이 활발히 진행 중이다. 본 연구는 GIS에서 WEPP 모형의 구동이 가능하게 된 GeoWEPP 모형을 이용하여 활엽수림 침엽수림 혼효림에서 강우시 발생하는 유출량을 모의하여 실측 유출량과의 비교 평가를 통해서 GeoWEPP 모형의 정확성을 평가하는데 있다. 모델 평가를 위해 $R^2$와 Nash-Sutcliffe model Efficiency (NSE)를 사용하였다. 활엽수림 지점은 2009년 총 10개의 강우 발생으로부터 유출량이 산정되었는데, $R^2$와 NSE는 각각 0.98와 0.87로 나타났다. 침엽수림 지점은 14개의 강우 발생시 산정된 유출을 이용하여 모델을 평가하였는데, $R^2$와 NSE가 각각 0.91와 0.90으로 나타났다. 혼효림 지점은 총 10개의 강우 발생시 산정된 유출을 이용하여 모델을 평가한 결과 $R^2$와 NSE가 각각 0.98와 0.94로 나타나 GeoWEPP 모델이 임상별 유출량을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에서 보이는 바와 같이 GeoWEPP 모형이 임상별 유출특성을 매우 정확하게 예측할 수 있다고 판단된다.
철도건널목사고는 일반 도로사고보다는 상대적으로 사고의 발생도는 적으나, 사고의 심각도면에서는 대형사고로 연결될 수 있다는 점에서 철도건널목에서의 안전성 확보는 결코 소홀히 다루어질 수 없다. 본 연구에서는 건널목 사고모델을 통해 건널목 사고에 영향을 미치는 요인들은 분석하고 이를 정량화하여 교차로 안전성 향상에 기여하고자 한다. 본 연구에서는 건널목사고 분석에 있어서 사고데이터 특성을 고려하여 비선형 회귀분석 중 적정 모델식을 적용하였다. 철도건널목 관련 변수들을 이용하여 분석한 결과, 분산값이 0에 가까운 값을 나타내어 포아송 회귀분석이 적합한 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서는 주 모델과 후보모델 통해 건널목 사고에 영향을 미치는 7개의 주요설명변수들을 규명했는데 그 변수들은 차량 교통량과 철도교통량, 상업지역, 제어거리, 경보시간차, 건널목유형, 과속방지턱으로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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