전 세계적으로 국가경쟁력, 효용성, 중요성 등의 이유로 메가시티가 속속 등장하고 있으며, 점차 각 국가의 중심지로 자리를 잡아가고 있다. 또한, 메가시티는 현존, 잠재적, 초국가, 비군사 등 다양한 위협에 노출될 수밖에 없다. 특히, 최근 우크라이나-러시아 전쟁에서 볼 수 있듯이 국가기반체계는 적대 및 위협세력의 주요 목표가 되고 있다. 하지만 메가시티의 막대한 규모, 다양한 위협의 양상, 한정된 자원 등을 고려할 때 모든 국가기반체계를 완벽하게 방호하는 것은 현실적으로 어렵다. 따라서 여러 국가기반체계 중 핵심노드를 식별하여 중점적으로 방호하는 접근이 필요하다. 핵심노드는 다양한 국가기반시설이 연결된 국가기반체계의 중요도가 매우 높면서도 동시에 급소에 해당한다. 이를 위해 본 연구에서는 핵심노드를 논리적·체계적으로 식별하기 위해 네트워크 이론인 노드 중심성(Centrality) 분석방법과 군사이론인 중심(Center of Gravity) 분석방법을 제시하였다.
본 연구에서는 CCTV 영상 내 빗줄기의 특성을 바탕으로 강우강도를 산정하기 위한 합성곱 신경망(CNNs, Convolutional Neural Networks) 기반 강우강도 산정 모형을 제안하였다. 중앙대학교 및 한국건설생활환경시험연구원 내 대형기후환경시험실에서 얻은 CCTV 영상들을 대상으로 연구를 수행하고, 우적계 등과 같은 지상 관측자료와 강우강도 산정 결과를 비교·검증하였다. 먼저, CCTV 영상 내 빗줄기의 미세한 변동 특성을 반영하기 위해 데이터 전처리 작업을 진행하였다. 이는 원본 영상으로부터 빗줄기 층을 분리해내는 과정, 빗줄기 층에서 빗물 입자를 분리해내는 과정, 그리고 빗물 입자를 인식하는 과정 등 총 세 단계로 구분된다. 합성곱 신경망 기반 강우강도 산정 모형 구축을 위해 영상 전처리가 완료된 데이터들을 입력값으로 설정하고, 촬영 시점에 대응되는 지상관측 자료를 출력값으로 고려하여 강우강도 산정모형을 훈련시켰다. CCTV 원자료 내 특정 영역에 편향되어 강우강도를 산정하는 과적합 현상의 발생을 방지하기 위해 원자료 내 5개의 관심 영역(ROI, Region of Interest)을 설정하였다. 추가로, CCTV의 해상도를 총 4개(2560×1440, 1920×1080, 1280×720, 720×480)로 구분함으로써 해상도 변화에 따른 학습 결과의 차이를 분석·평가하였다. 이는 기존 사례들과 비교했을 때, CCTV 영상을 기반으로 빗줄기의 거동 특성과 같은 물리적인 현상을 직간접적으로 고려하여 강우강도를 산정했다는 점과 더불어 머신러닝을 적용하여 강우 이미지가 갖는 본질적인 특징들을 파악했다는 측면에서, 추후 본 연구에서 제안한 모형의 활용 가치가 극대화될 수 있을 것으로 판단된다.
향후 구축될 3차원 수치지도의 정확도 검증을 위해서는 기준점 또는 검사점 역할을 할 수 있는 건물 모서리와 같은 대상점에 대한 정확한 3차원 좌표값이 반드시 필요하다. 건물 모서리 점에 대한 좌표는 GPS를 이용하여 결정한 지상기준점으로부터 거리 또는 각을 이용한 지상측량의 방법으로 결정할 수 있는데, 지상기준점의 오차는 지상측량을 통해서 최종적으로 건물 모서리좌표에 영향을 미치므로 이는 반드시 고려되어야 한다. 본 연구에서는 GPS 등으로 결정한 지상기준정의 오차정보가 지상측량을 통해 최종적인 미지수인 건물 모서리 점의 추정값에 미치는 영향에 대해서 수학적으로 분석하고 시뮬레이션 데이터틀 통해 수치적으로 테스트 했다. 지상기준점의 오차는 수평방향 1-4cm 수직방향 2-8cm에 대해서 각각 테스트 했으며 GPS 위치결정의 특성상 수칙방향의 오차가 수평방향의 오차의 두 배가 되도록 했다. 위치결정을 위한 지상측량 방법은 거리측량을 기준으로 테스트했으며, 추정된 건물 모서리점의 정밀도는 지상기준점의 오차에 거의 선형적으로 비례함을 알 수 있었다. 또한 건물 모서리 점의 최종 추정좌표는 관측장비의 정밀도에 따라 부여한 랜덤오차에 따라 달라지지만 추정 정밀도는 거의 일정함을 알 수 있었다.
3차원 실내공간정보에 구축 시 경제성, 효율성 및 정확도 향상을 위한 지상레이저스캐너의 활용이 주목을 받고 있다. 그러나 실내공간정보 구축에 있어 지상레이저스캐너 관측방식과 기존 측량방식 방식에 대한 비교 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 설계도면 갱신 및 3차원 실내 모델링에 AMCW 방식 및 direct TOF 방식의 지상레이저스캐너와 토탈스테이션의 작업시간 및 위치정확도를 비교하여 지상레이저스캐너의 효율성과 경제성을 제시하였다. 비교결과, AMCW 방식은 direct TOF 방식에 비해 시간효율성이 뛰어났으며 두 관측값 사이의 RMSE는 ${\pm}1mm$ 수준으로 나타났다. 또한 지상레이저스캐닝 방식은 토탈스테이션 관측방식에 비해 2배 이상의 시간효율성을 보였으며 두 관측값 사이의 RMSE는 ${\pm}3.4cm$로 나타났다. 제시된 지상레이저스캐너를 이용한 3차원 실내모델링의 경제성과 효율성을 바탕으로 향후 3차원 실내공간 정보 구축에 지상레이저스캐닝 방식이 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
차내 연산 열차제어시스템은 검수고에 지상신호장치가 설치되지 않은 경우 본선 및 시험선으로 출고하였을 때에만 점검이 가능하여 업무의 효율성 저하 및 안전운행에 위해요인으로 작용한다. 열차의 운행 전 또는 운행 후 안전운행 확보를 위한 측면에서 차상 지상신호 설비 간 인터페이스 동작시험이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 지상에서 차상시스템으로 전송되는 가상의 열차 운행정보에 따른 열차 차상신호 장치의 동작상태 확인과 차상에서 지상시스템으로 전송되는 열차 상태정보에 대한 실시간 자동 분석을 기반으로 한 열차 차상신호 인터페이스 검사시스템을 제안하여 대전도시철도 판암기지에 구축, 차상 지상신호 간 인터페이스시험 알고리즘을 검증하였다. 이에 따라 차상 열차제어시스템 점검을 위해 약 30분간의 시험선 운행이 불필요하여 업무의 효율성을 크게 향상시켰다.
본 논문은 장애물에 강한 수신성능과 이동수신에 강점을 가지고 있는 직교 주파수분할 다중화 방식을 기초로 한 유럽 지상파 디지털 방송의 텔레비전 수신기 개발에 관한 것이다. 본 연구에서는 유럽 지상파 디지털 텔레비전 시스템을 위한 향상된 직교 주파수분할 다중화 방식의 수신기 개발을 목표로 하여, 향후 기능 확장성을 고려하여 유럽 지상파 디지털 방송의 텔레비전 수신기 시스템을 설계하고 개발하였다. 본 수신 시스템을 개발한 후 현재 시판되고 있는 기존에 개발된 다른 3가지 모델과 함께 수신 모뎀 칩의 성능을 하드웨어로 비교하여, 본 시스템의 우수성 여부를 최소 반송파 대 잡음비 및 가시청 한계 비트 오율을 통하여 실험하였다 또한 디지털 텔레비전을 시청하는 사용자를 위하여 그래픽 사용자 인터페이스 및 전자 프로그램 가이드를 개발하였다.
본 논문은 디지털방송 서비스의 필수 기술 요소이고 디지털방송 전환과 밀접하게 관련 있는 PSIP 응용 기술인 디지털방송 표준 인터페이스로 표준화된 PMCP(Program Metadata Control Protocol) 인터페이스 규격과, 이를 이용하여 구현된 지상파/케이블 데이터방송 재전송 서비스를 위한 PSIP 변환기의 구조 및 주요 기능에 대해서 기술한다. 본 논문의 PSIP 변환기는 지상파/케이블 데이터방송 재전송 서비스 환경하에서 디지털 지상파 데이터방송 콘텐츠를 디지털 케이블 데이터방송에 재사용하여 데이터방송 콘텐츠 활용도를 높일 뿐만 아니라 실시간 채널 정보 변경 및 방송 프로그램 이벤트 정보 변경만으로 지상파 방송프로그램 안내 정보를 쉽게 재활용/관리할 수 있다. 또한 저장/관리된 방송프로그램 안내 정보를 ATSC T3/Sl에서 표준화한 PMCP 규격을 이용하여 XML형태로 케이블 시스템(OOB SI, Out Of Band Service Information)으로 전송하거나, MPEG-2 전송스트림 형태로 전송할 수도 있다.
위성으로 취득되는 영상이 원천적으로 가지게 되는 기하적, 물리적인 왜곡을 제거하기 위해서는 보정 과정이 필요하다. 기하 보정 방법에는 시스템 기하보정과 지상기준점을 이용한 기하보정 방법이 있는데, 본 논문에서는 지상기준점을 이용한 보정 방법에 대해 기술하고 TIN 단위로 기하보정하는 방법을 제안한다. 영상과 지상기준점과의 수학적인 상관 관계를 이용하여 왜곡을 보정하는 방법으로서 평면 전체를 변환시키는 평면기하보정이 주로 사용되어 왔으나, 이것은 지형 변화가 큰 지역의 왜곡을 제대로 보정하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이를 보완하기 위해 TIN단위의 기하보정 방법을 제안하고 평면기하보정 방법과 결과를 비교하며, 지상기준점과의 상관성을 분석한다.
지상의 주력전차를 격추시키기 위한 공대지 유도미사일은 지상을 탐색하여 움직이는 표적을 탐지한 다음 위치를 추정하여 표적을 향해 나아가야 한다. 본 논문에서는 미사일이 향하는 전방의 지상을 좁은 빔 폭을 가진 빔을 기계적으로 좌우로 조향함으로써 일정한 지상구간을 탐색하며 Frequency Modulated Continuous Wave(FMCW)를 활용하여 이동하는 표적을 탐지하고 합성개구레이다(synthetic aperture radar: SAR)를 통해 위치를 추정한다. 또한 최대우도추정(maximum likelihood estimation: MLE) 기법을 통해 이동표적의 상대속도를 추정하여 레이다와 가까워지는 혹은 멀어지는 정도를 알 수 있으며 상대속도가 고려된 위상기록(phase history)을 통해 보정된 정합필터로 레이다 이미지(image)를 형성한다.
한국형 발사체 지상고정 장치는 발사체 이륙시 엔진 최대 추력에서 고정을 해제 한다. 고정력을 일시에 제거하면 추진체가 탱크 내부에서 상하로 진동하는 Ka Doing a Doing a Doing Mode를 유발할 수 있으므로, 점진적으로 고정력을 제거하는 기능이 필요하다. 본 연구에서는 이를 만족하기 위해 축압기 및 파이로 밸브로 유압구동기를 작동하고 구동기내 오리피스로 속도를 제어하는 지상고정장치 유압시스템의 작동 시험을 수행하였다. 주요 설계변수 변화 의한 유압구동기 운동속도의 영향을 분석하여 이를 바탕으로 구동기 요구속도를 만족시킬 수 있는 유압구동기 설계값들을 도출하였다. 이를 통하여 최대추력에서 동작할 수 있는 발사체 지상고정 장치의 개발을 위한 공학적 기반을 마련하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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