• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.116-116
• /
• 2021

자연 하천에서의 부유사 농도 계측은 주로 재래식 채집방식을 활용한 직접계측 방식에 의존하여 비용과 시간이 많이 소요되며 점 계측 방식으로 고해상도의 시공간 자료를 측정하기엔 한계가 존재한다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 최근 위성영상과 드론을 활용하여 촬영된 다분광 혹은 초분광 영상을 통해 고해상도의 부유사 농도 시공간분포를 측정하는 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 다른 하천 물리량 계측에 비해 부유사 계측 연구는 하천에 따라 부유사가 비균질적으로 분포하여 원격탐사를 통해 정확하고 전역적인 농도 분포를 재현하기는 어려운 실정이다. 이러한 부유사의 비균질성은 부유사의 입도분포, 광물특성, 침강성 등이 하천에서 다양하게 분포하기 때문이며 이로 인해 부유사는 지역별로 다양한 분광특성을 가지게 된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 영향을 고려한 전역적인 부유사 농도 예측 모형을 개발하기 위해 실내 실험을 통해 부유사 특성별 고유 분광 라이브러리를 구축하고 실규모 수로에서 다양한 부유사 조건에 대한 초분광 스펙트럼과 부유사 농도를 측정하는 실험을 수행하였다. 실제 부유사 농도는 광학 기반 센서인 LISST-200X와 샘플링을 통한 실험실 분석을 통해 계측되었으며, 초분광 스펙트럼 자료는 초분광 카메라를 통해 촬영한 영상에서 부유사 계측 지점에 대한 픽셀의 스펙트럼을 추출하여 구축하였다. 이렇게 생성된 자료들의 분광 다양성을 주성분 분석(Principle Component Analysis; PCA)를 통해 분석하였으며, 부유사의 입도 분포, 부유사 종류, 수온 등과의 상관관계를 통해 분광 특성과 가장 상관관계가 높은 물리적 인자를 규명하였다. 더불어 구축된 자료를 바탕으로 기계학습 기반 주요 특징 선택 알고리즘인 재귀적 특징 제거법 (Recursive Feature Elimination)과 기계학습기반 회귀 모형인 Support Vector Regression을 결합하여 초분광 영상 기반 부유사 농도 예측 모형을 개발하였으며, 이 결과를 원격탐사 계측 연구에서 일반적으로 사용되어 오던 최적 밴드비 분석 (Optimal Band Ratio Analysis; OBRA) 방법으로 도출된 회귀식과 비교하였다. 그 결과, 기존의 OBRA 기반 방법은 비선형성을 증가시켜도 좁은 영역의 파장대만을 고려하는 한계점으로 인해 부유사의 다양한 분광 특성을 반영하지 못하였으며, 본 연구에서 제시한 기계학습 기반 예측 모형은 420 nm~1000 nm에 걸쳐 폭 넓은 파장대를 고려함과 동시에 높은 정확도를 산출하였다. 최종적으로 개발된 모형을 적용해 다양한 유사 조건에 대한 부유사 시공간 분포를 매핑한 결과, 시공간적으로 고해상도의 부유사 농도 분포를 산출하는 것으로 밝혀졌다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.128-128
• /
• 2011

본 연구에서는 자동유량측정시설에 의하여 실시간으로 생산되는 자동유량측정 자료의 정상성 여부를 판단하는데 중요한 적정 측정 신뢰구간을 실시간으로 예측할 수 있는 기술을 개발하였다. 전세계적으로, 현대적인 유량측정이 시작된 이래 연속유량 산정을 위한 방법은 수위-유량관계곡선을 이용하는 방법 외에 실무적으로 활용 가능한 방법은 거의 전무한 실정이다. 수위-유량관계곡선을 이용하는 방법은 연속수위를 계측하여 이에 해당하는 연속유량을 산정하는 방법으로 수위와 유량간에 일정한 관계를 가지는 정상적인 흐름을 보이는 자연하천의 경우에 정확도가 매우 높다. 그러나 감조나 구조물 등에 의해 유량이 조절되는 경우에 유량산정의 정확도는 현저히 떨어지게 된다. 따라서 수위에서 유량을 환산하는 방법이 아닌 유량을 직접 연속으로 측정하는 방법이 꾸준히 연구되어 왔고, 이 중 가장 대표적인 방법이 자동유량측정 방법이다. 그러나 자동유량측정 방법은 유량을 연속으로 측정할 수 있다는 장점에 반해 측정된 유량의 정확도를 높이기가 매우 어렵다는 단점도 가지고 있다. 계측 자체의 기술적 한계는 주로 계측기기적인 문제로 이는 전자기, 통신 기술 등 첨단 기술의 발전과 함께 다양한 현장 시험을 통해 폭넓은 개선이 이루어지고 있다. 그러나 아직 기술적 완성도가 완전하지 못한 현실에서, 현재 설치되어 있는 자동유량측정 유량자료의 신뢰도를 높이기 위해서는 각각의 계측 시점에서 자료가 정상적으로 산정되고 있는지에 대한 검정이 필요하고, 이는 자동유량측정 자료의 정확도 확보에 매우 중요한 관건으로 작용할 수밖에 없다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 조석성분과 유출성분을 분리하여 예측하는 방법을 새롭게 개발 적용하였다. 자료는 자료의 시간해상도 증감에 따른 실제 예측의 정확도 증감을 고려하여 가장 적절하다고 판단되는 시자료를 사용하였으며, 자료간 상관을 분석하여 주 입력 자료로 팔당댐 방류량, 한강대교 지점 수위, 전류 수위를 이용하였다. 모형의 예측 능력을 극대화하기 위하여 조석 영향을 받는 자료의 경우는 웨이블릿 변환(wavelet transform)을 이용하여 순수 유출성분과 조위성분을 분리하여 별도로 적용하였다. 그리고 예측을 위한 모형은 실시간 자료기반 모형으로 그 안정성이 인정된 서포트벡터머신(support vector machine)을 이용하였다. 이러한 과정을 통해 한강대교 지점의 순수 유출성분과 조위성분의 유량을 각각 예측한 후 두 결과를 합성하여 최종 한강 대교 지점의 유량을 산정하였다. 조석성분을 분리하여 한강대교 지점의 유량을 예측한 결과 대부분의 예측치가 95% 예측구간에 포함되었다. 그리고 조석성분을 분리하지 않은 모형과 조석성분을 분리한 모형의 예측 능력을 비교한 결과, 조석성분을 분리한 모형이 예측이 정확도가 높았다. RMSE의 경우 분리하지 않은 모형대비 23%의 예측오차가 감소하였고, NSC의 경우 0.92에서 0.95로 예측의 정확도가 증가하였다.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.89-96
• /
• 2007

The tunnel measurement data such as deficiency quantity, outbreak quantity, inner displacement and crown settlement are very important elements in tunnel sites under construction and obtained mostly by displacement gauge and total station. However, it is difficult and dangerous to install targets or measurement equipments on the points in tunnel construction site and also we need several persons to work in the tunnel. Non-prism total station with remote control system which is developed recently has various efficient functions for tunnel measurement. Therefore, for efficient tunnel measurement, this study suggested one person surveying system which consisted of non-prism total station and notebook PC to control total station remotely, and we evaluated the suggested tunnel measurement system. In this study, the tunnel site under construction was chosen as the test field and tunnel surveying was done by existing surveying method and suggested method separately. As result of the test, we analyzed processing time and accuracy to demonstrate the superiority of suggested one person non-prism surveying system.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.25 no.9
• /
• pp.45-55
• /
• 2009

The quality of railroad trackbed fills has been controlled by field measurements of density and bearing resistance of plate-load tests. The control measures are compatible with the design procedures whose design parameter is $k_{30}$ for both ordinary-speed railways and high-speed railways. However, one of fatal flaws of the design procedures is that there are no simple laboratory measurement procedures for the design parameters ($k_{30}$ or, $E_{v2}$ and $E_{v2}/E_{v1}$) in design stage. To overcome the defect, the compressional wave velocity was adopted as a control measure, in parallel with the advent of the new design procedure, and its measurement technique was proposed in the preliminary investigation. The key concept of the quality control procedure is that the target value for field compaction control is the compressional wave velocity determined at optimum moisture content using modified compaction test, and direct-arrival method is used for the field measurements during construction, which is simple and reliable enough for practice engineers to access. This direct-arrival method is well-suited for such a shallow and homogeneous fill lift in terms of applicability and cost effectiveness. The sensitivity of direct-arrival test results according to the compaction quality was demonstrated at a test site, and it was concluded that compressional wave velocity can be effectively used as quality control measure. The experimental background far the companion study (Park et al., 2009) was established through field and laboratory measurements of the compressional wave velocity.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.27 no.5
• /
• pp.120-129
• /
• 2023

Hanger cable tension is a major response that can determine the integrity and safety of suspension bridges. In general, the vibration method is used to estimate hanger cable tension on operational suspension bridges. It measures natural frequencies from hanger cables and indirectly estimates tension using the geometry conditions of the hanger cables. This study estimated the hanger cable tension of the Palyeong Bridge using a vision-based system. The vision-based system used digital camcorders and tripods considering the convenience and economic efficiency of measurement. Measuring the natural frequencies for high-order modes required for the vibration method is difficult because the hanger cable response measured using the vision-based system is displacement-based. Therefore, this study proposed a back analysis technique for estimating tension using the natural frequencies of low-order modes. Optimization for the back analysis technique was performed by defining the difference between the natural frequencies of hanger cables measured in the field and those calculated using finite element analysis as the objective function. The direct search method that does not require the partial derivatives of the objective function was applied as the optimization method. The reliability and accuracy of the back analysis technique were verified by comparing the tension calculated using the method with that estimated using the vibration method. Tension was accurately estimated using the natural frequencies of low-order modes by applying the back analysis technique.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.237-242
• /
• 1998

The goal of this work was to optimize the liquid scintillation counting techniques for the determination of C-14 in environmental samples such as biological and air samples. Carbon-14 activities in most environmental samples were measured with direct $CO_2$ absorption method. The highest figure of merit was found through the variation of Carbosorb $E^{TM}$ and Permatluor $V^{TM}$ ratio, in the measurement windows. The best condition was 1:1 volume ratio. Average 2.35 g of $CO_2$ was reproducibly absorbed in the 20 ml mixture within 40 min. The counting efficiency determined by repeated analysis of NIST oxalic acid standard and the background count rate were measured to be $58.8{\pm}1.4%$ and $1.88{\pm}0.06\;cpm$, respectively in case of saturated solution. The correction curves of counting efficiency for partially saturated solutions and for saturated solutions with quenching were prepared, respectively. The overall uncertainty of the sample specific activity for near background levels was estimated to be about 7 % for 4 hours counting at 95 % confidence level. The long-term stability of samples has been checked for all the counting techniques over a two week periods, and no apparent change in counting efficiency and background level was found at that time.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.429-429
• /
• 2021

2019년 발생한 인천광역시 붉은 수돗물 사태로 급수구역에 포함된 26만 1천 세대, 63만 5천 명이 직·간접적인 피해를 입은 바 있다. 경제적 피해액으로 추정할 경우 최소 1,280억 원 이상으로 보고된 바 있으며, 이와 같은 상수관망의 수질사고 확산은 장기간 동안 시민의 건강과 생활환경 수준을 저하시킨다. 따라서 상수도시스템의 수질사고확산 모델링 및 방지기술을 통한 수질안전성의 재확인이 필요하며, 이것은 상수도시스템의 지속가능성을 높여 국민이 체감하는 물 환경 수준 제고에 기여가 가능하다. 관망 내 수질해석을 직접적으로 수행하는 모델은 국외적으로 다양하게 개발(PODDS, EPANET-MSX, EPANET2.2 등)된 바 있으나 검·보정을 위한 수질측정 자료 부족 등으로 적용이 제한적이라는 한계가 현재에도 존재한다. 이를 보완하기 위해 수질자료에 비해 그 양이 많고 획득방법이 상대적으로 수월한 수리학적 계측자료 및 해석결과를 활용한 관로 내 체류시간 등을 활용한 연구가 수행된 바 있다. 그러나 이와 같은 수리학적 해석 결과를 활용하는 경우에도 계측자료를 기반으로 한 수리학적 검·보정은 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 관로 내 체류시간에 직접적인 영향을 미치는 유량 및 유속자료를 중심으로 수리학적 관망해석의 결과를 최적 검·보정하는 방법론을 제안하였다. 기존 상수관망 수리해석의 검·보정은 일부 지점에서 수압을 측정하고, 수리해석 결과로 도출되는 해당 지점의 수압이 실측된 결과와 유사하도록 관로의 유속계수를 적절히 보정하는 형태로 진행되었다. 그러나 본 연구에서는 관로유량과 유속자료의 목적함수 내 가중치를 수압자료보다 크게 설정하여 체류시간 중심의 검·보정이 수행될 수 있도록 하였으며, 검·보정 대상인자 역시 대수용가의 수요량, 수요패턴, 그리고 관로유속계수로 확장된 모형을 구축하였다. 최적화 기법으로는 메타휴리스틱 기법중 하나인 화음탐색법을 활용하였다. EPANET 2.2 Toolkit과 Visual Basic .Net을 연계하여 프로그래밍하였으며, 개발된 모형을 실제 지방상수도 시스템에 적용하여 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Railway
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.203-210
• /
• 2008

Since hub wheel BLDC Motor consisted of wheel and BLDCM (Brushless DC Motor) without gear reducer has high efficiency and low operation noise, it can be utilized to a driving wheel at some light rail systems. However, installing sensors for speedometer on a Hub-Wheel motor is not easy, so it requires a different speed control mechanism method for speed measurement. This paper introduces a speed control method based on simple mathematical model which uses discrete Kalman Filter to estimate and control the speed of the motor.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.96-96
• /
• 2021

수문기상인자 중 하나인 증발산량은 수자원 계획 및 관리 시 고려되며, 특히 물수지 모형 등의 입력자료로 활용된다. 우리나라를 포함한 각국 기상청 및 국제기구에서는 직접 관측이 아닌 FAO56 Penman-Monteith(PM)을 통해 증발산량을 산출하고 있다. FAO56 PM 방법은 복사(radiation), 대기온도(air temperature), 습도(humidity), 풍속(wind speed) 등의 기상인자로부터 기준증발산량(reference evapotransipiration)을 추정하며, 상대적으로 높은 정확성을 보여준다. 그러나 FAO56 PM 방법은 많은 기상인자를 요구하므로 미계측 유역을 포함한 일부지역에 대한 증발산량 자료 구축이 어려운 실정이다. 또한, 기준증발산량의 특성이 시간에 따라 변화하므로 비정상성(nonstationary)을 고려한 분석이 요구된다. 본 연구에서는 온도인자 기반의 대체모형(surrogate model)을 개발하여 기준증발산량의 비정상성을 고려하고자 한다. 한강유역에 위치한 관측소를 대상으로 모형을 개발하였으며, 시간에 따라 변동하는 기준증발산량의 특성을 고려하기 위해 Bayesian 추론기법을 통해 매개변수를 시간에 따라 추정하였다. 또한, 본 연구에서는 대체모형으로 산정된 증발산량을 활용해 가뭄지수인 EDDI(evaporative demand drought index)를 제시하였다. 가뭄 모니터링 및 조기 경보 안내를 위해 개발된 EDDI를 활용하여 기존 가뭄보다 빠르게 진행되는 초단기 가뭄(flash drought)를 평가하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 미계측 지역에서도 적용이 가능하므로 수자원분야에서 활용성이 높을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
• /
• 2003.09a
• /
• pp.442-446
• /
• 2003

연약지반으로 분류되는 조간대 퇴적층의 연구는 제한적인 시추자료에 의존하고 있다. 비파괴 지반조사 방법은 시추자료에서 획득할 수 없는 지층의 측방변화와 지질 이상대를 확인할 수 있는 대안이 될 수 있다. 지구물리탐사 방법은 현장 토질조사와 같이 직접적인 지반조사 방법과 병행할 경우 지반을 이해하는데 있어 한층 나은 결과를 얻을 수 있다. 부산신항 배후부지 조성지역에서 매질의 상이한 특성에 기초한 비파괴 지반조사 방법으로 이용되는 지구물리탐사를 실시하였다. 각 탐사의 결과는 서로 유사한 지층경계를 나타내며, 시추와 매립공사의 결과와도 일치한다. 또한 계측을 위해 매설된 침하판이나 매설관로의 탐지, 압밀차이에 의한 부등 침하의 측방변화 등과 같이 시추조사에서 인지하기 어려운 부분에 대한 정보를 제공하고 있다.