• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.383-383
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• 2023

오늘날 수문학 분야에서는 유역에 대한 강우-유출 시뮬레이션을 머신 러닝(ML: Machine Learning)을 활용하여 다양한 연구를 실행하고 있다. 본 연구에서는 시간별 강우-유출 예측 모델인 GR4H(Génie Rural à 4 paramètres Horaires)를 사용하여 충주댐 유역을 대상으로 연구를 수행하였다. 유역의 속성에 따라서 모델의 성능이 어떻게 달라지는지 비교하여 특성에 맞는 모델을 알아내고. 또한 이 과정에서 기상 및 유출 데이터의 보정 길이를 가지고 어느 정도의 데이터 기간이 모델에서 좋은 성능을 보이는지 파악하였다. 뿐만 아니라 모델에 필요한 선행기간의 데이터가 있는 경우와 없는 경우를 비교하여 어떠한 차이를 보이는지, 그리고 선행기간은 얼마나 필요한지 연구를 통하여 알아냈다. 본 연구를 통하여 충주댐 유역에 대한 모델의 적용성 및 성능을 파악하고 수문 모형 구축에 제한이 있는 유역에 대해서도 사용이 가능한지 판단한다. 실험 유역의 관측 값을 모델에 입력한 후 각 모델에 해당하는 매개변수의 최적값을 찾아내는 과정을 거쳐 시뮬레이션을실 행했다. 본 연구에서 사용한 강우-유출 모델인 GR4H는 프랑스의 INRAE-Antony(Institut National de la recherche agronomique-Antony)에서 만들어진 airGR의 일종으로, 시간별 강우-유출 예측을 위해 개발된 공정 기반(process-based)의 집중적, 개념적 수문학 모델이다. 4개의 매개변수(parameter)가 있으며 이는 유역의 특정 속성을 나타낸다. GR4H를 시뮬레이션 하는 과정에서 매개변수의 최적화를 위해 적절한 보정 길이를 파악하여야 한다. 이러한 과정은 4년, 5년, 6년 등 1년씩 데이터의 양을 늘려가며 매개변수를 최적화한다. 이 과정에서 기상 및 유출 데이터의 적절한 보정 길이를 찾아낸다. 시뮬레이션을 통해 얻은 데이터를 관측 값과 비교하여 모델의 성능을 평가하고 다른 관측 값을 통해 시뮬레이션을 실행하여 검증을 거친다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.359-359
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• 2021

기후변화로 인한 강수량의 지역별, 계절별 불균형은 홍수로 인한 하천 범람피해뿐만 아니라 하천의 건천화로 인한 수생태, 수질, 경관 저해 등의 피해를 야기하고 있다. 이와 같은 기후변화로 인한 수자원의 영향을 평가하기 위해 기상 현상을 재현하고 예측하기 위한 기후모형과 이와 연계하여 지표의 수문 순환과 에너지 순환과정을 모의할 수 있는 지표수문모형의 필요성이 대두되고 있다. 그러나, 하천유출에 대한 모니터링시스템 체계를 구축하기 위해 지표수문모형을 사용하여 하천의 장기유출을 모의하는 시도는 국내에서는 아직 일반화되지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 횡방향 유출흐름 모의가 가능하도록 개선된 격자형 지표수문모형인 Common Land Model(CoLM)의 우리나라 하천유역에 대한 장기하천유출 모의 적용성을 확인하고자 한다. 이를 위하여 4대강(한강, 낙동강, 금강, 섬진강)의 자연유역을 대상으로 주요 댐 상류유역에 대하여 CoLM이 필요로 하는 지표경계조건자료와 기상입력자료를 구축하고 모형의 주요 매개변수에 대한 검보정을 수행하여 각 지점별 최적의 장기하천유출 모의결과를 도출하고자 한다. CoLM의 지표경계조건자료 구축을 위해서는 고해상도의 인공위성자료 및 지점측정자료를 수집하고, 기상입력자료 구축을 위해서는 기상청에서 제공하는 기상자료를 수집하여, 모형의 계산시간 및 지역예보모델에 많이 사용되고 있는 공간해상도를 고려한 모형의 입력자료는 30km 계산 격자망 자료로 구축될 예정이다. CoLM의 모의성능 평가 및 결과분석을 위해 총 30년(1990-2019) 기간에 대한 모의결과 중, 초기 10년은 초기조건 수립을 위한 안정화 기간으로 제외하고, 다음 10년(2000~2009)은 보정기간으로 설정하고 마지막 10년(2010~2019)은 검정기간으로 설정하여 지표수문모형의 장기하천유출모의 적용성이 평가될 예정이다. 본 논문의 결과는 향후 우리나라 주요 유역에 대해 이상기후로 인한 하천 수자원 및 수생태의 영향을 분석하고, 하천의 건천화 대책 수립 등에 대한 기초정보를 제공할 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권4호
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• pp.696-702
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• 2014

본 연구는 지속가능한 산림관리를 위한 산림경영인증림과 비인증림에서 생산된 펄프재의 가격차별화 방안을 합리적으로 제시하기 위해 수행하였다. 홍천과 인제, 신남지역의 산림경영인증림을 대상으로 투자비용과 목재가격을 조사하여 복리산식, 지불의사금액, 가격민감성분석을 실시하였다. 복리산식의 경우, 펄프재의 원가는 각 지역의 평균 $m^3$당 펄프재가격을 사용하였으며, 원금은 $m^3$당 펄프재가격에 투자비용을 합산하였다. 이율은 2~6%까지 적용해 보았으며, 투자 후 경과기간은 5년까지 계산하였다. 지불의사금액과 가격민감성분석은 설문분석을 통해 값을 도출하였다. 복리산식에서 이율 2%로 적용 시 경과기간 3년의 값과 이율 5~6%적용 시 경과기간을 1년으로 주어진 값이 추가 지불의사금액 5%와 가격민감성분석의 방법으로 도출된 최적가격 값과 유사한 결과 값으로 나타났으며 홍천, 인제, 신남지역에서 모두 결과 값이 동일한 패턴으로 나타났다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제5권1호
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• pp.87-111
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• 1995

이 논문은 집행당국의 제한된 집행예산속에서 환경법규 위반기업을 적발하고 준수를 유도할 보다 효율적 집행제도로서 차별규제방식이 단순규제방식에 비해서 효율적임을 현행 한국의 초과배출부과금제도에 적용해 실증적으로 보여주고자 하였다. 위반기업들의 최적위반일수를 비교한 실증분석 결과에 의하면 총 65개 오염방지 시설중 단위기간 M=78 일의 경우 단순규제방식하에서 78일 위반시설은 28개, 1-77일사이 위반시설은 13개시설이었다. 차별규제방식하에서 78일 위반시설은 16개 시설이며 1-77일사이 위반시설은 23개시설로 늘어났다. 이같은 현상은 단위기간 M=52일, 39일의 경우 두 규제방식을 비교할 경우도 비슷한 결과를 보였다. 그러므로 차별규제방식이 단순규제방식에 비하여 상대적으로 효과적인 규제방식임을 확인할 수 있었다. 하지만 차별규제방식하에서도 최대한 위반하는 것이 유리한 선택임을 보여주는 상당한 업소들이 존재하였다. 그러므로 차별규제방식도 그룹별로 법규를 차등적용하는 유인은 있지만 궁극적으로는 직접규제의 일종이므로 직접규제의 근본적 문제점을 내포하고 있다. 따라서 현제도를 급격히 바꾸는 것은 현설 여건상 어려우므로 그 중간단계로서 차별규제방식으로 나아가는 것이 필요하다. 그러나 장기적으로는 총량규제방식으로의 전환이나 오염물질량에 비례한 배출부과금제도 오염배출권 거래제도 등과 같은 경제적 효율성을 갖춘 제도로 나아가야 할 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제80권4호
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• pp.427-435
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• 1991

삼림수확계획(森林收穫計劃)을 위한 선형계획법(線型計劃法)(LP)의 적용성(適用性)은 이미 널리 알려져 있다. 본 연구(硏究)에서는 삼림경영(森林經營) 계획기간(計劃期間) 10년 동안 보적수확량(保積收穫量)의 시간적(時間的), 공간적(空間的) 최적배분(最適配分)을 위하여 시뮬레이션과 선형계획법(線型計劃法)을 사용하였다. 수확표수치(收穫表數値)를 이용하여 수종별(樹種別) 생장방정식(生長方程式)을 유도했고 시뮬레이션 모형(模型)에 유도된 생장방정식(生長方程式)을 포함시켜 계획기간(計劃期間)동안 잣나무임분(林分)의 축적변동상황(蓄積變動狀況)을 추정(推定)하였다. 이것은 LP모형의 기초 data가 되며 고전적(古典的) 수확조절방법(收穫調節方法)(Paulsen-Hundeshagen 공식법(公式法))에 의해 계산된 분기별(分期別) 수확재적(收穫材積)의 상한치(上限値)등이 LP모형구성에 포함되었다. 2년(年)을 1분기(分期)로 하여 계획기간(計劃期間) 10년(年)을 5분기(分期)로 나누었으며 본(本) 연구(硏究)에서 개발(開發)된 LP모형에 의해 연습림내(演習林內) 잣나무 임분(林分)의 보조소반별(補助小班別) 분기별(分期別) 최적수확(最適收穫) 계획(計劃)을 수립(樹立)하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.35-44
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• 2008

다수고객을 서비스하기 위한 설비의 입지선정문제는 현 기업환경 하에 많은 분야에서 광범위하게 응용되고 있는 실정이다. 본 논문은 사전 공개된 입지후보지와 관련비용을 근거로 하여 기업의 입장에서 이윤을 최대화하기 위한 입지선정문제를 다룬다. 고객은 도시공학 분야에서 잘 알려진4개의 도시공간구조 이론에 근거하여 분포시키고, 이러한 고객의 모든 수요를 만족시키면서 용량제약을 갖지 않는 매장의 입지를 선정한다. 시뮬레이션을 통해 각 도시공간형태별로 상이한 고객의 분포형태와 계층별 거주지역의 밀집도가 매장의 입지에 미치는 영향을 확인하고, 고객에게 제품을 직접 배송하는 형태의 매장을 가정함으로서 운송비의 변화와 각 모형별 입지와의 민감도를 확인한다. 또한 입지선정문제는 잘 알려진NP-hard 문제임에 따라 합리적인 시간에 근사 최적해를 도출하기 위하여 유전자 알고리즘을 적용하고, 인구가 지속해서 유입되는 상황과 인플레이션이 발생하는 현실 상황을 반영하여 기간의 변화에 따라 고객 수와 각종 비용요소를 확률적으로 변화시켜 도시 형태별로 다 기간에 걸친 최적의 설비 수와 위치를 결정할 수 있는 모델을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.545-552
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• 2006

본 연구에서는 노후관망의 최적개량 계획수립을 위한 의사결정모형을 개발하였다. 각각의 관거에 대한 개량계획을 수립하는 기존에 개발된 다른 모형과 달리 노후화된 상수관망을 소구역으로 구분하여 각 소구역의 개량계획을 수립하였다. 개발된 모형에서는 최적개량 의사결정을 위해 개량비용(교체비용, 갱생비용, 유지보수비용), 개선이익(펌프운영비 감소이익, 누수 감소이익) 및 수리학적 타당성을 고려하였다. 화음탐색법을 최적화기법으로 적용하였으며 수리학적 타당성 검토를 위해 수리해석 모형인 EPANET을 연계하였다. 대구시의 실제 상수도관망에 개발된 모형을 적용하였으며, 매설기간과 관의 종류에 의존하는 기존 방법과 달리 관의 내구성, 통수능, 비용 등을 고려하는 최적개량의사결정 시스템으로 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제22권6호
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• pp.485-493
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• 2006

본 연구는 최적 결합 방법을 이용하여 다른 시공간 특징을 가진 강수량 자료를 통합하는 것이다. 최적 결합 방법은 AWS 우량계 자료와 S-band RADAR 추정 강수량을 전 시간대의 자신의 평균 제곱 오차에 반비례 하도록 디자인 하였다. 훈련시간에 따른 적절한 최적 가중치를 결정하기 위하여, 훈련시간을 1-10시간까지 실험하기 위하여 긴 기간 동안 비가 지속되었던 장마 사례에 적용하였다. 최적 결합 강수량의 수평장은 훈련시간 2시간 이후부터는 평탄화된 구조를 보여주었고, 최적 결합 강수량은 참값으로 가정한 종관관측 강수량과 수평 구조 및 값의 크기가 잘 일치하였다. 이러한 결과는 최적결합 방법이 다양한 자료들을 이용하여 고해상도의 강수량을 생산하는 데 사용할 수 있다는 것을 제시한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.191-201
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• 2010

방파제는 인명 피해의 우려가 적은 구조물이기 때문에 주로 비용 최적화를 고려하여 설계한다. 하지만 대부분의 국내 방파제는 비용최적설계를 고려하지 않았다. 본 연구에서는 비용최적설계를 국내의 경사식 방파제에 적용하여 최적설계중량과 목표파괴확률 그리고 부분안전계수를 산정하였다. 사용한 방법은 PIANC Working Group 47의 Hans F. Burcharth and John D. Sorensen에 의해 개발된 것이다. 최적재현기간은 많은 경우에 50년으로 계산되었고 실질이자율이 높을 경우에 100년으로도 계산되었다. 최적재현기간에 해당하는 파괴확률과 기존 구조물의 신뢰성 해석에서 얻은 파괴확률을 사용하여 목표파괴확률을 제안하였다. 국내 설계기준인 초기한계상태의 최종적인 목표파괴확률은 약 60%이며 이에 상응하는 전체안전계수는 1.09이다. 이는 현행 설계법보다 9% 큰 공칭직경과 30% 큰 설계중량을 요구한다. 또한 비용최적설계를 고려한 부분안전계수를 산정하여 비용을 고려하지 않는 Level 2의 부분안전계수와 비교하였고 목표파괴확률이 40% 미만일 때 두 방법이 비교적 잘 일치함을 보였다.

• 한국축산식품학회:학술대회논문집
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• 한국축산식품학회 2005년도 정기총회 및 제35차 춘계 학술 발표대회
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• pp.317-321
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• 2005

본 연구결과, 콜레스테롤 제거 크림치즈를 만들기 위한 유지방 함량 36%의 크림의 콜레스테롤 제거 최적 조건은 adipic acid로 가교시킨 ${\beta}-CD$ 첨가량 10%, 교반온도 $20^{\circ}C$, 교반시간 30분, 교반속도 800rpm 이었으며, 이 때 콜레스테롤 제거율은 평균 91.42%로 나타났다. 가교화 ${\beta}-CD$ 처리 크림치즈의 관능검사 결과, 가교화 ${\beta}-CD$ 처리 크림치즈는 control과 powder ${\beta}-CD$ 처리한 크림치즈에 비해 저장 기간 동안 쓴맛의 증가가 거의 없었고, 빵에 발리는 정도도 매우 우수하였으며, 전체적인 기호도 또한 높았다. short-chain fatty acid의 경우 저장 기간이 지남에 따라 가교화 ${\beta}-CD$ 처리 크림치즈는 control과 powder ${\beta}-CD$ 처리한 크림치즈에 비해 저급 지방산 생성에 변화가 거의 없었다. 조직검사에서 가교화 ${\beta}-CD$ 처리 크림치즈는 저장 기간 동안 control에 비해 응집성, 탄력성, 점착성의 변화가 없으며 그 수치가 높게 평가되었다. 또한 가교화 ${\beta}-CD$의 재활용률은 97.82%로 매우 높게 나타났다. 위 실험 결과에 따르면, 가교화 ${\beta}-CD$는 콜레스테롤 제거율이 높으며, 제품에 적용 시 품질이 향상될 뿐만 아니라, 재활용률도 높아 이를 유가공 산업에 다양하게 활용이 가능할 것으로 기대된다.