• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2022.11a
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• pp.255-256
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• 2022

자율운항선박 육상원격제어사의 육상원격제어능력은 자율운항선박의 안전 운항 달성에 중요한 요소 중 하나이다. 특히 화재, 침수와 같은 비상상황은 긴밀한 대처를 필요로 하며, 선박에 자율화된 대응 시스템이 있다 하더라도 육상원격제어사의 비상상황 대응능력은 중요도가 높은 원격제어능력이라 할 수 있다. 하지만 육상원격제어사의 능력에 대한 연구는 대부분 선박조종능력에 편향된 경향을 보이며 선박조종 이외의 비상상황대처에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구는 자율운항선박의 비상상황에 대한 육상원격제어사의 대처능력을 평가하기 위한 방법으로써 행동기반 비상대응능력 평가 모델을 개념화하여 제시하였다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 2009.08a
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• pp.40-44
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• 2009

지하구는 도시의 신경망이라 할 수 있는 통신, 전력, 상수도, 난방, 쓰레기 처리시설 등 도시 운용/관리를 위한 주요시설물을 안전하게 수용하고, 유지 관리하기 위한 시설로 IT기술을 이용하여 수용된 시설을 효과적으로 유지/관리하고, 재난으로부터 안전하게 보호함과 동시에 최소의 비용과 에너지로 수용된 시설물을 유지관리하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 지하구(공동구, 통신구, 전력구)의 운용 및 유지관리와 지하구에서 발생될 수 있는 각종 재난에 대응하기 위한 지하구 운용 및 유지관리에 대해 알아보고, 지하구 내부에 수용된 시설물을 효과적으로 유지관리하고 재난에 신속히 대응하기 위한 지하구 환경모니터링 시스템에 대해 기술 하고자 한다. 지하구 환경모니터링 시스템은 지하구 내부에는 전력, 상수도, 통신, 난방 등 다양한 시설물이 수용되어 있으며, 이러한 시설물의 부식, 고장 등으로부터 보호하기 위해 지하구내부의 환기시스템의 송풍기와 지하수와 기상재해로 인한 지하구 및 수용시설물의 침수를 막기 위한 양수펌프에 대해 실시간 상태모니터링 통해 송풍기 및 펌프의 고장여부를 판단하여 관리자에게 알림으로써 관리자가 신속하게 대응 할 수 있도록 하였다. 송풍기의 제어는 지하의 내부와 외부에 설치된 온/습도 센서를 통해 지하구 내부환경을 최적으로 유지할 수 있도록 함으로써 쾌적한 지하 내부환경 유지하고, 급/배기가 필요할 경우에만 송풍기를 가동함으로써 에너지를 절약 할 수 있으며, 화재, 침수 등에 대한 재난시 환풍기의 급/배기, 정지 등을 신속하게 제어할 수 있도록 하였다. 또한 지하구내부에서 발생된 재난을 유/무선을 이용하여 신속하게 지하구 주변의 장치(U-Pole 또는 통합컨트롤러)를 통해 경보를 전파함으로써 주변 시민들이 안전하게 대피할 수 있도록 하였다. 그리고 지하구 환경모니터링 시스템을 검증하기 위해 실제 지하구 및 실험실에 시스템 및 Test Board을 설치하여 운용시험을 실시 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.5-5
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• 2016

기후변화에 따른 수환경의 변화로 도시홍수로 인한 인명 및 재산피해가 증가하여 도시홍수에 대한 중요성이 급격히 부각되는 상황이지만 국내에서는 도시 내배수 시스템의 선진화기술 구축 및 그와 관련된 연구는 미흡한 실정일 뿐만 아니라 효과적인 침수 저감도 어려운 실정이다. 도시지역에서의 내수침수를 효과적으로 방어할 수 있는 구조적, 비구조적 홍수방어 대책의 수립이 시급한 실정이다. 현재 기존의 도시침수 저감 대책들은 유하시설의 용량 증설 및 통수능 확보를 초점으로 하는 구조적인 대책에 머물러 있으며, 유하시설 위주의 대책은 하류에서의 더 큰 홍수를 발생시킬 위험이 있다. 기존 내배수시설의 전체적인 확장은 막대한 예산과 시간을 필요로 할 뿐만 아니라 지구온난화로 인한 이상기후 및 국지성 집중호우에 완벽하게 대응하기 곤란하므로 구조적인 대책과 더불어 집중호우에 대비할 수 있도록 각 시설물의 기능 및 경제성을 최대로 하며 방재성능을 향상시킬 수 있는 비구조적인 대책이 동시에 수립되어야 한다. 본 연구에서는 비구조적인 대책 중 하나로 빗물펌프장 및 빗물저류조의 연계운영에 초점을 맞추었다. 모니터링 지점을 선정하여 빗물저류조의 추가저류공간을 확보하는 운영을 실시하고 빗물 펌프장 유수지의 수위를 낮추어 내수침수를 저감시킬 수 있는 방법을 제안하였다. 기존의 운영과 본 연구에서 제안한 연계운영을 비교하고 효과를 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.19-19
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• 2023

최근 기후변화에 의해 단기간에 많은 양의 집중호우가 발생하여 도시지역의 침수 피해가 증가하고 있다. 이에 도시지역의 홍수 피해 해결을 위해 도심지 홍수 발생 시 홍수정도 및 상황을 파악할 수 있는 장비가 개발되었으나, 실용화 단계까지는 진행이 미흡한 상황이다. 또한 기존 도시지역 홍수 현상 및 원인을 분석하기 위해 수치모형을 활용하고 있으나, 우수관망의 노후화 및 초기 강우패턴 적용에 대한 정확한 해석결과의 어려워 활용성이 낮다. 또한 홍수정도와 발생상황 인지를 위한 계측 장비의 개발 연구는 지속적으로 진행되고 있으나, 계측 장비의 높은 가격으로 전국적으로 설치 할 수 없는 상황으로 이를 대응하기 위한 별도의 방안 마련이 필요한 실정이다. 이를 위해 본 과제에서는 고성능·저비용 계측센서를 개발하여 실용화 가능성을 높이고, 전국에 산재되어있는 CCTV(교통상황, 방법용 등)의 영상을 활용한 침수상황 인지 기술 개발, 계측 데이터와 모니터링 데이터의 활용을 위한 빅데이터 개방 플랫폼을 구축하여, 상습 침수지역에 대해 실시간 감시가 가능한 계측 시스템의 정형 데이터와 CCTV 및 영상 등 모니터링 장비의 비정형 데이터의 분석 기술을 결합한 새로운 도심지 홍수 감시 기술의 개발을 목표로 한다. 이를 위해 본 연구 1차년도에 지표면 침수심 계측센서와 우수관망 월류심 계측센서를 개발하였으며, 2차년도에는개발된 계측센서의 현장실증을 통해 데이터를 수집한다. 수집된 계측센서 데이터와 비정형(CCTV 영상) 데이터의 AI학습을 통해 분석된 침수심, 침수범위, 침수면적 데이터는 도심지 홍수 정보 프로그램을 통해 표출되며, 최종적으로는 현장 상황을 쉽게 파악 가능한 3D 레이어의 형식으로 표출하고자 한다. 추후 도심지 홍수 정보 프로그램을 통해 표출되는 3D 레이어는 환경부가 추진하는 DT(Digital Twin) 연계 인공지능(AI) 홍수예보 사업과의 연계 시 도심지 홍수 지도 구축을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.114-114
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• 2015

최근 기후변화로 인해 지구촌 곳곳은 이전에 경험하지 못한 극한 홍수재해로 몸살을 앓고 있다. 2011년 태국에서는 짜오프라야강 범람으로 국토의 70% 이상이 침수되었고, 2013년 인도 북부지역에서는 갠지스강 및 지류의 범람, 산사태, 가옥붕괴 등으로 1,000여명이 숨지고 관광객 및 순례객 7만여명의 발이 묶이는 피해가 발생하였으며, 2014년 발칸반도에서는 120년만의 폭우로 인하여 30여명이 사망하고 100만명의 이재민이 발생하였다. 국내의 경우 2011년 수도권을 중심으로 하루에 300mm가 넘는 기록적 호우가 쏟아지면서 주택과 도로의 침수, 산사태 등으로 많은 인명 및 재산피해가 발생하였다. 또한 2014년 8월 경남 부산지역에는 시간당 130mm가 넘는 국지성 호우에 따른 산사태, 침수 등으로 도심기능이 마비되는 피해가 발생하기도 하였다. 이처럼 대부분의 자연재난은 태풍 및 집중호우 등 물재해로 발생하고 있으며, 국내의 경우 2012년 전체 자연재난의 95.6%, 2013년 전체 자연재난의 93%를 물재해가 차지하였다. 이에 구조적 비구조적 홍수 재해 저감대책 수립 및 시행 등 지속적인 물관리 노력으로 대하천에서 발생하는 홍수피해는 크게 감소하였으나, 지자체를 중심으로 운영 관리되고 있는 중소하천에서의 피해는 오히려 점차 증가하고 있다. 조사에 따르면 최근 5년간(2007~2011) 홍수피해의 98% 이상이 중소하천을 중심으로 발생한 것으로 발표된 바 있다. 특히 지자체의 경우 전문인력 및 기술력 부족, 열악한 재정 등으로 피해가 반복되고 있는 실정이다. 이에 따라 중소하천과 같이 소외된 지역의 물복지 향상을 위해서는 홍수재해 상황에 신속하고 효과적으로 대응하기 위한 과학적 체계적인 선진 홍수재해 관리체계의 구축이 요구되는 바이다. 이에 물관리 전문기관인 K-water에서는 지난 2010년부터 ICT기반의 우수한 물관리 기술력과 홍수대응 Know-How를 활용하여 '지자체 맞춤형 홍수재해관리시스템' 구축을 지원하고 있다. 본 시스템은 상 하류의 다양한 재난 정보를 수집 통합하고, 수집된 정보를 활용한 홍수분석을 통해 예방적 재난대응 체계를 구축하는 것으로, K-water는 지난 2010년 남원시를 시작으로 무주군, 군산시, 진안군 등의 시스템 구축을 지원하고 있다. 재난은 복구보다 예방이 우선되어야 함은 모두 다 아는 사실이지만 예산문제 등으로 항상 소 잃고 외양간 고치는 일이 아직까지 반복되고 있다. K-water는 물관리 전문 공기업으로써의 역할을 다하고, 예방 위주의 재난관리 체계 마련을 위해 '지자체 맞춤형 홍수재해관리시스템' 구축 지원을 지속적으로 확대해 나갈 것이다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.43 no.5
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• pp.587-599
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• 2023

As climate change increasesthe frequency and risk of flooding in major cities around theworld, the importance ofsimulation technology that can quickly and accurately analyze high-resolution 2D flooding information in large-scale areasis emerging. The physically-based approaches based on the Shallow Water Equations (SWE) often requires huge computer resources hindering high-resolution flood prediction. This study investigated the theoretical background of Weighted Cellular Automata 2D (WCA2D), which simulates spatio-temporal changes offlooding using transition rules and weight-based system, and assessed feasibility to simulate pluvial flooding in the urbancatchment, theOncheon-cheon catchmentinBusan, SouthKorea.Inaddition,the computation performancewas compared by applying versions using OpenComputing Language (OpenCL) andOpenMulti-Processing (OpenMP) parallel computing techniques. Simulationresultsshowed that the maximuminundation depthmap by theWCA2Dmodel cansimilarly reproduce historical inundation maps. Also, it can precisely simulate spatio-temporal changes of flooding extent in the urban catchment with complex topographic characteristics. For computation efficiency, parallel computing schemes, theOpenCLandOpenMP, improved the computation by about 8~14 and 5~6 folds respectively, compared to the sequential computation.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2019.11a
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• pp.170-172
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• 2019

최근 우리나라에서는 해양사고의 효과적인 예방을 위하여 구축 중인 한국형 e-Navigation SV20-선내시스템 원격모니터링 서비스에서는 복원성, 화재, 침수, 과도경사, 항해장비의 이상과 같이 선박의 안전 운항과 직접적으로 관련이 있는 선박의 센서들을 수집, 분석하여 이상 상태와 긴급상황을 자동으로 식별하여 안전운항을 지원하는 기능이 있다. IMO 선박안전관리 시스템의 경우 선원의 인적 과실에 의한 해상에서 안전 및 해양환경 보호를 위한 핵심 요소로서 우리나라는 SOLAS 협약 제9장(선박의 안전운항을 위한 관리)및 ISM CODE를 1999년 2월 해사안전법에 수용하여 2002. 7. 1.부터 단계적으로 시행하고 있다. 이 연구에서는 이 둘의 융합 개념의 기술적 결합을 통한 체계적이고 자동화적으로 선박에서의 안전관리 능력을 제고하여 안전 사고 발생을 최소화 할 수 있는 여러 가지 시스템과 더불어 사고 발생시 효율적으로 대응할 수 있는 표준 토폴로지 기반 UI 및 항차 기반 위기대응 가이던스를 개발 하고자 한다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.38 no.3
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• pp.107-116
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• 2001

Any small leakages in the submarines could lead to the serious consecutive damages since it operates under high water pressure. Such leakages including damages of pipe and hull itself eventually could incur humane casualties and loss of expensive properties as well as the loss of combat capabilities. In this paper, knowledge based decision system is developed. The domain knowledge is acquired from document of submarine design, design expertise and interview with operator. Damages of hull itself and pipes are treated and decision is recommended whether to stay in the sea or to be blowing, for instance.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.267-267
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• 2016

Extreme events, such as Winnie(1987), Rusa(2002), Maemi(2003) at sea-side urban area, resulted not only economic losses but also life losses. The Korean sea-side characterisitcs are so complicated thar the prediction of sea level rise makes difficult. Geomophologically, Korean pennisula sits on the rim of the Pacific mantle so the sea level is sensitive to the surges due to earth quake, typoon and abnormal climate changes. These environmetns require closer investigation for the preparing the inundatioin due to the sea level rise with customized prediction for local basin. The goal of this research is provide the information of inundation risk so the sea side urban basin could be more safe from the natural water disastesr.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.354-354
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• 2021

2020년은 장마기간이 49일간 지속됨에 따라 침수, 산사태 등 많은 홍수피해가 발생하였다. 특히 서울에서는 한강 본류의 수위가 급격하게 증가함에 따라 둔치 및 도로 침수 피해가 발생하였다. 이처럼 하천의 수위증가로 인한 홍수피해에 대응하기 위해 홍수통제소 및 기초지자체에서는 홍수특보를 발령한다. 이 홍수특보는 수위관측소 지점별 계획홍수량의 50 %, 70 % 이상의 홍수량이 발생할 경우 홍수주의보와 홍수경보가 발령되며, 이 기준은 각 권역별로 동일하다. 하지만 2017년 의정부시에서는 중랑천 수위증가로 인해 주변 지역에 침수피해가 발생하였지만, 이때 홍수량은 계획홍수량 대비 약 30 %에 불과하였다. 이처럼 한강권역 내 하천수위 증가로 인한 홍수피해는 계획홍수량의 50 % 이내에서 발생하기도 한다. 이에 본 연구에서는 한강권역을 대상으로 현재 2단계로 발령되는 홍수특보를 3단계로 세분화하고자 하였다. 단계별 홍수량 위험기준을 산정하기 위해 과거 홍수피해 발생 이력이 있는 한강권역 내 43개의 수위관측소 지점을 선정하였으며, 지점별 홍수기 동안의 홍수량 및 피해액 자료를 수집하였다. 각 단계별 홍수량 기준을 산정하기 위해서는 로지스틱 회귀분석 방법을 활용하여 피해발생 확률을 산정하였다. 1단계 기준은 계획홍수량 대비 홍수량 비율과 홍수피해 발생여부를 고려한 이항 로지스틱 회귀분석 모델을 구축한 후 3계 도함수에 적용하여 홍수피해 발생확률이 급격하게 증가하는 특이점을 산정하였다. 2단계와 3단계 기준은 다항 로지스틱 회귀분석 중 계층형 로지스틱 회귀분석을 활용하여 지점별 피해액 비율이 60 ~ 80 %, 80 ~ 100 % 구간에 속할 확률을 산정하고, 1단계와 동일한 방법으로 특이점을 산정하였다. 그 결과 지점별로 기존 제공되고 있는 홍수특보 기준을 과거 발생한 홍수피해를 고려하여 세분화할 수 있었으며, 이 결과는 지역별 홍수피해 저감대책에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.