확률론적 지진취약도 평가는 구조물 혹은 기기의 손상확률을 각 취약도 변수별 조합을 통해 이루어진다. 지진취약도로부터 구해지는 2개 이상 기기의 동시손상확률 계산은 기존에는 각 기기의 손상확률을 독립으로 가정해 왔다. 하지만 기기별 손상확률에 상관성이 있으며, 이를 평가한 결과 상관성에 따라 동시손상확률이 변화할 수 있는 결과를 보였다. 이 지진상관성을 무시하면 비보수적인 결과가 나오고 따라서 이를 고려해서 계산되어야 한다. 이 연구에서는 지진상관계수를 해석적으로 평가하기 위해 몇 가지 확률 변수를 선정하여 각 변수별로 혹은 통합하여 평가하고 그 차이를 비교했다. 그리고 단순화된 모델과, 복잡한 모델에 대한 상관계수 차이도 비교하였다. 이들 방법에 따른 상관계수의 결과와 차이를 분석했다. 그 결과 각 변수별로 평가하는 것과 통합하여 평가할 때 변수별 영향의 차이에 따라 상관성이 변화함을 확인하였고, 모델이 단순할수록 상관성이 높아짐을 확인하였다.
지진계수는 지진재해도 함께 지표면에서의 설계응답스펙트럼을 생성하는데 사용된다. 지진계수는 일반적으로 결정론적인 방법으로 도출되는 반면 지진재해도는 확률론적으로 계산되어 이들은 혼용될 수 없으나, 국내외 내진설계기준에서는 이들을 명확한 근거없이 혼용하고 있다. 이와 같은 근본적인 문제점을 해결하기 위해서 본 연구에서는 기존의 지진재해분석과 암반노두에서는 동일한 결과를 재현하되 지반응답해석 기능을 추가하여 토층에서의 부지증폭현상을 고려한 확률론적인 지진계수를 도출할 수 있는 신(新) 지진재해분석 기법을 적용하였다. 신(新) 지진재해분석 기법의 또다른 장점은 지반의 불확실성과 임의성을 합리적으로 고려할 수 있다는 점이다. 본 연구에서 계산된 확률론적 지진계수는 내진설계기준(II)과 국내에서 제안된 지진계수 세트들과 비교하여 차이점을 분석하였다. 비교 결과, 내진설계기준(II)과는 현격한 차이가 있는 반면, 또다른 지진계수와는 일부 지반분류에서만 차이가 나는 것으로 나타났다.
댐 지점(地點)에서의 저유량(抵流量)의 지속기간(持續期間)과 재현기간(再現期間)을 고려하여 저수지(貯水池)의 활용(活用) 저수용량(貯水容量)을 확률론적(確率論的)으로 결정하는 방법(方法)을 제안하였다. 확률론적(確率論的) 분석(分析)의 신뢰도를 제고시키기 위해 월유량(月流量) 자료계별(資料系別)의 모의발생(模擬發生)에 흔히 사용되는 모의모형(模擬模型) 중 Monte Carlo 모형(模型)과 Thomas Fiering 모형(模型)의 적합성(適合性)을 비교 검토하였으며 그 결과 월유량(月流量) 자료계열(資料系列)을 표준화(標準化)한 계열월유량자료(系列月流量資料)를 근거로 하는 Monte Carlo 모형(模型)(Monte Carlo-B)이 최적모형(最適模型)으로 선정되었다. Monte Carlo-Bah 모형(模型)에 의해 홍천(洪川)댐 지점(地點)에 대한 200 년간(年間)의 월유량계열(月流量系列)을 발생시켰으며 이로 부터 각종(各種) 지속기간별(持續期間別) 저유하량(抵流下量) 계열(系列)을 작성하였다. 여러 크기의 용수수요(用水需要)를 표시하는 상시유량(常時流量)에 대하여 지속기간별(持續期間別) 저유하량(抵流下量) 계열(系列)의 누가용적해석(累加容積解析)을 실시함으로서 활용저수용량(活用貯水容量)-상시유량(常時流量)-재현기간(再現期間)(Active Storage Draft Recurrence Interval) 관계가 수립되었으며 이 관계(關係)는 조발재현기간별(早魃再現期間別)로 용수수요(用水需要)를 보장할 수 있는 저수지(貯水池)의 활용용량(活用容量)을 결정하는 기준(基準)을 제공하게 된다. 또한, 이 관계(關係)를 사용하여 저수지(貯水池)의 설계재현기간별(設計再現期間別) 만수위(滿水位) 표고별(標高別) 상시가용수량(常時可用水量)을 추정하는 방법(方法)과 특정(特定) 저수지(貯水池)의 용수공급능력(用水供給能力)을 평가(評價)하는 방법(方法)을 예시(例示)하였다.
본 논문은 객체로부터 특징 벡터를 추출하고 각 객체의 행동 양식을 분석함으로써 객체의 현재 이벤트를 인식하고 확률 모델을 기반으로 한 긴급한 상황에서의 시나리오를 해석할 수 있는 방법을 제안한다. 기존의 연구에서는 시나리오 해석을 위한 이벤트 인식 방법을 사용하였기 때문에 적용되는 범위가 한정되어 있었다. 본 논문에서는 시나리오를 정의하고 인식된 객체의 이벤트를 바탕으로 미리 정의된 시나리오에 가장 근접하는 상황이 발생하는 것을 자동으로 해석할 수 있도록 한다. 이벤트 규칙, 이벤트 인식, 그리고 이벤트를 바탕으로 하는 긴급 상황 시나리오가 실내 또는 실외 환경에서 객체 추적만을 통해 얻을 수 없는 의미론적 정보를 제안된 방법을 통해 획득할 수 있다.
신뢰성 있는 프로젝트 가치평가를 위해서는 프로젝트 투자에 의해 발생하는 효과들을 정확하게 파악하고, 이를 계량적이고 객관적으로 측정할 수 있는 평가방법론을 개발하는 것이 매우 중요하다. 전통적으로 제조시스템에서의 프로젝트 가치평가는 재무적 방식에 의한 평가에 기초해 왔다. 그러나 제조시스템에서의 프로젝트 가치평가는 재무적 방식에 의한 평가에 기초해 왔다. 그러나 제조시스템에서 품질, 재고, 리드타임 등 비재무적 성과지표를 화폐가치로 정량화하는 것은 매우 어렵다. 따라서 최근에는 재무적 성과지표와 비재무적 성과지표를 모두 고려하는 성과지표 중심의 프로젝트 평가방법의 개발이 보편화되고 있으며, 전통적인 프로젝트 평가에서는 고려하지 않았던 불확실성을 확률분포로 고려하는 평가방법의 개발이 요구되고 있다. 그러나 현재까지 성과지표 간의 상호관계를 고려하여 프로젝트 투자에 의한 개별 성과지표의 개선을 정량적으로 평가하는 방법론에 관한 기존연구는 거의 없다. 본 논문은 제조시스템에서의 성과지표를 중심으로 공리적 설계에서의 정보공리의 정보량 개념을 이용한 프로젝트 평가방법론에 대해 제안한다. 본 논문에서는 개별 성과지표의 정보량 계산을 위한 수학적 모델링에 대해 고찰하고, 해석적 분석의 어려움을 해결하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션의 적용에 대해 서술한다.
자연하천에서 오염물질의 혼합 거동은 비균일한 지형학적 요인으로 인해 매우 복잡한 특성을 나타낸다. 일반적으로 오염물질 거동 모델링에서는 수체에서의 혼합을 Fick의 법칙에 따라 유속에 의한 이송과 난류에 의한 확산으로 계산하고, 국부적인 정체현상 등에 의한 non-Fickian 혼합을 야기하는 하천의 특성을 기하학적 지형 형상으로 구현하여 실제 현상에 근접한 혼합 거동을 재현한다. 하지만 계산의 효율성을 위하여 모델링의 차원을 낮추는 경우, 하천의 지형을 경계조건으로 고려할 수 없게 된다. 특히, 1차원 모델링의 경우 하천의 비균일성을 무시하고 1개의 유선으로 간주하며, 이 경우 non-Fickian 물질이동 해석을 위한 추가적인 현상학적 해석이 필요하다. 지난 50년간, non-Fickian 물질이동 해석을 위한 다양한 현상학적 모형이 제시되어 왔다. 하천을 흐름영역과 정체영역으로 구분하고 두 개의 영역 사이의 물질교환 속도를 모델링하거나, Random walk 개념으로 물질이 이동하는 경우와 이동하지 않는 경우를 확률론적으로 모델링하거나, 물질이 정체되었을 때 다시 빠져나오는 시간을 모델링하는 경우가 그 예이다. 본 연구에서는 선행연구에서 제시한 음함수 형태의 현상학적 모형을 기반으로, 수치적 반복계산 없이 상류 경계에서 임의의 형태의 농도곡선(shape-free breakthrough curve)을 갖는 오염물질운(cloud)이 일정 거리를 유하하며 발생하는 변화를 예측할 수 있는 해를 제시한다. 본 연구의 방법론은 추적법(routing procedure)을 활용한 Fickian 혼합 해석, 전달함수(transfer function) 형태의 정체시간분포 해석, 그리고 라플라스 도메인에서의 해석해 유도를 포함한다. 본 연구에서 제시된 해는 2020년 경상북도 김천시에 위치한 감천의 4.5 km 구간에서 수행한 추적자 실험의 현장 자료를 통해 정확도를 검증하여 타당성을 입증하였다.
인구추계 분야에서 경험한 최근의 발전 상황은 불확실성에 대한 정확한 이해와 이에 대한 적절한 방법론적 대처가 핵심적인 이슈 중의 하나임을 보여 주고 있다. 이러한 측면에서 본 연구는 1980년대 이후 점차 활용도가 높아지고 있는 확률적 인구추계의 주요 내용과 방법들을 소개하였다. 구체적으로 본 연구는, 첫째, 인구변동 요인들의 미래 추세 예측에 수반된 불확실성의 특성 그리고 이러한 불확실성의 처리 방법으로 전통적인 시나리오 접근과 상대적으로 최근에 주목을 받기 시작한 확률적 접근을 개관하였다. 시나리오 접근의 한계와 관련해서는 확률적 해석의 불가능, 시나리오의 경직성, 예측구간의 비일관성의 문제를 검토하였다. 둘째, 확률적 인구추계의 특성들을 살펴봄과 함께 인구변동 요인들에 대한 확률적 예측을 위해 현재까지 가장 빈번하게 활용되고 있는 전문가 판단법, 통계적 모형에 기초한 방법, 그리고 과거의 예측 오차를 활용한 방법의 주요 내용과 장단점을 살펴보았다. 마지막으로 이러한 논의를 기초로 인구추계에 있어서 확률적 접근이 해결해야 할 과제와 향후 발전 방향 그리고 인구추계 분야에서 이루어진 최근의 발전 상황들이 갖는 시사점을 논의하였다.
탄산화는 콘크리트 내부로 이산화탄소가 확산되어 매립 철근에 부식을 유발함으로서 콘크리트 구조물의 구조적, 재료적 성능을 저하시키는 열화 현상이다. 결정론적인 방법을 통한 내구수명 평가는 일반적이지만, 하중 및 콜드 조인트 효과를 고려한 확률론적 내구수명 평가에 대한 연구는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 확률 변수를 피복 두께, 이산화탄소 확산계수, 외부 이산화탄소 농도, 내부 수화물 반응량으로 정의하고 취약부와 하중 조건을 고려한 확률론적 내구수명 도출을 MCS (Monte Carlo Simulation) 기법을 통해서 진행하였다. 각 확률 변수의 평균을 1.0 ~ 3.0배로 변화시키고, 변동계수를 0.1 ~ 0.2까지 변화시키면서 내구수명을 평가하였다. 분석한 결과 피복 두께에서 47.7%의 내구수명 감소율을, 이산화탄소 확산계수에서 11.4%의 내구수명 감소율을 나타내었다. 파괴 하중에 30% 및 60%의 압축 및 인장 하중을 고려한 결과, 콜드 조인트가 고려된 경우 GGBFS 콘크리트가 OPC 콘크리트보다 탄산화에 대한 높은 저항성을 보였으며, 인장 영역에서는 사용 재료에 상관없이 선형적으로 내구수명 감소가 평가되었다. 또한 압축 하중 60% 조건에는 미세 균열의 진전으로 인해, 모든 조건에서 빠르게 내구수명이 감소하였다.
항만구조물의 계획 및 설계과정에서 VE/LCC분석을 통한 최적의 경제적인 의사결정이 더욱더 요구되고 있는 추세이나, 최근의 VE/LCC 설계자료를 분석해 보면 항만구조물의 열화성능에 대한 확률적 불확실성을 고려한 포괄적인 분석은 충분히 이루어지지 않은 실정이다. 본 연구에서는 퍼지 신뢰성 이론을 도입하여 항만구조물 중 방파제의 열화성능을 평가한 후 퍼지 신뢰성 해석에 따른 생애주기 비용으로 가치를 분석할 수 있는 VE/LCC 분석 모델을 개발하였고, 분석모델의 신뢰성과 활용성을 향상시키기 위한 측면에서 실제 대상 구조물에 적용한 결과, 기존의 확정론적 방법에서 고려되지 않는 데이터의 불확실량과 주관적 가치분석을 본 연구의 퍼지론적 방법에서 보다 합리적으로 반영할 수 있었고, 가치지향적 설계대안의 선정과 생애주기비용의 평가 및 유지관리조치를 위한 예산의 분배 등에 유리한 방법으로 평가되었다.
지진하중으로 초래되는 지하터널 구조물의 손상에 대한 위험도를 예측하기 위해 이 논문에서 확률론적 취약도 평가절차를 개발하였다. 특히 지진취약도 평가에 필수 요소인 취약도곡선의 유도를 위하여 단순화된 방법론을 정립하는 데 중점을 두었다. 지반-구조물상호작용(SSI) 효과를 고려한 구조물의 동적응답거동을 추정하기 위해서 지중구조물에 대한 지반응답가속도법(GRAMBS)을 제안기법에 적용하였다. 또한, 푸시오버 해석을 통해 터널의 손상상태를 정의하고 라틴하이퍼큐브 샘플링(LHS) 기법을 사용하여 설계변수와 관련된 불확실성을 고려하였다. 적용된 기법의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위하여 설계스펙트럼을 만족하도록 생성된 다수의 인공지진운동에 대해 수치해석을 수행하고 취약도곡선을 개발하였다. 두 매개변수 대수정규분포 함수로 지진 취약도곡선을 표현하는데, 여기서 두 매개변수인 중앙값과 대수표준편차는 최우추정(MLE)법을 사용하여 산정하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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