• 스마트미디어저널
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• 제11권1호
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• pp.67-80
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• 2022

스마트도시의 다양한 융합기술 분야는 효율성과 생산성을 혁신적으로 높이는 4차 산업혁명 시대의 미래 먹거리로서, 성장이 멈춰버린 선진국이나 우리나라에 있어, 기존산업군의 성장 한계를 극복할 수 있는 중요한 대안이라 할 수 있다. 특히 최근 산업 발전과 함께 인구의 집중으로 도시화가 급격하게 진행되고 있는 아세안 국가를 중심으로 신도시 건설을 통해 스마트도시를 구축하는 것에 관심이 고조되고 있으며, 아세안 국가들의 본격적인 스마트도시화가 진행되고 있는 것으로 나타났다. 본 연구의 목적은 스마트도시 관련 기업의 현황을 분석하고 우선 순위가 높은 스마트도시 기술을 발굴하여 산업 활성화와 해외수출을 위한 전략적 접근 방안을 제시하는 데 있다. 이를 위해 선행연구를 통해 스마트도시 이론과 아세안 스마트도시에 대해 고찰하고, 국내 스마트도시 기술을 보유한 기업의 설문조사를 실시하였다. 설문조사 결과, 국내 스마트도시 기술 보유기업은 해외수출 참여 의지가 높으며, 건설, 교통, 그린·에너지 등의 기술 분야와 IoT, 플랫폼, AI 등의 서비스 유형에서 우선순위가 높았다. 또한 해외수출 활성화 방안으로, 1)규제완화와 인센티브, 2)글로벌 인재육성, 3)정보제공 및 현지 네트워크 강화, 4)재정 및 홍보지원을 통한 전략적 접근 방안을 도출하였다.

• 토지주택연구
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• 제14권2호
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• pp.125-135
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• 2023

드론은 국토조사, 수송, 해양, 환경, 방재, 문화재, 건설 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한 사물인터넷(Internet of Things), 인공지능(Artificial Intelligence) 등과 관련하여 4차 산업 혁명의 핵심기술을 검증하고 적용시킬 수 있는 기술로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 드론을 활용하여 균열을 자동으로 탐지할 수 있는 딥러닝 모델을 개발하고자 한다. 딥러닝 학습을 위한 이미지 데이터는 Mavic3 드론을 이용하여 수집하였고 촬영고도는 20m, ×7배율로 촬영하였다. 촬영 시 약 2m/s의 속도로 전진하여 영상을 찍고, 프레임을 추출하는 식으로 데이터를 수집하였다. 이런식으로 수집한 데이터를 통해 딥러닝 학습을 진행하였다. 본 연구에서는 딥러닝 학습모델로 Backbone으로는 Swin Transformer, Architecture로 UperNet을 사용하였다. 약 800장의 라벨링 된 데이터를 Augmentation기법으로 데이터 양을 증가시키고 3차에 걸쳐 학습을 진행하였다. 1차와 2차 학습 시 Cross-Entropy loss function을 사용하였고 3차 학습 시 Tversky Loss Function을 사용하였다. 학습결과, 균열 탐지와 균열율을 계산할 수 있는 모델을 개발하였다. 또한, 드론의 위치 정보를 이용해 특정 도로의 한 차선 균열율을 계산할 수 있는 모델을 개발하였다. 향후 추가적인 연구를 통하여 균열탐지모델의 고도화를 사물인터넷(IoT)과의 융합으로 이루었을 때 소파보수(Patching)나 포트홀(Pothole)의 탐지가 가능할 것으로 보인다. 또한 드론의 실시간 탐지 업무수행으로 포장 유지 보수구간에 대한 탐지를 신속하게 확보할 수 있을것으로 기대된다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권7호
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• pp.475-484
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• 2018

전기철도차량의 추진제어장치는 자동차의 엔진에 해당되는 핵심 주요부품이며 이를 제어하는 장치는 GDU(Gate Drive Unit)라는 장치를 이용한다. 또한, 추진제어장치의 고장 빈도를 파악해보면 GDU에 대한 부적합 비율이 가장 높았다. GDU는 외국산 도입으로 인하여 핵심기술의 접근이 불가하였고, 제작사의 GDU 단종으로 전반적인 유지보수 활동에 전반적인 문제점이 있었다. GDU는 최장 23년부터 최근 14년의 장기간 사용으로 수명이 도래하였다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하고자 호환이 가능한 GDU의 확보와 고장을 분석하여 적정수명을 파악하기 위한 것으로, 기존의 상태검사 위주의 유지보수 방법 개선을 위해 설계를 변경하여 추진제어장치의 GDU를 커패시터 교환 형으로 개발하였다. 전체수명에 비해 비교적 수명이 짧은 구성부품의 유지보수는 필수이며, 대부분의 건설초기의 최초 외산도입 부품은 기술종속 및 장기운영의 결과로 관련 부품의 단종이 발생하면 고장발생 시 수급불가 등으로 기본적인 교환에 대한 유지보수에 문제점이 발생되고 있으나, 25년 이상으로 전체수명이 긴 철도차량의 특성상 앞으로도 상당기간 운영이 필요하여 개조 혹은 대체품 개발로 부품확보 및 일정수준의 품질을 유지할 필요가 강조되며, 이에 대한 연구는 보다 구체적이고 실증적으로 이루어져야 한다. 커패시터 교환 형 GDU는 커패시터 모듈의 분리를 통해 정전용량을 쉽게 측정하여 수명을 판단하고, 단품 시험과 커패시터의 수명을 측정하여 정확한 예방유지보수를 할 수 있어서 운행 중 열차의 부적합을 미리 예방할 수 있으며, 24개월 이상의 영업 운전을 통하여 한건의 부적합 없이 영업운행에 성공하여 기존품의 대체 가능여부를 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.547-558
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• 2008

최근 폭증하는 해상물동량으로 인해 선박은 날로 대형화되며 현재 우리나라에서는 이러한 추이에 대응하기 위해 초대형 항만건설이 서둘러 진행되고 있으며 그 중 일부는 이미 부분적으로 완성되어 운영 중이거나 계속적인 확장이 예정되어있다. 초대형 항만의 경우 항 정온도 확보를 위해 대형 직립형 방파제가 수반되기 마련이나 비교적 높은 반사율로 인해 장주기의 파랑에 취약한 구조적 문제를 지닌다. 장주기 파랑의 효과적 제어를 위해 본 고에서는 아치형 curtain wall과 유수실로 구성된 된 장파 제어체 -Eco-breaker 2- 가 제시되며 Eco-breaker 2의 수리특성을 수치적으로 규명하였다. 수치모형은 가장 강건한 파랑모형인 Navier-Stokes Eq.과 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics), LES(Large Eddy Simulation) 기법에 기초하여 구성하였다. 수치모형의 검증을 위한 수리모형실험도 병행하였다. 수치모의 결과 Eco-breaker 2는 유수실 내부에 생성되어 아치형 curtain wall 전면 수역과 유수실을 주기적으로 넘나드는 대규모 구조적 와로 장파를 효과적으로 제어할 수 있었다. 또한 대규모 구조적 와의 생성 영역과 세기는 내습하는 파랑의 주기에 종속하며 유수실 체류시간이 입사파 주기의 반을 하회하는 경우 반사계수는 최대 0.18까지 낮아진다. 이러한 결과는 Eco-breaker 2가 환경친화적 항의 개발에 적극적으로 활용될 수 있음을 시사하는 것으로 이를 위해 그 구체적 제원도 함께 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1C호
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• pp.37-44
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• 2010

최근 도심지 재개발, 지하철과 같은 지하공간의 시공 등과 관련하여 도심지 지반조사의 중요성이 부각되고 있으나, 지반내 전기잡음, 교통진동, 지중 매설물 등 많은 장애 요인으로 인하여 도심지 지반조사의 신뢰성은 낮을 수 밖에 없는 상황이다. 이에 본 논문에서는 전기비저항 시험을 도심지에서 수행하고자 할 때 대두되는 가장 큰 장애요인 중 하나인 전기잡음 문제를 최소화할 수 있는 유사직류 전기비저항 기법(Pseudo-DC Resistivity Survey, PDC-R)을 제시하였다. PDC-R 기법은 기존의 전기비저항 시험과는 달리 0.1~1.0Hz 범위의 저주파 교류를 입력전원으로 사용하여 전기비저항 시험을 수행하는 것으로 도심지 전기잡음 성분인 60Hz의 배수가 되는 주파수를 회피함으로써 도심지 전기잡음의 간섭을 최소화하는 것이다. 본 연구에서는 PDC-R 기법의 구현을 위해서 교류 입력전원과 관련된 영향인자, 즉, 표면효과(skin effect), 주파수 효과, 입력전류 크기 등에 대한 연구를 수행하여 최적의 시험조건을 설정하였다. 또한, PDC-R 기법을 자연 지반에 적용하여 기존 전기비저항 시험, CapSASW 시험 등과의 비교를 통하여, PDC-R 기법의 신뢰성과 실용성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.707-717
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• 2006

근래에 들어 기존의 PSC 거더 교량 외에 다양한 형태의 교량이 개발되고 있으며, 다단계 긴장에 의한 PSC 거더교는 대표적인 예이다. 다단계 긴장 PSC 거더교는 구조적 개념에 따라 자중을 줄이고 경간을 장대화할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나, 이와 같은 장대화된 보다 유연한 교량은 구조적 안전성 및 사용성을 고려한 주행열차하중에 대한 동적거동 검토가 필수적이며, 철도교량의 주행열차하중에 대한 동적성능평가를 위한 정확한 동특성 입력은 매우 중요하다. 본 연구에서는 정확한 고유진동수 및 감쇠비 추출을 위하여 25m 실물 다단계 긴장 PSC 거더를 제작하여 시공단계별 모달테스트를 수행하였다. 모달테스트를 위한 가진방법으로 기존의 충격햄머에 의한 방법 외에 디지털 콘트롤에 의한 가진기를 사용하여 보다 정확한 주파수응답 함수를 얻고자 하였다. 또한, 시공단계별 구조계 변화 및 긴장에 의한 동특성 변화를 고찰하기 위하여 시공단계별 실험을 수행하였다. 모달테스트 결과에 의한 동특성 값을 주행열차하중 해석에 적용하여 다양한 매개변수연구를 통한 철도교량 동적성능평가를 수행하였다. 동적처짐, 충격계수, 바닥판의 연직가속도, 단부꺾임각 등에 대하여 열차별, 속도별 동적해석을 수행하여 국내외 철도교량 동적성능 평가기준과 비교하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권3호
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• pp.199-212
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• 2023

과거 1970년대까지의 달 표면탐사에서는 단기간 달에서의 임무 특성을 가지는 것에 비해 최근 달 표면탐사는 달에서의 장기체류와 이를 기반으로 궁극적으로 화성까지 탐사 범위를 확장하는 방향으로 진행되고 있다. 인간의 달표면 장기체류를 실현하기 위해서는 탐사 현지 자원을 활용하여 체류에 필요한 소비재나 연료 등의 현지 생산 및 사용이 중요한 전제가 된다. 국제우주탐사협의체(ISECG, International Space Exploration Coordination Group)에서 각국의 우주탐사 계획을 반영하여 제시하는 글로벌 우주탐사 로드맵에는 달표면 탐사로부터 화성탐사로 이어지는 발전 단계가 제시되며 각 단계에서 현지자원활용은 중요한 요소가 되고 있다. 본 논문에서는 국제우주탐사협의체의 현지자원활용(ISRU) 격차분석 보고서를 기반으로 현지자원활용의 기술 분야를 현지 연료 및 소비재 생산, 현지 건설, 우주상 제조, 그리고 생성 결과물의 보관 및 활용, 자원활용에 필요한 전력시스템 등과 같은 연관 분야로 분류하여 주요 분야에서의 기술 개발 및 검증 현황을 분석한다. 다수의 국가는 달 자원 중 극 지역 영구음영지역의 얼음물 이용 그리고 표토에서 산소 등의 추출에 우선 순위를 부여하고, 무인 착륙임무를 통하여 달 남극 영구음영지역 근처에서 물질 및 물 분포 확인을 준비하고 있다. 자원 활용을 위하여 수전해를 이용한 수소, 산소 등 연료 생산, 모사토를 이용한 달 표토에서 산소의 추출 등의 기술을 개발하고 있다. 자원활용 기술의 개발을 위하여 지상에 달표면 모사환경을 구현하고 기술의 개발, 시나리오의 시연 등을 통한 효율적 현지자원활용 구현 방법 등을 모색하고 있다. 지속 가능한 달 표면 탐사를 위하여 각국은 달 표면 도달, 자원의 조사, 물질의 추출 등에 서비스 구매 등 민간 영역의 능력을 활용하고 발전시키는 노력을 병행하고 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제26권4호
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• pp.130-144
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• 2023

최근 실내에 대한 정확한 위치정보 취득을 위해 신호기반측위와 영상기반측위를 기반으로 다양한 측위기술이 연구되고 있다. 이 중 카메라를 통해 획득된 영상과 필요에 따라 수집된 센서데이터를 이용하여 모바일 단말의 위치를 결정하는 영상측위 기술에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 영상기반측위를 위해서는 모바일 단말사진과 가상의 랜드마크 영상과의 매칭을 통해 실내위치 결정하는 방법이 사용되며, 이를 위해 광고판, 자판기, ATM기기 등 다양한 랜드마크에 대한 실내 공간정보구축이 필요하다. 다양한 랜드마크에 대한 실내공간정보 구축을 위해 한국전자통신연구원(ETRI) 13동을 대상으로 지상라이다 측량을 통해 로드뷰 형태의 파노라마 이미지와 정확한 3D 측량성과를 취득하였다. 3차원 토탈스테이션 결선성과와 지상라이다 파노라마 이미지 좌표상호간 비교시 약 0.10m 이내로 좌표 및 거리 성과가 취득되어 실내측위에 활용하기 위한 정확한 랜드마크 구축이 가능함을 확인하였다. 이러한 지상라이다 성과를 활용하여 영상측위에 필요한 3차원 랜드마크 모델링을 수행함으로써 기존 준공도면을 이용한 3차원 모델링만으로 구축할 수 없는 랜드마크 정보에 대해 보다 빠르게 모델링이 가능하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.49-62
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• 2024

급격한 도시화로 인한 지하의 무분별한 개발은 기존 지하매설물의 점검과 교체 그리고 새로운 지하시설물 설치에 지연을 일으키고 있다. 최근에는 체계화된 시스템을 도입하여 지하시설물을 관리하고 있지만, 실제 시공은 현장 여건에 따라서 설계 도면과 다르게 진행되기 때문에 기존 지하매설물의 부정확한 위치 정보로 사고가 끊임없이 발생하고 있다. 한편, 전기비저항 탐사는 전극을 지반에 관입시켜 전극 간 전위차로 지반의 전기저항을 측정하는 방식이며, 비파괴 물리탐사 기법으로서 널리 이용되고 있다. 그리고 다수의 전극 쌍을 이용하여 복잡한 지하 구조를 영상화하고, 딥러닝 알고리즘을 활용한 데이터 해석 기술들이 비약적으로 발전하였지만, 아직 지하매설물의 기하학적 조건에 따른 전기저항 변화를 정량적으로 평가한 기초적인 연구로서는 진행된 바가 없다. 본 연구에서는 전극과 지하매설물의 기하학적 매개 변수 해석을 통해서 전기저항 변화를 평가하였다. 먼저, 이론식과 수치 해석의 전기저항값 차이가 작게 나타난 정량화된 메쉬를 적용하여 3차원 전기저항 수치 해석 모듈을 개발하고, 매설물의 깊이, 크기, 그리고 전극과 매설물 간 이격거리에 따른 매개 변수 해석을 통해서 정상 직류 상태에서 전기저항 변화를 정량적으로 비교하였다. 전기저항은 매설물이 얕은 깊이에 위치하고, 크기가 크고, 전극과의 이격거리가 가까울수록 높게 측정되었다. 추가적으로 전극과 지하매설물 주변에 형성된 전위 및 전류밀도 분포를 분석하여 터미널 전극 주변에서 측정된 전기저항을 고찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.109-116
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• 2024

초속경 복합매트(Rapid Hardening Composite Mat)는 기존 GCCM의 초기 강도 발현 속도를 향상시킨 제품으로, 시공기면이 부족한 철도 비탈면에서 신속한 시공기면 확보가 가능하고 비탈면 유실 방지 및 식생억제가 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 실험을 통해 초속경 복합매트의 철도 현장 적용성을 분석하였다. 현장 적용성은 내화성, 내구성, 안정성으로 구분하여 난연 시험, 접지압 실험, 일일 변위량 분석을 통해 분석하였다. 국토 대부분이 산림구조로 이루어진 국내의 경우 비탈면 화재 예방이 필수적이며, 초속경 복합매트의 내화성을 분석하기 위해 난연 시험을 수행하였다. 내구성은 시공기면에 불가피하게 투입되는 중·소형 장비에 의한 초속경 복합매트의 변형 및 파괴 여부를 분석하기 위해 접지압 실험을 수행하였다. 또한 일일 변위량 분석은 초속경 복합매트 적용 시 발생되는 변위 및 거동을 철도 비탈면 관리기준과 비교·분석하여 구조적 안정성을 평가하기 위해 수행하였다. 실내시험 결과, 초속경 복합매트는 열방출률 및 가스유해성 판정기준에 충족하는 것으로 분석되었으며 재령 4시간~24시간 초속경 복합매트의 접지압은 모든 조건에서 약 50 kPa 이상인 것으로 나타났다. 또한 현장실험을 통해 분석한 일일 변위량은 -1.7 mm~1.01 mm로 나타나, 기준치에 만족하는 것을 확인하였다.