• 제목/요약/키워드: Cumulative Environmental Stress

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An interpretable machine learning approach for forecasting personal heat strain considering the cumulative effect of heat exposure

  • Seo, Seungwon;Choi, Yujin;Koo, Choongwan
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.81-90
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    • 2023
  • Climate change has resulted in increased frequency and intensity of heat waves, which poses a significant threat to the health and safety of construction workers, particularly those engaged in labor-intensive and heat-stress vulnerable working environments. To address this challenge, this study aimed to propose an interpretable machine learning approach for forecasting personal heat strain by considering the cumulative effect of heat exposure as a situational variable, which has not been taken into account in the existing approach. As a result, the proposed model, which incorporated the cumulative working time along with environmental and personal variables, was found to have superior forecast performance and explanatory power. Specifically, the proposed Multi-Layer Perceptron (MLP) model achieved a Mean Absolute Error (MAE) of 0.034 (℃) and an R-squared of 99.3% (0.933). Feature importance analysis revealed that the cumulative working time, as a situational variable, had the most significant impact on personal heat strain. These findings highlight the importance of systematic management of personal heat strain at construction sites by comprehensively considering the cumulative working time as a situational variable as well as environmental and personal variables. This study provided a valuable contribution to the construction industry by offering a reliable and accurate heat strain forecasting model, enhancing the health and safety of construction workers.

반복하중을 받는 콘크리트의 누가손상 특성 (Cumulative Damage Characteristics of Concrete Subjected to Variable Amplitude Loadings)

  • 변근주;김문겸;한상훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.43-54
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    • 1987
  • 본 논문에서는 압축반복하중을 받는 콘크리트의 피로누가손상 특성이 연구되었다. 압축을 받는 무근콘크리트의 원주형 공시체에 대한 기초실험을 통하여, 콘크리트의 누가손상에는 여러 인자들 중에서 반복적으로 작용되는 응력의 수준과 재하순서가 가장 크게 영향을 마친다는 것을 발견하였다. 이를 기초로 2단계 응력수준 조건하에서의 피로실험을 실시하여, 콘크리트의 누가손상특성은 Miner의 선형이론을 따르기 보다는 오히려 비선형의 상관관계를 가지며, 응력의 재하방법에 따라 누가손상의 특성과 콘크리트의 정적강도가 변화됨을 구명하였다. 또한 본 연구를 통하여 2 단계 응력수준하에서 콘크리트의 피로특성과 콘크리트구조의 잔존수명을 예측하는데 사용될 수 있는 실험공식이 도출되었다.

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Supply Chain 상의 중첩스트레스를 고려한 환경시험 (An Environmental Test in Consideration of Cumulative Stresses of Supply Chain)

  • 이동혁;장중순
    • 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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    • 제16권2호
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    • pp.118-124
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    • 2016
  • Purpose: The purpose of this paper is to suggest an environmental test plan for reducing early failure. Methods: We study the preferred test design and tests that are performed substantially in the company. We investigate the environmental profile on the actual supply chain and identify the effectiveness for this test design. Results: Proposed sequential test designed to implement the supply chain on the environment profile showed more effective results compared to existing tests. Conclusion: Suggested sequential test in this paper will be an effective guidance for the given environment test.

수분장애시 목초 발아특성 및 누적 발아율 곡선 예측을 위한 Sigmoid 함수들 간의 비교 (Comparison of Germination Characteristics, and of Logistic and Weibull Functions to Predict Cumulative Germination of Grasses Under Osmotic Water Stress)

  • 이석하;윤선강;백성범;박현구
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.209-214
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    • 1991
  • 수분 장애시 목초 발아 특성을 검토하기 위하여, 삼투압 0, -5 bar 두 수준에서 tall fescue, orchardgrass, Kentucky bluegrass 및 alfalfa의 총 발아율, 발아속도계수를 구하였으며, 누적 발아율의 경시적인 변화를 logistic 및 Weibull 함수를 이용하여 비선형회귀 잔차에 의하여 함수간 비교를 하였고, 각 함수로부터 추정된 계수를 조사 하였던바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 삼투압 수준 -5 bar에서 대조구 대비 총발아율은 감소, 발아속도계수는 감소하였으며, alfalfa는 다른 초종에 비하여 그 변화정도가 적었다. 2.비총형회귀잔차 분석에 의하면 tall fescue, Kentucky bluegrass 및 orchardgrass는 삼투압 조건에 관계없이 logistic과 Weibull 함수간에 차이가 없었으나, Weibull 함수에 의한 alfalfa의 누적 발아율 곡선추정시 분석잔차가 logistic 함수보다 적었다. 3. 각 함수로 부터 20% 발아율 도달 일수를 추정한바, 수분장애에 의한 발아지연을 감지할 수 있었으며 함수들간의 유의적인 차이가 인정되었다. 4. logistic 함수로부터 추정된 비율계수는 alfalfa를 제외한 전 초종에서 수분장애에 의해 감소되었고, Weibull 함수로 부터 추정된 규모 및 형상 계수는 일반적으로 증가하는 경향이었다.

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환경하중을 이용하는 콘크리트 포장 슬래브 피로모형의 개선 (Improvement of Fatigue Model of Concrete Pavement Slabs Using Environmental Loading)

  • 박주영;임진선;김상호;정진훈
    • 한국도로학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.103-115
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    • 2011
  • 온도와 수분의 불균일한 분포로 인하여 콘크리트 슬래브는 컬링과 와핑 거동을 하고 슬래브에는 항상 응력이 도입되어 있다. 따라서 교통하중 외에도 환경하중을 고려해야만 콘크리트 슬래브에 발생하는 응력을 보다 정확하게 예측할 수 있다. 콘크리트 포장에 반복적으로 재하되는 교통하중과 환경하중에 의해 콘크리트 슬래브의 강도는 지속적으로 감소하고 응력 이하로 낮아지게 되면 피로균열이 발생한다. 본 연구에서는 기존에 수행된 연구들로부터 피로실험 결과를 수집하고 피로 회귀모형을 개발하였다. 개발된 모형을 검증하기 위하여 모형개발에 사용되지 않은 실내 휨피로실험 결과를 예측하고 기존 모형으로 예측된 결과와 비교하였다. 콘크리트 포장 누적 피로손상 해석 프로그램을 개발한 후 본 연구에서 제안된 모형과 기존 모형들을 적용하고 예측 결과를 비교 및 평가하였다. 피로모형 별로 슬래브 두께, 줄눈간격, 복합 지지력계수, 그리고 하중전달률에 따른 누적 피로손상의 민감도 분석을 실시하였다. 그 결과 본 연구에서 개발된 모형이 최소-최대응력비 R을 고려하는 기존 모형들의 경향을 개선하여 환경하중을 더욱 합리적으로 반영할 수 있는 것으로 나타났다.

Technical and clinical aspects of cortisol as a biochemical marker of chronic stress

  • Lee, Do Yup;Kim, Eosu;Choi, Man Ho
    • BMB Reports
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    • 제48권4호
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    • pp.209-216
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    • 2015
  • Stress is now recognized as a universal premorbid factor associated with many risk factors of various chronic diseases. Acute stress may induce an individual's adaptive response to environmental demands. However, chronic, excessive stress causes cumulative negative impacts on health outcomes through "allostatic load". Thus, monitoring the quantified levels of long-term stress mediators would provide a timely opportunity for prevention or earlier intervention of stressrelated chronic illnesses. Although either acute or chronic stress could be quantified through measurement of changes in physiological parameters such as heart rate, blood pressure, and levels of various metabolic hormones, it is still elusive to interpret whether the changes in circulating levels of stress mediators such as cortisol can reflect the acute, chronic, or diurnal variations. Both serum and salivary cortisol levels reveal acute changes at a single point in time, but the overall long-term systemic cortisol exposure is difficult to evaluate due to circadian variations and its protein-binding capacity. Scalp hair has a fairy predictable growth rate of approximately 1 cm/month, and the most 1 cm segment approximates the last month's cortisol production as the mean value. The analysis of cortisol in hair is a highly promising technique for the retrospective assessment of chronic stress. [BMB Reports 2015; 48(4): 209-216]

세포 노화에 있어서 복제 세네센스 현상과 산화적 스트레스의 영향 (Replicative Senescence in Cellular Aging and Oxidative Stress)

  • 박영철
    • Toxicological Research
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    • 제19권3호
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    • pp.161-172
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    • 2003
  • Explanted mammalian cells perform a limited number of cell division in vitro and than are arrested in a state known as replicative senescence. Such cells are irreversibly blocked, mostly in the G1 phase of cell cycle, and are no longer sensitive to growth factor stimulation. Thus replicative senescence is defined as a permanent and irreversible loss of replicative potential of cells. For this characteristic, replicative senescence seems to evolve to protect mammalian organism from cancer. However, senescence also contributes to aging. It seems to decrease with age of the cell donor and, as a form of cell senescence, is thought to underlie the aging process. Extensive evidence supports the idea that progressive telomere loss contributes to the phenomenon of cell senescence. Telomeres are repetitive structures of the sequence (TTAGGG)n at the ends of linear chromosomes. It has been shown that the average length of telomere repeats in human somatic cells decreases by 30∼200 bp with each cell division. It is generally believed that when telomeres reach a critical length, a signal is activated to initiate the senescent program. This has given rise to the hypothesis that telomeres act as mitotic clocks to regulate lifespan. One proposes that cumulative oxidative stress, mainly reactive oxygen species generated from mitochondria, may mainly cause telomere shortening, accelerating aging. Here, the biological importance and mechanism of replicative senescence were briefly reviewed. Also it was summarized that how oxidative stress affects replicative senescence and telomere shortening.

Chronic Toxicity(Mortality) of Freshwater Amphipod Diporeia spp. for Zn in Sediment Microcosm

  • Song, Ki-Hoon
    • 환경생물
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    • 제25권1호
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    • pp.27-33
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    • 2007
  • Sediment microcosm experiments were conducted for 14 and 28 days using Zn spiked sediment to examine chronic toxicity (mortality) of Diporeia spp. as a function of density and time. Mean cumulative Diporeia mortality in 28 day sediment microcosms was 25% at $1,800\;{\mu}g\;g^{-1}$ total Zn in sediment. Although a certain fraction $(20{\sim}40%)$ of Diporeia was dead, its mortality was attributed by handling stress within 4 days and was not significantly encreased with increasing within the range of Zn concentrations examined in this study. These results suggest that Diporeia can tolerate Zn contaminated sediment and may be useful as a biomonitor for Zn contamination in freshwater environments.

Strain-based seismic failure evaluation of coupled dam-reservoir-foundation system

  • Hariri-Ardebili, M.A.;Mirzabozorg, H.;Ghasemi, A.
    • Coupled systems mechanics
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    • 제2권1호
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    • pp.85-110
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    • 2013
  • Generally, mass concrete structural behavior is governed by the strain components. However, relevant guidelines in dam engineering evaluate the structural behavior of concrete dams using stress-based criteria. In the present study, strain-based criteria are proposed for the first time in a professional manner and their applicability in seismic failure evaluation of an arch dam are investigated. Numerical model of the dam is provided using NSAD-DRI finite element code and the foundation is modeled to be massed using infinite elements at its far-end boundaries. The coupled dam-reservoir-foundation system is solved in Lagrangian-Eulerian domain using Newmark-${\beta}$ time integration method. Seismic performance of the dam is investigated using parameters such as the demand-capacity ratio, the cumulative inelastic duration and the extension of the overstressed/overstrained areas. Real crack profile of the dam based on the damage mechanics approach is compared with those obtained from stress-based and strain-based approaches. It is found that using stress-based criteria leads to conservative results for arch action while seismic safety evaluation using the proposed strain-based criteria leads to conservative cantilever action.

파프리카 생산성 차이 농가 간 지상부 환경요인 비교 (Comparison of Atmospheric Environmental Factors between Farms with Difference in Paprika Productivity)

  • 김가영;우승미;김호철
    • 문화기술의 융합
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    • 제7권4호
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    • pp.785-789
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    • 2021
  • 파프리카 생산성은 동일한 품질 온실, 지역 간에 차이를 나타내고 있다. 이러한 차이는 다양한 환경요인의 차이에서 오는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 동일 지역에서 동일 품질 온실 중에서 생산성이 높거나(HPF) 낮은(LPF) 온실 간 내부 환경요인의 수준 차이를 알아보고자 수행되었다. 주요 환경요인들의 일 또는 주의 평균값에서 두 온실 간에 가장 큰 차이를 보인 것은 CO2 농도였지만, LPF에서 HPF보다 매우 높아 생산성 차이 요인으로 판정하기 않았다. 14개 환경 요인들 간 상관분석에서 광량과 수분 관련 요인들 간에 상관성을 나타내었다. 증산량에 관련된 수증기압포차와 상대습도 간 선형회귀모형의 회귀계수는 HPF에서 -0.0202kpa, LPF에서는 -0.0262kpa로 나타났다. 특히 2월과 3월에는 LPF에서 VPD가 1.5kpa 이상이었고, 재배 초기에 누적 광량 대비 누적 수증기압포차의 급격한 증가가 나타났다. 따라서 LPF에서 생산성이 낮은 원인은 재배 초기와 겨울철에 적은 광량 조건에서 높은 VPD에 의한 높은 증산량이 식물체에게 수분 스트레스를 주었기 때문으로 판단된다.