• 제목/요약/키워드: Equipment

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전기가열방식 스크러버의 NF3 제거 효율 (The progress in NF3 destruction efficiencies of electrically heated scrubbers)

  • 문동민;이진복;이지연;김동현;이석현;이명규;김진석
    • 분석과학
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    • 제19권6호
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    • pp.535-543
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    • 2006
  • 현재 반도체 및 LCD(Liquid Crystal Display) 제조 공정에 널리 사용하는 $NF_3$는 국제적으로 대기중 배출량에 대한 규제를 실시 중인 온실가스 중의 하나다. 온실가스의 배출량 감축을 위하여 국내 대상 산업체들은 $NF_3$ 배출량의 감소에 지속적으로 노력을 해 오고 있다. 본 연구는 LCD를 제조하는 국내 3사에 설치된 $NF_3$ 처리용 전기가열방식 스크러버(scrubber)의 제거효율(DRE, Destruction and Removal Efficiency)과 process chamber에서의 $NF_3$ 사용 비율(use rate in process)을 측정하였다. 스크러버의 효율을 정확하게 측정하기 위하여, 비활성 기체인 He을 일정 유량으로 주입시켜주는 방법으로 시료를 채취하고, 정밀 가스질량분석기(Gas-MS)를 이용하여 시료 중 화학종들의 분압을 측정하였다. 세 회사에 설치되어 있는 스크러버의 효율을 측정한 결과, 2004년 이전에 설치한 스크러버의와 그 이후 개선한 스크러버의 DRE는 각각 52%와 95% 이상임을 확인하였다. 또한 Process chamber의 $NF_3$ 사용 효율은 1세대 및 2세대 공정라인에 설치한 RFSC(Radio Frequency Source Chamber)의 경우 75% 보다 낮지만, 3세대 이상 라인에 설치한 RPSC(Remote Plasma Source Chamber)의 경우는 95% 이상으로 측정이 되었다. 반도체 및 디스플레이 공정에 개선된 스크러버와 RPSC식 process chamber를 사용할 경우 $NF_3$ 배출량을 99.95% 이상 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 $NF_3$에 대한 국내 3사의 온실가스 감축 목표가 성공적으로 이루어 질 것으로 예상된다.

덴던 비파괴평가를 위한 Total Flux Leakage에서 높은 측정빈도의 데이터를 획득하기 위한 진폭복조의 응용 (Application of Amplitude Demodulation to Acquire High-sampling Data of Total Flux Leakage for Tendon Nondestructive Estimation )

  • 이주형;곽임종;조창빈;최지영;박광연
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.17-24
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    • 2023
  • 이 논문은 total flux leakage (TFL) 방법을 이용해 외부텐던을 비파괴검사 하는 솔레노이드 형태의 센서의 측정 신호를 후처리하는 방법을 소개한다. 기존에 개발된 TFL 솔레노이드 센서는 1차 코일과 2차 코일로 이루어져 1차 코일에 정현파 형태의 교류를 입력하면 2차 코일에 그 미분에 비례하는 신호가 측정된다. 이때 진폭은 텐던의 단면에 비례하므로 파단 및 부식 여부를 확인할 수 있다. 따라서 TFL센서의 측정신호에서 진폭정보를 추출 하는 것이 중요한데 기존에는 단순히 극댓값을 모아 진폭정보를 취득했다. 하지만 이 방법을 사용하면 측정빈도가 크게 낮아져 추가적인 신호처리 및 인공지능 적용에 많은 제약이 생긴다. 이 논문은 높은 측정빈도를 가진 진폭정보를 추출하기 위해 진폭복조를 응용해 진폭정보를 획득하는 방법을 제시한다. 진폭복조를 이용해 진폭정보를 취득하면 측정빈도를 원시신호와 동일한 수준으로 유지할 수 있다. 이 방법은 TFL센서의 1차 코일 입력 주파수 선택과 센서를 외부텐던에 적용하는 속도 등에 제약을 없애주어 개발 방향에 많은 자유도를 부여한다. 또한 높은 측정빈도를 유지하므로 추가적인 신호처리나 인공지능 등을 활용 하는데 유리함을 제공한다. 제안된 방법은 실내실험을 통해 검증 되었으며 기존 방법과 비교해 어떤 장점이 있는지 분석했다. 제시된 예제의 경우 진폭복조를 사용한 방법이 기존 방법에 비해 100배 높은 측정빈도를 제공 하는 것을 확인 할 수 있었다. 주어진 상황과 구체적인 장비 설정에 따라 차이가 있겠지만 대부분의 경우 진폭복조를 사용해 진폭정보를 추출하면 기존 방법 대비 만족할만한 결과를 얻을 수 있을 것이다.

영상처리기법을 이용한 다중 변위응답 측정 알고리즘의 검증 (Verification of Multi-point Displacement Response Measurement Algorithm Using Image Processing Technique)

  • 김성완;김남식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권3A호
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    • pp.297-307
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    • 2010
  • 최근 토목, 건축 구조물의 유지관리 기술에 대한 관심이 커지고 있으며 구조물의 성능저하 및 노후화 등으로 구조적 안전성의 검토가 요구되는 구조물의 수가 급증하고 있는 실정이다. 그리고 구조물의 노후화 및 부재의 균열 등으로 인하여 강성이 저하되면 구조물의 동특성에 변화가 나타나게 되며 구조물의 실제 거동상태에서 동특성을 분석하여 손상부위와 손상정도를 정확히 판단하는 것은 중요한 문제이다. 구조물 모니터링에 사용되는 대표적 계측장비가 동적계측기이다. 기존의 동적계측기는 측정 센서와 장비를 연결하는 케이블 길이가 길어질 경우 신뢰할 수 있는 데이터를 얻기 힘들고 각 센서와 계측기를 1:1로 연결하는 방식을 취하고 있어 비경제적이다. 따라서 센서를 부착하지 않고 원거리에서 진동을 측정하는 방법이 필요하다. 구조물의 진동을 계측하기 위하여 적용 가능한 비접촉식 방법으로는 레이저의 도플러효과, GPS를 이용하는 방법 및 영상처리기법 등이 대표적이다. 레이저의 도플러효과를 이용하는 방법은 정확도가 상대적으로 높지만 비경제적이며, GPS를 이용하는 방법은 장비가 고가이고 신호 자체의 오차와 데이터 취득속도의 제약이 있는 단점이 있다. 그러나 영상신호를 이용하는 방법은 간편하고 경제적이며 접근이 어려운 구조물의 진동 및 동특성 추출에 적합하다. 기존에도 센서를 대신하여 카메라의 영상신호를 이용하는 연구가 수행되기도 하였으나, 기존의 방법은 구조물에 부착된 표적의 한 지점을 기록한 후 영상처리기법을 이용하여 진동을 측정하는 방법으로서 측정 대상이 비교적 국한적일 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 영상처리기법을 이용하여 구조물의 다중 변위응답을 측정할 수 있는 방법의 타당성을 검증하기 위하여 진동대 실험 및 현장재하실험을 수행하였다.

핵심 농기계(트랙터, 콤바인 및 이앙기) 시장 및 기술 현황 분석 (Analysis of Market and Technology Status of Major Agricultural Machinery (Tractor, Combine Harvester and Rice Transplanter))

  • 홍성하;최규홍
    • 한국국제농업개발학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.8-16
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    • 2019
  • 이 연구는 국산 농기계의 내수 및 수출 경쟁력 제고방안을 도출하고자, 최근 5년간 한국과 일본산의 핵심 농기계에 대한 가격과 시장점유율을 분석하고, 양국 종합형업체의 매출액, 연구개발비 및 특허출원 현황을 분석하고, 높은 시장점유율을 보인 양국 핵심 농기계 대표모델의 성능, 품질 및 가격을 분석하였다. 2016년 우리나라의 4대 농기계 제조사의 연 매출 규모는 1,984-5,249억 원으로, 일본 주요 제조사의 2.7-15.7% 수준이다. 내수시장에서 일본산 농기계의 시장점유율은 트랙터 14.5%, 콤바인 31.1%, 이앙기 35.8%로 확대일로에 있는 것으로 분석되었다. 트랙터의 규격별 가격과 시장점유율을 분석한 결과, 국산 트랙터는 80 ps급 이상 대형일수록 가격경쟁력이 떨어질 뿐만 아니라 시장점유률도 감소하였다. 국산 콤바인의 시장점유율은 자탈형 4조식과 6조식에서 증가하였으나, 가장 많이 공급된 5조식 콤바인(전체의 49.0%를 차지)은 지난 5년간 85.0%에서 60.7%로 감소하였다. 이는 국산 5조식 콤바인 가격이 일본산의 90.7-108.6%로 가격경쟁력 약화에 기인한 것으로 판단된다. 6조식 이앙기(전체의 88.7%를 차지)중에서 국산이 62.6-68.0%를 유지하는 것으로 분석되었다. 국산 6조식 가격은 일본산의 83.1-85.5% 수준으로 가격 경쟁력이 있지만, 가격 차이가 3,690-4,420천원에 불과하여 시장 점유율이 확대되지 못한 것으로 판단된다. 국내 종합형업체의 농기계부문 매출액은 일본 종합형업체의 2.7-15.7%로 크게 낮고, 종업원 1인당 매출액은 일본의 43.9-81.5%에 불과하여 낮은 생산성을 보이고 있다. 연구원 수는 일본의 13.2-28.1%로 낮았으나, 종업원수 대비 연구원수 비율은 145-176.5%로 오히려 더 높았다. 또한 매출액 대비 연구개발비의 비중은 일본 구보다사 보다 123.1-153.8%로 높게 나타났다. 또한, 국내 농기계 산업과 내수시장을 위협하고 있는 일본 제조사의 국내 특허등록은 2010년 이후 급속한 증가세로, 2016년 기준으로 트랙터의 58.5%, 콤바인의 79.9%, 이앙기의 69.8%를 차지하고 있어 기술권리성 확보가 심각한 상태이다. 특히 핵심 농기계에 대해 일본의 국내 특허등록은 주요 핵심기술에 집중되었는데, 트랙터는 본체·변속장치에 37%, 콤바인은 본체·탈곡장치에 54%, 이앙기는 본체에 57%가 집중된 것으로 분석되었다. 따라서 기술권리성 확보 및 내수시장 방어를 위해 제조사의 자체 연구개발비를 증액과 더불어 정부지원 R&D와 특허의 정량적인 출원·등록을 연계하는 제도적 보완 및 지원확대가 필요하다. 국내에서 높은 시장점유율을 보인 양국 핵심 농기계 대표모델의 성능, 품질 및 가격, 가격차이(국산-수입산)/농가소득, 시장점유율을 분석한 결과, 일본산 트랙터의 가격은 국산 대비 130.8-136.3% 고가이고, 농가소득 대비 가격차이율은 37.6%, 시장점유율은 0.1-0.2%를 보였다. 콤바인은 가격 92.0-110.2%에서 가격차이율 -14.2-18.3%와 시장점유율 6.2-8.1%를, 이앙기는 각각 117.0-120.4%, 9.9-11.9%, 5.5-16.1%를 보여, 시장점유율은 농기계의 가격과 농가소득 대비 가격차이 비율에 높은 영향을 받는 것으로 나타났다. 농기계의 경쟁력 강화를 위해서는 단기적으로 고장이 적어야 한다. 내수시장에서 국산 농기계는 가격대비 품질이 낮고 고장빈도가 높아 농가로부터 신뢰성과 시장점유율이 크게 감소하였다. 따라서 고장빈도가 높은 부품의 내구성 향상과 고품질 부품 개발, 부품 표준화 등을 담당하는 전문연구기관의 설립이 필요하다. 또한 중장기적으로 현재까지의 선진기술 추격과 응용기술 개발에서 탈피하여 핵심 요소기술개발에 역점을 두어야한다. 이를 위한 기술 로드맵 수립, 산학연 협력 확대와 정부의 연구개발비 증액, 산업체의 구조조정과 기술혁신이 필요하다.

고령자의 건강한 삶을 위한 낙상 예방 운동유형 확인 (Identify the Type of Exercise to Prevent Falls for Healthy Elderly Life)

  • 박양선;김미예;박성원;이옥진
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.361-373
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    • 2019
  • 낙상은 노인의 신체적 건강은 물론 총체적 삶의 질을 위협하는 요인이다. 이 연구의 목적은 어떤 운동유형이 노인의 균형 능력 증진에 효과적인가를 확인하고, 이에 기초하여 노인 낙상 예방 운동 프로그램 개발에 필요한 기초 자료를 얻는 것이었다. 65세 이상 80세 미만의 여성 노인들을 스텝운동집단(21명), 코어근육운동집단(20명), 통제집단(21명) 중 한 집단에 무선 할당하였고, 8주 동안, 주 2회, 회당 20~30분의 운동을 처치하였다. 운동 효과는 기능적 균형검사(한발 정적균형검사)와 자기보고식 균형검사(낙상효능감, 균형자신감)로 평가하였다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같았다. 첫째, 리드미컬한 스텝운동이 체간의 코어근육 강화운동보다 기능적 균형 증진에 효과적이었다. 특히, 눈을 뜨고 측정하는 한발 정적 균형검사에서 스텝운동의 효과가 뚜렷하게 나타났다. 둘째, 자기보고식 균형검사에서도 스텝운동이 코어근육운동보다 우수한 결과를 보였다. 특히, 리드미컬한 스텝운동이 체간의 코어근육운동보다 낙상 효능감 증진에 효과적이었다. 이상의 연구 결과를 종합해 볼 때, 리드미컬한 스텝운동이 체간의 코어근육운동보다 노인의 균형 능력 증진에 효과적이었다. 이는 리드미컬한 스텝운동이 하지 근육의 관여가 상대적으로 높고, 다양한 지면 변화 속에서 스텝운동을 수행하므로 낙상 발생 환경과 유사하며, 발목 고유수용성 강화에 적합한 운동유형이었기 때문이라고 사료된다. 따라서 향후 연구를 위해서 노인 낙상 사고가 발생하는 구체적인 동작 상황을 조사하고, 이에 기초하여 과제지향의 발목 고유수용성 감각강화 운동 중재 프로그램 및 운동 장비의 개발을 제안하였다.

한국농수산대학 졸업생 영농정착 성공 사례집의 Text Mining - 주요단어의 빈도 분석 및 word cloud - (Text Mining of Successful Casebook of Agricultural Settlement in Graduates of Korea National College of Agriculture and Fisheries - Frequency Analysis and Word Cloud of Key Words -)

  • 주진수;김종숙;박석영;송천영
    • 현장농수산연구지
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    • 제20권2호
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    • pp.57-72
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    • 2018
  • 본 연구는 한농대에서 발간하는 청년 농어업인들의 우수한 영어·영농 정착사례에서 의미 있는 정보를 추출하고자 프로그램 R의 Text mining으로 주요단어를 추출하고 시각화를 위하여 word cloud를 작성하였다. 먼저 전체 표본에 대한 text mining 결과에서는 '대표', '이사', '생각', '자신', '시작', '마음', '노력' 등이 상위 50개 핵심 단어 가운데 빈도수가 높게 나타난 단어들이다. 이는 젊은 농부들이 회사의 경영주가 되기 위해서거나 또는 경영주로서 그들 스스로 생각하고 판단하고 추진하는 능력을 갖추고 있음을 표현이며 자기의 꿈을 버리지 않고 스스로 꿈꾸는 일을 헤쳐 나가는 모습의 표현이라 할 수 있다. '아버지', '부친' 및 '부모님' 등의 단어 빈도수가 높은 것은 부모협농과 승계농의 비율이 높은 경영형태의 영향이라 할 수 있으며, '한국농수산대학', '대학', '졸업', '공부' 등의 단어는 이들의 높은 교육의식을 나타낸 결과이며, '유기농'과 '친환경' 의 단어는 우수사례자들의 친환경 농업에 대한 관심도를 나타낸 결과라 할 수 있다. 또한 '판매', '체험' 등의 6차산업 관련어는 농어업·농어촌을 활성화시키기 위한 이들의 노력을 나타내는 결과라 할 수 있다. 한편 '인터넷', '블로그', '온라인', '홈페이지', 'SNS', 'ICT', '융복합' 및 '스마트' 등의 단어들은 비록 상위 50위 안에는 없었으나 이들 단어들이 빠지지 않고 추출된 결과는 영어·영농의 과학화·첨단화에 청년농부들의 관심이 높아지고 있음을 알 수 있었다. 다음으로 품목별 샘플에 대하여 빈도수가 상위 50위 이내인 주요단어를 그룹화 한 결과로서 축산, 채소 및 수산은 '시설', 식량작물은 '장비', '기계' 등의 빈도수가 높게 나타냈다. '친환경'은 채소작물과 식량작물에서 나타났으며, '유기농'은 채소, 식량작물, 과수에서 나타났다. 식량작물에서는 '우렁이'가 추출되었으며, 우수농수산물을 의미하는 '인증'은 수산에서만 나타났다. '6차산업' 관련단어로 '생산'은 모든 계열, '가공', '유통'은 과수, '체험'은 채소, 식량작물 및 과수에서 나타났다. 그리고 텍스트 마이닝으로 추출한 단어를 시각화하기 위하여 전체 샘플과 각 품목별로 word cloud를 작성하여 구조화되지 않은 비정형 텍스트인 우수사례들이 내포하고 있는 의미를 글자의 크기로 알 수 있도록 나타냈다.

현대인의 라이프스타일에 따른 픽업트럭 튜닝 용품 디자인 사례 연구 (A Case Study on the Design of Pickup Truck Tuning Equipment according to the Lifestyle of Modern People)

  • 이동훈;박해림;이상기
    • 서비스연구
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    • 제13권4호
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    • pp.131-141
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    • 2023
  • 라이프스타일 변화에 따라 소비자의 니즈와 행동 변화는 소비문화로 이어져 자동차 시장에도 영향을 미치고 있다. 그러나 관련 시장의 소비자의 라이프스타일에 맞춘 옵션을 제공하기 위한 연구·조사는 아직 부족한 실정이다. 본 연구는 차종 중 라이프스타일이 가장 많이 반영되는 픽업트럭에 적용되는 픽업트럭 액세서리를 중심으로 먼저 픽업트럭과 픽업트럭의 애프터마켓 시장, 라이프스타일에 대한 이론적 배경을 살펴보았다. 둘째, 이미지 맵핑을 통해 시장규모 분석, 가능성을 통한 픽업트럭의 시장 가능성과 기회요소를 발견하고 이를 통해 사용자 유형을 구분할 수 있었다. 셋째, 사용자 유형을 대표하는 이를 대상으로 인터뷰를 진행하였고 내용을 정리하였고 관련 집단을 중심으로 인터뷰하여 사용자 집단의 퍼소나를 작성하고 각 집단의 퍼소나가 원하는 니즈가 무엇인지 정리하였다. 마지막으로, 사용자 라이프스타일 유형별 도출된 이슈 키워드 및 인사이트에 맞는 디자인 콘셉트를 제시하였다. 본 연구에서는 사용자 유형을 ①야외활동형, ②취미활동형, ③소규모업무형으로 나누어 사용자 유형별 인터뷰로 집단별 키워드에 맞는 콘셉트를 적용하여 디자인 사례연구를 하였다. 야외활동형은 가변형 구조의 수납, 거주공간 형태의 액세서리 디자인을 제시하였고, 취미활동형은 모듈형 데크탑 디자인과 스포츠 쿠페형의 하드탑 디자인을 제시하였다. 소규모업무형은 적재물 고정에 용이한 칸막이와 적재함 탑승에 용이한 스탭퍼 디자인을 제시하였다. 현재 대량 맞춤화(Mass Customization)되고 있는 자동차 시장에서 픽업트럭 이용자의 라이프스타일에 맞는 픽업트럭 액세서리 개발에 적용하여 라이프스타일별 사용자가 원하는 옵션 디자인의 다양화로 픽업트럭 애프터마켓의 규모가 확대되길 기대한다.

드론을 활용한 고주파 레이다의 안테나 패턴 측정(APM) 가능성 검토 (Evaluation of Antenna Pattern Measurement of HF Radar using Drone)

  • 정다운;김재엽;송규민
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제35권6호
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    • pp.109-120
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    • 2023
  • 광해역의 표층 해수유동을 준 실시간으로 측정하는 장비인 해양 고주파 레이다(High Frequency Radar, HFR)는 특정 전파대역(HF)의 주파수를 해수면으로 발사하고 후방으로 산란된 전파를 분석하여 표층 유속 벡터를 측정한다(Crombie, 1955; Barrick, 1972). 본 연구에서 사용되는 Codar사의 Seasonde HF radar의 경우, 무지향성 안테나에서 송·수신한 전파의 브래그 피크(Bragg peak)의 강도와 다중신호분류(Mutiple Signal Classification, MUSIC) 알고리즘을 통하여 방사형 해류(Radial Vector)의 속도와 위치를 결정하게 된다. 이때 생산된 해류는 관측 전파 수신 환경의 특성이 고려되지 않은 이상적인 전파환경(Ideal Pattern)이 적용된 자료로써 이를 보정하기 위하여 안테나 패턴 측정(Antenna Pattern Measurement, APM)을 시행하여 보정된 방사해류장(Measured Radial Vector)을 계산하게 된다. APM의 관측원리는 안테나로부터 수신되는 각 위치별 신호 강도값을 측정하여 해류의 위치 및 위상 정보를 수정하는 것으로 일반적으로 선박에 안테나를 설치하여 실험을 진행한다. 하지만 선박을 활용할 시, 기상조건과 해양 상황 등 다양한 환경에 의해 최적의 APM 결과를 산출하기까지 많은 제약이 따른다. 따라서 APM 실험에 대하여 해상 상황에 대한 의존도를 낮추고 경제적인 효율성을 높이기 위하여 무인항공기인 드론을 이용한 APM 활용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 전남 완도군 당사리 당사도등대에 설치된 고주파레이다를 활용하여 선박을 활용한 APM 실험과 드론을 활용한 APM 실험을 진행하였으며 선박과 드론으로 관측된 결과가 적용된 방사형 해류와 계류된 고정부이를 활용하여 그 결과를 비교 분석하였다.

소형 초고속해상무선통신망 송수신기 성능 검증 방안에 관한 연구 (A Study on the Performance Verification Method of Small-Sized LTE-Maritime Transceiver)

  • 우석;김부영;심우성
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.902-909
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    • 2023
  • 해양사고 예방 지원을 목표로 해양수산부 주도의 지능형 해상교통정보서비스가 지난 21년 1월부터 시작되었고 그동안 이용이 제한되었던 3톤 미만 선박까지 확대하기 위해 개발·추진되는 소형 초고속해상무선통신망(이하 LTE-M) 송수신기의 성능 검증 방안에 대해 연구하였다. 국내 해양 사고의 약 30%가 3톤 미만의 선박에서 발생되고 있기 때문에 소형 선박 전용의 송수신기 개발을 통한 해양안전 사각지대 보완이 필요하다. 소형 LTE-M 송수신기는 연안에서 조업 활동이 활발한 어선과 육지 인근의 수상레저기구 등을 대상으로 적용될 수 있다. 따라서 실제 송수신기가 설치·이용되는 환경을 고려하여 충분한 성능 및 안정적인 통신 품질 제공 여부를 검증하는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 LTE-M 망의 통신품질 요구 기준과 해양수산부의 소형 송수신기 성능 요구 기준을 검토해보고, 소형 송수신기의 성능을 적합하게 평가할 수 있는 시험 방안을 제안하였다. 제안한 시험 방안은 해양 사고 빈도가 높은 6개 실해역 노선을 대상으로 타당성을 검증하였으며, 소형 송수신기 다운링크 및 업링크 전송속도가 각각 9Mbps 이상 및 3Mbps 이상의 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 또한 커버리지 분석시스템을 활용하여 집중관리구역(0~30km) 및 관심구역(30~50km)에서 각 95% 이상 및 100%의 커버리지를 확인하였다. 본 논문에서 제안한 성능 평가 방안 및 시험 결과는 송수신기의 성능 검증을 위한 참고 자료로 활용되어 정부가 추진하는 바다 내비게이션 서비스 및 소형 송수신기의 보급 및 확산에 기여할 것으로 기대된다.

주파수 및 시간 특성을 활용한 머신러닝 기반 공동주택 주거소음의 군집화 및 분류 (Clustering and classification of residential noise sources in apartment buildings based on machine learning using spectral and temporal characteristics)

  • 김정훈;이송미;김수홍;송은성;류종관
    • 한국음향학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.603-616
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    • 2023
  • 본 연구는 주파수 및 시간 특성을 활용하여 머신러닝 기반 공동주택 주거소음의 군집화 및 분류를 진행하였다. 먼저, 공동주택 주거소음의 군집화 및 분류를 진행하기 위하여 주거소음원 데이터셋을 구축하였다. 주거소음원 데이터셋은 바닥충격음, 공기전달음, 급배수 및 설비소음, 환경소음, 공사장 소음으로 구성되었다. 각 음원의 주파수 특성은 1/1과 1/3 옥타브 밴드별 Leq와 Lmax값을 도출하였으며, 시간적 특성은 5 s 동안의 6 ms 간격의 음압레벨 분석을 통해 Leq값을 도출하였다. 공동주택 주거소음원의 군집화는 K-Means clustering을 통해 진행하였다. K-Means의 k의 개수는 실루엣 계수와 엘보우 방법을 통해 결정하였다. 주파수 특성을 통한 주거소음원 군집화는 모든 평가지수에서 3개로 군집되었다. 주파수 특성 기준으로 분류된 각 군집별 시간적 특성을 통한 주거소음원 군집화는 Leq평가지수의 경우 9개, Lmax 경우는 11개로 군집되었다. 주파수 특성을 통해 군집된 각 군집은 타 주파수 대역 대비 저주파 대역의 음에너지의 비율 또한 조사되었다. 이후, 군집화 결과를 활용하기 위한 방안으로 세 종류의 머신러닝 방법을 이용해 주거소음을 분류하였다. 주거소음 분류 결과, 1/3 옥타브 밴드의 Leq값으로 라벨링된 데이터에서 가장 높은 정확도와 f1-score가 나타났다. 또한, 주파수 및 시간적 특성을 모두 사용하여 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN) 모델로 주거소음원을 분류했을 때 93 %의 정확도와 92 %의 f1-score로 가장 높게 나타났다.