• 제목/요약/키워드: Estimation efficiency

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유휴 논토양에서 조사료 생산을 위한 적정 액상구비 시용수준의 추정 I. 액상구비의 시용이 Reed Canarygrass의 연 건물수량에 미치는 영향 (Estimation of Optimum Raate of Cattle Slurry Application for Forage Production Using Idled Rice Paddy I. The Effect of cattle slurry application on annual dry matter yield in reed canarygrass.)

  • 이주삼;조익환;김성규;안종호
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.50-56
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    • 1994
  • 본 시험은 농산물의 수입자유화 추세로 들어가고 있는 유휴 경작지에 조사료 자원확보와 날로 심각하게 증가되는 가축분뇨를 유기질 비료로서 재활용하여 환경보전을 목적으로 유휴 논 토양에 조성된 리드카나리그라스의 초지에 액상구비를 시용하여 연 평균 건물수량과 계절적 분포 및 적정 액상구비의 시용수준을 추정코자 실시되었다. 2. 3개의 예취빈도(연간3, 4및 5회 예취)조건에서 연 평균 건물수량은 ha당 8.9~10.9톤을 기록하였는데 3회 예취 이용시에 가장 높은 건물수량을 나타내었다. 2. 액상구비의 시용은 연간 ha당 300~360kg의 질소수준 이상에서 전혀 비료를 시용하지 않았던 대조구보다 유의한 연 평균 건물수량의 차이를 나타내었다(p=0.05). 3. 연간 3회와 4회 예취 이용한 시험구에서는 액상구비의 시용수준 주 제 1단계(3회 예취구: 90kg N/ha, 4회 예취구: 120kg N/ha/년)에서 이전 수준인 무비구보다 ha당 연간 각각 1.23톤과 2.34톤의 가장 높은 건물수량의 증가를 기록하였고, 5회 예취구에서는 2단계의 액상구비 수준 (300kg N/ha/년)에서 이전 수준(150kg N/ha)보다 2.11톤의 연간 건물 수량의 증가를 초래하였는데, 이들의 질소효율은 각 예취조건 하에서 각각 kg질소당 13.7, 19.4 및 14.1kg의 건물 수량에 해당되었다. 4. 연 건물수량의 계절적 분포는 3회 예취구에서 2번초, 4회 예취구의 3번초 및 5회 예취구의 3번초에 각각 전체의 42.37 및 32%로 가장 높은 비율을 차지하였다. 5. 본 시험조건에서는 5회 예취구에서만 생장곡선이 결정계수 $r^2$=0.9993으로 시그마 형태에 가장 근접하였는데, 이를 이용하면 최고 한계수량은 액상구비의 형태로 연간 ha당 250kg의 질소수준에서 도달하고 경제적 액상구비의 이용수준은 371.0~402.2kg의 질소였으며, 최대수량은 연간 ha당 489.3kg의 액상구비 시용시 얻을 수 있었다.

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백한우의 성판별 정액을 이용한 수태율 추정에 관한 연구 (Studies on the Estimation of Pregnancy Rate of White Hanwoo (Albino Korean Native Cattle) with Sexed Semen)

  • 김성우;최진석;최창용;김동교;고응규;소충실;성환후
    • 한국수정란이식학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.45-50
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    • 2015
  • 본 연구는 백한우 개체 1두에서 성판별된 정자를 제조하고 원하는 성을 가진 후대를 생산하고자 인공수정을 실시하였다. 채정이 가능한 백한우 종모우 1두를 선발하고, 정자 성 분리 전용 유세포 분리기인 MoFlo XDP기기로 성분리 동결정액을 생산하였다. 성분리 X 정자의 농도에 따른 임신율과 출산율을 비교하기 위하여 대조군으로서 KPN 768정액을 이용하였으며 그 총 정자수는 $20{\times}10^6$로 추정되었다. 실험군으로서 성 판별된 백한우 X 정자를 이용하였으며, 정자수 $2{\times}10^6/straw$$4{\times}10^6/straw$를 처녀우 한우에 2회 인공수정하였다. 백한우의 정액 기형도는 $24.9{\pm}7.31%$로 관찰되었으며, 중편부 반전 정자기형이 약간 높은 정자로 검사되었다(11.7%). 성판별된 백한우 X-정자수가 $2{\times}10^6/straw$$4{\times}10^6/straw$를 인공 수정할 때 실험군에서 임신율의 차이는 없었으며, 보증씨수소 정자를 이용한 대조군의 경우, 임신율이 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 대조군 KPN 768와 실험군 $2{\times}10^6/straw$ 정자와 $4{\times}10^6/straw$ 정자 처리군에서 임신율은 각각 85.0%, 26.3% 및 50 %로 관찰되었다. 산자 생산율은 각각 80.0%, 15.8% 및 21.4% 로 관찰되었고, 암컷 출현율은 각각 43.8%, 100% 및 100%로 조사되었다. 이러한 결과는 백한우 성 판별된 정자로 원하는 성을 가진 후대 생산이 가능함을 보여주고 있으며, 성 판별된 정자를 활용하여 원하는 성을 가진 백한우 후대를 생산하는데 최적화된 정자수의 대한 기본 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

BASINS/SWAT 모델을 이용한 경안천 유역의 오염부하 배출 특성 (Characteristics of Pollution Loading from Kyongan Stream Watershed by BASINS/SWAT.)

  • 장재호;윤춘경;정광욱;이새봄
    • 생태와환경
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    • 제42권2호
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    • pp.200-211
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    • 2009
  • 최근 상수원 수질관리에 있어서 팔당호 수질악화에 직접적으로 영향을 주는 경안천 유역관리에 대한 관심이 증가하여 적절한 대책이 필요하다. 이를 위해 SWAT 모델을 적용하여 유역 내 점 비점오염원에 따른 오염물질 발생 특성을 평가하고자 하였으며, 연구결과는 향후 경안천 유역의 효율적인 수질관리를 위한 기초자료로서 도움이 되고자 한다. BASINS는 유역의 오염현황을 신속하고 용이하게 파악가능하고 예측모형의 입력자료를 자동적으로 생성해주기 때문에, BASINS 적용을 위한 공간입력자료인 유역 경계와 하천도, DEM, 토지 이용도, 토양도 등을 tool 형식에 맞게 변환하고 입력하여 SWAT과 같은 유역모델을 연구목적에 맞게 적용할 수 있었다. 연구목적에 맞게 모델을 적절히 적용하기 위하여 유량, SS, TN, 그리고 TP순으로 2004년부터 2008년까지 일별로 검 보정 하였고, 모델 통계 치와 효율 산정 및 산포도 작성을 통해 모델의 정량적, 정성적 모의특성을 판단하였다. 유량의 경우 실측값에 대한 모의 경향이 잘 반영 되었으며, SS, TN, TP의 경우 특정기간에서 과대 또는 과소평가 되었으나 유역이라는 광범위하고 복합적인 특성과 그 안에서의 복잡한 수질기작 등을 고려해 볼 때 허용할 수 있는 범위에서 실측값을 적절히 묘사한 것으로 판단되었다. 그러나 결과의 정확한 해석과 적용을 위해서는 보다 상세한 측정자료 확보 및 검 보정 작업이 필요하며, 특히 점오염원 배출현황에 대한 관측자료의 검증을 통해 이상 치들의 정확성을 개선할 필요가 있다. 년간 오염부하량을 산정한 결과, SS와 TP의 경우 강우량이 증가함에 따른 유출량 변화가 비점오염부하량 변화에 영향을 미치는 것으로 나타났다. TN은 점오염부하량이 매년 유사한 범위에서 산정되였으나, 유량증가에 따른 질소성분의 희석이나 산화효과로 인하여 질소농도 감소가 비점오염부하량 감소로 나타났다. 수계오염총량관리 기술지침에 의해 산정된 배출부하량과 비교한 결과, 총량에서는 본 연구결과가 2${\sim}$3배 가량 더 작으며, 비점오염 부하량의 경우 더 큰 것으로 나타났다. 원단위를 이용하여 부하량을 산정할 경우 유달개념이 고려되지 않고 단순 강우유출비만을 고려하기 때문에 나타나는 결과라고 판단되였다. 연중 일정하게 나타나는 점오염원의 특성파는 달리, 비점오염원에 의한 부하량은 강우가 집중되는 6${\sim}$9월에 61.8${\sim}$88.7%수준으로 크게 증가하며 강우유출량에 많은 영향을 받는 것을 알 수 있었으나, TN과 TP는 평수기 및 저수기 (10${\sim}$5월)에 점오염원에 의한 영향이 크게 나타났다. 이는 저수기에 흐르는 경안천 유량의 많은 양이 용인시와 광주시에 위치한 환경기초시설의 방류량이며, 이에 따라 하절기 비점오염뿐만 아니라 저수기의 수질개선을 위한 관리 또한 적절히 필요한 것으로 판단되었다.

공급사슬 관리 구축전략에 관한 연구: LG전자 사례 중심으로 (A study of SCM strategic plan: Focusing on the case of LG electronics)

  • 이기원;이상윤
    • 유통과학연구
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    • 제9권3호
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    • pp.83-94
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    • 2011
  • 국내에서는 일부 대기업을 제외하고는 공급사슬 관리(SCM) 체제 구축에 매우 소극적이며, 중소기업들은 SCM관리의 개념조차 인식하고 있는 경우가 대 다수이다. 이는 공급망 비효율적 관리로 인한 국내 제조업체, 협력업체, 유통업체 및 물류업체들 재고관리 비용, 수요관리 비용 등 비 효율화를 초래하고 있으며, 나아가 국내 기업의 경쟁력 저하에도 큰 영향력을 미치고 있다. 그 이유는 공급사슬 관리(SCM) 태생적인 특징인 공급사슬 관리(SCM) 전체에 대한 정보 공유 및 프로세스 혁신과, 공급사슬 관리(SCM)가 갖는 광범위함 때문이라고도 할 수 가 있다. 이 논문은 성공적인 공급사슬 관리(SCM) 추진을 위한 공급사슬 관리(SCM) 관련 이론적 논의와 구축전략과 도입 및 성공사례를 연구 및 분석을 통하여 현상황에 대한 고찰과 개선방안에 대해서 제안해보고자 한다. 성공적인 공급사슬 관리(SCM) 추진을 위한 방안을 논의하기 위해서는 먼저 공급사슬 관리(SCM)에 대한 이론적 배경에 대한 고찰이 필요하다. 따라서 II장에서는 공급사슬 관리(SCM)에 대한 기본적인 개념과 필요성에 대해서 기술하고, III장에서는 현재 추진되고 있는 공급사슬 관리(SCM)에 대한 문제점에 대해서 기술할 것이다. 마지막으로IV, V장에서는 공급사슬 관리(SCM) 구축전략과 LG전자사례 및 결론을 기술할 것이다.

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폐탄광 산림복구지의 수종별 탄소 저장량 추정: 자작나무, 잣나무, 소나무류 식재지를 중심으로 (Estimation of carbon storage in reclaimed coal mines: Focused on Betula platyphylla, Pinus koraiensis and Pinus spp. plantations)

  • 김광은;김성준;김현준;장한나;김형섭;박용하;손요환
    • 환경생물
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    • 제38권4호
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    • pp.733-743
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    • 2020
  • 본 연구는 폐탄광에서 산림으로 복구된 지역의 임목, 낙엽층, 토양, 그리고 산림의 총 탄소 저장량을 추정하고, 수종별 탄소 저장량 차이를 비교하기 위해 수행되었다. 이를 위하여 강원도, 경상북도, 전라남도의 폐탄광 산림복구지에서 자작나무, 잣나무, 소나무류(소나무, 리기다소나무, 곰솔)가 서로 다른 시기에 식재된 산림과 주변의 일반 산림을 조사하였다. 일반 산림에 비하여 폐탄광 산림복구지 내 낙엽층 및 토양(ton C ha-1; 자작나무: 3.31±0.59 및 28.62±2.86, 잣나무: 3.60±0.93 및 22.26±5.72, 소나무류: 4.65±0.92 및 19.95±3.90), 그리고 산림의 총 탄소 저장량(ton C ha-1; 자작나무: 54.81±7.22, 잣나무: 47.29±8.97, 소나무류: 45.50±6.31)은 낮게 나타났으며, 임목 탄소 저장량(ton C ha-1; 자작나무: 22.57±6.18, 잣나무: 21.17±8.76, 소나무류: 20.80±6.40)은 자작나무가 식재된 곳에서만 낮은 결과가 나타났다. 수종별로 토양 탄소 저장량을 제외한 임목, 낙엽층, 산림의 총 탄소 저장량에서 차이가 나타나지 않았으며, 임목 및 산림의 총 탄소 저장량은 복구 후 경과시간에 따라 증가하는 경향을 보였다. 한편, 폐탄광 산림복구지의 자작나무와 소나무류에서 토양 pH 및 CEC가 낮게 나타났으며, 수종별 불안정탄소, 유효인산, 미생물 바이오매스 탄소가 일반 산림토양보다 2배 이상 낮은 결과를 보였다. 폐탄광 산림복구지에 석회 및 유기질 비료의 시비와 경운을 통해 토양 성질을 개선하고, 가지치기 및 간벌 등과 같은 산림관리로 임목 생육을 증진시키면 폐탄광 산림복구지 내 탄소 저장량을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.

농경학적(農耕學的) 입장(立場)에서 본 서기(西紀) 2,000년(年)까지의 비료수요(肥料需要) 전망(展望) - 종합고찰(綜合考察) - (Prediction of fertilizer demands up to the year of 2,000 from agronomic view points - Review and Discussion -)

  • 홍종운;신용화
    • 한국토양비료학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.211-220
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    • 1976
  • 서기(西紀) 2000년(年)까지의 비료(肥料) 소요량(所要量)을 농경학적(農耕學的) 측면(側面)에서 예측(豫測) 하기 위하여 작물(作物) 영양생리(營養生理) 면(面)에서의 예측치(豫測値), 토양비옥도(土壤肥沃度) 면(面)에서 본 예측치(豫測値), 그리고 경지(耕地)의 내외연적(內外延的) 확대(擴大)에 따르는 비료(肥料) 소요량(所要量)의 변동(變動) 예측치(豫測値)들을 종합(綜合) 검토(檢討)한 결과(結果)를 다음과 같이 요약(要約)한다. 1. 농업경제연구소(農業經濟硏究所)의 식량경제(食糧經濟) 문제(問題)의 종합적(綜合的) 분석(分析)에서 제시(提示)한 2000년(年)까지의 식량(食糧) 생산량(生産量) 예측치(豫測値)에 준(準)한 작물(作物) 생산(生産)을 위(爲)해 필요(必要)한 작물(作物)의 질소(窒素), 인산(燐酸) 및 가리(加里) 흡수량(吸收量)을 근거(根據)로 예측(豫測)한 값은 1980년(年) 1.162천(千)톤(N ;554.1천(千)톤, $P_2O_5$; 360.1천(千)톤, $K_2O$;247.8천(千)톤) 1900년(年) 1,471.4천(千)톤 (N; 694.8천(千)톤, $P_2O_5$;465.4천(千)톤, $K_2O$;311.2천(千)톤), 2000년(年) 1,764천(千)톤(N;812.5천(千)톤 $P_2O_5$; 592.3천(千)톤, $K_2O$;359.2천(千)톤)이였다.${\cdots}{\cdots}$ (제(第) I 안(案)) 2) 최근(最近)의 단위면적당(單位面積當) 수량(收量) 변동(變動) 추세(趨勢)로부터 2000년(年)까지의 작물별(作物別) 단위면적당(單位面積當) 수량(收量)을 예측(豫測) 하고 이들 수량(收量)을 올리는데 필요(必要)한 비료(肥料)의 증가율(增加率)을 작물(作物) 수량(收量) 증가율(增加率)과 같게 취하면서 경지(耕地) 면적(面積)의 내외연적(內外延的) 확대(擴大)를 고려(考慮)한 2000년(年)까지의 비료(肥料) 소요량(所要量) 예측치(豫測値)는 1980년(年) 1,149.3천(千)톤(N; 603.7천(千)톤, $P_2O_5$; 305.5천(千)톤, $K_2O$; 240.1천(千)톤) 1990년(年) 1,551.1천(千)톤(N; 814.7천(千)톤 $P_2O_5$; 412.3천(千)톤, $K_2O$; 324.0천(千)톤), 2000년(年) 2,253.8천(千)톤 (N;1,183.8천(千)톤, $P_2O_5$; 586.4천(千)톤, $K_2O$;470.9천(千)톤)이였다(II안(案)) 3) 최근(最近)의 작물별(作物別) 단위(單位) 면적당(面的當) 수량(收量)과 단위(單位) 면적당(面的當) 시비량(施肥量)의 변동(變動) 추세(趨勢)를 동시(同時)에 고려(考慮)한 2000년까지의 비료(肥料) 소요량(所要量) 예측치(豫測値)는 1980년(年), 1,287.6천(千)톤 (N; 677.1천(千)톤, $P_2O_5$: 342.0천(千)톤 $K_2O$; 268.5천(千)톤) 1990년(年) 2,085.6천(千)톤(N; 1,096.7천(千)톤 $P_2O_5$; 553.9천(千)톤, $K_2O$;435.0천(千)톤), 2000년(年) 3,380.6천(千)톤(N; 1,777.8천(千)톤) $P_2O_5$;897.8천(千)톤 $K_2O$; 705.0천(千)톤) 이었다. (III 안(案)) 4) 제(第)I안(案)은 장차(將次) 쌀에 대(對)해서만 자급율(自給率) 100%를 도모(圖謀)하고, 여타(餘他) 작물(作物)에 대(對)하여는 대략(大略) 50%의 자급율(自給率)을 기대(期待) 할 때 실제(實際)와 가까운 가능성(可能性)이 있으나 이 같은 상황(狀況)은 바람직한 것은 아닌 것 같다. 5) 식량(食糧)의 자급율(自給率)을 최대한(最大限) 높이기 위(爲)하여 경지(耕地)의 내외연적(內外延的) 확대(擴大), 다수성(多收性) 품종(品種)의 광범(廣範)한 보급(普及)이 따를 경우, 비료(肥料) 효율 증대(增大)를 위한 여러가지 기술(技術)들이 개발보급(開發普及)되면 제(第)II안(案)이 실현성(實現性)이 높고, 그 같은 기술(技術)의 보급(普及)이 미진(未盡)할 때는 제(第)III안(案)이 현실(現實)에 가까울 가능성(可能性)이 높다.

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합성곱 신경망의 비지니스 응용: 런웨이 이미지를 사용한 의류 분류를 중심으로 (Business Application of Convolutional Neural Networks for Apparel Classification Using Runway Image)

  • 서이안;신경식
    • 지능정보연구
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    • 제24권3호
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    • pp.1-19
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    • 2018
  • 최근 딥러닝은 오디오, 텍스트 및 이미지 데이터와 같은 비 체계적인 데이터를 대상으로 다양한 추정, 분류 및 예측 문제에 사용 및 적용되고 있다. 특히, 의류산업에 적용될 경우 딥러닝 기법을 활용한 의류 인식, 의류 검색, 자동 제품 추천 등의 심층 학습을 기반으로 한 응용이 가능하다. 이 때의 핵심모형은 합성곱 신경망을 사용한 이미지 분류이다. 합성곱 신경망은 입력이 전달되고 출력에 도달하는 과정에서 가중치와 같은 매개 변수를 학습하는 뉴런으로 구성되고, 영상 분류에 가장 적합한 방법론으로 사용된다. 기존의 의류 이미지 분류 작업에서 대부분의 분류 모형은 의류 이미지 자체 또는 전문모델 착용 의류와 같이 통제된 상황에서 촬영되는 온라인 제품 이미지를 사용하여 학습을 수행한다. 하지만 본 연구에서는 통제되지 않은 상황에서 촬영되고 사람들의 움직임과 다양한 포즈가 포함된 스트릿 패션 이미지 또는 런웨이 이미지를 분류하려는 상황을 고려하여 분류 모형을 훈련시키는 효과적인 방법을 제안한다. 이동성을 포착하는 런웨이 의류 이미지로 모형을 학습시킴으로써 분류 모형의 다양한 쿼리 이미지에 대한 적응력을 높일 수 있다. 모형 학습 시 먼저 ImageNet 데이터셋을 사용하여 pre-training 과정을 거치고 본 연구를 위해 수집된 32 개 주요 패션 브랜드의 2426개 런웨이 이미지로 구성된 데이터셋을 사용하여 fine-tuning을 수행한다. 학습 과정의 일반화를 고려해 10번의 실험을 수행하고 제안된 모형은 최종 테스트에서 67.2 %의 정확도를 기록했다. 본 연구 모형은 쿼리 이미지가 런웨이 이미지, 제품 이미지 또는 스트릿 패션 이미지가 될 수 있는 다양한 분류 환경에 적용될 수 있다. 구체적으로는 패션 위크에서 모바일 어플리케이션 서비스를 통해 브랜드 검색을 용이하게 하는 서비스를 제공하거나, 패션 잡지사의 편집 작업에 사용되어 브랜드나 스타일을 분류하고 라벨을 붙일 수 있으며, 온라인 쇼핑몰에서 아이템 정보를 제공하거나 유사한 아이템을 추천하는 등의 다양한 목적에 적용될 수 있다.

개인정보보호 분야의 연구자 네트워크와 성과 평가 프레임워크: 소셜 네트워크 분석을 중심으로 (The Framework of Research Network and Performance Evaluation on Personal Information Security: Social Network Analysis Perspective)

  • 김민수;최재원;김현진
    • 지능정보연구
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    • 제20권1호
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    • pp.177-193
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    • 2014
  • 개인정보 분야에서의 다양한 정보 보안 이슈가 발생함에 따라 해당 분야의 전문가를 확인하기 위한 프레임워크는 매우 중요한 영역이 되었다. 전문가 탐색과정은 주로 연구 업적 등을 통한 주관적인 평가가 일반적이지만 보다 객관적인 방식을 통한 선정이 매우 중요하다. 소셜 네트워크 분석기법의 응용이 다양한 영역에서 활용됨에 따라 본 연구는 개인정보보호분야의 전문가를 확인하고 해당 전문가들의 연구실적을 판단하기 위한 분석 프레임워크를 제시하고자 하였다. 본 연구는 연구 목적에 따라 개인정보보호 연구영역의 연구성과 자료를 바탕으로 소셜 네트워크 분석을 실시하고 핵심연구자의 성과를 분석하였다. 수집된 데이터는 연구의 공저자, 발행기관, 소속기관 등의 네트워크 구성에 활용되어 핵심전문가 집단을 관리하기 위한 프레임워크를 제시하였다. 본 연구는 NDSL에서 최근 5년 동안 발표된 논문들을 중심으로 자료를 수집하였다. 연구자들이 학술 정보를 교환하는 정기 간행물인 학술지를 바탕으로 연구 네트워크를 형성하는 네트워크 자료를 수집함으로써 연구활동에 대한 정보를 분석할 수 있었다. 일반적으로 연구자들은 연구 결과를 논문으로 발표하고, 발표된 논문들이 다수의 관련 분야 전문가들에게 공유된다는 점에서 학술연구지는 연구자들의 지식관련 의사소통 공간이며 지식의 구조화에 핵심적인 역할을 수행한다. 그에 따라 본 연구의 연구 대상 분야로 설정한 개인정보보호 분야의 연구 구조를 이해하기 위해 국내에서 발표된 관련 분야의 논문들을 연구 대상으로 자료가 수집되었다. 특히 자료의 선별 기준은 국내 최대의 데이터베이스를 보유하고 있는 NDSL에서 개인정보보호 관련 키워드를 보유한 논문 데이터를 수집 및 정제하여 분석 자료로 사용하였다. 2005년부터 2013년까지 약 2,000개의 연구결과 중 주제 관련성, 공저자 추출 등을 수집하였다. 데이터 수집 이후 연구 분석을 위한 데이터 처리를 통하여 통해 총 784개의 논문을 선정하고 분석대상으로 확정하였다. 분석 결과, 개인정보보호 연구영역의 전문가 집단을 이용한 연구논문 성과에 대한 분석은 핵심 연구자들을 추출해내고 전문가 집단을 관리하는 데 도움을 제공할 수 있다. 특히 소속집단 및 연구논문 발행기관을 분석함으로써 개인정보보호 연구영역에서 확인되지 않았던 연구자들의 연구 논문 게재의 공저자 네트워크가 매우 밀접함을 확인할 수 있다. 또한 연구논문의 발행기관 및 소속집단의 특성을 추출함으로써 개인정보보호 영역의 전문가 평가지표로서 소셜 네트워크 지표들의 활용가능성을 확인하였다.

시뮬레이션 모형에 의한 온실의 열환경 분석 (Analysis of Greenhouse Thermal Environment by Model Simulation)

  • 서원명;윤용철
    • 생물환경조절학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.215-235
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    • 1996
  • 본 연구에서 수행한 Model 시뮬레이션에 의한 열환경 분석 기법은 지역별로 다양한 기상여건 하에서 대상온실의 난방 및 냉방부하를 보다 합리적으로 예측할 수 있을 뿐만 아니라 냉방이나 난방용 시스템의 결정을 비롯한 난방대책을 수립하고, 에너지 이용 전략의 수립이나 계절적인 작부계획 수립, 온실산업용 적지선정 등에 유익하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 온실의 적극적인 환경조절 유형을 난방과 냉방의 두 가지로 대별하고, 난방 소요열량 산정을 비롯하여 야간의 보온 커튼효과, Heating Degree-Hour 산정 등 난방과 관련된 시뮬레이션은 동적 모형을 이용하여 시간별, 일별 및 월별로 검토하였으며, 환기를 비롯한 차광, 증발냉각시스템의 효과 분석은 정적모형을 이용하여 검토하였다. 특히 하절기 지하수와 같은 저온수를 직접 이용하거나 Heat Pump를 통하여 확보될 수 있는 저온수를 이용하여 온실의 피복면에 살수함으로서 확보할 수 있는 온실냉방효과를 검토하는 데는 1.2m$\times$2.4m 크기의 모형온실을 제작하여 기초실험을 수행함으로서 동절기의 수막시스템의 보온효과와 마찬가지로 하절기 냉방 효과를 거둘 수 있다는 가능성을 확인하였다. 본 연구에 활용된 온실의 수치 환경모형 중 난방관련 시뮬레이션용 동적 수치모형은 소기의 목적을 달성하는데 충분히 응용될 수 있는 이론모형이다. 이 이론모형이 범용성이 높은 것은 온실 내ㆍ외의 미기상 변화, 특히 난방이나 냉방이 본격적으로 요구되는 기간동안에 온도, 습도, 일사, 풍속 등의 미기상 인자들을 면밀하게 관찰하여 실측된 자료를 바탕으로 개발되었고, 다양한 자료에 의해 충분히 검정되었기 때문이다. 본 연구에서는 경남 진주지역의 어느 특정 기간(1987년)의 시간별 기상자료를 중심으로 온실의 열적 환경변화에 대한 수치모형 시뮬레이션을 실시하였으며, 아직 수치모형에 의한 시뮬레이션이 불가능한 일부 냉방효과를 검토하는 데는 모형 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간과 야간의 설정온도를 달리하고 다단계 변온조절방식으로 시뮬레이션을 행한 결과 난방 소요열량은 난방 설정온도에 따라 현저한 차이를 보였다. 특히 주간 설정온도에 비하여 야간 설정온도가 난방 소요열량에 예민하게 영향을 미치므로 야간의 설정온도 결정에 신중을 기해야 할 것으로 판단된다. 2. 기존의 Heating Degree-Hour 자료는 평균 외기온을 중심으로 임의의 설정온도에 대하여 산정된 값이므로 난방 소요열량에 대한 상대적인 비교수단은 되나 고려되는 기상인자의 제한과 설정온도의 임의성 때문에 실용성이 부족하다. 따라서 본 연구에서 제시된 것처럼 온실 주변의 제반 미기상 인자나 경계조건이 반영됨은 물론 작물의 생육상태 및 구체적인 설정온도까지도 고려하는 동적 수치모형으로 시시각각으로 예측된 실내기온을 중심으로 재배기간 동안의 난방열량을 적산함이 합리적이라 판단된다. 기존의 MDH 자료로 난방 설계를 할 경우에는 지나치게 과잉설계 될 가능성이 있다. 3. 산정된 난방 소요열량은 물론 커튼의 보온성능도 월별 기상여건에 따라 현저한 차이를 보이며, 시뮬레이션에 이용된 커튼의 경우 높은 보온효과를 보임으로서 년 평균 50% 이상의 난방 에너지를 절감할 수 있으며, 동절기 3-4개월의 집중 난방기에 에너지가 크게 절감됨을 발견할 수 있다. 4. 고온기 환기성능은 온실의 구조, 기상조건, 작물의 생육상태 등에 따라 다소의 차이가 있으나 환기율에 의해 크게 좌우되며, 시뮬레이션에 이용된 두 가지 농가보급형 온실 모두 환기율의 증가에 따른 실내기온의 강하 효과가 환기율이 1회/min 정도를 넘어서면서 급격히 둔화되는 현상을 보인다. 이는 기존에 권장되고 있는 적정 환기율인 1회/min 전후의 환기 시스템을 갖추는 것이 합리적임을 확인해 준다. 5. 작물이 성숙된 유리온실에서 외기의 상대습도가 50%인 쾌청한 주간동안 연속적으로 1회/min로 환기를 시킬 경우 실내기온 36.5$^{\circ}C$의 대조구에 비한 온도강하는 50% 차광만 했을 시 2.6$^{\circ}C$이고 효율 80%의 Pad & Fan 시스템만 작동시 6.1$^{\circ}C$ 정도이며, 차광과 냉각시스템을 동시에 작동시는 약 8.6$^{\circ}C$로서 외기온보다 3.3$^{\circ}C$가 낮은 28$^{\circ}C$까지 실내온도를 낮출 수 있으나, 동일 조건하에서 외기의 상대습도가 80%로 높은 경우에는 Pad & Fan시스템에 의한 온도강하가 2.4$^{\circ}C$에 불과하여 50% 차광하에서도 외기온 이하로 실내온도를 낮출 수 없음을 알 수 있다. 6. 하절기 3개월(6/1-8/31)동안 Pad & Fan 시스템의 냉방효과($\Delta$T)는 설정된 작동 온도에 따라 다소 차이를 보일 것으로 예상되나 본 시뮬레이션에서 설정한 시스템의 작동 온도 27$^{\circ}C$에서 상대습도와의 상관관계는 대략 다음과 같았다: $\Delta$T= -0.077RH+7.7 7. 전형적인 하절기 주간기상 하에서 경시적 냉방효과를 분석한 결과 환기만으로는 실내기온을 외기온 보다 5$^{\circ}C$ 높게 유지하는 정도가 고작이고, 차광이나 증발식 냉방시스템 만으로는 작물이 성숙한 단계에서조차도 외기온 이하로 떨어뜨리기가 어려우나 차광과 아울러 증발식 냉방을 병행할 경우에는 작물상태에 따라 다소 차이는 있지만 실내기온을 외기온보다 2.0-2.3$^{\circ}C$ 낮게 유지할 수 있음을 발견할 수 있다. 8. 일사가 차단된 27.5-28.5$^{\circ}C$의 외기온하에서 6.5-8.5$^{\circ}C$의 냉수를 온실 바닥면적 1$m^2$당 1.3 liter/min의 유량으로 온실표면에 살수했을 때 실내기온을 외기온보다 1$0^{\circ}C$ 낮은 16.5-18.$0^{\circ}C$ 정도로 낮출 수 있었다. 앞으로 살수 수온(T$_{w}$ )이나 외기온(T$_{o}$ ) 뿐만아니라 살수율(Q)에 따라 온실기온 (T$_{g}$ )에 미치는 상관 관계 T$_{g}$ = f(T$_{w}$ , Q, T$_{o}$ )를 구명하여 지하수 자체 또는 Heat Pump를 이용한 지하수온 이하의 냉수로 온실냉방의 가능성을 구명하는 것이 앞으로의 과제이다.

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