• 대한기계학회논문집A
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• 제32권1호
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• pp.29-34
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• 2008

The efforts of reflecting the system's uncertainties in design step have been made and robust optimization or reliability-based design optimization are examples of the most famous methodologies. In their formulation, the mean and standard deviation of a performance function and constraints expressed by probability conditions are involved. Therefore, it is essential to effectively and accurately calculate them and, in addition, the sensitivity results are required to obtain when the nonlinear programming is utilized during optimization process. We aim to obtain the new and efficient sensitivity formulation, which is based on integral form, on statistical moments such as the mean and standard deviation, and probability constraints. It does not require the additional functional calculation when statistical moments and failure or satisfaction probabilities are already obtained at a design point. Moreover, some numerical examples have been calculated and compared with the exact solution or the results of Monte Carlo Simulation method. The results seem to be very satisfactory.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제48권3호
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• pp.177-183
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• 1999

This paper presents how to evaluate the transformer damage caused by reclosing scheme at the distribution substation. We describe a quantitative relationship between the reclosing scheme and the number of fault current flowing through transformer wsing the probability of a reclosing success/failure. The transformer damage from reclosing scheme is presented using a weight function and a damage function. A weight function is associated with the number of reclosing attempts and the reclosing deadtime to consider cumulative stress caused by reclosing scheme. A damage function is associated with a transformer impact ratio and a transformer functional life. In the case study, the transformer damage is simulated for the probability of a reclosing success. And the evaluation of transformer damage using KEPCO's operation data is performed.

• 산업공학
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• 제25권4호
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• pp.405-415
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• 2012

The reliability performance measures for low and high or continuous demand modes of operation of safety instrumented systems(SISs) are examined and compared by analyzing the official definitions in IEC 61508 standard. This paper also presents a status of common cause factor(CCF) models used in IEC 61508 and problems relating CCF modelling are discussed and ideas to solve these ones are suggested. An example with mixed M-out-of-N architecture is carried out to illustrate the proposed methods.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권5호
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• pp.1289-1296
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• 2019

Non-functional requirements plays a critical role in designing variety of applications domain ranges from safety-critical systems to simple gaming applications. Performance is one of the crucial non-functional requirement, especially in control and safety systems, that validates the design. System risk can be quantified as a product of probability of system failure and severity of its impact. In this paper, we devise a technique to do the performance analysis of safety critical and control systems and to estimate performance based risk factor. The technique elaborates Petri nets to estimate performability to ensure system dependability requirements. We illustrate the technique on a case study of Nuclear Power Plant system. The technique has been validated on 17 safety critical and control systems of Nuclear Power Plant.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권6호
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• pp.661-668
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• 2019

Seismic vulnerability assessment is a useful tool for rational safety analysis and planning of large and complex structural systems; it can deal with the effects of uncertainties on the performance of significant structural systems. In this study, an efficient dynamic reliability approach, probability density evolution methodology (PDEM), is proposed for seismic vulnerability analysis of earth dams. The PDEM provides the failure probability of different limit states for various levels of ground motion intensity as well as the mean value, standard deviation and probability density function of the performance metric of the earth dam. Combining the seismic reliability with three different performance levels related to the displacement of the earth dam, the seismic fragility curves are constructed without them being limited to a specific functional form. Furthermore, considering the seismic fragility analysis is a significant procedure in the seismic probabilistic risk assessment of structures, the seismic vulnerability results obtained by the dynamic reliability approach are combined with the results of probabilistic seismic hazard and seismic loss analysis to present and address the PDEM-based seismic probabilistic risk assessment framework by a simulated case study of an earth dam.

• Journal of Chest Surgery
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• 제17권2호
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• pp.212-222
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• 1984

A total of and consecutive 291 patients underwent isolated mitral valve replacement using the Ionescu-Shiley bovine pericardial xenograft valve during the 5-year period between October 1978 and June 1983. Thirty-two patients were the children under 15 years of age. There were 15 deaths within 30 days after surgery [operative mortality, 5.2%]. All early survivors except 6 children were placed on the long-term oral anticoagulation longer than postoperative 3 months. A total follow-up period extended for 398.2 patient-years, and 12 patients died [late mortality, 4.1%, or 3.0%/patient- year]. Ten patients experienced the thromboembolic complication [2.51%/patient-year], occurring in 8 patients within the first 3 postoperative months, and 4 died. Three patients had the late prosthetic valve endocarditis [0.75%/patient-year] and 2 died. The incidence of overall valve failure according to the criteria was 3.01%/patient-year, or 12 patients, and 2 had replacement of the failed bioprostheses [primary tissue failure, 0.5%/patient-year]. The long-term survival rate was 87.8%\ulcorner2.6% at 5 years postoperatively, and 84% of the late survivors were in NYHA Class I at the end of the follow- up. The probability remaining free from thromboembolism and overall valve failure was 89.8%\ulcorner6.3% and 81.2%\ulcorner.8% at 5 years respectively. These clinical results confirm the safety of mitral valve replacement. The only remaining clinical problem is the structural and functional durability of the bovine pericardial xenograft valve, and its use in young patients may be stopped in preference to the mechanical prosthetic valves.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1691-1696
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• 2010

설계단계에서 시스템의 불확실성을 반영하려는 노력이 다양하게 이루어지고 있으며, 강건 최적설계 혹은 신뢰도 기반 최적설계는 이에 대한 대표적인 설계 방법론이다. 이러한 최적화 수식에는 성능함수의 평균, 표준편차와 확률제한조건이 목적함수와 제한조건으로 주로 활용된다. 그러므로, 이러한 통계적 특성치를 효과적으로 계산하는 것은 필수적이며, 더 나아가 최적화 과정에서 비선형 계획법이 일반적으로 활용되므로 민감도가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 통계적 모멘트와 확률제한조건에 대해 적분 형태로 정의되는 민감도 수식을 비정규 분포로 확장하고자 한다. 얻어진 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트와 손상확률이 설계점에서 계산된 경우, 민감도를 얻기 위해 추가로 성능함수를 계산할 필요가 없음을 보여주므로 효율성 측면에서 우수하다. 그러나, 민감도 수식이 성능함수와 확률밀도함수의 미분과정에서 얻어지는 함수의 곱으로 정의되므로, 동일한 수치적분 방법이 적용되는 경우 민감도 해석 결과는 통계적 모멘트 결과의 정확도에 미치지 못할 가능성이 있다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.33-42
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• 2018

손상된 라이프라인 시스템의 공공서비스 제공 지연 예측은 지진 대응 체계 마련의 첫 단계이다. 그러나 라이프라인 시스템의 서비스제공가능도는 개별 구조물의 물리적 손상뿐만 아니라 인접한 구조물들로부터의 피해파급에 의해 변동될 수 있다. 이에 본 연구는 라이프라인 시스템의 기능 저하를 유발하는 공통원인피해와 연쇄피해의 발생 확률을 추론하기 위해 베이지안 모형을 작성하고 피해의 인과관계를 고려하여 최종 수요자 중심의 네트워크 강건성을 평가하는 방안을 제시하였다. 또한 완화대책에 따른 네트워크 강건성을 분석하기 위해 국내 대구경북지역의 전력 및 상수도 시스템을 대상으로 지진 규모에 따른 공공서비스의 공급 지연 확률을 예측하였다. 그 결과 사례 지역의 경우 안정적인 전력과 상수 수급을 위해 라이프라인 네트워크를 구성하는 노드들 간 피해파급을 저감하는 것이 효과적임을 확인하였다. 본 연구는 지진 피해 진단의 다양한 불확실성 간 인과관계를 도식화하였다는 데에 의의가 있으며, 지속 가능한 공공서비스 확보를 위한 지역단위 대책 수립을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.35-43
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• 2015

본 연구에서는 상수도시설물에 대해 손상단계를 기능수행과 붕괴방지로 나누고, 해외실측지진과 한반도형 인공지진에 대해 각각의 최대지반가속도에 따른 취약도 함수를 도출하였다. 손상단계 및 지반가속도를 이용하여 상수도시설물의 지진파에 따른 취약도 곡선을 도출하여 비교분석하였다. 해석결과, 도복장강관과 덕타일 주철관에 한반도형인공지진을 재하하는 경우, 해외실측지진을 재하하는 경우에 비하여 중앙값이 최소 0.1에서 최대 0.4까지 작아지는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안된 한반도형 인공지진을 이용한 지진취약도 곡선은 국내실정에 맞는 합리적인 내진 설계에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.76-85
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• 2003

본 논문에서는 공통원인고장의 이론적 고찰로서 정의와 그 원인, 분석방법을 기술하고 대표적인 소방설비의 하나인 소방펌프에 대해 공통원인고장을 고려한 신뢰도분석에 적용함으로써 공통원인고장의 중요성과 그 한계성을 규명하고자 한다. 공통원인고장을 고려한 소방수 공급설비에 대한 신뢰도분석 결과 알 수 있듯이 펌프의 운전고장이 계통실패의 가장 큰 요인으로 나타났으며 특히 두 펌프의 공통원인고장이 지배적이다. 다시 말하면 공통원인고장을 고려하지 않을 경우에 계통신뢰도를 실제보다 2배 이상 초과하여 평가할 수 있다는 것이다. 이로서 계통 신뢰도분석에서 공통원인고장의 중요성을 인식할 수 있으며 분석결과는 공통원인고장의 변수인자의 값에 크게 의존하는 것을 알 수 있다. 그리고 소방수 공급설비설계에 계통설계 시 다중성을 반영하면 신뢰도가 증가하는 것은 사실이나 공통원인고장 요인 때문에 다중기기 설치대수에 비례하는 정도의 신뢰도 향상을 얻지 못할 수도 있다. 또한 공통원인고장의 한계성으로는 분석모델의 차이로 인한 차이는 미미한 수준이었으나 각각 다른 데이터 원을 사용했을 경우 그 결과는 큰 차이를 나타내었다. 따라서 공통원인고장 분석에 사용되는 모델보다는 이용 가능한 경험데이터의 품질이 그 분석결과의 신뢰성에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 다중기기의 공통원인고장을 방지하기 위한 기본적이고 공학적인 방안으로는 설계시 요구되는 적정 신뢰도를 유지하는 것이므로 적어도 소방펌프에 요구되는 신뢰도수준으로 설계되어야 한다. 즉 SIS(Safety Instrumented system)에 요구되는 신뢰도수준인 안전건전성수준(SIL; Safety integrity level)에 적합한가의 유무를 PFD를 활용하여 정량적으로 파악하는 것이다. 공통원인고장을 고려한 소방수 공급설비에 대한 신뢰도분석 결과 계통작동요구시 실패확률(PFD: Probability of failure on demand), 즉 계통 이용 불능도는 3.80E-3이므로 규정목표인 SIL5의 범주 안에 들어있지 않아 안전건전성수준으로 설계되어 있지 않다고 판단되며, 만일 공통원인고장을 고려하지 않았을 경우인 계통 이용불능도 또한 1.82E-3으로 계산되는데, 이 또한 SIL5의 범주 안에 들어있지 않으므로 단전건전성수준으로 설계되어 있지 않다고 판단된다.