• 제목/요약/키워드: Paper 2D

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The Need for Weight Optimization by Design of Rolling Stock Vehicles

  • Ainoussa, Amar
    • International Journal of Railway
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    • 제2권3호
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    • pp.124-126
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    • 2009
  • Energy savings can be achieved with optimum energy consumptions, brake energy regeneration, efficient energy storage (onboard, line side), and primarily with light weight vehicles. Over the last few years, the rolling stock industry has experienced a marked increase in eco-awareness and needs for lower life cycle energy consumption costs. For rolling stock vehicle designers and engineers, weight has always been a critical design parameter. It is often specified directly or indirectly as contractual requirements. These requirements are usually expressed in terms of specified axle load limits, braking deceleration levels and/or demands for optimum energy consumptions. The contractual requirements for lower weights are becoming increasingly more stringent. Light weight vehicles with optimized strength to weight ratios are achievable through proven design processes. The primary driving processes consist of: $\bullet$ material selection to best contribute to the intended functionality and performance $\bullet$ design and design optimization to secure the intended functionality and performance $\bullet$ weight control processes to deliver the intended functionality and performance Aluminium has become the material of choice for modern light weight bodyshells. Steel sub-structures and in particular high strength steels are also used where high strength - high elongation characteristics out way the use of aluminium. With the improved characteristics and responses of composites against tire and smoke, small and large composite materials made components are also found in greater quantities in today's railway vehicles. Full scale hybrid composite rolling stock vehicles are being developed and tested. While an "overdesigned" bodyshell may be deemed as acceptable from a structural point of view, it can, in reality, be a weight saving missed opportunity. The conventional pass/fail structural criteria and existing passenger payload definitions promote conservative designs but they do not necessarily imply optimum lightweight designs. The weight to strength design optimization should be a fundamental design driving factor rather than a feeble post design activity. It should be more than a belated attempt to mitigate against contractual weight penalties. The weight control process must be rigorous, responsible, with achievable goals and above all must be integral to the design process. It should not be a mere tabulation of weights for the sole-purpose of predicting the axle loads and wheel balances compliance. The present paper explores and discusses the topics quoted above with a view to strengthen the recommendations and needs for the weight optimization by design approach as a pro-active design activity for the rolling stock industry at large.

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온돌바닥 모르터의 건조수축 보상을 위한 팽창재의 품질특성에 관한 실험연구 (An Experimental Study on the Quality Properties of the Expansive for Dry-Shrinkage Compensation of the On-Dol Floor Mortar)

  • 이종열;이웅종;정성철
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.314-320
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    • 2001
  • 본 연구에서는 온돌바닥 모르터에서 쉽게 발생하는 균열을 저감시키기 위해 사용되는 팽창재 중에서 석회-석고계 팽창재의 품질 특성에 대한 연구결과이다. 본 연구는 팽창재 함량별 배합조건을 설정하여, 석회-석고계의 팽창원리를 실험적으로 검증하여 보았고, 배합조건에 따른 팽창성능을 길이변화율 실험결과로부터 분석하였다. 실험결과 팽창성능을 증가시키면 압축강도는 지수함수적(Y = A $e^{-x}$)으로 감소함을 확인하였다. 또한 팽창시멘트 제조시 품질관리의 일환으로 실시하는 화학성분치와 팽창성능과의 회귀 분석 결과, 화학성분치(분말도, +44$\mu\textrm{m}$R, F-CaO, S $O_3$, L.0.1) 중에서 F-CaO 함량이 팽창성능에 영향을 미치는 주요인자인 것으로 분석되었고, F-CaO함량이 증가하면 팽창성능도 증가하며 2차 함수 관계를 갖는 것으로 분석되었다.다.

린 기법의 BIM 기반 설계조율 프로세스 접목 - 설비전기 설계조율 프로세스 재설계 사례연구 - (Application of Lean Theory to BIM-Based Coordination - A Case Study on Process Re-Engineering of MEP Coordination -)

  • 장세준
    • 한국건축시공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.67-79
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    • 2018
  • 이 논문은 프로세스 재설계 관점에서의 린 (lean) 개념의 이론적 변형과 BIM 프로세스 개선 사례를 제시한다. 최근에는 BIM을보다 효율적으로 사용하기위해 린 개념을 접목하는 연구들이 증가하고 있다. 린 이론과 성격과 기능은 제조업을 기반으로 하며 제조업에서의 프로세스는 린 개념의 프로세스 재설계 과정에 의해서 변형된 하나 프로세스로 개선된다. 하지만 제조 공정과 건설 공정은 다른 특성을 가지고 있다. 두 산업의 서로 다른 차이점으로 인해 전통적인 린의 프로세스 재설계 기능의 5 단계에는 이론적으로 BIM 프로세스에 그대로 적용하기에는 어려운 단계들이 포함되어 있다. 본 연구는 부분적으로 적용되는 린 개념의 접목을 해결하기 위해 제조 공정 및 BIM 프로세스의 특징을 분석했다. 이를 통해 이론적으로 린의 프로세스 재설계 단계를 수정하고 확장했다. 변형된 프로세스 재설계 단계는 설비전기 설계조율 프로세스에 적용했다. 본 연구에서 제안한 8단계의 프로세스 재설계 단계를 통해 일체화된 BIM 프로세스로 변형할 수 있었다. 또한 사례연구 결과는 공정 단계의 감소 및 비용절감의 가능성을 나타냈다. 본 연구의 결과는 BIM 프로세스 뿐만 아니라 다양한 프로세스에 접목될 수 있는 린 개념의 이론적 기초가 될 수 있다.

지반운동을 공간변화를 고려한 고속철도 장대레일의 응력해석 (Rail-Stress of High-Speed Railway Bridges using tong Rails and subjected to Spatial Variation of Ground Motion Excitations)

  • Ki-Jun Kwon;Yong-Gil Kim
    • 한국안전학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.132-138
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    • 2003
  • 고속철도교량에서 장대레일의 사용은 연결부 근처에서 레일과 교량상판사이의 비선형 거동으로 인하여 부가적인 응력을 유발한다. 고속철도 교량의 지진응답해석에서, 구조물응답은 지반운동특성에 매우 영향을 많이 받으므로, 지반운동의 위치에 따른 변화가 구조물의 응답에 영향을 미치게 되고, 그 결과는 레일에 응력을 유발하게 된다. 또한 고속철도에서 사용지진 수준의 지진발생 시에 열차의 긴 제동거리가 필요하므로 열차의 안전한 정지를 확보하는 것이 요구된다. 이러한 관점에서 장대레일에 의해 부가적으로 발생하는 응력, 지반운동의 공간변화에 대한 구조물 응답의 영향, 그리고 안전하게 정지하기 위해 필요한 열차의 제동거리 등의 사항이 레일의 응력해석에 고려될 필요가 있다. 본 논문에서는 지진하중을 받는 고속철도교량의 장대레일 응력해석을 위하여 제동하중, 지반운동의 공간적 변화, 그리고 레일의 재료 비선형을 고려한 시간영역에서의 비선형 동적해석방법을 개발하고 적용하였다. 제시된 방법을 한국고속철도의 특정부지에 적용하여 지반운동의 공간변화에 따른 응답의 타당성을 보였다.

영상 프레임 분석을 통한 대용량 캡슐내시경 영상의 지능형 판독보조 시스템 (Intelligent Diagnosis Assistant System of Capsule Endoscopy Video Through Analysis of Video Frames)

  • 이현규;최민국;이돈행;이상철
    • 지능정보연구
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    • 제15권2호
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    • pp.33-48
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    • 2009
  • 캡슐내시경검사는 일반 내시경 검사에 비해 고통이 없고 합병증이 적다고 보고되어 있어 향후 지속적인 발전 가능성이 매우 큰 분야로 잘 알려져 있다. 그러나, 캡슐내시경을 이용한 진단은 캡슐이 동일한 위치에 상주할 경우 반복적으로 촬영된 유사한 영상을 오래도록 관찰 하여야 하므로, 진단자로 하여금 막대한 시간적 비용을 발생하게 한다. 따라서 보다 현실적이고 실용적인 캡슐내시경 검사를 위한 효율적인 탐색 및 진단 방법으로써 캡슐내시경영상에 대한 지능형 탐색방법이 요구된다. 본 논문에서 제안하는 지능형 판독보조 시스템은 영상차감을 통해 중복영상을 최소화한 후 프레임단위로 영상이 내포한 정보를 일차원도표(map)의 형태로 제공하고, 이러한 결과도표의 분석도구 및 방법을 제안함으로써 진단시간을 큰 폭으로 단축할 수 있는 방법을 제안하였다. 즉, 비교연산 한 정규화된 교차상관(Normalized Cross-Correlation) 방법을 통해 전처리 된 인접영상에 대한 유사도를 추출하고, 설정된 임계값이상의 영상들만을 탐색 범위로 지정하여 중복 촬영된 영상의 탐색을 최소화 한다. 이외에도 영상간 유사도, 엔트로피와 명암도를 통해 얻어진 이동도표, 특성도표와 명암도표를 분석하여 효율적으로 사용자가 탐색을 원하는 부위에 대한 탐색밀도를 높이는 등의 다양한 진단 매뉴얼을 제시한다.

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3차원 무릎 자기공명영상 내에서 영역화와 정합 기법을 반복적으로 이용한 다중 해상도 기반의 뼈 영역화 기법 (Bone Segmentation Method based on Multi-Resolution using Iterative Segmentation and Registration in 3D Magnetic Resonance Image)

  • 박상현;이수찬;윤일동;이상욱
    • 방송공학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.73-80
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    • 2012
  • 최근 의료 장비들이 발전하고 진단 및 연구에 다양하게 이용되면서 이로부터 얻은 3차원 의료 영상들을 자동으로 처리해주는 기술의 수요가 늘고 있다. 자동 뼈 영역화는 이러한 기술들 중 하나로써 골다공증이나 뼈 골절, 골격질환 등의 진단의 효율성을 크게 높여 줄 것으로 기대되고 있다. 현재까지 자동 뼈 영역화를 위한 연구들이 다양하게 진행되었지만 2차원 영상과는 달리 많은 데이터양과 주변 조직과의 모호한 경계들이 많다는 의료영상의 특성 때문에, 실제 진단에 사용할 수 있을만한 성능을 얻지 못하고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 다중 해상도를 기반으로 하여 수행속도가 빠르고 영역화 성능이 좋은 자동 뼈 영역화 기법을 제안한다. 낮은 해상도 단계에서는 학습된 집합의 뼈 정보들을 바탕으로 최근 제안된 제한된 브랜치 앤 민컷 기법을 이용하여 대략적인 뼈 위치 및 비슷한 템플릿을 검출하고, 이후 해상도를 높여가면서 정합 과정과 영역화 과정을 반복적으로 수행한다. 제안하는 기법의 성능을 확인하기 위해 무릎 자기공명영상(magnetic resonance image)내에서 대퇴골(femur)과 경골(tibia)을 영역화 하는 실험을 진행하였으며, 100개의 학습 데이터들을 바탕으로 50개 영상에서 뼈들을 영역화 하였다. 제안하는 기법은 정확성 및 수행속도 측면에서 제한된 브랜치 앤 민컷에 비해 향상된 결과를 나타냈다.

소형 DISPLAY 장치를 위한 비 메모리 피부 검출 알고리즘 및 HARDWARE 구현 (Memory-Free Skin-Detection Algorithm and Implementation of Hardware Design for Small-Sized Display Device)

  • 임정욱;송진근;하주영;강봉순
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.1456-1464
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    • 2007
  • 정보의 보안 및 감시, 관리에 대한 중요성의 증대와 공항, 항만 및 일반 기업에서의 얼굴 및 피부 인식을 이용한 패스워드 제어 시스템이 활용됨으로써 피부색 검출에 관한 연구가 지속적으로 이루어져 왔다. 뿐만 아니라 광범위 통신망을 이용한 화상 통신 및 전자 결재 등 그 적용 범위가 급속하게 확산됨에 따라 정확한 피부색 검출의 중요성이 그 무엇보다 커지고 있다. 본 논문에서는 인종별로 수집된 수백 개의 인물 이미지로부터 얻어진 정보를 사용해 피부색의 YCbCr을 파악하고 이 중 Cb와 Cr 정보만을 이용하여 피부 영역을 설정하였으며, 적응적인 피부 범위 설정을 통하여 그 피부 영역의 포함 여부에 따라 피부색을 검출하는 효율적이고 간단한 구조를 제안한다. 이것은 메모리를 사용하지 않는 ID 처리를 가능하게 함으로써 모바일 장비와 같은 상대적으로 작은 크기의 하드웨어나 시스템으로의 적용을 가능하게 하였다. 그리고 선택적 모드를 추가함으로써 더욱 향상된 피부 검출을 할 수 있을 뿐 만 아니라 복잡한 알고리즘을 사용하는 기존의 얼굴 인식 기술에 상응하는 결과를 보여준다.

폴리디아세틸렌 리포좀 표면에 저분자량의 폴리에틸렌이민을 연결한 새로운 유전자 전달체 합성 및 특징 연구 (Synthesis and Characterization of Polyethylenimine-conjugated Polydiacetylene Liposome as a Gene Delivery Carrier)

  • 이영화;임강혁;허정석;최준식
    • 폴리머
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    • 제38권1호
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    • pp.43-48
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    • 2014
  • 본 논문은 저분자량의 폴리에틸렌이민을 폴리디아세틸렌 리포좀 표면에 연결하여 유전자를 세포 내로 전달할 수 있는 새로운 양이온성 고분자 리포좀 유전자 전달체 개발에 대한 결과이다. 폴리디아세틸렌 리포좀 제조 후에 자외선을 조사하여 고분자성 리포좀을 제조한 후, 유전자의 전달 효율을 높이기 위해 폴리에틸렌이민을 리포좀 표면에 커플링제를 이용하여 공유결합시켜서 PCDA-PEI 리포좀을 합성하였다. 제조한 고분자 리포좀을 이용하여 동물세포 내에서의 유전자 전달 및 발현 효율과 그에 따른 독성을 확인하는 연구를 수행하였다. 사용한 폴리에틸렌이민은 가지형이고 분자량은 2 kD인 것을 사용하였다. DNA와의 복합체 형성을 알아보기 위하여 전기영동 방법과 피코그린 형광 염색 시약을 사용하였으며 효율적으로 복합체를 형성하는 것을 확인하였다. 전달체의 효율과 독성을 확인하기 위하여 HEK 293 및 HeLa 세포를 사용하여 확인하였다. 실험 결과 PCDA-PEI 리포좀은 세포 내에서 비율이 높아질수록 유전자 전달 효율이 증가하는 경향을 보였고, 세포에 대한 독성도 상대적으로 낮음을 확인하였다. 이러한 결과는 PCDA-PEI 리포좀이 효율적인 유전자 혹은 약물 전달체로 사용될 수 있음을 보여주었다.

울릉도 연안바다목장사업의 경제적 타당성분석 (Assessing an Economic Feasibility of Coastal Marine Ranching Project in Uluengdo)

  • 표희동
    • 한국항만경제학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.1-18
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    • 2021
  • 울릉 연안바다목장 사업은 조성사업을 위해 5년(2013~2017년) 동안 총 50억원(국비 25억+지방비 25억)의 사업비가 투입되어 어장조성, 자원조성, 종자방류, 효과조사 등을 수행하였다. 경제적 편익은 크게 어업순소득 증대효과와 어업 생산비용 절감 효과를 포함한 직접적 효과와 유어낚시 편익 증대효과와 연안바다생태계의 보존가치를 포함한 간접적 효과로 구성한다. 증분율(1안)을 바탕으로 분석한 결과 현존량 평균기준과 총량기준에 의한 어류어업 순소득 증대효과는 '283,958.79천원/년'으로 추정되었고, 어류어업 생산비용 절감효과는 '51,695.46천원/년', 비어류어업의 생산비용 절감효과는 '6,420.65천원/년'으로 추정되었다. 울릉군 유어낚시객 263명을 대상으로 조사한 결과 1년 동안 울릉도 유어낚시 횟수는 평균 7.9회, 1일 유어낚시 어획량은 평균 5.85kg, 왕복여행비용은 평균 659만원, 조획증가율은 평균 12.7%, 가계소득은 평균 462.8만원인데, 이에 따른 울릉도 연안바다목장의 유어낚시의 연간 경제적 편익은 '29,944.75천원/년'으로 추정되었다. 이와 같이 울릉도 연안바다목장 경제성 분석결과 시장가치만을 적용한 보수적 경제성 분석에 의하면 사회적 할인율 4.5%에서의 순현재가치(NPV)는 -1.25억원, 내부수익률(IRR)은 4.30%, 편익/비용비율(B/C ratio)은 0.98로 평가되어 경제적 타당성을 약간 확보하지 못하고 있다. 비시장가치를 포함한 확대된 경제적 타당성 분석결과는 순현재가치가 30.9억원, 내부수익률이 11.3%, 편익/비용비율이 1.49으로 보존가치를 포함할 경우 보수적 방법에 의한 것보다 상당한 경제성을 가지고 있는 것으로 평가된다.

Simulation study on effects of loading rate on uniaxial compression failure of composite rock-coal layer

  • Chen, Shao J.;Yin, Da W.;Jiang, N.;Wang, F.;Guo, Wei J.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제17권4호
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    • pp.333-342
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    • 2019
  • Geological dynamic hazards during coal mining can be caused by the failure of a composite system consisting of roof rock and coal layers, subject to different loading rates due to different advancing velocities in the working face. In this paper, the uniaxial compression test simulations on the composite rock-coal layers were performed using $PFC^{2D}$ software and especially the effects of loading rate on the stress-strain behavior, strength characteristics and crack nucleation, propagation and coalescence in a composite layer were analyzed. In addition, considering the composite layer, the mechanisms for the advanced bore decompression in coal to prevent the geological dynamic hazards at a rapid advancing velocity of working face were explored. The uniaxial compressive strength and peak strain are found to increase with the increase of loading rate. After post-peak point, the stress-strain curve shows a steep stepped drop at a low loading rate, while the stress-strain curve exhibits a slowly progressive decrease at a high loading rate. The cracking mainly occurs within coal, and no apparent cracking is observed for rock. While at a high loading rate, the rock near the bedding plane is damaged by rapid crack propagation in coal. The cracking pattern is not a single shear zone, but exhibits as two simultaneously propagating shear zones in a "X" shape. Following this, the coal breaks into many pieces and the fragment size and number increase with loading rate. Whereas a low loading rate promotes the development of tensile crack, the failure pattern shows a V-shaped hybrid shear and tensile failure. The shear failure becomes dominant with an increasing loading rate. Meanwhile, with the increase of loading rate, the width of the main shear failure zone increases. Moreover, the advanced bore decompression changes the physical property and energy accumulation conditions of the composite layer, which increases the strain energy dissipation, and the occurrence possibility of geological dynamic hazards is reduced at a rapid advancing velocity of working face.