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사례기반추론과 텍스트마이닝 기법을 활용한 KTX 차량고장 지능형 조치지원시스템 연구 (An Intelligence Support System Research on KTX Rolling Stock Failure Using Case-based Reasoning and Text Mining)

  • 이형일;김종우
    • 지능정보연구
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    • 제26권1호
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    • pp.47-73
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    • 2020
  • KTX 차량은 수많은 기계, 전기 장치 및 부품들로 구성되어 있는 하나의 시스템으로 차량의 유지보수에는 상당히 많은 전문성과 유지보수 작업자들의 경험을 필요로 한다. 차량 고장발생 시 유지보수자의 지식과 경험에 따라 문제 해결의 시간과 작업의 질적 차이가 발생하며 그에 따른 차량의 가용율이 달라진다. 일반적으로 문제해결은 고장 매뉴얼을 기반으로 하지만 경험이 많고 능숙한 전문가의 경우는 이와 더불어 개인의 노하우를 접목하여 신속하게 진단하고 조치를 취한다. 이러한 지식은 암묵지 형태로 존재하기 때문에 후임자에게 완전히 전수되기 어려우며, 이를 위해 사례기반의 철도차량 전문가시스템을 개발하여 데이터화된 지식으로 바꾸려고 하는 연구들이 있어왔다. 하지만, 간선에 가장 많이 투입되고 있는 KTX 차량에 대한 연구나 텍스트의 특징을 추출하여 유사사례를 검색하는 시스템 개발은 아직 미비하다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 차량 유지보수 전문가들의 노하우를 통해 수행된 고장들에 대한 진단과 조치 이력을 문제 해결의 사례로 활용하여 새롭게 발생하는 고장에 대한 조치가이드를 제공하는 지능형 조치지원시스템을 제안하고자 한다. 이를 위하여, 2015년부터 2017년동안 생성된 차량고장 데이터를 수집하여 사례베이스를 구축하였고, 차원축소 기법인 비음수 행렬 인수분해(NMF), 잠재의미분석(LSA), Doc2Vec을 통해 고장의 특징을 추출하여 벡터 간의 코사인 거리를 측정하는 방식으로 유사 사례를 검색하였으며, 위의 알고리즘에 의해 제안된 조치내역들 간 성능을 비교하였다. 분석결과, 고장 내역의 키워드가 적은 경우의 유사 사례 검색과 조치 제안은 코사인 유사도를 직접 적용하는 경우에도 좋은 성능을 낸다는 것을 알 수 있었고 차원 축소 기법들의 성능 비교를 통해 문맥적 의미를 보존하는 차원 축소 방식 중 Doc2Vec을 적용하는 것이 가장 좋은 성능을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 텍스트 마이닝 기술은 여러 분야에서 활용을 위한 연구들이 이루어지고 있는 추세이나, 본 연구에서 활용하고자 하는 분야처럼 전문적인 용어들이 다수이고 데이터에 대한 접근이 제한적인 환경에서 이러한 텍스트 데이터를 활용한 연구는 아직 부족한 실정이다. 본 연구는 이러한 관점에서 키워드 기반의 사례 검색을 보완하고자 텍스트 마이닝 기법을 접목하여 고장의 특징을 추출하는 방식으로 사례를 검색해 조치를 제안하는 지능형 진단시스템을 제시하였다는 데에 의의가 있다. 이를 통해 현장에서 바로 사용 가능한 진단시스템을 단계적으로 개발하는데 기초자료로써 시사점을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

광주지역 저소득층 여자노인의 영양상태와 건강위험요인에 관한 연구 (Nutritional Status and Health Risks of Low Income Elderly Women in Gwangju Area)

  • 양은주;방희명
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제41권1호
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    • pp.65-76
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    • 2008
  • 본 연구는 저소득층 노인을 대상으로 하여 식생활 실태 및 건강상태를 조사하여 노인의 건강과 영양상태의 상호연관성 및 이에 영향을 미치는 위험 요인을 파악하고자 실시되었다. 조사는 광주광역시에 거주하는 저소득층 여자노인 92명을 대상으로 하였으며, 조사대상자를 연령에 따라 세 그룹 ($65{\sim}74$세, $75{\sim}84$세, 85세 이상)으로 체위, 혈액, 영양상태 등을 비교하였으며, Nutritional Screening Initiative (NSI) 점수에 따라 $NSI{\leq}3$은 영양 양호군, NSI > 3은 영양 위험군으로 구분하여 영양위험정도에 따른 식생활 관련 건강요인을 비교하였으며 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 본 조사대상자의 평균 연령은 79.0세이었으며, 사회경제적 수준이 매우 낮았으며, 치아건강상태 (70.7%) 및 경제적인 이유 (76.1%)로 음식섭취가 부실하였으며 혼자거동하기 힘든 여자 노인의 비율이 48.9%인데, 63.0%의 노인이 혼자 식사한다고 응답하여 저소득층 여자 노인의 사회경제적 위험 요인이 영양상태를 더욱 악화시키는 것으로 조사되었다. 2) 본 조사 대상자가 앓고 있는 주요 질병으로는 고혈압(42.9%), 관절염 및 신경통(33.0%), 당뇨병 (15.4%), 심혈관계 질환 (8.8%), 소화기계 질환 (8.8%) 등의 순이었다. 전체 여자 노인의 44.6%가 비만하였으며, 고혈압, 당뇨병, 심혈관계 질환 중 1개 이상의 질병을 보유한 노인이 53.3%, 대사 증후군을 보유한 노인이 49.3%로서 여자 노인의 건강상태가 전반적으로 불량한 것 판단되었다. 3) 조사대상자의 평균 체중은 54.5, 신장은 147.1cm로서 한국인 영양권장량설정을 위한 체위 기준치와 비교할 때 체중은 더 많은 반면 신장은 낮은 것으로 조사되었으며, 연령증가에 따라 체중과 체단백질이 감소한 반면 체지방은 감소되지 않았고, 체지방 비율이 40.0%, 허리둘레가 87.7cm에 달하였으며, BMI가 25.1 $kg/m^2$으로 전체적으로 비만한 경향을 나타내었다. 4) 연령에 따라 혈압에 유의적인 차이가 없었으며, 혈청알부민을 제외하고는 혈액의 지질성분, 면역성분, 항산화 성분에서 연령별로 유의적인 차이가 없었다. 여자 노인의 평균 수축기 혈압 143.0 mmHg, 공복 혈당은 119.7mg/dl로서 노인의 중요한 건강 문제는 고혈압, 당뇨 등임을 확인할 수 있으며, TNF-${\alpha}$수준이 높아 노년기 염증 반응 증가를 시사하였다. 5) 조사대상자의 영양상태는 매우 불량하였으며, 연령증가에 따라 영양섭취 실태가 더 불량해지는 경향을 나타내고 있으나 연령에 따른 유의적인 차이는 없었다. NSI 점수를 기준으로 하여, 영양 위험군 (NSI>3)에 비해 영양 양호군 $(NSI{\leq}3)$으로 구분된 노인의 하루 3회 이상의 식사 비율이 높았으며, 건강 인지도가 더 좋고, 우울증이 적었으며 운동 실시율이 높고, 당뇨 유병률이 낮았다. 6) 영양섭취 실태와 면역, 염증반응, 항산화 능과의 상관관계를 살펴 본 결과, 혈청의 IL-6와 $TNF-{\alpha}$가 영양상태와 유의적인 상관관계를 나타내어 항 염증성 인자보다는 염증유발인자가 노인의 영양상태와 관련이 있었으며, IL-2, TAS, 공복 혈당 등이 체위와 유의적인 관계가 있어 노인의 영양상태나 체위가 염증반응을 일으켜 노인의 건강에 영향을 미칠 수 있는 것으로 생각된다. 결론적으로, 연령이 증가함에 따라 생리적, 심리적, 사회경제적 요인이 노인의 영양상태에 복합적으로 작용하여, 영양불균형을 초래하고, 만성질환이 있는 경우에는 영양상태가 더욱 불량해지는 등의 건강상의 악순환을 초래하고 있다. 노년기에 건강한 삶을 유지하기 위해서는 적절한 영양소 섭취, 운동, 정상체중 유지가 중요하며 영양문제를 초래할 수 있는 위험요인을 줄여야 될 것이다. 특히, 노인이 양질의 식사를 할 수 있는 방안이 필요하며, 노인의 영양개선 및 건강 증진을 위해서 우리나라 노인의 식습관 및 영양상태, 체위, 질병 등에 관한 종합적이고 체계적인 연구방법에 대한 타당성 연구가 선행되어야 할 것이며 타당성 있는 연구결과를 바탕으로 하여 노인의 영양균형 및 건강증진을 위한 적절한 연구와 지원대책이 필요한 것으로 사료된다.