• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1442-1448
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• 2017

Recently, electric power systems have been operating with tight margins and have reached their operational limits. Many researchers consider a microgrid as one of the best solutions to relieve that problem. The microgrid is generally powered by renewable energies that are connected through power converters. In contrast to the rotational machines in the conventional power plants, the converters do not have physical rotors, and therefore they do not have rotational inertia. Consequently, a stand-alone microgrid has no inertia when it is powered by the only converter-based-generators (CBGs). As a result, the relationship between power and frequency is not valid, and the grid frequency cannot represent the power balance between the generator and load. In this paper, a superconducting flywheel energy storage system (SFESS) is applied to an inertia-free stand-alone (IFSA) microgrid. The SFESS accelerates or decelerates its rotational speed by storing or releasing power, respectively, based on its rotational inertia. Then, power in the IFSA microgrid can be balanced by measuring the rotor speed in the SFESS. This method does not have an error accumulation problem, which must be considered for the state of charge (SOC) estimation in the battery energy storage system (BESS). The performance of the proposed method is verified by an electromagnetic transient (EMT) simulation.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.9-16
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• 2017

Li-Po 에너지 밀도의 기술적 진보의 한계로 회전익 무인항공기의 비행시간은 제한적이기 때문에, 연구원들은 회전익 무인항공기의 완전한 자율 임무 수행을 위하여 우회 해결책을 찾고 있다. 몇 가지 후보 해결책들 중, 자동 무선 충전이 가장 가능성 있고 현실적인 후보이며, 본 논문에서는 자동 무선 충전의 주요 기술인 자동 착륙 전략에 초점을 맞추고 있다. MATLAB/Simulink를 기반으로 Li-Po 배터리팩 시뮬레이터를 포함한 회전익 무인항공기 비행 시뮬레이터를 개발하였으며, 이를 통해 비행 상태 및 배터리팩 상태를 분석하였다. 이륙할 때 1,647 W의 최대 모터 출력이 발생하였고, 이때 셀 전압은 최소 3.39 V까지 감소하였다. 이는 22 Ah를 지니고 12S1P로 연결된 2개의 배터리팩이 자동 착륙 임무수행에 적합하다는 것을 나타낸다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.120-129
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• 2016

이용자 비용은 SOC 시설물의 효율적 자산관리를 위한 LCCA에서 시설물의 생애주기, 관리자 비용 그리고 할인율과 함께 반드시 고려되어야 하는 주요한 분석 항목이다. 특히, 도로분야에서는 청소 및 유지보수 등의 공사구간(Work zone)으로 인해 이용자들에게 막대한 지체비용이 발생되는 경우가 많으며, 이와 같은 경우 관리자는 보다 합리적인 의사결정을 위해 관리자비용 뿐만아니라 이용자비용까지도 고려해야만 한다. 그러나 최근까지도 대부분의 의사결정 단계에서 이용자 비용은 고려되지 않고 있으며, 이에 관한 연구들도 활발하지 못한 실정이다. 본 연구에서는 교통류 모형과 교통시설 투자 평가 지침의 직접편익 산정 모델을 이용하여 의사결정 단계에서 필요한 이용자 비용 및 지체비용을 산정 하는 방법론을 제안한다. 그리고 2014년 실제 유지보수가 시행되었던 국도 4개구간에 대해 VISSIM을 이용하여 교통류 모형을 추정하고 제안된 방법론을 토대로 이용자 비용 및 지체비용을 산정하였다. 분석결과, AADT 약 3만대의 A구간은 공사구간 발생 전 평균 17,569천원/$km{\times}day$의 이용자 비용이 발생하는 것으로 분석되었으며, 유지보수로 인해 1차로를 차단 할 경우 추가적으로 평균 10,193천원/$km{\times}day$(158%)의 지체비용이 발생하는 것으로 분석 되었다. AADT 약 2만대의 B구간과 D구간에서는 각각 1,507천원/$km{\times}day$(115%), 1,985천원/$km{\times}day$(119%)의 지체비용이 발생되는 것으로 분석되었으며, AADT 약 1만대의 C구간에서는 262천원/$km{\times}day$(105%)의 지체 비용이 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 교통류 모형을 시뮬레이션 기반으로 추정함으로서 실제 적용에는 한계가 있다. 향후 실제 관측 자료를 이용한 적정성 높은 모형의 개발과 시뮬레이션 검증을 통해 적용 가능성을 높이는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 토지주택연구
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• 제12권2호
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• pp.109-120
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• 2021

미래를 위협하는 요인의 하나로 이산화탄소 증가로 인한 지구온난화가 지적되고 있다. 각 나라들과 각 산업별로 이산화탄소 배출량을 줄이고자 하는 노력을 기울이고 있으며 전과정 평가라는 정량화된 방법으로 구조물 및 건축물의 전과정 동안 발생하는 환경부하 및 환경영향을 정량적으로 평가하고 았다. 하지만 건설분야의 경우에는 LCI DB도 충분히 구축되어 있지 않고 전과정 기간이 매우 길고 구조물 및 건축물도 유일무이한 경우가 많아서 전과정 평가를 수행하는데 많은 노력과 시간이 필요하다. 본 연구에서는 아주 정확한 탄소배출량을 추정하기 보다는 발주가 또는 설계자가 환경부하 저감과 관련한 신속한 의사결정이 필요한 경우에 적은 노력으로 이산화탄소 배출량을 편리하게 추정할 수 있는 간략화된 추정모델을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 전국 25개 도로현장 데이터를 이용하여 일반적인 LCA를 수행하였으며 수행된 결과를 이용하여 다중회귀분석을 실시하여 간편 추정식을 도출하였다. 간편 추정식으로 산출된 이산화타소 배출량과 일반적인 LCA를 수행하여 추정한 배출량을 비교한 결과 16개 도로현장의 경우에 오차율이 5% 미만으로 의미있는 결과가 도출되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.93-100
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• 2010

통행발생은 4단계 모형의 처음 단계로 전체수요예측에 상당한 영향을 미치게 되므로 정확성이 무엇보다 필요한 단계라 할 수 있다. 현재 통행발생모형으로 도시교통 및 SOC시설 등의 계획에 널리 사용되고 있는 것은 선형회귀모형이며, 각종 사회경제지표와 통행발생량의 관계가 선형임을 전제로 한다. 하지만 급격한 도시개발이나 도시계획구조가 변경되었을 때 통행량을 추정하기 위한 사회경제지표 자료가 부족하여 추정된 통행량의 오차가 많을 수 있다. 이에 본 연구는 일반적으로 널리 사용되는 사회경제지표를 선형이란 가정을 하지 않고, 다양한 존의 특성을 반영할 수 있는 변수에 대한 시장분할을 토대로 새로운 유형별 통행발생모형을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 교통수요예측의 처음 단계인 통행발생 모형의 예측력을 개선하기 위하여 존의 다양한 특성(토지이용, 사회경제적 등)을 고려하였다. 예측력 개선을 위한 시장분할 방법론으로는 통행 발생률을 기반으로 한 Data Mining(CART)방법과 회귀분석을 이용하였다. 연구의 결과를 살펴보면, 첫째, CART분석을 활용한 존 특성 분석결과, 유출통행은 사회경제적 요인(남녀상대비중, 연령대(22~29세))에 영향을 받고 있으며, 유입통행은 토지이용 요인(업무시설상대비중), 사회경제적 요인(3차 종사자상대비중)으로 나타났다. 둘째, 유형별 모형개발 결과 통행발생 계수 값은 유출의 경우 0.977~0.987(통행/인)이며, 유입의 경우 0.692~3.256(통행/인)로 나타나 유형구분이 필요한 것으로 나타났다. 셋째, 실측검증을 수행하였으며, 유출 및 유입의 경우 기존 모형보다 적합도가 높아진 것을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서 개발한 유형별 통행발생모형이 기존 연구보다 우수한 것을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제15권1호
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• pp.27-34
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• 2012

열처리 온도를 $600^{\circ}C$와 $800^{\circ}C$로 다르게 하여 비정질 및 결정질구조의 탄소를 포함하는 $Li_3V_2(PO_4)_3/C$분말을 각각 합성하였으며, 결정성에 따른 리튬 이차전지용 음극으로의 특성을 비교하였다. 결정질 $Li_3V_2(PO_4)_3/C$은 추가반응에 의하여 리튬이 저장되기 때문에 260 mAh $g^{-1}$의 제한된 용량만을 지니고 있음에 비하여, 비정질 $Li_3V_2(PO_4)_3/C$는 3가의 바나듐이 금속상태에 근접할 정도로 가역적으로 반응되어 460 mAh $g^{-1}$의 큰가역용량을 발현함을 확인하였다. 이는 비정질 구조에서 기인하는 특성으로 유연한 구조로 인한 새로운 리튬의 저장공간이 확보되는 것 때문이라 할 수 있다. 또한, 비정질 $Li_3V_2(PO_4)_3/C$는 비정질 구조에 기인하는 선형적인 충방전 곡선을 지니고 있어 정확한 충전심도의 예측이 용이할 뿐만 아니라, 결함구조에서 유발된 리튬이온의 향상된 확산성으로 인하여 우수한 속도 특성도 나타내고 있다.

• 한국항만경제학회지
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• 제30권3호
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• pp.121-140
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• 2014

SOC 사업 등 대규모 공공투자사업의 타당성 평가시 추정과정 평가항목 및 평가방법 등에 대해 표준화된 지침에 따라 객관적이고 신뢰성 높은 타당성 평가를 통해 투자 효율화를 도모하기 위해 한국개발연구원(KDI)이 개발한 조사수행의 표준지침을 바탕으로 조사가 수행되었으며, 수행된 여러 보고서를 바탕으로 "항만부문사업의 예비타당성 조사 표준지침 연구" 보고서가 출간되었다. 항만 환경은 과거와 많이 변화되었으며 미래에는 더 급격한 변화가 예상됨에도 불구하고 미래의 항만환경변화를 감안한 편익의 추정과 관련하여 보다 원론적이고 신뢰할만한 자료에 기초하여 항목이 제시되어야 할 필요성이 제기되었다. 본 연구의 목적은 미래 항만환경변화에 능동적으로 대처할 수 있는 편익항목을 선정하고 기존에 제시된 분석 방법론을 검토한 후 수정된 모형을 제시함과 동시에 적용가능성을 확인하는 것이다. 우선 기존에 적용되고 있는 항만투자사업의 경제적 편익항목을 검토하였으며 계량화가 가능하고 미래형 항만 특성이 충분히 반영될 수 있는 편익항목을 선정하였다. 그리고 2012년 한국해양수산개발원(KMI)에서 수행한 "스마트 그린 컨테이너 터미널 기술개발 기획연구"에서 제안된 세 가지 대안(AS/RS, OSS, Sky Rail)에 적용하여 활용가능성에 대해 검토하였다. 분석결과 모든 대안들이 기준값이 1.0을 초과하여 경제적 타당성을 확보한 것으로 확인되었으며, 미래에 예측하지 못한 상황변화를 감안하여 민감도 분석을 비용의 증가를 통해 확인하였다. 민감도 분석 결과도 모든 대안들에 대해 타당성이 확보되는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 제시한 경제성 분석 모형이 미래형 컨테이너 터미널의 개념에 적용시켜 분석해본 결과 큰 무리가 없는 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.307-315
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• 2016

국내 외 기후변화 대응 체제의 강화에 따라 전 세계적으로 온실가스 감축을 위한 노력을 기울이고 있다. 건설 분야에서는 건축물을 중심으로 온실가스 저감을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 온실가스 이외에 지구환경에 영향을 미치는 각종 오염물질을 고려한 종합적인 환경부하 저감을 위한 연구는 다소 부족하다. 이에 본 연구에서는 NATM터널을 대상으로 LCA (Life Cycle Assessment, 전과정 평가) 방법론을 이용하여 공종별 환경부하 특성을 분석하였다. 분석 결과, 라이닝콘크리트공, 숏크리트공, 갱문 및 개착터널 등 7대 공종이 NATM터널의 주요 환경부하 공종으로 나타났으며 전체 환경부하량의 89.22%를 차지하는 것으로 나타났다. 또한 대표공종들의 연장(m)당 환경부하량을 산정하여 비교 분석한 결과 개착구간에 해당하는 갱문 및 개착터널 공종의 환경부하량이 가장 큰 것으로 나타났으며, 전체 터널 구간을 대상으로 할 경우 라이닝콘크리트공과 숏크리트공에서 환경부하량이 많이 발생하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 설계초기단계에서 환경부하 대표공종의 물량을 개략적으로 산출하여 전체 환경부하량을 추정하는 모델 개발 시 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 친환경 SOC건설을 위한 환경부하 관리방안을 수립하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.167-175
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• 2013

정부는 2005년, 사회기반시설(SOC)에 대한 민간투자방식의 하나로 BTL(Build-Transfer-Lease)사업 방식 즉, 공공시설을 민간이 건설한 후 국가에 임대(Lease)하여 투자비를 회수하는 사업 방식을 도입하였지만 짧은 준비기간 등에 따른 경험부족으로 여러 가지 문제점을 발생시키고 있다. 특히, 건설소요비용과 성과요구수준서의 현실성 부족 등과 같은 심각한 문제로 인한 리스크 때문에 민간사업자가 BTL사업 참여를 기피하는 결과를 초래하고 있다. 이에 문제점 해결을 위해 일본의 선진 사례분석을 실시하여 시사점을 도출한 후 민간사업자 관점에서 민간사업자와 주무관청이 공통적으로 수용할 수 있는 합리적이고 실무적인 7가지 개선방법을 제시하였다. 본 연구의 결과는 민간사업자 관점에서 문제점 해결방안을 제시함으로써 BTL사업의 정책 및 제도의 합리적 개선을 가능하게 할 것이다. 따라서 궁극적으로는 민간사업자들의 적극적 참여를 유도함으로써 국내 BTL사업을 활성화시키는데 기여할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4D호
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• pp.395-402
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• 2010

도로 곡선부에서는 운전자의 시각변화로 인해 속도변화가 크게 발생하여 직선부에 비해 상대적으로 사고심각도가 크게 나타난다. 특히, 곡선부에서 발생하는 위험요소 중 하나인 시각왜곡현상은 도로 기하구조에 따라 다르게 나타난다. 실제 곡선부 시각왜곡현상은 도로설계 시 반드시 고려되어야 하는 주요 설계요소임에도 불구하고, 이에 대한 정량적 설계기준 수립연구가 미흡한 실정이다. 이에 시각왜곡현상을 고려한 곡선부 도로 설계기준 수립이 절실히 요구되어진다. 본 연구에서는 곡선부 운전자 행태와 운전자 시각특성 및 인지곡선반경에 관한 선행 연구를 고찰하고, 지방부 2차로 곡선부 시각왜곡현상을 고려하여 수학적 기법을 적용한 이론적 인지곡선반경 모형식을 개발하였다. 또한, 이론적 인지곡선반경 모형식을 토대로 이론적 시각왜곡도를 산출한 후, 기존 연구의 경험적 시각왜곡도와 비교 분석을 통하여 이론적 인지곡선반경 모형식의 오차범위를 검증하였다. 그 결과, 이론적 인지곡선반경 모형식에서 실제 곡선반경이 증가할수록 오차범위가 감소하는 추세로 나타나 실제 도로 곡선부의 특성을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 토대로, 향후 도로 곡선부 설계시 안전상의 결함을 사전에 제거함으로써 도로 곡선부 위험요소를 최소화하고, 인간공학적 도로설계기준 개발 향상에 이바지할 수 있을 것으로 판단된다.