• Smart Structures and Systems
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• 제21권5호
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• pp.687-694
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• 2018

The problem of wheel tread defects has become a major challenge for the health management of high-speed rail as a wheel defect with small radius deviation may suffice to give rise to severe damage on both the train bogie components and the track structure when a train runs at high speeds. It is thus highly desirable to detect the defects soon after their occurrences and then conduct wheel turning for the defective wheelsets. Online wheel condition monitoring using wheel impact load detector (WILD) can be an effective solution, since it can assess the wheel condition and detect potential defects during train passage. This study aims to develop an FBG-based track-side wheel condition monitoring method for the detection of wheel tread defects. The track-side sensing system uses two FBG strain gauge arrays mounted on the rail foot, measuring the dynamic strains of the paired rails excited by passing wheelsets. Each FBG array has a length of about 3 m, slightly longer than the wheel circumference to ensure a full coverage for the detection of any potential defect on the tread. A defect detection algorithm is developed for using the online-monitored rail responses to identify the potential wheel tread defects. This algorithm consists of three steps: 1) strain data pre-processing by using a data smoothing technique to remove the trends; 2) diagnosis of novel responses by outlier analysis for the normalized data; and 3) local defect identification by a refined analysis on the novel responses extracted in Step 2. To verify the proposed method, a field test was conducted using a test train incorporating defective wheels. The train ran at different speeds on an instrumented track with the purpose of wheel condition monitoring. By using the proposed method to process the monitoring data, all the defects were identified and the results agreed well with those from the static inspection of the wheelsets in the depot. A comparison is also drawn for the detection accuracy under different running speeds of the test train, and the results show that the proposed method can achieve a satisfactory accuracy in wheel defect detection when the train runs at a speed higher than 30 kph. Some minor defects with a depth of 0.05 mm~0.06 mm are also successfully detected.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제19권10호
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• pp.40.1-40.14
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• 2016

Background: Due to the paucity of oceanic resources utilized in the preparation of diets for cultured fish, commercial feed producers have been trying to replace fishmeal (FM) using alternative protein sources such as vegetable protein meals (VMs). One of the main drawbacks of using VMs in fish feed is related to the presence of a variety of anti-nutritional factors, which could trigger an inflammation process in the distal intestine. This reduces the capacity of the enterocytes to absorb nutrients leading to reduced fish growth performances. Methods: We evaluated the mitigating effects of butyrate and taurine used as feed additives on the morphological abnormalities caused by a soybean meal (SBM)-based diet in the distal intestine of sea bass (Dicentrarchus labrax). We used three experimental diets, containing the same low percentage of FM and high percentage of SBM; two diets were supplemented with either 0.2% sodium butyrate or taurine. Histological changes in the intestine of fish were determined by light and transmission electron microscopy. Infiltration of $CD45^+$ leucocytes in the lamina propria and in the submucosa was assessed by immunohistochemistry. We also quantified by One-Step Taqman$^{(R)}$ real-time RT-PCR the messenger RNA (mRNA) abundance of a panel of genes involved in the intestinal mucosa inflammatory response such as $TNF{\alpha}$ (tumor necrosis factor alpha) and interleukins: IL-8, IL-$1{\beta}$, IL-10, and IL-6. Results: Fish that received for 2 months the diet with 30% soy protein (16.7% SBM and 12.8% full-fat soy) developed an inflammation in the distal intestine, as confirmed by histological and immunohistochemistry data. The expression of target genes in the intestine was deeply influenced by the type of fish diet. Fish fed with taurine-supplemented diet displayed the lowest number of mRNA copies of IL-$1{\beta}$, IL-8, and IL-10 genes in comparison to fish fed with control or butyrate-supplemented diets. Dietary butyrate caused an upregulation of the $TNF{\alpha}$ gene transcription. Among the quantified interleukins, IL-6 was the only one to be not influenced by the diet. Conclusions: Histological and gene expression data suggest that butyrate and taurine could have a role in normalizing the intestinal abnormalities caused by the SBM, but the underling mechanisms of action seem different.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-15
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• 2017

습지를 대상으로 한 기능 평가는 습지의 현 상태를 면밀히 파악하기 위한 기본 단계일 뿐만 아니라 습지를 '우리에게 수많은 편익을 제공하는 하나의 자원이자 재화'로 인식하는 '생태계 서비스' 개념의 토대가 되는 중요한 과정이다. 20세기말 미국에서부터 시작된 습지 기능 평가는 WET, EMAP-wetlands 그리고 HGM의 순서로 발달하였다. 21세기에 접어들며 보다 간편하고 신속하게 수행 가능한 RAM이 기능 평가 개발의 주류를 이루기 시작하였다. 그 이후에는 세 가지 수준의 위계를 갖는 기능 평가의 체계가 갖추어졌으며 기능 평가의 대상과 목적 등에 따라 전략적으로 활용되는 형태로 발전하였다. 우리나라 또한 미국의 HGM과 RAM을 토대로 하여 일부 항목과 내용들을 개선하는 형태로 한 기능 평가가 2001년부터 수행되기 시작하였다. 이후 HGM과 RAM의 약점과 단점을 보완할 뿐만 아니라 우리나라의 환경 특성 및 실정에 맞게 개선된 형태의 기능 평가 도구들이 개발되기 시작하였다. 국내외 습지 기능 평가 연구 동향파악 및 선진국과의 비교 분석을 통해 국내 기능 평가에 있어 우선적으로 보완이 필요한 것들로 다음의 사항들을 제안하는 바이다: 1) 조류와 같이 우리나라의 현실을 고려한 지시자를 활용한 기능 평가 도구가 필요하다. 2) 우리나라 습지의 많은 면적을 차지하고 있는 연안습지를 대상으로 하는 최적화된 기능 평가 도구 개발이 필요하다. 3) 연구자 및 정책담당자들 간의 소통과 협력 공조를 유도할 수 있는 네트워크 구축과 확장이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1724-1733
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• 2014

본 논문에서는 비모노톤함수(non-monotone function)인 CosExp(cosine-modulated symmetric Exponential function) 함수와 모노톤함수(monotone function)인 시그모이드 함수를 캐스케이드 코릴레이션 알고리즘(Cascade Correlation algorithm)의 학습에 병행해서 사용하여 이중나선문제(two spirals problem)의 패턴인식에 어떠한 영향이 있는지 분석하고 이어서 알고리즘의 최적화를 시도한다. 첫 번째 실험에서는 알고리즘의 후보뉴런에 CosExp 함수를 그리고 출력뉴런에는 시그모이드 함수를 사용하여 나온 인식된 패턴을 분석한다. 두 번째 실험에서는 반대로 CosExp 함수를 출력뉴런에서 사용하고 시그모이드 함수를 후보뉴런에 사용하여 실험하고 결과를 분석한다. 세 번째 실험에서는 후보뉴런을 위한 8개의 풀을 구성하여 변형된 다양한 시그모이드 활성화 함수(sigmoidal activation function)를 사용하고 출력뉴런에는 CosExp함수를 사용하여 얻게 된 입력공간의 인식된 패턴을 분석한다. 네 번째 실험에서는 시그모이드 함수의 변위를 결정하는 세 개의 파라미터 값을 유전자 알고리즘을 이용하여 얻는다. 이 파라미터 값들이 적용된 시그모이드 함수들은 후보뉴런의 활성화를 위해서 사용되고 출력뉴런에는 CosExp 함수를 사용하여 실험한 최적화 된 결과를 분석한다. 이러한 알고리즘의 성능평가를 위하여 각 학습단계 마다 입력패턴공간에서 인식된 이중나선의 형태를 그래픽으로 보여준다. 최적화 과정에서 은닉뉴런(hidden neuron)의 숫자가 28에서 15로 그리고 최종적으로 12개로 줄어서 학습 알고리즘이 최적화되었음을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.151-162
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• 2012

기후 변화로 인하여 발생하는 자연재해에 대한 뉴스는 더 이상 놀라운 일이 아니다. 우리나라 정부는 온실가스 특히 이산화탄소 저감에 대한 녹색기술 개발에 박차를 가하고 있다. 본 연구는 탄소 저감 및 에너지 효율화를 실현하고, 미래지향적인 녹색도로를 구현하기 위하여, 녹색도로기술을 정의하고, 기술의 우선순위를 결정하는 것을 목적으로 한다. 국내 도로와 교통 전문가 29인에게 AHP기법을 통하여 설문조사를 수행한 후에, Expert Choice 프로그램을 활용하여 선택의 가중치를 분석하였다. 생애주기 변화와 도로 건설 특성을 고려한 1계층 분야와 녹색도로기술을 통하여 달성하고자 하는 목표인 2계층 분야를 구분하여 전문가들의 선택을 분석한 결과, 탄소저감과 에너지 절감을 위해서는 1계층에서는 교통운영 인프라개선, 도로교통정책, 녹색교통 순으로 우선순위 가중치가 높으며, 2계층에서는 녹색도로 관련 기술 R&D투자 및 정책 지원, 녹색교통시설 설계 및 운영, 친환경 도로계획 순으로 우선순위 가중치가 높았다. 추가적으로 전문가들의 기술 우선순위와 국가 재정투자를 비교하기 위하여 2011년까지 5년간의 국토해양부 도로투자를 살펴보았다. 우리나라는 최근 도로건설에 대한 투자보다는 도로의 효율성을 강조하고 이용자의 편의를 도모하는 도로 관리로 전환하고 있는 추세다. 하지만 전문가들이 응답한 기술 목표를 달성하고 최종적으로 녹색도로 구현을 위한 핵심 및 요소기술 개발과 중소기업 기반 도로 산업 육성을 위한 투자는 아직 미진하다고 볼 수 있다. 따라서 녹색도로 건설 구현을 위하여 녹색도로기술 개발 R&D투자를 도모하고 상업화를 지원하는 풍토가 조성되는 것이 필요하다고 판단된다.

• 청정기술
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• 제5권1호
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• pp.78-85
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• 1999

우리나라 고유의 식품산업으로서 최근 급격한 성장을 보이고 있는 김치제조 산업에서 원재료인 배추를 절인 후 염을 세척하는 과정에서 다량의 폐세척수가 발생한다. 본 연구에서는 세척수 사용량의 최적화를 통해 근원적으로 폐세척수 발생량을 저감하기 위한 접근 방법이 고찰되었다. 세척공정을 최적화하기 위한 방법으로 실제공장의 향류식 연속 세척공정 대신 연속 회분식 세척공정을 통한 모사실험이 수행되었으며 실제공정을 효과적으로 모사할 수 있었다. 동일한 원산지 배추에 대해 염절임 후 임의 추출된 표본간의 세척효율의 차이는 미미하였으나 배추의 원산지별 특성에 따라서는 세척효율면에서 상당한 차이를 보였다. 세척수 양을 3.3 L/head(포기)에서 2.7 L/head(포기)까지 감소시켰을 경우에 배추에 남아있는 COD, 탁도, 전기전도도, $Na^+$, $Cl^-$의 농도는 거의 유사하거나 완만하게 증가하는 경향성을 보였으나 세척수량을 2.4 L/head이하로 감소시킴에 따라 세척효율의 악화가 뚜렷이 나타났다. 관능시험에서 세척수의 사용량을 2.7 L/head까지 줄여도 김치의 품질에는 아무 영향이 없었으나 세척수 양을 2.4 L/head이하로 감소시켰을 경우에는 김치의 염분 농도가 너무 높아 젖산 발효율이 저하되었고 짠맛과 함께 이미가 느껴졌다. 결국 제품의 품질에 전혀 영향을 미치지 않는 범위내에서 세척수 사용량을 약 18%까지 절감할 수 있는 것으로 사료되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.71-85
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• 2006

계산 그리드 환경은 서로 다른 성능과 이질적인 네트워크 상태들을 갖는 LAN/WAN으로 구성되고 다양한 형태의 프로그램이 수행된다. 이러한 환경에서 각 노드의 작업은 프로그램의 특성에 따라 이질적인 네트워크 환경과 각 노드의 컴퓨팅 파워를 고려하여 수행되기 때문에 자원 선택 브로커의 역할은 매우 중요하다. 본 논문은 계산 그리드 환경에서 프로그램 특성에 따라 네트워크 상태 정보와 각 노드의 성능을 고려하여 각 노드에 할당될 작업 프로세스의 수를 결정하는 새로운 자원 선택 브로커를 제안한다. 제안된 자원 선택 브로커는 다음과 같이 3단계로 구성된다. 첫째 프로그램의 특성을 반영하여 지연시간 대역폭 정보와 cup 혼합정보를 이용하여 각 노드의 성능비율을 계산하고, 이러한 비율에 의해 각 노드에서 수행될 작업 프로세스의 수를 결정한다. 둘째, 이전 단계에서 결정된 작업 프로세스의 수를 기반으로 RSL 파일을 자동으로 생성한다. 마지막으로, 각 노드는 RSL파일을 이용하여 작업 프로세스들을 생성하고 자신에 할당된 작업을 수행한다. 실험 결과에 의하면 작업량, 프로세스 수, 노드 수 관점에서 프로그램의 특성을 반영한 제안된 방법이 기존 방법(균등)과 지연시간-대역폭을 고려한 것에 비해 $278%\sim316%,\;524%\sim595%,\;924%\sim954%$ 향상되었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권4호
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• pp.375-383
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• 2014

이 연구는 대중매체에서 보고되는 과학 관련 정보에 관한 중학생들의 평가 양상을 가설-연역적 추론의 측면에서 분석하여 과학적 소양 함양을 위한 과학 교육에 시사점을 얻고자 하였다. 중학생 66명을 대상으로 정보평가 능력 검사지를 사용한 지필 검사와 개인 면담을 통해 자료를 수집하였다. 정보평가능력 검사지는 6개의 주제에 관해 각 주제별 질문을 가설-연역적 추론 과정에 따라 제시하였다. 가설-연역적 추론 과정에 따라 정보에서 설명하는 내용이 예측하는 것을 확인하고, 실측한 자료를 식별하여, 정보에서 설명하는 내용의 타당성을 판단하는 각 단계에 나타난 학생들의 응답 유형과 가설-연역적 추론 과정에 따라 정보를 평가하는지 여부 및 정보의 타당성 판단에 사용하는 근거에 대한 신념을 조사 분석하였다. 연구결과 정보평가 과정에서 중학생들은 주어진 정보와 개인의 사전 경험 및 지식의 조합에 따른 여러가지 유형을 보였고, 가설-연역적 추론 과정에 따라 정보를 평가한 사례는 적게 나타났다. 가설-연역적 추론을 한 학생의 경우 정보 판단에서 과학적 증거를 우선하는 경향을 보인 반면 가설-연역적 추론을 하지 않은 학생은 개인적 경험을 우선하는 경향을 보였다. 연구 결과는 과학적 소양을 위한 과학 수업 및 교육과정에 시사점을 제공하며 추후 연구에서 자료의 타당성에 관한 판단을 포함한 학생들의 평가 능력 측정 및 가설-연역적 추론 외 다른 형태의 추론 능력 역시 측정할 필요성을 제시한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.719-727
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• 2013

교통수요 예측 모델에서 통행을 기본 단위로 사용하는 4-단계 통행기반 모형은 오랜 시간동안 광범위하게 사용되어 왔으나, 최근 교통수요예측의 결과가 차량 개통 후 실제 교통량과 차이가 크게 발생되어, 예측 결과에 대한 불신이 증가되고 있다. 이러한 교통량 예측의 차이는 인간의 자연스러운 통행활동을 모형 개발 단계에서 고려하지 않기 때문이다. 그러나 미국에서는 교통수요예측의 정확성과 현실성을 높이기 위해 활동기반 모형을 1990년대 부터 활발하게 연구 및 개발하여 점진적으로 기존 4-단계 통행기반 모형을 대체하고 있는 상황이다. 본 논문은 통행기반 모형과 활동기반 모형을 분석단위, 분석절차, 문제점 등을 상호 비교 검토하는데 목적을 두었다. 기존의 교통수요예측 방법론의 문제점을 진단하기 위해, 미국을 중심으로 대표적인 세 가지 활동기반 모형 시스템(DaySim, CT-Ramp, CEMDAP)을 사용하였다. 통행기반 모형은 인간의 다차원적인 통행의사 결정 과정을 효율적으로 쉽게 설명할 수 있으며, 이는 교통수요 예측의 정확성을 한층 더 높일 수 있을 것으로 판단된다. 따라서, 우리나라도 수요예측의 현실성과 정확도를 높이기 위해 인간의 활동을 기반으로 보완, 개선된 수요예측방법론이 검토되어야 한다.

• Elastomers and Composites
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• 제42권1호
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• pp.47-54
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• 2007

Dynamic DSC 및 TGA 열분석과 Kissinger의 비등온 해석방법을 도입하여 일반 연질용(Sample A), 고온경화 주형용(Sample B), 및 상온경화 주형용(Sample C)의 세 가지 폴리우레탄 탄성체(PU) 샘플에 대한 가교 반응 및 분해 반응에 대한 연구를 진행하였다. DSC에 의한 실험결과로부터, MOCA를 사용하는 고온경화 주형용 PU는 일반 연질용의 PU에 비해 상대적으로 반응 peak점의 온도가 좀 더 저온 쪽으로 이동하면서 반응의 온도범위가 훨씬 더 넓어지는 반응형태를 보이는 반면, 상온경화 주형용 PU의 경우에는 $70\;^{\circ}C$를 전후한 온도에서의 상대적으로 저온반응이 먼저 일어난 이 후에 $140{\sim}170\;^{\circ}C$의 온도범위에서 다시 고온반응이 일어나는 이중모드의 반응형태가 관찰되었으며, 이로부터 상온반응 후 고온에서의 2차반응에 의한 반응완결 과정이 필요함을 보여 주었다. 한편, TGA의 결과로부터, 열분해 반응의 형태는 세 가지 샘플들이 거의 비슷한 양상을 보였으며, 특히 상온경화 주형용 PU의 경우에는 일반용과 고온경화 주형용의 양 쪽 열분해 거동을 함께 지니고 있는 것이 밝혀졌다. 또한 Kissinger 비등온 해석방법이 본 연구의 반응 속도 해석에 대해서도 매우 유효하게 적용될 수 있음을 밝혀졌으며 이 방법을 적용하여 계산해 낸 활성화 에너지는, DSC로부터 각각 10.39, 65.85, 36.52(Low $T_p$) 및 18.21(High $T_p$) kcal/mol의 생성활성화 에너지 감을 나타내었고, TGA로부터의 분해활성화 에너지는 각각 31.94, 30.84, 24.16 kcal/mol의 값을 나타내었다.