• 한국해양공학회지
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• 제36권5호
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• pp.340-352
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• 2022

This article presents a modeling method for the uncorrelated measurement error of the ultra-short baseline (USBL) acoustic positioning system for aiding navigation of underwater vehicles. The Mahalanobis distance (MD) and principal component analysis are applied to decorrelate the errors of USBL measurements, which are correlated in the x- and y-directions and vary according to the relative direction and distance between a reference station and the underwater vehicles. The proposed method can decouple the radial-direction error and angular direction error from each USBL measurement, where the former and latter are independent and dependent, respectively, of the distance between the reference station and the vehicle. With the decorrelation of the USBL errors along the trajectory of the vehicles in every time step, the proposed method can reduce the threshold of the outlier decision level. To demonstrate the effectiveness of the proposed method, simulation studies were performed with motion data obtained from a field experiment involving an autonomous underwater vehicle and USBL signals generated numerically by matching the specifications of a specific USBL with the data of a global positioning system. The simulations indicated that the navigation system is more robust in rejecting outliers of the USBL measurements than conventional ones. In addition, it was shown that the erroneous estimation of the navigation system after a long USBL blackout can converge to the true states using the MD of the USBL measurements. The navigation systems using the uncorrelated error model of the USBL, therefore, can effectively eliminate USBL outliers without loss of uncontaminated signals.

• 한국환경과학회지
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• 제32권8호
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• pp.521-531
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• 2023

This study analyzed the impact of recirculation on high-concentration PM_2.5 in the coastal area. Through the analysis of observational data, it was observed that the development of sea breeze led to an increase in PM_2.5 and SO₄^2- concentrations. Hysplit backward trajectory analysis confirmed the occurrence of air mass recirculation. Results from WRF and CMAQ numerical simulations indicated that pollutants transported from land to sea during the night were re-transported to the land by daytime sea breeze, leading to high-concentration PM_2.5 in Busan. To quantitatively investigate the recirculation a recirculation factor (RF) was calculated, showing an increase in RF values during high-concentration PM_2.5 episodes. However, the RF values varied slightly depending on the time resolution of meteorological data used for the calculations. This variation was attributed to the terrain characteristics at observation sites. Additionally, during long-range transported days leading to nationwide high-concentration PM_2.5 events, synoptic-scale circulation dominated, resulting in weaker correlation between PM_2.5 concentration and RF values. This study enhances the understanding of the influence of recirculation on air pollution. However, it is important to consider the impact of temporal resolution and terrain characteristics when using RF for evaluating recirculation during episodes of air pollution.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권1호
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• pp.49-68
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• 2023

The three-dimensional failure criterion is essential for maintaining wellbore stability and sand production problem. The convenient factor for a stable wellbore is mud weight and borehole orientation, i.e., mud window design and selection of borehole trajectory. This study proposes a new three-dimensional failure criterion with linear relation of three in-situ principal stresses. The number of failure criteria executed to understand the phenomenon of rock failure under in-situ stresses is the Mohr-Coulomb criterion, Hoek-Brown criterion, Mogi-Coulomb criterion, and many more. A new failure criterion is the extended Mohr-Coulomb failure criterion with the influence of intermediate principal stress (σ₂). The influence of intermediate principal stress is considered as a weighting of (σ₂) on the mean effective stress. The triaxial compression test data for eleven rock types are taken from the literature for calibration of material constant and validation of failure prediction. The predictions on rock samples using new criteria are the best fit with the triaxial compression test data points. Here, Drucker-Prager and the Mogi-Coulomb criterion are also implemented to predict the failure for eleven different rock types. It has been observed that the Drucker-Prager criterion gave over prediction of rock failure. On the contrary, the Mogi-Coulomb criterion gave an equally good prediction of rock failure as our proposed new 3D failure criterion. Based on the yield surface of a new 3D linear criterion it gave the safest prediction for the failure of the rock. A new linear failure criterion is recommended for the unique solution as a linear relation of the principal stresses rather than the dual solution by the Mogi-Coulomb criterion.

• 한국지리정보학회지
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• 제5권2호
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• pp.1-15
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• 2002

대기중의 에어러솔은 지구복사수지에 영향을 미치는 요소이며 직 간접적인 복사강제효과로 인하여 기후변화인자로 간주되고 있다. 대기 에어러솔은 대기중 체류시간의 시 공간적 불확실성 때문에 GCM 등의 변수로 사용하기 어려운 점을 가지고 있다. 따라서 대기 에어러솔의 기후 및 대기복사에 대한 영향을 규명하기 위하여 대기 에어러솔의 물리 광학적 성질을 밝히는 것이 필요하다. 본 연구에서는 가시영역에서의 대기효과를 분석하기 위하여 대기복사전달 모델인 MODTRAN 3 (Moderate Resolution Transmittance)의 모사결과와 GMS-5 위성의 가시영역 채널을 이용하여 황사 에어로졸의 모니터링을 시도하였다. 본 연구에서는 황사사례를 중심으로 대기 에어러솔에 의한 대기효과를 정량화하기 위한 GMS-5 위성자료와 이를 시뮬레이션 하기 위한 MODTRAN 3 대기복사전달모델을 사용하였다. MODTRAN 3 시뮬레이션 결과로 위성의 채널 알베도와 에어러솔 광학 두께와의 관계를 계산하여 위성자료에서 에어러솔 광학두께에 관한 정보를 추출하였다. 후진궤적분석을 통하여 황사를 포함한 공기덩어리가 고비사막으로부터 중국을 거쳐 한반도에 도달하는 것과 이때 에어러솔 광학두께가 증가하는 현상을 지상관측자료에서 확인할 수 있었다. 또한 위성영상에서 보이는 황사영역은 황사의 이동 현상을 시간대별로 잘 나타나고 있고, 지상관측결과의 비교분석은 10% 내의 오차율을 가지는 범위 안에서 만족할 만한 결과를 보여주었다. 더욱이 같은 황사현상이 발생한 시간대에 한국, 중국과 일본에서 측정된 라이다 관측결과와 모델결과 자료는 황사 에어로졸의 특성을 잘 나타내고 있으므로 향후 대기에어로졸의 모니터링에 대한 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.155-164
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• 2008

최근 들어 널리 확대되는 ITS시설과 장비의 효율적인 활용을 위해서는 실시간 통행시간예측과 같은 핵심기술의 개발이 매우 중요하다. 실시간 통행시간 예측기술을 통해 도로 이용자에게 통행시간 정보를 제공해줌으로써 운전자가 정보에 기반을 둔 선택을 할 수 있게 되며, 이에 따라 도로이용자의 통행 효용 및 도로시설 이용효율을 극대화할 수 있다. 본 연구에서는 자료 성질이 다른 VDS정보와 AVI정보를 하나의 틀 안에서 융합하는 모형을 제시하였으며, 이를 통해 VDS정보의 실시간성과 AVI 정보의 현실반영 특성을 반영한 통행시간추정이 가능하게 되었다. 또한 실시간 교통정보 제공을 위해 알고리즘의 수치연산 처리량이 실시간 현장 적용이 가능한 수준이 되도록 모형을 개발하였다. 본 연구에서 제시된 통행시간 추정 모형의 적용가능성과 신뢰성은 실제 국도 교통량자료를 이용하여 검증하였다. 실험결과에 따르면 본 모형은 연산처리 효율성이 매우 우수하여 실시간 운영 이 가능할 뿐만 아니라 실시간으로 수집되는 검지정 보를 사용함으로써 예측의 정확도를 향상시켰다. 특히 본 연구에서 제시한 이질적 자료의 융합방법은 향후 새로운 형태의 검지자료를 활용하는데 있어서 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제13권3호
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• pp.10-24
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• 2014

최근 저탄소 녹색정책이 활발히 이루어지면서 자전거 이용자가 증가하고 있다. 효과적인 자전거교통 관련 제어 정보제공 계획수립을 위해서 모니터링은 필수적이며, 개별자전거의 주행 패턴을 미시적으로 수집하고 처리 가공하여 트래킹기반 자전거 모니터링 할 수 있는 기술이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 GPS속도계 등 센서를 장착하여 개별 자전거의 주행자료 수집이 가능한 프로브자전거의 자료처리 및 활용 방안에 관한 내용을 제안하였다. 본 연구에서는 수집된 프로브자전거의 자료를 유용한 정보로 가공하기 위해 1차적으로 전처리 하는 과정을 제시하였으며, 수집된 원시자료의 품질을 평가하고, 1차 가공을 통해 향상된 품질의 자료를 센터에서 관리 할 수 있도록 하는 일련의 과정을 제시하였다. 자료가 수집되게 되면 첫 번째로 자료 활용의 목적에 맞게 보간 과정을 거치게 된다. 두 번째 단계에서는 수집된 다수의 자료를 이용하여 통계적인 방법을 통해 데이터의 사용가치 향상을 위한 품질을 평가하는 과정을 거치게 된다. 세 번째 단계에서는 두 번째 단계에서 산출된 품질 기준을 향상시키기 위한 방법으로 스무딩 과정을 거치게 된다. 스무딩 된 데이터는 교통정보 센터에 저장되며, 자전거 시스템 모니터링 및 정보 생성을 위한 기초 자료로 활용된다. 본 연구에서 제시한 프로브 자전거 자료처리 기법은 현장에서 수집된 원시자료의 품질을 평가하고 1차 가공하는 과정의 가이드라인으로 활용될 수 있으며, 향후 자전거 시스템 모니터링 기법 개발의 기초 연구가 될 것으로 판단된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.1-9
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• 2021

국방 모델링 및 시뮬레이션에서 교전상황을 모의할 때 바람의 방향이나 세기, 온도, 장애물과 같은 다양한 요소들이 탄의 명중률에 영향을 줄 수 있다. 이러한 요소는 명중확률 값과 표적의 탄착위치에 영향을 줄 수 있기 때문에, 신뢰성 있는 무기효과 데이터를 얻기 위해서는 이러한 요소들을 고려해야 한다. 본 연구는 신뢰성 있는 무기효과 데이터 계산을 위한 시나리오 설정을 위해 군사 시나리오 정의 언어인 MSDL(Military Scenario Definition Language)의 확장을 제안한다. 기존 MSDL의 요소 중 무기효과 데이터를 산출과 관리에 영향을 주는 요소인 시나리오 식별자(ScenarioID), 환경(Environment), 조직(Organizations), 그리고 설치(Installations)의 하위에 일부 요소를 추가하고, 해당 무기효과 데이터를 효율적으로 획득하기 위하여 적용하기 위하여 교전결과 처리 요소(DamageAssessment)와 실험계획 요소(DesignOfExperiments)를 추가하였다. 확장된 MSDL을 사용한 시뮬레이션 시나리오는 무기효과 데이터 산출을 위한 실험 시나리오 설정에서 교전에 영향을 주는 요소를 쉽게 반영할 수 있다. 확장된 MDSL은 무기체계 효과분석을 위한 실행환경인 AddSIM 4.0의 시나리오 설정 기능으로 반영되었으며, 이는 신뢰성 있는 무기효과 데이터 산출에 활용될 것이다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제28권1호
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• pp.57-66
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• 2017

질병의 확산 과정을 설명하기 위한 모형으로 가장 대표적인 방법은 Kermack과 McKendrick (1927)에 의해 제안된 SIR (susceptible - infectious - recovered) 모형이다. SIR 모형을 구축하기 위해서는 질병의 감염률 (transition rate)과 회복률 (recovery rate)이 주어져 있거나 질병의 전체 확산 과정이 데이터로 주어진 경우 추정을 통하여 구할 수 있다. 하지만 데이터가 제한적으로 관찰된 경우 직접적인 감염률와 회복률의 계산이 불가능 하다. 본 연구에서는 관찰된 자료가 가지는 한계점을 고려하여 질병의 초기 확산과정에서 질병 감염 확률을 추정하기 위하여 리드-프로스트 (Reed-Frost) 모형 (Andersson과 Britton, 2000)을 적용하였다. 리드-프로스트 모형은 질병의 최초 감염자 수, 최종 감염자 수, 그리고 최초 감염대상자의 수가 주어졌을 때 이를 통하여 감염 확률을 추정하기 위한 모형이다. 본 연구에서는 서아프리카의 카메룬 공화국에서 조사된 역학 조사 자료를 이용하여 콜레라의 초기 감염 확률을 추정하였다. 그리고 추정된 결과를 이용하여 다시 SIR 모형에 적용하여 질병의 확산 경로에 대한 예측을 수행하였다. 예측 결과 조사 지역의 주민 가운데 50% 이상이 감염될 것으로 예측되었으며 질병의 전파는 약 한달 정도 지속될 것으로 예측 되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.461-467
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• 2019

IoT (Internet of Things) 기술과 위치기반 기술의 발전은 대용량의 이동데이터를 급속하게 생성하고 있다. 대용량 이동 데이터의 분석은 도시 이동의 흐름 및 교통 계획 등에 활용되고 있다. 본 연구에서는 불규칙한 공간적 및 시간적 해상도의 택시 승차 정보로부터 빈번 승차 패턴을 분석하였다. 택시 승차 지점을 중심으로 군집 분석을 실시한 후 군집분석에 기반한 영역을 기준으로 순차패턴 분석을 적용하여 택시 승차 지점이 빈번하게 일어나는 패턴을 분석하였다. 실험용 데이터는 서울특별시 택시 운행 정보로부터 아침 출근 시간인 7시부터 9시 사이의 승차 정보를 분석하였다. 분석 결과는 아침 출근 시간대에 가장 빈도가 높게 발생하는 승차 순차 패턴은 강남 지역 안에서 많이 발생하였으며 지역과의 연계에 있어서는 강남으로부터 서울 시청 지역으로의 이동이 많이 발생하였다. 또한 본 연구는 순차 패턴 분석을 위한 기본 단위로 행정동 경계를 기준으로 분석하였다. 하지만 행정동 경계 기반의 분석은 지역간의 이동 패턴을 찾기가 어려웠다. 본 연구 결과는 향후 택시 공차율 감소와 도시 흐름관리를 위하여 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권4호
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• pp.347-357
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• 2003

연근해 소형 어선에 널리 탑재되어 있는 소형 레이더 장치에 radar target extractor를 인터페이스하여 레이더 선호를 수록, 처리 및 해석하기 위한 PC based radar system 을 구축하고, cell averaging CFAR 처리장치를 통해 실제의 레이더 echo 신호를 처리하여 오경보 확률의 설정치 변화에 따른 echo영상의 변화패턴을 레이더 스코프상에서 직접 비교, 분석한 결과 및 레이더 영상신호의 음영구역의 발생대역폭을 추정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 레이더 선호의 해석을 통해 추출된 표적의 운동벡터 및 방위, 거리, 속력, CPA, TCPA 등과 같은 ARPA 정보를 실시간으로 이동 궤적과 함께 PC 모니터상에 구현하고 있기 때문에 소형 레이더 시스템에 이 장치를 부착하면 저가의 비용으로써 ARPA 정보의 취득이 기능하다. 2. ideal threshold 에 의한 표적검출성능을 개선시키기 위해 cell averaging CFAR processor 의 CUT전후에 각각 3 개의 guard cell과 이 cell의 좌$.$우측에 각각 20개씩, 총 40개의의 reference cell를 설치하여 레이더의 video 신호를 입벽한 후, 오경보 확률 10$\^$-0.25/∼10$\^$-1.0/의 범위에 대하여 설정치를 점차증가시켜 갈 때, 레이더 영상신호는 10$\^$-0.75/ 의 설정치에서 가장 양호한 clutter 제거효과를 나타내었다. 3. 레이더 스코프상에서 영상신호를 관찰하면서 cell averaging CFAR 의 오경보 확률을 적정하게 제어하면 지금까지의 ideal threshold level 에 의한 잡음억제기법에서 나타나는 선박영상의 과도한 레벨약화현상을 보완할 수 있을 것으로 판단한다. 4. 부산 용호만에 정박중인 예인선의 레이더 신호를 해석하여 영상의 음영패턴과 음영 대역폭을 추정한 결과, 예인선의 유효높이는 약 1.2 m 이었고, 이들 음영효과의 정량적 해석을 통한 해상표적의 형상정보는 향후 3차원 레이더 영상을 구현하는 데 그 기초자료가 될 것으로 판단된다.