• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권6호
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• pp.1706-1727
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• 2023

Under Water Sensor Networks (UWSN) has gained attraction among various communities for its potential applications like acoustic monitoring, 3D mapping, tsunami detection, oil spill monitoring, and target tracking. Unlike terrestrial sensor networks, it performs an acoustic mode of communication to carry out collaborative tasks. Typically, surface sink nodes are deployed for aggregating acoustic phenomena collected from the underwater sensors through the multi-hop path. In this context, UWSN is constrained by factors such as lower bandwidth, high propagation delay, and limited battery power. Also, the vulnerabilities to compromise the aquatic environment are in growing numbers. The paper proposes an Energy-Efficient standalone Intrusion Detection System (EEIDS) to entail the acoustic environment against malicious attacks and improve the network lifetime. In EEIDS, attributes such as node ID, residual energy, and depth value are verified for forwarding the data packets in a secured path and stabilizing the nodes' energy levels. Initially, for each node, three agents are modeled to perform the assigned responsibilities. For instance, ID agent verifies the node's authentication of the node, EN agent checks for the residual energy of the node, and D agent substantiates the depth value of each node. Next, the classification of normal and malevolent nodes is performed by determining the score for each node. Furthermore, the proposed system utilizes the sheep-flock heredity algorithm to validate the input attributes using the optimized probability values stored in the training dataset. This assists in finding out the best-fit motes in the UWSN. Significantly, the proposed system detects and isolates the malicious nodes with tampered credentials and nodes with lower residual energy in minimal time. The parameters such as the time taken for malicious node detection, network lifetime, energy consumption, and delivery ratio are investigated using simulation tools. Comparison results show that the proposed EEIDS outperforms the existing acoustic security systems.

• 한국음향학회지
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• 제42권4호
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• pp.345-356
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• 2023

수동소나의 표적신호는 수초 내 세기의 변화를 갖는 협대역 고조파 특성과 로이드 거울 효과에 의한 장시간 주파수 변이 특성을 나타낸다. 본 논문에서는 지역 및 전역적 시계열 특징을 학습하는 게이트 순환 유닛 기반의 신호분류 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 게이트 순환 유닛을 이용한 다층 네트워크를 구성하고 확장된 연결을 통해 지역 및 전역적 시계열 특징들을 추출한다. 이후 어텐션 메커니즘을 학습하여 시계열 특징들을 가중하고 수동소나 신호를 분류한다. 공개된 수중 음향 데이터를 이용한 실험에서 제안된 네트워크는 96.50 %의 우수한 분류 정확도를 보였다. 이러한 결과는 기존의 잔차 연결된 게이트 순환 유닛 네트워크과 비교하여 4.17 % 높은 분류 정확도를 갖는다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.175-181
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• 2017

본 연구는 초고강도 섬유보강 콘크리트의 인장강도 특성을 파악하기 위한 일환의 연구로서 직접인장시험에 의한 노치가 도입된 시험체의 인장성능을 파악하기 위하여 시험변수는 목표 설계기준강도 120, 150 및 180MPa를 대상으로 하였으며, 양생조건을 일반 수중양생과 $90^{\circ}C$ 고온증기 양생조건으로 하여 그 특성을 검토하였다. 전반적으로 노치타입의 직접인장강도 시험체는 기존 직접인장 시험체에 비해 중앙균열 유도가 효과적인 것으로 나타났으며 데이터를 직접 인장강도-변형률 그래프로 나타낸 결과 먼저 재령 측면에서는 28일에서 56일로 진행할 때의 강도 상승이 가장 높은 것으로 측정 되었으며, 양생조건 측면에서는 고온증기 양생의 경우 수중양생의 비해 초기 강도가 높으나 장기 재령에 가까워질수록 두 가지 양생조건의 직접인장강도 차이가 미비해지는 것을 알 수 있었다. 최대인장강도는 수중양생의 경우 모든 목표설계강도가 재령이 증가할수록 일정하게 증가하는 것으로 나타났으며, 증기양생의 경우 재령 7일에서 초기강도 발현 효과로 인해 상당히 증가하는 경향을 나타내었다. 초기균열 강도는 수중양생의 경우 재령경과에 따라 증가하며, 증기양생의 경우 7일에서 수중양생에 비해 높은 것으로 나타난 반면에 28일 강도는 저하하는 경향을 나타내었다. 이부분에 대해서는 강섬유의 배열상태 등의 검토가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국음향학회지
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• 제30권1호
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• pp.9-16
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• 2011

고속으로 운항하는 hydrofoil선박과 호흡을 위해 해수면으로 올라오는 해양 생물의 충돌이 빈번히 발생한다. 선박을 발견한 해양 생물이 피하기 전에 고속 선박이 접근하기 때문에 충돌을 막기 위하여 선박의 몰수된 hydrofoil 위치에 능동 소나를 설치하여 해양생물을 미리 인지하여 충돌을 회피하는 방법이 제시된다. 표적의 탐지를 위한 능동 소나의 성능은 수신 된 신호에서 소음을 제거하고 표적 신호를 구별하는 능력에 좌우된다. 본 연구에서는 이러한 충돌 회피 능동 소나 개발을 위한 기반 연구로 실제 운항 중인 고속 선박의 hydrofoil에 청음기를 설치하여 소음을 계측했다. 계측을 위한 실험은 (1) 선박의 운항 및 기계 장치 작동 여부에 따른 소음 측정, (2) 선체 hydrofoil 표면에서 계측되는 위치에 따른 소음 측정, (3) 운항 속도 증가에 따른 속도 측정을 목적으로 수행하였다. 실해역 실험에서 발생하는 여러 요소들을 고려하기 위해 세 번에 걸쳐 수행하였으며 실험 결과의 타당성 검증 및 분석을 위해 다른 연구 결과와 비교하였다. 결과는 능동 소나 운용시 적용을 위해 주파수 분석을 수행하였으며, 소나를 운용할 고주파수 대역을 중점적으로 살펴보았다. 실험 내용과 그 결과 분석을 통해 속도 변화에 따른 소음 변화와 소음원에 따른 영향을 확인하였다. 이를 통해 향후 능동 소나가 설치 되었을 때 발생하는 소음의 영향을 고찰 할 수 있으며, 실제 고래 탐지를 위한 소음과 표적 신호의 구별이 용이한 능동 소나를 설계할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.245-251
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• 2019

소나방위정확도는 소나에서 예측한 표적방위와 실 표적방위와의 일치성을 나타내며 측정을 통해 구해진다. 하지만 소나방위정확도 측정 시에는 복잡하고 다양한 환경 요인이 작용하는 해상에서 이루어지는 관계로 여러 오차가 결과에 포함된다. 특히 GPS 수신장치와 소나센서 위치 차이로 발생하는 관측위치오차와 수중 음파 속도와 공기 중 전자파 속도 사이에서 발생되는 시간지연오차는 정확도에 큰 영향을 미치는 요소이다. 이런 관측위치오차와 시간지연오차를 자동화도구 없이 보정하는 것은 많은 노력이 들어가는 작업이다. 이에 본 연구에서는 관측위치오차와 시간지연오차를 보정하는 소나방위정확도 측정 장비를 제안하였다. 실험은 모의데이터와 실 해상데이터를 통해 이루어졌으며, 실험 결과 관측위치오차와 시간지연오차가 시스템적으로 보정되어 모의데이터인 경우 51.7%, 실 해상데이터인 경우 18.5% 이상 보정됨을 확인하였다. 제안한 방법을 통해 향후 소나시스템 탐지성능 검증의 효율성 및 정확성 향상을 기대한다.

• 수산해양기술연구
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• 제19권1호
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• pp.25-32
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• 1983

레이다에서 전파반사표식으로 사용하고 있는 코오너리프렉터를 수중 초음파반사표지로 응용하기 위하여, 코오너리프렉터의 수중초음파반사특성을 이론적으로 고찰하고, 28,50,75KHz의 주파수에 대하여 주파수가 높을수록 높았고, 반사지향성은 직경이 증가함에 따라 예리하였다. 2. 직경이 150mm이고, 코오너각이 15$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$, 90$^{\circ}$인 코오너리프렉터의 최대반사강도는 각각 -25.0dB, -17.2dB, -15.2dB, -13.4dB, -11.0dB로서, 코오너각이 증가함에 따라 점차 증가하는 경향을 나타내었으나, 그 주엽 수는 코오너각이 증가함에 따라 점차 감소하였다. 3. 직경이 80mm이고, 코오너각이 90$^{\circ}$인 코오너리프렉터를 2,3,4,5,6,7개씩 음속축을 중심으로 간격없이 평면배열한 경우에 있어서, 반사강도는 각각 -18.2dB, -16.5dB, -15.4dB, -14.3dB, -13.4dB, -12.9dB로서, 이론치와 거의 일치하였으며, 코오너리프렉터수의 평방근에 비례하였다. 4. 직경이 80mm인 코오너리프렉터의 방향각(0,$\theta$sub(a))이 0$^{\circ}$, 2.5$^{\circ}$, 5$^{\circ}$, 7.5$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 12.5$^{\circ}$인 경우, 반사강도는 각각 -21.2dB, -21.9dB, -23.4dB, -26.0dB, -30.0dB, -36.8dB로서, 방향성이 증가함에 따라 반사강도는 급격히 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제24권6호
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• pp.317-324
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• 2005

복잡한 음파전달과 시끄러운 해상 교통량이 많은 천해 환경에서 조용한 수중 표적의 탐지와 위치 추정은 아직까지 많은 문제점들을 남기고 있다. 정합장처리는 적절한 조향 벡터를 구성하기 위하여 음파전달 모델을 이용함으로써 최적의 배열 이득과 위치 추정 정밀도를 제공한다. 그러나 실제로는 아직까지 몇몇 제약조건들 때문에 정합장처리의 성능이 제한되고 있다. 가장 중요한 제약조건은 일반적으로 수중의 환경에 대한 정확한 자료가 부족하다는 것이다. 한국 주변의 천해에서 정합장처리의 성능을 판단하기 위하여 일련의 해상실험인 MAPLE (matched acoustic properties and localization experiment)을 실시해오고 있으며, 본 논문은 2003년 10월에 수직선배열과 이동음원을 이용하여 동해 연안에서 실시한 정합장처리 실험으로부터 획득한 자료를 분석한 결과이다. 정합장처리 알고리즘을 이용하여 음원위치추정을 수행하였다. 실험 해역의 수온구조는 내부파 등의 단주기 변동의 영향을 크게 받는 것으로 알려져 왔으며, 본 논문의 정합장처리 결과에서도 단주기변동의 영향을 받아 부엽준위가 증가한 것으로 보인다.

• 한국습지학회지
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• 제22권3호
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• pp.187-193
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• 2020

최근 찾아지는 이상기후와 급격한 도시화에 따른 불투수 면적의 증가는 저류량 감소로 이어져 지표유출량의 증가를 가져오게 되었다. 증가한 지표유출량은 도시하천의 범람으로 인한 침식, 수중 생태계 파괴, 도심지 내 인적 및 재산상의 피해를 유발하는 원인이 되고 있다. 최근 국내에서는 국지성 호우, 태풍, 홍수로 인해 이러한 피해가 증가하고 있다. 이에 대한 대책으로 부산광역시는 2012년부터 2023년까지 미래지향적인 수변도시 조성을 목표로 부산 에코델타시티 친수구역 조성을 진행하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 미환경보호국에서 개발한 SWMM(Storm Water Management Model)을 활용하여, 현 도시하천 상태와 강수량 자료를 분석수집하고 홍수 피해를 모의하기 위한 목표 유역을 선정하였다. 모의된 자료를 사용하여 다양한 경우에 대한 수해저감 대책을 제시하였다. 수해저감 대책 방안에 대한 시나리오를 구축하여 각 케이스 별로 재해방지방안을 구축하는 방법이다. 30년 빈도 80분의 강우사상으로 침수모의 해석을 실시하여 구조적 방안과 비구조적 방안을 고려하였을 때, 배수문 증설보다 배수펌프장의 증설 효과가 큰 것으로 판단되며 비구조적 재해방지방안인 사전배제 방법과 결합하여 8개의 시나리오와 그에 대응하는 대안을 계획하였다. 각 대안에 대한 평가를 실시한 결과, 6안의 펌프장 증설 100㎥/s와 사전배제 EL.(-)1.5m가 최적대안이라고 판단되었다.