• 제목/요약/키워드: Urban Infrastructures

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Transfer Learning Based Real-Time Crack Detection Using Unmanned Aerial System

  • Yuvaraj, N.;Kim, Bubryur;Preethaa, K. R. Sri
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.351-360
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    • 2020
  • Monitoring civil structures periodically is necessary for ensuring the fitness of the structures. Cracks on inner and outer surfaces of the building plays a vital role in indicating the health of the building. Conventionally, human visual inspection techniques were carried up to human reachable altitudes. Monitoring of high rise infrastructures cannot be done using this primitive method. Also, there is a necessity for more accurate prediction of cracks on building surfaces for ensuring the health and safety of the building. The proposed research focused on developing an efficient crack classification model using Transfer Learning enabled EfficientNet (TL-EN) architecture. Though many other pre-trained models were available for crack classification, they rely on more number of training parameters for better accuracy. The TL-EN model attained an accuracy of 0.99 with less number of parameters on large dataset. A bench marked METU dataset with 40000 images were used to test and validate the proposed model. The surfaces of high rise buildings were investigated using vision enabled Unmanned Arial Vehicles (UAV). These UAV is fabricated with TL-EN model schema for capturing and analyzing the real time streaming video of building surfaces.

Flood Frequency Analysis with the consideration of the heterogeneous impacts from TC and non-TC rainfalls: application to daily flows in the Nam River Basin, South Korea

  • Alcantara, Angelika;Ahn, Kuk-Hyun
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.121-121
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    • 2020
  • Varying dominant processes, including Tropical Cyclone (TC) and non-TC rainfall events, have been known to drive the occurrence of precipitation in South Korea. With the changes in the pattern of the Earth's climate due to anthropogenic activities, nonstationarity or changes in the magnitude and frequency of these dominant processes have been separately observed for the past decades and are expected to continue in the coming years. These changes often cause unprecedented hydrologic events such as extreme flooding which pose a greater risk to the society. This study aims to take into account a more reliable future climate condition with two dominant processes. Diverse statistical models including the hidden markov chain, K-nearest neighbor algorithm, and quantile mappings are utilized to mimic future rainfall events based on the recorded historical data with the consideration of the varying effects of TC and non-TC events. The data generated is then utilized to the hydrologic model to conduct a flood frequency analysis. Results in this study emphasize the need to consider the nonstationarity of design rainfalls to fully grasp the degree of future flooding events when designing urban water infrastructures.

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Optimal Replacement Scheduling of Water Pipelines

  • Ghobadi, Fatemeh;Kang, Doosun
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.145-145
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    • 2021
  • Water distribution networks (WDNs) are designed to satisfy water requirement of an urban community. One of the central issues in human history is providing sufficient quality and quantity of water through WDNs. A WDN consists of a great number of pipelines with different ages, lengths, materials, and sizes in varying degrees of deterioration. The available annual budget for rehabilitation of these infrastructures only covers part of the network; thus it is important to manage the limited budget in the most cost-effective manner. In this study, a novel pipe replacement scheduling approach is proposed in order to smooth the annual investment time series based on a life cycle cost assessment. The proposed approach is applied to a real WDN currently operating in South Korea. The proposed scheduling plan considers both the annual budget limitation and the optimum investment on pipes' useful life. A non-dominated sorting genetic algorithm is used to solve a multi-objective optimization problem. Three decision-making objectives, including the minimum imposed LCC of the network, the minimum standard deviation of annual cost, and the minimum average age of the network, are considered to find optimal pipe replacement planning over long-term time period. The results indicate that the proposed scheduling structure provides efficient and cost-effective rehabilitation management of water network with consistent annual budget.

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핫스팟 분석을 활용한 기반시설부담구역 지정방안에 관한 비교연구 (A Comparative Study on the DIF Zone Boundary Configuration by the Hot Spot Analysis Method)

  • 김성훈;최내영
    • 지적과 국토정보
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    • 제47권1호
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    • pp.277-292
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    • 2017
  • 기반시설부담구역제도(DIF)는 상당 수준 난개발이 이미 진행되고 있는 지역에서 바람직한 도시환경을 사전에 계획적으로 확보하기 위한 매우 공익적 제도이다. 그러나 제도 유용성이 확보되기 위해서는 효율적 구역경계지정 기준과 방법론이 매우 필수적이라 하겠다. 본 연구는 이러한 맥락에서 현행 국토부 지침 상 기반시설부담구역 제1단계구역 지정시 공간분석에 적용토록 하고 있는 50m 격자규모의 적정성을 시험해 봄과 동시에 분석기법에서도 현행 합역(Aggregate)을 통한 구역지정방법 외 우수한 하나의 대안으로서 핫스팟(Hot Spot) 분석방법을 비교 시연해 보았다. 검토결과 인구증가율을 적용할 때와는 달리 개발행위허가건수 증가율을 기반시설부담구역 지정기준으로 적용할 경우, 현행제도에서 양자 간 구분 없이 제시하는 50m 단일 격자규모의 획일적 적용은 제한적일 수 있다는 점과, 합역 및 핫스팟 분석 등 채택 방식별로 적정 격자규모가 다르게 나타날 수도 있다는 점을 확인할 수 있었다. 따라서 향후 후속연구를 통해 제도개선을 위한 보다 합목적적 격자규모 기준과 구역지정 방법론을 추가 검토할 필요가 있다고 여겨진다.

교통수요관리정책에 대한 의식분석과 교통행동관리(Mobility Management)에 관한 연구 (The Analysis of Awareness on Transportation Demand Management Policy and A Study on Mobility Management)

  • 하종주;정헌영
    • 대한교통학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.50-62
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    • 2017
  • 자동차 기술의 발전과 보급의 증가로 자가용 승용차 이용이 대폭 증가함에 따라 교통혼잡비용의 상승 및 도로의 손상 등 수많은 도시교통문제들이 야기되고 있다. 도시교통문제를 해결하기 위한 다양한 노력들이 시도되고 있음에도 불구하고 여전히 증가하고 있는 승용차의 높은 수단분담률을 감소시키기 위해서는 강제적이며 규제적인 교통수요 억제정책보다 운전자 스스로가 합리적인 승용차 이용을 가능하게 하는 자발적인 교통수요관리정책 참여유도 기법이 절실한 시점이다. 과거에 비해 어느 정도 도시교통인프라가 정비된 현 시점에서 커뮤니케이션을 기반으로 개인의 의식변화를 통해 행동변화를 도모함으로서 합리적인 승용차이용을 유도하는 교통행동관리기법(MM)의 도입이 현 시점에서는 필요하다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 MM의 성공적인 도입을 위해 부산광역시 시민들을 대상으로 종전의 교통수요관리(TDM)에 대한 의식조사를 실시하여 교통행동변화에 영향을 미치는 요인에 대해 분석하고, 특히 교통행동관리를 위해 자발적으로 시민들이 승용차 이용저감에 참여하는 방안을 모색하고자 한다.

복합경계 신도시의 협력적 관리 방안에 관한 연구: 위례신도시를 사례로 (A Study on Collaborative Management in a Complex Boundary New Town: On the Case of Wirye New Town)

  • 최상희;김두환;김륜희;윤인숙
    • 토지주택연구
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    • 제4권4호
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    • pp.349-360
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    • 2013
  • 최근 도청 이전 신도시, 위례신도시 등 두 개 이상 지자체를 포함하는 신도시(복합경계신도시) 개발이 증가하고 있다. 그러나 현행 도시개발제도는 단일 지자체 신도시를 대상으로 하고 있어, 복합경계 신도시의 개발과 관리를 위한 제도 개선이 필요하다. 다층적 거버넌스(Multi-level governance) 개념은 광역지자체와 기초지자체가 포함된 위례신도시에서 갈등이슈를 파악하고, 개발사업자와 주민까지 참여하는 협력 대안을 모색하는데 유리한 개념틀을 제공한다. 본 연구의 목적은 위례신도시를 사례로 다층적 거버넌스(Multi-level governance)의 개념틀을 활용하여 복합경계신도시의 개발과 관리 운영 과정에서 발생하는 갈등이슈를 파악하고, 협력적 관리방안을 제시하는 것이다. 이를 위해 관련자 및 전문가 인터뷰, 문헌연구, 전문가 포럼 등을 진행하였으며, 도시개발 관련 선행연구와 경제자유구역 등 유사사례로부터 시사점을 도출하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 위례신도시 개발 관리의 주요 부문을 학교 학군, 행정서비스, 공급처리시설, 도시기반시설로 구분하고, 각 부문별 갈등이슈를 분석하여 갈등구조를 파악하였다. 둘째, 위례신도시는 복합경계 신도시로서 행정구역 별 분리 관리와 통합 관리간의 대립, 광역적 관리 대 국지적 관리가 갈등의 기본축을 형성하고 있음을 확인하였다. 셋째, 위례신도시의 협력적 관리를 위해서는 최소한 지자체 행정협의회, 지자체조합, 전문관리기구의 세 가지 차원에서 Multi-level governance를 구성하여야 한다는 점을 향후 관리방안으로 제시하였다.

지하 환경 감시를 위한 자기공명 기반 모니터링 방법의 타당성 연구 (A experimental Feasibility of Magnetic Resonance Based Monitoring Method for Underground Environment)

  • 류동우;이기송;김은희;염병우
    • 터널과지하공간
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    • 제28권6호
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    • pp.596-608
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    • 2018
  • 도시 기반시설이 노후화됨에 따라 도시 재난 발생 가능성이 증가하고 있다. 특히, 하수관로, 상수도관망, 지하철 등 노후화된 지하 시설물은 도심지 지반함몰을 유발하는 잠재적 원인이 된다. 도심지 지반함몰은 토양 침식 혹은 유실로 인해 생성된 지하 공동이 확장하여 지역적이고 갑작스런 지반 붕괴까지 이르는 현상으로 정의할 수 있다. 이는 석회암과 같은 용해성 암반에서 발생하는 싱크홀과는 구분된다. 지반 거동과 관련된 전통적인 계측 방식은 좁은 측정 범위와 각 센싱 지점에서의 계측값을 제공하기 때문에 불특정 다수 지역에서 발생할 수 있는 지반함몰 감시체계로서 한계가 있다. 따라서, 도시에 발생하는 지하 공동에 의한 지반함몰을 예방하기 위한 감시체계로서는 적절하지 않으며 지반 내 물리적 환경변화를 감시할 수 있는 새로운 상시 영역 감시 기술이 필요하다. 본 연구에서는 비방사 유도 자기장(자기공명) 기반 감시 체계의 기술적 타당성을 실험적으로 검토하였다. 공기, 물, 흙 등 매질과 공진 주파수, 임피던스 그리고 송 수신기 거리 등과 같은 환경변수에 따른 경로 손실 변화를 측정하는 방식으로 이루어졌다. 이론적으로 자기장의 전달 특성은 매질의 밀도와 독립된 것으로 알려졌으나, 실험 결과 매질의 조건에 따라 경로 손실에 의미있는 차이를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 매질의 물리적 환경변화에 따라 경로손실보다는 반사계수가 명확한 차이를 보였으며, 입력 반사계수가 출력 반사계수에 비해 보다 판별이 용이한 것으로 나타났다.

지역 가치 증진을 위한 장승포 폐 여객선 터미널의 활용 방안 및 브랜드 제안에 관한 융합 연구 (Convergent Studies of Utilization Plan and Brand Suggestion for Abandoned Passenger Ferry Terminal in Jangseungpo to Improve Local Community Value)

  • 이하나;오광명;백진경
    • 한국과학예술포럼
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    • 제37권2호
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    • pp.239-250
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    • 2019
  • 산업 구조의 변화와 더불어 세계적으로 노후화된 시설과 쇠락한 유휴산업시설에 대한 재활용 및 도시재생 사업이 활발히 시행되고 있다. 본 연구는 장승포 폐 여객선 터미널과 그 일대 활성화를 위하여 시작되었다. '유휴 산업시설의 사례'를 조사하고 양상을 파악하여 활용방안과 브랜드를 제안하는 융합연구(convergence study)이다. 본 연구의 목적은 장승포동의 지역 특성에 적합한 도시재생 전략수립을 위하여 지역 특징을 조사하고 설문을 통하여 지역 주민의 의견을 수집하여 장승포 폐 여객선 터미널의 재활용 방향을 수립하는 것이다. 따라서 본 논문은 유휴 산업시설의 재생 관련 선행연구를 분석하고, 유휴 산업시설의 문화적 리노베이션 사례를 조사하여 대상지에 적합한 활성화 방안을 도출하고자 시도하였다. 연구 결과 및 내용은 다음과 같다. 첫째, 사례 조사 결과 최근 국내외 유휴 산업시설의 재활용은 건축물의 전통성과 역사성을 유지하되 지역환경과 쓰임에 적합한 현대적인 문화공간을 조성하는 경향을 볼 수 있었다. 또한 이를 통한 지속가능한 문화, 경제적 활성화를 추구하고 있었다. 둘째, 거제시 지역특성 조사 결과 여객선 터미널의 운항 중단 이후 주변 상권이 침체되었으며, 거제시는 여객선 터미널의 재활용과 더불어 관광 활성화를 도모하기 위해 장승포 폐 여객선 터미널을 국제항으로 추진하고 있었다. 셋째, 주민 대상 설문조사 결과 과반수 이상의 지역주민이 장승포 폐 여객선 터미널의 기능 복원에 찬성하며, 지역 내 문화 공간의 부재에 따른 문화적 욕구충족을 원한다고 답하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 거제시 장승포동 폐여객선 터미널의 재활용 방안으로 지역적 특성과 주민 의견을 반영하여 여객선 터미널의 기능을 복원하고, 문화공간으로서 활용될 수 있는 방안과 이에 적합한 장승포 폐 여객선 터미널의 새로운 브랜드명과 디자인 안을 제안하여 거제시의 지역 가치 증진에 기여하기를 기대한다.

A Study on groundwater and pollutant recharge in urban area: use of hydrochemical data

  • Lee, Ju-Hee;Kwon, Jang-Soon;Yun, Seong-Taek;Chae, Gi-Tak;Park, Seong-Sook
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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    • pp.119-120
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    • 2004
  • Urban groundwater has a unique hydrologic system because of the complex surface and subsurface infrastructures such as deep foundation of many high buildings, subway systems, and sewers and public water supply systems. It generally has been considered that increased surface impermeability reduces the amount of groundwater recharge. On the other hand, leaks from sewers and public water supply systems may generate the large amounts of recharges. All of these urban facilities also may change the groundwater quality by the recharge of a myriad of contaminants. This study was performed to determine the factors controlling the recharge of deep groundwater in an urban area, based on the hydrogeochemical characteristics. The term ‘contamination’ in this study means any kind of inflow of shallow groundwater regardless of clean or contaminated. For this study, urban groundwater samples were collected from a total of 310 preexisting wells with the depth over 100 m. Random sampling method was used to select the wells for this study. Major cations together with Si, Al, Fe, Pb, Hg and Mn were analyzed by ICP-AES, and Cl, N $O_3$, N $H_4$, F, Br, S $O_4$and P $O_4$ were analyzed by IC. There are two groups of groundwater, based on hydrochemical characteristics. The first group is distributed broadly from Ca-HC $O_3$ type to Ca-C1+N $O_3$ type; the other group is the Na+K-HC $O_3$ type. The latter group is considered to represent the baseline quality of deep groundwater in the study area. Using the major ions data for the Na+K-HC $O_3$ type water, we evaluated the extent of groundwater contamination, assuming that if subtract the baseline composition from acquired data for a specific water, the remaining concentrations may indicate the degree of contamination. The remainder of each solute for each sample was simply averaged. The results showed that both Ca and HC $O_3$ represent the typical solutes which are quite enriched in urban groundwater. In particular, the P$CO_2$ values calculated using PHREEQC (version 2.8) showed a correlation with the concentrations of maior inorganic components (Na, Mg, Ca, N $O_3$, S $O_4$, etc.). The p$CO_2$ values for the first group waters widely ranged between about 10$^{-3.0}$ atm to 10$^{-1.0}$ atm and differed from those of the background water samples belonging to the Na+K-HC $O_3$ type (<10$^{-3.5}$ atm). Considering that the p$CO_2$ of soil water (near 10$^{-1.5}$ atm), this indicates that inflow of shallow water is very significant in deep groundwaters in the study area. Furthermore, the P$CO_2$ values can be used as an effective parameter to estimate the relative recharge of shallow water and thus the contamination susceptibility. The results of our present study suggest that down to considerable depth, urban groundwater in crystalline aquifer may be considerably affected by the recharge of shallow water (and pollutants) from an adjacent area. We also suggest that for such evaluation, careful examination of systematically collected hydrochemical data is requisite as an effective tool, in addition to hydrologic and hydrogeologic interpretation.ion.ion.

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K번째 최근접 표본 재추출 방법에 의한 일 강우량의 추계학적 분해에 대한 연구 (Stochastic disaggregation of daily rainfall based on K-Nearest neighbor resampling method)

  • 박희성;정건희
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권4호
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    • pp.283-291
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    • 2016
  • 산업의 발전에 따라 기반시설 및 인구 등이 대도시에 밀집되어, 도시홍수방어는 인명피해 뿐만 아니라 재산피해 저감 차원에서도 매우 중요한 문제가 되었다. 요즘은 이러한 도시유역의 유출해석을 보다 정확하게 하기 위해 시강우나 분단위의 강우자료를 활용하고 있다. 하지만 기후변화 시나리오와 같은 미래 강우시나리오는 현재 일단위 수준으로 제공되므로 미래 강우에 대한 확률빈도 해석에 제한이 있다. 이에 본 연구에서는 추계학적 기법을 이용해 일강우 자료를 시강우 자료로 분해하고자 하였다. 일자료를 시자료로 분해하기 위해 과거 시강우 자료를 기반으로 Gram Schmidt 변환과 K개의 최근접 표본 중 하나를 재추출하는 비모수적인 기법(KNNR)을 적용하였다. 이 방법은 연유출량을 월유출량으로 분해하기 위해 개발된 것이다. 하지만 강우자료는 유출량 자료와 달리 확률밀도가 작아 일강우를 시강우로 분해하는 데 직접 적용하는 경우 결과가 실제와 유사한 통계 패턴을 갖는다고 보기 어려웠다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 분해하고자 하는 일자의 전일과 후일을 포함한 3일 강우패턴을 7개로 구분하고 동일 패턴을 가진 자료들만 분해에 이용하도록 하여 강우자료에 대한 적용성을 높였다. 과거 52년간의 서울기상관측소 시강우 자료를 이용하여 강우자료의 분해에 대한 결과를 분석한 결과, 분해된 시강우 자료가 관측된 시강우자료와 통계적으로 매우 유사한 것을 확인하였다. 향후 기후변화자료의 시강우 분해 등에 활용하여 보다 정확한 도시유출에 대한 빈도해석 등에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.