• 한국수자원학회논문집
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• 제46권7호
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• pp.697-706
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• 2013

최근 한국은 기후변화로 인한 기온 및 수온 상승, 빈번한 집중호우와 친수공간 조성에 따른 적극적인 하천의 활용 등으로 인하여 하천 및 저수지 내 수질관리에 있어 해결해야 하는 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구는 효율적인 수질관리를 위하여 인공신경망을 이용한 단기조류예측모형 구축에 관한 연구이다. 대상지역으로 조류가 번식하기 좋은 조건을 지니고 있는 금강유역 내 대청호를 선정하였고 설치되어 있는 수질 자동측정망의 일 단위자료를 이용하였다. 다층전방향신경망의 역전파 알고리즘을 이용하여 단기(1일, 3일, 7일) 조류를 예측할 수 있는 모형을 구축하였다. 본 모형에서는 대청호 내 수문 및 수질성분을 교차상관분석을 기초하여 단기조류예측모형의 입력 성분을 선정한 후 다양한 조류예측 신경망 모형을 구축하여 결과에 대한 검증을 실시하였다. 구축된 단기조류예측모형은 자연발생적인 기작과 유사한 현상을 재현할 수 있는 다양한 수질인자를 고려하여 단기조류예측모형을 구축한 경우 예측의 정확도가 높게 도출되었다. 본 연구는 신경망모형의 최대 장점인 비선형성 및 간편성 등을 고려하였을 때 우리나라의 수질예측에 적합한 신경망 모형을 구축할 수 있으며 이를 통한 하천 및 호수 내 효율적인 수질관리 방안을 제시할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.575-584
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• 2005

수질오염 사고를 판단하기위한 경보모형은 다중퍼셉트론과 다층신경망, 뉴로-퍼지 모형들로 구성되었으며, 개발된 기준축에 따른 안정, 주의, 경고 상태를 학습하였다. 수질예측 모형에 유출예측 모형을 연계하고 경보모형을 결합하여 인공지능 시스템을 구축하였으며, 구축된 시스템을 GUI로 구현하였다. GUI 화면은 초기화면, 자료 전처리 과정, 유량예측 과정, 수질예측 과정, 경보시스템의 순으로 진행된다. 수질오염 사고에 대한 시나리오를 작성하여 시스템의 적용성을 검토하였으며, 인공지능 경보시스템은 이상수질에 대하여 위험 및 안정 상태를 적합하게 구별하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.11-17
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• 2002

본 논문의 목적은 섬진다목적댐 유역의 하천을 대상으로 강우시에 단기 수질상태를 예측하기 위하여 병렬다중결선의 계층구조를 갖는 신경망이론을 이용하였다. 본 연구에 적용한 신경망이론의 학습알고리즘으로는 역전파알고리즘을 사용하였으며, 최적모형의 개발을 위해 모멘트법-적응학습율기법을 이용하였다. 하천 수질오염 부하량에 영향을 미치는 요소로서 상류로부터 유입되는 유입량과 수질인자인 BOD, COD, SS를 고려하였다. 섬진다목적댐 유역에 대해 단기 수질을 예측할 수 있는 다층신경망모형을 개발하기 위해 은닉층 노드수와 학습회수에 변화를 주어 각 수질인자별로 4가지씩 총 12개의 모형을 구성하여 학습을 실시하였다. 제안된 신경망모형의 검증을 위해 학습시키지 않은 수질자료를 예측한 결과 양호한 것으로 분석되었고, 하천수계의 단기 수질오염 예측에 활용할 수 있을 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제46권1호
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• pp.1-9
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• 2013

Algal blooms in potable water supplies are becoming an increasingly prevalent and serious water quality problem around the world. In addition to precipitating taste and odor problems, blooms damage the environment, and some classes like cyanobacteria (blue-green algae) release toxins that can threaten human health, even causing death. There is a recognized need in the water industry for models that can accurately forecast in real-time algal bloom events for planning and mitigation purposes. In this study, using data for an interconnected system of rivers and reservoirs operated by a New Jersey water utility, various ANN models, including both discrete prediction and classification models, were developed and tested for forecasting counts of three different algal classes for one-week and two-weeks ahead periods. Predictor model inputs included physical, meteorological, chemical, and biological variables, and two different temporal schemes for processing inputs relative to the prediction event were used. Despite relatively limited historical data, the discrete prediction ANN models generally performed well during validation, achieving relatively high correlation coefficients, and often predicting the formation and dissipation of high algae count periods. The ANN classification models also performed well, with average classification percentages averaging 94 percent accuracy. Despite relatively limited data events, this study demonstrates that with adequate data collection, both in terms of the number of historical events and availability of important predictor variables, ANNs can provide accurate real-time forecasts of algal population counts, as well as foster increased understanding of important cause and effect relationships, which can be used to both improve monitoring programs and forecasting efforts.

• Computers and Concrete
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• 제16권3호
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• pp.343-356
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• 2015

1078 sets of mixtures in total that include fly ash, slag, and/or silica fume have been collected for prediction on concrete properties. A new database platform (Compos) has been developed, by which the stepwise multiple linear regression (SMLR) and BP artificial neural networks (BP ANNs) programs have been applied respectively to identify correlations between the concrete properties (strength, workability, and durability) and the dosage and/or quality of raw materials'. The results showed obvious nonlinear relations so that forecasting by using nonlinear method has clearly higher accuracy than using linear method. The forecasting accuracy rises along with the increasing of age and the prediction on cubic compressive strength have the best results, because the minimum average relative error (MARE) for 60-day cubic compressive strength was less than 8%. The precision for forecasting of concrete workability takes the second place in which the MARE is less than 15%. Forecasting on concrete durability has the lowest accuracy as its MARE has even reached 30%. These conclusions have been certified in a ready-mixed concrete plant that the synthesized MARE of 7-day/28-day strength and initial slump is less than 8%. The parameters of BP ANNs and its conformation have been discussed as well in this study.

• 상하수도학회지
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• 제11권3호
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• pp.112-123
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• 1997

The Anyang stream is one of the Han river in Seoul Metropolitan area. It is 35.1km long, has a basin area of $282.26km^2$ and touches seven cities of Kyounggido and some of Seoul Metropolitan area. The situations of Anyang stream have resulted in severe stream water pollution problems. The purpose of this study were to measure the hydraulic characteristics and water quality, to make the countermeasures to achieve the stream water quality, to suggest the future conditions to improve water quality trough the Hydrodynamic and Water Quality Modal(WASP4). As the result of Anyang stream water quality forecsat, they are follows. Sewerage systems in the watershed of the Anyang stream have to be amended for wrong systemn and constructed in the upstream area of Anyang. The discharge of industrial wastewater has to be throughly controlled from the upstream area of the Anyang stream. Hydrodynamic and Water Quality Model(WASP4) for this study revealed the future water quality of the Anyang stream by computer simulation.

• 한국물환경학회지
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• 제20권4호
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• pp.321-326
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• 2004

The objective of this study is to test the applicability of neural network models to forecast water quality at Naesa and Pyongchang river. Water quality data devided into rainy day and non-rainy day to find characteristics of them. The mean and maximum data of rainy day show higher than those of non-rainy day. And discharge correlate with TOC at Pyongchang river. Neural network model is trained to the correlation of discharge with water quality. As a result, it is convinced that the proposed neural network model can apply to the analysis of real time water quality monitoring.

• 한국습지학회지
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• 제23권2호
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• pp.144-153
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• 2021

최근 반복되고 있는 녹조는 수질관리에 가장 큰 과제로서 대두되고 있다. 현재 환경부에서는 7일 단위의 선행수질예측을 통한 수질예보를 수행하고 있으나, 선제적인 조치를 위해서 좀 더 장기간의 수질예측이 필요한 시점이다. 이에 본 연구에서는 수질예보의 보완자료로서 대청호의 Chl-a 농도를 3개월 선행예측하기 위한 방법론을 제안하고 그 적용성을 검토하고자 한다. 이를 위하여 대청호의 수질자동측정망 자료와 ECMWF의 수문기상예측자료를 수집하였으며 각 시계열 자료의 특성을 분석하였다. 대청호의 Chl-a 농도와의 상관 및 웨이블릿 분석을 바탕으로 수문기상입력인자를 결정하고 지연시간을 가지는 NARX모형을 이용하여 대청호의 Chl-a에 대한 3개월 선행예측 모형을 구축하였으며, 결과에 대한 비교분석을 통하여 모형의 적용성을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(2)
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• pp.1164-1165
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• 2005

• 물과 미래
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• 제52권6호
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• pp.22-26
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• 2019