• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권1호
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• pp.51-58
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• 2023

Geofencing supports unmanned aerial vehicle (UAV) operation by defining stay-in and stay-out regions. National Aeronautics and Space Administration (NASA) has developed a prototype of the geofencing function, SAFEGUARD, which prevents stayout region violation by utilizing position estimates. Thus, SAFEGUARD depends on navigation system performance, and the safety risk associated with the navigation system uncertainty should be considered. This study presents a methodology to compute the safety risk assessment-based along-track position error bound under nominal and Global Navigation Satellite Systems (GNSS) failure conditions. A Kalman filter system using pseudorange measurements as well as pseudorange rate measurements is considered for determining the position uncertainty induced by velocity uncertainty. The worst case pseudorange and pseudorange rate fault-based position error bound under the GNSS failure condition are derived by applying a Receiver Autonomous Integrity Monitor (RAIM). Position error bound simulations are also conducted for different GNSS fault hypotheses and constellation conditions with a GNSS/INS integrated navigation system. The results show that the proposed along-track position error bounds depend on satellite geometries caused by UAV attitude change and are reduced to about 40% of those of the single constellation case when using the dual constellation.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권3호
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• pp.665-682
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• 2015

Structural identification or St-Id is 'the parametric correlation of structural response characteristics predicted by a mathematical model with analogous characteristics derived from experimental measurements'. This paper describes a St-Id exercise on Humber Bridge that adopted a novel two-stage approach to first calibrate and then validate a mathematical model. This model was then used to predict effects of wind and temperature loads on global static deformation that would be practically impossible to observe. The first stage of the process was an ambient vibration survey in 2008 that used operational modal analysis to estimate a set of modes classified as vertical, torsional or lateral. In the more recent second stage a finite element model (FEM) was developed with an appropriate level of refinement to provide a corresponding set of modal properties. A series of manual adjustments to modal parameters such as cable tension and bearing stiffness resulted in a FEM that produced excellent correspondence for vertical and torsional modes, along with correspondence for the lower frequency lateral modes. In the third stage traffic, wind and temperature data along with deformation measurements from a sparse structural health monitoring system installed in 2011 were compared with equivalent predictions from the partially validated FEM. The match of static response between FEM and SHM data proved good enough for the FEM to be used to predict the un-measurable global deformed shape of the bridge due to vehicle and temperature effects but the FEM had limited capability to reproduce static effects of wind. In addition the FEM was used to show internal forces due to a heavy vehicle to to estimate the worst-case bearing movements under extreme combinations of wind, traffic and temperature loads. The paper shows that in this case, but with limitations, such a two-stage FEM calibration/validation process can be an effective tool for performance prognosis.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.582-589
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• 2009

회생에너지는 회생 전동차와 역행 전동차의 순간적인 오버랩 경우를 제외하고, 전동차내 저항기 또는 전차선의 저항에 의해 열로서 사라지게 된다. 에너지자정시스템은 전동차 제동시 발생되어 재활용되지 못하고 사라지는 회생 에너지를 에너지저장시스템에 저장하고 전동차가 역행할 때 에너지저장시스템으로부터 에너지를 공급하여 도시철도시스템에서 회생 에너지를 재할용하는 시스템이다. 동시에 역행과 제동하는 차량이 존재하지 않을 지라도 차량간 에너지의 완전한 교환이 이루어 질 수 있다. 따라서 에너지저장시스템은 에너지를 저장하고 재활용함으로서 에너지를 절감할 수 있는 유용한 장치이다. 에너지저장시스템은 운행시격과 관계가 깊은데, 운행 시격이 짧은 경우보다 큰 경우 전동차 회생시 회생 에너지가 모두 에너지저장시스템으로 저장되므로 저장된 에너지를 활용할 수 있어 도시철도 운영기관의 에너지 절감율이 높아지게 된다. 반대로 운행 시격이 짧을 경우 한 변전소 구간 내에 전동차 여러 편성이있을 수 있다. 이때 하나의 전동차 회생시 이 회생 에너지가 주변의 역행 전동차에 공급되면 에너지저장시스템으로 들어오는 회생 에너지는 적을 것이다. 따라서 본 논문은 에너지저장시스템을 적용하는데 있어서 악조건인 운행 시격이 국내에서 가장 짧은 서울메트로 2호선을 대상으로 에너지저장시스템 적용 효과를 에너지절감 측면에서 현장 실측과 시뮬레이션을 통해 분석하고자 한다.

• 지능정보연구
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• 제22권1호
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• pp.107-118
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• 2016

2020년경 우리에게 모습을 보이게 될 5G 이동통신은 IoT, V2X 등을 비롯하여 다양한 서비스를 고객들에게 제공할 것으로 예상되며, 이러한 서비스를 제공하기 위한 요구사항은 꾸준히 수준을 높여오던 고속 데이터 속도 외에도, 신뢰도, 그리고 실시간 서비스를 위한 지연 감소 등이 가장 중요한 고려사항이 될 것으로 전망된다. 이러한 이유는 5G의 주요 응용분야로 고려되는 분야인 M2M, IoT, Factory 4.0 등의 서비스를 위해서는 기존의 속도뿐 아니라, 특히 지연 및 신뢰성이 매우 중요하게 고려되어야 한다. 특히, 교통관제 등 자동차를 기반으로 하는 다양한 V2X(Vehicle to X)를 활용한 지능형 교통관제 시스템 및 서비스에서는 요구사항이 가장 높은 수준으로 고려될 수 있다. 5G 이동통신을 위하여 세계 각국의 표준화 기구들은 서비스를 규정하고 이를 요구사항에 따라 그룹화하여, 서비스의 시나리오 와 기술적 요구사항을 도출하였고, 최근에는 이러한 시나리오를 위한 요구사항의 수준이 어느 정도 합의에 다다르고 있다. 도출된 서비스 시나리오는 5개이며 이는 다음과 같다. 첫 번째 시나리오는 빠른 데이터 전송이 필요한 서비스로 가상 사무공간의 3차원 정보의 전송을 위해 높은 품질의 데이터를 요구한다. 두 번째 시나리오는 운동장, 콘서트장, 백화점과 같이 군중이 몰린 곳에서도 합리적인 이동통신 광대역 서비스 제공하는 경우이며, 세 번째는 이동 중에 일정 수준의 서비스를 제공하는 경우이고, 네 번째 경우는 지연 및 신뢰도에 대한 매우 강한 요구사항을 갖는 경우이며, M2M 통신과 같이 실시간성 보안 및 산업을 위한 응용 등의 예가 해당된다. 마지막으로 다섯 번째는 유비퀴터스 통신의 예이며, 다양한 요구사항을 가진 많은 수의 디바이스에 대한 효과적인 조정하는 경우를 예로 들 수 있다. 5G 통신은 또한 차세대 망의 구조를 고려하여 SDN(Software Defined Network)기반의 구조를 채택하고 있는데, 이러한 망의 구조는 지연과 신뢰도와 밀접한 관계를 갖고, 최악조건의 경우를 위한 SDN을 고려한 망 구조측면의 검토가 필요하다. 다양한 요구사항 중 5G에서 가장 주요시 고려 되어야 할 지연 및 신뢰도에 가장 적합한 시나리오는 지능형 교통 시스템 및 서비스 환경에서의 응급상황이다. 자동차는 매우 빠른 속도로 5G의 작은 셀들을 지나가고, 응급상황에 전달해야 하는 메시지는 매우 짧은 시간에 전달 및 처리되어야 하는 시나리오로 지연에 민감한 최악조건의 대표적인 예라고 생각할 수 있다. 본 논문에서는 V2X의 응급상황에서 SDN 망 구조 및 정보흐름의 규모에 대한 시뮬레이션을 통하여 시스템 수준의 분석을 진행하였다.

• 지능정보연구
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• 제27권1호
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• pp.191-207
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• 2021

오늘날 이동통신은 급증하는 데이터 수요에 대응하기 위해서 주로 속도 향상에 초점을 맞추어 발전해 왔다. 그리고 5G 시대가 시작되면서 IoT, V2X, 로봇, 인공지능, 증강 가상현실, 스마트시티 등을 비롯하여 다양한 서비스를 고객들에게 제공하기위한 노력들이 진행되고 있고 이는 우리의 삶의 터전과 산업 전반에 대한 환경을 바꿀 것으로 예상되고 되고 있다. 이러한 서비스를 제공하기위해서 고속 데이터 속도 외에도, 실시간 서비스를 위한 지연 감소 그리고 신뢰도 등이 매우 중요한데 5G에서는 최대 속도 20Gbps, 지연 1ms, 연결 기기 106/㎢를 제공함으로써 서비스 제공할 수 있는 기반을 마련하였다. 하지만 5G는 고주파 대역인 3.5Ghz, 28Ghz의 높은 주파수를 사용함으로써 높은 직진성의 빠른 속도를 제공할 수 있으나, 짧은 파장을 가지고 있어 도달할 수 있는 거리가 짧고, 회절 각도가 작아서 건물 등을 투과하지 못해 실내 이용에서 제약이 따른다. 따라서 기존의 통신망으로 이러한 제약을 벗어나기가 어렵고, 기반 구조인 중앙 집중식 SDN 또한 많은 노드와의 통신으로 인해 처리 능력에 과도한 부하가 발생하기 때문에 지연에 민감한 서비스 제공에 어려움이 있다. 그래서 자율 주행 중 긴급 상황이 발생할 경우 사용 가능한 지연 관련 트리 구조의 제어 기능이 필요하다. 이러한 시나리오에서 차량 내 정보를 처리하는 네트워크 아키텍처는 지연의 주요 변수이다. 일반적인 중앙 집중 구조의 SDN에서는 원하는 지연 수준을 충족하기가 어렵기 때문에 정보 처리를 위한 SDN의 최적 크기에 대한 연구가 이루어져야 한다. 그러므로 SDN이 일정 규모로 분리하여 새로운 형태의 망을 구성 해야하며 이러한 새로운 형태의 망 구조는 동적으로 변하는 트래픽에 효율적으로 대응하고 높은 품질의 유연성 있는 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 SDN 구조 망에서 정보의 변경 주기, RTD(Round Trip Delay), SDN의 데이터 처리 시간은 지연과 매우 밀접한 상관관계를 가진다. 이 중 RDT는 속도는 충분하고 지연은 1ms 이하이기에 유의미한 영향을 주는 요인은 아니지만 정보 변경 주기와 SDN의 데이터 처리 시간은 지연에 크게 영향을 주는 요인이다. 특히, 5G의 다양한 응용분야 중에서 지연과 신뢰도가 가장 중요한 분야인 지능형 교통 시스템과 연계된 자율주행 환경의 응급상황에서는 정보 전송은 매우 짧은 시간 안에 전송 및 처리돼야 하는 상황이기때문에 지연이라는 요인이 매우 민감하게 작용하는 조건의 대표적인 사례라고 볼 수 있다. 본 논문에서는 자율 주행 시 응급상황에서 SDN 아키텍처를 연구하고, 정보 흐름(셀 반경, 차량의 속도 및 SDN의 데이터 처리 시간의 변화)에 따라 차량이 관련정보를 요청해야 할 셀 계층과의 상관관계에 대하여 시뮬레이션을 통하여 분석을 진행하였다.

• 한국조경학회지
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• 제45권6호
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• pp.40-49
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• 2017

본 연구는 미세먼지 문제가 심각한 중국 베이징시를 대상으로 최근 수행된 주요 녹화계획 사례를 선별하여 미세먼지 저감 차원에서 분석 비판하고, 이에 대한 개선방안을 제시하는데 목적이 있다. 주요 연구방법은 문헌고찰과 현장조사로 최근 학계에서 제시된 다양한 미세먼지 저감형 녹화계획에 대한 논문들을 종합적으로 검토하였으며, 이를 바탕으로 도로와 주거, 공장 등 3가지 유형별 미세먼지 저감형 녹화계획 원칙들을 도출하였다. 이러한 원칙들은 최근 베이징시에 조성된 3개의 녹화사례들을 미세먼지 저감의 효율성 차원에서 분석하는데 활용되었다. 본 연구의 사례연구 대상지는 베이징시 푸싱루와 푸륀 아파트 단지, 그리고 베이징 베치 후쿠다 다용도 자동차 공장으로, 이들의 녹화계획에 대한 분석은 현장 답사와 베이징시 원림국 공무원과의 인터뷰를 통해 이루어졌다. 연구결과, 미세먼지 노출량이 현저히 많은 푸싱루 도로와 푸륀 아파트단지, 그리고 베이징 베치 후쿠다 다용도 자동차 공장 사례들의 경우, 녹화계획 시 식생의 공간적 배치와 수종 선정이 미세먼지의 확산을 저감하는 데는 미흡한 것으로 조사되었다. 따라서, 베이징시의 경우 향후 미세먼지 저감형 녹화계획 기본 원칙들을 바탕으로 바람길과 현장 여건에 맞도록 식물을 배치하고 미세먼지 저감 효과가 있는 수종을 선택하여 녹지를 보완하고 조성하는데 집중할 필요가 있다. 본 연구는 미세먼지 저감을 위한 다양한 식재기법들과 수종 선정에 대한 광범위한 문헌 고찰을 바탕으로, 도로와 주거단지, 공장지역의 녹화계획에 대한 유용한 가이드라인을 도출하고, 이들의 적용 가능성과 문제점을 고찰한다는데 큰 의의가 있다. 향후 미세먼지 노출 우려가 높은 다른 유형의 토지이용에 대한 경험적 고찰과 이를 바탕으로 한 다양한 식생배치와 수종 선정에 대한 지속적인 연구가 이루어져야 할 것이다.