• Smart Structures and Systems
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• 제29권4호
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• pp.625-640
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• 2022

Maglev rail joints are vital components serving as connections between the adjacent F-type rail sections in maglev guideway. Damage to maglev rail joints such as bolt looseness may result in rough suspension gap fluctuation, failure of suspension control, and even sudden clash between the electromagnets and F-type rail. The condition monitoring of maglev rail joints is therefore highly desirable to maintain safe operation of maglev. In this connection, an online damage detection approach based on three-dimensional (3D) convolutional neural network (CNN) and time-frequency characterization is developed for simultaneous detection of multiple damage of maglev rail joints in this paper. The training and testing data used for condition evaluation of maglev rail joints consist of two months of acceleration recordings, which were acquired in-situ from different rail joints by an integrated online monitoring system during a maglev train running on a test line. Short-time Fourier transform (STFT) method is applied to transform the raw monitoring data into time-frequency spectrograms (TFS). Three CNN architectures, i.e., small-sized CNN (S-CNN), middle-sized CNN (M-CNN), and large-sized CNN (L-CNN), are configured for trial calculation and the M-CNN model with excellent prediction accuracy and high computational efficiency is finally optioned for multiple damage detection of maglev rail joints. Results show that the rail joints in three different conditions (bolt-looseness-caused rail step, misalignment-caused lateral dislocation, and normal condition) are successfully identified by the proposed approach, even when using data collected from rail joints from which no data were used in the CNN training. The capability of the proposed method is further examined by using the data collected after the loosed bolts have been replaced. In addition, by comparison with the results of CNN using frequency spectrum and traditional neural network using TFS, the proposed TFS-CNN framework is proven more accurate and robust for multiple damage detection of maglev rail joints.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.167-174
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• 2022

이 연구의 목적은 감쇠능력이 우수한 재료로 구성된 DUS(damping-up system)의 동적특성을 평가하고 일반 행어볼트와의 성능을 비교하는데에 있다. 주요변수는 고무의 종류 및 경도(𝜂_H) 그리고 프리스트레스력(고무의 응력-변형률 관계에서 압축변형률(𝜂_R)로부터 환산된 값)이다. 동적특성은 고유진동수(𝜔_n), 최대 응답가속도(A_m), 증폭계수(𝛼_p), 최대 상대변위(𝚫_m) 및 감쇠비(𝜉_D)로부터 평가되었다. 실험결과 DUS의 A_m, 𝛼_p 및 𝚫_m 는 일반 행어볼트 보다 각각 46.3%, 46.6% 및 62.9% 낮았으며, 𝜉_D는 3.89배 높았다. 특히 DUS의 𝛼_p 는 평균 1.3으로서 KDS 41 17 00의 강성요소에서 제시하는 값과 비슷한 반면, 일반 행어볼트의 𝛼_p 는 2.45로 연성요소에서 제시하는 값과 비슷하였다. 결과적으로 DUS의 최적상세는 𝜂_H가 50인 NR(natural rubber)과 45인 EPDM(ethylene propylene diene monomer)을 권장하며, 이들의 𝜂_R는 5%로 추천한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권1호
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• pp.91-102
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• 2023

To study the evaluation standard and control limit of mortar filling layer void length, in this paper, the train sub-model was developed by MATLAB and the track-bridge sub-model considering the mortar filling layer void was established by ANSYS. The two sub-models were assembled into a train-track-bridge coupling dynamic model through the wheel-rail contact relationship, and the validity was corroborated by the coupling dynamic model with the literature model. Considering the randomness of fastening stiffness, mortar elastic modulus, length of mortar filling layer void, and pier settlement, the test points were designed by the Box-Behnken method based on Design-Expert software. The coupled dynamic model was calculated, and the support vector regression (SVR) nonlinear mapping model of the wheel-rail system was established. The learning, prediction, and verification were carried out. Finally, the reliable probability of the amplification coefficient distribution of the response index of the train and structure in different ranges was obtained based on the SVR nonlinear mapping model and Latin hypercube sampling method. The limit of the length of the mortar filling layer void was, thus, obtained. The results show that the SVR nonlinear mapping model developed in this paper has a high fitting accuracy of 0.993, and the computational efficiency is significantly improved by 99.86%. It can be used to calculate the dynamic response of the wheel-rail system. The length of the mortar filling layer void significantly affects the wheel-rail vertical force, wheel weight load reduction ratio, rail vertical displacement, and track plate vertical displacement. The dynamic response of the track structure has a more significant effect on the limit value of the length of the mortar filling layer void than the dynamic response of the vehicle, and the rail vertical displacement is the most obvious. At 250 km/h - 350 km/h train running speed, the limit values of grade I, II, and III of the lengths of the mortar filling layer void are 3.932 m, 4.337 m, and 4.766 m, respectively. The results can provide some reference for the long-term service performance reliability of the ballastless track-bridge system of HRS.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.187-196
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• 2008

한반도 남쪽 경계 부근에 위치한 지리산 내의 불교 사찰인 쌍계사에서 1936년 7월 4일 규모 5.0의 지진이 발생하였다. 이 지진으로 인하여 쌍계사 경내 건축물과 구조물이 심각한 피해를 입었으며, 특히 지진시 사찰 내 오층 석탑의 탑두가 전도하여 추락하였다. 이 지진 피해 사례는 역사 지진 발생 이외의 강진 기록이 전무한 중진 지역의 한반도에서의 지반 운동 세기 평가에 유용하게 활용될 수 있다. 쌍계사 부지에서의 국부적 부지 효과 및 그에 따른 지반 운동을 평가하기 위하여, 시추와 크로스홀 및 SASW 시험과 같은 현장 탄성파 시험으로 구성된 종합적인 지반 조사를 사찰 경내에서 수행하였다. 조사된 지반 특성을 토대로, 다양한 지진파를 적용한 부지고유 지진 응답 해석을 0.044g부터 0.220g 범위의 여섯 가지 입력 암반 노두 가속도 수준으로 대표적 쌍계사 부지에 대해 일차원 등가선형 및 비선형 기법을 적용하여 실시하였다. 부지고유 지진 응답 결과로부터 쌍계사의 부지 주기 부근의 단주기 영역에서 증폭된 지반 운동을 확인할 수 있었다. 또한, 본 연구의 부지 응답 해석 결과와 선행 연구의 석탑 실물 크기 지진 시험 결과를 비교 분석하여 1936년 지리산 지진의 암반 노두 지진 세기를 평가하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.1-8
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• 2023

자동차의 주요 부품인 휠 베어링에 결함이 생기면 교통사고등 문제를 발생시켜 이를 해결하기 위해 빅데이터를 수집해서 예측진단 및 관리 기술을 통한 휠 베어링의 고장 유무 및 고장 유형을 조기에 알려 주는 알고리즘과 모니터링 시스템 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 지능형 휠 허브 베어링 정비 시스템 구현을 위해 신뢰성 및 건전성에 대한 모니터링용 센서 및 예측 진단하는 알고리즘이 탑재된 임베디드 시스템을 개발하였다. 사용된 알고리즘은 휠 베어링에 설치된 가속도 센서로부터 진동 신호를 취득하고 이를 신호 처리기법, 결함주파수 분석, 건전성 특징 인자정의 등의 과정을 빅데이터 기술을 통해 고장을 예측하고 진단할 수 있다. 구현된 알고리즘은 진동 주파수 성분들은 최소화하고 휠 베어링에서 발생하는 진동 성분을 극대화할 수 있는 안정 신호 추출 알고리즘을 적용하고, 필터를 활용한 노이즈 제거에서는 인공지능 기반의 건전성 추출 알고리즘을 적용하였으며, FFT를 통한 결함 주파수를 분석하여 고장 특성인자 추출을 통한 고장을 진단하였다. 본 시스템의 성능 목표는 12,800ODR 이상으로 시험 결과를 통해 목표치를 만족하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제28권4호
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• pp.517-531
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• 1998

본 연구는 유년기의 하악 전돌성 III급 부정교합자에게 이모장치를 착용하여 치료하였을 때 나타나는 변화를, 보다 적절한 대조군을 이용하여 알아보고자 시행하였다. 이모장치를 이용하여 치료한 하악전돌의 골격성 III급 부정교합자중에서 치료 시작 시기가 약 7세경인 29명(남자 14명, 여자 15명)을 실험군으로 하였고, 비슷한 연령으로 골격적 상태가 유사하며 어떤 형태의 교정치료도 받지 않은 III급 부정교합자 21명(남자 10명, 여자 11명)을 대조군으로 하였다. 2년의 관찰 기간을 거쳐, 초기 및 2년 후의 두부방사선사진을 계측 분석하여 그 변화량을 비교한 결과(t-test, p<0.05) 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 이모장치를 착용하지 않은 대조군에서는 악골의 부조화가 개선되지 않고, 심화되는 방향으로 성장하였다. 즉, 치료하지 않은 하악 전돌성 III급 부정교합자는 성장에 의해 개선이 일어나지 않음을 나타내었다. 이모장치를 착용한 실험군에서는 전후방 골격 부조화가 감소하였으며, 하악 전돌감이 개선되었다. 2. 두개저와 상악골의 성장은 이모장치에 의해 유의한 변화를 보이지 않았다. 3. 이모장치의 하악골 성장억제 효과를 인정할수 없었으나, 하악골의 성장 방향의 변화 및 성장 형태의 변화가 관찰되었다. 4. 이모장치 착용시 수직적 성장 경향이 증가하였다. 5. 연구 성적을 종합적으로 검토한 결과, 이모장치의 주된 치료 기전은 하악골의 후하방 회전과 변위이며, 성장 방향과 형태의 변화가 부분적으로 기여한다고 볼 수 있었다. 위의 결과를 종합해 보면 이모장치의 치료효과는 하악 골격 성장의 억제효과라기 보다는 하악골의 후방 회전과 변위에 의한 것이며 성장기 하악 전돌성 III급 부정교합자에서 골격 부조화의 개선 및 전돌감 해소에 유용한 장치라고 생각된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.485-496
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• 2013

2001년 9.11테러로 인한 미국 세계무역센터 및 미국 국방성 펜타곤이 붕괴된 이후, 전 세계적으로 충돌, 폭발 등의 극한하중에 의한 테러가 빈번하게 발생하고 있으며, 극한하중에 의한 구조물의 거동에 대한 사회적 불안감은 더욱 증가되고 있다. 그러나 지금까지의 사회기반시설구조물에는 폭발 및 충돌 등과 같은 극한하중에 대한 방호 및 방재개념을 설계에 고려하지 못하고 있는 실정이며, 원전격납건물, 가스탱크, 교량, 터널 등에 널리 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 대한 극한하중 연구는 전 세계적으로 미흡하다. 충돌과 같은 극한하중은 집약된 에너지의 급작스런 방출로 인한 높은 충돌압력을 형성하므로, 극한하중의 특성 및 전파 메커니즘을 이해하는 것이 필요하다. 그러므로 이 연구에서는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 비교검토하기 위하여, $1400mm{\times}1000mm{\times}300mm$의 철근콘크리트(RC), 프리스트레스 텐던으로만 보강된 콘크리트(PS), 프리스트레스 텐던과 철근으로 보강된 콘크리트(PSR, 일반적인 PSC) 시편을 제작하였다. 실험 조건에 맞춰 14 kN의 추를 10 m, 5 m, 4 m 높이에서 낙하하는 예비 실험과 3.5 m 높이의 본 실험으로 구성하여 충돌하중에 대한 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 실험적 평가를 수행하였다. 또한, 충돌실험을 위한 기본적인 실험 구성 및 계측시스템을 구축하였다. 충돌 저항성능은 균열형상, 손상면적, 에너지 흡수, 처짐, 변형률, 가속도 등의 충돌에 의한 계측데이터를 이용한 거동분석 뿐만 아니라, 충돌 후 잔류구조성능 실험을 수행하여 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 검토하였다. 본 실험은 향후 국내외 프리스트레스트 콘크리트에 대한 충돌 방호설계 및 충돌해석 등 관련 연구분야의 기초자료가 될 것이라고 판단되는 바이다.

• 수면정신생리
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• 제19권2호
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• pp.68-76
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• 2012

목 적: 수면 장애는 자율신경계의 변화를 유발하여 심혈관계에 영향을 준다. 일차성 불면증(primary insomnia, 이하 PI)은 수면부족 및 각성으로, 폐쇄성 수면무호흡 증후군(obstructive sleep apnea syndrome, 이하 OSAS)은 수면 중 빈번한 각성, 저산소증 등으로 교감신경계 항진을 유발한다. 이에 OSAS와 PI 사이에서 심박동률 변이도(heart rate variability, 이하 HRV) 분석을 통해 자율신경계의 변화 정도를 비교하고자 하였다. 방 법: 임상병력 및 야간수면다원검사(nocturnal polysomnography, 이하 NPSG)로 선택된 PI와 OSAS 전체 315 명의 대상자 중 OSAS는 무호흡-저호흡 지수(apnea-hypopnea index, 이하 AHI)에 따라서 경도, 중등도, 중증도 OSAS로 분류하여 PI를 포함하여 4개의 군으로 분류되었다. 이후 연령, 성별, 군간 개체수를 고려하여 최종적으로 110명의 대상자가 선택되었고, PI군(평균나이 41.50, 표준편차 13.16, AHI <5, n=20), 경도 OSAS군(평균나이 43.67, 표준편차 12.11, AHI 5~15, n=30), 중등도 OSAS군(평균나이 44.93, 표준편차 12.38, AHI 16~30, n=30), 중증도 OSAS군(평균 나이 45.87, 표준편차 12.44, AHI >30, n=30)의 4개 군으로 나누었다. 이후 NPSG를 통해 얻은 각 군의 HRV 지수 비교를 위하여 연령과 체질량지수(body weight index, BMI)를 공변량으로 하여 공분산분석(analysis of covariance, ANCOVA)를 실시한 후 사후분석으로 Sidak test를 실시하였다. 결 과: HRV 지수의 비교 결과 PI군과 경도, 중등도의 OSAS군 간에 유의한 차이는 없었다. 그러나 PI군과 중증도 OSAS군 사이에는 유의한 차이가 있었다. 군간비교에서 통계적으로 가장 현저한 차이를 보인 PI군과 중증도 OSAS군에서 HRV 지수 중 통계적으로 의미 있는 각각의 값은 다음과 같았다. Average RR interval은 $991.1{\pm}27.1$과 $875.8{\pm}22.0$ ms(p=0.016), standard deviation of NN interval(SDNN)은 $85.4{\pm}6.6$과 $112.8{\pm}5.4$ ms(p=0.022), SDNN index는 $57.5{\pm}5.2$과 $87.6{\pm}4.2$(p<0.001), total power는 $11893.5{\pm}1359.9$과 $8097.0{\pm}1107.2ms^2$(p=0.008), very low frequency(VLF)는 $7534.8{\pm}1120.1$과 $11883.8{\pm}912.0ms^2$(p=0.035), low frequency(LF)는 $2724.2{\pm}327.8$과 $4351.6{\pm}266.9ms^2$였다(p=0.003). 결 론: 본 연구에서는 PI군에 비해 중증도의 OSAS군에서 HRV 지수 중 교감신경계의 영향을 많이 받는 VLF, LF 등이 상승하는 양상을 보였고, 이를 통해 PI에 비해 중증도의 OSAS가 교감신경계 활동증가에 보다 더 큰 영향을 끼치는 것을 알 수 있었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권1호
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• pp.1-9
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• 2018

Purpose: This study was designed to optimize the flip angle (FA) and scan timing of the hepatobiliary phase (HBP) using the 3D T1-weighted, gradient-echo (GRE) imaging with controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration (CAIPIRINHA) technique on gadoxetic acid-enhanced 3T liver MR imaging. Materials and Methods: Sixty-two patients who underwent gadoxetic acid-enhanced 3T liver MR imaging were included in this study. Four 3D T1-weighted GRE imaging studies using the CAIPIRINHA technique and FAs of $9^{\circ}$ and $13^{\circ}$ were acquired during HBP at 15 and 20 min after intravenous injection of gadoxetic acid. Two abdominal radiologists, who were blinded to the FA and the timing of image acquisition, assessed the sharpness of liver edge, hepatic vessel clarity, lesion conspicuity, artifact severity, and overall image quality using a five-point scale. Quantitative analysis was performed by another radiologist to estimate the relative liver enhancement (RLE) and the signal-to-noise ratio (SNR). Statistical analyses were performed using the Wilcoxon signed rank test and one-way analysis of variance. Results: The scores of the HBP with an FA of $13^{\circ}$ during the same delayed time were significantly higher than those of the HBP with an FA of $9^{\circ}$ in all the assessment items (P < 0.01). In terms of the delay time, images at the same FA obtained with a 20-min-HBP showed better quality than those obtained with a 15-min-HBP. There was no significant difference in qualitative scores between the 20-min-HBP and the 15-min-HBP images in the non-liver cirrhosis (LC) group except for the hepatic vessel clarity score with $9^{\circ}$ FA. In the quantitative analysis, a statistically significant difference was found in the degree of RLE in the four HBP images (P = 0.012). However, in the subgroup analysis, no significant difference in RLE was found in the four HBP images in either the LC or the non-LC groups. The SNR did not differ significantly in the four HBP images. In the subgroup analysis, 20-min-HBP imaging with a $13^{\circ}$ FA showed the highest SNR value in the LC-group, whereas 15-min-HBP imaging with a $13^{\circ}$ FA showed the best value of SNR in the non-LC group. Conclusion: The use of a moderately high FA improves the image quality and lesion conspicuity on 3D, T1-weighted GRE imaging using the CAIPIRINHA technique on gadoxetic acid, 3T liver MR imaging. In patients with normal liver function, the 15-min-HBP with a $13^{\circ}$ FA represents a feasible option without a significant decrease in image quality.

• Asia pacific journal of information systems
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• 제21권3호
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• pp.71-96
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• 2011

Within the traditional medical delivery system, patients residing in medically vulnerable areas, those with body movement difficulties, and nursing facility residents have had limited access to good healthcare services. However, Information and Communication Technology (ICT) provides us with a convenient and useful means of overcoming distance and time constraints. ICT is integrated with biomedical science and technology in a way that offers a new high-quality medical service. As a result, rapid technological advancement is expected to play a pivotal role bringing about innovation in a wide range of medical service areas, such as medical management, testing, diagnosis, and treatment; offering new and improved healthcare services; and effecting dramatic changes in current medical services. The increase in aging population and chronic diseases has caused an increase in medical expenses. In response to the increasing demand for efficient healthcare services, a telehealth service based on ICT is being emphasized on a global level. Telehealth services have been implemented especially in pilot projects and system development and technological research. With the service about to be implemented in earnest, it is necessary to study its overall acceptance by consumers, which is expected to contribute to the development and activation of a variety of services. In this sense, the study aims at positively examining the structural relationship among the acceptance factors for telehealth services based on the Technology Acceptance Model (TAM). Data were collected by showing audiovisual material on telehealth services to online panels and requesting them to respond to a structured questionnaire sheet, which is known as the information acceleration method. Among the 1,165 adult respondents, 608 valid samples were finally chosen, while the remaining were excluded because of incomplete answers or allotted time overrun. In order to test the reliability and validity of the assessment scale items, we carried out reliability and factor analyses, and in order to explore the causal relation among potential variables, we conducted a structural equation modeling analysis using AMOS 7.0 and SPSS 17.0. The research outcomes are as follows. First, service quality, innovativeness of medical technology, and social influence were shown to affect perceived ease of use and perceived usefulness of the telehealth service, which was statistically significant, and the two factors had a positive impact on willingness to accept the telehealth service. In addition, social influence had a direct, significant effect on intention to use, which is paralleled by the TAM used in previous research on technology acceptance. This shows that the research model proposed in the study effectively explains the acceptance of the telehealth service. Second, the research model reveals that information privacy concerns had a insignificant impact on perceived ease of use of the telehealth service. From this, it can be gathered that the concerns over information protection and security are reduced further due to advancements in information technology compared to the initial period in the information technology industry, and thus the improvement in quality of medical services appeared to ensure that information privacy concerns did not act as a prohibiting factor in the acceptance of the telehealth service. Thus, if other factors have an enormous impact on ease of use and usefulness, concerns over these results in the initial period of technology acceptance may become irrelevant. However, it is clear that users' information privacy concerns, as other studies have revealed, is a major factor affecting technology acceptance. Thus, caution must be exercised while interpreting the result, and further study is required on the issue. Numerous information technologies with outstanding performance and innovativeness often attract few consumers. A revised bill for those urgently in need of telehealth services is about to be approved in the national assembly. As telemedicine is implemented between doctors and patients, a wide range of systems that will improve the quality of healthcare services will be designed. In this sense, the study on the consumer acceptance of telehealth services is meaningful and offers strong academic evidence. Based on the implications, it can be expected to contribute to the activation of telehealth services. Further study is needed to assess the acceptance factors for telehealth services, such as motivation to remain healthy, health care involvement, knowledge on health, and control of health-related behavior, in order to develop unique services according to the categorization of customers based on health factors. In addition, further study may focus on various theoretical cognitive behavior models other than the TAM, such as the health belief model.