• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권12호
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• pp.3242-3265
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• 2023

Ensuring reliability of a machinery system involve the prediction of remaining useful life (RUL). In most RUL prediction approaches, noise is always considered for removal. Nevertheless, noise could be properly utilized to enhance the prediction capabilities. In this paper, we proposed a novel RUL prediction approach based on noise injection and a Kalman filter ensemble of modified bagging predictors. Firstly, we proposed a new method to insert Gaussian noises into both observation and feature spaces of an original training dataset, named GN-DAFC. Secondly, we developed a modified bagging method based on Kalman filter averaging, named KBAG. Then, we developed a new ensemble method which is a Kalman filter ensemble of KBAGs, named DKBAG. Finally, we proposed a novel RUL prediction approach GN-DAFC-DKBAG in which the optimal noise-injected training dataset was determined by a GN-DAFC-based searching strategy and then inputted to a DKBAG model. Our approach is validated on the NASA C-MAPSS dataset of aero-engines. Experimental results show that our approach achieves significantly better performance than a traditional Kalman filter ensemble of single learning models (KESLM) and the original DKBAG approaches. We also found that the optimal noise-injected data could improve the prediction performance of both KESLM and DKBAG. We further compare our approach with two advanced ensemble approaches, and the results indicate that the former also has better performance than the latters. Thus, our approach of combining optimal noise injection and DKBAG provides an effective solution for RUL estimation of machinery systems.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제16권1호
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• pp.1-11
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• 2024

PURPOSE. The present experiment aimed to evaluate the placement accuracy of fully guided implant surgery using a mucosa-supported surgical guide when the protocol of osteotomy and installation was modified (MP) compared to when the protocol was sequentially and conventionally carried out (CP). MATERIALS AND METHODS. For 24 mandibular dentiform models, 12 dentists (6 experts and 6 beginners) performed fully guided implant placements two times at the right first and second molar sites using a mucosa-supported surgical guide, once by the CP (CP group) and at the other time by the MP (MP group). The presurgical and postsurgical stereolithographic images were superimposed, and the deviations between the virtually planned and actually placed implant positions and the procedure time were compared statistically (P < .05). RESULTS. The accuracies were similar in the CP and MP groups. In the CP group, the mean platform and apex deviations at the second molar site for the beginners were +0.75 mm and +1.14 mm, respectively, which were significantly larger than those for the experts (P < .05). In the MP group, only the mean vertical deviation at the second molar site for the beginners (+0.53 mm) was significantly larger than that for the experts (P < .05). The procedure time was significantly longer for the MP group (+94.0 sec) than for the CP group (P < .05). CONCLUSION. In fully guided implant surgery using a mucosa-supported guide, the MP may improve the placement accuracy when compared to the CP, especially at sites farther from the most-posterior natural tooth.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제16권2호
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• pp.77-90
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• 2024

PURPOSE. The study aims to investigate the influence of the ferrule effect and types of posts on the stress distribution in three morphological types of the maxillary central incisor. MATERIALS AND METHODS. Nine models were created for 3 maxillary central incisor morphology types: "Fat" type - crown 12.5 mm, root 13 mm, and buccolingual cervical diameter 7.5 mm, "Medium" type - crown 11 mm, root 14 mm, and buccolingual cervical diameter 6.5 mm, and "Slim" type - crown 9.5 mm, root 15 mm, and buccolingual cervical diameter 5.5 mm. Each model received an anatomical castable post-and-core or glass-fiber post with resin composite core and three ferrule heights (nonexistent, 1 mm, and 2 mm). Then, a load of 14 N was applied at the cingulum with a 45° slope to the long axis of the tooth. The Maximum Principal Stress and the Minimum Principal Stress were calculated in the root dentin, crown, and core. RESULTS. Higher tensile and compression stress values were observed in root dentin using the metallic post compared to the fiber post, being higher in the slim type maxillary central incisor than in the medium and fat types. Concerning the three anatomical types of maxillary central incisors, the slim type without ferrule height in mm presented the highest tensile stress in the dentin, for both types of metal and fiber posts. CONCLUSION. Post system and tooth morphology were able to modify the biomechanical response of restored endodontically-treated incisors, showing the importance of personalized dental treatment for each case.

• 산업과 과학
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• 제3권2호
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• pp.17-22
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• 2024

최근 ICT분야가 다양한 환경에서 사용되면서 지속가능한 농업 환경에서는 ICT 기술들을 활용하여 농작물별 병충해 분석, 농작물 수확시 로봇 사용, 빅 데이터로 인한 예측 등이 가능해졌다. 그러나, 지속 가능한 농업 환경에서는 자원의 고갈, 농업 인구 감소, 빈곤 증가, 환경 파괴 등을 해결하기 위한 노력이 꾸준히 요구되고 있다. 본 연구에서는 지속 가능한 농업 환경 기반의 농작물의 생산 비용 감소 및 효율성을 증가하기 위한 인공지능 기반 빅 데이터 처리 기법을 제안한다. 제안 기법은 AI를 결합한 농작물의 빅 데이터를 처리함으로써 데이터의 보안성과 신뢰성을 강화하고, 더 나은 의사 결정과 비즈니스 가치 추출이 가능하다. 이는 다양한 산업과 분야에서 혁신적인 변화를 이끌어내고, 데이터 중심의 비즈니스 모델의 발전을 촉진할 수 있다. 실험과정에서 제안 기법은 다량의 데이터가 생성되나, 일일이 정답을 태깅하기 힘든 농장 현장에서, 소량의 데이터에 대해서만 정확한 정답을 부여하고, 정답이 부여되지 않은 다량의 데이터와 함께 학습하여, 다량의 정답 데이터로 학습했을 때와 유사한 성능(오차율:0.05 이내)이 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권3호
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• pp.223-241
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• 2024

Evaluating the performance of Tunnel Boring Machines (TBMs) stands as a pivotal juncture in the domain of hard rock mechanized tunneling, essential for achieving both a dependable construction timeline and utilization rate. In this investigation, three advanced artificial neural networks namely, gated recurrent unit (GRU), back propagation neural network (BPNN), and simple recurrent neural network (SRNN) were crafted to prognosticate TBM-rate of penetration (ROP). Drawing from a dataset comprising 1125 data points amassed during the construction of the Alborze Service Tunnel, the study commenced. Initially, five geomechanical parameters were scrutinized for their impact on TBM-ROP efficiency. Subsequent statistical analyses narrowed down the effective parameters to three, including uniaxial compressive strength (UCS), peak slope index (PSI), and Brazilian tensile strength (BTS). Among the methodologies employed, GRU emerged as the most robust model, demonstrating exceptional predictive prowess for TBM-ROP with staggering accuracy metrics on the testing subset (R² = 0.87, NRMSE = 6.76E-04, MAD = 2.85E-05). The proposed models present viable solutions for analogous ground and TBM tunneling scenarios, particularly beneficial in routes predominantly composed of volcanic and sedimentary rock formations. Leveraging forecasted parameters holds the promise of enhancing both machine efficiency and construction safety within TBM tunneling endeavors.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.841-848
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• 2023

위성 항법 장치 (GPS; global positioning system) 항법메시지에 포함된 Klobuchar 전리층모델은 L1 단주파수 사용자들에게 전리층 보정정보를 제공한다. 전리층모델 정확도는 항법해의 정확도에 큰영향을 끼치므로 이에 관한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 1993년부터 2022년까지의 GPS 항법메시지를 조사하여 Klobuchar 모델의정확도 및 계수 존재 여부와 효용성 여부를 분석 하였다. 초기 GPS 항법메시지의 경우 전리층데이터를 포함하지 않는 경우가 많으며, 전리층모델을 포함되어 있더라도 정확도가 상당히 낮은 경우가 많이 존재하였다. 전리층모델의 정확도가 안정화된 2002년부터 2022년까지 전리층모델의 정확도 변화와 지자기 위도에 따른 정확도 차이를 IGS (International GNSS Service)에서 제공하는 전리층모델과 비교하는 방법으로 분석하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.68-76
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• 2024

최근 국내외 무인기 시장이 급속도로 성장하고 UAM과 같은 도심 내 UAV 운용의 중요성이 증가함에 따라 UAV의 고장으로 인한 인명 및 재산 피해에 대한 안전 관리 및 규제 체계가 부각되고 있다. 본 연구에서는 안전한 UAM 비행 경로 계획을 위해 운용 지역의 위험을 평가하는 위험 비용 모델들을 비교 분석하고, 각 모델의 주요 한계점을 식별하여 향후 모델 개발 시 고려해야 할 사항들을 도출하였다. 본 연구는 UAM 운용의 안전성 향상을 위한 기초적인 모델을 제공함으로써, UAM 비행 경로 계획 관련 분야의 기술적 개선과 정책 결정에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.776-781
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• 2023

K-UAM은 2035년까지의 성숙기 이후 상용화될 예정이다. UAM 회랑은 기존의 헬리콥터 회랑을 수직 분리하여 사용될 예정이기에 회량 사용량이 증가할 것으로 예상된다. 따라서 회랑을 모니터링하는 시스템도 필요하다. 최근 객체 검출 알고리즘이 크게 발전하였다. 객체 검출 알고리즘은 1단계 탐지와, 2단계 탐지 모델로 나뉜다. 실시간 객체 검출에 있어서 2단계 모델은 너무 느리기에 적합하지 않다. 기존 1단계 모델은 정확도에 문제가 있었지만, 버전 업그레이드를 통해 성능이 향상되었다. 1단계 모델 중 YOLO-V5는 모자이크 기법을 통한 소형 객체 검출 성능을 향상시킨 모델이다. 따라서 YOLO-V5는 넓은 회랑의 실시간 모니터링에 가장 적합하다고 판단된다. 본 논문에서는 YOLO-V5 알고리즘을 학습시켜 궁극적으로 회랑 모니터링 시스템에 대한 적합도를 분석한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.888-896
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• 2023

항공기 착륙 시에는 정해진 절차에 따라 접근이 이루어진 다음, 활주로 중심선과 정렬하여 착륙하게 된다. 하지만 공항의 상황, 주변 항공기의 상황, 또는 관제사의 지시 등에 따라 빈번한 레이더 벡터링이 일어나기 때문에, 교통 흐름을 파악하거나, 비행 안전성을 파악하기 위해서는 항공기의 접근 패턴을 인지할 필요가 있다. 또한 최종 접근 시 활주로 중심선과 정렬하는 과정에서 과이탈이 발생하는 경우가 있는 데, 이는 이후 불안정 접근 등과 같이 보다 위험한 상황을 초래할 수 있다. 본 논문에서는 클러스터링 기법을 이용하여 접근 구간에서의 항공기 궤적들의 패턴을 추출하였다. GMM (Gaussian Mixture Model)을 이용하여 김해공항 접근 항공기 궤적에 대한 클러스터링을 진행하였으며, 2019년 1년간 김해공항으로 착륙한 항공기의 데이터를 이용하였다. 클러스터 별 centroid 값을 이용하여, 총 86개의 접근 궤적 패턴을 추출하였다. 그 후 각 클러스터 내 항공기 중 최종 접근시 과이탈하는 항공기를 탐지하여 확률 분포를 계산하였다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제16권2호
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• pp.237-246
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• 2024

In recent years, the frequent occurrence of fire accidents in university libraries has posed significant threats to the safety of students' lives and property, alongside negative social impacts. Accurately analyzing the factors affecting evacuation during library fires and proposing optimized measures for safe evacuation is thus crucial. This paper utilizes a specific university library as a case study, simulating fire evacuation scenarios using the Pathfinder software, to assess and validate evacuation strategies and propose relevant optimizations. Pathfinder, developed by Thunderhead Engineering in the United States, is an intuitive and straightforward personnel emergency evacuation assessment system, offering advanced visualization interfaces and 3D animation effects. This study aims to construct evacuation models and perform simulation analysis for the selected university library using Pathfinder. The library's structural layout, people flow characteristics, and the nature of fire and smoke spread are considered in the analysis. Additionally, evacuation scenarios involving different fire outbreak locations and the status of emergency exits are examined. The findings underscore the importance of effective evacuation in fire situations, highlighting how environmental conditions, individual characteristics, and behavioral patterns significantly influence evacuation efficiency. Through these investigations, the study enhances understanding and optimization of evacuation strategies in fire scenarios, thereby improving safety and efficiency. The research not only provides concrete and practical guidelines for building design, management, and emergency response planning in libraries but also offers valuable insights for the design and management of effective evacuation systems in buildings, crucial for ensuring occupant safety and minimizing loss of life in potential hazard situations