• 제목/요약/키워드: disaster and safety information

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머신러닝과 딥러닝을 이용한 저수지 유해 남조류 발생 예측 (Prediction of cyanobacteria harmful algal blooms in reservoir using machine learning and deep learning)

  • 김상훈;박준형;김병현
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권spc1호
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    • pp.1167-1181
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    • 2021
  • 녹조 현상과 관련하여 독성물질을 배출하는 남조류 4종의 경우 유해 남조류로 지정하여 관리하고 있으며, 물리적인 모형을 이용한 예측 정보도 함께 발표하고 있다. 그러나 조류는 살아 있는 생명체로 물리 역학에 따른 예측에 어려움이 있으며, 기상, 수리·수문, 수질 등 수많은 인자에 의한 영향을 고려하기가 쉽지 않다. 따라서, 최근 머신러닝을 이용한 녹조발생 예측 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 경북 영천에 소재한 보현산댐과 영천댐을 대상으로 랜덤 포레스트 모형을 이용하여 유해남조류 발생에 영향을 미치는 수질인자의 특성중요도를 분석해 보았으며, 이 중 가장 높은 특성중요도를 나타낸 수온을 이용하여 머신러닝과 딥러닝을 이용하여 유해남조류 발생을 예측하고 그 정확성을 확인하였다. 특성중요도 분석 결과, 수온과 총질소(T-N)이 공통적으로 높게 나왔으며, 인공신경망(ANN)을 이용한 유해남조류 발생예측에서도 실제와 근접한 값이 예측되어 앞으로 녹조관리를 위해 유해남조류 예측이 필요한 저수지의 경우 이를 활용할 수 있음을 확인하였다.

목조건축문화재의 예방 보존을 위한 공간적 통합 흰개미 관리(AW-ITM)의 적용 (A Study on Area-Wide Integrated Termite Management for the Preservation of Wooden Built Heritage)

  • 김시현;정용재
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제55권3호
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    • pp.60-72
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    • 2022
  • 우리나라에 남아 있는 목조건축문화재들은 다양한 생물학적 요인에 의해 손상된다. 이 중 흰개미는 목재 내부를 손상시켜 문화재의 구조적 안정성과 진정성에 악영향을 미친다. 국내 전 지역에서 목조건축문화재의 흰개미 피해가 발생하고 있으며, 기후변화로 인해 그 피해는 더욱 증가할 것으로 추정된다. 문화재의 흰개미 피해는 돌이킬 수 없으므로 예방보존이 매우 중요하다. 이에 본 논문은 목조건축문화재의 효과적인 흰개미 예방을 위해 공간적 통합 흰개미 관리(AW-ITM)의 문화재 적용을 위한 기초자료를 제시하고자 수행되었다. 먼저 국내 목조건축문화재의 입지 특성을 이해하기 위해, 공간정보시스템(GIS)을 이용하여 국가지정 목조건축문화재(국보, 보물) 182건의 인접한 산림과의 거리, 주변 산림 면적을 분석하였다. 또한 2003~2020년 실시된 국가지정문화재 방충사업 내역과, 종합적 흰개미 관리(ITM)의 구성요소 4가지에 따라 국내 문화재 흰개미 방제의 특성을 확인하였다. 이를 바탕으로 문화재와 주변 공간을 세 영역으로 구분하고 각 영역별로 적합한 흰개미 방제 방안을 제안하였다. 또한 목조건축문화재들의 입지(도심, 외곽, 산림)와 건물 수량(단일, 복합)에 따라 6가지 유형으로 구분하여 각 유형별 흰개미 방제 영역을 구분하였다. 이 연구에서 제시된 공간적 종합 방제의 개념은 최근 문화재청에서 발표한 '목조문화재 흰개미 방제 종합 방제대책' 등에서 주변 환경 개선 등으로 일부 반영해 적용되고 있다. 이에 공간적 통합 흰개미 관리(AW-ITM)의 적용 또한 일부 대상에 시범적으로 적용한 뒤 그 결과를 면밀히 분석하여 문화재 보존관리 정책 수립에 반영할 필요가 있다.

낙동강 하굿둑의 배수문 증설에 따른 통합운영시스템의 구축 사례에 대한 연구 (A Case Study on the Implementation of Integrated Operation System of the Nakdong River Estuary Barrage Due to the Drainage Gate Extension)

  • 김석주;임태수;김민수
    • 한국전자거래학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.183-199
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    • 2015
  • 낙동강 하굿둑에서는 4대강 사업으로 인한 낙동강 본류의 환경 변화로 설계홍수량이 크게 늘어남에 따라 낙동강 하류의 치수안전을 확보하기 위해 을숙도 우안에 배수문을 증설하게 되었다. 하굿둑에서의 수량 확보, 홍수조절, 재해예방 등의 기능이 원활하게 수행되기 위해서는 좌안의 기존 배수문과 우안의 신설 배수문이 유기적이고 안정적으로 운영되어야 한다. 한정된 인력과 자원 하에서 이를 운영하기 위하여 기존의 수자원시설과 정보통신기술을 융합한 통합운영시스템이 구축되었다. 통합운영시스템은 홍수 등의 위급한 상황에서도 부분적 결함에 의해 전체 시스템의 동작이 중단되지 않도록 높은 가용성과 결함 감내성을 지니도록 설계되었다. 운영과 유지관리에서의 편의성이 고려되었으며, 경보시스템을 구축하여 설비의 이상을 조기에 감지할 수 있게 하였다. 통합운영시스템의 아키텍처는 향후 유역통합운영과 스마트 워터그리드에 대비하여 시스템간의 연계가 용이한 개방형 표준을 지향하였다.

최적 무선통신 기술을 활용한 붕괴지형 매몰자의 2차원 매몰위치 결정 모델 (A 2-D Location Determination Model of Buried Persons in Collapsed Shape using Optimal Wireless Communication Technology)

  • 문현석;이우식;이건우;한동수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.8879-8888
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    • 2015
  • 도심지에 지진과 같은 재난 발생시 건물이나 기타 지하부를 갖는 지하철, 터널 공간 등의 붕괴사고로 인해 수많은 인명 및 재산피해가 발생된다. 특히 붕괴 잔해에 매몰된 인명의 생존 상태를 파악하거나 매몰자의 매몰위치를 정확하게 파악하는 것이 곤란하여 구호에 상당한 시간과 인력이 투입되는 실정이며, 추가 붕괴에 따라 2차 피해가 발생될 수 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 무선통신 기술을 활용하여 2차원 평면에서 매몰자의 휴대기기 위치를 측위하여 구호 정보를 제공할 수 있도록 하는 확률적 방법론을 제안하는 것이 목적이다. 즉, Wi-Fi 무선신호 기반의 매몰자 탐지 방식을 선정하여, 거리별 신호 강도 특성을 확인하였으며, 2차원 평면에서의 확률적 기반 위치 탐지 모델을 제안하였다. 이는 향후 국가 재난발생시 신속한 매몰자 구호를 위한 단서를 제공함으로써, 국민의 안전과 인명을 보호 할 수 있는 핵심기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

COVID-19 확진자 수와 긴급재난문자 서비스의 상관관계 분석 (Correlation analysis between COVID-19 cases and emergency alerts service)

  • 주상임;강현주;오승희
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.1-9
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    • 2021
  • 우리나라에서는 코로나19 대응을 위해 국민들에게 CBS (Cell Broadcast Service) 기술을 활용한 긴급재난문자 서비스를 통해 코로나19 관련 다양한 정보를 제공해왔다. 특히 지방단치단체(지자체)에서는 긴급재난문자 서비스를 코로나19 대응을 위한 주요 수단으로 취급하여 적극적으로 활용해왔다. 하지만 체계가 잡히지 않은 과도한 사용으로 긍정적인 효과 대비 국민의 피로감이 증가한다는 문제 제기로 인해 현재는 긴급재난문자 송출이 제한되고 있다. 본 논문에서는 긴급재난문자를 효율적으로 운용하는 방안을 수립하는데 있어서 기초 자료를 제공하는 것을 목적으로, 코로나19가 발생한 2020년 1월부터 2021년 6월 현재까지 발령된 긴급재난문자 건수와 코로나19 확진자 발생률을 비교 분석하였다. 또한 긴급재난문자 서비스를 많이 활용한 광역지자체에 대해 월별 긴급재난문자 사용량과 확진자 발생률을 상세 비교하여 상관 관계를 분석하였다. 본 논문의 결과가 장기화되고 있는 코로나19 대응을 위한 긴급재난문자 사용 전략을 수립하는데 있어 기초자료로 활용되기를 기대한다.

디지털 트윈 기반 스마트 시티 모델 연구 동향 분석 (Research on Digital twin-based Smart City model: Survey)

  • 한군희;홍성혁
    • 융합정보논문지
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    • 제11권11호
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    • pp.172-177
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    • 2021
  • 디지털시대의 일환으로 현실세계를 가상으로 정확하게 옮겨서 현실에서 할 수 없는 어떤 고가의 장비 수명을 저하시키는 스트레스 테스트를 실시하여 제품의 취약부분을 시뮬레이션 하는 디지털 트윈이 제조업에서 활발히 사용되고 있다. IoT의 발전으로 인해 현실세계에서 수집되는 데이터를 정확하게 수집하여 가상의 공간에 동일하게 만드는 디지털 트윈은 교통, 재난, 주거, 방역, 에너지, 환경, 고령화 같은 도시 생활의 문제에 대한 정확한 예측을 할 수 있기 때문에 스마트 시티 건설에 필요한 도구로 자리매김하고 있다. 디지털 트윈은 제조업분야에 적용이 많이 되고 있지만 본 연구에서는 스마트 시티에 적용하여 4차산업혁명시대에 걸 맞는 스마트 시티 모델을 제안하고 제안된 모델을 통한 시민의 안전, 복지와 편리성을 증가시켜 기술의 발전이 삶의 질을 향상시키는 데 기여하고 한다. 또한, 디지털 트윈을 스마트 시티에 적용할 경우 실시간 상호작용을 통하여 현실성과 즉시성을 유지함으로써 현실과 가상간의 실시간 동기화를 통화여 보다 정확한 예측 및 분석을 할 수 있을 것으로 기대한다.

중구경 현장타설말뚝의 지지력 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Bearing Capacity of Drilled Shaft with Mid-size)

  • 이광우;유승경;박정준;윤중만;홍기권
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.263-272
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    • 2019
  • 본 연구에서는 중구경 현장타설말뚝의 활성화를 위하여, 말뚝재하시험을 이용한 지지력 특성을 평가하였으며, 그 결과를 설계지지력 예측방법과 비교하였다. 정재하시험 결과, 말뚝의 강도가 높은 경우에 낮은 강도에 비하여 약 2.4배 수준의 허용지지력을 나타내는 것으로 평가되었고, 동재하시험 결과에서는 높은 말뚝 강도의 경우가 낮은 경우보다 약 1.4배~1.5배 수준의 허용지지력을 나타내는 것으로 분석되었다. 정재하시험과 동재하시험의 허용지지력에 대한 비교 결과, 동일한 침하량 조건에서는 그 차이가 3%~6% 범위를 나타내었다. 그리고 재하시험 결과와 설계지지력 예측방법을 이용한 지지력 산정결과를 비교한 결과, 선단지지력 및 주면마찰력에 대한 하중분담율에 있어서, FHWA 제안식이 보다 합리적인 예측이 가능한 것으로 확인되었다.

토석류 유동층에서 토사체적 농도 특성에 관한 연구 (The Study of Sediment Volume Concentration in Liquefied-Layer of Debris Flow)

  • 김성덕
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권12호
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    • pp.109-115
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 산지에서 세립사가 포함된 유동체 혼합물이 다양한 경사 각도를 갖는 수로에서 공급유량의 변화에 따른 토사체적농도를 분석한 것이다. 수치모델은 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식 그리고 세립토와 조립토 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 비탈 경사면 각도 변화에 따른 토사농도 비교에서 경사가 급할수록 토사체적 농도의 급격한 변곡점이 나타났다. 공급유량의 변화에서는 공급유량이 많을수록 Fluctuation이 발생하였고, 토석류의 상태가 난류형으로 변하여 토사가 부유사 형태로 변화되었다. 이는 토석류의 이동속도가 빠르게 됨을 알 수 있다. 포화된 조립토의 변화에 따른 비교에서는 그 길이가 길수록 고농도가 발생하였으므로 사면 안정을 위해서는 사면에서의 침식 가능 여부를 먼저 판단해야 된다. 본 연구의 결과는 강우 변화에 따른 비탈면 하류단에서의 유동체 혼합물의 토석류에 의한 재해를 예측 및 다양한 경사의 비탈면을 갖는 산지 밑에서의 토석류에 의한 재해에 대한 정보를 제공할 것이다. 또한 사면 안정 시 효율적인 사면 경사각도로 설치하는 것과 사면에서의 침식 방지등에 있어 토석류와의 관계성 분석 및 토석류 재해를 막기 위한 다양한 대책을 세우는 데 효과적인 정보를 제공할 것이다.

RCP 기후변화시나리오를 이용한 기후변화가 미호천 유역의 설계홍수량에 미치는 영향평가 (The Impact Assessment of Climate Change on Design Flood in Mihochen basin based on the Representative Concentration Pathway Climate Change Scenario)

  • 김병식;하성룡
    • 한국습지학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.105-114
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    • 2013
  • 최근 기후변화로 인해 이상호우가 발생하고 있으며 많은 선행연구들에서는 극한수문사상의 변화로 인해 배수관련 기반시설물의 첨두홍수 규모와 빈도가 변화 할 것으로 예상하고 있다. 그러나 현재 배수시설물의 설계에 쓰이는 확률강우량은 기후변화나 장기적 변동에 영향을 받지 않는 정상성(stationary)을 가정하고 있어 앞으로 다가올 미래에 지금까지의 치수안전도 기준이 유효한가에 대한 재고가 필요한 시점이다. 본 연구에서는 기후변화가 배수체계에 미치는 영향을 평가하기 위해 최근 IPCC AR5에 대비하여 개발된 RCP 8.5 기후변화시나리오로부터 미래 기후변화정보를 추출하였으며 기후변t화를 고려할 수 있는 비정상성 빈도해석기법을 개발하여 지속시간별 빈도별 설계강우량을 산정하였다. 또한, 설계홍수량을 산정하기 위해 실무에서 널리 이용되고 있는 홍수유출모형인 HEC-HMS 모형을 통해 기후변화가 미호천 유역의 설계홍수량에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과 기후변화로 인해 대상유역의 설계홍수량이 증가됨을 확인 할 수 있었으며 이로 인해 미호천유역의 홍수위험성이 현재에 비해 증가함을 확인 할 수 있었다.

동아시아 4개국 학생들의 핵에너지에 대한 인식 비교: 과학캠프에 참가한 한국, 일본, 대만, 싱가포르 10학년 학생들을 대상으로 (Comparison of Perception Differences About Nuclear Energy in 4 East Asian Country Students: Aiming at $10^{th}$ Grade Students who Participated in Scientific Camps, from Four East Asian Countries: Korea, Japan, Taiwan, and Singapore)

  • 이형재;박상태
    • 한국과학교육학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.775-788
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    • 2012
  • 이 연구는 일본 Nara Woman's University Secondary School에서 이루어졌던 과학캠프에 참가한 동아시아 4개국(한국, 일본, 대만, 싱가포르) 10학년 학생들을 대상으로 조사한 것이다. 한국 학생 12명, 일본 학생 46명, 대만 학생 9명, 싱가포르학생 10명으로 전체 77명에 대하여 핵에너지에 대한 인식을 조사하였다. 핵에너지에 대한 인식의 전체 평균 비교 결과 한국, 대만, 싱가포르, 일본 학생들 순으로 나타났다. 일본과 동아시아 3개국(한국, 대만, 싱가포르) 학생들 간 핵에너지에 대한 인식의 t 검증 비교 결과 동아시아 3개국 학생들이 일본 학생들보다 높게 나타났다(p<.05). 핵에너지에 대한 인식의 하위 영역별로 평균 비교 결과 기술성 영역에서는 한국, 일본, 대만, 싱가포르 학생들 순으로 나타났고, 동아시아 3개국 학생들과 일본 학생들과의 기술성 영역의 t 검증 비교결과 유의미한 차이를 보이지는 않았다(p>.05). 관리성 영역의 평균 비교에서는 한국, 대만, 싱가포르, 일본 학생들 순으로 나타났으며, 동아시아 3개국 학생들과 일본 학생들 간 t 검증 비교 결과는 유의미한 차이가 나타났다(p<.05). 유용성 영역의 평균 비교 결과 한국, 대만, 싱가포르, 일본 학생들 순으로 나타났으며, 동아시아 3개국 학생들과 일본 학생들 간 t 검증 비교 결과는 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 안전성 영역의 평균 비교 결과 한국, 대만, 일본, 싱가포르 학생들 순으로 나타났으며, 동아시아 3개국 학생들과 일본 학생들 간 비교 결과는 유의미한 차이를 보였다(p<.05). 과학 캠프에 참가한 동아시아 4개국 가운데 한국 학생들의 핵에너지에 대한 인식이 가장 높게 나타났고, 하위 모든 영역에서도 높게 나타났다. 이는 그동안 정부에서 원자력사업자와는 별도로 원자력홍보전문기관을 설립하여 원자력 발전에 대해 과학적, 객관적 정보를 가지고 활발하게 계몽 및 홍보활동(원자력문화 활동)을 펼쳤고, 학생들이 이에 대한 홍보를 많이 접했기 때문인 것으로 보인다. 반면에 우리나라보다 12년 앞서 원자력발전을 시작한 일본의 경우 원자력홍보전문기관인 일본원자력문화진흥재단의 원자력문화 활동을 학생들과 성인 등을 대상으로 계몽 및 홍보활동을 전개하고 있으며, 과학캠프에 참가한 동아시아 4개국 중 가장 많은 원자력 발전소를 보유하고 운영을 하고 있으나 지진해일(쓰나미)로 인한 후쿠시마 원전 사고와 방사능 누출에 따른 피해와 우려로 인하여 일본 학생들의 핵에너지에 대한 인식이 낮게 나타났다고 볼 수 있다. 이는 원자력 관련 기술이나 시설이 정상적으로 작동하고 관리된다는 정보보다는 체르노빌 원전 사고와 같은 대재난이나 중대한 사고들에 대한 정보가 대중의 위험인식에 더 큰 영향을 미치며, 이러한 대형 사고들은 그 빈도가 매우 낮지만 한 번의 사고만으로도 해당 기술에는 비정상적인 위험이 존재한다는 강한 신호(signal)를 만들어내고, 이러한 신호는 사람들에게 부정적인 이미지와 인식을 고착시켜 최종적으로는 원자력 관련 기술에 대한 낙인화(stigmatize)를 초래하기도 한다는 연구결과를 지지하였다. 이를 통해 원전의 안전관리를 최우선으로 하는 국가의 정책전환이 가장 중요하다고 볼 수 있으며, 한번 형성된 인식이나 결정은 계속 보강, 유지되어 교정되기가 쉽지 않다는 것을 알 수 있었다.