• 한국지진공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.71-81
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• 2021

This paper presents a real-time, false-pick filter based on deep learning to reduce false alarms of an onsite Earthquake Early Warning (EEW) system. Most onsite EEW systems use P-wave to predict S-wave. Therefore, it is essential to properly distinguish P-waves from noises or other seismic phases to avoid false alarms. To reduce false-picks causing false alarms, this study made the EEWNet Part 1 'False-Pick Filter' model based on Convolutional Neural Network (CNN). Specifically, it modified the Pick_FP (Lomax et al.) to generate input data such as the amplitude, velocity, and displacement of three components from 2 seconds ahead and 2 seconds after the P-wave arrival following one-second time steps. This model extracts log-mel power spectrum features from this input data, then classifies P-waves and others using these features. The dataset consisted of 3,189,583 samples: 81,394 samples from event data (727 events in the Korean Peninsula, 103 teleseismic events, and 1,734 events in Taiwan) and 3,108,189 samples from continuous data (recorded by seismic stations in South Korea for 27 months from 2018 to 2020). This model was trained with 1,826,357 samples through balancing, then tested on continuous data samples of the year 2019, filtering more than 99% of strong false-picks that could trigger false alarms. This model was developed as a module for USGS Earthworm and is written in C language to operate with minimal computing resources.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.439-448
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• 2018

지진 조기경보 시스템(EEWS)은 상대적으로 빠른 속도로 전파되는 P파를 관측하여 잇따라 도달하는 S파에 의한 피해 위험을 미리 경보하고, 시민의 즉각적인 대피를 유도하는 것을 목표로 한다. 현재 대한민국의 지진 조기경보 시스템은 최초 P파 관측 후 50초 이내에 지진 경보 발령이 가능한 상태이며 2020년까지 지진 경보 발령 시간을 P파 관측 후 10초 이내로 단축하겠다고 공표한 상태이다. 이를 위해서는 지진 발생 시 P파의 관측이 5초 내에 이루어져야 한다. 2016년 리히터 규모 5.8의 경주 지진 이후 국내 지진 재난 대응체계에 대한 개선의 요구에 힘입어 재난 및 안전관리 기본법 내 재난관리책임기관의 기능 연속성 계획 수립에 관한 항이 신설되었다. 국립공원 관리공단 역시 재난으로부터의 탐방객 안전확보의 의무를 지닌 바, 보다 능동적인 대응체계를 위해 유관기관과의 협력체계 구축을 추진하고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 통합지진관측망의 분포 및 국립공원의 공간적 분포를 정량화하여 국립공원의 지진 조기경보 서비스 제공의 잠재적인 취약성을 분석하였다. 분석 결과, 중부지방에 위치하는 속리산, 계룡산, 가야산, 덕유산 및 동남부 지방의 경주 국립공원은 자체적으로 지진파를 감지하여 분석하는 현장시스템의 보강이 필요할 것으로 나타났으며 북한산 국립공원은 통합지진관측망 중심의 전방탐지시스템의 개선이 필요할 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제16권2호
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• pp.171-178
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• 2006

현재 한국의 지진 관측은 1905년도에 시작된 이후로 계속적인 지진 관측망 확충과 새로운 장비의 도입으로 선진국 못지않은 장비를 보유하고 있지만, 지진의 관측과 분석에 있어서는 그 수준이 미흡한 것이 실이다. 특히, 동해안 지진원인자 분석에 있어서 시간이 많이 소요되기 때문에 지진 정보나 지진 해일 경보를 발령하는데 어려움이 있다. 이번 연구에서는 일본에서 사용하는 지진 관측망(JMA), 한국 지진 관측망(KMA), 그리고 국제 관측망(IRIS) 지진 관측소의 파형 포맷을 하나의 공통 파형 포맷으로 변환 합성하고 공유 분석 프로그램인 FESNET(극동 지진 관측망 분석 체계)를 구축하여 2004년 5월 29일과 6월 1일에 발생한 울진 지진과, 2005년 3월 20일에 발생한 일본 후쿠오카 지진의 분석에 응용하였다. 분석결과 어느 한쪽 관측망(KMA, JMA)을 사용하는 것보다 이들 모든 관측망을 활용하는 FESNET을 이용할 때 더 좋은 결과를 얻을 수 있다는 것을 말 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.107-114
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• 2019

본 논문에서는 진원지 주변에서 빠르고 정확한 지진 조기 경보를 수행하기 위한 선착 P파 다중 탐지 시스템과 이를 구동하기 위한 지진파 초동 탐지 및 경보 알고리즘을 개발하였다. 공용 중인 5개소(포항지역 4개소)의 건축물을 선정하여 개발한 계측 시스템을 설치하였고, 지반 진동을 실시간 모니터링하며 실증시험을 진행하였다. 실증 모니터링 중 2019년 9월 26일 포항 지역에서 규모 2.3의 지진이 발생하였다. 포항지역에 설치된 총 4개소의 시스템 중 3개소에서 P파 초동 탐지 알고리즘이 작동되어 지진동 이벤트로 기록되었다. 진원지로부터 5.5 km로 가장 가까운 계측소는 지진 발생 후 1.2초 후 P파 초동이 감지되었으며, P파 도달 후 약 1.02초 후 S파가 도달하여 다소의 경보시간을 제공해주었다. P파가 탐지된 3곳의 최대 가속도는 각각 6.28gal, 6.1gal, 5.3gal로 기록되었으며, 이벤트 경보 발령을 위한 최대 지반 가속도의 임계값(25.1gal)을 초과하지 않아 경보 알고리즘이 작동하지 않았다. 향후 지속적인 모니터링 및 분석을 통해 추가 검증이 이루어진다면 국내 실정에 맞는 실효성 높은 지진 경보 시스템으로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.163-170
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• 2020

Floor acceleration plays a major role in the seismic design of nonstructural components and equipment supported by structures. Large floor acceleration may cause structural damage to or even collapse of buildings. For precision instruments in high-tech factories, even small floor accelerations can cause considerable damage in this study. Six P-wave parameters, namely the peak measurement of acceleration, peak measurement of velocity, peak measurement of displacement, effective predominant period, integral of squared velocity, and cumulative absolute velocity, were estimated from the first 3 s of a vertical ground acceleration time history. Subsequently, a new predictive algorithm was developed, which utilizes the aforementioned parameters with the floor height and fundamental period of the structure as the new inputs of a support vector regression model. Representative earthquakes, which were recorded by the Structure Strong Earthquake Monitoring System of the Central Weather Bureau in Taiwan from 1992 to 2016, were used to construct the support vector regression model for predicting the peak floor acceleration (PFA) of each floor. The results indicated that the accuracy of the predicted PFA, which was defined as a PFA within a one-level difference from the measured PFA on Taiwan's seismic intensity scale, was 96.96%. The proposed system can be integrated into the existing earthquake early warning system to provide complete protection to life and the economy.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.179-185
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• 2020

최근 지진조기경보시스템(EEWS)의 성능 개선과 진앙지 또는 진앙 근처 지역의 지진방재 효과를 보완하기 위해 현장 지진조기경보시스템(On-Site EEWS)의 개발이 시도되고 있다. 지진에 대한 연구 및 관측을 위한 지진관측망을 이용하여 지진 방재에 활용하는 국가 차원의 EEWS와 달리 On-Site EEWS는 지진방재를 목적으로 하므로 성능 및 비용 측면의 효율적인 설계와 평가가 필요하다. 현재 우리나라는 EEWS 뿐만 아니라 On-Site EEWS 개발에 기존 EEWS의 설계 기준 및 평가방법을 사용하는 등 필요한 핵심기술과 운영 노하우가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 지진·화산재해대책법에서 규정하는 지진 가속도계의 요구 사항을 기반으로 On-Site EEWS의 국산화 개발에 필요한 지진 데이터 수집, 데이터 처리 및 분석 부분의 하드웨어 및 소프트웨어적 설계 방향과 성능평가 항목 및 방법을 제안한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제20권1호
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• pp.39-53
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• 2021

By means of installing sloped rolling-type seismic isolators (SRI), the horizontal acceleration transmitted to the to-be-protected object above can be effectively and significantly reduced under external disturbance. To prevent the maximum horizontal displacement response of SRI from reaching a threshold, designing large and conservative damping force for SRI might be required, which will also enlarge the transmitted acceleration response. In a word, when adopting seismic isolation, minimizing acceleration or displacement responses is always a trade-off. Therefore, this paper proposes that by exploiting the possible information provided by an earthquake early warning system, the damping force applied to SRI which can better control both acceleration and displacement responses might be determined in advance and accordingly adjusted in a semi-active control manner. By using a large number of ground motion records with peak ground acceleration not less than 80 gal, the numerical results present that the maximum horizontal displacement response of SRI is highly correlated with and proportional to some important parameters of input excitations, the velocity pulse energy rate and peak velocity in particular. A control law employing the basic form of hyperbolic tangent function and two objective functions are considered in this study for conceptually developing suitable control algorithms. Compared with the numerical results of simply designing a constant, large damping factor to prevent SRI from pounding, adopting the recommended control algorithms can have more than 60% reduction of acceleration responses in average under the excitations. More importantly, it is effective in reducing acceleration responses under approximately 98% of the excitations.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.19-27
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• 2002

The four agencies in Korea - KMA, KIGAM, KEPRI, and KINS - have been operating their own seismic network for many years. In this study we have developed an integrated seismic system named KISS (Korea Integrated Seismic System), which is very similar to LISS (Live Internet Seismic Server) of Albuquerque Seismological Laboratory. Through KISS we could share all the earthquake data observed by those organizations in near real time. This research result will lead to provide the opportunity to use all seismic information of the earthquakes around Korean peninsula. And KISS will make us enable to do systematic researches, such as study on focal mechanisms of earthquakes around Korean peninsula, seismic design, earthquake prediction, etc. KISS will be used in developing an Early Earthquake Warning System like TriNet in Southern California, USA so as to minimize seismic hazard.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.59-68
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• 2008

본 논문에서는 지진 기록계에 할당된 우선순위에 따라 가장 먼저 수신되는 이벤트 패킷으로부터 실제 지진과 연관된 패킷만을 추출하여 진앙을 추정하는 기법을 제안한다. 각 관측소의 지진 기록계로부터 수신된 이벤트 패킷의 신호 시간, 신호 주기 및 SNR 등을 통계적 방법으로 평가하여 실제 지진의 P파와 연관된 패킷을 추출한다. 그리고 초동 P파의 도달시간을 이용한 진앙 추정기법을 이용하여 P파와 연관된 패킷으로부터 진앙을 추정하였다. 2007년 기상청에서 발표한 국내 지진에 대하여 해당 일자의 이벤트 패킷을 이용하여 본 논문에서 제안한 P파 연관 패킷의 추출과 진앙을 추정하였다. 지진 감지 네트워크 내에서 발생한 지진의 경우 4개 이상의 관측소로부터 이벤트 패킷이 도착한 후에 매우 작은 오차 범위 내에서 진앙이 결정되는 것으로 확인되었다. 각 관측소간의 평균거리를 감안하여 타 관측기관의 이벤트 패킷을 이용할 경우에 더욱 빠른 진앙 결정과 지진경보 발령이 가능한 것으로 검증되었다. 따라서 본 연구의 결과는 국내 지진 조기 경보체계의 구축에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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• pp.827-830
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• 2006

The tsunami from the megathrust earthquake magnitude 9.3 on 26 December 2004 is the largest tsunami the world has known in over forty years. This tsunami destructively attacked 13 countries around Indian Ocean with at least 230,000 fatalities, displaced people 2,089,883 and 1.5 million people who lost their livelihoods. The ratio of women and children killed to men is 3 to 1. The total damage costs US$ 10.73 billion and rebuilding costs US$ 10.375 billion. The tsunami's death toll could have been drastically reduced, if the warning was disseminated quickly and effectively to the coastal dwellers along the Indian Ocean rim. With a warning system in Indian Ocean similar to that operating in the Pacific Ocean since 1965, it would have been possible to warn, evacuate and save countless lives. The best tribute we can pay to all who perished or suffered in this disaster is to heed its powerful lessons. UNESCO/IOC have put their tremendous effort on better disaster preparedness, functional early warning systems and realistic arrangements to cope with tsunami disaster. They organized ICG/IOTWS (Indian Ocean Tsunami Warning System) and the third of this meeting is held in Bali, Indonesia during $31^{st}$ July to $4^{th}$ August 2006. A US$ 53 million interim warning system using tidal gauges and undersea sensors is nearing completion in the Indian Ocean with the assistance from IOC. The tsunami warning depends strictly on an early detection of a tsunami (wave) perturbation in the ocean itself. It does not and cannot depend on seismological information alone. In the case of 26 December 2004 tsunami when the NOAA/PMEL DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunami) system has not been deployed, the initialized input of sea surface perturbation for the MOST (Method Of Splitting Tsunami) model was from the tsunamigenic-earthquake source model. It is the first time that the satellite altimeters can detect the signal of tsunami wave in the Bay of Bengal and was used to validate the output from the MOST model in the deep ocean. In the case of Thailand, the inundation part of the MOST model was run from Sumatra 2004 for inundation mapping purposes. The medium and high resolution satellite data were used to assess the degree of the damage from Indian Ocean tsunami of 2004 with NDVI classification at 6 provinces on the Andaman seacoast of Thailand. With the tide-gauge station data, run-up surveys, bathymetry and coastal topography data and land-use classification from satellite imageries, we can use these information for coastal zone management on evacuation plan and construction code.