• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.319-325
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• 2021

드론을 활용한 미세먼지 측정은 산업의 발달과 함께 점차 보편화 되고 있으며, 일부 산업 지대에서 미세먼지 모니터링으로 대기 오염원을 파악한다. 건설 공사 현장에서는 현장사무소에 미세먼지 측정소를 따로 마련하여 주변 공인 측정소보다 현장의 미세먼지 농도를 파악할 수 있다. 그러나, 미세먼지를 발생시키는 오염원으로부터 미세먼지 측정을 정확하게 파악하기는 어려우므로 현장 오염원에 가깝게 직접 투입하여 미세먼지 농도를 측정하여 정확성을 높이고자 하였다. 미세먼지측정치가 부착된 드론은 착륙 중에 발생하는 하향풍 영향으로 측정 노이즈가 발생하였으나 높이 30m에서, 맵핑을 진행하였을 때, 오염원의 수치와 유사하게 측정이 되었다. 실험 대상지역에 대한 현장 적용성은 평탄화 작업이 많아 지형이 지속적으로 바뀌기 때문에 위성영상을 활용한 주기적인 업데이트 정보에는 한계가 있었다. 특히, 절토 작업구간에서 위성지도의 정보는 드론의 맵핑 구역과 미세먼지 농도가 지형에 중첩되어 정확한 구현을 위해서는 맵핑도 함께 반영되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 드론을 활용한 GIS 맵핑을 통해 실시간 현장 정보를 반영할 수 있는 시스템을 구현하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권2호
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• pp.35-40
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• 2022

농업환경에서 농약방제는 농업인에게 작업 위험성과 높은 노동력을 요구한다. 무인항공기를 활용한 농약방제는 기후, 토지형태, 무인항공기의 특성에 따라 효율성이 다르게 나타난다. 따라서, 살포조건과 환경조건을 고려한 효율적인 무인항공기 농약방제 방안이 요구된다. 본 논문은 작물별 살포조건과 환경정보를 고려한 농업용 무인항공기 기반의 효율적인 농약 방제 시스템을 제안한다. 감수지 부착 후 고도 및 속도 변화에 따른 농약 낙하균일도 측정 및 작물 성장조건 변화에 따른 수관내부 약제 침투율 측정 실험을 통해 제안하는 모델의 효과성을 보였다. 실험결과, 무인항공기의 높이가 지면과 가까울수록 작물에 고르게 살포되지만 안전이 고려된 2m이상이 높이와 평균 2m/s의 속도에서 가장 방제효과가 적합하였다. 제안하는 방제 시스템은 농업환경에서의 다양한 무인항공기 활용 기반 지능형 서비스 개발에 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권6호
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• pp.605-615
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• 2021

최근 공사 기간 단축과 인건비 절감을 위해 거푸집을 탈형하지 않는 비탈형 보거푸집의 필요성이 RC구조물에서 강조 되고 있다. 본 연구의 목적은 새로 개발된 비탈형 보 거푸집인 SY Beam의 콘크리트 타설시 변형성능을 평가하는 것이다. SY Beam의 표준 단면 형상은 MIDAS GEN 프로그램을 통해, 다양한 두께의 강판 데크 구조 모델링을 수행하여 결정하였다. 그 결과, SY Beam의 단면치수는 폭과 높이가 각각 400mm와 450mm로 결정하였다. 강판두께 0.8, 1.0, 1.2mm를 변수로 하여 총 3 개의 SY Beam 실험체를 제작하였다. 실제 현장에서 콘크리트를 타설할 때 작용하는 하중 조건을 반영하였다. 콘크리트 타설시 SY Beam 단면의 수직 및 수평 변위를 측정하였다. 그 결과, 수직 변위는 두께가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 수직변위와 수평변위를 모두 고려할 때, 강판두께 1.2mm의 경우가 가장 안전하고 즉시 현장 적용이 가능하다. 향후, 제작성, 시공성, 경제성을 확보하기 위해 최적의 강판두께를 도출하여야 하며, 1.05, 1.1, 1.15mm 에 대한 추가의 해석 및 실험연구가 필요하다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.681-688
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• 2022

본 연구에서는 도면정보나 건축물 정보가 불확실한 노후 지역의 건설폐기물 발생량 예측을 위하여 드론촬영, 자동 체적 산출, 연면적 간접 변환, 폐기물량 예측의 과정을 QGIS 플러그인 형태로 구축하였다. 이를 위해 모의검증을 통하여 드론 활용 자동 산출된 체적과 현장실측 기반 BIM 체적과의 높은 일치성을 확인하였다. 실제 해체예정지를 대상으로 현장검증을 실시하고 드론 기반 체적과 실측-BIM기반 체적의 일치성을 재확인하였다. 층고와 건축물 유형 설정을 통하여 폐기물 발생 원단위를 적용하고 직간접적인 방식으로 폐기물량을 산출하였고, 전체 과정은 드론 촬영과 산출 자동화 과정을 포함하여 면적 1,200,000m² 대상지를 6시간 이내의 작업시간으로 신속하게 처리하였다. 비록 건축물 정보와 드론을 통한 건물 객체의 차이는 가설물, 적재물, 층고 설정에 따라 오차가 발생하였지만, 실제 해체물량도 최초 예측보다 더 크게 발생할 것으로 파악되었으며, 향후 사례조사를 통하여 체적-연면적 변환의 정확도 향상에 대한 개선이 필요할 것이다.

• 응용통계연구
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• 제35권3호
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• pp.407-419
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• 2022

반도체는 제조 공정이 복잡하고 길어 결함이 발생될 때 빠른 탐지와 조치가 이뤄져야 결함으로 인한 손실을 최소화할 수 있다. 테스트 공정을 거쳐 구성된 웨이퍼 빈 맵(WBM)의 체계적인 패턴을 탐지하고 분류함으로써 문제의 원인을 유추할 수 있다. 이 작업은 수작업으로 이뤄지기 때문에 대량의 웨이퍼를 단 시간에 처리하는 데 한계가 있다. 본 논문은 웨이퍼 빈 맵의 정상 여부를 구분하기 위해 계층적 군집 분석을 활용한 새로운 결함 패턴 탐지 방법을 제시한다. 제시하는 방법은 여러 장점이 있다. 군집의 수를 알 필요가 없으며 군집분석의 조율 모수가 적고 직관적이다. 동일한 크기의 웨이퍼와 다이(die)에서는 동일한 조율 모수를 가지므로 대량의 웨이퍼도 빠르게 결함을 탐지할 수 있다. 소량의 결함 데이터만 있어도 그리고 데이터의 결함비율을 가정하지 않더라도 기계학습 모형을 훈련할 수 있다. 제조 특성상 결함 데이터는 구하기 어렵고 결함의 비율이 수시로 바뀔 수 있기 때문에 필요하다. 또한 신규 패턴 발생시에도 안정적으로 탐지한다. 대만 반도체 기업에서 공개한 실제 웨이퍼 빈 맵 데이터(WM-811K)로 실험하였다. 계층적 군집 분석을 이용한 결함 패턴탐지는 불량의 재현율이 96.31%로 기존의 공간 필터(spatial filter)보다 우수함을 보여준다. 결함 분류는 혼합 유형에 장점이 있는 계층적 군집 분석을 그대로 사용한다. 직선형과 곡선형의 긁힘(scratch) 결함의 특징에 각각 주성분 분석의 고유값과 2차 다항식의 결정계수를 이용하고 랜덤 포레스트 분류기를 이용한다.

• 한국측량학회지
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• 제39권6호
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• pp.555-562
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• 2021

최근 공간정보 구축 분야에서 무인항공기는 신속한 데이터 취득과 활용이 가능하여 활용이 증대되고 있으며, 고정익, 회전익, 수직이착륙형 등 다양한 형태의 무인항공기가 출시되고 있다. 본 연구에서는 고정익, 회전익, 수직이착륙형 무인항공기를 이용하여 사진측량을 수행하였으며, 2가지 종류의 무인항공 LiDAR (Light Detection And Ranging) 센서를 이용하여 공간정보를 구축하였다. 또한, 무인항공 사진측량 및 LiDAR를 통해 구축된 공간정보의 활용성을 제시하기 위해 정확도를 평가하였다. 정확도 평가 결과 무인항공 사진측량을 통해 구축된 정사영상은 수평방향 2cm 이내의 정확도를 나타내었다. 구축된 정사영상의 GSD (Ground Sample Distance)가 2cm 정도임을 볼 때 무인항공 사진측량 성과물의 수평방향 정확도는 GSD 이내로 판단된다. 무인항공 LiDAR를 통해 구축된 공간정보는 높이방향으로 평균 6cm 이내의 정확도를 나타내었으며 식생 지역에서 지면에 대한 데이터 취득이 가능하였다. LiDAR 데이터를 활용한 DEM (Digital Elevation Model)은 건설시공, 도시계획, 재난 예방, 지형분석 등 다양한 활용이 가능할 것이다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.899-907
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• 2022

연구목적: 기계학습법을 이용하여 일반적인 직선 교량의 지진 취약도 분석 연구는 다수 수행되었으나 곡선 교량 구조물에 대한 연구 사례는 미미하다. 따라서 본 연구의 목적은 기계학습법 기반 I형 곡선 거더를 갖는 교량의 재료 특성 및 기하학적 불확실성을 고려한 지진 취약도 분석하는 것이다. 연구방법: 강재 및 콘크리트의 재료 특성과 교각의 높이를 불확실성 매개변수로 고려하였다. 라틴하이퍼큐브 기법을 이용하여 매개변수를 샘플링하였으며 지진파의 불확실성을 고려하여 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과를 원본데이터로 인공신경망, 반응표면분석법을 적용하여 학습 데이터를 생성하였다. 최종적으로 원본 데이터 및 학습데이터를 이용하여 지진 취약도 분석을 수행하였다. 연구결과: 라틴하이퍼큐브 기법을 이용하여 매개변수를 샘플링하였으며 지진파의 불확실성을 고려하여 총 160회의 시간 이력해석을 수행하였다. 해석결과와 기계학습을 통해 얻어진 예측 값을 비교하였으며 두 값의 유사도를 비교하기 위해 결정계수를 비교하였다. 반응표변분석법의 결정계수가 0.737로 비교적 관측 값과 유사한 것으로 나타났다. 지진 취약도 곡선도 반응표면 분석법을 통해 예측된 값이 관측 값과 유사한 것으로 나타났다. 결론: 본 연구에서 유한요소 해석을 통해 관측된 값과 기계학습법을 통해 예측된 값을 비교하였을 때 반응표면 분석법이 관측값과 유사한 결과를 예측하는 것으로 나타났다. 하지만 두 가지 기계학습법 모두 관측 값에 비해 과소평가되는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.177-187
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• 2022

본 연구는 2020년 해양수산부에서 제시한 개정된 천해설계파 추산방법인 바람장을 이용하여 부산항 신항을 대상으로 태풍 내습 시 설계파를 추산하고 파랑 관측자료와의 검증을 통해서 신뢰할 수 있는 천해설계파 산출방법을 제안하였다. 부산항 신항에 영향을 미친 태풍에 대해서 현업에서 일반적으로 많이 사용하고 있는 태풍 바람장과 SWAN 수치모델을 이용하여 태풍파를 추산한 결과 태풍 KONG-REY(1825), MAYSAK(2009)을 제외하고 재현성이 불량한 것으로 나타났다. 특히 부산항 신항에 가장 크게 영향을 미쳤던 태풍 MAEMI(0314)의 경우 최대유의 파고가 파랑 관측치에 비해서 약 35.0% 작게 추산되었다. 이에 바람장을 보정한 방법과 Boussinesq 방정식 수치모델을 이용하는 방법을 각각 적용하여 태풍파 재현성 개선방안을 검토하였다. 검토결과 바람장을 보정한 경우는 바람장 보정전과 동일하게 재현성이 떨어지는 것으로 나타났으나, 바람장 자료와 SWAN 모델 실험결과 그리고 Bou ssinesq 수치모델을 연계하는 방법으로 태풍 MAEMI(0314) 내습 시 태풍파를 추산한 결과 파랑 관측치와 최대유의파고가 유사하게 나타나 재현성이 양호한 것으로 검토되었다.

• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.1249-1249
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• 2022

The facade, an exterior material of a building, is one of the crucial factors that determine its morphological identity and its functional levels, such as energy performance, earthquake and fire resistance. However, regardless of the type of exterior materials, huge property and human casualties are continuing due to frequent exterior materials dropout accidents. The quality of the building envelope depends on the detailed design and is closely related to the back frames that support the exterior material. Detailed design means the creation of a shop drawing, which is the stage of developing the basic design to a level where construction is possible by specifying the exact necessary details. However, due to chronic problems in the construction industry, such as reducing working hours and the lack of design personnel, detailed design is not being appropriately implemented. Considering these characteristics, it is necessary to develop the detailed design process of exterior materials and works based on the domain-expert knowledge of the construction industry using artificial intelligence (AI). Therefore, this study aims to establish a detailed design automation algorithm for AI-based condition-responsive exterior wall panels and their back frames. The scope of the study is limited to "detailed design" performed based on the working drawings during the exterior work process and "stone panels" among exterior materials. First, working-level data on stone works is collected to analyze the existing detailed design process. After that, design parameters are derived by analyzing factors that affect the design of the building's exterior wall and back frames, such as structure, floor height, wind load, lift limit, and transportation elements. The relational expression between the derived parameters is derived, and it is algorithmized to implement a rule-based AI design. These algorithms can be applied to detailed designs based on 3D BIM to automatically calculate quantity and unit price. The next goal is to derive the iterative elements that occur in the process and implement a robotic process automation (RPA)-based system to link the entire "Detailed design-Quality calculation-Order process." This study is significant because it expands the design automation research, which has been rather limited to basic and implemented design, to the detailed design area at the beginning of the construction execution and increases the productivity by using AI. In addition, it can help fundamentally improve the working environment of the construction industry through the development of direct and applicable technologies to practice.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.87-96
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• 2023

상부에 준설매립점토층이 존재하고 점토층이 두껍게 분포되어 있는 부산항 신항만에서 측정된 지표침하 값과 층별침하 값은 많은 차이가 있다. 이런 결과의 원인과 해결방안을 찾기 위하여 연약지반 개량에 사용된 층별침하계의 실태, 층별침하계 형식별 특성, 설치방법, 계측 빈도, 계측데이터 관리방안, 결과의 정리 및 분석 등에 대해 고찰해 보았다. 대변형이 발생하는 대심도 연약지반 개량공사에서 스크류타입의 층별침하계의 경우 휨 변형이 다른 형식의 계측기에 비해 적어 망실의 우려도 적고 각 지층별로 천공하여 계측기를 설치하므로 데이터의 신뢰도도 상대적으로 높다. 정도 높은 침하계측 자료의 양이 많을수록 침하분석 정밀도는 높아지므로 표준시방서에서 제시한 계측빈도보다 기준을 강화하여 관리가 필요하다. 층별침하계 계측데이터의 관리는 측점별 지표침하량, 층별침하량, 간극수압계 침하량과 같이 해당 구간의 침하량과 성토고의 경시 그래프 작성하여 관리하는 것이 바람직하다. 침하분석은 압축특성이 다른 다층지반일 경우 층별침하 데이터를 이용하여 각 지층별 압밀특성을 각각 산정하여 침하분석이 이루어지는 게 더 타당하다.