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초음파 조사시간에 따른 Microcystis aeruginosa의 성장억제 평가 (Evaluation of Growth Inhibition for Microcystis aeruginosa with Ultrasonic Irradiation Time)

  • 강은별;주진철;장소예;고현우;박정수;정무일;이동호
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제9권3호
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    • pp.183-193
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    • 2022
  • 초음파 (ultrasonic) 조사시간 (irradiation time)에 따른 Microcystis aeruginosa (M. aeruginosa)의 성장억제 (growth inhibition) 효과를 대용량 (10 L) 조류 시료를 활용해 다양한 초음파 조사시간 동안 (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 hr) 실험실 규모 (lab-scale) 실험을 진행하였다. Chl-a와 M. aeruginosa 개체수 (cell number) 분석 결과, 초음파 조사 종료 이후 모든 실험군에서 Chl-a와 개체수가 감소되어 조류 성장억제가 관찰되었으며, 초음파 조사시간이 2시간 미만인 실험군 (T_B, T_C, T_D)은 저감 이후 조류의 급격한 재성장 (regrowth)이 관측되었으나, 조사시간이 2시간 이상인 실험군 (T_E, T_F, T_G)은 2시간 미만 조사한 실험군 대비 조류성장억제가 1 - 2일 더 지속되는 것을 확인하였다. 또한, 조류의 개체수가 초기 개체수까지 회복 시간 (recovery time)을 검토한 결과 조사시간 2시간을 기준으로 실험군 T_B (0.5 hr)는 7일, T_C (1 hr)와 T_D (1.5 hr)는 약 20일, T_E, T_F, T_G (≥ 2 hr)는 약 30일이 소요되어 초음파 조사 종료 후 초기 개체수까지의 회복 시간의 차이를 확인하였다. 비성장속도 (𝜇)와 일차분해속도(𝜅)를 도출한 결과, 실험군은 성장억제 기간 동안 초음파 조사시간과 비례하여 높은 일차분해율이 도출되었으며, 조사시간이 2시간 이상인 실험군의 재성장 시 비성장속도 (𝜇)는 2시간 미만인 실험군 대비 비성장속도 (𝜇)가 상대적으로 낮은 것으로 확인되었다. 따라서 정체수역 내 장기적인 (30일) 조류 성장억제를 위해서는 최소한 2시간 이상의 초음파 조사가 필요한 것으로 판단되나, 조류 성장억제를 위한 적정 초음파 조사시간은 정체수역의 규모, 수심, 흐름속도, 조류 농도 등의 다양한 현장조건에 따라 결정돼야 하며, 실제 적용 가능성을 높이기 위한 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다. 초음파의 영향으로 인한 M. aeruginosa의 세포 표면 및 내부형질 변화를 관찰한 결과, 조류 세포 표면 및 세포막의 손상이 명확히 관측되었으며, 대조군 대비 실험군의 M. aeruginosa의 기낭 파괴 및 교란이 확인되었다.

COVID-19 전·후 한국 청소년의 건강행태, 정신건강 및 영양상태 분석: 국민건강영양조사 2019-2020년 자료를 활용하여 (Analysis of health behavior, mental health, and nutritional status among Korean adolescents before and after COVID-19 outbreak: based on the 2019-2020 Korea National Health and Nutrition Examination Survey)

  • 이미선 ;정사랑 ;김정수 ;양윤정
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제56권6호
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    • pp.667-682
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    • 2023
  • 본 연구는 국민건강영양조사 2019-2020년 자료를 활용하여 한국 남녀 중, 고등학생을 대상으로 coronavirus disease 2019 (COVID-19) 전후의 건강행태, 정신건강 및 영양 상태를 비교하기 위해 수행되었다. 신체계측은 COVID-19 이후 남자 중학생에서 과체중과 비만 비율이 증가하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 아니었다. 건강행태 및 신체, 정신건강을 비교하면 COVID-19 이후 남자 고등학생에서 하루 60분 신체 활동 실천 일수가 줄고 중성지방, 헤모글로빈 수치가 낮아졌다. 남자 중학생은 이완기 혈압과 인슐린농도가 높아지고, 여자 중학생은 공복혈당, 여자 고등학생은 당화혈색소 수치가 낮아졌다. 남녀 중학생에서 COVID-19 이후 스트레스를 조금 느끼거나 거의 없다는 비율이 높았으며 여자 중학생에서는 아침식사 결식률이, 남녀 중, 고등학생 모두에서는 가족과 점심식사를 동반한다는 비율이 높아졌다. COVID-19 이후 남자 중학생은 우유류가, 여자 중학생은 감자류, 야채류, 음료류에서 평균섭취량이 낮으며 전반적으로 영양소 섭취가 부족했음을 알 수 있었다. 영양소 섭취량은 COVID-19 이후 남자 중학생에서 인과 나이아신 섭취량의 감소, 여자 중학생에서 칼륨, 비타민 C 섭취량의 감소, 그리고 여자 고등학생에서는 비타민 C와 리보플라빈의 섭취량이 감소하는 변화를 나타냈다. 위 결과를 통해 COVID-19 팬데믹 상황에서 청소년의 건강상태는 비교적 잘 유지하고 있었으나 신체활동 부족, 식습관 변화, 일부 영양소 섭취 부족이 나타났음을 확인하였다.

비만 성인의 성별·연령군에 따른 총 에너지 섭취 대비 식품군·음식군 에너지 섭취비율: 2013-2018년 국민건강영양조사 자료를 활용하여 (Comparison of the levels of energy intake from dish and food groups by gender and age among Korean obese adults: data obtained from the 2013-2018 Korea National Health and Nutrition Examination Survey)

  • 손정민;나우리;김채련 ;최승희 ;김오연;이정희;윤미옥;이명숙
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제55권6호
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    • pp.670-683
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    • 2022
  • 본 연구는 한국 비만 성인의 개인의 특성을 고려한 구체적인 가이드라인 마련을 위한 기초자료를 제공하고자, 2013-2018년 국민건강영양조사 자료를 분석하여 비만군을 대상으로 연령에 따라 식품군·음식군 섭취비율 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 비만 여부에 따른 총 에너지 섭취 대비 식품군의 섭취 비율을 분석한 결과 남성에서는 곡류, 고기·생선·달걀·콩류, 채소류, 기타로 나타났으며, 여성에서 곡류, 고기·생선·달걀·콩류, 채소류, 우유 및 유제품류, 유지 및 당류, 기타로 나타났다. 비만 여부에 따른 총 에너지 섭취 대비 음식군의 섭취 비율을 분석한 결과 남성에서는 면·만두류, 구이류, 볶음류, 나물·무침류, 회류, 장아찌류, 과일군, 밥류, 빵·과자류, 우유 및 유제품, 음료·차류였으며, 여성에서는 밥류, 면·만두류, 빵류, 구이류, 볶음류, 튀김류, 나물·무침류, 김치류, 회류, 과일군, 떡류, 우유 및 유제품, 음료·차류로 나타났다. 비만 성인에서 연령에 따른 총 에너지 섭취 대비 식품군 섭취비율을 분석한 결과 남성은 연령에 따라 곡류, 고기·생선·달걀·콩류, 채소류, 기타에 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났으며, 여성은 곡류, 고기·생선·달걀·콩류, 채소, 우유 및 유제품류, 유지 및 당류에서 연령에 따라 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 비만 성인에서 연령에 따른 총 에너지 섭취대비 음식군 섭취비율을 분석한 결과 남성은 연령에 따라 빵·과자류, 면·만두류, 찌개류, 찜류, 구이류, 튀김류, 우유 및 유제품류, 음료·차류에 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났으며, 여성은 밥류, 빵·과자류, 면·만두류, 구이류, 볶음류, 튀김류, 김치류, 나물·무침류, 음료·차류, 떡류, 기타에서 연령에 따라 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 본 연구 통해 비만 성인에서 연령별 식품군 및 음식군의 섭취 비율을 파악하였으며, 향후 비만 성인의 성별과 연령대를 고려한 식사 섭취 가이드라인의 기초자료로 활용이 기대되는 바이다.

백두산 화산재 피해 시나리오에 따른 강원도 지역 농작물의 경제적 피해 추정 (Estimation of Economic Losses on the Agricultural Sector in Gangwon Province, Korea, Based on the Baekdusan Volcanic Ash Damage Scenario)

  • 이윤정;김수도;천준석;우균
    • 한국지구과학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.515-523
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    • 2013
  • 백두산 화산 폭발 시 남한 지역은 동해안을 중심으로 화산재에 의한 피해가 예상된다. 적은 양의 화산재라고 할지라도 농작물의 피해나 토양의 산성화를 유발하는 등 농업 분야에 심각한 영향을 줄 수 있다. 이에 이 논문에서는 화산재에 의한 농작물의 피해를 추정하고 구글 지도를 통해 시각화하고자 한다. 이를 위해서 화산재에 대한 피해 예측모델이 필요하다. 화산재 위험은 농작물의 종류와 화산재 두께에 따라 다르므로 피해 예측 모델의 취약도 함수는 화산재 두께와 농작물의 손상률 간의 관계를 나타내어야 한다. 이 논문에서는 RiskScape에서 정의한 화산재 두께에 따른 농작물별 손상률을 이용하여 취약도 함수를 정의하였다. 이 취약도 함수를 농작물 생산량과 가격 정보에 적용하여 화산재 두께에 따른 농작물 피해액을 추정할 수 있다. 또한, 이 논문에서는 화산재의 피해가 예측되는 강원도 지역을 대상으로 화산재에 의한 농작물 피해를 추정하였다. 연구 결과 2010년 강원도 농업 총 생산량을 기준으로 했을 때 화산재가 약 4 mm 정도 쌓이게 되면 농작물 피해액은 약 6,351억 원에 달하는 것으로 나타났다. 이는 강원도 총 농업생산액의 약 50%에 해당한다. 이 논문에서는 화산재에 의한 농작물의 1차적인 피해만을 고려하고 있다. 하지만 화산재는 토양 오염이나 시설물과 같은 농가의 자산에 잠재적인 위험을 줄 수 있다. 따라서 농업 분야 전체에 대한 총 피해 규모를 추정하기 위해서는 이와 같은 2차적인 피해도 함께 고려해야 할 것이다.

교육과정 분석을 통한 학교 인구교육의 미래 방향 탐색: 제7차 교육과정 ~ 2015 개정 교육과정을 중심으로 (Exploring the Future Direction of School Population Education through Analysis of National Curriculum: Focused on the 7th Curriculum through 2015-Revised Curriculum)

  • 왕석순
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.141-157
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    • 2020
  • 이 연구는 우리나라의 초등학교 및 중등학교에서 전개되고 있는 학교 인구교육을 전반적으로 검토하기 위해 국가수준의 총론 및 각론 수준의 교육과정 문서에 대한 내용분석을 실시하였고, 그 결과에 터하여 학교 인구교육의 미래 방향을 도출하는데 연구의 목적을 두었다. 그 결과, 2007 개정 교육과정과 2009 개정 교육과정에는 총론 교육과정의 '범교과학습주제'로 저출산·고령사회 대응의 인구교육 내용이 반영되어 있었으나, 현행의 2015 개정 교육과정에는 반영되어 있지 않았다. 각론 교육과정 분석의 결과(제7차 교육과정에서 제안한 '국민공통기본교육과정'에 해당하는 10개의 공통 교과 교육과정 문서 분석함), 중등의 기술·가정교과의 가정과 교육과정, 그리고 초등 및 중등의 사회과 교육과정에서만 교과의 성격이나 목표, 또는 내용요소나 성취기준에 저출산·고령사회 대응의 인구교육 내용이 반영되어 있었다. 교육과정 분석 결과를 바탕으로 다음의 5가지 학교 인구교육의 방향을 도출하였다. 첫째, 학교 인구교육의 목적은 출산에 개입하는 것이 아님을 분명하게 확인하며, '저출생·초고령사회 대응'의 양성평등한 용어를 적용한다. 둘째, 인구교육을 교과의 목표와 내용요소, 그리고 성취기준으로 직접 다루는 교과에 인구교육의 주도교과로서 사명을 부여한다. 셋째, 융합학문적 특성의 인구교육을 융합교육의 적극적 소재로 활용한다. 넷째, 선택중심의 교육과정이 적용되는 고등학교에서는 인구교육의 주요 내용을 다루는 주도교과의 선택을 정책적으로 지원해준다. 다섯째, 교원의 인구 인식을 향상시키기 위한 교사교육을 강화한다. 민주시민의 역량은 사회의 기본적 집단인 가족의 사회화를 통해 출발한다는 점을 고려하면, 삶을 기반으로 하는 가정과교육에서 인구교육을 주도하여 삶, 즉 생활과 연계된 실천적 인구교육으로 학교 사회에 인구교육이 확대되는 데 기여할 수 있을 것이다. 이처럼 학교 인구교육의 주도교과로서의 사명을 가정과교육에 맡겨서 이를 잘 수행해 내도록 하기 위해서는, 우리나라의 전체 교육과정에서 가정과교육의 이수를 강화시키는 교육정책이 뒷받침되어야 할 것이다.

마늘껍질 70% 에탄올 추출물의 인간 암세포 증식억제 활성 (Antiproliferation effects of ethanol extract of garlic peels on human cancer cell lines)

  • 손대열
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.289-293
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    • 2017
  • 버려지는 마늘껍질의 자원으로써의 활용 가치를 확인하기 위해 마늘껍질 70% 에탄올 추출물(GPE)을 이용하여 인체에서 유래된 폐암 세포(A549), 위암 세포(AGS), 유방암 세포(MCF-7), 간암 세포(Hep3B) 및 대장암 세포(HT-29)의 생존율에 미치는 영향을 확인하였다. 폐암 세포(A549)의 경우 $200{\mu}g/mL$의 저 농도에서는 A549 세포의 생존율이 100%로 증식 억제 효과가 나타나지 않았으나 $500{\mu}g/mL$ 이상의 농도에서는 A549 세포의 생존율이 10% 이하로 떨어지면서 우수한 폐암 세포 증식 억제활성이 확인되었다. 위암 세포에 대한 조사에서는 $1,000{\mu}g/mL$의 농도에서 55%의 생존율을 확인할 수 있었고, 최고 $2,000{\mu}g/mL$의 농도에서 71%의 위암 세포 증식 억제활성이 확인되었다. 유방암 세포(MCF-7)의 경우 $200{\mu}g/mL$의 저 농도에서 78%, $500{\mu}g/mL$ 이상의 농도 처리 결과에서는 모두 90% 전후의 유방암 세포 증식 억제활성이 확인되었다. 간암 세포의 경우 $100{\mu}g/mL$의 저 농도에서도 57%의 억제 활성이 확인되어, GPE의 매우 우수한 간암 세포 증식 억제 활성이 확인되었고, 처리되는 GPE의 농도가 증가함에 따라 $500{\mu}g/mL$ 농도까지 농도 의존적으로 간암 세포에 대한 증식 억제 활성은 증가되어 간암 세포의 생존율이 13%까지 저하되었다. 대장암 세포(HT-29)의 경우 $200{\mu}g/mL$의 저 농도 처리에서 15%, $500{\mu}g/mL$ 농도 처리에서 85%, $1,000{\mu}g/mL$의 고농도 처리에서 93%의 간암세포 증식 억제율이 확인되었으며, 농도 의존적으로 간암 세포에 대한 생장 억제 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 마늘껍질 70% 에탄올 추출물 GPE는 조사된 제일 낮은 농도($100{\mu}g/mL$)에서도 간암 세포의 증식을 57% 억제하는 우수한 활성이 확인되었고, $200{\mu}g/mL$의 저 농도 범위에서는 유방암과 간암 세포의 증식을 72-78% 억제하는 높은 활성이 확인되었으며, $500{\mu}g/mL$ 이상의 농도에서는 위암 세포를 제외한 조사된 4종류의 암세포(폐암, 유방암, 간암 및 대장암 세포)의 증식을 85-90% 억제하는 우수한 활성이 확인되었다. 본 연구의 결과를 통해 마늘 가공 과정에서 쓰레기로 버려지고 있는 마늘껍질은 70% 에탄올 추출을 통해 유방암(MCF-7), 폐암(A549), 위암(AGS), 유방암(MCF-7) 및 간암(Hep3B) 세포의 성장을 억제하는 활성 물질로서의 재활용 가치가 높은 것으로 확인되었다.

(C10H8N2H)2Cr2O7를 이용한 알코올들의 산화반응과 반응속도에 관한 연구 (A Study for Kinetics and Oxidation Reaction of Alcohols using (C10H8N2H)2Cr2O7)

  • 박영조;김수종
    • 문화기술의 융합
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    • 제8권6호
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    • pp.927-933
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    • 2022
  • 한 분자 내에 여러 가지 히드록시기가 존재 할 때, 특정 히드록시기만을 선택적으로 산화시키는 산화제는, 알코올을 포함한 유기화학 합성과정에서, 벤질알코올, 알릴알코올, 일차알코올, 이차알코올들이 있을 때, 특정 알코올만을 선택적으로 산화시키는 산화제로 사용할 수 있다. 우리는 (C10H8N2H)2Cr2O7을 합성하여, 적외선(FT-IR)과 원소분석 등으로 구조를 확인하였다. 유기용매들에서, (C10H8N2H)2Cr2O7을 이용하여 벤질알코올의 산화반응을 측정한 결과, 유기용매의 유전상수 값이 커짐에 따라 반응성이 증가했다. DMF, acetone 용매에서 (C10H8N2H)2Cr2O7을 이용하여알코올들의 산화반응을 측정한 결과, 벤질알코올, 알릴알코올, 일차알코올 및 이차알코올들을 알데히드나 케톤(65%~95%)으로 전환시키는 효율적인 산화제였다. DMF, acetone 용매에서 (C10H8N2H)2Cr2O7을 이용하여 알코올 혼합물들의 산화반응성을 측정한 결과, 이차알코올들이 있을 때, 벤질알코올, 알릴알코올, 일차알코올들을 선택적으로 산화(15%~95%) 시켰다. H2SO4 촉매를 첨가 후, DMF 용매에서, (C10H8N2H)2Cr2O7은 벤질알코올과 그의 유도체들을 효과적으로 산화시켰다. Hammett 반응상수(ρ) 값은 -0.69(308K) 이었다. 본 실험에서 알코올의 산화반응 과정은 속도결정단계에서 수소화 전이가 일어났다.

스마트폰의 지각된 가치와 지속적 사용의도, 그리고 개인 혁신성의 조절효과 (An Empirical Study on Perceived Value and Continuous Intention to Use of Smart Phone, and the Moderating Effect of Personal Innovativeness)

  • 한준형;강성배;문태수
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제23권4호
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    • pp.53-84
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    • 2013
  • With rapid development of ICT (Information and Communications Technology), new services by the convergence of mobile network and application technology began to appear. Today, smart phone with new ICT convergence network capabilities is exceedingly popular and very useful as a new tool for the development of business opportunities. Previous studies based on Technology Acceptance Model (TAM) suggested critical factors, which should be considered for acquiring new customers and maintaining existing users in smart phone market. However, they had a limitation to focus on technology acceptance, not value based approach. Prior studies on customer's adoption of electronic utilities like smart phone product showed that the antecedents such as the perceived benefit and the perceived sacrifice could explain the causality between what is perceived and what is acquired over diverse contexts. So, this research conceptualizes perceived value as a trade-off between perceived benefit and perceived sacrifice, and we need to research the perceived value to grasp user's continuous intention to use of smart phone. The purpose of this study is to investigate the structured relationship between benefit (quality, usefulness, playfulness) and sacrifice (technicality, cost, security risk) of smart phone users, perceived value, and continuous intention to use. In addition, this study intends to analyze the differences between two subgroups of smart phone users by the degree of personal innovativeness. Personal innovativeness could help us to understand the moderating effect between how perceptions are formed and continuous intention to use smart phone. This study conducted survey through e-mail, direct mail, and interview with smart phone users. Empirical analysis based on 330 respondents was conducted in order to test the hypotheses. First, the result of hypotheses testing showed that perceived usefulness among three factors of perceived benefit has the highest positive impact on perceived value, and then followed by perceived playfulness and perceived quality. Second, the result of hypotheses testing showed that perceived cost among three factors of perceived sacrifice has significantly negative impact on perceived value, however, technicality and security risk have no significant impact on perceived value. Also, the result of hypotheses testing showed that perceived value has significant direct impact on continuous intention to use of smart phone. In this regard, marketing managers of smart phone company should pay more attention to improve task efficiency and performance of smart phone, including rate systems of smart phone. Additionally, to test the moderating effect of personal innovativeness, this research conducted multi-group analysis by the degree of personal innovativeness of smart phone users. In a group with high level of innovativeness, perceived usefulness has the highest positive influence on perceived value than other factors. Instead, the analysis for a group with low level of innovativeness showed that perceived playfulness was the highest positive factor to influence perceived value than others. This result of the group with high level of innovativeness explains that innovators and early adopters are able to cope with higher level of cost and risk, and they expect to develop more positive intentions toward higher performance through the use of an innovation. Also, hedonic behavior in the case of the group with low level of innovativeness aims to provide self-fulfilling value to the users, in contrast to utilitarian perspective, which aims to provide instrumental value to the users. However, with regard to perceived sacrifice, both groups in general showed negative impact on perceived value. Also, the group with high level of innovativeness had less overall negative impact on perceived value compared to the group with low level of innovativeness across all factors. In both group with high level of innovativeness and with low level of innovativeness, perceived cost has the highest negative influence on perceived value than other factors. Instead, the analysis for a group with high level of innovativeness showed that perceived technicality was the positive factor to influence perceived value than others. However, the analysis for a group with low level of innovativeness showed that perceived security risk was the second high negative factor to influence perceived value than others. Unlike previous studies, this study focuses on influencing factors on continuous intention to use of smart phone, rather than considering initial purchase and adoption of smart phone. First, perceived value, which was used to identify user's adoption behavior, has a mediating effect among perceived benefit, perceived sacrifice, and continuous intention to use smart phone. Second, perceived usefulness has the highest positive influence on perceived value, while perceived cost has significant negative influence on perceived value. Third, perceived value, like prior studies, has high level of positive influence on continuous intention to use smart phone. Fourth, in multi-group analysis by the degree of personal innovativeness of smart phone users, perceived usefulness, in a group with high level of innovativeness, has the highest positive influence on perceived value than other factors. Instead, perceived playfulness, in a group with low level of innovativeness, has the highest positive factor to influence perceived value than others. This result shows that early adopters intend to adopt smart phone as a tool to make their job useful, instead market followers intend to adopt smart phone as a tool to make their time enjoyable. In terms of marketing strategy for smart phone company, marketing managers should pay more attention to identify their customers' lifetime value by the phase of smart phone adoption, as well as to understand their behavior intention to accept the risk and uncertainty positively. The academic contribution of this study primarily is to employ the VAM (Value-based Adoption Model) as a conceptual foundation, compared to TAM (Technology Acceptance Model) used widely by previous studies. VAM is useful for understanding continuous intention to use smart phone in comparison with TAM as a new IT utility by individual adoption. Perceived value dominantly influences continuous intention to use smart phone. The results of this study justify our research model adoption on each antecedent of perceived value as a benefit and a sacrifice component. While TAM could be widely used in user acceptance of new technology, it has a limitation to explain the new IT adoption like smart phone, because of customer behavior intention to choose the value of the object. In terms of theoretical approach, this study provides theoretical contribution to the development, design, and marketing of smart phone. The practical contribution of this study is to suggest useful decision alternatives concerned to marketing strategy formulation for acquiring and retaining long-term customers related to smart phone business. Since potential customers are interested in both benefit and sacrifice when evaluating the value of smart phone, marketing managers in smart phone company has to put more effort into creating customer's value of low sacrifice and high benefit so that customers will continuously have higher adoption on smart phone. Especially, this study shows that innovators and early adopters with high level of innovativeness have higher adoption than market followers with low level of innovativeness, in terms of perceived usefulness and perceived cost. To formulate marketing strategy for smart phone diffusion, marketing managers have to pay more attention to identify not only their customers' benefit and sacrifice components but also their customers' lifetime value to adopt smart phone.

집중형센터를 가진 역물류네트워크 평가 : 혼합형 유전알고리즘 접근법 (Evaluating Reverse Logistics Networks with Centralized Centers : Hybrid Genetic Algorithm Approach)

  • 윤영수
    • 지능정보연구
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    • 제19권4호
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    • pp.55-79
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    • 2013
  • 본 연구에서는 집중형 센터를 가진 역물류네트워크(Reverse logistics network with centralized centers : RLNCC)를 효율적을 해결하기 위한 혼합형 유전알고리즘(Hybrid genetic algorithm : HGA) 접근법을 제안한다. 제안된 HGA에서는 유전알고리즘(Genetic algorithm : GA)이 주요한 알고리즘으로 사용되며, GA 실행을 위해 0 혹은 1의 값을 가질 수 있는 새로운 비트스트링 표현구조(Bit-string representation scheme), Gen and Chang(1997)이 제안한 확장샘플링공간에서의 우수해 선택전략(Elitist strategy in enlarged sampling space) 2점 교차변이 연산자(Two-point crossover operator), 랜덤 돌연변이 연산자(Random mutation operator)가 사용된다. 또한 HGA에서는 혼합형 개념 적용을 위해 Michalewicz(1994)가 제안한 반복적언덕오르기법(Iterative hill climbing method : IHCM)이 사용된다. IHCM은 지역적 탐색기법(Local search technique) 중의 하나로서 GA탐색과정에 의해 수렴된 탐색공간에 대해 정밀하게 탐색을 실시한다. RLNCC는 역물류 네트워크에서 수집센터(Collection center), 재제조센터(Remanufacturing center), 재분배센터(Redistribution center), 2차 시장(Secondary market)으로 구성되며, 이들 각 센터 및 2차 시장들 중에서 하나의 센터 및 2차 시장만 개설되는 형태를 가지고 있다. 이러한 형태의 RLNCC는 혼합정수계획법(Mixed integer programming : MIP)모델로 표현되며, MIP 모델은 수송비용, 고정비용, 제품처리비용의 총합을 최소화하는 목적함수를 가지고 있다. 수송비용은 각 센터와 2차 시장 간에 제품수송에서 발생하는 비용을 의미하며, 고정비용은 각 센터 및 2차 시장의 개설여부에 따라 결정된다. 예를 들어 만일 세 개의 수집센터(수집센터 1, 2, 3의 개설비용이 각각 10.5, 12.1, 8.9)가 고려되고, 이 중에서 수집센터 1이 개설되고, 나머지 수집센터 2, 3은 개설되지 않을 경우, 전체고정비용은 10.5가 된다. 제품처리비용은 고객으로부터 회수된 제품을 각 센터 및 2차 시장에서 처리할 경우에 발생되는 비용을 의미한다. 수치실험에서는 본 연구에서 제안된 HGA접근법과 Yun(2013)의 연구에서 제안한 GA접근법이 다양한 수행도 평가 척도에 의해 서로 비교, 분석된다. Yun(2013)이 제안한 GA는 HGA에서 사용되는 IHCM과 같은 지역적탐색기법을 가지지 않는 접근법이다. 이들 두 접근법에서 동일한 조건의 실험을 위해 총세대수 : 10,000, 집단의 크기 : 20, 교차변이 확률 : 0.5, 돌연변이 확률 : 0.1, IHCM을 위한 탐색범위 : 2.0이 사용되며, 탐색의 랜덤성을 제거하기 위해 총 20번의 반복실행이 이루어 졌다. 사례로 제시된 두 가지 형태의 RLNCC에 대해 GA와 HGA가 각각 실행되었으며, 그 실험결과는 본 연구에서 제안된 HGA가 기존의 접근법인 GA보다 더 우수하다는 것이 증명되었다. 다만 본 연구에서는 비교적 규모가 작은 RLNCC만을 고려하였기에 추후 연구에서는 보다 규모가 큰 RLNCC에 대해 비교분석이 이루어 져야 할 것이다.

화력발전소 온배수열 활용 시설하우스 열공급 모형 경제성분석 연구 (An Economic Analysis of the Effluent Heat Supply from Thermal Power Plant to the Farm Facility House)

  • 엄병환;안차수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권1호
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    • pp.6-13
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    • 2018
  • 석탄화력발전소 온배수열 활용하여 발전소 인근지역 시설농업에 난방열을 공급하는 사업의 배관투자비는 설치거리에 비례하여 증가하고 발전소와 떨어진 거리는 경제성 확보에 문제를 낳는다. 또한, 설치거리가 짧은 경우는 난방열 수요 확보가 어려워 경제성 확보의 문제가 있을 수 있다. 본 연구에서는 기준 열배관로 신설길이 1 km에 대한 경제성 평가와 열배관로 신설길이 변동에 따른 민감도를 정부지원금 수준, 난방열 수요량 수준과 정부지원금 증가에 따른 경제성 확보가능 열배관로 신설거리 수준에서 분석하였다. 분석결과 기준 열배관로 신설길이에서는 NPV 131백만원, IRR 15.73%로 경제성을 확보 가능한 것으로 평가되었다. 다만, 민감도 분석결과 열배관로 신설길이가 2.6 km를 초과하는 경우 NPV가 음수로 나타나 경제성을 확보하지 못하는 것으로 분석되었다. 결과적으로 초기투자비의 50%를 정부가 지원하는 경우 5.3 km, 80%를 지원하는 경우 11.4 km 이내에서 경제성을 확보하는 것으로 분석되었다. 기준 열배관로 신설길이에서는 난방열 수요가 기준 열수요 대비 62% 수준 이하로 감소하는 경우 경제성이 없으며, 열배관로 신설길이가 2 km에서는 기준 열수요 대비 14%만 감소하여도 경제성을 확보하지 못하는 것으로 분석되었다. 초기투자비대비 정부지원금 비율이 증가하는 경우 열배관로 신설거리의 탄력성이 증가하여, 열수요 1단위에서 부담하는 시설투자비인 고정비가 감소한다. 이는 단위당 생산원가가 감소하는 효과로 나타나고 시설농업에 더 저렴한 수준으로 열을 공급할 수 있음을 의미한다. 정부지원금은 열배관로 신설거리가 증가하는 효과로 경제성이 확보될 수 있고, 열수요 개발가능 범위 증가에 따라 추가적인 경제성을 확보할 수 있다. 초기투자비 대비 정부지원금 비율이 증가할수록 생산단가 감소로 인한 시설농가의 에너지비용 또한 감소할 것으로 예측된다. 본 연구결과는 발전소 온배수열 활용사업에 대한 정부지원금의 효과성을 경제적 평가측면에서 분석한 점에서 의의를 가지며, 향후 시범적용 또는 Pilot 단계의 실제 적용사례를 기반으로 한 경제성 평가결과에 대한 필요성을 제기할 수 있는 근거가 된다.