• 해양환경안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.519-526
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• 2018

본 연구에서는 인명구조활동을 지원하기 위한 피난동선예측 알고리즘 개발의 첫 단계로 피난동선예측 알고리즘의 개념을 정립하고 그 타당성을 수치적으로 명확히 제시하였다. 제안하는 알고리즘은 평상시 선박내 모니터링 시스템으로부터 지속적으로 승객이동 데이터를 취득, 분석, 정형화하고, 재난발생시 이 데이터와 예측 툴을 활용해 도출한 승선자의 피난동선예측 정보를 구조자에게 제공하여 인명피해를 최소화시키는 프로세스로 요약할 수 있다. 피난훈련을 통해 피난특성 데이터를 취득하였고 이를 기존 인명피난예측 툴에 입력하여 피난특성을 예측한 결과, 예측 툴의 구조적 원인으로 인해 가시거리가 충분히 확보되고 피난경로를 충분히 숙지한 상황에서의 피난 시나리오(SN1)에서만 신뢰할 만한 예측결과가 도출되었다. 본 연구에서 제안하는 알고리즘의 타당성을 확인하기 위해 타 분야의 예측 툴을 사용하여 피난특성을 예측한 결과, 제안 알고리즘이 구현될 경우 평균피난시간예측값과 피난동선(지점경유)예측값이 각각 0.6 ~ 6.9 %, 0.6 ~ 3.6 % 범위의 오차에서 실측값과 매우 유사한 경향을 보였다. 향후 선내 모니터링 데이터를 분석하고 이를 활용한 예측성능이 우수한 피난동선예측 알고리즘을 개발할 계획이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.1-10
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• 2024

해상 운송의 대부분을 차지하고 있는 선박의 경로를 예측하는 연구는 해상의 위험을 사전에 탐지하여 사고를 예방할 수 있다. 도로와 달리 해상에는 신호체계가 따로 존재하지 않고, 교통 관리가 어렵기에 해상 안정성을 위해 선박 경로 예측은 필수적이다. 그러나 선박의 경로 데이터셋의 시간 간격은 통신 장애로 인해 불규칙하다. 본 연구는 이 문제를 해결하기 위해 선박 경로 예측에 적합한 보간법을 사용하여 데이터의 시간 간격을 조정하는 방법을 제시한다. 또한, 선박의 경로를 예측하기 위한 선박 경로 예측 딥러닝 모델을 개발하였다. 본 연구의 모델은 선박의 실시간 경로 정보를 담고 있는 AIS 데이터를 통해 선박의 이동패턴을 파악하여 이후에 위치할 선박의 GPS 좌표를 예측하는 LSTM 모델이다. 본 논문은 선형 보간법을 사용한 데이터 전처리 방법과 선박 경로 예측에 적합한 딥러닝 모델을 제시하고, 실험을 통해 MSE 0.0131, Accuracy 0.9467로 본 논문에서 제시하는 방법의 예측 성능이 우수함을 나타낸다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.100-103
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• 2023

최근 스마트선박 개발에 발맞춰 정확하고 세밀한 실시간 해양환경 예측정보의 요구가 확대되고 선박에 직접 지원하기 위한 환경이 확보됨에 따라 최적항로 분야에서도 다양한 해양환경을 고려한 정보 생산 및 평가 연구가 필요하다. 스마트선박에서 해양환경의 위험도 및 에너지 소비의 불확실성을 줄이면서 최적항로를 산출할 수 있는 알고리즘은 2단계로 구분하여 개발하였다. 1단계는 해양환경정보들과 선박자동식별시스템(AIS)내에 선박의 위치·상태정보를 결합해 프로파일을 생성하였다. 2단계는 구성한 프로파일 결과를 이용하여 해양환경 에너지맵을 정의할 수 있는 모델을 개발하였고, 약 60만개의 데이터를 반영할 수 있도록 인공지능 머신러닝 기법 중 Random Forest를 적용하여 회귀식을 생성하였다. Random Forest 회귀 모델의 결정계수(R²)는 0.89 를 보였다. 생성한 모델에 2021년 6월 1일~3일의 해양환경 예측정보를 이용하여 Dijikstra 최단경로 알고리즘을 적용해 최적 안전항로를 산출하고 맵에 표출했다. Random Forest 회귀 모델로 산출된 항로는 유선적이고 해양환경 예측정보의 상태를 감안하며 항로를 도출하는 결과를 보였다. 본 연구의 실시간 해양환경 예측정보 기반의 항로 산출 개념은 선박의 이동 경향성을 반영한 현실적이면서 안전한 항로 산출이 가능하고, 향후 경제성, 안전성, 친환경성 평가 모델로 범위로 확대할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권1호
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• pp.39-44
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• 2015

It is well known that the space radiation dose over the polar route should be carefully considered especially when the space weather shows sudden disturbances such as CME and flares. The National Meteorological Satellite Center (NMSC) and Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) recently established a basis for a space radiation service for the public by developing a space radiation prediction model and heliocentric potential (HCP) prediction model. The HCP value is used as a critical input value of the CARI-6 and CARI-6M programs, which estimate the aviation route dose. The CARI-6/6M is the most widely used and confidential program that is officially provided by the U.S. Federal Aviation Administration (FAA). The HCP value is given one month late in the FAA official webpage, making it difficult to obtain real-time information on the aviation route dose. In order to overcome this limitation regarding time delay, we developed a HCP prediction model based on the sunspot number variation. In this paper, we focus on the purpose and process of our HCP prediction model development. Finally, we find the highest correlation coefficient of 0.9 between the monthly sunspot number and the HCP value with an eight month time shift.

• 한국항공운항학회지
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• 제24권4호
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• pp.44-52
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• 2016

The departure flow management is the planning tool to optimize the schedule of the departure aircraft and allows them to join smoothly into the overhead traffic flow. To that end, the arrival time prediction to the merge point for the cruising aircraft is necessary to determined. This paper proposes a trajectory prediction model for the cruising aircraft based on the machine learning approach. The proposed method includes the trajectory vectored from the procedural route and is applied to the historical data to evaluate the prediction performances.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제7권4호
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• pp.27-39
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• 2018

Since the global positioning system (GPS) has been included in mobile devices (e.g., for car navigation, in smartphones, and in smart watches), the impact of personal GPS log data on daily life has been unprecedented. For example, such log data have been used to solve public problems, such as mass transit traffic patterns, finding optimum travelers' routes, and determining prospective business zones. However, a real-time analysis technique for GPS log data has been unattainable due to theoretical limitations. We introduced a machine learning model in order to resolve the limitation. In this paper presents a new, three-stage real-time prediction model for a person's daily route activity. In the first stage, a machine learning-based clustering algorithm is adopted for place detection. The training data set was a personal GPS tracking history. In the second stage, prediction of a new person's transient mode is studied. In the third stage, to represent the person's activity on those daily routes, inference rules are applied.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제22권6호
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• pp.157-167
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• 2023

본 연구에서는 분산 컴퓨팅 및 개별 디바이스 활용을 통해 개인 정보 보호에 특화된 학습방법인 연합학습 방법론을 기반으로, 모바일 내비게이션 애플리케이션에서 수집된 대규모의 운전자 데이터를 이용하여 경로 선택 예측 모델을 수립하는 방법에 대해 고찰한다. 경로 선택 모델링에서 활용될 수 있는 운전자 데이터의 전처리 및 분석 방법을 수립하고, 서포트벡터머신(SVM) 및 다층 퍼셉트론(MLP)과 같이 기존에 널리 활용되는 학습 방법과 연합학습 방법의 성능과 특성을 비교한다. 분석 결과 연합학습을 통한 모델 성능은 중앙 서버 기반의 모델과의 비교에서 예측 정확도 측면의 차이가 거의 없는 것으로 나타났으나, 개별 데이터가 충분히 확보되는 경우 연합학습 모델과 같은 개인화 모델의 성능이 개선될 수 있다는 점을 확인하였다. 연합학습 모델은 본 연구의 경로 선택 모델링 사례와 같이 모빌리티 부문의 데이터 프라이버시 문제가 중요한 분야에서 대규모 데이터 처리를 필요로 하는 경우에 그 활용 가치가 매우 높을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권2호
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• pp.133-140
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• 2007

예로부터 선장은 경험적으로 기상, 선박 제원 상태 및 운항 일정을 고려하여 최적의 항로를 선택하여 항해하여 왔다. 이는 선장의 경험을 바탕으로 해류나 파랑에 대한 기상 예보 정보를 활용하여 최적항로를 결정하는 것으로 아직까지 선상에서 항로 결정을 보조해주는 디지털화한 시스템은 그 사례를 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 선박의 운항 효율성과 안전성의 관점에서 구성된 선상 최적 항로 안전 평가 시스템을 소개한다. 선사와 선장이 요구하는 효율적인 항해를 위해서는 도착예정시간 및 연료소모량을 최소로 하는 최적 항로를 구한다. 이는 선박의 파랑 중 부가저항에 기초를 둔 선속 저하 빚 마력 증가를 고려하여 계산한다. 안전성 관점에서는 3D 판넬법에 기초를 둔 선박의 내항 계산을 본 시스템에서 구현하여 내항 평가를 수행하며, 최종적으로 선박의 항로 안전 계획 및 평가를 위한 보조 수단이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.277-279
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• 2022

Rapid Development and adoption of AIS as a survailance tool has resulted in widespread application of data analysis technology, in addition to AIS ship trajectory clustering. AIS data-based clustering has become an increasingly popular method for marine traffic pattern recognition, ship route prediction and anomaly detection in recent year. In this paper we propose a route waypoint extraction by clustering ships CoG variance trajectory using Density-Based Spatial Clustering of Application with Noise (DBSCAN) algorithm in both port approach channel and coastal waters. The algorithm discovers route waypoint effectively. The result of the study could be used in traffic route extraction, and more-so develop a maritime anomaly detection tool.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권3호
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• pp.371-384
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• 2017

Physical and mechanical properties of rocks are of interest in many fields, including materials science, petrophysics, geophysics and geotechnical engineering. Uniaxial compressive strength UCS is one of the key mechanical properties, while density and porosity are important physical parameters for the characterization of rocks. The economic interest of carbonate rocks is very important in chemical or biological procedures and in the field of construction. Carbonate rocks exploitation depends on their quality and their physical, chemical and geotechnical characteristics. A fast, economic and reliable technique would be an evolutionary advance in the exploration of carbonate rocks. This paper discusses the ability of ultrasonic wave velocity to evaluate some mechanical and physical parameters within carbonate rocks (collected from different regions within Tunisia). The ultrasonic technique was used to establish empirical correlations allowing the estimation of UCS values, the density and the porosity of carbonate rocks. The results illustrated the behavior of ultrasonic pulse velocity as a function of the applied stress. The main output of the work is the confirmation that ultrasonic velocity can be effectively used as a simple and economical non-destructive method for a preliminary prediction of mechanical behavior and physical properties of rocks.