Journal of Information Technology Applications and Management
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제30권6호
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pp.17-29
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2023
In this paper, we aim to propose cyber security considerations and countermeasures for infrastructure and services in the UAM(Urban Air Mobility) Air Traffic Management field, which is one of the key elements of the UAM market that has not yet bloomed. Air traffic management is an important factor for safe navigation and social acceptance of UAM. In order to realize air traffic management, infrastructure and services based on solid network connectivity must be established. And for industries where connectivity is the core component, it can become an infiltration route for cyber threats. Therefore, cyber security is essential for the infrastructure and services. In detail, we will look into the definition of the existing air traffic management field and the cyber threats. In addition, we intend to identify cyber security threat scenarios that may occur in the newly designed UAM air traffic management infrastructure. Moreover, in order to study the cyber security countermeasures of the UAM air traffic management infrastructure, there will be analysis of the UAM operation concept. As a result, countermeasures applicable to the infrastructure and service fields will be suggested by referring to the cyber security frameworks.
Both domestic and overseas urban drainage systems have been actively researched to solve the problems of urban flash floods and the flood damage that is caused by local downpours. Recent urban planning has been designed to better manage the floods of decentralized rainfall-management systems, and the installation of green infrastructure and low-impact development (LID) facilities at national ministries has been recommended. In this study, we use the EPA SWMM model to construct a decentralized rainfall-management network for each small watershed, and we analyze the effect of the drainage-capacity improvement from the installation of the LID technologies in vulnerable areas that replaces the network-expansion process. In the design of the existing urban piping systems, it is common to increase the pipe size due to the increment of the impervious area, the steep terrain, and the sensitive entrance-ramp junction; however, the installation of green infrastructure and LID facilities will be sufficient for the construction of a safe urban drainage system. The applications of LID facilities and green infrastructure in urban areas can positively affect the recovery of the corresponding water cycles to a healthy standard, and it is expected that further research will occur in the future.
도시성장관리는 도시개발의 위치와 시기를 조절하여 도시의 지속가능한 개발을 지향하는 정책이다. 도시기반시설은 도시성장관리의 핵심관리대상으로써 미국의 경우 대표적으로 도시서비스구역(urban service boundary), 공공시설의 충분성 및 동시성 프로그램 등을 통하여 관리되고 있다. 우리나라도 기반시설의 관리를 위하여 밀도관리구역과 기반시설부담구역 제도를 도입한 바 있다. 그러나 현실적으로 도시기반시설은 그 중요성에도 불구하고 기반시설용량에 대한 종합적인 분석없이 도시개발이 진행되고 있다. 이에 본 연구는 GIS를 이용하여 기반시설의 용량을 분석하고 그 결과를 바탕으로 기반시설용량 지도를 작성하여 이를 다시 주상복합아파트 개발과 연계함으로써 도시성장관리 측면의 적용 가능성을 검정하고자 한다. 본 연구에서 도로와 초등학교를 대표적인 기반시설로 선정하고 기반시설용량 지표로서 도로율과 초등학교 학급당인원수를 적용하여 분석하였다. 이 계산결과를 관련 법령에서 정하거나 권장하고 있는 수준의 용량과 비교하였다. 분석결과, 도로율은 외곽지역과 도심, 도심과 인접한 지역에서 높게 나왔고, 반면, 소규모 공장이 입지한 공업지역, 공원, 공항, 군사시설 등이 있는 지역에서 낮게 나왔다. 초등학교 수용용량은 전반적으로 양호하였으며 그중 농촌지역, 도심과 기성시가지 지역은 용량이 충분하였고 반면, 주택밀도가 높은 아파트 지역은 부족한 것으로 분석됐다. 기반시설용량과 주상복합아파트개발 입지를 중첩하여 분석한 결과, 대구광역시의 경우 대부분의 주상복합아파트가 기반시설용량의 여유가 있는 지역에 입지하여 과밀개발의 가능성이 낮았으며, 인구측면에서도 인구감소지역에 개발되어 어느 정도의 인구유입의 효과를 기대할 수 있다.
도시 홍수는 도시화와 기후 변화의 상호작용에 의해 전 세계 도시들에게 중요한 도전으로 인식된다. 이 논문은 최근 도시 홍수 연구사례들을 조사하여 그 원인, 영향 및 잠재적인 완화 전략을 이해하려고 하였다. 도시화는 증가하는 불투수 표면과 변화된 배수 패턴으로 인해 자연적인 수류를 방해하며 강한 강우 이벤트 동안 표면 유출을 강화시킨다. 도시 홍수의 충격은 광범위하게 생명, 기반 시설, 경제 및 환경에 영향을 미치는데 생명과 재산 피해, 중요 서비스 중단 및 환경적 피해는 효과적인 도시 홍수 관리의 긴급성을 요구한다. 도시 홍수를 완화하기 위해서는 통합된 홍수 관리 전략이 필수적인데 지속 가능한 도시계획, 녹색 인프라, 그리고 개선된 배수 시스템은 홍수 취약성을 감소시키는 데 중요한 역할을 한다. 조기경보 시스템, 긴급 대응 방안, 그리고 지역 주민의 참여는 홍수 대비 및 회복탄력성의 필수 구성 요소이다. 미래 전망에 의하면 기후 변화에 따른 홍수 위험 증가를 보여주므로 회복탄력성과 적응 조치가 필요하다. 그러므로 관련 분야의 연구, 데이터 수집 및 모델링 기술의 발전은 더 정확한 홍수 예측을 가능하게 하며 의사 결정에 도움을 줄 것이다.
Weihua Luo;Ahmed H. Janabi;Joffin Jose Ponnore;Hanadi Hakami;Hakim AL Garalleh;Riadh Marzouki;Yuanhui Yu;Hamid Assilzadeh
Advances in nano research
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제16권6호
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pp.531-548
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2024
The study focuses on using remote sensing to gather data about the Earth's surface, particularly in urban environments, using satellites and aircraft-mounted sensors. It aims to develop a classification framework for road targets using multi-spectral imagery. By integrating Convolutional Neural Networks (CNNs) with XGBoost, the study seeks to enhance the accuracy and efficiency of road target identification, aiding urban infrastructure management and transportation planning. A novel aspect of the research is the incorporation of quantum sensors, which improve the resolution and sensitivity of the data. The model achieved high predictive accuracy with an MSE of 0.025, R-squared of 0.85, RMSE of 0.158, and MAE of 0.12. The CNN model showed excellent performance in road detection with 92% accuracy, 88% precision, 90% recall, and an f1-score of 89%. These results demonstrate the model's robustness and applicability in real-world urban planning scenarios, further enhanced by data augmentation and early stopping techniques.
The study was aimed at analyzing the relationship between the characteristics of urban green infrastructure and stormwater runoff in a small urban watershed composed of 22 drainage basins. The green areas of which soils are not sealed and allow water infiltrate, were examined for different types of green spaces. In a comparative study for drainage basins of which green spaces are 15.5% and 34.4%, respectively, runoffs were not different with the size of green space. It was attributed to that the increase of runoff by greater road area offset the advantage of greater green area. Another comparative measurement of runoff for drainage basins with similar green area size showed that runoff decreased with greater permeable area (school ground area) and smaller road area. The runoff measurements could address that runoff rates are affected not only by green area size but also by the type of green area and other land covers related to permeability and flow into drainage. It implicated that the improvement of urban green infrastructure as a functional unit for water infiltration and interception is important for stormwater runoff management.
Land use change by urbanization has significantly affected the hydrological process including the runoff characteristics. Due to this situation, it has been becoming more complicated to manage non-point source pollutions caused by rainfall. In order to effectively control non-point sources, it is necessary to identify the reduction efficiency of the various management method based on land use characteristics. Thus, the purpose of this study is to analyze the reduction efficiency of non-point source pollution management practices targeting three different watersheds with the different land use characteristics using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT). To do this, the vulnerable subwatersheds to non-point source pollution occurrence within each watershed were selected based on the streamflow and water quality simulation results. Then, considering the land use, low impact development (LID) or best management practices (BMPs) were applied to the selected subwatersheds and the efficiency of each management was analyzed. As a result of analysis of the non-point source pollution reduction efficiency, when LID was applied to urban areas, the average reduction efficiencies of SS, NO3-N, and TP were 5.92%, 4.62%, and 10.35%, respectively. When BMPs were applied to rural areas, the average reduction efficiencies of SS, TN and TP were 35.45%, 4.37%, and 10.16%, respectively. The results of this study can be used as a reference for determining appropriate management methods for non-point source pollution in urban, rural, and complex watersheds.
Nature-based Solutions (NbS) are defined as practical and technical approaches to restoring functioning ecosystems and biodiversity as a means to address socio-environmental challenges and provide human-nature co-benefits. This study reviews NbS-related literature to identify its key characteristics, techniques, and challenges for its application in climate-adaptive water management. The review finds that NbS has been commonly used as an umbrella term incorporating a wide range of existing ecosystem-based approaches such as low-impact development (LID), best management practices (BMP), forest landscape restoration (FLR), and blue-green infrastructure (BGI), rather than being a uniquely-situated practice. Its technical form and operation can vary significantly depending on the spatial scale (small versus large), objective (mitigation, adaptation, naturalization), and problem (water supply, quality, flooding). Commonly cited techniques include green spaces, permeable surfaces, wetlands, infiltration ponds, and riparian buffers in urban sites, while afforestation, floodplain restoration, and reed beds appear common in non- and less-urban settings. There is a greater lack of operational clarity for large-scale NbS than for small-scale NbS in urban areas. NbS can be a powerful tool that enables an integrated and coordinated action embracing not only water management, but also microclimate moderation, ecosystem conservation, and emissions reduction. This study points out the importance of developing decision-making guidelines that can inform practitioners of the selection, operation, and evaluation of NbS for specific sites. The absence of this framework is one of the obstacles to mainstreaming NbS for water management. More case studies are needed for empirical assessment of NbS.
과거 물관리는 하천 중심으로 사업이 진행되면서 단일 기능의 집중형 물관리였다. 미래 물관리는 집중형 관리로 인한 시설의 대규모화를 극복하면서 재정의 낭비를 줄이고 다양한 부가 기능을 유도할 수 있도록 시설의 분산화, 기술의 다양성, 관리의 통합화가 필요하다. 또한 시민이 살고 있는 유역에 설치되는 모든 사회인프라가 물관리의 기능을 가져야 하므로 시민들의 환경인식과 참여는 중요하다. 따라서 본 연구에서는 시민들의 도시환경과 LID(Low Impact Development) 적용에 대한 인식을 조사 및 분석하여 LID 적용에 대한 타당성과 가능성을 분석하기 위하여 수행되었다. 시민들의 LID 인지도는 약 59%로 조사되었으나, 확대 적용에서 대해서는 46%만 동의하였다. 그러나 실제 LID 사진 및 정보를 접한 후에는 90%가 확대적용에 동의하였으며, 94%가 회색인프라와 LID 인프라를 구별할 수 있는 것으로 나타났다. 시민들은 녹지공간을 다기능의 LID 인프라 또는 그린인프라로 인지하는 경향이 있는 것으로 조사되었다. 시민들이 다기능을 가진 LID를 경관으로만 인지하는 경우 향후 LID의 확대 적용에 장애가 될 수 있기에 특화된 교육과 홍보 전략이 필요하다. LID의 확대적용을 위해서는 실질적 효과검증에 대한 결과물과 시각적 자료를 활용하는 홍보전략이 필요하다. 또한 모든 사회인프라가 시민이 살고 있는 유역에 조성되는 것을 고려할 때 향후 시민이 참여하는 거버넌스 구축을 통한 인프라의 계획 및 관리가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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