Recently many research and investment have been made for waste biomass to bio solid fuel development in Korea. In this study, monte-carlo simulation is applied to estimate the bio solid fuel product quality made from various biomass as raw materials. Commercial biomass and waste biomass raw material samples were collected to investigate the basic properties and to predict mixed effect to solid bio-fuel product. The results show that predicted subject properties about applying a single quality items was reasonable, but for mixed biomass raw material, correlations and logical relevance of several items will be need to assume that require additional consideration for it. The stochastic techniques established through this study will be applicable to bio-solid fuel product development with a variety of waste biomass.

본 연구에서는 실측자료를 기반으로 한 새로운 면적강우량 산정기법인 ‘레이더 폴리곤 기법(Radar polygon Method, PRM)’을 제시하였다. RPM은 (1) 강우공간분포의 실측자료인 기상레이더 자료를 이용하여 지점관측소가 위치한 곳에서의 강우강도와 주변지역의 강우강도를 비교하여 유사강우 발생지도 작성; (2) 위의 단계를 관측소별로 반복하여 각 관측소별 유사강우 발생 확률 지도 작성; (3) 주어진 격자에서의 각 관측소의 유사강우 발생 확률의 비교를 통한 지배범위 결정의 알고리즘으로 관측소별 가중치를 결정하는 방법이다. RPM 방법을 안성천 유역에 적용하여 Thiessen법과 결과를 비교하였 다. 안성천 유역의 경우 RPM과 Thiessen방법에 근거한 다각형의 공간적 형태는 관측소 위치의 강우 특성에 따라 차이를 보였으나 관측소별 가중치 값의 차이는 크지 않았다. 본 연구는 관측기간 및 정확도의 문제로 인하여 제한적으로 활용되어 온 레이더 강우관측자료의 새로운 활용분야를 개척하였다는 점에서 큰 의미를 찾을 수 있다.

이 논문에서는 해안구조물에 대한 실질적이고 효율적인 구조신뢰성평가 기법을 제시하였다. 제안기법은 파랑, 조류 등의 하중관련 변수 그리고 콘크리트의 탄성계수와 압축강도, 지반정수 및 경계조건 등과 같은 저항관련 설계변수의 불확실성을 명확히 고려한 복잡한 해안 구조물의 신뢰성을 평가할 수 있다. 라틴 하이퍼큐브 샘플링(LHS), 몬테카를로 시뮬레이션(MCS) 및 유한요소법을 합리적으로 결합한 제안기 법에서 LHS기반 MCS는 신뢰성평가에 필요한 샘플링 수를 대폭 줄여주므로 계산노력이 획기적으로 감소된다. 검증예제를 통하여 제안기법 이 상대적인 정확도를 보장하며 계산상의 효율성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 실제의 케이슨형식 방파제 구조물을 대상으로 한 수치예 제를 통하여 그 적용성과 효율성을 입증하였다. 특히 유한요소법 또는 유한차분법과 같은 알고리즘 형태의 암시적 한계상태함수를 갖는 경우 와 비선형해석, 복합재료, 다양한 기하형상 등을 복잡한 구조거동을 고려해야 하는 실제적인 구조물의 신뢰성평가에 적합한 것으로 판단된다.

Recently, assessment of vulnerability of existing dam structures is a rising key issue in aspects of entire life year from design, construction to maintenance even in Korea due to more frequent earthquakes and effects of climate change. This study aims to develop a vulnerability assessment method for existing dam structures by using fragility analysis method based on 2-D FEM analyses, which can take into consideration various uncertainty information to dam structure safety assessment, and which may be incorporated into an integrated safety management platform under development by K-water.

이 연구는 현재의 온도 데이터를 사용하여 각 지역의 최저 최고 온도를 설정하여 국내 교량 설계시 이를 적용할 수 있도록 하기 위해 확룰적 방법에 의해 온도 하중을 제안하는데 그 목적을 두었다.

콘크리트 구조물은 경제적이고 내구적인 구조물이지만 철근부식에 따라 성능이 내구적, 구조적 저하하게 된다. 최근들어 내구성설계가 도입되고 있는데, 콘크리트 구조물의 내구수명은 해수에 같이 노출되더라도, 국부적인 노출환경과 설계방법에 따라 다르게 평가된다. 본 연구는 3.5년∼4.5년 해수에 노출된 4개의 RC 교각을 대상으로 실태조사를 수행하여 25개의 콘크리트 코어를 채취하였으며, 전염화물을 평가하여 표면염화물량 및 겉보기 확산계수를 도출하였다. Fick's 2nd Law를 기본으로 한 결정론적 방법과 임계확률을 고려한 확률론적인 방법을 수행하여 내구수명을 각각 평가하고 분석하였다. 확률론적인 방법은 보수적으로 평가되었으며, 같은 구조물이라 하더라도 간만대 및 40.0 m 이상의 비말대에서는 비교적 낮은 내구수명이 평가되었다. 본 연구에서는 코어채취높이에 따른 염화물 거동 분석과 내구성 설계방법의 현시점에서의 한계성이 분석되었다.

정밀안전진단시 콘크리트 강도를 추정하기 위한 방법으로 강도추정식을 이용한 방법이 많이 사용되며, 이용되는 추정식은 외국에서 이미 제안된 식이 대부분이고, 적용되는 추정식에 따라서 추정강도의 차이가 심하게 발생하며, 전반적으로 강도추정의 신뢰도가 낮아져 정밀안전진단 결과의 신뢰성에도 상당한 영향을 미친다. 이런 문제점은 일부 국한된 부분에서 발생하게 되어 다수의 실험을 통하여 신뢰도를 높일 수 있다. 본 논문은 이와 같은 필요성을 포괄하기 위해 실내압축강도와 관련된 신뢰도 평가식을 제안하였다. 확률론적 기법을 이용하여 신뢰도 평가식의 유용성을 검증하였으며 실내압축강도와 추정압축강도의 추이 그래프를 비교하였다. 비교결과, 본 연구에서 제시된 신뢰도 평가식의 유용성을 확인하였다.

본 연구에서는 모수(parameter)가 시간에 따라 변화하는 비정상성 확률분포를 훙수빈도분석에 적용하였다. 또한, 비정상성을 가정한 재현기간 및 위험도를 추정하였다. GEV (Generalized Extreme Value) 분포를 사용하여 정상성 및 비정상성 모형 4개를 구축하였으며 비정상성 모형은 위치모수(location parameter)만 선형경향성을 가지는 경우, 규모모수(scale parameter)만 선형경향성을 가지는 경우, 위치 및 규모모수가 모두 선형경향성을 가지는 경우의 3가지로 구분되었다. 구축된 4개의 모형 중 적합모형을 선정하기 위해 상대적 우도비 검정과 Akaike 정보기준을 사용하였으며, 우리나라의 8개 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 대청댐, 섬진강댐, 주암댐)으로부터 취득된 과거 관측 댐 유입량을 사용하여 제안된 절차를 적용하고 결과를 비교분석하였다. 적합모형 선정 결과 합천댐과 섬진강댐이 비정상성 GEV 모형에 적합한 것으로 분석되었고, 나머지 6개 지점의 다목적댐들은 정상성 모형에 적합한 것으로 분석되었다. 특히 합천댐과 섬진강댐의 경우 비정상성 가정에서 산정된 재현기간이 정상성 가정에서 산정된 재현기간보다 작게 산정되었음을 알 수 있었다.

본 연구에서는 태풍의 경로 및 규모를 이용한 호우분리기법을 통해 한반도에 유발된 강우를 집중호우와 태풍강우로 분류하고, 지역별 강우특성 및 경향성 분석을 수행하였다. 또한 호우분리를 통한 비정상성 빈도해석을 수행하여 미래확률강우량을 산정하였으며, 이에 대한 정량적인 비교 및 평가를 수행하였다. 분석결과, 전기간 자료, 태풍강우 및 집중호우의 증가 및 감소율이 각각 상이하며, 증가 및 감소경향이 서로 상반되는 지점도 나타났다. 또한 호우분리를 통한 비정상성 빈도해석을 수행한 결과, 비교적 합리적인 미래확률강우량이 산정됨을 확인할 수 있었으며, 전기간 자료를 이용한 미래확률강우량과 비교한 결과 한반도 남부 및 동부지역에서 상대적으로 큰 차이가 나타났다. 호우분리기법을 적용한 비정상성 빈도해석 결과는 태풍 및 집중호우의 지역적인 변화특성을 잘 반영하는 것으로 나타나 수공구조물 설계 및 미래 기후변화와 관련된 치수대책 및 정책수립에 활용도가 높을 것으로 판단된다.

As occurrence of gradually increasing extreme temperature events in Jeju Island, a hybrid downscaling technique that simultaneously applies by dynamical method and statistical method has implemented on design rainfall in order to reduce flood damages from severe storms and typhoons.As a result of computation, Case 1 shows a strong tendency to excessively compute rainfall, which is continuously increasing. While Case 2 showed similar trend as Case 1, low design rainfall has computed by rainfall in A1B scenario. Based on the design rainfall computation method mainly used in Preventive Disaster System through Pre-disaster Effect Examination System and Basic Plan for River of Jeju Island which are considering climatic change for selecting 50-year and 100-year frequencies. Case 3 selecting for Jeju rain gage station and Case 1 for Seogwipo rain gage station. The results were different for each rain gage station because of difference in rainfall characteristics according to recent climatic change, and the risk of currently known design rainfall can be increased in near future.

This paper prrsents results of Probabilistic Seismic Risk Assessment(PSRA) of an Saemangeum Dike considering uncertainties of earthquake occurrences. First the seismic vulnerability of a structure and the seismic hazard of the site are evalusted using earthquake sets and seismic risk map, and then seismic risk of the structure is assessed.

The collapse probability of a structure designed according to the current domestic seismic design code, KBC 2009 is evaluated by the risk integral which simultaneously considers the seismic hazard curves and the probabilistic distribution of a structural collapse capacity. The evaluation shows that the prototype frames considering in this paper present different collapse probabilities in 50 years according to the heights and locations, although they are designed according to the same design requirements for steel intermediate moment resisting frames prescribed in KBC 2009.

Probabilistic risk of an offshore wind turbine tower-monopile foundation structure is investigated using in this paper. It can consider both soil-structure-fluid coupled effect in the system and a large amount of variability in both ocean environmental load and soil resistance.

A RSM-based reliability analysis approach is applied to evaluate the safety of floating structures considering uncertainties associated with various design variables. Uncertainties in both load and resistance related variables are explicitly considered in the analysis. It is expected to be practically applied in the reliability-based design of real structures including floating structures.

We present a robust power transmission lines detection method based on vanishing point estimation. Vanishing point estimation can be helpful to detect power transmission lines because parallel lines converge on the vanishing point in a projected 2D image. However, it is not easy to estimate the vanishing point correctly in an image with complex background. Thus, we first propose a vanishing point estimation method on power transmission lines by using a probabilistic voting procedure based on intersection points of line segments. In images obtained by our system, power transmission lines are located in a fan-shaped area centered on this estimated vanishing point, and therefore we select the line segments that converge to the estimated vanishing point as candidate line segments for power transmission lines only in this fan-shaped area. Finally, we detect the power transmission lines from these candidate line segments. Experimental results show that the proposed method is robust to noise and efficient to detect power transmission lines.

단기간에 발생하는 홍수와 달리 가뭄은 긴 시간 동안 큰 피해를 발생시키기 때문에 가뭄을 효과적인 예측하는 것은 매우 중요하다. 현재까지 제안된 여러 가뭄지수들은 사전에 정의된 등급을 이용하기 때문에 대상자료 자체에 내재된 불확실성을 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 월 강우량 자료를 이용하여 내재되어 있는 불확실성을 고려할 수 있는 은닉 마코프 모형(Hidden Markov Model, HMM)을 이용하여 기상학적 가뭄을 확률론적으로 평가하였다. 기상청에서 제공하는 1973년부터 2012년까지의 일 강우량 자료와 기후변화정보센터(Climate Change Information Center)에서 제공하는 2013년부터 2100년까지의 기후변화 시나리오(RCP 8.5) 기반 월강우량 자료를 대상으로 총 128년간의 강우량 자료에 HMM에 적용하고 가뭄현상을 분석하였다. 본 연구에서 제안된 은닉 마코프 가뭄지수(Hidden Markov based Drought Index, HMDI)는 자료에 내재된 불확실성을 이용하여 가뭄의 상태를 분류할 수 있으며, 이는 SPI와 같은 기존의 가뭄지수와 달리 특정 시점에서 각 은닉상태들이 나타날 확률로 표현되었다. 또한 HMDI를 이용하여 미래 기상학적 가뭄의 계절·기간별 발생특성과 가뭄위험도를 분석하였다.

본 연구에서는 확률 대응법의 적용성을 평가하고, 이를 적용하여 실제 호우사상에 적합한 레이더 강우 추정관계식을 결정하였다. 먼저, 확률 대응법의 과정을 새로 정리하여 zT나 rT 등의 임계값을 결정하였다. 둘 째, 확률 대응법에 적용할 자료의 수가 매개변수 결정에 미치는 영향에 대하여 모의 자료를 이용하여 민감도 분석을 수행하였다. 셋 째, 확률을 나타낼 반사도와 강우강도 히스토그램의 구간 간격이 매개변수 결정에 미치는 영향에 대해 민감도 분석을 수행하였다. 그 결과, 확률대응법으로 매개변수를 결정할 경우 확률대응법에 2시간 정도 누적된 반사도와 강우 쌍을 적용하는 것이 적합함을 확인하였다. 아울러 확률대응에는 반사도와 강우강도의 누가확률 차이보다 1차 모멘트 차이를 이용하는 것이 양호한 결과를 얻을 수 있고, 30~100% 구간을 대응하는 것이 적합하다는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 결과를 바탕으로 비슬산 레이더로 관측한 실제 호우사상에 대해 확률대응법으로 매개변수를 결정하였다. 또한, 매개변수를 이용하여 레이더 강우를 추정하였고, 이를 지상강우와 비교하였다. 전체적으로 레이더 강우가 지상강우보다 크게 산정되었지만, 레이더 강우와 지상 강우를 쉽게 대응하기 어려운 기존의 연구 결과를 고려하여 본 연구에서 평가한 확률대응법이 비교적 호우사상에 적합한 레이더 강우를 산정할 수 있다고 판단하였다.

전통적인 구조물 안정성 평가는 안전율 개념에 바탕한 확정론적 평가를 하는 것이 일반적이나 세계적인 추세는 구조물에 발생할 수 있는 다양한 불확실성을 고려한 확률론적 안정성평가로 전환하고 있다. 국토진흥원의 “재난 시나리오(태풍, 호우, 지진) 기반 수변구조물 통합안전관리 기술 개발 연구단” 에서는 제방을 대상으로 지진에 대한 재난 시나리오를 개발하고, 시나리오에 대한 수변구조물의 안정성을 정량적으로 평가하기 위하여 실시간 개념으로 수변구조물의 안정성을 평가할 수 있는 시스템을 개발하고 있다. 한편, 실시간 개념의 안정성 해석은 슈퍼컴퓨터와 같이 대용량의 전산처리기기가 필요하여 그 실용성에 한계가 있다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 제방에 발생 가능한 시나리오에 대한 안정성 해석을 미리 수행하여, 확률론적인 개념을 도입한 취약도 곡선을 개발하고, 재난 발생시, 실시간으로 발생하는 계측정보와 해석결과를 이용하여 수변구조물의 통합적인 안전 모니터링을 수행할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

본 연구에서는 우리나라의 확률풍속지도를 개발하기 위해 기상관측소를 대상으로 풍속빈도분석을 수행하였다. 우리나라 79개 기상관측소 중 20년 이상 풍속자료를 보유한 69개 기상관측소의 연최대치 풍속자료를 수집하여 빈도분석을 수행하였다. 빈도분석에 적용한 확률분포는 국내·외적으로 극치빈도 분석에 널리 사용되는 Generalized Extreme Value(GEV), Type-Ⅰ Extreme Value(Gumbel), Type-Ⅲ Extreme Value(Weibull), 2-parameters Gamma, 3-parameters Gamma, Log-Pearson Type-Ⅲ 등 6가지이고, 매개변수 추정방법은 모멘트법과 확률가중모멘트법이다. 적합도검정 결과 풍속빈도분석시 우리나라에 가장 적합한 확률분포로는 GEV, 매개변수 추정방법으로는 확률가중모멘트법이 선정되었다. 현재 건축구조설계기준에서 풍속빈도분석시 적용하고 있는 Gumbel 분포는 위에 나열된 확률분포 중 4번째로 적합한 것으로 나타났다. 확률가중모멘트법에 의한 GEV분포를 이용하여 빈도분석을 수행한 결과, 설계빈도인 100년 빈도를 기준으로 가장 높은 풍속이 추정된 관측소는 제주도에 위치한 고산관측소로 71m/s이며 이어서 경상북도 울진관측소에서 60m/s, 전남 완도관측소에서 59m/s, 울릉도 울릉관측소에서 58m/s로 추정되었다. 가장 낮은 풍속이 추정된 관측소는 강원도 홍천관측소로 22m/s이며 이어서 충북 충주, 보은 관측소에서 23m/s로 추정되었다. 기상관측소별 100년 빈도 설계 풍속을 기준으로 ArcGIS의 크리깅 기법을 통하여 지역별 보간을 수행하였으며 이를 통해 확률풍속지도를 개발하였다. 본 연구를 통해 개발된 확률풍속지도는 향후 강풍에 대비한 건축구조물 설계에 활용 될 것으로 판단된다.

A Bayesian nonstationary probability rainfall estimation model using the Grid method is developed. A hierarchical Bayesian framework is consisted with prior and hyper-prior distributions associated with parameters of the Gumbel distribution which is selected for rainfall extreme data. In this study, the Grid method is adopted instead of the Matropolis Hastings algorithm for random number generation since it has advantage that it can provide a thorough sampling of parameter space. This method is good for situations where the best-fit parameter values are not easily inferred a priori, and where there is a high probability of false minima. The developed model was applied to estimated target year probability rainfall using hourly rainfall data of Seoul station from 1973 to 2012. Results demonstrated that the target year estimate using nonstationary assumption is about 5∼8% larger than the estimate using stationary assumption.