본 연구에서는 우리나라 전역의 설해위험지도를 개발하기 위해 Generalized Extreme Value 확률분포형에 의한 적설심 빈도분석을 수행하여 기상관측소별 100년빈도 확률적설심 및 적설하중을 산정하였다. 여기서, 100년 빈도는 건축구조설계기준에서 제시하는 건축구조물의 설계 빈도이다. 적설하중은 적설의 단위중량을 고려하여 산정하였으며 적설의 단위중량은 눈이 내린 날을 기준으로 강수량과 적설량의 비율에 의해 산정하였다. 산정된 69개 기상관측소별 100년빈도 적설심과 단위중량을 고려하여 적설하중을 산정하고 ArcGIS의 크리깅 기법을 통해 지역별로 보간(interpolation)하여 우리나라 적설하중지도를 개발하였다. 적설하중지도를 기반으로 설해위험지도를 개발하기 위해 본 연구에서 산정된 100년빈도 적설하중과 건축구조설계기준에서 제시하고 있는 설계 적설하중을 비교하고 분석하였다. 설해위험지도는 1등급(안전), 2등급(경계), 3등급(위험), 4등급(매우위험) 4단계로 구분된다. 눈이 내리지 않는 경우는 1등급(안전), 100년빈도 적설하중이 건축구조설계기준에서 제시하고 있는 설계적설하중 보다 작을 경우 2등급(경계), 설계적설하중보다는 크나 200년빈도 적설하중보다 작은 경우는 3등급(위험), 200년빈도 적설하중보다 큰 경우는 4등급(매우위험)으로 구분된다. 이와 같은 구분방법을 적용하여 우리나라 전역에 대한 설해위험지도를 개발하였다. 본 연구의 결과는 구조물적인 대책인 폭설의 적설하중에 대비한 구조물 설계기준 제시와 설해위험지구 선정 및 적정 풍수해 보험요율 산정 등에 기여할 것으로 기대된다.

최근 기후변화로 인해 국지성 집중호우가 지역을 불문하고 빈번히 발생하는 등 강수량 및 홍수량이 점차 증가하는 추세이다. 본 설계에서 광주호 유역의 강우사상을 검토해 본 결과 광주댐의 설계강우량 보다 38mm/hr 더 크게 분석되어 홍수량 증가로 인한 광주댐의 치수안정성 확보가 필한 것으로 검토되었고 질소, 인 등 영양염류로 인한 수질악화가 진행되고 있어 그에 따른 수질개선이 필요하여 광주댐 보완 설계를 하였다. 홍수량 재산정 결과 165m3/sec 증가하였으며 HEC-5를 이용하여 치수안전대책이 필요한 것으로 분석되었다. 기존 7m×7.5m×4개수의 여수로게이트를 7m×8m×7개수의 여수로게이트로 확장하였다. 또한, 영향염류로 인한 수질악화는 기존의 생태공원을 활용해 습생식물인 미나리, 갈대로 인공습지를 조성하여 수질개선을 하였다. 본 설계는 여수로게이트 확장설계를 통한 치수안정성을 확보와 인공습지 조성으로 인한 수질개선이 될 것으로 기대되며 습지농장조성으로 생태학습장과 습생식물 판매를 통한 수입창출으로 지역경제활성화에 도움이 될 것으로 예상된다.

본 연구에서는 비닐하우스의 적설심 기준을 개선하기 위하여 현행 적설 설계기준의 적적성을 평가하고 이에 따른 개선방안을 제시하였다. 현행 비닐하우스의 설계 적설심은 빈도분석 시 우리나라에 가장 적합한 확률분포형을 선정하는 적합도 검정을 거치지 않고 Gumbel분포를 통해 빈도분석을 수행하였기 때문에 우리나라에 가장 적합한 확률분포형을 선정하고 매개변수 추정방법을 선정하였다. 선정 결과 최적확률분포형으로는 Generalized Extreme Value(GEV), 매개변수추정방법으로는 확률가중모멘트법이 선정되었다. 선정된 확률분포형과 매개변수 추정방법을 적용하여 우리나라 69개 기상관측소별 적설심 빈도 분석을 수행하고 현행 적설 설계기준과의 비교·분석을 실시하였다. 비교·분석 결과 232개 시·군·구중에서 155개 시·군·구에서 본 연구에 의한 30년 빈도 적설심이 현행 적설심 기준보다 상회하여 설계기준 상향이 요구되었다. 또한 비닐하우스는 적설심보다는 적설의 단위중량이 고려된 적설하중에 영향을 받기 때문에 동일한 적설심이 예측되어도 지역별 강설 특성에 따라 적설의 하중이 달라지기 때문에 이를 고려할 필요가 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에 의한 적설심과 지역별 눈의 단위중량을 산정하여 보다 현실적인 설계하중을 산정하였고 이를 바탕으로 232개 시·군·구를 대상으로 지역별 설계 적설기준 개선방안을 제시하였다.

태양 에너지, 풍력에너지, 폐기물에너지 등의 친환경적인 신재생에너지 중에서도 온실가스의 배출량이 가장 적으며 다른 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가진 소수력은 상대적으로 낮은 경제성으로 인해 과거에는 개발이 활발하게 이루어지지 않았다. 그러나 2013년 10월 말, 우리나라 소수력발전소 전체 설비용량은 159,975㎾로 팔당수력의 발전용량(120,000㎾)을 넘어설 정도로 활발히 개발되어지고 있다. 이는 소수력 발전소의 최적입지조건에 대한 분석을 통해 경제성 높은 발전을 이뤄낸 결과로서 소수력 발전의 경제성은 최적의 입지조건과 직결된다고 볼 수 있다. 그러므로 최적의 입지조건을 선정하기 위해 우리나라 하천에 대한 수문학적 분석 및 소수력자원량 평가에 대한 지속적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 제주도를 포함한 5대강 유역 내에 위치한 840개 표준유역을 대상으로 소수력발전 설비용량 및 연간발전량을 산정하기 위해 전국 358개 강우관측소(국토해양부 313개소, 기상청 45개소)를 기준으로 티센망을 구축하였으며, 구축된 티센망과 강우자료를 통해 각 표준유역별 연평균유량을 산정하였다. 연평균 유량 산정 시 유출계수는 수자원장기종합계획(2006)에서 제시한 유출계수를 각 표준유역에 적용하였다. 유량을 주요 매개변수로 하는 소수력 설비용량 및 연간발전량 공식에 시스템 효율과 가동률을 고려하여 낙차별 설비용량 및 연간발전량을 산정하였다. 그 결과 낙차가 높아짐에 따라 설비용량 및 연간발전량은 선형으로 증가하였으며, 단위 유효낙차 당 권역별 최대 설비용량 및 연간발전량은 한강권역의 경우 설비용량 4,140.97㎾, 연간발전량 16,686.46㎿h, 금강권역 2,468.40㎾, 9,946.65㎿h, 낙동강권역 2,728.83㎾, 10,996.11㎿h, 섬진강·영산강권역 160.14㎾, 642.93㎿h로 총 설비용량 9,498.34㎾, 연간발전량 38,272.15㎿h로 산정되었다.

최근 전 세계적으로 지구온난화, 기후변화와 같은 기상이변으로 인해 태풍, 호우를 비롯한 폭설, 한파등과 같은 자연재난의 빈도와 그 규모가 증대되고 있다. 특히 대설의 경우 소방방재청의 재해연보 자료에 따르면 최근 31년간(1979년-2009년) 우리나라 자연재해의 연평균 발생건수는 호우, 강풍, 대설, 태풍, 기타, 한파 순이었으나 최근 5년 동안(2005년-2009년)에는 호우, 대설, 강풍, 기타, 태풍 순으로 대설에 의한 피해 횟수가 증가하고 있는 실정이다. 그러므로 대설에 취약한 시설물의 안전한 설계를 위해 빈도별 적설심을 통하여 적절한 설해위험도를 산정하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.<br>우리나라는 설해위험도 분석을 수행하기 위해 연최고 최심적설 시계열을 이용하여 건축물 하중 기준 및 해설(2000)에서 제시하고 있는 확률분포형인 2변수 감마분포(Gamma distribution), 매개변수 추정방법인 모멘트법(Method of momoent)을 이용하여 빈도분석을 수행하고 있다. 이는 국외의 연구결과를 그대로 우리나라에 적용시킨 것으로 보다 정확한 결과를 도출하기 위해서는 우리나라에 적합한 확률분포형과 매개변수 추정방법의 선정이 요구된다.<br>본 연구에서는 우리나라 설해위험도 분석에 가장 적합한 확률분포형과 매개변수추정방법을 선정하기 위해 기존에 사용되어진 2변수 감마분포와 자료의 극치, 즉 최대치 또는 최소치 계열에 적합한 확률분포형인 일반화된 극치분포(Generalized Extreme Value, GEV), Type-1 극치분포(Gumbel), Type-2 극치분포(Log-Gumbel), Type-3 극치분포(Weibull)와 매개변수 추정방법으로는 모멘트법과 확률가중모멘트법(Probability Weighted Moments), 총 4가지 확률분포형과 2가지 매개변수 추정법을 활용하여 빈도별 설해위험도 분석을 수행하였다. 선정된 확률분포형과 매개변수 추정방법을 통하여 우리나라의 빈도별 설해위험도 분석을 수행하였으며 수행결과를 통해 각 지역별 설해위험도의 특징을 분석하였다.

전 세계적으로 지구온난화에 따른 기후변화가 심각해짐에 따라 자연재해 발생빈도 및 피해 규모가 대형화/광역화되고 있으며 자연재해 발생 유형 또한 다양화 되며, 자연재해에 의한 경제적 손실이 전 세계적으로 발생되고 있다. 특히 단시간 동안 특정지역에 집중되는 국지성 집중호우가 빈번히 발생하고 있으며, 산업화에 의한 인구의 도시지역 집중현상으로 토지이용도가 극대화되면서 하천변, 홍수터 등 저지대에까지 생활공간이 확대됨에 따라 과거에 비해 동일한 호우에 대해서도 침수피해가 증가하고 있다. 그러므로 수해 위험도 산정을 통하여 예방 및 대비 대책 수립에 활용함으로써 경제·산업적으로 피해를 완화할 필요가 있다. 본 연구는 울산시의 102개 하천을 대상으로 하천정비기본계획에서 제시된 계획홍수위를 이용한 홍수위 수치표고모델과 울산시의 지형적 특성이 반영된 10m10m 격자 크기의 지형 수치표고모델의 차이로부터 침수심 및 면적을 산정하여 수해 위험도 분석을 수행하였다.

우리나라의 자연재난은 대부분 홍수가 차지하지만 최근 들어, 우리나라에도 겨울철 폭설에 대한 관심이 높아지고 있어, 설해 위험도에 관한 연구가 늘어나고 있다. 그러므로 설해 위험도 분석기법에 대한 논의를 하고자 한다. 우리나라의 기존 설해 위험도 분석은 연최고 최심적설 시계열을 이용한 빈도해석기법이 주로 적용되어 왔다. 이는 과거의 자료를 바탕으로 설해 위험도를 예측하고자 하는 방법이다. 그러나 설해와 달리 다양한 방법으로 오랜 기간 동안 연구가 수행되어 온 홍수 위험도나 취약성 분석은 지형, 기후, 사회적인 요인이나 재해에 대한 노출 정도를 다양하게 고려하고, 각 인자들에 대한 전문가의 의견을 고려하는 델파이 기법이 많이 적용되어 왔다. 그러므로 설해위험도 역시 다양한 방법으로 분석되고 연구되어 비교되어야 한다고 판단하여, 본 연구에서는 설해위험도에 영향을 미치는 인자를 압력(Pressure), 현상(State), 반응(Response)으로 나누어 인자들을 고려하고 분석하는 PSR 방법을 적용하였다. 각 인자들의 가중치는 앞에서 설명한 바와 같이 델파이 기법을 적용하였다. 계산된 설해위험도는 기존의 방법과 비교하여 제시하였으며, 기후변화 등으로 인해 기후의 비정상성이 의심되는 환경을 고려하면, 설해위험도에 영향을 미치는 인자들을 고르게 고려하여 분석하는 PSR방법도 좋은 결과를 주는 것으로 나타났다. 향후에는 델파이기법으로 계산한 인자들의 가중치 적용 방법을 개선해야하여 객관성을 보다 확보해야 할 것으로 보인다.

2011년 금강에서는 물 부족과 홍수를 해결하고 수질개선과 하천복원을 위해 공주보, 세종보, 백제보를 건설하였다. 그러나 이러한 구조물의 건설은 장·단기적으로 하상을 변화시키고 그에 따라 하천환경을 변화시킨다. 따라서 보 상·하류의 하상변동을 예측하고 분석하여 예방하는 것은 하천 관리에 매우 중요하다. 하상변동을 모의하기 위한 수치모형들은 다양한 유사량 공식을 이용하고 있어 동일한 수리 조건에서도 유사량 공식에 따라 하상변동에 대한 결과 값이 많은 차이를 나타낸다. 그러므로 적용대상하천에 가장 적합한 유사량 공식을 선정하는 것은 중요하다고 할 수 있다. 그러나 기존 연구에서는 부유사량만을 측정하고 측정된 부유사량을 통해 총유사량을 추정한 값에 가장 적합한 유사량 공식을 선정해왔다. 그러나 이는 추정값으로서 보다 정확한 유사량 공식을 선정하기 위해서는 상당기간에 걸쳐 하상단면의 변화를 모니터링하고 변화된 하상단면을 가장 잘 반영할 수 있는 유사량 공식을 선정해야 한다. 본 연구에서는 공주보 상·하류 200m 구간을 대상으로 각각 분기별 1회씩 3년간 총 12회 하상단면을 측정하여 변화양상을 분석하였으며, 하상단면 변화양상을 가장 정확하게 재현할 수 있는 유사량 공식을 산정하기 위해 다양한 유사량 공식을 기반으로 한 준정상류 모형인 HEC-6가 탑재된 HEC-RAS4.1모형을 적용하였다. 본 연구결과를 통해 공주보 구간의 하상단면 및 유사량 측정 없이 유사량 공식만으로 간단한 유사량 측정이 가능할 것으로 기대된다.

해상교통관제시스템(VTS)은 선박의 위치, 속도, 침로 등 해상 교통 정보를 획득하기 위하여 다수의 해상감시레이더를 주요 센서로 이용하고 있으며, 거리 및 방위각 바이어스와 같은 2차원 해상감시레이더의 시스템 오차는 레이더 영상 및 표적 추적정보의 정확도를 크게 저하시킬 수 있다. 따라서 해상교통관제시스템에서 정확한 표적정보를 제공하기 위하여 레이더의 시스템 오차는 정밀하게 보정되어야 한다. 본 논문에서는 VTS 관제영역에 설치된 항로표지의 위치정보를 이용하여 2차원 해상감시레이더의 거리 및 방위각 오차를 보정하기 위한 방법을 제안한다. 2차원 레이더 측정값의 표준오차 모델과 항로표지 위치정보로부터 측정 잔차 모델을 유도하고, 레이더 시스템 오차를 추정하기 위한 선형 칼만필터를 설계한다. Monte-Carlo 모의실험을 통하여 제안한 방법을 검증하고, 항로표지 정보의 개수에 따른 레이더 시스템 오차 추정의 수렴 특성 및 정확도를 분석한다.

This paper proposes a novel face detection method that finds tiny faces located at a long range even with low-resolution input images captured by a mobile robot. The proposed approach can locate extremely small-sized face regions of 12x12 pixels. We solve a tiny face detection problem by organizing a system that consists of multiple detectors including a mean-shift color tracker, short- and long-rage face detectors, and an omega shape detector. The proposed method adopts the long-range face detector that is well trained enough to detect tiny faces at a long range, and limiting its operation to only within a search region that is automatically determined by the mean-shift color tracker and the omega shape detector. By focusing on limiting the face search region as much as possible, the proposed method can accurately detect tiny faces at a long distance even with a low-resolution image, and decrease false positives sharply. According to the experimental results on realistic databases, the performance of the proposed approach is at a sufficiently practical level for various robot applications such as face recognition of non-cooperative users, human-following, and gesture recognition for long-range interaction.

For an advanced intelligent service, the need of HRI technology has recently been increasing and the technology has been also improved. However, HRI components have been evaluated under stable and controlled laboratory environments and there are no evaluation results of performance in real environments. Therefore, robot service providers and users have not been getting sufficient information on the level of current HRI technology. In this paper, we provide the evaluation results of the performance of the HRI components on the robot platforms providing actual services in pilot service sites. For the evaluation, we select face detection component, speaker gender classification component and sound localization component as representative HRI components closing to the commercialization. The goal of this paper is to provide valuable information and reference performance on appling the HRI components to real robot environments.

The problem of establishing the servo system to reach the desired location keeping all features in the field of view and following a straight line is considered. In addition, robustness of camera calibration parameters is considered in this paper. The proposed approach is based on switching from position-based visual servoing (PBVS) to image-based visual servoing (IBVS) and allows the camera path to follow a straight line. To achieve the objective, a pose estimation method is required; the camera's target pose is estimated from the obtained images without the knowledge of the object. A switched control law moves the camera equipped to a robot end-effector near the desired location following a straight line in Cartesian space and then positions it to the desired pose with robustness to camera calibration error. Finally simulation results show the feasibility of the proposed visual servoing technique.