This study aimed to evaluate the effect of key operational factors on traffic performance in long underground expressways. This study was motivated by the increasing policy interest in underground expressway infrastructure as a solution to chronic surface-level congestion in dense urban regions. A scenario-based microscopic traffic simulation was conducted using VISSIM considering combinations of traffic volume, proportion of heavy vehicles, and longitudinal slopes. A total of 72 scenarios were simulated, and the weighted average speed and total throughput were analyzed. The simulation results showed that the entry traffic volume and longitudinal gradient significantly affected the average speed, particularly in uphill exit segments. The heavy vehicle ratio also contributed to consistent reductions in speed. However, the overall throughput remained relatively stable despite variations in heavy vehicle proportions, suggesting that speed is more sensitive to flow composition than to volume capacity. Although interaction effects were not statistically tested, the combined scenario trends suggested that steeper slopes and high heavy-vehicle ratios jointly intensify speed reduction. These findings support the early-stage design and traffic planning of underground expressways.

In this study, the effects of a hypothetical autonomous vehicle (AV)-exclusive roadway were estimated through a step-by-step approach using both microscopic and macroscopic simulations. First, the AV-exclusive roadway was classified into four types—entry lanes, mainlines, merging lanes, and intersections—and the C, α, and β values of the Bureau of Public Roads (BPR) function were estimated for each type through a microscopic simulation. These estimated values were then applied to a 3×3 (20 km) network, and a macroscopic simulation was conducted to compare the effectiveness of AVs and conventional vehicles (CVs) in terms of traffic volume and travel time.The analysis showed that for the same travel time, the traffic volume increased by more than 12% with AVs compared to that with CVs. Conversely, for the same traffic volume, the total travel time decreased by 11% for AVs. The estimated capacity of the AV-exclusive roadway, similar to the U-Smartway with a size of 3×3 (20 km), was approximately 400,000 vehicles, which was more than 140% higher than that of CVs. Assuming that each AV carries five passengers, up to two million people can be transported per day, indicating a significant potential benefit. However, these results were based on theoretical analyses using hypothetical networks under various assumptions. Future studies should incorporate more realistic conditions to further refine these estimations.

식량 운송 과정에서 발생하는 온실가스는 전 세계 온실가스 배출량의 15분의 1 수준이다. 식량이 이동하는 거리를 줄여 푸드 마일리지를 절감하는 것은 도시의 지속 가능성과 회복력 을 향상시킬 수 있다. 옥상 온실은 푸드 마일리지를 감소시키 고 에너지를 절감하는 도시농업의 한 형태로 주목받고 있다. 온실과 건물 모두 실내 환경을 유지하기 위해 냉난방이 요구 된다. 건물과 온실의 통합 시스템 운영은 설비 공유로 인한 비 용 절감, 건물과 온실 간 에너지 이동으로 인한 에너지 활용이 가능하다. 건물 에너지 시뮬레이션을 이용해 다양한 통합 시 스템 에너지 성능 평가 연구가 수행되었지만, 실제 통합 시스 템에 대한 검증과 설계변수 분석은 미흡한 실정이다. 본 연구 에서는 건물 에너지 시뮬레이션을 통해 옥상온실의 설치 유 무, 옥상의 단열 성능 및 설치 면적에 따른 에너지 절감을 평가 하고자 하였다. 현장 실험은 서울특별시 성동구 성수동의 옥 상온실에서 수행되었다. 측정한 실내 온도를 통해 건물 에너 지 시뮬레이션의 모델을 검증하였고 R2 = 0.91의 결과를 보였 다. 이후 설계변수가 에너지 부하에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 통합 시스템을 운영하는 경우, 독립적으로 운 영하는 경우보다 에너지 부하량이 감소하는 경향을 보였다. 통합 시스템 설치 시 에너지 부하 절감 효과가 있으며, 효율적 인 에너지 이용을 하는 도시농업이 될 수 있다고 사료된다. 건 물 옥상의 열관류율을 0.251W/m2·K에서 1.535W/m2·K로 증가시켜 단열 성능을 약화시킨 경우, 옥상온실과 건물 최상 층의 에너지 부하는 감소하는 경향을 보였다. 통합 시스템 설 치 시 경계면의 열 교환이 증가하도록 설계하는 것이 에너지 부하 절감에 유리하다고 판단된다. 옥상온실 면적을 2.53배 증가시켰을 때 단위면적당 에너지 부하는 감소하는 경향을 보 였다. 온실 면적 증가로 인해 에너지 부하량은 증가하지만, 건 물과 온실의 열 교환이 증가하여 통합 시스템의 에너지 부하 절감이 가능하다고 판단된다. 본 연구의 결과는 통합 시스템 을 통한 에너지 부하 절감을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으 로 판단된다. 향후 연구에서는 기후 변화에 따른 에너지, 식량 문제의 해결 대책으로 옥상온실을 활용하기 위해서 추가적인 방안이 필요할 것으로 판단된다.

공공하수 처리시설 방류수 T-N 기준을 만족하기 위해서는 호기조에서 질산화가 안정적으로 이루어져야 한다. 수온 및 pH가 질산화에 민감한 영향을 주고 있음에도 불구하고 기존 하수처리장 설계 시 동절기 저수온만 고려하고 호기조 pH는 상시 7.0으로 가정하여 설계하고 있다. 이에 본 연구에서는 MLE 공법 하수처리장의 생물반응조 유입수 알칼리도를 계절별로 파악하여 시뮬레이션을 수행하고, 알칼리도 변화가 호기조 pH 및 NH3-N 농도에 주는 영향을 확인하였다. 연구대상 처리장의 계절별 일평균 생물반응조 유입수 알칼리도는 춘/추절기 190 mg CaCO3/L, 하절기 185 mg CaCO3/L 그리고 동절기 210 mg CaCO3/L로 하절기에 저농도 알칼리도가 유입되는 것을 실험을 통해 파악하였다. 시뮬레이션 결과, 동절기 MLSS 농도가 2,500 mg/L인 경우, 유입수 알칼리도 변화와 관계없이 호기조 NH3-N 농도는 10 mg/L 이상이며 알칼리제 투입을 통한 목표 호기조 NH3-N 농도 2.5 mg/L 달성이 어려운 것으로 확인되었다. MLSS 농도가 3,000 및 3,500 mg/L인 경우에는 유입수 알칼리도에 따라 호기조 NH3-N 농도는 각각 1.3-5.0 mg/L와 0.8-3.1 mg/L의 범위인 것을 파악하였다. 춘/추절기 및 하절기 생물반응조 유입수 알칼리도가 하한치가 유입되는 경우, MLSS 및 DO 농도와 관계 없이 pH와 알칼리도가 제한 인자로 작용하여 호기조 NH3-N 농도 2.5 mg/L 이하를 만족하지 못하였다. 반면 유입수 알칼리도가 충분한 조건에서는 DO 및 MLSS 농도만 제어해도 안정적인 질산화가 가능한 것으로 나타났다. 또한 춘/추절기 및 하절기에 호기조 DO 농도가 1.0 mg/L가 되어도 질산화가 발생되는 것이 확인되어 처리장 운영에 있어서 탄소 발생 저감 방안이 수행될 수 있다.

늘어나는 교통 수요에 대응하기 위해 지하도로 건설이 추진 중이다. 지하도로 건설 시, 진출입부에서의 차량 간 합류 및 분류로 인해 교통정체 및 안전성 저하에 대한 우려가 제기된다. 교통정체가 빈번히 발생하는 경부고속도로 금토JCT-양재IC 구간에 서울-용인 지 하도로, 양재-한남 지하도로, 양재-고양 지하도로 건설이 예정되었다. 특정 구간에 다수의 지하도로 건설 시, 접속부 배치 및 위치에 따라 이동성 및 안전성이 변화할 것으로 고려된다. 본 연구에서는 서울-용인 지하도로와 양재-한남 지하도로, 양재-고양 지하도로에 대한 접속부 배치 및 위치에 따른 이동성 및 안전성 분석을 통해 교통혼잡 완화 및 교통안전이 증가하는 지하도로 연계 방안 도출하 였다. 본 연구에서는 지하도로 연계 방안별 이동성 및 안전성 분석을 위해 4가지 시나리오 (1안 : 지하도로 미시행, 2안 : 지하도로 미 연계, 3안 : 양재-고양 연계, 4안 : 양재-한남 연계)를 선정하였다. 교통 시뮬레이션을 활용해 지상도로 및 지하도로 네트워크를 구축 하고 지하도로 내 차량 주행행태를 구현하였다. 이동성은 평균 통행속도와 통과교통량비로 분석하였으며, 안전성은 상충률을 통해 분 석하였다. 이동성 분석결과, 지상도로 합류부에서는 시나리오 3안 (양재-고양 연계)이 지하도로에서 합류되는 교통량이 가장 적어 모 든 이동성 평가지표에서 가장 큰 이동성 개선 효과가 나타났다. 그러나, 지하도로 합류부에서는 시나리오 3안에 비해 시나리오 4안 (양재-한남 연계)이 이동성 개선 효과가 큰 것으로 나타났다. 이는 유사 교통량 대비 차로수 증가 및 지상도로 합류부 정체의 영향인 것으로 분석된다. 안전성 분석결과, 지상도로 합류부에서는 시나리오 3안이 안전성이 높았으나 지하도로 합류부에서는 시나리오 4안이 안전성이 더 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 시나리오별 교통혼잡 완화 및 교통안전 증진 효과를 정량화해 지하도로 연계 방안 결정을 위한 예비타당성 조사에 반영하는 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Until all vehicles are equipped with autonomous driving technology, there will inevitably be mixed traffic conditions that consist of autonomous vehicles (AVs) and manual vehicles (MVs). Interactions between AVs and MVs have a negative impact on traffic flow. Cloverleaf interchanges (ICs) have a high potential to cause traffic accidents owing to merging and diverging. Analyzing the driving safety of cloverleaf ICs in mixed traffic flows is an essential element of proactive traffic management to prevent accidents. This study proposes a comprehensive simulation approach that integrates driving simulation (DS) and traffic simulation (TS) to effectively analyze vehicle interactions between AVs and MVs. The purpose of this study is to identify hazardous road spots for a freeway cloverleaf IC by integrating DS and TS in mixed traffic flow. The driving behavior data of MVs collected through a DS were used to implement vehicle maneuvering based on an intelligent driver model in the TS. The driving behavior of the AVs was implemented using the VISSIM parameters of the AVs presented in the CoEXist project. Additionally, the market penetration rate of AVs, ranging from 10% to 90% in 10% increments, was considered in the analysis. Deceleration rate to avoid crashes was adopted as the evaluation indicator, and pinpointing hazardous spot technique was used to derive hazardous road spots for the cloverleaf IC. The most hazardous road spot was identified in the deceleration lane where greater speed changes were observed. Hazardous road spots moved downstream within the deceleration lane as traffic volumes increased based on level of service. The number of AVs decelerating stably increased as traffic increased, thereby improving the safety of the deceleration lane. These results can be used to determine the critical point of warning information provision for preventing accidents when introducing AVs.

Being in a stable continental region (SCR) with a limited history of instrumentation, South Korea has not collected sufficient instrumental data for data-driven ground motion models. To address this limitation, we investigated the suitability of the hybrid ground motion simulation method that Graves and Pitarka (2010, 2015) proposed for simulating earthquake ground motions in South Korea. The hybrid ground motion simulation method used in this study relies on region-specific parameters to accurately model phenomena associated with the seismic source and the wave propagation. We initially employed relevant models and parameters available in the literature as a practical approach. We incorporated a three-dimensional velocity model developed by Kim et al. (2017) and a one-dimensional velocity model presented by Kim et al. (2011) to account for the crustal velocity structure of the Korean peninsula. To represent the earthquake source, we utilized Graves and Pitarka’s rupture generator algorithm along with a magnitude-area scaling relationship developed for SCR by Leonard (2014). Additionally, we assumed the stress and attenuation parameters based on studies of regional seismicity. Using the implemented platform, we simulated the 2016 Mw5.57 Gyeongju earthquake and the 2017 Mw5.4 Pohang earthquake. Subsequently, we compared results with recorded accelerations and an empirical ground motion prediction equation at strong motion stations. Our simulations had an overall satisfactory agreement with the recorded ground motions and demonstrated the potential of broadband hybrid ground motion simulation for engineering applications in South Korea. However, limitations remain, such as the underestimation of long-period ground motions during the 2017 Pohang earthquake and the lack of a model to predict the ground motion amplification associated with the near-surface site response accurately. These limitations underscore the importance of careful validation and refinement of region-specific models and parameters for practically implementing the simulation method.

본 연구는 간호대학생의 게임 기반 시뮬레이션 학습 경험을 분석하여 그 의미를 도출한 질적 연구이다. 연구 참여자는 총 18명으로, 게임 기반 시뮬레이션 수업에 참여한 간호대학생이었다. 연구 자료 는 2023년 6월부터 7월까지 포커스 그룹 인터뷰를 통해 수집되었으며, 질적 내용분석 방법을 사용하여 분 석하였다. 연구 결과, 재미, 몰입, 경쟁, 협력, 학습성과 총 5개 주요 영역에서 10개의 범주와 18개의 유의 미한 진술이 도출되었다. 결론적으로, 게임 기반 시뮬레이션 수업은 간호학생들의 재미를 통해 학습 몰입 과 동기 부여를 높이고, 실제적 협력을 경험하게 하며, 다각적인 학습성과를 거두게 하였다. 따라서 본 연 구는 간호교육에서 게임 기반 시뮬레이션을 기존 시뮬레이션 학습의 대안으로 활용할 가능성을 제시하며, 게임 기반 학습성과를 심층적으로 검증하기 위한 후속 연구를 제언한다.

본 연구는 해양에서 선박 운항 시 발생할 수 있는 항행장애물, 특히 부유물과의 충돌 위험성을 예측하기 위해 몬테카를로 시뮬 레이션을 적용한 항행안전 충돌 확률 모델을 개발하는 데 중점을 두고 있다. 항행장애물은 해양에서 선박의 운항을 방해하거나 위험을 초 래할 수 있는 물체로, 선박 사고의 주요 원인 중 하나이다. 연구는 부유물 감김 사고와 관련된 최근 5년간의 해양사고통계 정보와 7년간 사 고 데이터를 분석하여 사고 발생 패턴을 파악하고, 이를 기반으로 위험성 평가 방법론을 검토하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 임의 의 제한된 해상 공간 내에서 표류하는 부유물과 이동 중인 선박이 접촉할 확률을 도출하였으며, 다양한 변수(부유물의 크기, 개수, 속도, 이 동하는 선박의 개수, 선박의 통항 패턴 등)가 충돌 확률에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과, 표류하는 장애물의 속도보다는 장애물의 크기와 이동하는 선박의 개수에 따라 충돌 확률이 영향을 받음을 확인할 수 있었다. 이 연구는 해양과 선박 데이터 기반 실행 가능한 모델 을 제안하며, 이를 통해 선박 운항의 안전성을 높이고, 사고 예방을 위한 효과적인 관리 방안을 제공하는 것을 목표로 하고 있다.

The MBR process, which uses membrane to separate solids instead of secondary clarifier, has the advantage of maintaining high MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) concentration in bioreactors. In this study, three MBR processes combined with chemical phosphorus removal facility were studied: the phase-isolated MBR process with one recirculation pump, the A2O MBR process with two recirculation pumps, and the MBR process without a oxygen depletion reactor with three recirculation pumps. 116 simulations by EQPS (Effluent Quality Prediction System) were performed, under same design influent characteristics and hydraulic retention time, to see the effects of recirculation ratio changes on effluent water quality. The final effluent limits for total nitrogen and phosphorus were set to as 10 ㎎/L or less and 0.2 ㎎/L or less, respectively. AlCl3 was fed at MBR effluent to make 0.2 ㎎/L of total phosphorus precisely by PI (Proportional-Integral) controller in EQPS. This study showed that the phase isolated MBR process (R1 600%) had the highest nitrogen removal efficiency, with a final effluent T-N concentration of 6.765 mg/L. However, the A2O MBR process (R1 400%, R2 100%) required the lowest AlCl3 flow of 0.742 m3/day, which is approximately 59.1% lower than the average AlCl3 flow of the phase-isolated MBR process. It also produced 4,835 kg/day of sludge, the lowest among the studying MBR processes. It seems that A2O MBR process is the most economic method to treat studying wastewater to meet final effluent nutrient limit targets. However, carbon neutrality must be considered to select the best process to treat studying wastewater and it will be presented later.