When a ship is course-keeping in the open seas, autopilot system is adapted. The design of autopilot system is very important for improvement of ship′s element research. Automatic steering system consists of autopilot device, power unit, steering gear, magnetic or gyro compass and ship dynamics. In order to evaluate automatic steering system of ships in open seas. we need to know the characteristics of each component of the system, and also to know the characteristics of disturbance to ship dynamics. In this paper, I provide evaluation method of autopilot navigation system of the fishing ship. Prediction method based on the principle of linear superposition is introduced for irregular disturbance. For the evaluation of automatic steering system of a ship, "performance index" is introduced from the viewpoint of energy saving and calculation method is frequency response analysis. Finally, I carried out calculation of sensitivity of control constants of autopilot with various conditions of ocean environments.

지진 발생시 건축물의 내부상태를 탐사하는데 있어 콘크리트 구조물의 두께, 철근의 피복깊이, 공동의 유무를 탐사하게 되고, 이것을 통해 건축물의 손상을 추정할 수 있다. 이때 콘크리트 내부를 탐사하는 방법으로 지중 탐사 레이더(ground penetrating radar)가 효과적으로 이용될 수 있다. 기존의 레이더 측정 방법에서는 콘크리트 내부를 탐사하기 위해 시간영역에 있는 데이터로 콘크리트의 유전상수를 구하고 시간을 거리로 환산하여 육안 식별에 의해서 결과를 분석하였다. 본 연구에서는 콘크리트 시편을 측정한 후 측정된 데이터를 주파수 영역으로 변환하여 스펙트럼 분석과 필터링을 통한 방법으로 신호 처리하여 시간영역에서의 데이터 분석능력을 향상 시켰다. 데이터 획득을 위해 주로 사용되는 900MHz, 1GHz, 그리고 1.5㎓ 중심 주파수를 갖는 세 개의 안테나를 사용하여 철근시편을 탐사하였다. 주파수 영역에서 차단 주파수(cutoff frequency)를 1/3 옥타브에 의하여 변화시키면서 저역 통과, 고역 통과, 그리고, 대역 통과 등의 필터링을 하였고, 각각의 중심 주파수에 대한 가장 효과적인 차단 주파수를 찾으려고 했다. 차단 주파수의 범위는 최대 하위 2옥타브에서 상위 1옥타브와 최소 하위 2옥타브에서 하위 1옥타브가 적합하였고, 주파수 영역에서 필터링을 통해 콘크리트 내부 정보 분석력 향상을 위한 토대를 마련하였다.

Functional electrical stimulation (FES) training of the knee extensors is a useful way to rehabilitate the ability to stand and walk. However, training using FES has not been able to solve the problem of fatigue; clinical application of FES quickly produces muscle fatigue, due to the continuous activation of the muscles of the lower extremity. Therefore, reduction of muscle fatigue is an important factor in increasing the effectiveness of FES training in paraplegia. Intermittent high frequency alternating stimulation is a method that combines the advantages of high frequency (leading to strong muscle contractions) and alternating stimulation (reducing muscle fatigue), thereby continuously strengthening muscles. It is not known whether low frequency simultaneous stimulation results in stronger muscle contraction than high frequency alternating stimulation. This study compared the effectiveness of high frequency alternating stimulation with low frequency synchronized stimulation. Muscle power using FES on the quadriceps of 20 normal subjects were compared. Intermittent high frequency alternating stimulation did not produce more powerful muscle contraction than intermittent low frequency synchronized stimulation, because the muscle characteristics differed individually. Significant individual variation according to muscle characteristics was founded when applying FES. Accordingly, when physical therapists use FES to treat patients, they must be aware of individual variation in muscle characteristics.

Inverse synthetic aperture radar(ISAR)를 이용하여 콘크리트의 비파괴 검사시 필요한 적정 주파수 대역폭을 결정하기 위해 주파수 합성을 실시하였다. 콘크리트 시편의 내부를 영상화하기 위한 레이더 신호처리 기법을 이용하여 레이더 주파수 2~3.4 GHz, 3.4~5.8 GHz 대역에서 무근 콘크리트 시편과 내부 공동 또는 철근이 있는 콘크리트 시편을 대상으로 실험하였다. 분해능을 높이기 위해 두 측정 주파수 대역을 합성한 2~5.8 GHz대역에서 신호처리를 하여 영상화 결과를 향상시켰다. 주파수 대역폭 변화에 따른 콘크리트 시편 비파괴 검사 결과의 영향을 분석하였다.

An underwater speaker was made of a moving coil driver unite of usual speaker, acryl-boards, polyester resin, rubber and castor oil and it's frequency characteristics was measured in range of 250~600Hz in air water tank and sea. The results of measurements are follows: 1. Transmitting and receiving frequency of measurement frequency were similar in air, water tank and sea. 2. The input and output wave forms of a manufactured speaker which is not water-proof in air were similar to each other in 300~450Hz, but other frequencies showed distorted wave forms. 3. The input and output wave forms of an underwater speaker in water thank and sea were similar to each other in 250~600Hz. But output wave forms showed combination waves with very low frequency. 4. Transmitting and receiving frequency wave forms and resisting pressure of an underwater speaker at 80m in the depth of water were in good condition. Therefore it can be possible to use it as an underwater speaker.

초음파핑거 (ultrasonic pinger)에 의한 광범위에 걸친 고기의 추적은 1개의 핑거를 사용하여 개체어에 대하여 행하는 것이 보통이지만, 여러개의 핑거를 사용하여 어군으로서의 복수어를 동시에 추적하는 것도 생각할 수 있다. 특히, 그물 속이나 호소, 만 등 제한된 수역의 경우에는, 고정위치에서의 수신이 가능하므로 복수의 핑거를 이용하는 것이 용이하다. 복수의 핑거를 이용하는 경우에는, 각각의 핑거로 부터의 신호가 혼신하지 않도록 다주파를 이용하는 것이 일반적일 것이다. 그러나, 이러한 주파수분할방식에는 핑거의 수만큼 주파수를 달리하는 수신기를 필요로 하게 되어 실용성이 적다. 본 연구에서는, 단일주파수에 의한 소위 시분할 방식을 이용하여 펄스간격을 적당하게 정하면 혼신을 어느 정도 피할 수 있을 뿐 아니라 각각의 핑거의 식별도 가능하다는 것에 착안하여 그 방법에 관하여 검토하였다. 시분할방식에서는, 복수의 핑거로 부터의 신호를 동시에 수신하여 핑거의 위치를 계산하는 것은 불가능하다. 그렇지만 핑거의 펄스폭은 10msec 정도인데 반하여 펄스주기는 수 sec 정도이므로, 복수의 핑거의 신호가 동시에 수신되는 확률은 적다. 단, 복수의 수신점에서 수신하는 경우에는, 어느 수신점에서 수신되기 시작하여 모든 수신점의 수신이 끝날 때까지 다른 핑거로 부터의 신호가 수신되어서는 안되기 때문에 혼신의 확률은 크게 된다. 그러한 이유에서, 핑거의 수, 펄스폭, 펄스주기 및 수신점의 배치를 바꾸어가면서 시뮬레이션을 행하고, 혼신에 의한 핑거의 위치계산불능의 확률을 구하였다. 더 나아가 50kHz의 복수의 핑거를 동시에 추적하는 실험도 행하였다. 실험에서는, 혼신이 있어도 펄스주기의 상이를 이용하여, 각각의 핑거를 식별, 추적할 수 있었다.

Due to recent heavy rain events, there are increasing demands for adapting infrastructure design, including drainage facilities in urban basins. Therefore, a clear definition of urban rainfall must be provided; however, currently, such a definition is unavailable. In this study, urban rainfall is defined as a rainfall event that has the potential to cause water-related disasters such as floods and landslides in urban areas. Moreover, based on design rainfall, these disasters are defined as those that causes excess design flooding due to certain rainfall events. These heavy rain scenarios require that the design of various urban rainfall facilities consider design rainfall in the target years of their life cycle, for disaster prevention. The average frequency of heavy rain in each region, inland and coastal areas, was analyzed through a frequency analysis of the highest annual rainfall in the past year. The potential change in future rainfall intensity changes the service level of the infrastructure related to hand-to-hand construction; therefore, the target year and design rainfall considering the climate change premium were presented. Finally, the change in dimensional safety according to the RCP8.5 climate change scenario was predicted.

한반도는 지형학적 요건으로 인하여 태풍과 관련된 재난이 매년 발생하여 막대한 피해를 유발하고 있다. 태풍 내습시 폭풍해일과 집중호우가 동시에 발생한다면 해안지역의 침수피해는 더욱 증가할 것으로 사료된다. 이러한 관점에서 태풍과 폭풍해일의 상호의존성을 정량적으로 규명하는 것은 해안지역의 재해분석에 필수적이다. 본 연구에서는 Bayesian 기법을 기반으로 절점기준을 초과하는 임계값의 초과확률을 산정하기 위하여 Poisson 분포와 Generalized-Pareto 분포를 이용한 Poisson-GP 폭풍해일 빈도해석 기법을 개발하였다. 본 연구를 통하여 개발된 Poisson-GP 폭풍해일 빈도해석 기법은 설계해수면의 불확실성을 정량적으로 제시하였으며 해안지역의 폭풍해일 관련 방재기술 향상에 기여할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 표준강수지수를 이용하여 가뭄사상을 정의하고, 가뭄심도와 부족 강수량을 대상으로 이변량 가뭄빈도해석을 수행하였다. 부족강 수량은 표준강수지수의 가뭄기준인 -1에 해당하는 강수량을 기준으로 산정하였다. 지금까지 연구에서 가뭄지수의 심도와 지속기간 이용한 빈도해석을 통한 가뭄의 평가가 주를 이루었다. 하지만 이 두 변량은 선형적인 관계가 매우 높아 각 변량에 대한 단변량 빈도해석과 비교하여 정보의 확장성은 크지 않다. 2015년 가뭄의 경우, 서울, 양평, 충주지점의 ‘가뭄심도-부족 강수량’량의 재현기간은 모두 300년 이상의 극심한 가뭄을 나타내고 있지만, ‘가뭄심도-지속기간’에서는 재현기간을 약 10년, 50년, 50년으로 평가하여 큰 차이를 나타냈다. 우기를 포함한 가뭄은 강수량 부족이 심각할지라도 가뭄심도는 가뭄을 상대적으로 낮게 평가할 수 있어 실제 가뭄의 심각성을 나타내는데 한계가 있었다. ‘가뭄심도-부족 강수량’ 빈도해석 결과는 강수량의 절대적인 부족량 정보를 함께 포함하고 있어, 가뭄에 대응하기 위한 지표로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

This paper presents a convolutional neural network to automatically conduct the peak picking in frequency domain of structural responses. The peaks in frequency domain have a high potential to be the natural frequencies, which are one of the important indicator to be used for structural health monitoring purposes, such as damage detection, cable tension estimation, and finite element model updating. In general, the peaks with the corresponding natural frequencies are manually selected by the users from the frequency domain. Although this previous approach is possible to simply extract the candidate of natural frequencies, it is inappropriate in the practical applications of the long-term monitoring and the implementation for wireless smart sensor. To overcome the drawbacks, this study proposes the convolutional neural network that can automatically identify the peaks with the corresponding natural frequencies from the frequency domain of structural responses.

본 연구의 목적은 구조 시스템의 구조적 손상에 의한 고유주파수 감소율과 감쇠변수 증가율을 비교 분석하는 것이다. 이를 위하여 저주파 영역의 고유주파수와 비교적 높은 감쇠변수 특성을 갖는 2경간 H-Beam을 대상으로 실내실험과 수치해석을 수행하였으며, 충격하중 에 대한 손상 전과 손상 후 응답신호를 각각 14개 위치에서 분석하였다. 각 위치에 대한 손상 전과 손상 후 응답신호는 푸리에 변환을 통하여 고 유주파수 감소율을 분석하였으며, 감쇠변수 증가율은 웨이블릿 변환을 통하여 수행되었다. 웨이블릿 변환은 최대 웨이블릿 계수에 대응되는 스케일의 시간함수 분리가 가능하기 때문에 감쇠변수 평가에 대한 정확성을 높일 수 있다. 손상 전과 손상 후 계측된 응답신호에 대하여 고유주 파수 감소율은 민감하지 못한 결과로 평가되었고, 감쇠변수 증가율은 비교적 큰 변화량을 보여 구조 시스템의 손상도 평가에 신뢰할 수 있는 결과를 보여주었다.

본 연구에서는 금강유역에 대한 지역홍수빈도분석을 실시하고 재현기간에 따른 홍수량을 추정하는 관계식을 제안하였다. 유역 내 유량자료의 수문학적 독립성과 동질성에 대한 검증을 위하여 Lag-1 자기상관성 분석, 동질성 검정, 이상치 검정, 불일치척도 검정을 수행하였다. 검정 결과, 금 강유역의 대상 관측소들은 시간에 대하여 독립적이고 동질적 모집단에 속하며 이상치는 없었다. 일반 극치 분포(GEV), 3변수 대수정규 분포(LN- Ⅲ), 피어슨-III 분포(P-Ⅲ), 일반 로지스틱 분포(GLO), 일반 파레토 분포(GPA) 등 5개의 3변수 확률분포함수에 대한 L-모멘트비도와 평균가중거 리(AWD), 그리고 ZDIST 적합도 산정 결과, GLO 분포함수가 금강유역의 최적 확률분포형으로 선정되었다. GLO 분포를 바탕으로 지역홍수빈도를 추정하는 회귀모형을 제안하였고, 강경 관측소의 관측 유량을 이용하여 회귀모형의 적용성을 검증하였다.

초음파 장비는 여러 질환을 진단하는 장비로서 널리 사용되고 있으나, 초음파영상 품질의 평가방법에서 는 정량적 표준이 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 ATS-539 다목적 팬텀 내 8 mm 표적의 파라미터로 서 주파수, Dynamic range, 초점수를 변화하여 예민도의 SNR과 영상의 히스토그램을 분석하고 왜곡도를 측 정하여 표적별 적합한 주파수 및 파라미터를 도출하여 초음파영상의 병변 진단율을 향상 하고자 한다. 실 험재료는 초음파 장비, ATS-539 다목적 팬텀을 사용하며, 실험방법은 영상 평가 팬텀의 8 mm를 주파수(2, 3, 4 MHz, 하모닉 3, 4, 4.5 MHz), Dynamic range(58, 68, 78, 88, 98), Focus(2, 4, 6개)를 변화시키면서 85장의 영상을 획득한다. 8 mm 영상의 예민도를 Image J 프로그램에서 각 표적별 SNR을 측정하고, 왜곡도는 신호 의 히스토그램에서 백그라운드 값을 뺄셈하여 측정한다. 측정 결과 값에서 상위 40% 결과에서 파라미터 변화에 따라 예민도의 SNR, 왜곡도의 변화양상의 데이터 값을 산출하여 초음파 장비에서 적절한 영상의 품질을 나타내는 파라미터를 도출하였다. 결과는 초점수가 증가하면 SNR이 높고 왜곡도가 감소하며, 주파 수 4 MHz에서 SNR값이 높고 왜곡도가 감소하였다. 그리고 Dynamic range 88, 98에서 최적의 영상을 나타 내었으며, 실험 결과값을 기초로 초음파영상의 품질을 평가한다면 보다 정확한 초음파 진단이 가능할 것으 로 사료된다.

A new algorithm for determining optimal accelerometer locations is proposed by using a frequency-domain Hankel matrix which is much simpler to construct than a time-domain Hankel matrix. The algorithm was examined through simulation studies by comparing the outcomes with those from other available methods. To compare and analyze the results from different methods, a dynamic analysis was carried out under seismic excitation and acceleration data were obtained at the selected optimal sensor locations. Vibrational amplitudes at the selected sensor locations were determined and those of all the other degrees of freedom were determined by using a spline function. MAC index of each method was calculated and compared to look at which method could determine more effective locations of accelerometers. The proposed frequency-domain Hankel matrix could determine reasonable selection of accelerometer locations compared with the others.

There are currently using widly and universally underwater inspection of based on SONAR around world. Understand the principles od SONAR’s ultrasonic for disaster prevention of underwater structures and though indoor test it could try consideration with respect to the characteristics of the ultrasonic frequency.

본 연구에서는 가뭄의 특성분석에 유리하며, 확률론적 접근이 가능한 은닉 마코프 모델(HMM) 기반의 가뭄 분석 기법을 적용하였다. HMM 기반의 가뭄의 심도뿐만 아니라 지속시간을 동시에 평가할 수 있도록 코플라 함수 기반의 이변량 가뭄빈도해석 기법을 도입하여 우리나라의 2015년 가뭄 빈도를 평가하였다. 가뭄빈도분석 결과 최근 40년 자료를 기준으로 영동지방에 비해 영서지방이 전체적으로 가뭄이 발생할 경우 가뭄의 심도가 큰 것으로 평가되었다. 심한가뭄의 발생 비율의 경우에 철원의 경우 10%를 상회하는 등 임진강 유역에서 상대적으로 심한가뭄의 발생비율이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 한강유역 일부지점에서는 2014/2015년의 가뭄 지속기간 및 심도의 결합재현기간이 1,000년이 넘는 가뭄이 발생하고 있는 것으로 평가되었다. 특히 북한강 및 임진강 유역에 심한 가뭄이 발생하고 있으며 전반적으로 100년 이상의 기왕최대가뭄을 나타내고 있는 것으로 판단되었다.

본 연구에서는 기후변화 시나리오의 미래 전망 불확실성 요소를 감안한 근 미래(2011∼2040년) 극치 강수전망과 빈도분 석을 CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) 9개 GCMs (General Circulation Models)를 사용하여 수행 하였다. 또한, 기후자료의 유역규모 비모수적 상세화 및 편이보정 기법을 적용하여, 다중 모델 앙상블(MME)을 통한 불확실성 분석을 수행하였다. 분석결과, RCP4.5와 RCP8.5 시나리오 모두 한반도 근 미래 극치 강수특성인자의 연간 변동성과 불확실성이 커지는 것으로 분석되었으며, 강우빈도해석 결과 2040년까지 50년과 100년 빈도 확률강수량이 최대 4.2∼10.9% 증가할 것으로 분석되었다. 본 연구 결과는 다중모델 앙상블 GCMs의 불확실성을 고려한 국가수자원 장기종합 개발계획과 기후변화 적응대책 마련 등 기후변화 방재관련 정책결정 및 의사결정 지원 자료로 활용이 가능할 것이다.

본 연구에서는 지진계 센서의 동적범위를 향상시키는 새로운 방법을 제안하였다. 먼저, 센서에 포함된 저주파수 대역 잡음을 ARMA(Auto Regresive Moving Average) 모델로 모델링하고 시스템 식별 방법으로 그 모델을 식별한다. 다음으로, 모델링된 잡음과 지진파 입력을 칼만필터 식에 포함하여 칼만필터에 의한 지진파입력을 추정한다. 제안한 방법을 새로이 개발된 MEMS 기반 3축 가속도 형태의 지진계에 적용하여 성능을 검증하였다. 시험 결과는 제안한 방법이 단순한 LPF(Low Pass Filter)를 사용한 경우에 비해 동적범위를 개선시킴을 보여준다.

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.

최근 10년(‘99~‘08년)간 재해로 인한 피해가 과거 10년(‘89~‘98년)에 비해 3년 이상 증가하는 등 피해 규모가 갈수록 증가하고 있는 추세다. 또한 상습침수지역에 반 지하주택의 건설 및 전기·가스시설 등으로 인하여 침수피해로 대피하는 주민들이 위험에 노출되어 있다. 이 때문에 전문가들은 급속한 경제 성장 과정에서 재해위험을 크게 고려하지 않고 도시계획 및 개발을 주요원인으로 지적하고 있다. 따라서 침수위험지역에서 일어나는 잠재위험성을 예측하고, 위험성에 따른 영역을 분석하기 위한 연구가 필요하다. 그래서 본 연구에서는 강우빈도에 따른 도시침수 영역을 분석하여 안전한 주민대피 방안을 제시하기 위하여, MIKE URBAN의 모형 중 도심지 배수시스템의 복잡한 수리학 및 유체역학적 모의가 가능한 MOUSE Model을 선정하였으며, 경사가 급하고 우수관로가 노후하여 침수피해가 빈번한 인천시 서구 지역을 대상으로 모의를 실시하였다. 입력 자료는 인천광역시 서구의 유출계수, 지반고, 우수 관망 자료를 이용하였다. 모의 결과는 강우빈도 10년부터 200년까지 조건으로 모의하였을 때, 발생되는 침수의 지역은 대체로 비슷하나 강우빈도가 높아질수록 수위와 침수범위가 증가하는 것으로 나타났다. 강우빈도에 따른 모의결과 비교검증을 통해 보다 정확한 결과를 도출할 것이며, 모의 결과를 바탕으로 강우빈도별 침수지역 및 범위에 따라 재난시 국가에서 지정된 대피소(학교, 공원 등)에 연령대별 자유보행속도를 고려하여 최단거리의 대피로를 산정 본 연구의 결과로 강우빈도에 맞는 시나리오 구성을 지역적 특성에 맞게 적용하여 주변 도시의 재해 위험성을 사전에 예측하고 재해 취약지점에 대비할 수 있는 기초자료를 제공 할 수 있을 것으로 기대한다.