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지하공간개발에서 뮤오그래피 탐사기술의 적용성에 관한 연구
서승환 ( Seunghwan Seo ),임현성 ( Hyunsung Lim ),고영훈 ( Younghun Ko ),곽기석 ( Kiseok Kwak ),정문경 ( Moonkyung Chung ) 대한화약발파공학회 2021 화약발파 Vol.39 No.4
최근 도시지역의 지반침하가 빈번하게 발생하여 주민들의 불안이 증가하고 막대한 사회적 비용이 발생하고 있다. 지반침하의 원인 중 노후 상하수도관의 파열은 매설관의 가동을 정지시킬 뿐만 아니라 지반 및 수질오염 문제를 야기한다. 그러나 대부분의 파이프는 시공 후 매설되어 육안으로 볼 수 없기 때문에 다른 구조물에 비해 유지보수의 중요성이 저평가되고 있다. 최근 몇 년 동안 지하 파이프 및 구조물의 유지 보수에 통합 물리적 탐사가 적용되었다. 현재 지하 공간 내부와 지반취약점을 조사하기 위해 통합물리조사를 실시하고 있다. 통합물리조사는 여러 가지 물리조사를 이용하여 다양한 물성자료를 얻고 기존 자료를 추가하는 분석기법이다. 일반적으로 지반 공학에서는 전기 및 표면파 조사를 포함한 통합 물리 조사가 채택되지만, 이러한 조사를 이용하여 지하공간의 시간적 변화를 조사하는 것은 어렵다. 이에 반해 원자로 내부를 스캔하기 위한 투과기술로 우주선 뮤온을 이용한 탐사가 이루어지고 있다. 뮤온을 이용한 측량은 진동이나 전기의 영향 없이 실시간 관찰이 가능하다. 이러한 조사는 많은 노동력을 요구하지 않고 밀도 분포를 조사할 수 있기 때문에 활용 가능성 측면에서 큰 잠재력을 가지고 있다. 본 논문에서는 우주선 뮤온을 이용한 측량 기술을 소개하고, 이러한 기술을 지하 공간 및 지하구조물에 대한 새로운 물리 측량 기술로 적용할 가능성을 제시한다. Recently, the frequent occurrence of ground subsidence in urban areas has caused increasing anxiety in residents and incurred significant social costs. Among the causes of ground subsidence, the rupture of old water and sewer pipes not only halts the operation of the buried pipes, but also leads to ground and water pollution problems. However, because most pipes are buried after construction and cannot be seen with the naked eye, the importance of maintenance has underestimated compared to other structures. In recent years, integrated physical exploration has been applied to the maintenance of underground pipes and structures. Currently, to investigate the internal conditions and vulnerable portions of the ground, consolidated physical surveys are executed. Consolidated physical surveys are analysis techniques that obtain various material data and add existing data using multiple physical surveys. Generally, in geotechnical engineering, consolidated physical surveys including electrical and surface wave surveys are adopted. However, it is difficult to investigate time-based changes in under ground using these surveys. In contrast, surveys using cosmic-ray muons have been used to scan the inner parts of nuclear reactors with penetration technology. Surveys using muons enable real-time observation without the influence of vibration or electricity. Such surveys have great potential for available technology because of their ability to investigate density distributions without requiring as much labor. In this paper, survey technologies using cosmic ray muons are introduced, and the possibilities of applying such technologies as new physical survey technologies for underground structures are suggested.
서승환(Seo, Seunghwan),정문경(Chung, Moonkyung) 한국지반공학회 2024 한국지반공학회논문집 Vol.40 No.2
본 연구는 전통적인 통계기반 ARIMA(Auto-Regressive Integrated Moving Average) 모델과 딥러닝 기반 LSTM(Long Short-Term Memory) 모델을 활용하여 굴착 현장의 지중경사계 데이터를 통한 흙막이 벽체 변형을 예측하고, 두 모델의 예측 성능을 비교 분석하였다. ARIMA 모델은 시간의 흐름에 따른 시계열 데이터의 선형적 패턴을 분석하는 데 강점을 보이는 반면, LSTM은 데이터의 복잡한 비선형 패턴과 장기 의존성을 포착하는 데 우수한 능력을 보여주었다. 본 연구는 흙막이 벽체 변형 예측을 위해 지중경사계 계측 데이터에 대한 전처리, 다양한 시계열 데이터 길이 및 입력변수 조건 등에 따른 성능 평가를 포함하였으며, LSTM 모델이 ARIMA 모델에 비해 통계적으로 유의미한 예측 성능 향상을 확인하였다. 본 연구의 결과는 굴착 현장에서의 지중경사계 데이터를 활용한 흙막이 벽체의 안정성 평가에 LSTM 모델을 효과적으로 적용할 수 있음을 보여준다. 또한 이를 바탕으로 향후 굴착 현장 전체에 대한 안전 모니터링 시스템 구축과 시계열 예측 모델 발전에 기여할 것으로 기대된다. This study employs traditional statistical auto-regressive integrated moving average (ARIMA) and deep learning-based long short-term memory (LSTM) models to predict the deformation of earth retaining walls using inclinometer data from excavation sites. It compares the predictive capabilities of both models. The ARIMA model excels in analyzing linear patterns as time progresses, while the LSTM model is adept at handling complex nonlinear patterns and long-term dependencies in the data. This research includes preprocessing of inclinometer measurement data, performance evaluation across various data lengths and input conditions, and demonstrates that the LSTM model provides statistically significant improvements in prediction accuracy over the ARIMA model. The findings suggest that LSTM models can effectively assess the stability of retaining walls at excavation sites. Additionally, this study is expected to contribute to the development of safety monitoring systems at excavation sites and the advancement of time series prediction models.
서승환 ( Seo Seung Hwan ),이상학 ( Lee Sang Hag ),정기웅 ( Jeong Gi Ung ) 한국국제통상학회 2003 국제통상연구 Vol.8 No.1
With the explicit consideration of the structural change, this paper constructs the Economic Performance Index(EPI) by integrating economic growth rate, inflation rate, unemployment rate and the current account. Intranational and international comparisons among Korean, US, and Japanese EPIs have been derived. Intranational analyses indicate that the EPI of each country properly reveals the typical history of each country`s economic situation and performance. Especially in case of Korea, it has been found that the EPIs significantly dropped at the end of each political regime with no exceptions. Results of International comparisons are as follows. First, the EPI of Korea is relatively largely affected by other countries compared with the US and Japan. In detail, the Korean economic growth and the balance of payment are mostly affected by Japan while the inflation rate is largely affected by the US. Second, even though the EPI of the US is least affected by other countries among these three nations, the inflation rate and balance of payments are slightly affected by Japan. Last, even though the EPI of Japan is mostly affected by the US, effects of Korea and US upon the Japanese balance of payments are almost the same.