제2형 당뇨병 환자에서 관상동맥석회 점수와 혈청 osteoprotegerin 농도의 상관 관계

이동규 강원대학교 대학원 2009 국내석사

배경 혈청 osteoprotegerin(OPG)은 골 재형성 과정에 관여하는 단백질로 혈청 OPG 농도의 증가는 심혈관 질환 위험과 연관되어 있다. 본 연구는 심혈관 무증상 제2형 당뇨병 환자에서 관상동맥석회 점수를 측정하여 불현성 죽상경화증의 유병율을 조사하고 혈청 OPG 농도와의 상관성을 분석하여 혈청 OPG를 죽상경화증의 혈청 지표로 이용할 수 있는지 알아보았다. 방법 2007년 3월부터 동년 7월 사이에 강원대학교병원 내분비내과 외래를 방문한 30세 이상의 제2형 당뇨병 환자들 중에서, 심혈관 질환의 증상이 없었던 140명의 환자를 대상으로 검사를 위한 혈액을 채취하고 관상동맥석회 점수(coronary artery calcification score, CACs)를 측정하였다. 결과 관상동맥 석회화는 연구 대상자의 67.1%에서 관찰되었으며 중심값은 16.50 mm3 (사분위수 0.00 - 128.75)이었다. 혈청 OPG 농도는 관상동맥석회 점수와 유의한 양의 상관관계(r = 0.303 , P < 0.001)를 나타내었으며 연령(P < 0.001)과 당뇨병의 유병기간(P = 0.001), 허리둘레(P = 0.001), 맥압(P = 0.017), 혈청 creatinine 농도(P = 0.003)가 CACs와 유의한 양의 상관관계를 나타내었다. 연령, 당뇨병 유병기간, 허리둘레, 맥압, 혈청 creatinine, 혈청 OPG를 입력변수로 시행한 다변량회귀분석에서 당뇨병 유병기간, 허리둘레, 혈청 creatinine 농도는 독립적인 위험인자로 나타났으나 혈청 OPG 농도는 제외되었다. 결론 관상동맥 석회화는 연구대상자의 2/3에서 관찰되어 불현성 죽상경화증의 유병율이 높음을 알 수 있었다. 혈청 OPG 농도는 CACs와 유의한 양의 상관관계를 보였으나 관상동맥 석회화의 독립적인 위험인자가 아님을 알 수 있었다. Background Serum osteoprotegerin(OPG) is a protein related in bone remodeling, and increased serum OPG levels is associated with risk of cardiovascular disease. The aims of this study were to investigate the prevalence of subclinical atherosclerosis by measuring coronary artery calcium score(CACs) in asymptomatic type 2 diabetic patients without prior evidence of cardiovascular disease and evaluate the relationship between OPG and CACs to determine whether OPG can be used as serum marker for atherosclerosis. Methods A total of 140 asymptomatic type 2 diabetic patients without prior evidence of cardiovascular disease were recruited from Kangwon National University Hospital diabetes clinic and assessed for their CACs with using multi-slice spiral computed tomography and measuring serum OPG, the biochemical markers of inflammation, the lipid profile. Results Coronary artery calcification was seen in 94 patients (67.1%), and median CACs was 16.50mm3 (interquartile range 0.00-128.75). The CACs were significantly correlated with serum OPG levels(r=0.303, p<0.001), age(p<0.001), the duration of diabetes(p=0.001), waist circumference(p=0.001), pulse pressure(p=0.017), and serum creatinine levels(p=0.003). Multiple regression analysis showed that the CACs were significantly associated with the duration of diabetes, waist circumference, and serum creatinine levels, but not associated with serum OPG levels Conclusions Asymptomatic type 2 diabetic patients have a high prevalence(67.1%) of subclinical atherosclerosis. Serum OPG levels were significantly correlated with CACs but were not independent risk factor of coronary artery calcification.

바이오 물질의 초고감도 테라헤르츠 분광법

이동규 서울시립대학교 2016 국내박사

초고감도 테라헤르츠 시간축 분광학을 구현하고 이를 이용하여 바이오 물질의 특성과 응용을 연구하였다. 본 연구에서는 일반적인 테라헤르츠 시간축 분광학 시스템을 기반으로 나노 안테나 어레이 기반 메타물질을 이용하여 고감도 테라헤르츠 시간축 분광학을 구축하였다. 초고감도 분광학은 나노 안테나 어레이 기반의 메타물질을 기반으로한 센싱 칩을 통하여 실현되었으며, 이 센싱칩은 타겟이 되는 물질의 특정 공진 모드를 중심으로 강한 테라헤르츠 전기장 증폭을 일으키고 흡수 단면도 또한 증가한다. 이러한 테라헤르츠 전기장 증폭을 이용하여 다형성을 갖고 있는 원료의약품(클로피도그렐 황산 수소 염)의 특성을 분석하였다. 강한 테라헤르츠 전기장으로 인한 클로피도그렐 황산 수소 염의 다형변화를 관찰 하였고, 열적으로 인한 다형의 변화가 아님을 확인하였다. 또한, 센싱칩을 통해 증폭된 테라헤르츠 전기장을 통해 고감도 탄수화물 물질의 농도변화 측정 및 구분에 관한 연구를 수행하였다. 생명체에 있어서 에너지 대사의 기본이 되는 물질인 탄수화물의 분자 인식은 생명연구에 있어서 중요한 부분이다. 센싱칩을 이용한 고감도 테라헤르츠 분광 기술은 다양한 탄수화물 분자(글루코즈, 슈크로즈, 셀루오우스, 프럭토즈 등)를 농도별로 구별할 수 있었다. 농도 변화에 따른 투과 스펙트럼의 변화뿐만 아니라 센싱칩을 이용한 테라헤르츠 투과영상으로 탄수화물 분자의 구별을 영상화할 수 있다. 이러한 나노안테나 어레이 기반의 메타물질을 기반으로 한 테라헤르츠 분광학의 또 다른 응용으로 잔류 농약 검출을 위한 초고감도 검출 방법을 연구하였다. 다양한 농약물질의 테라헤르츠 분광 결과를 바탕으로 특정 농약(메쏘밀)의 흡수 주파수에 맞춰 제작된 테라헤르츠 나노 안테나 어레이를 준비하고, 액상의 농약을 농도별로 구별 할 수 있다. 이러한 기본 원리를 바탕으로 수 ppb 농도 수준까지 잔류 농약의 검출이 가능하며, 농작물 표면에 도포된 잔류 농약을 반사형태로 실시간, 비침습, 비파괴적 검출 또한 가능하다. In this thesis, ultra sensitive terahertz (THz) time-domain spectroscopy (TDS) for bio-material was studied. The ultra- sensitivity of it is based on THz nano scale metamaterial techniques which was specially designed for the targeted resonance frequency of the sample. The characteristics of THz nano-metamaterial was reviewed based on the previous studies. And the strongly localized and enhanced THz transmission by nano-metamaterial sensing chip can effectively increase the molecular absorption cross sections, thereby enabling the detection of targeted sample molecules. Using this enhancement of THz field by nano scale metamaterial under the high power THz source, the possibility of polymorphic transition of an active pharmaceutical ingredient, clopidogrel hydrogen sulfate (CHS) was studied. The enhanced THz transmission via nano-metamaterial sensing chip can provide highly sensitive and selective detection of carbohydrate molecules. molecular recognition and discrimination of carbohydrates are important because carbohydrates perform essential roles in most living organisms for energy metabolism. This THz nano-metamaterial sensing chip recognized various types of carbohydrates molecules over a wide range of molecular concentration of carbohydrate. And the performance of nano-metamaterial sensing chip was verified with THz spectra and transmittance images of itself. Another THz nano-metamaterial sensing chip was designed for the strong THz resonance at certain frequency which is close to a sharp absorption peak of a pesticides. Enhanced THz wave via the sensing chip induces strong increasing of absorption cross section in turn leads to the detection sensitivity up to a few ppb(part per billion) level even in a solution state of pesticide sample. Also measured reflected THz signals through the sensing chip in a non-destructive manner offer the possibility for further application as a novel method for accurate molecule sensing in real time.

Analysis of thermal distribution of high-power LEDs with multi-chip package for automotive lighting systems

이동규 순천대학교 대학원 2018 국내박사

The light emitting diodes (LEDs) is used to interior and exterior light sources for vehicles, because that has a high stability, longlife, fast response time and high efficiency compared to other light sources. Earlier LED was used to backlight of interior switch for vehicles. Early in 2000 the LED was using in center high mount stop lamp (CHMSL). Recently, LED light source is using not only dashboard of vehicles but also daytime running lamp (DRL), rear combination lamp, headlamp and turn signal lamp. The LED headlamp was used to LEXUS LS600h at Koito in 2007 first development in the world (in the shown figure 1.1). With this as a momentum, many researcher was studied LED light sources in headlamp for vehicles. LED headlights are exposed to high temperatures in a limited space due to the heat generated by the engine and radiator. If an LED is exposed to heat, its performance degrades, the lifetime is reduced, the light intensity decreases and the wavelengths can shift. Therefore, thermal management and control of the junction temperature of LEDs is paramount for LED headlights in vehicles. In this paper, we examined Simulation and characterization of thermal distribution at high-power light emitting diodes in heat dissipation for vehicle. The thermal distribution of high-power LED for vehicles was investigated thermal simulation and experimental. The heatsink of LED headlamp used high-power LED was fabricated using thermally-conductive platics materials (TCP) with metla insert (Al plate). The fabricated LED headlamp with TCP was improved heat dissipation. Firstly, we inverstigated thermal dissipation of TCP in lensplate of LED lighting. For this reason, high-power LED lighting using multi array LEDs was developed with a lens plate. Multi array LEDs, which are comprised of a LED module, are used widely on the high-power LED market. Although the heat generated from the high power LED lighting using multi array LEDs is dissipated well, the heatsink for high power LED lighting is more important for heat dissipation. The lensplate of LED lighting was improved heat dissipation using TCP materials compared to commercial polymethylmethacrylate (PMMA). Secondly, in order to reduce cost and weight lightening of fabricated LED headlamp, the TCP materials applied to heatsink of LED headlamp. We studied the influence of the thermal conductivity of thermally conductive plastics (TCP) for the thermal distribution of LEDs for vehicle headlights. LED headlights were made from metallic materials and TCP materials, which were compared and analyzed in measurement and thermal simulations. Finally, This study assessed thermal interface materials (TIM) for heat transfer in LED headlamps. The TIM was added between the LED package and metal insert to augment heat dissipation. The thermal distribution and performance of TIM with the heatsink were investigated both experimentally and numerically. The thermal distribution was evaluated using the soldering temperature (TS).

선박용 UPS의 리튬인산철(LiFePO4) 배터리 화재 안전성 검증에 대한 연구

이동규 한국해양대학교 대학원 2022 국내석사

지역문화 진흥사업 운영사례 분석 연구 : <N개의 서울 강북문화재단 지원 사업>을 중심으로

이동규 추계예술대학교 교육대학원 2021 국내석사

This study was conducted using a qualitative research method focusing on the <N Seoul> project, which is a project that aimed at providing residents with local values ​​and preciousness and developing local areas for the promotion of the local culture. The purpose of this study was to analyze the achievements of local culture promotion project of Seoul Foundation for Arts and Culture on local culture and arts and development of local culture by selecting <N Seoul> project in Gangbuk-gu, focusing on the <N Seoul> project of the Seoul Foundation for Arts and Culture. <N Seoul> of Gangbuk-gu analyzed the project implementation process and project outcomes resulted from projects participants for each project with an understanding of the operation method necessary for the promotion and development of local culture and great significance in strengthening the promotion and development of local culture and it was approached from the perspective of art support and knowledge network. This study set the validity, fidelity, efficiency, suitability, achievement, and effectiveness as analysis criteria in the project process of <N Seoul> for a case study. In addition, the performance of the project was analyzed based on the direct outcomes of local culture awareness, improvement of expertise, conversion of commerciality, expansion of instruction base, formation of network, and expansion of local culture and arts, suggesting the significance of a local culture promotion project on the development of the local culture by verifying this association This study evaluated the <N Seoul> project of Gangbuk-gu, focusing on the four-year performance from 2017 to 2020, which was the stable operation period of <N Seoul>, to promote local culture, and presented the evaluated project as an analysis object. The analysis was conducted based on the interview contents for the questionnaire for six participants in <N Seoul> in Gangbuk-gu and the analysis results are as follows. First, it was found that the <N Seoul> project had the greatest effect of promoting local culture and showed a positive effect on local culture. In addition, it appeared this project expanded the scope of activities to foster a network of artists and life artists and to gather public opinion, and increased fidelity through face-to-face and contact-free meetings. Second, it was analyzed that <N Seoul> had high efficiency in a very difficult situation to promote the project. In this project, Gangbuk Cultural Foundation and PMs discuss ways to cope with the situation in order to spread and promote the grassroots local culture that is close to local life, and actively operate the media in non-face-to-face, and they are appropriately operated for the purpose of the project. Third, it was analyzed that <N Seoul> project made efforts to help participants to achieve all of their plans and goals of the network party, platform, and planning school, promotion of local culture had more positive effects on the local culture and development of local culture, indirectly helping the development of local culture. Fourth, it was analyzed that <N Seoul> project, as one of the local culture promotion projects, helped a lot in recognition of local culture by sharing the commonality and tradition of local residents and greatly helped in promotion and contributed to the improvement of professionalism through new human resources hidden in the Gangbuk region. Fifth, it was analyzed that <N Seoul> project still lacked participation of local influentials and wealthy people, but had the possibility to develop into a specialized project unique to Gangbuk-gu, where local maintainers participate starting from a planning school and taught existing participants of the project knowledge of the local area and expanded the foundation for local culture. Sixth, it was analyzied that <N Seoul>, as a local culture promotion project, created an effect on local culture and local culture promotion of the network for local residents through mutual participation in the process of visiting and connecting local cultures that local residents have not discovered yet and developed into educational effect and local culture experience, suggesting active and continuous participation and a systematic support system are important. The suggestions obtained based on the analysis results of this study are as follows. First, since <N Seoul>, a local culture promotion project, has the effect of improving the development of local culture, it should provide participants with a positive experience in the development of local culture through activities including planning schools, network parties, and platforms and ensure a long-lasting support system for the improvement of local culture promotion. Second, because <N Seoul> has a system that diversifies the plan in which participants belonging to the local culture can newly organize the values of their local culture and positive effect on the development of resident network, it is necessary to connect the project participants so that they can experience various local cultures and networks. Third, it was found that this project is not being carried out in various ways due to time, economic, and spatial constraints. Therefore, participants and experts who improve local culture should have a plan to ensure the economic feasibility of participation, prospective participants who do not participate should be provided with opportunities to promote various forms of local culture and space expansion and promotion plans that can be connected through the network needs to be prepared. Sixth, in the <N Seoul> project, participants were able to reevaluate the local culture themselves and learned the value of the network expansion and local culture when they experienced the local culture. This project is being connected by a large number of local private networks, and should prepare plans to contribute to the development of Gangbuk area in order to expand the knowledge base and enhance the effect of the network. 본 연구는 지역문화 진흥을 위하여 주민들에게 지역의 가치와 소중함을 제공하고 지역의 발달시키는 사업인 <N개의 서울> 사업을 대상으로 사례를 질적 연구 방법으로 진행하였다. 본 연구는 서울문화재단의 <N개의 서울> 사업을 대상으로 강북구 <N개의 서울> 사업을 선정하여 서울문화재단의 지역문화 진흥사업의 시행에 대한 지역 문화예술과 지역문화 발전에 대한 성과를 분석하는 목적으로 시행하였다. 강북구 <N개의 서울>은 지역문화 진흥 발전에 필요한 운영 방법에 대해 이해하고, 지역문화 진흥과 발전에 강화하는 데 큰 의미를 두고 사업의 시행과정과 사업 참여자들이 프로젝트별로 시행한 사업성과에 대해 분석하였으며 예술지원과 지식네트워크 차원에서 접근하였다. 본 연구는 사례 연구를 위해 <N개의 서울>의 사업 과정은 타당도, 충실성, 효율성, 적합성, 달성도 및 효과성에 분석기준으로 설정하였다. 그리고 사업성과는 지역문화 인식, 전문성 향상, 상업성 전환, 지시기반 확충, 네트워크 형성, 지역 문화예술 확장에 대한 직접적 결과를 분석하였으며, 이러한 관계 규명을 통해 지역문화 진흥사업이 지역문화의 발전방안의 중요성에 대한 제언을 제시하였다. 본 연구는 지역문화 진흥을 위해 <N개의 서울>의 안정적 운영 시기인 2017년부터 2020년까지의 4년 실적을 중심으로 강북구의 <N개의 서울> 사업 프로젝트를 평가하고, 평가된 프로젝트를 분석대상으로 제시하였다. 분석은 강북구의 <N개의 서울> 참여자 6인을 대상으로 한 질문지 인터뷰 내용을 토대로 진행되었으며 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, <N개의 서울> 사업은 지역문화 진흥의 효과가 가장 크고, 지역문화에 대한 긍정적 효과가 있는 것으로 나타났다. 그리고 이 사업은 예술인과 생활 예술인들의 네트워크 육성과 여론 수렴을 위해 활동 범위를 확대하고 대면과 비대면 회의를 통해 충실도를 높인 것으로 나타났다. 둘째, <N개의 서울>은 사업을 추진하고 있는 여건이 매우 어려운 상황에서 효율성이 높은 것으로 분석되었다. 이 사업은 강북문화재단과 PM들이 지역 생활과 밀착한 풀뿌리 지역문화를 확산 및 진흥시키기 위하여 적극적인 상황 대처 방안을 논의하며 비대 면으로 매체를 적극적으로 운영하고 있으며, 사업의 목적에 적합하게 운영하는 것으로 분석되었다. 셋째, <N개의 서울> 사업은 네트워크 파티, 플랫폼, 기획학교가 참여자 참여한 인원들의 기획과 목표가 모두 달성하도록 노력하였으며, 지역문화 진흥이 지역문화와 지역문화 발전에 더 많이 긍정적 효과를 가져왔으며 지역문화 발전에는 간접적으로 도움을 주고 있는 것으로 분석되었다. 넷째, <N개의 서울> 사업은 지역문화 진흥사업의 하나로 지역 주민들의 공유성과 전통성을 공유함으로 지역문화 인식이 많은 도움이 되었으며, 강북 지역의 숨어 있는 새로운 인적자원을 통해서 진흥에 크게 도움이 되어 전문성 향상에 기여하고 있는 것으로 분석되었다. 다섯째, <N개의 서울> 사업은 아직은 지역 유지들과 재력가들의 참여가 부족하고 기획학교를 앞으로 지역 유지들을 참여하여 강북구만의 전문사업으로 만들어 갈 수 있도록 가능성을 열어 놓고 있으며 프로젝트를 참여하여 기존에 참여하고 있던 인원들에게 지역에 대한 지식을 알고 지역문화에 대한 기반을 확충할 수 있는 기반이 형성되어가고 있는 것으로 분석되었다. 여섯째, <N개의 서울>은 지역문화 진흥사업으로 지역 주민들에게 지역문화와 네트워크에 대한 지역 문화진흥 지역문화에 대한 효과가 지역 주민들이 발굴하지 못한 지역문화를 찾아가 연결하는 과정에서 서로의 참여로 만들어가고 있으며 지역문화 진흥사업으로 교육적 효과와 지역문화 체험으로 전개되어 적극적이고 지속적인 참여와 체계적인 지원체제가 중요한 것으로 분석되었다. 본 연구 분석 결과에서 토대로 얻어진 제언은 다음과 같다. 첫째, 지역 문화진흥사업인 <N개의 서울>은 지역문화 발전을 향상하는 효과가 있으므로 참여자들이 기획학교, 네트워크 파티, 플랫폼 등을 매개체로 한 활동을 통하여 지역문화 발전에 긍정적인 경험을 유도하여 지역문화 진흥의 향상을 위하여 오래갈 지원체제가 보장되어야 한다. 둘째, <N개의 서울>은 참여자가 지역문화에 소속되어 지역문화에 대해 소중함을 새롭게 정리하여 만들어 갈 수 있는 기획을 다양화하는 체제와 주민 네트워크 발전에 효과가 긍정적으로 효과가 있어 사업 참여자들이 다양하게 지역문화를 네트워크를 경험 있도록 지역문화와 네트워크의 연계 방안이 필요하다. 셋째, <N개의 서울> 사업은 시간적, 경제적, 공간적인 제약으로 인하여 <N개의 서울>이 다양하게 이루어지지 못하고 있는 것으로 나타나 지역문화를 향상하게 시키는 참여자와 전문가가 참여 경제성을 담보하는 방안과 참여하지 않는 잠재 참여자들에게 다양한 형태의 지역문화 진흥의 기회를 마련해 주고 네트워크로 연계할 수 있는 공간 확장과 홍보 방안을 마련하여야 한다. 여섯째, <N개의 서울> 사업은 참여자들이 지역문화를 경험할 때 스스로 지역문화에 대해 재평가하게 되었고, 네트워크 확장과 지역문화에 대해 소중함을 알게 되었다. 이 사업은 지식기반 확충과 네트워크 효과를 높이기 위하여 지역 민간 네트워크에 의하여 많은 연결이 되고 있고 강북의 발전에 이바지하는 방안을 마련하여야 한다.

遠隔處理를 利用한 加工시스템에 關한 硏究

이동규 경희대학교 대학원 2005 국내석사

바이오가스 직접 이용 수소 생산 공정 모델링

이동규 아주대학교 일반대학원 2025 국내석사

수소는 현시점 가장 활발하게 연구되고 있고 개발되어야 하는 물질 중 하나이다. 그러나 현재 생산되는 수소의 90 % 이상은 화석연료를 원료로서 사용하고 있고, 이에 수소 생산에 있어 화석연료를 대체할 수 있는 현실적인 에너지원으로 바이오가스가 주목받고 있다. 바이오가스는 유기성 폐자원으로부터 발생한 에너지원으로 ‘탄소 중립’의 의미를 지니고 있으며 보편적이고 친환경적이라는 장점으로 활성화가 진행되고 있다. 뿐만 아니라 고질화 공정을 통해 바이오가스 내 바이오메탄을 추출하여 기존 수소 생산 공정의 원료로 사용하는 기술은 꾸준히 개발되고 있으며 국내에서 상용화까지 진행된 기술이다. 그러나 공정 내 고질화 기술에 대한 높은 유지보수 비용과 에너지 소모량 등의 문제들은 해당 공정에서 해결이 필요한 과제로서 인식되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고질화 공정을 거치지 않은 바이오가스를 버너의 연료, 수소 생산의 원료로서 활용하여, 수소 생산 설비의 운전 특성과 개질 효율을 실험적으로 분석하였으며, 이를 바탕으로 공정 모델링과 공정 개선을 진행하였다. 실험 결과, 메탄 전환율 94.2 %, 수소 선택도 57.9 % 수소 수율 0.1789 kgH2/Nm3biogas 로 목표한 개질 수준을 나타내는 것을 확인하였다. 또한 실험 결과 분석을 통해 운전적, 설계적 측면에서의 일부 개선 사항을 도출하였고, 이를 해결하기 위해 공정 시뮬레이션 소프트웨어(Unisim)를 활용한 공정 모델링과 시뮬레이션을 진행하였다. 우선 실제 실험 설비를 기반으로 공정 모델을 구성하였고, 수소 개질 반응, 수성가스 전이반응에 대한 반응 속도 모델을 대입하였다. 최종 구축된 공정 모델은 실제 실험 값과의 상관분석을 통해 검증하여 타당성을 검토하였고, 이후 공정 모델 개선을 진행하였다. 공정 모델 개선은 두 가지 케이스 분석을 통해 진행하였다. 첫 번째 케이스에서는 물 공급 조건의 변화에 따른 설비의 특성을 분석하여 물 공급 조건을 재설정하였고, 두 번째 케이스에서는 버너의 온도 제어 부담을 최소화할 수 있도록 에너지 효율 측면에서의 열교환망 개선을 진행하였다. 이를 통해 최종적으로 변경된 운전 조건과 개선된 공정 모델을 제시하였다.

XAI를 활용한 건물의 용도별 냉·난방 부하 예측에 필요한 주요 input 변수 비교

이동규 가천대학교 글로벌캠퍼스 일반대학원 2025 국내석사

산업혁명 이후 인류 활동으로 인해 대기로 다량의 온실가스가 배출 되면서 지구온난화가 가속화되었고, 이는 이상기후와 같은 심각한 환경 문제를 초래하고 있다. 특히 대기 중 이산화탄소 농도의 증가는 자연 생태계의 흡수 능력을 초과하며, 기후 변화의 주요 원인으로 작용하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국제사회는 2015년 파리협정을 통 해 지구 평균기온 상승을 산업화 이전 대비 1.5℃ 이하로 제한하는 목표를 설정하고, 탄소 중립 실현을 위한 다양한 정책을 추진하고 있다. 이러한 배경 속에서 건물 부문은 전체 에너지 소비와 온실가스 배출의 상당 부분을 차지하고 있어, 에너지 절감 및 효율 개선의 중요성이 더욱 부각되고 있다. 이를 해결하기 위해 건물 부하 예측 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 최근에는 높은 정확도를 유지할 수 있는 데이터 기반 부하 예측 방식이 주목 받고 있다. 그러나 머신 러닝과 딥러닝 기반 의 예측 모델은 black-box 방식으로 작동하기 때문에 입력 변수와 출력 결과 간의 상관관계를 명확히 이해하기 어려워 결과에 대한 신뢰도 가 낮아질 수 있다는 한계가 있다. 이를 보완하기 위해 민감도 분석 방 법이 사용되기도 하지만, 이는 다수의 시뮬레이션이나 대리 모델 생성 을 필요로 하며 여전히 black-box 방식의 단점을 완전히 극복하지 못 하고 있다. 최근 이러한 한계를 해결하기 위해 XAI(eXplainable Artificial Intelligence, 설명 가능한 인공지능)를 활용한 연구가 증가 하고 있다. 본 연구는 XAI(eXplainable Artificial Intelligence)를 활용하여 건물 용도별 냉·난방 부하 예측에 필요한 주요 입력 변수를 도출하고 비교 분석하는 것을 목적으로 한다. 대상 건물은 Large Office Building과 High-Rise Apartment로 설정하였으며, New York, Buffalo, Rochester의 세 가지 지역 기후을 기반으로 시뮬레이션을 수행하였다. EnergyPlus를 사용하여 냉·난방 부하 데이터를 생성하고, MATLAB 을 통해 XAI 기법 중 SHAP(SHapley Additive Explanations)과 LIME(Local Interpretable Model-agnostic Explanations)을 활용하여 입력 변수의 중요도를 분석하였다. 분석 결과, Large Office Building과 High-Rise Apartment 모두 외부 건구 온도와 일사량이 냉·난방 부하에 가장 중요한 영향을 미치는 변수로 확인되었다. 특히 Large Office Building 에서는 시간 요소와 요일(평일 및 주말) 구분이 냉방 부하 예측에서 중요한 변수로 나타난 반면, High-Rise Apartment에서는 시간 요소가 중요한 변수로 작용 했지만 요일의 영향은 적은 것으로 분석되었다. 이는 건물 용도에 따라 재실자의 활동 패턴이 다르기 때문으로 해석된다. 또한, SHAP과 LIME의 분석 결과를 비교한 결과, SHAP이 LIME보다 더 우수한 성능을 제공하는 것으로 나타나고, 외부 기상 데이터와 시간을 측정할 수 있는 센서가 필수적임을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구는 데이터 기반 부하 예측의 신뢰도를 향상시키고, 효율적인 센서 설계를 통해 에너지 관리 시스템의 효율성을 높이는 데 기 여할 수 있을 것으로 기대된다. Key Words : 건물 부하 예측, 주요 input 변수, SHAP, LIME, XAI The increasing concentration of carbon dioxide in the atmosphere, primarily caused by human activities since the Industrial Revolution, has become a major driver of climate change, leading to severe environmental issues. To combat this, the international community has committed to achieving carbon neutrality, with the building sector being a key area for energy efficiency improvements due to its significant contribution to global energy consumption and greenhouse gas emissions. Data-driven methods have shown promising results in building load prediction, particularly those based on machine learning and deep learning. However, the inherent black-box nature of these models often hinders understanding and trust in the prediction results. While sensitivity analysis has been employed to address this limitation, it often requires numerous simulations or surrogate model generation, which may still suffer from the limitations of black-box methodologies. To overcome these challenges, the use of Explainable Artificial Intelligence (XAI) is gaining attention. XAI techniques aim to provide insights into the decision-making process of complex machine learning models, making their predictions more transparent and interpretable. By identifying the key input variables that influence building heating and cooling loads, XAI can contribute to improving the reliability of data-driven load prediction and enhancing the efficiency of energy management systems. This study focuses on utilizing XAI to identify and analyze key input variables for predicting heating and cooling loads in different types of buildings, namely Large Office Buildings and High-Rise Apartments. The research was conducted under the climatic conditions of New York, Buffalo, and Rochester, with EnergyPlus used for generating heating and cooling load data and MATLAB employed for analyzing the importance of input variables using SHAP (SHapley Additive Explanations) and LIME (Local Interpretable Model-agnostic Explanations) techniques. The analysis revealed that external dry-bulb temperature and solar radiation were the most critical variables influencing heating and cooling loads for both building types. In Large Office Buildings, time of day and day type (weekday or weekend) were also significant variables for cooling load prediction, whereas in High-Rise Apartments, time of day was important but day type had a minimal impact. These findings suggest that occupant activity patterns, which vary depending on building usage, play a crucial role in building load prediction. Furthermore, a comparison of SHAP and LIME showed that SHAP outperformed LIME in terms of accuracy, indicating its potential for building up a cost-effective deep learning-based building load prediction system. This emphasizes the necessity of sensors capable of measuring external weather data and time parameters for accurate building load prediction. In conclusion, this study contributes to improving the reliability of data-driven load prediction and enhancing the efficiency of energy management systems through optimized sensor design. It is expected to provide valuable insights for future advancements in building energy management and sustainability.

공립 공업계열 특성화고의 학과 재구조화에 관한 방안 연구 : 서울지역 전문교과 교사의 인식을 중심으로

이동규 고려대학교 교육대학원 2024 국내석사

우리나라의 학벌주의와 산업구조 변화에 대한 극복 방향은 학습자의 올바른 진로 정책 마련과 능력중심사회의 구현이 되어야 하며, 교육계에서는 중등 직업교육의 양적・질적 개선을 통해 이를 해소하고자 하는 노력이 요구된다. 대부분의 특성화고가 많은 학과 재구조화를 겪어야 하는 상황이며, 특히 공업계열은 다른 계열에 비해 비선호 학과로 인한 충원율 저조 현상 및 산업수요·신기술 대응의 어려움이라는 여러 이유로 학과 개편이 어려움을 갖고 있어 그 문제를 해결할 수 있는 연구가 필요해 보인다. 본 연구는 서울지역 공업계열 특성화고의 전문교과 교사를 대상으로 학과 재구조화에 대한 전반적인 인식을 조사하여 공업계열 특성화고의 성공적인 학과 재구조화를 위한 요인 파악하여 그 방향성을 제시하였다. 이 연구는 서울특별시 공업계열 직업계고의 학과 재구조화에 대한 전문교과 교사 인식을 조사하는 것으로 설문지를 통한 조사 연구 방법을 적용하였다. 이에 서울특별시에 소재한 공립 공업계열 특성화고등학교의 전문교과 교사를 대상으로 학과 재구조화에 대한 설문지를 작성하여 총 358부를 배포한 후, 287부(회수율: 80.16%)를 이 연구에 유효 표본으로 활용하였다. 그리고 설문 영역별 항목에 대한 특성(교직경력, 보직교사 여부, 전공계열, 학과 개편 참여시기)에 따른 집단별 차이를 분석하기 위하여 검정(교차분석)을 실시하였으며, 분석에는 SPSS 27.0 통계프로그램을 활용하였다. 산업수요에 맞는 학과 재구조화의 방향 설정에 대하여 서울지역 공립 공업계열 전문교과 교사들의 설문조사 결과를 통해 얻은 결과를 종합하여 결론을 정리하면 다음과 같다. 첫째, 지역사회의 산업구조 및 산업수요 파악을 선행하고 이를 바탕으로 관련 산업체와 협업하여 직무 분석을 통한 체계적인 인재상 설정과 교육과정 설계가 필요하다. 연구결과 전문교과 교사들은 학과 재구조화의 필요성과 그에 대한 성과를 긍정적으로 바라보려는 경향이 있지만, 신입생 충원 문제로 산업수요에 부응하는 학과로의 개편에 많은 어려움을 겪고 있어 충원율 개선을 우선시하는 방향으로 이루어지는 것이 발견됐다. 따라서, ‘산업수요 파악-관련 취업처 발굴-직무 분석-교육과정 설계’의 순환구조로 학과 개편을 한다면, 학교로서는 충원율과 취업률 향상을, 졸업생으로서는 취업 보장이 그리고 기업으로서는 재교육 비용 절감 효과를 기대할 수 있을 것이다. 둘째, 해당 분야 관련 교육기관(전문대·폴리텍대학 또는 기업)의 협업을 통한 교육시설을 운영하는 방안이 필요하다. 설문조사 결과와 같이 재구조화 지원 사업의 예산 편성 시 개선이 가장 필요하다고 여겨지는 부분은 실습환경개선비이다. 해당 분야 관련 교육기관의 협업을 통한 교육시설을 운영한다면 학과 개편 시, 해당 분야의 기자재 및 실습실의 부족함을 해소하고, 학생에게 현장실습 기회를 충분히 제공하여 산업현장과 교육기관과의 격차를 해소시킬 수 있을 것이다. 셋째, 개편학과 교사에게 원활한 연수 시간 확보를 위한 업무 경감 지원이 필요하다. 학과 개편을 위한 교원연수의 문제점을 조사한 결과 업무 과중으로 인한 연수 시간 확보의 어려움으로 파악되었다. 이를 해결하기 위해서는 교육청 차원에서 산학겸임교사에 대한 인력풀을 구성해주어 질적 관리가 된 산학겸임교사 채용을 원활히 할 수 있게 하여 문제를 해결할 수 있을 것이라 기대한다. 넷째, 개편된 학과의 전문교과 교사에게 충분한 준비 기간을 확보해주어야 한다. 이는 해당 분야의 지식에 쉽게 접근할 수 있기도 하지만, 신산업·신기술에 대한 교재나 교육자료가 구하기 쉽지 않기 때문이기도 하다. 마이스터고등학교로 지정되면 1년 정도 준비 기간을 거친 후 신입생을 모집하듯, 학과 개편을 진행하는 소속 전문교과 교사에게 학교 차원에서 준비 기간을 마련해준다면 내실 있는 학과 개편을 이룰 수 있을 것이다. 마지막으로, 본 연구는 서울지역을 중심으로 공립 공업계열 특성화고 및 전문교과 교원을 대상으로 진행한 연구이며, 일반화하는 데는 다소 한계가 있다고 본다. 아울러 재구조화 지원 사업의 유형 중 학과 개편에 대한 것만 다루었고, 나머지 유형(‘학급증설’, ‘학교유형전환’, ‘마이크로 교육과정’)은 다루지 않았다. 따라서 다른 유형 및 직업교육 현장에 대한 인식, 실태, 요구에 대한 분석이 미흡한 관계로 향후 이러한 점을 보완할 수 있는 후속 연구가 필요하다고 본다. The direction for overcoming the academic backgroundism and industrial structural changes in our country should be to establish the right career policy for learners and to implement a competency-centered society, and the educational sector should make efforts to resolve this through quantitative and qualitative improvements in secondary vocational education. Most specialized high schools are in a situation where they have to undergo a lot of restructuring of departments, and in particular, the industrial field is having difficulty in reorganizing departments due to various reasons such as the low recruitment rate due to unpreferred departments compared to other fields and the difficulty in responding to industrial demand and new technologies. Therefore, research to solve this problem seems necessary. This study surveyed specialized subject teachers of industrial specialized high schools in Seoul to investigate their overall awareness of restructuring of departments, identified factors for successful restructuring of departments, and suggested directions. This study investigated the perception of specialized subject teachers on the restructuring of departments in industrial vocational high schools in Seoul Metropolitan City, and applied the survey research method using a questionnaire. Accordingly, a questionnaire on the restructuring of departments was prepared for specialized subject teachers in public industrial specialized high schools located in Seoul Metropolitan City, and a total of 358 copies were distributed. 287 copies (return rate: 80.16%) were used as a valid sample for this study. In addition, a test (cross-analysis) was conducted to analyze the differences by group according to the characteristics of each survey area (teaching experience, whether or not a teacher was a full-time teacher, major, and participation period in department restructuring), and the SPSS 27.0 statistical program was used for the analysis. The conclusions obtained through the survey of specialized subject teachers in public industrial vocational high schools in Seoul Metropolitan City on the direction of department restructuring to meet industrial demand are summarized as follows. First, it is necessary to first understand the industrial structure and industrial demand of the local community, and based on this, to systematically establish a talent profile through job analysis and design a curriculum in collaboration with related industries. The research results showed that although teachers of specialized subjects tend to view the necessity of department restructuring and its results positively, they are having many difficulties in reorganizing the department to meet industrial demand due to the problem of recruiting new students, and so they are prioritizing the improvement of the recruitment rate. Therefore, if the department is reorganized in a circular structure of ‘understanding industrial demand - finding related employment sites - job analysis - curriculum design’, schools can expect an improvement in the recruitment rate and employment rate, job security for graduates, and a reduction in retraining costs for companies. Second, it is necessary to operate educational facilities through collaboration with educational institutions related to the relevant field (vocational colleges, polytechnic universities, or companies). As shown in the survey results, the area that is considered to need the most improvement when allocating the budget for the restructuring support project is the cost for improving the practical training environment. If educational facilities are operated through collaboration with educational institutions related to the field, when the department is reorganized, the shortage of equipment and laboratories in the field can be resolved, and by providing students with sufficient opportunities for field training, the gap between industrial sites and educational institutions can be resolved. Third, workload reduction support is needed to secure smooth training time for teachers in the reorganized departments. As a result of investigating the problems of teacher training for department reorganization, it was found that it was difficult to secure training time due to excessive workload. In order to solve this, it is expected that the problem can be solved by organizing a human resource pool for industry-academia part-time teachers at the education office level so that the recruitment of industry-academia part-time teachers with quality management can be smoothly carried out. Fourth, sufficient preparation time should be secured for teachers of specialized subjects in the reorganized departments. This is because knowledge in the field can be easily accessed, but it is also because textbooks or educational materials for new industries and new technologies are not easy to obtain. If designated as a Meister high school, a one-year preparation period is given to recruit new students, and if the school provides a preparation period for the specialized subject teachers who are carrying out the department reorganization, it will be possible to achieve a substantial department reorganization. Lastly, this study was conducted mainly on public industrial specialized high schools and specialized subject teachers in the Seoul area, and it is considered that there are some limitations in generalizing. In addition, among the types of restructuring support projects, only the department reorganization was covered, and the other types (‘class expansion’, ‘school type conversion’, ‘micro-education curriculum’) were not covered. Therefore, since the analysis of the awareness, reality, and needs of other types and vocational education sites is insufficient, it is considered that follow-up research is needed to supplement these points in the future.

LiDAR와 AVM을 활용한 전방위 객체 검출

이동규 충북대학교 2019 국내석사

본 논문에서는 저속 주행시 물체의 물체 검출 방법 및 움직임 검출 방법을 제안한다. 필자는 3 개의 LiDAR과 4 개의 와이드 카메라를 사용하여이 시스템을 구현했습니다. 물체 감지 및 움직임 감지는 다른 평면에서도 수행되며 넓은 카메라 및 LiDAR 물체 감지는 서로 다른 평면에서 수행됩니다. 와이드 카메라의 물체 감지는 카메라 영상 좌표에서 깊은 학습 YOLO v3 모델을 사용하여 수행되고 뎁스 클러스터링은 지면에 수직 인 평면에서 LiDAR의 물체 감지를 투영하여 수행됩니다. 각 센서로 측정 된 물체 감지 결과는 차량의 움직임을보다 간단하지만 더 정확하게 표현할 수있는 평면으로 투영됩니다. 각 센서로부터 획득 된 물체 검출 데이터에 기초하여, 움직임 검출은 Dense Optical Flow를 사용하여 수행된다. 마지막으로 2 센서의 물체 감지 결과와 조감도 이미지의 모션 감지 결과를 보여 드리겠습니다. In this paper, I propose object detection method and motion detection method for objects in low-speed driving situations. I implemented this system using 3 LiDARs and 4 wide cameras. Object detection and motion detection are also performed in different planes, and wide camera and LiDAR object detection are performed in different planes. Object detection of wide camera is performed using deep learning YOLO v3 model in camera image coordinate and depth clustering is performed by projecting LiDAR's object detection on a plane perpendicular to the ground. The object detection results measured with each sensor project into the bird eye view plane, where the motion of the vehicle can be expressed more simply but more accurately. Based on the object detection data acquired from each sensor, the motion detection is performed using dense optical flow. Finally I will show 2 sensor’s object detection results and motion detection results on bird eye view image.