철도차량 스마트 운영관리를 위한 RFID 기술현황 및 개발 필요성

이상학,차정훈,서봉진,박찬영,하병용,이은미,김창현,이학용,김재식,김관수,송정훈,박세영,황시원,여진경,Lee, Sang-Hak,Cha, Jung-Hoon,Seo, Bong-Jin,Park, Chan-Young,Ha, Byoung-Yong,Lee, Eun-Mi,Kim, Chang-Hyun,Lee, Hak-Yong,Kim, Jae-Sik,Kim, Kwan-Soo 한국전자통신학회 2014 한국전자통신학회 논문지 Vol.9 No.2

철도차량에 RFID 시스템을 도입함으로써 철도 부품관리 등을 포함한 철도차량의 스마트한 운영관리가 가능하도록 하는 것은 경제적, 산업적 뿐 아니라 사회적으로도 많은 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 해외의 RFID 연구 및 개발 활용사례를 조사 분석하였다. 철도 뿐 아니라 다양한 산업분야에 RFID 기술이 적용된 사례에 관해서도 조사하였다. 철도분야에서는 주로 차량위치 검지, 차량인식 등에 RFID 시스템이 사용된 경우가 거의 대부분이었고 부품의 단순이력 관리 등에 응용한 사례도 있었다. 본 연구를 통해, 세계적으로 이미 여러 산업분야에서 RFID 기술이 활용되고 있고 철도분야에서도 여러 국가에서 RFID 기술을 활용한 운영이 활성화되어 있으나 이러한 기술 활용은 주로 차량운행과 관련된 분야에 국한되어 있고 철도부품의 유지보수 등의 분야에서는 RFID 기술개발 및 활용이 미흡하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 국내의 철도차량의 스마트한 운영관리를 위해서는 RFID 기술을 철도부품의 유지보수 및 이력관리에 적용할 수 있는 시스템이 반드시 필요하다. There are many economical and industrial as well as social demands enabling smart management of railway vehicle including parts management by introducing RFID system in railway vehicle. In this paper, overseas researches and developments which use cases of RFID were investigated and analyzed. In this process, cases of various industries adopting RFID technology as well as cases of railway part were investigated. RFID system is used mainly for railway vehicle position detection and identification of vehicles in the field of railway. Also there are cases of application on traceability management of railway vehicle parts. The system in which RFID technology can be applied to railway parts management and traceability management is necessary for smart management of domestic railway vehicle.

Determination of Eu(III) by Fluorescence Spectrometry using Fiber Optic Sensor

이상학,이윤희,양승태,최상섭,Lee, Sang Hak,Lee, Yoon Hee,Yang, Seung Tae,Choi, Sang Seob 한국분석과학회 1998 분석과학 Vol.11 No.5

수용액 중의 europium(III) 이온을 europium(III) 이온의 농도에 따른 calmodulin의 형태변화 때문에 나타나는 형광세기를 측정함으로써 정량하는 방법에 대하여 조사하였다. 광섬유센서는 광섬유의 끝 부분에 투석막을 이용하여 지시용액을 담을 공간을 만들고, 여기에 fluorescein으로 표지된 calmodulin, EGTA 및 완충용액을 넣는 방법으로 제작하였다. 지시용액으로 $5.0{\times}10^{-5}M$ calmodulin, 0.5 mM, EGTA, 5.0 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하고, 용액의 pH, 들뜸파장 및 형광 측정파장을 각각 7.0, 495 nm와 520 nm로 고정하였을 때의 europium(III) 이온에 대한 검정곡선을 작성하였다. 검출 한계는 $1.0{\times}10^{-11}M$ 이었고, 직선감응범위는 $1.0{\times}10^{-11}M{\sim}1.0{\times}10^{-9}M$ 이었다. 광섬유센서의 감응 시간은 15분 이었다. Europium(III) 이온을 본 방법으로 정량할 때, $Na^+$ 이온과 $K^+$ 이온은 전혀 방해를 하지 않았으나 $Ca^{2+}$ 이온은 심하게 방해하였다. The analytical method to determine europium(III) ion in aqueous solution by fluorescence spectroscopy based upon the conformational change of calmodulin in the presence of the analyte has been studied. The fiber optic chemical sensor used in this study was constructed by entrapping a fluorescein-labeled calmodulin solution, EGTA, buffer solution at the common end of a bifurcated fiber optic bundle by means of a dialysis membrane. The calibration curve to determine europium(III) ion was obtained when concentration of calmodulin, concentration of EGTA, Tris-HCl buffer solution, pH, excitation wavelength and fluorescence wavelength were $5.0{\times}10^{-5}M$, 0.50 mM, 5.0 mM, 7.0, 495 nm and 520 nm, respectively. The detection limit was $1.0{\times}10^{-11}M$ and the working range of the calibration curve for the sensor was $1.0{\times}10^{-11}M{\sim}1.0{\times}10^{-9}M$. The response time was 15 minutes. For the determination of europium(III) ion by the present method, $Na^+$ and $K^+$ ions did not interfere but $Ca^{2+}$ ion seriously interfered.

형광분광법에 의한 Eu(Ⅲ)의 정량

이상학,한종환,최상섭,Lee, Sang Hak,Han, Jong Hwan,Choi, Sang Seob 대한화학회 1998 대한화학회지 Vol.42 No.3

리간드 증감 유발 형광을 이용한 형광 광도법으로 수용액 중의 Eu(Ⅲ) 이온을 Eu(Ⅲ)-terephthalic acid(TPA) 착이온의 방출 세기를 측정함으로써 정량하는 방법에 대하여 연구하였다. 들뜸 파장, pH, TPA의 농도 및 방출 파장의 방출 세기에 대한 영향을 조사하였다. Triton X-100에 용해시킨 Trioctylphosphine oxide(TOPO) 용액을 Eu(Ⅲ)-TPA 용액에 첨가하였을 때는 방출 세기가 현저히 증가함을 관찰하였다. Eu(Ⅲ) 이온검정 곡선의 직선 감응 범위와 검출 한계는 TOPO를 첨가하지 않았을 경우에는 들뜸 파장, pH 및 TOPO의 농도가 각각 284nm, 4.4 및 $1.0{\times}10^{-4}M$였을 때, 각각 $1.0{\times}10^{-6}M{\sim}4.0{\times}10^{-4}M$ 및 $1.0{\times}10^{-6}M$였다. TOPO를 첨가하였을 경우에는 들뜸 파장, pH, TPA의 농도 및 방출 파장이 각각 256nm, 5.6, $3.5{\times}10^{-4}M$ 및 615nm였을 때, 각각 $1.0{\times}10^{-7}M∼1.0{\times}10^{-7}M$였다. Eu(Ⅲ) 이온을 본 방법으로 정량할 때의 방해 이온 효과에 대해서도 조사하였다. Methods to determine EU(Ⅲ) ion in aqueous solution by fluorescence spectrometry based upon the ligand sensitized fluorescence of Eu(Ⅲ)-terephthalic acid (TPA) complex ion have been studied. The effects of excitation wavelength, pH, concentration of TPA and emission wavelength on the fluorescence intensity were investigated. The fluorescence intensity of the Eu(Ⅲ) complex ion was further increased with addition of trioctylphosphine oxide (TOPO). In this case Triton X-100 was used to dissolve TOPO in aqueous solution. The calibration curve for Eu(Ⅲ) was linear over the range from $1.0{\times}10^{-6}M\;to\;4.0{\times}10^{-4}M$ and the detection limit was $1.0{\times}10^{-6}M$ under the experimental conditions of 256 nm, 5.6, $3.5{\times}10^{-4}$M$ and 615 nm for excitation wavelength, pH, concentration of TPA and emission wavelength, respectively. When TOPO was added to the Eu(Ⅲ)-TPA system, the concentration range of linear response and the detection limit were $1.0 {\times}10^{-9}M\;to\;1.0{\times}10^{-4}M,\;1.0{\times}10^{-7}M,$ respectively under the experimental conditions of 284 nm, 4.4 and $1.0{\times} 10^{-4}M$ for excitation wavelength, pH and concentration of TOPO, respectively. Effects of interferences from various cations for the determination of Eu(Ⅲ) ion were also investigated.

다변량 분석법에 의한 Anionic Surfactant와 Nonionic Surfactant의 동시정량

이상학,권순남,손범목,Sang Hak Lee,Soon Nam Kwon,Bum Mok Son 대한화학회 2003 대한화학회지 Vol.47 No.1

흡수 분광법에 의해 얻은 스펙트럼을 주성분분석(principal analysis, PCA) 으로 자료를 요약하여 주성분 회귀분서(principal component regression, PCR)과 부분 최소자승법(partial least squares, PLS)으로 음이온과 비이온 계면활성제(anionic and nonionic surfactant)를 동시에 정량하는 방법에 대하여 연구하였다. 두 가지 계면활성제가 서로 다른 농도로 혼합되어 있는 26개의 시료용액을 400~700 nm 범위에서 스펙트럼을 얻었고, 이를 이용하여 PCR과 PLS회귀모델을 얻었다. 두 가지 계면활성제가 서로 다른 농도로 포함된 5개의 외부검정용 시료들의 스펙트럼들을 이용해서 회귀모델의 적합성을 검정하기 위하여 외부검정용 시료의 농도를 계산하였다. 계산된 농도를 이용하여 relative standard error of prediction(RSEP$_{\alpha}$)를 구하여 회귀모델의 적합성을 검정하였다. A spectrophotometric method for the simultaneous determination of anionic and nonionic surfactant based on the application of multivariate calibration method such as principal component regression(PCR) and partial least squares(PLS) has been studied. The calibration models in PCR and PLS were obtained from the spectral data in the range of 400~700 nm for each standard of a calibration set of 26 standards, each containing different amounts of two surfactants. The relative standard error of prediction(RSEP$_{\alpha}$) was obtained to assess the model goodness in quantifying each analyte in a 5 validation samples which containing different amounts of two surfactants.

임베디드 시스템 상에서 블루투스 프로토콜 스택 개발

이상학,정태충,Lee, Sang-Hak,Chung, Tae-Choong 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지 A Vol.11 No.2

RF 기술 및 무선 네트워크의 발전은 다양한 형태의 새로운 네트워크가 제시되고 개발될 수 있도록 하였다. 다양한 응용분야에서 사용될 수 있는 블루투스 기술은 가장 많이 알려진 무선 개인 영역 네트워크(WPAN : Wireless Personal Area Network) 표준이다. 음성, 데이터의 동시처리가 가능한 무선 네트워크 통신 표준인 블루투스는 표준 프로파일을 기반으로 하여 다양한 응용 애플리케이션들이 나와 있다. 본 논문에서는 블루투스 기기들의 네트워크 접속을 위한 블루투스 네트워크 액세스 포인트(AP: Access Point) 개발에 대해 기술하였다. 이미 시장에 출시되어 있는 블루투스 마우스, 키보드, 헤드셋 등의 주변장치와 다르게 액세스 포인트는 네트워크 접속장치로서 다중접속, 전송 속도 등을 안정적으로 지원해야 한다. 임베디드 시스템 상에서 표준 규격을 만족하는 블루투스 액세스 포인트를 구현하기 위해 시스템을 설계, 개발하였으며, 블루투스 프로토콜 코어 스택과 프로파일을 구현하여 기능 및 성능을 평가하였다. 다양한 제품과의 접속 테스트를 통해 규격에 호환됨을 보였고, 기존의 블루투스 프로토콜 스택과 비교하여 우수한 네트워크 성능 평가 결과를 나타내었다. Recent advancement in RF technology and wireless communications has enabled the development of noble networks. Bluetooth that can be used in various application field is a kind of WPAN(Wireless Personal Area Network) standard that is widely known. Bluetooth enables voice and data applications to operate simultaneously. Various applications have been implemented based on standard Profiles. In this paper, we describes the development of Biuetooth network AP(Access Point) system for network connection of Bluetooth devices. Unlike headset, mouse, and keyboard, the access point should have capability to support multiple connection and stabilized network throughput. We have designed and developed the hardware system, core stack and profiles on embedded system to comply with standard specification. Our system showed compatibility and good protocol performance through testing with lots of products that is available in market.

주기 신호 검출을 통한 거짓 경보 제거 기능을 갖춘 비디오 화염 감지 기법

이상학,Lee, Sang-Hak 한국전자통신학회 2011 한국전자통신학회 논문지 Vol.6 No.4

A video flame detection method analyze the temporal and spatial characteristics of the regions which have the flame-like color and moving objects in the input video. The video flame detector should be able to reduce a false alarm rate without the degradation of flame detection capability. The conventional methods can reject the false alarm caused by the car lights and some electric lights. However they make the false alarm caused by the warning lights, neon sign, and some periodic flickering lights which have the flame-like color and temporal features. This paper propose the video flame detection method with periodicity analysis based false alarm rejection. The proposed method can detect the periodicity of the flickering electric lights and can reject the false alarm caused by the periodic electric lights. The computer simulation showed that the proposed method did not make the false alarm in the test video with the periodic electric lights. But the conventional methods made a false alarm in the same test video. 비디오 기반 화염 감지 기법은 입력 비디오 영상에서 화염과 비슷한 색상을 가지고 움직임이 있는 영역에 대해서 화소 단위로 화염의 특성을 가지고 있는지를 시간적, 공간적 특징 분석을 통하여 확인한다. 비디오 기반 화염 감지 기법 연구의 가장 중요한 부분 중 하나는 화염 감지 성능이 저하되지 않고 어떻게 거짓 경보의 빈도를 줄일 수 있는가 하는 것이다. 기존의 방법들은 전기 장치로 만들어진 불빛들 중에서 자동차 전조등과 같은 일반적인 움직임을 가진 전기 불빛에 의한 거짓 경보는 쉽게 제거하고 있다. 그러나 경광등, 경고등 그리고 네온사인과 같이 깜빡거림이 있는 전기 불빛은 색상과 시간적, 공간적인 특징이 실제 화염과 비슷할 경우 거짓 경보를 발생시키는 요인이 되고 있다. 본 논문에서는 경광등, 경고등 그리고 네온사인과 같이 깜빡거림이 있는 전기 불빛 화소들의 주기 신호 검출을 통하여 진짜 화염이 아님을 확인하는 거짓 경보 제거 기능을 갖춘 비디오 화염 감지 기법을 제안한다. 실험 결과 화재 감지 성능은 기존의 방법과 비슷하였으나 기존의 방법이 거짓 경보를 발생시키는 시험 비디오에서 거짓 경보가 발생되지 않음을 볼 수 있었다.

화학발광법을 이용한 Fe(Ⅱ)이온과 Fe(Ⅲ)이온의 정량

이상학,남명식,Lee, Sang Hak,Nam, Myeong Sik 대한화학회 2002 대한화학회지 Vol.46 No.6

정지흐름분석법을 이용하여 화학발광법으로 수용액 중의 Fe(II)와 Fe(III)을 분리 정량하는 방법에 대하여 연구하였다. 이 방법은 lucegenin과 $H_2O_2$ 혼합용액에 Fe(III)이온을 첨가하였을 때 화학발광의 세기가 증가하는 것을 기초로 하였다. KO H, $H_2O_2$ 및 Fe(III)의 가리움제로 이용한 citric acid의 농도와 시료의 주입속도가 화학발광의 세기에 미치는 영향을 조사하였다. 전체 철의 정량을 위하여 구한 [$H_2O_2$], [KOH] 및 흐름속도의 죄적조건은 각각 4.0M, 2.0M, 및 3.5mL/min 이었고, 이러한 최적조건 하에서 얻은 검정곡선에서 직선성이 성립하는 범위는 1.0${\times}10^{-6}$M에 서 1.0${\times}10^{-4}$M이었고, 상관계수는 0.996, 검출한계는 1.0${\times}10^{-7}$M이었다. Fe(III)이온의 정량을 위하여 구한 [$H_2O_2$], [KOH], [citric acid] 및 흐름속도의 최적조건은 각각 4.0M, 2.0M, 0.01M 및 3.5mL/min이었고 이러한 최적조건 하에서 얻은 검정곡선에서 직선성이 성립하는 범위는 1.0${\times}10^{-6}$M에서 1.0${\times}10^{-4}$M이었고, 상관관계수는 0.997, 검출한계는 5.0${\times}10^{-7}$M이었다. A method to determin Fe(II) and Fe(III) ion in aqueous solution by chemiluminescence method using a stopped flow system has been studied. The method is based on the increased chemiluminescence intensity with the addition of Fe(III) ion to a solution of lucigenin and hydrogen peroxide. The effects of KOH concentration, flow rate of reagents, $H_2O_2$ concentration and citric acid concentration used for the masking of Fe(II) ion on the chemilu-minescence intensity have been investigated. The calibration curve for total Fe was linear over the range from 1.0${\times}$$10^{-6}$ M to 1.0${\times}$$10^{-4}$M, coefficient of correlation was 0.996 and the detection limit was 1.0${\times}$$10^{-7}$M under the optimal exper-imental conditions of 4.0 M, 2.0 M, 3.5 mL/min for the concentration of $H_2O_2,$ KOH and flow rate of reagents, respec-tively. The calibration curve for Fe(Ⅲ) was linear over the range from 1.0${\times}$$10^{-6}$M to 1.0${\times}10^{-4}$ M, the coefficient of correlation was 0.997 and the detection limit was 5.0${\times}$$10^{-7}$M under the optimal experimental conditions.

화학발광법에 의한 전혈 중의 당 정량

이상학,최상섭,Lee, Sang Hak,Choi, Sang Seob 대한화학회 2001 대한화학회지 Vol.45 No.3

흐름주입 장치를 이용하여 화학발광법에 의한 전혈 중의 당을 정량하는 방법에 대하여 연구하였다. 당의 효소반응에서 생성되는 과산화수소에 의하여 424nm에서 발생하는 luminol의 화학발광 세기의 차이를 정량에 이용하였다. 효소반응기는 glucose oxidase를 aminopropyl glass bead에 혼입하여 만들었으며, 흐름셀에서 발생하는 화학발광의 세기는 광섬유 다발을 이용하여 측정하였다. 최적 실험조건을 구하기 위하여 화학발광 시약 및 효소반응기의 pH, 흐름속도 및 온도가 화학발광세기에 미치는 영향을 조사하였다. 최적실험조건에서 구한 검정 곡선은 $1.0{\times}10^{-1}$~ 7.0mM에서 직선성이 성립하였으며, 검출한계는 $6.0{\times}10^{-2}$mM이었다. 본 방법을 전혈 중의 당 정량에 적용하였으며, 그 결과를 기존의 분석법에서 구한 결과와 비교하였다. 또한, 회수율 측정을 통하여 본 방법의 신뢰성을 검증하였다. A method for the determination of glucose in human whole blood by chemiluminescence method using a stopped flow injection system has been studied. The method is based on the differences in the chemiluminescence intensities of luminol due to the different amounts of hydrogen peroxide produced from the glucose oxidase catalyzed reaction. The enzyme reactor was prepared by immobilization of glucose oxidase on aminopropyl glass beads and the chemiluminescence from a flow cell was measured by means of an optical fiber bundle. In order to obtain the optimum experimental conditions, effects of pH for the chemiluminogenic solution and enzyme reactor, flow rate and temperature on the chemiluminescence intensity were investigated. The calibration curve obtained under optimum experimental conditions was linear over the range from $1.0{\times}10^{-1}$ mM to 7.0 mM and the detection limit was $6.0{\times}10^{-2}$ mM. The proposed method was applied to the determination of glucose in whole human blood sample and the results were compared with those obtained by an official method. The present method was also evaluated by the results of recovery experiments.

Nile Blue의 산화반응을 이용한 Rh(III)의 형광분광법적 정량

이상학,이명,Lee, Sang Hak,Lee, Myeong 대한화학회 2001 대한화학회지 Vol.45 No.1

Nile blue와 sodium periodate의 산화반응에서 촉매로 작용하는 rhodium(Ⅲ) 이온의 농도변화에 따른 형광세기를 측정하여 rhodium(Ⅲ) 이온을 정량하는 방법에 대하여 연구하였다. 반응계의 pH, nile blue, sodium periodate, trioctylphosphine oxide(TOPO)의 농??및 온도가 반응속도에 주는 영향을 조사하였다. 최적 실험조건에서 rhodium(Ⅲ) 이온의 직선범위는 100ng/mL~0.1ng/mL 이었고 검출한계는 0.01ng/mL이었다. 또한 본 방법으로 Rh(Ⅲ)이온을 정량할 때의 일부 방해이온 효과에 대해서도 조사하였다. A selective kinetic fluorimetric method for the determination of trace rhodium(Ⅲ), based on the catalytic effect of rhodium(Ⅲ) on the oxidation of nile blue by periodate have been studied. The effects of pH and concentrations of nile blue, sodium periodate, trioctyl phosphine oxide(TOPO) and temperature were investigated. The calibration curve for rhodium(Ⅲ) ion was linear over the range from 100 ng/mL to 0.1 ng/mL and the detection limit was 0.01 ng/mL under the optimal experimental conditions. Effects of interferences from several cations and anions for the determination of rhodium(Ⅲ) were also investigated.

Chemical Analysis of Dolgorae-1 well Petroleum Source Rock

이상학,양문열,Lee, Sang-Hak,Yang, Moon-Yul The Korean Society of Industrial and Engineering C 1991 공업화학 Vol.2 No.2

한국 대륙붕 블럭 VI의 돌고래-1공에서 채취한 근원암의 화학성분 및 특성에 관해 조사하였다. 유징분석기를 사용하여 가스, 기름 및 총추출유기물의 양을 구했으며 총추출 유기물의 양은 0.59 %이었다. 비투멘의 양과 분자량은 용매추출법과 겔투과 크로마토그래피에 의해 구했으며, X-선회절법, 적외선분광법 및 열무게 측정법으로 물리화학적 성질을 고찰하였다. 분석 결과로부터 돌고래-1공의 시료는 미미한 석유근원암으로 평가되었다. The chemical composition and characteristics of the source rock collected from Dolgorae-1 well in Korea continental shelf block VI( $35^{\circ}$ 18'N.L., $130^{\circ}$ 28'E) have been investigated. An oil show analyzer(OSA) has been used to determine the contents of gas, oil and total organic carbon(TOC). The average TOC value for the sample is found to be 0.59%. The OSA has also provided hydrogen index and $T_{max}$, the maximum temperature which generate maximum hydrocarbons from kerogen. From a $T_{max}$-hydrogen index diagram the type of organic matter in the source rock was estimated to be type III kerogen. The content of bitumen and its molecular weight have been determined by means of extraction method and gel permeation chromatograph, respectively. The physicochemical properties has been studied using X-ray diffraction spectrometer, IR spectrometer and thermogravimetric method. On the basis of the results obtained in the present work, the samples collected from Dolgorae-1 well are evaluated to be poor source rocks.