Forecasting Demand of Agricultural Tractor, Riding Type Rice Transplanter and Combine Harvester by using an ARIMA Model

Kim, Byounggap,Shin, Seung-Yeoub,Kim, Yu Yong,Yum, Sunghyun,Kim, Jinoh Korean Society for Agricultural Machinery 2013 바이오시스템공학 Vol.38 No.1

Purpose: The goal of this study was to develop a methodology for the demand forecast of tractor, riding type rice transplanter and combine harvester using an ARIMA (autoregressive integrated moving average) model, one of time series analysis methods, and to forecast their demands from 2012 to 2021 in South Korea. Methods: To forecast the demands of three kinds of machines, ARIMA models were constructed by following three stages; identification, estimation and diagnose. Time series used were supply and stock of each machine and the analysis tool was SAS 9.2 for Windows XP. Results: Six final models, supply based ones and stock based ones for each machine, were constructed from 32 tentative models identified by examining the ACF (autocorrelation function) plots and the PACF (partial autocorrelation function) plots. All demand series forecasted by the final models showed increasing trends and fluctuations with two-year period. Conclusions: Some forecast results of this study are not applicable immediately due to periodic fluctuation and large variation. However, it can be advanced by incorporating treatment of outliers or combining with another forecast methods.

An Analysis of Factors Relating to Agricultural Machinery Farm-Work Accidents Using Logistic Regression

Kim, Byounggap,Yum, Sunghyun,Kim, Yu-Yong,Yun, Namkyu,Shin, Seung-Yeoub,You, Seokcheol Korean Society for Agricultural Machinery 2014 바이오시스템공학 Vol.39 No.3

Purpose: In order to develop strategies to prevent farm-work accidents relating to agricultural machinery, influential factors were examined in this paper. The effects of these factors were quantified using logistic regression. Methods: Based on the results of a survey on farm-work accidents conducted by the National Academy of Agricultural Science, 21 tentative independent variables were selected. To apply these variables to regression, the presence of multicollinearity was examined by comparing correlation coefficients, checking the statistical significance of the coefficients in a simple linear regression model, and calculating the variance inflation factor. A logistic regression model and determination method of its goodness of fit was defined. Results: Among 21 independent variables, 13 variables were not collinear each other. The results of a logistic regression analysis using these variables showed that the model was significant and acceptable, with deviance of 714.053. Parameter estimation results showed that four variables (age, power tiller ownership, cognizance of the government's safety policy, and consciousness of safety) were significant. The logistic regression model predicted that the former two increased accident odds by 1.027 and 8.506 times, respectively, while the latter two decreased the odds by 0.243 and 0.545 times, respectively. Conclusions: Prevention strategies against factors causing an accident, such as the age of farmers and the use of a power tiller, are necessary. In addition, more efficient trainings to elevate the farmer's consciousness about safety must be provided.

Development of Mock Control Devices and Data Acquisition Apparatus for Power Tiller Training Simulator

Kim, YuYong,Kim, Byounggap,Shin, Seung-yeoub,Kim, Byoungin,Hong, Sunjung Korean Society for Agricultural Machinery 2015 바이오시스템공학 Vol.40 No.3

Training power tiller operators in safe farming is necessary to avoid farming accidents. With the continuing progress in computational technology, driving simulators have become increasingly popular for conducting such training. Purpose: The objective of this study is to develop mock control devices and data acquisition apparatus for a tiller simulator. Methods: Except for the stand and tail wheel adjusting levers, the mock control devices were developed using a tiller handle assay. The data acquisition apparatus was realized using an embedded data-logging device and LabVIEW, the system design software. Results: The control devices of a real handle assay were successfully mimicked by the mock operator control devices, which used sensors for the relevant measurements. The data from the mock devices were acquired and transmitted to the main computer at intervals of 10 ms via Wi-Fi. Conclusions: The developed mock control devices operate similar to real power tillers and can be utilized in power tiller training simulators.

Development of Driving Simulator for Safety Training of Agricultural Tractor Operators

Kim, Yu-Yong,Kim, Byounggap,Shin, Seung-Yeoub,Kim, Jinoh,Yum, Sunghyun Korean Society for Agricultural Machinery 2014 바이오시스템공학 Vol.39 No.4

Purpose: This study was aimed at developing a tractor-driving simulator for the safety training of agricultural tractor operators. Methods: The developed simulator consists of five principal components: mock operator control devices, a data acquisition and processing device, a motion platform, a visual system that displays a computer model of the tractor, a motion platform, and a virtual environment. The control devices of a real tractor cabin were successfully converted into mock operator control devices in which sensors were used for relevant measurements. A 3D computer model of the tractor was also implemented using 3ds Max, tractor dynamics, and the physics of Unity 3D. The visual system consisted of two graphic cards and four monitors for the simultaneous display of the four different sides of a 3D object to the operator. The motion platform was designed with two rotational degrees of freedom to reduce cost, and inverse kinematics was used to calculate the required motor positions and to rotate the platform. The generated virtual environment consisted of roads, traffic signals, buildings, rice paddies, and fields. Results: The effectiveness of the simulator was evaluated by a performance test survey administered to 128 agricultural machinery instructors, 116 of whom considered the simulator as having potential for improving safety training. Conclusions: From the study results, it is concluded that the developed simulator can be effectively used for the safety training of agricultural tractor operators.

트랙터, 승용이앙기, 콤바인의 수명함수 추정

김병갑 ( Byounggap Kim ),이정민 ( Jeongmin Lee ),김성옥 ( Seongok Kim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

최근 미세먼지 등 환경오염에 대한 사회적인 관심 증가와 환경 관련 정책 강화에 따라 노후 농업기계 및 폐농업기계의 처리에 관한 논의가 활발하다. 폐농업기계 처리 방안 등을 수립하려면 폐기 대상이 되는 농업기계의 수가 얼마나 될 지 추산하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 농업기계의 폐기대수의 추정에 활용할 수 있는 수명 함수를 추정하고자 하였다. 수명함수 중 가장 널리 쓰이는 모형은 와이블 분포함수이다. 수명함수의 추정은 이 함수의 2가지 모수(형상계수, 척도계수)를 결정하는 과정이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 농업기계의 수명에 대한 신뢰도함수(생존함수)를 구하기 위하여 국립농업과학원에서 실시하는 “농업기계 이용실태 조사”의 표본농가(1,500호)가 보유한 트랙터, 승용이앙기, 콤바인의 생산연도별 보유대수와 당해 연도의 공급대수를 이용하여 잔존율을 산정한 후 최소자승법을 이용하여 함수의 계수를 추정하였다. 표본 농가가 보유한 트랙터, 승용이앙기, 콤바인의 대수는 각각 685, 236, 173대였다. 트랙터, 승용이앙기, 콤바인의 형상계수 및 척도계수는 각각 2.14 및 19.7, 3.05 및 15.05, 4.29 및 17.02로 나타났다. 형상계수가 클수록 수명이 좁은 범위에 집중적으로 분포하게 되는데 트랙터보다는 콤바인의 수명 분포가 더 좁고 집중적이라고 판단할 수 있다. 척도계수는 평균 수명의 약 68%에 해당한다고 알려져 있는데 이에 따르면 트랙터의 수명이 가장 길고 그 다음으로 콤바인, 승용이앙기 순으로 나타났다. 콤바인의 수명이 승용이앙기의 수명보다 더 긴 것은 가격이 더 고가라서 더 오래 사용하기 때문으로 생각된다. 폐농업기계의 처리대수는 본 연구에서 구해진 신뢰도 함수를 각 연도별 공급대수에 적용한 후 경과연도별로 수명이 다한 농업기계의 대수를 후향적으로 합함으로써 추정할 수 있어 폐농업기계 처리 방안 수립에 도움이 될 것으로 생각된다.

일본의 중고 농업기계 유통체계

김병갑 ( Byounggap Kim ),이정민 ( Jeongmin Lee ),김성옥 ( Seongok Kim ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

영농규모의 양극화, 농업기계의 대형화, 농촌 노동력 부족 심화 등에 따라 중고 농업기계를 구입하여 사용하는 농가가 적지 않은 실정이다. 우리나라에서 농업기계 대리점에서 신품 농업기계 판매할 때 인수해오는 중고 농업기계가 유통되는 경우가 가장 많은 것으로 추정된다. 이러한 유통체계에 대하여 중고 농업기계의 가격정보가 부족하고 품질평가에 대한 신뢰성이 미흡하다는 지적이 있다. 우리나라의 유통체계 개선을 위하여 참조가 가능하도록 우리나라와 농업기계 유통구조가 유사한 일본의 중고 농업기계 유통체계를 살펴보았다. 일본에서는 중고 농업기계 사정사업자를 두고 있는데 이들은 중고 농업기계의 가격과 품질평가를 실시한다. 사정사업자의 요건은 중고 농업기계 사정사가 근무하고 있어야 하며, 고물상업으로 신고가 되어 있어야 하며, 전농 또는 전농기계상련에 소속된 사업자이어야 한다. 이들은 일본농업기계화협회에서 관리를 하는데 2018년에 469개 업소가 신고되어 있으며 이중 전농에 소속된 사업자가 192개소, 상련에 소속된 사업자가 277개소이다. 사정사에 응시할 수 있는 자격은 JA그룹 농기서비스사 1급, 2급, 얀마 정비사 1급, 2급, 자동차정비사(국가검정, 특수정비사 제외, 중고사정사 취득 후 3년 내 정비기능사 자격 취득해야 함) 자격증을 가지고 있어야 한다. 자격에 부합하는 사람은 강습을 수강하고 실기시험에 합격하면 사정사 자격이 주어진다. 사정사 시험의 운영과 관리는 일본농업기계화협회가 맡고 있다. 일본 중고농업기계 유통에 있어서의 또 다른 특징은 일본농업기계화협회에서 중고 농업기계 가격가이드북을 발간한다는 점이다. 매년 농업기계 판매점과 JA 농업기계 센터를 대상으로 중고 트랙터, 승용이앙기, 콤바인의 거래 가격 및 대수를 조사하여 그 결과를 발간하는데 3대 이상 판매된 모델의 최대, 최소, 평균값을 제시한다. 이 조사 결과는 중고 농업기계 판매점에서 가격 결정에 참고한다. 중고 농업기계의 가격은 연식, 사용시간, 상태 등 여러가지 요인에 영향을 받겠지만, 실제 거래가격에 대한 조사결과가 제공된다면 중고 뿐만 아니라 신품 유통에도 도움이 되리라 생각된다.

Information Technology and Electronics ; Development of Mock Control Devices and Data Acquisition Apparatus for Power Tiller Training Simulator

( Yuyong Kim ),( Byounggap Kim ),( Seungyeoub Shin ),( Byoungin Kim ),( Sunjung Hong ) 한국농업기계학회 2015 바이오시스템공학 Vol.40 No.3

Training power tiller operators in safe farming is necessary to avoid farming accidents. With the continuing progress in computational technology, driving simulators have become increasingly popular for conducting such training. Purpose: The objective of this study is to develop mock control devices and data acquisition apparatus for a tiller simulator. Methods: Except for the stand and tail wheel adjusting levers, the mock control devices were developed using a tiller handle assay. The data acquisition apparatus was realized using an embedded data-logging device and LabVIEW, the system design software. Results: The control devices of a real handle assay were successfully mimicked by the mock operator control devices, which used sensors for the relevant measurements. The data from the mock devices were acquired and transmitted to the main computer at intervals of 10 ms via Wi-Fi. Conclusions: The developed mock control devices operate similar to real power tillers and can be utilized in power tiller training simulators.

우리나라의 중고 농업기계 유통량 추정

김병갑 ( Byounggap Kim ),이정민 ( Jeongmin Lee ),김성옥 ( Seongok Kim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

농업기계의 보급이 많이 이루어지고 이용패턴이 변화함에 따라 중고 농기계를 구입하여 사용하는 농가가 증가해왔다. 중고농기계 유통과 관련하여 농식품부에서는 중고농기계의 가격정보가 부족하고 품질평가에 대한 신뢰성이 미흡하여 이에 대한 대책으로 중고농기계 재활용 체계 구축을 위한 통계 생산을 추진하고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 주요 농업기계라고 할 수 있는 트랙터, 승용이앙기, 콤바인 등 3개 기종의 유통량을 추정하여 정책 자료로 제공하고자 하였다. 유통량은 농협중앙회의 면세유 등록 대장을 이용하여 추정되었다. 농업인들이 새로 농업기계를 구입했을 때, 면세유를 지급받기 위해서 해당 기계를 농협에 등록하게 된다. 본 연구에서는 농협으로부터 2017년에 새로 등록된 농업기계에 대한 자료를 협조받아 분석하였다. 등록 시에는 등록일자, 생산년도, 기종명, 규격 사용유종 등의 정보를 입력하게 되는데 생산년도가 2017년 또는 2016년인 농업기계는 신품으로, 나머지는 중고품으로 분류하였다. 분석결과를 보면 트랙터, 승용이앙기, 콤바인의 전체 등록대수는 각각 26,477, 7,555, 6,211대였으며, 이중 중고 등록대수는 각각 15,876, 3,495, 3,504대로 중고 등록대수의 비율은 각각 59.9, 46.2, 56.4%로 나타났다. 규격별로는 소형일수록 중고 등록 비율이 더 높게 나타나는 경향을 보였는데, 소형 및 대형 트랙터는 각각 79.3 및 44.6%, 3조 이하 및 5조 이상 콤바인은 각각 97.0 및 41.1%였다. 연령별로는 트랙터와 승용이앙기는 60대 이상의 중고등록비율이 가장 낮고 그 다음으로 50대, 40대 순이었으며, 콤바인은 50대의 중고비율이 가장 낮고 그 다음으로 60대, 30대 이하 순으로 나타났다.

GPS 및 지리정보를 활용한 콤바인 보관 및 작업 상태 인식

김병갑 ( Byounggap Kim ),이정민 ( Jeongmin Lee ),나종찬 ( Jongchan Na ),윤영태 ( Youngtae Yun ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

최근 GPS를 이용한 위치정보와 지리적 특성 정보를 결합하여 유의미한 정보를 추출하는 경우가 증가하고 있다. 본 연구에서는 콤바인에 GPS 수신장치를 부착하여 위치정보를 수집하고 이를 지리정보와 결합하여 작업상태나 보관 등 농업기계의 이용상태를 인식할 수 있을지를 검토하였다. GPS 수신기는 국내에서 위치추적용으로 판매되고 있는 로드맥스를 사용하였다. 이 수신기를 2022년 10월 5일부터 26일까지 전북 정읍의 6조식 콤바인에 부착하여 위치정보를 수집하였으며, 해당기간 내 실제로 신호가 수신된 날짜는 총 18일간이었다. 콤바인의 움직임이 있을 때마다 시간과 위도, 경도가 저장되었으며, 움직임이 없을 때는 1시간마다 위도와 경도를 저장하였다. 수집된 위치정보는 모두 17,025건이었다. 시간과 위도, 경도 정보를 이용하면 이동거리나 이동속도를 계산할 수 있어 정지상태인지 이동상태인지는 파악할 수 있으나 정지나 이동상태에서의 세부적인 상태는 파악하기 어려운 경우가 생긴다. 이를 보완하기 위하여 각 위치의 공간특성 정보(논, 밭, 주거지, 도로 등)를 레코드별로 추가하였으며, 이 작업은 오픈소스 GIS 프로그램인 QGIS를 이용하였다. GPS 정보와 지리특성 정보를 이용하여 콤바인의 상태를 농작업(수확), 이동, 보관, 기타(휴식, 식사 등)로 구분하였다. 밤 시간대는 보관, 낮 시간대는 속도가 0.5m/s 미만일 때 장소가 논이면 농작업 아니면 기타로 분류하였다. 속도가 0.5~2.0m/s일 때는 장소가 논이면 농작업, 아니면 이동으로 분류하였고, 속도가 2.0m/s 이상이면 이동으로 분류하였다. 그 결과를 보면 농작업, 이동, 보관, 기타 상태에 해당하는 레코드 수는 각각 14,583, 1,486, 307, 649건이었으며, 해당되는 시간은 각각 114, 9, 299, 9시간인 것으로 나타났다. 본 연구의 한계는 콤바인의 상태를 결정하는 방법의 정확성을 담보할 수 없다는 점과 이를 확인할 수 없다는 점이라고 할 수 있다. 후속 연구를 통해 이에 대한 개선이 필요하며, 이러한 문제점을 해결하면 GPS 정보만 수집해도 기계의 상태를 보다 정확하게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

마이크로폰의 방향에 따른 운전자 소음 측정치 비교

김병갑 ( Byounggap Kim ),이정민 ( Jeongmin Lee ),김성옥 ( Seongok Kim ),노재승 ( Jaeseung Noh ),유영교 ( Youngkyo Yoo ),오종현 ( Jonghyeon Oh ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

농업기계 운전자가 어느 정도의 소음에 노출되어 있는지에 대하여 미국이나 일본 등 선진국과는 달리 우리 나라에서는 거의 연구가 이루어지지 않았다. 소음 노출 수준의 측정방법은 고용노동부의 고시를 준용할 수 있으며, 이 측정법에서는 마이크로폰의 위치가 작업자의 귀로부터 30cm 이내이어야 한다고만 규정되어 있고 방향에 대해서는 규정되어 있지 않다. 본 연구에서는 고시에서 규정된 위치 내에 부착된 마이크로폰의 방향에 따라 소음 측정치에 차이가 있는지를 확인해보고자 하였다. 본 비교측정을 위하여 사용한 누적소음측정계는 미국 Larson Davis사의 Spark 706RC 모델이었다. 측정조건은 고용노동부 고시에 부합하도록 청감보정특성은 A로, 지시침 동작은 ‘Slow’로, 기준은 90dB, 교환율은 5dB, 문턱값은 80dB로 설정하여 측정하였다. 측정은 트랙터로 포장로를 주행하는 작업을 대상으로 하였으며, 마이크로폰을 트랙터 운전자 상의의 목부분에 각각 왼쪽에서 앞 방향, 오른쪽에서 앞방향, 오른쪽에서 옆방향으로 향하도록 부착하여 3차례 반복 측정하였다. 측정시간은 1반복당 약 10분 정도였으며, 해당 시간 동안의 시간가중평균누적소음(Time Weighted Average, TWA)을 측정하여 비교하였다. 측정 결과, 왼쪽 앞방향, 오른쪽 앞방향, 오른쪽 옆방향에서의 TWA는 각각 90.2, 90.6, 88.6dB (A)로 나타났다. 분산분석 결과 세 처리간에 평균값의 차이가 있는 것으로 나타났으며(p=0.047605), 다중비교 결과 오른쪽 앞방향과 오른쪽 옆방향 간에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 트랙터의 주요 소음원은 엔진이므로 마이크로폰의 방향이 옆방향보다는 앞방향으로 향했을 때 소음이 더 크게 측정된 것이라고 추론할 수 있다. 또한, 이러한 비교측정 실험을 통해 농업기계 운전자의 소음 노출 수준 측정시 마이크로 폰의 방향은 주 소음원을 향하도록 장착해야 한다는 결론을 얻을 수 있었다.