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소규모 건설현장의 안전사고 예측을 위한 딥러닝 알고리즘 기반의 예측프레임워크 제안
김지명 ( Kim Ji-myong ) 한국건축시공학회 2023 한국건축시공학회지 Vol.23 No.6
건설산업의 재해율은 다른 산업에 비해 매우 높다. 그 이유로 다른 규모에 비해 상대적으로 더 사고에 취약한 소규모 건설현장의 높은 재해발생율을 꼽고 있다. 최근 난이도 높은 도심 건설공사의 증가, 악천후의 증가 등으로 앞으로 소규모 건설현장의 사고 발생 위험은 더 커질 것으로 예상된다. 따라서 소규모 건설현장의 사고를 사전에 예측하고 이를 통한 사고 예방 및 저감은 건설산업의 재해율을 낮추기 위해 반드시 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 소규모 건설현장 사고를 예측하기 위한 Deep Neural Network Algorithm 기반의 사고 예측 모델 개발 프레임워크를 제안하였다. 본 연구의 프레임워크와 결과를 활용하여 소규모 건설현장 안전관리의 가이드 라인으로 활용이 가능하며, 궁극적으로 소규모 건설현장에서의 사고 위험을 줄임으로써 지속가능한 건설사업관리에 기여할 수 있을 것이다. This study aims to develop a framework for an accident prediction model leveraging a deep neural network algorithm, specifically tailored for small-scale construction sites. Notably, the incidence of accidents in the construction sector is markedly higher compared to other industries, with a significant contribution from small-scale sites. The challenging nature of construction in urban settings, coupled with the increasing frequency of adverse weather conditions, is likely to escalate accident risks at these sites. Anticipating and mitigating accidents at small-scale construction sites is therefore crucial to decrease the overall industry accident rate. Consequently, this research introduces a Deep Neural Network-based model for forecasting accidents at small-scale construction sites. The framework and findings of this study are poised to serve as a guideline for the safety management of small-scale construction projects, ultimately aiding in the realization of safer, more sustainable construction practices at these sites.
누설 및 순환전류에 따른 ESS의 안전성 평가방안에 관한 연구
김지명(Ji-Myung Kim),최성문(Sung-Moon Choi),김경화(Kyung-Hwa Kim),이나경(Na-Kyung Lee),노대석(Dae-Seok Rho) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.9
최근, 에너지저장장치(ESS, energy storage system)에서 빈번하게 발생하고 있는 화재사고로 인하여, ESS의 안전기준을 고려한 위험요소 평가 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 이 중에서 누설 및 순환전류는 화재사고의 주요 원인 중 하나로 평가되며, ESS 배터리 안전성에 영향을 줄 가능성이 있다. 따라서, 본 논문에서는 IGBT의 기생 커패시턴스, 배터리 기생 커패시턴스, 선로의 절연성능, 계통 긍장 및 불평형부하에 의한 누설 및 순환전류 발생 메커니즘을 제시하고, 심각도, 발생도, 검출도로 구성된 위험우선순위(RPN, risk priority number) 평가방안을 제안하여, 다양한 누설 및 순환전류의 발생원인에 의한 ESS의 안전성 평가를 수행한다. 여기서, 심각도는 누설 및 순환전류의 크기에 따라 가중치를 다양하게 적용하며, 발생도는 누설 및 순환전류의 발생빈도를 고려하고, 검출도는 발생된 누설 및 순환전류를 검출 가능성을 바탕으로 평가한다. 또한, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 배전계통부, PCS부, 배터리부, 불평형 부하부 등으로 구성된 누설 및 순환전류 안전성 평가 모델링을 수행하며, 이를 바탕으로 4가지의 메커니즘에 의한 누설 및 순환전류의 특성을 분석한다. 상기에서 제시한 메커니즘에 의한 누설 및 순환전류 특성과 RPN에 의한 ESS의 안전성을 종합적으로 평가한 결과, 계통 긍장 및 불평형부하에 의한 순환전류가 ESS의 안전성에 영향을 줄 가능성이 가장 높으며, 계통 조건에 대한 면밀한 설계 검토 및 모니터링이 요구됨을 알 수 있다. Recently, due to the frequent occurrence of fires in energy storage systems (ESSs), related research is actively conducted on risk factor evaluations considering safety standards in ESSs. In particular, leakage and unbalanced current are evaluated as major causes of fires and have the potential to affect the safety of batteries in ESSs. Therefore, this paper proposes a risk priority number (RPN) evaluation method that is composed of severity, occurrence, and detection degree in order to assess the safety level in ESSs. The severity degree is weighted differently depending on the magnitude of the leakage current, the occurrence degree is considered as the frequency of leakage current, and the detection degree is evaluated based on the possibility of detecting leakage current. We also modeled the leakage current based on the distribution system, PCS, battery system, unbalanced load system, etc. We analyzed the characteristics of the leakage current as well. From simulation results based on the proposed model and safety evaluation method, it was confirmed that leakage currents caused by the distribution length and unbalanced load were evaluated as having priority rank in affecting the safety level in ESSs. Therefore, detailed design and monitoring of the distribution system conditions are necessary to ensure the safety in ESSs.
PSCAD/EMTDC를 이용한 5kV급 MVDC 독립형 마이크로그리드의 보호협조 모델링에 관한 연구
김지명(Ji-Myung Kim),태동현(Dong-Hyun Tae),이세연(Se-Yeon Lee),정재범(Jae-Beom Jung),노대석(Dae-Seok Rho) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10
본 논문에서는 5kV급 MV-LVDC 마이크 로그리드의 안정적인 운용을 위해, MVDC 선로, LVDC 선로, AC측에서 사고가 발생하는 경우에 대하여 시나리오별 보호기기의 운용방안을 제안하고, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, 태양광전원, ESS, MVDC 선로, DC/DC 컨버터, DC/AC 인버터, 보호기기 등으로 구성된 MV-LVDC 마이크로그리드의 전체 시스템의 모델링을 수행한다. 이를 바탕으로 다양한 사고지점별 시뮬레이션을 수행한 결과, 제안한 보호기기의 운용방안에 따라 적절한 보호협조가 수행됨을 알 수 있어 본 논문의 유효성을 확인하였다.