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Nonlinear Observer for Applications of Fermentation Process in Stirred Tank Bioreactor
김학경,김상봉,Tan Tien Nguyen 제어·로봇·시스템학회 2002 International Journal of Control, Automation, and Vol.4 No.3
This paper proposed a modified observer based on Busawon’s high gain observer using an appropriate time depended function, which can be chosen to make each estimated state converge faster to its real value. The stability of the modified observer is proved by using Lyapunov function. The modified nonlinear observer is applied to estimate the states in stirred tank bioreactor: output substrate concentration, output biomass concentration and the specific growth rate of the process. The convergences of the modified observer and Busawon’s observer are compared through simulation results. As the results, the modified observer converges faster to its real value than the well-known Busawon’s observer
사회안전을 위한 집회시위 참가인원 통계방식에 대한 비교분석
김학경 보안공학연구지원센터 2018 보안공학연구논문지 Vol.15 No.1
집회시위 참가인원에 대한 정확한 통계는 사회안전에 있어서 중요한 문제라고 할 수 있다. 경찰의 집회시위 관리방식과 관련된 여러 가지 논쟁점 중 하나가 바로 집회시위 참가인원에 대한 정확한 통계문제였다. 그 이유는 참여인원 통계결과에 있어서 집회시위 주최 측과 경찰의 통계(추산)결과가 매번 상당히 차이가 발생하였기 때문이었다. 이러한 차이 때문에, 집계결과에 있어서 정치적인 편향성이 있을 수 있다는 주최 측의 비판이 거세어졌고, 이에 경찰은 2017년 1월 14일 촛불집회부터 통계치를 언론에 공개하지 않고 있다. 집회시위 추산목적 및 기준 관련하여, 경찰은 사회안전 관리, 즉 안전관리 및 질서유지 차원에서 “일시점 최대인원”을 산정기준으로 삼고 있다. 반면 주최 측은 집회주최 측의 주장에 호응하는 국민 다수의 목소리를 반영하고, 이를 통하여 본인들의 주장에 국민적 정당성을 확보하는 외부적 목적이 강하므로, 집회시위에 참가했던 인원을 모두 포함하는 “연인원“을 기준으로 참가자를 집계한다. 따라서 주최 측과 경찰 간 집계결과의 차이는 양측의 집회시위 참가인원 추산목적 및 그에 따른 방식의 차이를 고려할 때 필연적 결과라고 생각된다. 결국 경찰의 추산목적과 방식은 집회 주최 측의 그것과 분명한 차이점을 갖고 있는 만큼 양측의 추산결과를 단순 비교하기는 상당히 곤란하다고 판단된다. 이런 배경 하에서 본 연구는 경찰의 일시점 최대인원 그리고 주최 측의 연인원 집계방식을 특히, 각 방식의 선결문제 및 한계점 위주로 상세히 비교·분석해보고자 하였다. Accurate counting of protestors is of great significance to the management of societal security. Since October 2016, a series of candlelight protests, particularly calling for the then President Park Geun-Hye to resign, have occurred in Korea. There were many issues surrounding the way in which the Korean national police managed and responded to the candle-lit rallies, and one of which being the aforementioned crowd counting issue. This is because there have also been considerable estimate differences between the Korean police force and the organizers. Noticeably, the crowd estimates provided by the police have been harshly criticized for intentionally underestimating the number of protest participants. What is the reason behind the differences?The purpose of crowd counting is to enable the police to conduct social order maintenance and safety management. For this reason, police employ the method of calculating maximum figures at any one time, noticeably based on the Fermi Estimate. However, the purpose of the organizers’ is not only to demonstrate the public support of their causes but also to publicize the wide recognition of their success. For this reason, the organizers prefer to use the cumulative counting results. Their purposes and resulting methods of estimating crowds are significantly different from each other and so, it is very natural that the estimate results should be different as well. In this context, the research attempts to compare the two methods: “Maximum Figure at Any One Time” and “Cumulative Figure” methods, and further, analyzes and draws methodological preconditions and limitations respectively.
김학경,이성용 한국치안행정학회 2015 한국치안행정논집 Vol.12 No.1
세월호 참사 이후 재난안전시스템 전체를 개혁하고자 하는 범정부적인 국가대개조의 시도가 이루어지고 있는데, 그 노력의 일환 중 하나가 바로 약20개로 분산운영중인 긴급번호를 통합하는 작업이라고 할 수 있다. 이러한 긴급번호 통합과 관련하여, 국민안전처는 2015년 1월 긴급한 재난이나 구조신고는 “119”, 긴급한 범죄 신고는 “112”, 비긴급 민원이나 상담전화는 “110”으로 통합하는 소위 “부분적 통합안”을 내놓게 된다. 하지만 이러한 부분적 통합안은 여전히 ① 신고자가 상황을 판단해서 신고해야 하는 공급자 편의위주의 정책, ② 개별 대응기관의 분산대응으로 인하여 복합재난에 대한 총체적인 대응 곤란의 어려움이라는 두 가지 한계점을 지니고 있다. 물론 정부는 112와 119를 시스템적으로 연결하여 이러한 문제점을 최대한 보완하겠다는 계획이고, 따라서 이러한 부분적 통합안은 궁극적으로 “형태적 분리, 실질적 통합”의 모습을 지향하고 있다고 보인다. 이러한 우리의 부분적 통합안은 유럽 단일 긴급번호인 112를 이차적인 긴급번호를 사용하고 있는 영국의 999 시스템과 외관상 유사한 형태를 보이고 있다. 따라서 본 연구에서는 세계최초의 단일 긴급번호이자 유럽의 단일 긴급번호인 112와도 연계되어 있는 영국의 999 운영시스템 등을 구체적으로 알아보고, 이를 토대로 우리의 “부분적 통합안”이 나아가야 할 지향점에 대한 정책적 시사점을 도출하고 하였다. 영국 999제도에 대한 분석을 통하여, ① 각 긴급대응기관간의 정보교환 및 연락시스템 구축, ② 접수 및 지령에 대한 전문적인 교육을 수료한 일반직 공무원을 접수요원 등으로 배치, ③ 통합형 단일 비긴급번호로의 “110”의 위상확립이라는 총 세 가지의 정책적 시사점이 최종적으로 도출되었다. 현재의 부분적 통합안에 이러한 정책적 시사점이 적극적으로 반영된다면 실질적인 통합의 효과가 있을 수 있다고 판단되며, 나아가 “상호운용성”(Inter-operability)의 관점에서 대응기관간의 유기적인 협력적 거버넌스 구축의 시작점 또한 될 수 있다고 생각한다. In the aftermath of the Sewol Ferry Sinking Disaster in 2014, the Korean Government has attempted to revamp its entire disaster management system. One of its efforts is to unify diverse emergency numbers into a single emergency number, such as 911 of the USA and 999 of the UK. However, the Ministry of Public Safety and Security in Korea has recently proposed integrating a total of 20 emergency numbers into the coordinated two-number system instead; 112 for the police and 119 for the Fire and Ambulance are still preserved. Put simply the diverse emergency numbers in Korea will be integrated around the two numbers, 112 and 119. Additionally, the Ministry announces that diverse non-emergency numbers will be also integrated into the 110 single non-emergency number. Nevertheless, there are still strong criticisms, particularly, against the integration plan of emergency numbers. The criticism are that the plan is still the supplier-oriented system (not a user-friendly one), and can rather bring about ineffective responses when compound disasters strike. In this context, the study investigates UK’s 999 operating system, which can be also connected by the single European emergency number 112. Based on the detailed investigation, the research tries to not only identify key areas for improvements in Korea’s integration plan, but also provide general policy implications for the plan. The policy implications derived are: ① establishment of a computerized information exchange and communication system between the emergency services (similar to the command and control log of the UK), ② deployment of civil call-handler staff, and ③ setting up the 110 non-single emergency number’s status as a comprehensive single non-emergency numbers. In the end, it is hoped that the application of the policy implications can contribute to the improvement of cooperative governance between key responders in terms of inter-operability.
기존 건축물의 사용승인허가 전 · 후 거주환경을 고려한 화재피난성능평가 연구
김학경,최두찬,김인태,김희문,심혜인 한국화재소방학회 2016 한국화재소방학회논문지 Vol.30 No.6
In Korea, fire hazard and risk analysis and response management planning related to existing decrepit buildings, includinginterior construction and architectural layout revision, due to various occupancy purposes have not been researched orestablished. Therefore, regulations and technical standards that can manage and reduce fire hazards and risks based on firehazard analysis and evaluation are required. This study was performed based on a site survey and fire evacuation assessmentincluding performancebased analysis in 3 actual existing buildings to find the life safety issues and provide improvementrecommendations. 국내 건축물의 다양한 거주목적과 특성에 따른 재실자가 거주하게 됨에 발생되는 내부 인테리어 공사 등을 포함한 건축변경으로 인해 증대되는 화재위험성에 대한 분석과 대응은 미비하다. 건축피난성능이 저하된 기존 건축물이 늘어갈수록 화재사고가 발생할 가능성이 높아짐에 따라 체계적인 화재위험도평가를 수행하여, 화재위험을 저감하고 관리할 수 있는 제도적 장치와 평가기법을 개발이 필요하다. 본 연구는 그 첫 번째 과정으로서 기존 건축물 3개소에 대해서 1단계는현장조사, 2단계는 화재피난성능평가를 진행하여 문제점을 분석하고 개선방안의 제안을 목적으로 진행하였다.
집시법상 경찰의 ‘협력의무’ 도입방안에 관한 소고: 독일 집회법의 발전내용 중심으로
김학경,김영식 한국형사법무정책연구원 2022 형사정책연구 Vol.129 No.-
The state duty to not only ‘guarantee’ but also ‘protect’ peaceful assemblies and processions in Korea is derived from Article 21(1) of the Korean Constitution. This constitutional right is a ‘qualified’ right though, which means that the right can be restricted by law, (the Assembly and Demonstration Act), if there exists a concrete or imminent danger to public order and security. The problem with the act, however, is that there is a significant chasm between ‘protection & guarantee’-related articles and ‘restriction’-related ones. Put simply, the Korean Assembly and Demonstration Act is considerably slanted towards restrictions only. In contrast, German states have started to pass a new assembly law specifically stipulating the police ‘duty to cooperate’ with protest organizers, which duty itself originally derived from the 1985 ‘Brokdorf verdict’, a landmark ruling by Germany’s Federal Constitutional Court. Given that the enactment of the state ‘duty to cooperate’, through ‘cooperative talks’, may bridge the chasm between the aforementioned competing statutes, this study thoroughly explores and analyzes the development of Germany legal framework relating to the ‘duty to cooperate’ in light of ①the ‘1985 Brokdorf decision’, ② the ‘Draft of Assembly Law’, ③ the ‘Model Draft of Assembly Law’, and ④ all of the state(‘Land’) laws that prescribe articles relating to the ‘duty to cooperate’. Finally, the study posits desirable future directions for the development of the Korean Assembly and Demonstration Act, benchmarked by the lessons of German experiences and practices. Additionally, the author strongly believes that the ‘duty to cooperate’ through ‘cooperative talks’ can play a clear role as a legal ground for the activities of the Korean Dialogue Police, further changing the current act to the so-called ‘Assembly Act Enabling Assembly’. 우리 헌법 제21조 제1항으로부터 집회 및 시위를 ‘보장’ 및 ‘보호’해야 할 국가의 의무가 도출된다고 볼 수 있다. 그런데 우리 집시법상의 대부분 조항은 제3조의 ‘(집회 및 시위에 대한) 방해 금지’ 규정을 제외하고는, 제한・금지・준수사항・해산 등과 같은 ‘위험방지적’ 규정으로만 채워져 있다. 즉, 집시법상 ‘집회 및 시위 보호 또는 보장을 위한 규정’과 ‘공공의 안녕과 질서유지를 위한 위험방지 규정’ 사이에 심각한 ‘불균형’이 존재하는 것이다. 이와 대조적으로, 독일에서는 집회시위 자유권에 대한 보장을 강화하기 위한 차원에서 1985년 ‘브록도르프 판결’에서 도출된, 이른바 경찰의 ‘협력의무’가 주집회법상의 명문 규정으로 도입되고 있는 상황이다. 그렇다면, 이러한 협력대화 내지 협력의무의 도입은 우리 집시법상의 비대칭성을 해소할 수 있는 하나의 법규범적 대안이 될 수 있을 것이다. 이러한 배경하에 본 연구에서는 위 독일의 1985년 브록도르프 판결부터 시작하여, ‘협력의무’를 최초로 규정하고 있는 ‘집회법 초안’, 학계에서 발전된 ‘집회법 모범초안’ 그리고 이러한 초안 및 모범초안의 영향을 받아 제정된 (총 7개 주) 주집회법상의 협력의무 규정을 모두 살펴보았고, 이를 토대로 최종적으로 우리 집시법상 협력의무 도입에 대한 바람직한 ‘방향성’을 제시해보고자 하였다. 향후 이러한 방향성을 충족하고 있는 협력의무 규정이 도입된다면, 이는 한국형 대화경찰 제도에 대한 법적인 근거가 될 수 있음은 물론이고, 이제는 우리 집시법이 ‘위험방지법’만이 아닌, ‘집회시위를 가능하게 하는 법률’로서 평가받을 수 있을 것이다.
영국(경찰) 위기대응매뉴얼의 특징 및 정책시사점에 관한 연구
김학경 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2017 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.7 No.2
The UK has adopted Integrated Emergency Management (IEM), and thus integrated crisis response manuals standardizing interagency roles and procedures have also been adopted in the UK. However, although South Korea claims to have promoted the IEM, it still seems to prefer differentiated responses of government according to types of disaster, and thus currently creates more than 5,300 (disintegrated) crisis response manuals at the national level. With this background in mind, this study tries to explore the UK's (including the British local police's) operating system of crisis response manuals, further deriving policy implications for the development of Korea's manual management or operating system. To this end, the study first looks into theoretical backgrounds from both UK and USA perspectives with regard to crisis response manuals, noting, for instance, such concepts as Paper Plan Syndrome, Open Systems Paradox, and Flexibility (Adaptability). Based on investigations into the manual theories and the UK's manual practices, the research finally recommends: ① making manuals public, ② constantly updating manuals, based on training and exercising, ③ creating multi-agency manuals, and ④ emphasizing flexibility beyond scripted manuals. 통합형 위기관리체계를 채택하고 있는 영국은 기관별 임무와 위기대응절차 등을 표준화한 통합형 위기관리 매뉴얼을 선호하고 있다. 반면 우리나라는 통합형 위기관리체계를 채택하고 있음에도 불구하고, 위기관리 매뉴얼의 숫자가 총 5,300여개에 달하는 등 유형별로 너무 세분화된 매뉴얼 운영체계를 가지고 있다. 이러한 배경 하에서 본 연구는 기본적으로 영국 및 영국경찰의 위기대응매뉴얼 운영체계를 알아보고, 이를 통하여 우리의 매뉴얼 운용체계가 나갈 방향성 내지 정책 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위해서 영·미등 선진국에서 논의되고 있는 매뉴얼 관련 이론적 배경, ① 매뉴얼증후군, ② 개방시스템 역설, ③ 위기대응에 있어서 유연성 이론을 먼저 살펴보았다. 이러한 이론적 논의와 영국의 매뉴얼 운영사례 등에 대한 조사를 바탕으로 본 논문은 ① 매뉴얼의 공개, ② (매뉴얼증후군 예방을 위한) 훈련 및 연습을 통한 매뉴얼의 지속적인 업데이트, ③ 기관 통합형 매뉴얼의 구비, ④ 매뉴얼을 뛰어 넘는 현장에서의 유연성 강조, 총 네 가지의 시사점을 제시하였다.
Nonlinear Adaptive Control of Fermentation Process in Stirred Tank Bioreactor
김학경,김상봉,TanTien Nguyen,Nam Soo Jeong 제어·로봇·시스템학회 2002 International Journal of Control, Automation, and Vol.4 No.4
This paper proposes a nonlinear adaptive controller based on back-stepping method for tracking reference substrate concentration by manipulating dilution rate in a continuous baker’s yeast cultivating process in stirred tank bioreactor. Control law is obtained from Lyapunov control function to ensure asymptotical stability of the system. The Haldane model for the specific growth rate depending on only substrate concentration is used in this paper. Due to the uncertainty of specific growth rate, it has been modified as a function including the unknown parameter with known bounded values. The substrate concentration in the bioreactor and feed line are measured. The deviation from the reference is observed when the external disturbance such as the change of the feed is introduced to the system. The effectiveness of the proposed controller is shown through simulation results in continuous system.