농업분야 온실가스 배출량 산정의 불확도 추정 및 평가

배연정 ( Yeon Joung Bae ),배승종 ( Seung Jong Bae ),서일환 ( Il Hwan Seo ),서교 ( Kyo Seo ),이정재 ( Jeong Jae Lee ),김건엽 ( Gun Yeob Kim ) 한국농촌계획학회 2013 농촌계획 Vol.19 No.4

Analysis and evaluation of uncertainty is adopting the advanced methodology among the methods for greenhouse gas emission assessment that was defined in GPS2000 (Good practice guideline 2000) and GPG-LULUCF (GPG Land Use, Land-Use Change and Forestry). In 2006 IPCC guideline, two approaches are suggested to explain the uncertainty for each section with a national net emission and a prediction value on uncertainty as follows; 1) Spread sheet calculation based on the error propagation algorithm that was simplified with some assumptions, and 2) Monte carlo simulation that can be utilized in general purposes. There are few researches on the agricultural field including greenhouse gas emission that is generated from livestock and cultivation lands due to lack of information for statistic data, emission coefficient, and complicated emission formula. The main objective of this study is to suggest an evaluation method for the uncertainty of greenhouse gas emission in agricultural field by means of intercomparison of the prediction value on uncertainties which were estimated by spread sheet calculation and monte carlo simulation. A statistic analysis for probability density function for uncertainty of emission rate was carried out by targeting livestock intestinal fermentation, excrements treatment, and direct/indirect emission from agricultural lands and rice cultivation. It was suggested to minimize uncertainty by means of extraction of emission coefficient according to each targeting section.

농업시설물의 통합설계시스템 개발을 위한 객체 모델링에 관한 연구

배연정 ( Bae Yeon Joung ),이정재 ( Lee Jeong Jae ),윤성수 ( Yoon Seong Soo ),김한중 ( Kim Han Joong ) 한국농공학회 2000 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2000 No.-

The design of agricultural facilities is the consistent activities, which systematically analyze all the actual conditions, design the unit structures, and improve the faming environment through efficient organization of the unit facility. The design of agricultural facilities is composed of site study, preliminary design, primary design, and detail design. Integrated design system can manage and process the information created by and used in all steps of design process. Formal data models of these design activities are important conceptual steps in development of integrated design system. However, most of existing models are not available for agricultural facilities. To support efficiently developing the integrated design system of agricultural facilities, we have developed the Multi-Layered Primitive-Composite mode I through object-oriented analysis of agricultural facilities. The MPC model not only satisfies the characteristics of agricultural facility, such as variety, coupling, informal data, but also improves abilities of integrated design system such as extensibility, flexibility, and granularity. The paper presents a formal definition of the MPC model.

농촌지역 맞춤형 돌발재해 감지 USN 모듈, 게이트웨이 및 통신프로토콜 개발

배연정 ( Yeon-joung Bae ),서승원 ( Seung-won Seo ),김성필 ( Seong-pil Kim ),배승종 ( Seung-jong Bae ),김수진 ( Soo-jin Kim ),배원길 ( Won-gil Bae ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

본 연구에서는 농업·농촌시설 돌발재해 모니터링을 위한 맞춤형 USN 모듈, 게이트웨이 및 통신프로토콜 개발하고자 하였다. 농촌지역은 대부분 센서 설치 및 운용 환경이 매우 열악한 곳으로, 이러한 현장 여건을 감안하여 돌발재해감지 USN 모듈은 매우 단순한 형태의 개발하고 설치 후 배터리의 충전 없이 최소 2~3년, 음영지역에서 태양광 충전이 가능하도록 하기 위한 태양전지 판넬의 이용, 통신 및 센싱에 필요한 전력 소모를 최소화 하는데 개발 목적을 두었다. 또한, 무선(RF) 방식의 통신 방식을 지원하여 5km 원거리에서 데이터 수집이 가능하도록 개발하여 시군구 단위로 센서네트워크 망의 구축이 가능하도록 하였다. 돌발홍수를 위한 USN 모듈로 초음파 센서를 활용하였으며, 산사태 감지를 위한 센서로는 6축 자이로 센서를 적용하였다. 또한 통신에 필요한 전력소모를 최소화 하기 위해 이상 징후가 없는 경우에는 1시간 간격으로 게이트웨이에 Keep-Alive 통신만을 하고, 이상징후가 있을 경우에는 1분 간격의 통신, 그리고 일정 임계값 이상을 초과하는 경우에는 실시간으로 데이터를 전송할 수 있도록 통신 프로토콜을 구성하였다. 일반적으로 무선 센서-네트워크의 통신 프로토콜은 IEEE 802.15.4 표준을 따르고 있으며, ZigBee Alliance은 IEEE 802.15.4 표준에서 정의한 MAC/PHY 프로토콜 위에 애플리케이션 서비스에 필요한 유연한 네트워크 구조(Topology), 라우팅 알고리즘, 보안 등의 기능을 포함한 Network 계층 레이어의 프로토콜 스택을 포함하고 있다. 그러나 IEEE 802.15.4 표준은 100m 내외의 통신 반경에서의 센서-네트워크를 기본 가정으로 하고 있기 때문에 본 연구에 적용하기에 적합하지 않다. 특히, 센서 현장 설치 여건이 열악하고 저전력으로 운용할 수 있는 형태로 개발하기 위해서는 별도의 무선 센서-네트워크 프로토콜의 설계가 요구된다. 이를 위해 본 연구에서는 10mA 이하의 소출력에서 장거리 통신이 가능한 RF 통신 모듈 사용을 전제하고 이에 맞는 통신 프로토콜 스택을 개발하였으며, 센서간의 네트워크 토폴로지 형태는 게이트웨이를 중심으로 하는 스타(star) 방식을 채용하였고, 무선 통신 구간을 확대하기 위해 중계기 기능을 추가하고 각각의 중계기는 하위 센서 정보를 포함하는 형태의 계층적 라우팅(Hierarchical Routing) 방법을 적용하였다.

USN기반의 농업·농촌시설의 돌발재해 경보감지체계 개발

배연정 ( Yeon-joung Bae ),김성필 ( Seong-pil Kim ),배승종 ( Seung-jong Bae ),김학관 ( Hak-kwan Kim ),서일환 ( Il-hwan Seo ),김수진 ( Soo-jin Kim ),배원길 ( Won-gil Bae ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

우리나라의 재해연보를 통해 산사태의 발생 및 피해 형태를 분석하면 대부분 돌발홍수에 의해 사면 내에 유로가 발생하고 이 유로를 따라 토석류가 무너져 내리는 형태로 진행됨을 알 수 있다. 일반적으로 우리나라에 설치된 산사태·토석류 감지 및 돌발홍수 감지장비는 초기투자비 및 유지관리에 막대한 비용이 소요되며, 특히 우리나라 농촌 및 산악지역을 감안할 경우 넓은 지역에 대해 조밀한 계측 센서의 설치가 필요하므로 현재까지의 개발되어 적용하고 있는 계측센서 및 모니터링 체계를 적용하기가 곤란하다. 최근 정보통신기술이 발전하고 스마트-센서 관련 시장이 확대되면서 가속도센서, 자이로센서, 압력센서, 온도센서 등이 소형화되고 가격이 저렴해짐에 따라 기존 고가의 경사계, 간극수압계, 토양수분계를 대체할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 또한 USN(Ubiquitors Sensor Network)과 같은 무선통신기술의 개발로 농촌지역과 같은 광범위한 감시체계를 구축해야 하는 지역에서 이용할 수 있는 센서-네크워크 기술이 개발되고 있다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 무선 통신 인프라를 바탕으로 센서-네트워크를 이용하여 농업·농촌시설의 현장맞춤형 돌발재해 경보감지체계를 개발하고자 한다. 이는 산지재해 감지 무선센서 및 하천 수위센서를 개발하고, 무선으로 정보를 수집하는 게이트웨이를 경유하여 중앙의 정보수집센터로 수집 및 분석되며, 최종적으로는 지역주민들에게 사이렌 및 문자메시지 전송 등의 다양한 매체를 통하여 조기경보를 달성할 수 있는 체계를 구축하고자 한다.

지역별 홍수피해주기를 고려한 홍수위험잠재능 평가

김수진,배승종,김성필,배연정,Kim, Soo-jin,Bae, Seung-jong,Kim, Seong-pil,Bae, Yeon-Joung 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.4

Recently, flood has been increased due to climate change resulting in numerous damages for humans and properties. The main objective of this study was to suggest a methodology to estimate the flood vulnerability using Potential Flood Damage (PFD) concept. To evaluate the PFD at a spatial resolutions of city/county units, the 19 representative evaluation indexing factors were carefully selected for the three categories such as damage target ($F_{DT}$), damage potential ($F_{DP}$) and prevention ability ($F_{PA}$). The three flood vulnerability indices of $F_{DT}$, $F_{DP}$ and $F_{PA}$ were applied for the 162 cities and counties in Korea for the pattern classification of potential flood damage. It is expected that the supposed PFD can be utilized as the useful flood vulnerability index for more rational and practical protection plans against flood damage.

농촌개발사업 효과의 정량적 평가 및 공간적 연관 분석

이지민 ( Ji Min Lee ),배연정 ( Yeon Joung Bae ),김태곤 ( Tae Gon Kim ),이정재 ( Jeong Jae Lee ),서교 ( Kyo Suh ) 한국농촌계획학회 2013 농촌계획 Vol.19 No.2

A lot of rural development projects have been planned and implemented for revitalizing rural areas in South Korea. However, it is not easy to properly evaluate and quantitatively analyze project outcomes. For this reason only selected regions have been evaluated for rural projects by government agencies. In this study, we analyzed the purpose and the contents of the Rural Village Development Project (RVDP) and Green Tourism Village Project (GTVP) to find indicators for evaluating results of rural projects using logistic regression analysis. Outputs of this study show that RVDPs increase regional population and GTVPs positively affect the sales of agricultural products. We also estimated the spatial distribution of project effects through spatial autocorrelation analysis and local-spatial autocorrelation analysis. Results show that the Moran’s I values for the proportion of farmers with avocational jobs, product sales changes, and population growth in Jeol-La province are positive and the biggest one is population growth. Especially, key areas of agricultural product sales are widely distributed.

최적가용기법 연계배출수준(BAT-AEL) 설정

서경애 ( Kyungae Seo ),배연정 ( Bae Yeon Joung ),박재홍 ( Jae Hong Park ),신동석 ( Dong Seok Shin ),류덕희 ( Doug Hee Rhew ) 한국환경과학회 2019 한국환경과학회지 Vol.28 No.4

BAT-AEL(Best Available Techniques Associate Emission Level) is the basis for establishing permissible emission standards for the workplace. Therefore, it is necessary to formulate a regulated BAT-AEL setting methodology that is generally applicable to all relevant industries. For the BAT-AEL settings, various factors should be considered such as the pollutants item, whether the workplace is subject to integrated pollution prevention and control, whether BAT is applicable, the basic data type, the emission classification system, and the suitability of the collected data. Among these factors, it is the most important factor to establish the classification system for the emitting facilities such that the emission characteristics of an industrial facility and its pollutants can be effectively reflected. Furthermore the target of the survey workplace should adhere to the BAT guidelines, even if it is a workplace that is subject to an the integrated environmental system. Certified data (SEMS, TMS, cleanSYS, WEMS, etc.) can be used to prioritize the classification system for the emission facility and the emission levels of pollutants. However, the self-measured data, daily logs, and questionnaire data from the workplace can also be used upon agreement of the relevant TWG. The collected data should only be used only when the facility is operating normally. Data that have been determined to be outliers or inappropriate validation methods should also be excluded. The BAT-AEL can be establish by adhering to the following procedure: 1) investigate all relevant workplaces with in the industry, 2)select workplaces for integrated management, 3)Identify BAT application, 4)identify whether BAT is generally applicable, 5)establish a classification system for emitting facilities, 6)collection available data, 7)verify conformity, 8)remove of outliers, 9)prepare the BAT-AEL draft, 10)deliberate, and 11) perform the confirmation procedure.

해양 콘크리트 구조물 복합열화 모의 시스템 개발

이성용 ( Sung Yong Lee ),배연정 ( Yeon Joung Bae ),김태곤 ( Taegon Kim ),김한중 ( Han Joong Kim ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-

해양에 설치된 철근콘크리트 시설물은 염분에 의해 노후화가 급속도로 진행되며, 대기 중 이산화탄소에 의한 중성화와 겨울철 동결융해 등에 의해 그 속도가 가속되는 특성을 보인다. 이에 대한 대책으로 보수 혹은 복구 공사를 할 수 있으나 그 비용이 매우 비싸므로 보수 혹은 복구가 필요한 적정 시점과 그 효과를 분석할 수 있는 툴이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 해양에 설치된 철근콘크리트 시설물의 노후화 과정을 시뮬레이션하고, 보수복구 공사에 따른 효과를 분석할 수 있는 시스템을 개발하고자 하였다. 본 연구 이전에도 해양 콘크리트 구조물의 복합열화를 모의하는 연구들이 있었으나, 대부분의 연구가 복합열화 조건을 모의하지 못하고 단순염해만을 고려하거나, 깊이 방향의 1차원적 해석에 그칠 뿐 단면의 형상을 고려하지 못한다는 한계가 있었다. 특히 기존의 연구들은 보수 및 보강에 대한 효과를 분석할 수 없어 1차 보수 복구 적정 시점만을 모의할 수 있을 뿐 그 이후의 효과에 대해서는 분석하는 것이 어려웠다. 본 연구에서는 염해만을 고려하는 경우와 중성화만을 고려하는 경우를 단일요인 조건으로, 중성화를 고려한 염해와 동결융해를 고려한 염해 두가지를 복합요인 조건으로 구분하여 각 시나리오별로 노후화를 예측할 수 있도록 설계하였다. 또한 각 조건에서 보수나 보강을 할 때 그 효과를 예측하기 위해 특정 시점에 표면에서부터 일정깊이의 콘크리트를 제거하고 그 위를 새로운 콘크리트로 복구하는 경우와 표면에 코팅처리를 통해 보수하는 경우를 고려할 수 있도록 하였다. 이를 통해 다음과 같은 목표를 달성하고자 하였다. 1) 보수재료 및 콘크리트 복구를 통한 복합열화의 예측 모형 2) 유지보수 담당자의 시나리오에 따른 보수효과 진단 및 평가 3) 콘크리트 임의 지점 및 부재별로 시간 의존적인 상태 예측과 보수, 복구효과를 효과적으로 모의할 수 있도록 객체지향 시스템의 개발

네트워크 구조 확률함수를 이용한 국내 농산물의 취약성 해석

은상규 ( Sang-kyu Eun ),배승종 ( Seung-jong Bae ),김수진 ( Soo-jin Kim ),김성필 ( Seong-pil Kim ),배연정 ( Yeon-joung Bae ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

농산물 수출 안정성 확보는 해외 시장의 확대에 중요한 것으로 알려져 있다. 농산물 수출은 농산업의 발전과 농가소득의 확보에 직접적 영향을 미치고 있으며, 정부는 해외 시장의 다각화에 노력중이다. 무역은 다중 국가들의 관계에 의해 구성되며, 농산물 수출의 안정성은 수출국과 수입국들의 관계에 의해 변한다. 네트워크 분석 기법은 다중 국가를 고려한 농산물 무역의 해석에 유용한 것으로 알려져 있다. 무역은 한 국가에서 발생한 경제적 변화를 전 세계에 확산시킬 수 있으며, 글로벌 구조에 의존적인 복잡한 시스템이기 때문에, 국가들의 무역 관계를 글로벌 수준에서 분석하는 것은 많은 시사점을 찾아낼 수 있다. 국내 농산물 수출은 정부의 환경 개선을 목적한 지원을 실시함에 따라 증가하였으나, 지원을 받는 일부 품목의 수출 편중 현상은 전년대비 농산물 무역의 증가 폭을 하락과 월별 무역량 등락폭을 증가시켰다. 전년 대비 수출 변화량과 월별 수출 변동폭은 농산물 편중에 따른 국내 농산물 수출 환경의 취약성을 평가하는 자료로 사용되고 있어, 수출 품목 및 지역 관계를 고려한 농산물 수출 편중에 따른 취약성의 평가가 미비한 실정이다. 따라서 수출 품목의 연결 구조를 고려한 취약성 평가를 실시하였다. 품목의 편중에 따른 국내 농산물 수출의 취약성은 본 연구에서 개발한 모델로 평가하였다. 모델의 적용 대상은 국내 농산물 수출 품목이며, 결과는 수출 품목의 연결 구조에 따른 취약성이다. 평가 대상은 국내 농산물 수출 품목으로 구성된 다중 연결 시스템이다. 분석에 사용한 자료는 한국무역통계진흥원(Trade Statistics Service, TRASS^TM)에서 제공하고 있는 국내 농산물 수출 통계이다. 자료는 AGCODE, 품목 명, 연도별 수출량 및 수출액으로 구성되었다. 품목 연결에 의한 다중 연결 시스템 모사에 사용된 자료는 2005년부터 2014년까지 AGCODE 최하위 분류의 품목 및 수출액이다. 분석에 사용한 품목은 신선 농산물 배와 포도 등 48개, 가공식품 후추 등 30개며, 분석에 사용한 국가는 일본, 중국, 미국 등 28개다. 국내 농산물 수출 품목으로 구성된 다중 연결 시스템의 취약성은 품목간의 연결 구조를 고려한 형상 모수로 평가하였으며, 농산물 수출 품목의 편중에 정도에 따른 취약성 변화를 비교하기 위해서 중심성 및 군집 분석을 하였다. 그 결과, 국내 신선농산물은 해외 수출 물량이 늘어나고 있음에도 불구하고, 수출 지역을 고려한 국내 농산물의 수출 구조는 과거보다 취약해지는 것으로 나타났다.

정보 및 전염병 확산 분석을 위한 Stochastic Community 분석에 기반한 허브노드 도출 모델 개발

은상규 ( Sang-kyu Eun ),배승종 ( Seung-jong Bae ),배연정 ( Yeon-joung Bae ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

네트워크 분석방법인 stochastic 기반의 community bridge node finder는 네트워크 구조의 일부 정보만을 토대로 주요 확산 지점의 산출이 가능한 방법이지만, heterogeneity network에 적용이 어려운 한계가 있어, heterogeneity network로 분석이 효과적인 다양한 매개체와 경로로 확산하는 정보의 확산 패턴 및 범위를 찾는 방안으로 이용의 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 heterogeneity network에 적용할 수 있는 community bridge node finder를 개발하였으며, 이를 위해서 네트워크 응집력을 분석하는 방법인 modularity와 community bridge node finder를 이용하여 bridge node 정도를 정량적으로 나타낼 수 있도록 하였고, heterogeneity network에서 bridge node를 도출할 수 있었다. 개선된 방법을 2008년 한국에서 발병한 HPAI에 적용하면, 기존의 중심성 방법보다 개선된 방법의 HPAI 확산 차단율이 HPAI 발생 최초 보고 후 약 14일 동안 약 4 - 37%(?) 높았으며, 이로부터 개선된 방법은 네트워크 구조의 정보가 부족하고 heterogeneity network로 분석이 효과적인 가축전염병 차단에 적용이 가능할 뿐 아니라 기존의 방법보다 전염병확산의 차단 효과를 높일 수 있을 것으로 판단된다.