안전사고 예측모형 개발 방안에 관한 연구(군 교통사고 사례를 중심으로)

기재석,홍명기,Ki, Jae-Sug,Hong, Myeong-Gi 한국재난정보학회 2021 한국재난정보학회 논문집 Vol.17 No.3

연구목적: 본 연구는 군에서 가장 많이 발생하는 교통사고의 예방을 위해 부대별로 교통사고가 발생할 확률을 사전에 예측하는 모형의 개발 방안을 제시하는 것이다. 연구방법: 이를 위해 CRISP-DM(Cross Industry Standard Process for Data Mining) 방법론을 적용하였다. CRISP-DM 프로세스는 6단계로 구성되어 있고, 각 단계는 Waterfall Model처럼 일방향으로 구성되어 있지 않고 단계 간 피드백을 통하여 단계별 완성도를 높이게 되어 있다. 연구결과:전체 집단을 대상으로 기 구축된 사고조사 데이터와 동일한 데이터 세트(data set)를 구축하여 모델링한 결과 분류기준 0.5로 했을 때, 교통사고예측을 위한 모형의 정확도, 특이도, 민감도, AUC에서 의미있는 결과치를 도출하였다. 결론: 예측모형을 설계하는 과정에서 데이터의 부족으로 인해 의미 있는 예측값을 얻기 어려운 문제점이 확인되었다. 이를 해결하기 위해 합리적 추론이 가능한 데이터 세트(data set)를 재구성 및 확대하여 데이터 부족을 해소하고, 이를 활용한 예측모형을 설계할 수 있는 방법론을 제시하였다. Purpose: This study proposes a method for developing a model that predicts the probability of traffic accidents in advance to prevent the most frequent traffic accidents in the military. Method: For this purpose, CRISP-DM (Cross Industry Standard Process for Data Mining) was applied in this study. The CRISP-DM process consists of 6 stages, and each stage is not unidirectional like the Waterfall Model, but improves the level of completeness through feedback between stages. Results: As a result of modeling the same data set as the previously constructed accident investigation data for the entire group, when the classification criterion was 0.5, Significant results were derived from the accuracy, specificity, sensitivity, and AUC of the model for predicting traffic accidents. Conclusion: In the process of designing the prediction model, it was confirmed that it was difficult to obtain a meaningful prediction value due to the lack of data. The methodology for designing a predictive model using the data set was proposed by reorganizing and expanding a data set capable of rational inference to solve the data shortage.

디지털 트윈을 적용한 고감도 충돌 시뮬레이션 개발을 위한 연구

기재석,황교찬,최주호,Ki, Jae-Sug,Hwang, Kyo-Chan,Choi, Ju-Ho 한국재난정보학회 2020 한국재난정보학회 논문집 Vol.16 No.4

연구목적: 원자로 내부 시설물 해체 등의 고위험 시설이나 고비용 작업에 앞서 시뮬레이션을 통한 작업의 안정성과 생산성을 최대화하기 위해 실제 제어 장비의 제원을 시뮬레이션 상에 모사하고 이를 통해 정밀 제어될 수 있는 디지털 트윈 기술을 이용하고자 한다. 디지털 트윈 기술을 적용함에 정밀 제어 장비와 시뮬레이션의 시간적 격차로 인해 발생할 수 있는 동작 제어 오차는 위험 시설물과 제어 장비 간의 충돌 등과 같은 위험 요소들을 발생시킬 수 있다. 이러한 상황을 제거하고 통제하기 위해서는 사전 연구가 필요하다. 연구방법: 현재 시뮬레이션을 개발함에 가장 대중적으로 사용되는 엔진으로는 Unity 3D가 있다. 하지만 Unity 3D 엔진 내부의 시간 보정으로 인해 발생할 수 있는 제어 오차가 존재한다. 그 오차는 여러 환경에 예상되고 그 오차는 시스템 사양 등의 개발 환경에 따라 다를 수 있다. 이를 입증하기 위해 Unity 3D 엔진을 이용하여 충돌 시뮬레이션 개발하고 이를 통해 다양한 조건의 충돌실험을 진행하고 그에 따른 결과를 정리하고 분석하여 이를 토대로 정밀 제어 장비의 허용 오차를 도출한다. 연구결과: 충돌실험 시뮬레이션을 통한 실험에서 엔진 내부 함수호출에 1/1000초 단위의 시간 보정으로 인해 충돌체의 이동제어에 단위 시간당 거리오차가 발생하고 거리오차는 충돌체의 이동속도와 비례한다. 결론: 디지털 트윈을 이용한 원격해체 시뮬레이터는 하드웨어와 소프트웨어 환경과 수동 제어 시 정밀 제어 장치의 요구 정밀도에 따른 이동속도의 제한이 필요할 것으로 판단된다. 그리고 운용 제어 장비의 가용 및 허용 오차와 작업의 요구 속도를 시스템 개발 환경, 하드웨어 사양과 시뮬레이션에 모사된 제어 장비 및 시설물 등의 모델링 데이터의 크기도 반드시 고려한다. Purpose: In order to maximize the stability and productivity of the work through simulation prior to high-risk facilities and high-cost work such as dismantling the facilities inside the reactor, we intend to use digital twin technology that can be closely controlled by simulating the specifications of the actual control equipment. Motion control errors, which can be caused by the time gap between precision control equipment and simulation in applying digital twin technology, can cause hazards such as collisions between hazardous facilities and control equipment. In order to eliminate and control these situations, prior research is needed. Method: Unity 3D is currently the most popular engine used to develop simulations. However, there are control errors that can be caused by time correction within Unity 3D engines. The error is expected in many environments and may vary depending on the development environment, such as system specifications. To demonstrate this, we develop crash simulations using Unity 3D engines, which conduct collision experiments under various conditions, organize and analyze the resulting results, and derive tolerances for precision control equipment based on them. Result: In experiments with collision experiment simulation, the time correction in 1/1000 seconds of an engine internal function call results in a unit-hour distance error in the movement control of the collision objects and the distance error is proportional to the velocity of the collision. Conclusion: Remote decomposition simulators using digital twin technology are considered to require limitations of the speed of movement according to the required precision of the precision control devices in the hardware and software environment and manual control. In addition, the size of modeling data such as system development environment, hardware specifications and simulations imitated control equipment and facilities must also be taken into account, available and acceptable errors of operational control equipment and the speed required of work.

태권도 전자호구 개발을 위한 충격감지 센서 연구

기재석(Jae-Sug Ki),정동화(Dong-Hwa Jeong),이현준(Hyun-Jun Lee) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.4

본 연구는 현재의 복잡하며 부정확한 기존의 태권도 전자호구 시스템과 차별화 되는 전자호구 개발을 제안한다. 이를 위해 전자호구에 적용이 가능한 다양한 센서(마그네틱 센서, 전기용량 센서, 접촉식 스위치 방식, 압전필름 센서) 방식에 대하여 시험을 통해 분석하여 차별화된 성능을 가질 수 있는 센서 방식을 제안한다. 제안하는 전자호구의 타격에 대한 정도를 높이기 위해 기존의 몸통호구에만 집약된 광범위한 센서 및 무선 통신 제어 장치를 호구와 손, 발 보호대로 분산하였다. 또한 몸통호구에는 초경량 필름형 압전센서를 통해 몸통호구에 가해지는 충격량을 측정하도록 하여 무게를 경량화 하였다. 기존의 전자호구의 경우 몸통호구에 집약된 센서 및 통신 제어 장치를 개별 장비로 분리하여 사용자가 개별 구입할 수 있도록 스마트 앱을 활용하여 스코어를 확인할 수 있도록 하였다. 개발하는 전자호구의 무게는 약 1kg 이하로 기존 대비 20% 정도 감소되는 효과를 얻었다. 완벽한 시험 환경을 갖추지 못하여 충격량에 대한 효과를 정확하게 분석하지 못한 부분은 본 연구의 보안 사항을 본다. This paper proposes the differential development of a Taekwondo electronic body protector. For this development, the most suitable sensor system was selected after analyzing and testing various sensor methods (magnetic sensors, electric capacity sensors, contact switch sensors, and piezo-film sensors) that could be applied in the electronic body protector, the selected sensors were distributed to the body and feet to make a more precise hit score, unlike the existing system in which all sensors are centralized on the body. Furthermore, it aims to illuminate using a lightweight film-type piezoelectric sensor on the body protector. In the case of an existing electronic body protector, all sensors and network device were concentrated on the body protector, so users need to purchase a set if they want it. On the other hand, the proposed system cloud can be used individually using a smart scoring WEP program. The effects of decreasing weight by up to 20% were compared with those of the existing system. Setting up a test facility is very difficult, so more study will be needed to analyze the effects of a hit.

보급형 태권도 전자호구시스템 개발 연구

기재석(Ki, Jae-Sug),정동화(Chung, Dong-Wha) 한국웰니스학회 2017 한국웰니스학회지 Vol.12 No.4

본 논문은 보급형 태권도 전자호구시스템 개발을 위한 시스템 설계 및 시제품에 대한 검증결과를 제시한다. 기존 전자호구시스템은 엘리트선수들의 시합용으로 개발되어 일반 태권도 도장에서 사용하기에 적절하지 않았다. 또한 일반인들이 구매하기에는 부담스러운 가격이며, 사용하기에는 과도한 기능들도 있다. 태권도는 대한민국의 국기이며, 세계인의 사랑을 받고 있는 대중 지향형 스포츠 종목이기에 범용 전자 호구개발은 필요한 실정이다. 본 연구에서는 범용으로 사용할 수 있는 보급형 태권도 몸통 전자 호구 시스템과, 개발된 시제품에 대한 사용자 만족도 검증 결과를 제시하고자 한다. This study presents the verification results for the system design and prototypes for the development of a cost-effective taekwondo electronic hogu system. Electronic hogu systems in the past were developed for matches of elite athletes, so they are not suitable for use in general taekwondo studios. The cost is too high for general consumers and there are too many functions for use by general practitioners. Taekwondo is a national sport of Korea and is popular all around the world. Therefore, it is necessary to develop streamlined electronic hogu in order to spread taekwondo further and create new markets by allowing the general public to also use electronic hogu. This study suggests a low-cost taekwondo electronic hogu system for the torso that can be used by the general public, and presents user satisfaction verification results on the developed prototype.

비행 데이터의 가시화에 대한 연구

기재석(Jae-Sug Ki) 한국산업경영시스템학회 2003 한국산업경영시스템학회지 Vol.26 No.3

본 연구에서는 비행 데이터의 실시간 가시화 시스템 개발을 위한 소프트웨어 설계 및 2차원과 3차원간의 인터페이스 설계 안을 사례와 중심으로 제시한다. 제시하는 소프트웨어는 비행체의 운동성등을 관찰하고 분석하기 위한 시뮬레이션 소프트웨어로 실시간으로 사용자가 원하는 정보를 도시할 수 있도록 설계 된 것이 큰 특징이며, 손쉽게 사용자의 요구를 적용할 수 있도록 유연성을 높게 모듈화 하였다.

소방사다리차 조법운영 시뮬레이터

기재석(Ki, Jae-Sug) 한국정보기술학회 2023 Proceedings of KIIT Conference Vol.2023 No.6

K-Pop 댄스 하지동작의 생체역학적 남녀 차이 분석

장영관,홍수연,기재석,장인영,Jang, Young-Kwan,Hong, Su-Yeon,Ki, Jae-sug,Jang, In-Young 대한안전경영과학회 2017 대한안전경영과학회지 Vol.19 No.1

The purpose of this study was to investigate the biomechanical of K-Pop dance movement. The study was conducted on 15 male and 15 female subjects in 20-30 age groups. And they choose 150 K-Pop dance choreographies in the top 10 ranking of the main charts. We analyzed the RoM, joint moment and impulse force of the highlight movements. First, During the K-Pop dance motion, the usage of knee joints are more than the hip joints and the ankle joints, and female dancers has a larger range of motion than the male dancers. Second, male dancer uses more than female dancers when they compared the load of male dancers and female dancers. In particular, flexion and extension of the hip joints are mostly used in this study. Third, the impulse force of male dancers was greater than of female dancers, but it was statistically insignificant, this is equal to the impulse on walking. In conclusion, Female dancers use more range of motion than male dancers, but male dancer choreography requires greater torque, which can strain joints. Most choreographic exercises involve movements such as hip joint, knee joint, flexion of ankle joint, extension, rotation, and jumping.

보아의 K-Pop 넘버원 댄스 핵심동작의 생체역학적 분석

하종규(Hah, Chong-Ku),장영관(Jang, Young-Kwan),기재석(Ki, Jae-Sug) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.2

본 연구의 목적은 보아의 넘버원 댄스 핵심동작의 생체역학적 3차원분석이며 보아의 전문 안무가가 실험에 참가하였 다. 핵심동작의 관절 동작범위는 견관절과 주관절의 전후회전, 분절 동작범위는 몸통과 골반의 좌우회전이 가장 크며 몸통이 골반보다 더 크다. 무게중심이동 속도는 상하방향이 가장 빠르고 좌우, 전후방향 순이다. 최대각속도는 상지관절의 견관절과 주관절 및 하지관절의 고관절과 슬관절의 전후회전에서 가장 크게 나타났으나 족관절의 동작범위와 각속도는 거의 생성되지 않았다. 그리고 최대 회전파워는 상지 견관절과 하지 슬관절을 중심으로 원위분절로 갈수록 작게 나타나고 회전력은 고관절 외전모멘트가 가장 크고 슬관절은 신전모멘트가 크게 나타났다. The purpose of this study was to investigate biomechanical factors on key motions in K-Pop dance(BoA’s No.1). A professional choreographer who was BoA’s K-Pop No. 1 dance participated in this study. ROMs(range of motion) of shoulder and elbow joints in AP direction were greater than other joints. Those of trunk and pelvis in ML direction were the greatest of other directions. The velocity of CoG in SI direction was greater than other directions, and also max angular velocities of shoulder, elbow, knee, and hip joints in AP direction were the greatest of all directions. But ROM and angular velocity of ankle joint were very small. Max rotational powers of shoulder and knee joints were larger than other joints.

FDS을 이용한 유니티 3D 게임엔진 기반의 연기 파티클 모델링

서영철(YONGZHE XU),김은주(Eun-Ju Kim),이근주(Kyun-joo Lee),기재석(Jae-sug Ki),이병수(Byung-Soo Lee) 한국정보기술학회 2013 한국정보기술학회논문지 Vol.11 No.4

Recently, Computer Graphics research focuses on user visualization. Specially, users perspective is necessary for reality which is very important in the game field. But general game engines have a limit to make physical properties in real-time implementation because of the limitation of computer resources. The existing simulation method to make a smoke flow that is a physical property creates smoke particles and destroy them by computing coordinates in real-time, this way has lots of complex calculations, takes many resources, and seems like steam not smoke. In this paper, to show the smoke flow that is a physical feature of fluid mechanics, the rendering is implemented by making smoke particles after putting the coordinates form FDS into DirectX 3D. Experiment result shows that 2.5million particles have 5~12% performance improvement, and gives neutrality and reality to users view.

후진 보법을 이용한 전방향 보행의 생체역학적 연구

하종규(Hah, Chong-Ku),정왕수(Jeong, Wang-Soo),홍수연(Hong, Su-Yeon),장영관(Jang, Young-Kwan),기재석(Ki, Jae-Sug) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.11

본 연구의 목적은 생체역학적 변인을 근거로 하여 후진보법의 전방향 보행(댄스보행)이 후방보행처럼 재활과 걷기운동으로써 가능성을 규명하는 것이다. 실행대상자는 13명의 여성댄스 전문가로 자료수집을 위하여 12대의 적외선카메라와 2대의 지면반력기가 동조되어 사용되었다. 연구결과에 따르면 댄스보행의 보속, 활보장과 양 하지지지기시간은 후방보행보다 크고, 활보폭은 작았으며 관절각범위, 관절모멘트와 관절파워의 최대치 출현 빈도에서 댄스보행이 후방보행보다 더 많았다. 이러한 결과들은 댄스보행이 재활과 걷기 운동에 후방보행에 버금가는 훌륭한 도구임을 판단하는데 충분하다. The purpose of this study was to inverstigate possibility of a forward gait with backward meehanism(dance gait) as rehabilitation and/or walking exercise by means of biomeehanical variables. Thirteen professional women dancers(age, 21,1±1.3 yrs; height, 159.3±7.2 cm; body mass, 45.1±8.4 kg)participated in this study. We found that speed, stride length and double limb support time of a dance gait were more greater than backward gait, but stride width of dance gait less than a backward gait. Maximum RoMs, moments and powers of the lower limb joints on a dance gait were more frequent than a backward dance. These results were judged to be sufficient by the possivility of dance gait as rehabilitatiob and walking exercise