확률적 모수를 고려한 음이항모형에 의한 교통사고와 기하구조와의 관계 - 미국 워싱턴 주(州) 고속도로를 중심으로

박민호,Park, Minho 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.6

이 연구는 확률적 모수를 고려한 음이항회귀분석을 이용하여 고속도로에서의 사고와 기하구조와의 관계를 파악하는데 목적이 있다. 고속도로에서의 기하구조는 모든 구간에 동일한 설계요소가 적용되기에는 현실적으로 불가능함에도 불구하고, 지금까지의 연구에서는 모형을 통해 도출되는 계수값이 구간에 설치된 기하구조의 특성에 관계없이 항상 고정된 값으로 추정되어왔다. 고정된 값을 이용한 일반적인 음이항모형은 시간적 변화 또는 각 대상구간이 가지고 있는 고유한 특성에 따른 변화를 통합하여 설명하지 못한다는 단점이 있으며, 이로 인해 추정된 계수의 표준오차가 과소추정되어 t-값이 부풀려지게 되며, 그 결과 모형의 설명력이 떨어지게 된다. 따라서, 이 연구에서는 워싱턴 주에 위치하고 있는 7개의 고속도로에서 발생한 9년동안의 사고자료 및 기하구조자료를 이용하여 구간별로 상이한 기하구조가 사고에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 총 16개의 기하구조 관련 변수가 모형 도출에 이용되었으며, 기존의 음이항모형과의 비교를 통해 이 연구에서 제시하는 모형이 교통사고와 기하구조와의 관계파악에 더욱 적합함을 보이고자 한다. 그리고, 각 변수의 한계효용 및 탄력성 분석을 통해 이질성을 가지는 기하구조가 사고에 미치는 영향을 제시하고자 한다. 이는 향후 기하구조 관련 정책수립에 도움이 될 것으로 판단된다. The objective of this study is finding the relationship between interstate highway accident frequencies and geometrics using Random Parameter Negative Binomial model. Even though it is impossible to take account of the same design criteria to the all segments or corridors on the road in reality, previous research estimated the fixed value of coefficients without considering each segment's characteristic. The drawback of the traditional negative binomial is not to explain the integrated variations in terms of time and the distinct characters specific segment has. This results in under-estimation of the standard error which inflates the t-value and finally, affects the modeling estimation. Therefore, this study tries to find the relationship of accident frequencies with the heterogeneous geometrics using 9-years and 7-interstate highway data in Washington State area. 16-types of geometrics are used to derive the model which is compared with the traditional negative binomial Model to understand which Model is more suitable. In addition, by calculating marginal effect and elasticity, heterogeneous variables' effect to the accidents are estimated. Hopefully, this study will help to estiblish the future policy of geometrics.

직교이방성을 고려한 Barrel Vault형 지붕 막구조물의 비선형 구조해석에 관한 연구

김승덕,정을석,백인성 한국공간구조학회 2005 한국공간구조학회지 Vol.5 No.1

연성구조물의 일종인 막구조물은 대공간 구조물을 보다 효과적으로 구축할 수 있다. 연성구조물은, 축강성은 강하고 휨강성이 매우 작은 재료를 주 구조재로 사용하므로 초기강성에 매우 약한 구조체이다. 초기강성을 확보하기 위해서는 초기응력의 도입이 필수적이고, 초기강성을 갖기 전에는 불안정현상을 나타내지만, 초기강성의 도입과 함께 안정상태가 된다. 초기 불안정 구조물에 초기강성을 도입함으로써 야기되는 대변형 현상을 파악하기 위해서는 기하학적 비선형을 고려한 형상해석이 요구된다. 본 연구에서는 비선형 해석프로그램인 NASS를 이용하여 해석을 수행한다. 해석모델은 Barrel Vault형 지붕 막구조물을 대상으로 하며, 직교이방성을 고려한 형상해석 및 응력-변형해석을 수행한 후 안정성을 검토한다. Membrane structures, a kind of lightweight soft structural system, are used for spatial structures. The material property of the membrane has strong axial stiffness, but little bending stiffness. Therefore membrane structures are unstable structures initially. These soft structures need to be introduced initial stresses first because of its initial unstable state, and it happens large deformation phenomenon. To find the structural shape after large deformation caused by initial stiffness introduced, we need the shape analysis considering geometric nonlinearity in structural design procedure In this study, we analyze the soft spatial structures by the NASS which is the program for nonlinear analysis. The analytic model is a roof membrane structures of Barrel Vault-Type. We have done the shape analysis and the stress-deformation analysis considering the orthotropic material, and then study the safety.

기하학적 접근법에 의한 교량구조의 형태생성

김남희,고현무,홍성걸,Kim, Nam-Hee,Koh, Hyun-Moo,Hong, Sung-Gul 한국전산구조공학회 2010 전산구조공학 Vol.23 No.4

개념적 설계단계에서 교량형태를 자유롭게 생성하는 것이 매우 중요하다. 그러나 공학적 설계자의 입장에서는 다양한 형태를 상상하기 보다는 힘의 전달방식에 따른 구조시스템의 종류를 우선적으로 생각하게 된다. 이 연구에서는 교량형태를 기하학적 측면에서 새롭게 살펴봄으로써 기존의 공학적 접근법에서 막혔던 상상력의 한계를 확장시키고자 한다. 우선적으로 기존교량의 형태를 기하학적으로 분석하고, 기하학적 특징이 뚜렷한 교량형태에 대해서는 이 연구에서 제시하는 기하학적 접근법을 이용해서 생성해본다. 이 연구의 초점은 새로운 구조물 형태생성의 기하학적 원리를 개발하는 것이 아니라, 기존의 정립된 기하학적 원리를 이용하여 다양한 설계대안을 생성하는 접근법을 제시하고자 한다. In conceptual design stage it is important to develop structural forms freely. However, structural engineers are prompt to consider types of structural systems following load paths rather than to imagine various forms. This study attempts to expand the limit of imagination that was blocked within engineering approach newly from geometric perspective view. First of all, existing bridge structures are reviewed in terms of geometric vocabulary. Some bridge forms showing apparent geometric features are regenerated through the geometric approach proposed in this study. This study is not to develop geometric principle to build new structural forms, but to propose the geometric approach to generate design alternatives using the well established geometry concepts.

기하학적 접근법에 의한 교량구조의 형태생성

김남희,고현무,홍성걸,Kim, Nam-Hee,Koh, Hyun-Moo,Hong, Sung-Gul 한국전산구조공학회 2010 한국전산구조공학회논문집 Vol.23 No.4

개념적 설계단계에서 교량형태를 자유롭게 생성하는 것이 매우 중요하다. 그러나 공학적 설계자의 입장에서는 다양한 형태를 상상하기 보다는 힘의 전달방식에 따른 구조시스템의 종류를 우선적으로 생각하게 된다. 이 연구에서는 교량형태를 기하학적 측면에서 새롭게 살펴봄으로써 기존의 공학적 접근법에서 막혔던 상상력의 한계를 확장시키고자 한다. 우선적으로 기존교량의 형태를 기하학적으로 분석하고, 기하학적 특징이 뚜렷한 교량형태에 대해서는 이 연구에서 제시하는 기하학적 접근법을 이용해서 생성해본다. 이 연구의 초점은 새로운 구조물 형태생성의 기하학적 원리를 개발하는 것이 아니라, 기존의 정립된 기하학적 원리를 이용하여 다양한 설계대안을 생성하는 접근법을 제시하고자 한다. In conceptual design stage it is important to develop structural forms freely. However, structural engineers are prompt to consider types of structural systems following load paths rather than to imagine various forms. This study attempts to expand the limit of imagination that was blocked within engineering approach newly from geometric perspective view. First of all, existing bridge structures are reviewed in terms of geometric vocabulary. Some bridge forms showing apparent geometric features are regenerated through the geometric approach proposed in this study. This study is not to develop geometric principle to build new structural forms, but to propose the geometric approach to generate design alternatives using the well established geometry concepts.

횡비틀림좌굴을 고려하는 2차 소성힌지해석을 이용한 3차원 강뼈대 구조물 설케

김승억,박주수 한국전산구조공학회 2002 한국전산구조공학회논문집 Vol.15 No.1

In this paper, 3-D fame design using second-orders plastic-hinge analysis accounting for lateral torsional buckling is developed. This analysis accounts for material and geometric nonlinearities of the structural system and its component members. Moreover, the problem associated with conventional second-order plastic-hinge analyses, which do not consider the degradation of the flexural strength caused by lateral torsional buckling, is overcome. Efficient ways of assessing steel frame behavior including gradual yielding associated with residual stresses and flexure, second-order effect, and geometric imperfections are presented. In this study, a model consisting of the unbraced length and cross-section shape is used to account for lateral torsional buckling. The proposed analysis is verified by the comparison of the LRFD results. A case studs shows that lateral torsional buckling is a very crucial element to be considered in second-order plastic-hinge analysis. The proposed analysis is shown to be an efficient reliable tool ready to be implemented into design practice. 본 논문에서는 횡비틀림좌굴을 고려하는 2차 소성힌지해석법을 이용하여 3차원 강뼈대구조물의 설계기법을 개발하였다. 본 해석은 구조시스템 및 개별부재의 재료적 기하학적 비선형 거동을 고려한다. 더욱이, 종래의 2차 소성힌지해석에서 횡비틀림좌굴효과에 의한 휨강도 감소효과를 고려하지 못한 문제를 해결하였다. 강뼈대구조물의 잔류응력과 휨에 의한 비선형성 및 기하학적 불완전성에 의한 점진적인 소성화효과를 고려하는 효율적인 방법을 기술하였다. 횡비틀림좌굴효과를 고려하기 위하여 비지지장 및 단면 형상으로 구성되는 침강도 감소모델을 사용하였다. 개발된 2차 소성힌지해석법을 LRFD 설계방법과 비교함으로서 검증하였다. 예제해석을 통하여 횡비틀림좌굴효과는 2차 소성힌지해석법에 고려해야 할 중요한 요소임을 알 수 있었다. 본 해석은 실제 설계에 활용할 수 있는 효율적이고 신뢰성 있는 방법이다.

고속도로 교통사고에 대한 기하구조의 영향(한계효과)에 관한 연구

박민호 대한교통학회 2014 대한교통학회지 Vol.32 No.1

이 연구는 고속도로에서 발생한 교통사고에 대한 기하구조의 영향을 알아보고자 시도되었다. 기하구조의 경우에 는 지침 등에서 정하는 기준 권장값등이 있지만, 기존의 사고모형에서는 교통사고에 영향을 미치는 기하구조의 자료가 통합된 형태로 사용되어 혼합된 형태로 설치된 현실을 추정된 모형이 제대로 설명하지 못하는 단점이 있다. 따라서 이 연구에서는 기하구조를 기준값에 의해 세분화된 기하구조 자료를 사용함으로써, 현실을 반영한 모형을 추출하고자 하였다. 그리고 각 기하구조별 탄력성 분석을 통해 사고에 미치는 영향을 제시하였다. 이는 향후 교통안전을 고려한 기하구조의 지침 정립에 도움이 될 것으로 사료된다. This study dealt with the impacts of geometric structure on traffic accidents occurring on the interstates. There are standard values for the case of geometric structure which are recommended in the design guideline/policy; however, in the previous models, geometric variables were adapted as integrated ones as opposed to mixed ones in the real world so that derived models had a weakness to reflect the real. Therefore, using subdivided geometric variables, this study tried to derive the model which reflects the real world. In addition, by calculating elasticity, each variables' effect to the accidents are estimated. Hopefully, this study will help to establish the future guideline/policy of geometrics considering traffic safety.

옥천대 북서부 태백산지역 평창-정선일대 지질구조의 기하학적 형태 해석

장이랑,정희준 대한자원환경지질학회 2019 자원환경지질 Vol.52 No.6

옥천대 태백산지역은 한반도의 지각 진화 과정 동안 중첩된 다변형 조산운동의 증거를 보존하고 있는 주요 습곡- 단층대 가운데 하나로, 북서부의 평창-정선지역을 중심으로 서쪽의 주천지역 및 남쪽의 영월지역이 각각 단층 경계로구분되며, 층서 및 지질구조에 있어서 차이를 보인다. 본 논문에서는 북서부 태백산지역에 분포하는 고생대 지층들의이러한 지역적 차이와 지구조 운동과의 연관성을 이해하기 위해 구조기하학적 형태 해석 연구를 수행하였다. 이를 위해 우선, 기 발간된 평창지역 지질도들에서 지질연대가 상이하게 제안된 시대미상 퇴적암체에 대한 연대분석을 실시하였고, 그 결과 해당 암체가 후기 고생대 평안누층군에 대비되는 지층임을 확인하였다. 이러한 연대 결과와 야외조사를 통해 획득한 구조요소 자료를 종합하여 북서부 태백산지역에 보존되어 있는 지질구조들의 기하학적 형태를 해석하였다. 이 지역의 가장 주된 지질구조는 북동-남서 방향의 힌지를 가지는 광역 규모의 정선대향사로, 지동리배사, 남병산향사 및 임하리배사 등과 같은 이차습곡구조들을 수반한다. 하반구 투영 및 하향 투영 단면 해석 결과, 정선대향사는 힌지가 남부에서는 남쪽으로, 북부에서는 북쪽으로 완만하게 침강하는 향사형 극융 형태의 이중 침강 구조를가진다. 그러므로 지질도 상에서 연구지역 남부와 북부의 지질구조의 특성이 상이하게 나타나 복잡하게 보이는 것은침강하는 힌지로 인해 지질도 상에 노출되는 이차습곡들의 구조적 높이가 달랐기 때문으로 해석된다. 평창지역과 정선지역 고생대 지층의 분포를 규제하는 지질구조가 광역 규모의 정선대향사이고, 동익부인 정선지역에서만 보고된 행매층 및 회동리층이 서익부인 평창지역에서도 확인됨을 고려할 때, 향후 평창지역의 행매층 및 회동리층에 대한 상세연구를 통해 습곡 등과 같은 구조 운동에 의한 이들의 대칭 반복 가능성에 대해 추가 연구가 이루어지길 제언한다.

자율-비자율차량 혼재상황의 시뮬레이션 기반 위험구간 도로 기하구조 특성 분석

김민경,김호선,오 철 한국도로학회 2024 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2024 No.03

전 세계적으로 실도로에서의 자율주행차 안전성능을 검증하고 자율주행 시스템 기술의 개발을 위해 다양한 실증을 수행하고 있다. 미국의 경우 캘리포니아, 오하이오, 애리조나 등 다양한 주에서 자율주행차의 실도로 테스트를 진행하고 있으며, 독일의 경우 페가수 스 및 이매진 프로젝트 등을 통해 자율주행 성능 및 협력 운행 테스트를 수행하였다. 그러나, 자율주행차의 주행 성능 측면의 평가에 국한되어 실증이 진행되고 있다는 한계가 존재한다. 실도로 환경에서 자율주행차는 비자율주행차, 보행자 및 자전거 등과 상호작용하 며, 다양한 도로 기하구조에서 주행안전성 저하 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 혼재교통상황에서 자율주행차의 주행 안전성을 저하시키는 도로 기하구조를 도출하였다. 또한, 캘리포니아 Department of Motor Vehicles (DMV)에서 제시한 자율주행차 관련 사고자료 검토를 통해 유사한 도로 기하구조에서 발생할 수 있는 사고 유형을 검토함으로써 선제적인 대안을 마련하고자 한다. 시뮬 레이션 분석을 위한 자율주행차 거동구현의 경우 real-world automated vehicle data (AVD) 기반 주행행태 분석을 통해 VISSIM 파라미 터를 조정하였다. 위험구간 도출을 위해 평가지표를 선정하고 주행안전성 분석을 수행하였으며, 위험 구간의 도로 기하구조의 특성을 도출하였다. 마지막으로 위험구간의 도로 기하구조와 유사한 구간에서 발생한 실제 자율주행차 관련 사고 보고서를 검토함으로써 본 연구에서 도출된 위험구간의 도로 기하구조에서 발생할 수 있는 잠재적 사고 원인을 제시하였다. 본 연구의 결과를 통해 향후 자율주 행차의 실도로 도입을 위해 선제적인 대책을 마려하는데 기초자료로 활용될 수 있으며, 나아가 자율주행차 안전성 향상을 위한 경고 정보 서비스 개발, 정보 제공 인프라 설치 우선순위, 도로 기하구조 개선 사업에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

쉘형 구조물의 최적곡면 탐색에 관한 연구

김승덕,이신우,Kim, Seung-Deog,Lee, Shin-Woo 한국공간구조학회 2008 한국공간구조학회지 Vol.8 No.2

Shell-typed structures can make resistance to external forces efficiently, and have merits to construct the large-span structures with thin thickness. This merits are highly depending on the shape of structure. Therefore designers want to the optimum shape, but it is not so easy to find the shape. So far there are many schemes to find more optimum shape, and those methods have their own characteristics. In this study, the authors introduce a relatively easy approach to find optimum shape by the finite element method considering geometric nonlinearity. We are finding the optimum shape of a shell-typed structure using line elements, and compared the results by various analytic models. 쉘형 구조물은 외력에 대해 효과적으로 저항할 수 있어, 두께를 얇게하면서 대공간 구조물을 만들 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점은 구조형태에 크게 의존한다. 그러므로 많은 설계자들은 최적 형태를 설계에 반영하고자 하지만, 이는 간단치 않다. 지금까지 보다 최적의 형태를 얻기 위한 많은 기법들이 발표되어 왔고, 이들은 각각 장단점을 나타낸다. 본 논문에서는 최적의 곡면을 얻기 위해 기하학적 비선형을 고려한 유한요소법을 이용한 비교적 간단한 방법을 제안한다. 이러한 방법을 이용하여 다양한 쉘형 곡면에 적용하여 최적곡면을 얻고, 이를 비교한다.

기하형태의 연속적인 조형성

김민호(Min-Ho Kim) 한국콘텐츠학회 2010 한국콘텐츠학회논문지 Vol.10 No.10

물질에 대한 본질과 그 안에 내재된 시지각적 구조에 대한 관심으로부터 시작된 본 작품연구의 목적은 분자의 형태상 특징인 원, 선과 같은 단순기하형을 시공간에서 입체화시켜 이들 간의 결합이 갖은 조형적 연속성을 표현하는데 있다. 이와 같은 목적으로 현대미술에서의 기하형태는 무엇이며, 분자구조의 구조적 결합과 상징성이 어떠하였는가를 살펴보았으며, 이러한 고찰을 바탕으로 분자구조의 단순기하형태를 입체화시켜 단위체간의 반복적인 결합에서 오는 연속적인 조형성을 표출하였다. 작업의 유형은 분자모형과 전자현미경상에서 보이는 분자를 선을 매개체로 사용하여 단위체를 결합하는 방법과 단위체간을 직접 결합하는 방법으로 신체장신구와 금속조형물을 표현해 보았다. 결국은 단위체간의 직접결합을 통한 “분할과 복제의 연속성“ 및 구와 곡선과 같은 분자이미지를 입체화시킨 단순기하형들의 결합에서 오는 ”순환적 연속성“이 공간적 구성에서 발생하는 조형화를 시도해 보았다. The study on works motivated from interest in the nature of matters and inherent visual-perceptual structure in them aims at expressing formative continuity of the connections of three dimensions of simple geometrical shapes such as circles and lines, which are characteristics of shape of molecules. With such a purpose, this study examined the geometrical shapes in modern arts and structural connection and symbolism of molecule structure, and based on such considerations, it expressed successive formative beauty which comes from repetitive connection between units by creating stereogram of simple geometrical shapes of molecule structure. The types of works include a method of connecting the units of molecule models and molecules seen in electron microscope with lines as a parameter and connecting units directly, which are used to express body accessory and metallic sculptures. Consequently, it attempted formation occurring spatial composition of continuity of division and duplication through direct connection between units and circular continuity coming from connection of simple geometrical shapes of molecule images such as spheres and curves transformed into stereogram.