A Segmentation Method for Counting Microbial Cells in Microscopic Image

김학경,Sun-Hee Lee,Myung-Suk Lee,Song-Bong Kim 제어·로봇·시스템학회 2002 International Journal of Control, Automation, and Vol.4 No.3

In this paper, a counting algorithm hybridized with an adaptive automatic thresholding method based on Otsu's method and the algorithm that elongates markers obtained by the well-known watershed algorithm is proposed to enhance the exactness of the microcell counting in microscopic images. The proposed counting algorithm can be stated as follows. The transformed full image captured by CCD camera set up at microscope is divided into cropped images of m n blocks with an appropriate size. The thresholding value of the cropped image is obtained by Otsu's method and the image is transformed into binary image. The microbial cell images below prespecified pixels are regarded as noise and are removed in the binary image. The smoothing procedure is done by the area opening and the morphological filter. Watershed algorithm and the elongating marker algorithm are applied. By repeating the above stated procedure for blocks, the segmented images are obtained. A superposed image with the size of 640 480 pixels as same as original image is obtained from the segmented block images. By labeling the superposed image, the counting result on the image of microbial cells is achieved. To prove the effectiveness of the proposed method in counting the microbial cell on the image, we used Acinetobacter sp., a kind of ammonia-oxidizing bacteria, and compared the proposed method with the global Otsu's method, the traditional watershed algorithm based on global thresholding value and human visual method. The result counted by the proposed method shows more approximated result to the human visual counting method than the result counted by any other method.

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.

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

경찰의 직제명칭 개선방안에 관한 연구

김학경,이성용 한국치안행정학회 2015 한국치안행정논집 Vol.11 No.4

경찰의 업무영역은 점점 확대ㆍ다양화 되어가고 기능별로 전문화가 심화되어 가고 있지만, 이러한 환경변화에도 불구하고 우리 경찰의 “외사”ㆍ“경비”ㆍ“보안” 직제명칭은 미군정기부터 지금까지 계속적으로 사용되고 있다. 이러한 명칭은 각각의 직제가 수행하고 있는 업무영역 내지 분장사무를 제대로 포섭하지 못할 뿐만 아니라, 특히 “경비” 와 “보안”이라는 명칭은 총독부 경무국당시의 경찰직제에서 유래된 것으로서 역사적 청산이 시급히 필요하다. 나아가 이러한 명칭은 경찰 직제에 대한 이해가 없는 일반 국민들에게는 업무영역에 대한 오해의 가능성을 초래할 수 있는 등 경찰업무 자체에 대한 저평가 요소로서 작용할 가능성이 상당하고 조직구성원들의 사기저하를 초래할 여지도 상존한다. 이에 본 연구는 시대적 요구상황 그리고 변화된 경찰의 업무영역을 보다 적극적으로 반영할 수있는, 나아가 치안서비스의 수요자이자 소비자인 국민들의 입장에서도 쉽게 이해되고 받아들여질수 있는 경찰의 직제명칭 개선방안을 제시하는 것을 목표로 하였다. 이러한 연구목적을 달성하기위하여 첫 번째, 경찰 직제명칭의 역사적 변천과정을 간략히 살펴보고 이를 통하여 명칭 개선이필요한 직제를 도출하고자 하였다. 두 번째, 쟁점의 대상이 되는, 즉 명칭변경이 시급하다고 판단되는 직제명칭 개념을 이론적으로 분석하고자 하였다. 세 번째, 우리 경찰에 접목되어 있는 대륙법계 및 영미법계 경찰기관의 직제명칭을 비교분석하고자 하였다. 네 번째, 해당 분야 전문가를대상으로 질적 인터뷰(Qualitative Interview)를 실시하고 직제명칭 개선방안에 대한 의견을 살펴보고자 하였다. 최종적으로, 이러한 ① 역사적 변천과정, ② 개념적(강학적) 분석, ③ 비교제도적고찰, ④ 전문가 인터뷰 등을 종합하여 현행 경찰청의 업무 및 시대환경을 잘 포섭할 수 있는 새로운 직제명칭 개선안을 구체적으로 제시하고자 하였다. The scope of police work is expanding, particularly due to the demands derived fromthe general people, and also as a result of a steadily increasing level of professionalism. With this in mind, the titles of police organizations need to accurately reflect its currentscope of work, while at the same time remain easily recognizable by communities. However, despite the dramatic changes to the scope of police work, the titles of certainbureaus within the Korean National Police Agency(KNPA), such as “Foreign Affairs”,“Public Security” and “National Security”, have not been amended since the “AmericanMilitary Governance” period (1945-1948). Furthermore, since such titles as “PublicSecurity” and “National Security” originated from the Japanese colonial police during theJapanese imperial period, it can be argued that the KNPA did not completely root out thevestiges of the Japanese colonial policing, but rather continued to use its structure andorganization. In this context, the study is geared toward providing brand-new titles for theorganization of the KNPA. To achieve more accurate and suitable naming conventions,this paper first attempts to identify organizational titles which don’t reflect its currentwork scope in a felicitous fashion, by examining the history of organizational changes ofthe KNPA. Second, the paper analyzes the organizational tiles in question in a notionalway. Third, the study conducts a comparative study into the organization of police forcesof other advanced countries, such as the USA, the UK, Germany, Hong Kong, andTaiwan. Finally, the research conducts unstructured qualitative interviews in order toknow the opinions and ideas of police practitioners and experts regarding recommendableorganizational titles.

청원경찰 신임교육 커리큘럼 개선방안에 대한 연구

김학경 한국경찰연구학회 2018 한국경찰연구 Vol.17 No.1

독일의 저명한 경찰법학자인 Knemeyer 교수는 공공의 안녕과 질서유지라는 국가 독점적 경찰권이 민간영역에게 제한적으로 부여되는 사회적 현상을 제3의 탈경찰화(Dritte Entpolizeilichung)라고 명명하고 있다. 우리나라에도 국가 경찰권을 제한적으로 위임받은 민간경비원이 존재하는데, 청원경찰과 특수경비원이 그 대표적인 예에 해당한다. 특히 청원경찰제도는 국가가 직접적으로 경비하기 어려운 국가중요시설에 대한 안전 활동을 수행하고 있으며, 수익자 부담의 원칙에 의하여 그 비용은 민간이 부담하지만 경찰관직무법에 의한 경비경찰관의 직무를 수행하고 있는 우리나라만의 독특한 제도라고 할 수 있다. 이러한 청원경찰 제도의 문제점 중 하나는 치안환경이 계속적으로 변화했음에도 불구하고 청원경찰 신임교육 교과목 및 시간이 1979년 딱 한차례만 변화했을 뿐이고, 이후 약40년 동안 아무런 변화가 없었다는 점이다. 따라서 필연적으로 현행 커리큘럼은 청원경찰이 수행하고 있는 직무와 그 관련성이 현저히 떨어질 수밖에 없다. 이러한 배경 하에, 본 논문에서는 40년간 단 한차례의 변화도 없었던 청원경찰법상 신임교육 커리큘럼의 문제점을 파악하고, 이에 대한 개선방안을 제시해보고자 하였다. 이를 위해서 첫 번째, 청원경찰을 둘러싼 환경변화를 분석한 후 각 기관별 청원경찰 관련 행정규칙 등을 분석하여 청원경찰의 구체적 직무를 도출해보았고, 이를 현행 커리큘럼과 비교하여 (현행 커리큘럼의) 문제점을 파악해보았다. 두 번째, 직무관련성 있는 교육과목 도출을 위하여 현직 청원경찰관 대상으로 질적 인터뷰를 실시하여 (필요한 교과목 등 관련하여) 그들의 솔직한 의견을 청취해보았다. 부가적으로, 특수경비원 신임교육과의 비교분석도 시도되었다. 마지막으로 이러한 분석 등을 종합하여, 청원경찰의 구체적 직무와 직접적 관련성 있는 신임교육 커리큘럼 안을 제시해보았다. Franz-Ludwig Knemeyer, a well-known German police law professor, argued that the third Entpolizeilichung has gradually emerged since the 1990s in Continental Europe, where the responsibility of maintaining law and order began to be re-distributed between state, local authorities, and the private sector, along with the entrustment of limited police powers as well. Registered Security Guards in Korea possess police powers, relating to security purposes, in their jurisdictions and in this context, they can be considered as one of the examples to demonstrate that the Korean society is already in the era of the third Entpolizeilichung. Nevertheless, the curriculum for newly-appointed registered security guards has still been the same since 1979, although their roles and posts have significantly changed. Under these circumstances, the research tried to review the current new employee education program of Registered Security Guards in Korea, and suggest a new curriculum for the education program, especially relevant to the scope of their work. For this, the study conducted three unstructured interviews with registered security guards working full-time, with a view to obtaining voluntary and frank opinions and suggestions about the new one, noticeably considering job relevance.

불법사행산업 근절을 위한 영국 사행행위규제위원회에 관한 연구- 조직 거버넌스 및 권한 중심으로 -

김학경 한국경찰법학회 2013 경찰법연구 Vol.11 No.2

The research is geared toward improving the countermeasures employed by the Korean National Gambling Control Commission (KNGCC) in its fight against the illegal gambling industry in Korea. The KNGCC independently supervises and regulates the entire gambling industry in South Korea, placing a high priority on prevention policies. Nonetheless, the KNGCC does not currently have licensing and investigative powers, and only exercises limited regulatory powers. The KNGCC collects some intelligence in connection with illegal gambling and refers this intelligence to law enforcement agencies, such as the police and the prosecution service. However, it does not have strong partnership with those services, and even if it refers the intelligence, there is no institutional guarantee that they will launch an investigation. For this reason, it is argued that the KNGCC does not have enough power to effectively handle illegal gambling in Korea. 62) In contrast, the UK Gambling Commission is comprehensively afforded with licensing authorities, regulatory powers, and police powers, such as investigation, prosecution, and forfeiture powers for gambling business. In other words, all of the respective powers are integrated into the Gambling Commission in order to regulate and enforce the entire gambling industry in the UK, particularly in partnership with other relevant organizations. In this context, the research examines the organizational governance and enforcement powers of the UK Gambling Commission. Based on the lessons learnt from that examination, consequently the study attempts to suggest practical policy implications for the current KNGCC. Finally, it is argued that the KNGCC should have more integrated regulatory and enforcement powers with which, for instance, they can launch their own inspections, criminal investigations, and civil recovery process, especially to crack down on the illegal gambling industry in Korea.

경찰의 직제명칭 개선방안에 관한 연구

김학경,이성용 한국치안행정학회 2014 한국치안행정논집 Vol.11 No.3

경찰의 업무영역은 점점 확대ㆍ다양화 되어가고 기능별로 전문화가 심화되어 가고 있지만, 이러한 환경변화에도 불구하고 우리 경찰의 “외사”ㆍ“경비”ㆍ“보안” 직제명칭은 미군정기부터 지금까지 계속적으로 사용되고 있다. 이 러한 명칭은 각각의 직제가 수행하고 있는 업무영역 내지 분장사무를 제대로 포섭하지 못할 뿐만 아니라, 특히 “경 비” 와 “보안”이라는 명칭은 총독부 경무국당시의 경찰직제에서 유래된 것으로서 역사적 청산이 시급히 필요하다. 나아가 이러한 명칭은 경찰 직제에 대한 이해가 없는 일반 국민들에게는 업무영역에 대한 오해의 가능성을 초래할 수 있는 등 경찰업무 자체에 대한 저평가 요소로서 작용할 가능성이 상당하고 조직구성원들의 사기저하를 초래할 여지도 상존한다. 이에 본 연구는 시대적 요구상황 그리고 변화된 경찰의 업무영역을 보다 적극적으로 반영할 수있는, 나아가 치안서 비스의 수요자이자 소비자인 국민들의 입장에서도 쉽게 이해되고 받아들여질수 있는 경찰의 직제명칭 개선방안을 제시하는 것을 목표로 하였다. 이러한 연구목적을 달성하기위하여 첫 번째, 경찰 직제명칭의 역사적 변천과정을 간 략히 살펴보고 이를 통하여 명칭 개선이필요한 직제를 도출하고자 하였다. 두 번째, 쟁점의 대상이 되는, 즉 명칭변 경이 시급하다고 판단되는 직제명칭 개념을 이론적으로 분석하고자 하였다. 세 번째, 우리 경찰에 접목되어 있는 대륙법계 및 영미법계 경찰기관의 직제명칭을 비교분석하고자 하였다. 네 번째, 해당 분야 전문가를대상으로 질적 인터뷰(Qualitative Interview)를 실시하고 직제명칭 개선방안에 대한 의견을 살펴보고자 하였다. 최종적으로, 이러 한 ① 역사적 변천과정, ② 개념적(강학적) 분석, ③ 비교제도적고찰, ④ 전문가 인터뷰 등을 종합하여 현행 경찰청 의 업무 및 시대환경을 잘 포섭할 수 있는 새로운 직제명칭 개선안을 구체적으로 제시하고자 하였다. The scope of police work is expanding, particularly due to the demands derived fromthe general people, and also as a result of a steadily increasing level of professionalism. With this in mind, the titles of police organizations need to accurately reflect its currentscope of work, while at the same time remain easily recognizable by communities. However, despite the dramatic changes to the scope of police work, the titles of certainbureaus within the Korean National Police Agency(KNPA), such as “Foreign Affairs”,“Public Security” and “National Security”, have not been amended since the “AmericanMilitary Governance” period (1945-1948). Furthermore, since such titles as “PublicSecurity” and “National Security” originated from the Japanese colonial police during theJapanese imperial period, it can be argued that the KNPA did not completely root out thevestiges of the Japanese colonial policing, but rather continued to use its structure andorganization. In this context, the study is geared toward providing brand-new titles for theorganization of the KNPA. To achieve more accurate and suitable naming conventions,this paper first attempts to identify organizational titles which don’t reflect its currentwork scope in a felicitous fashion, by examining the history of organizational changes ofthe KNPA. Second, the paper analyzes the organizational tiles in question in a notionalway. Third, the study conducts a comparative study into the organization of police forcesof other advanced countries, such as the USA, the UK, Germany, Hong Kong, andTaiwan. Finally, the research conducts unstructured qualitative interviews in order toknow the opinions and ideas of police practitioners and experts regarding recommendableorganizational titles.

국가안전관리

김학경 한국경호경비학회 2011 시큐리티연구 Vol.- No.26

현재 우리나라의 국가안전관리(위기재난관리)체계를 지탱하고 있는 기본법은 ‘재난 및 안전관리기본법’이다. 이러한 ‘재난 및 안전관리기본법’ 하에서 우리나라의 국가안전관리체계는 위기와 재난을 효율적으로 관리하기 위하여 이른바 삼단체계(중앙정부, 시도, 시군구)를 채택하고 있다. 통합위기관리체계(IEM)는 일차적으로 지역 대응기관의 조정과 협력(Coordination and Cooperation)체계를 중시하는 개념이며, 특히 서로 동등한 위치에서 기관과 기관 간의 협력을 강조하고 있다. 이러한 통합위기관리체계의 흐름에 발맞추어 영국과 미국의 국가안전관리체계는, 지역사회 내의 지역대응기관들이 중앙정부나 연방정부의 직접적인 개입없이 일차적으로 시민보호와 관련된 문제(위기 및 재난)를 관리하는 시스템을 구축하고 있다. 다시 말해, 영국과 미국에서는 위기와 재난의 범위가 아주 광범위하고 복잡한 경우, 이로 인하여 중앙정부의 조정과 협력이 절실히 요구되는 때에만 비로소 중앙정부의 개입이 직접적으로 이루어지고 있는 것이다. 이와 반대로 한국의 국가안전관리체계는 지시와 통제(Command and Control) 중심의 중앙집권화 된 시스템을 채택하고 있기 때문에, 위기재난 발생시(중요도에 관계없이) 중앙정부가 쉽게 지역단위의 지휘체계를 무시하고 이를 통제하고 간섭할 수 있다. 현대사회는 불확실성, 비친숙성 및 비예측성이 증폭되고 있는, 이른바 ‘위험사회(Risk Society)’ 또는 ‘포스트모던 사회(Post-modern Society)’라고 일컬어진다. 이러한 불확실성의 시대에서 과연 우리의 하향식 국가안전관리체계가, ‘위험사회(Risk Society)’와 ‘포스트모던 사회(Post-modern Society)’의 불확실성, 비친숙성, 비예측성을 효과적으로 관리할 수 있는지 의문점이 제기된다. 이러한 맥락에서, 동 논문은 한국의 시민보호체계도 영국과 미국의 위기재난관리시스템과 마찬가지로 분권화된 조정과 협력모델(Coordination and Cooperation)로 변화해야 한다고 주장한다. 이를 위해서, 현행 ‘재난 및 안전관리기본법’ 체계 하에서 우리나라의 시민보호체계 및 안전관리체계를 비판적으로 검토하고, 이를 토대로 국가안전관리체계의 발전 방향에 대한 정책적 시사점을 제시하고자 한다.

Homeland Security Management: A Critical Review of Civil Protection Mechanism in Korea

김학경 한국경호경비학회 2011 시큐리티연구 Vol.- No.26

The Framework Act on the Management of Disasters and Safety 2004(FAMDS) currently underpins Korean civil protection system, and under this FAMDS, Korean civil protection establishes a three-tiered government structure for dealing with crises and disasters: central government, provincial & metropolitan government, and local government tiers. In particular, the concept of Integrated Emergency Management(IEM) emphasizes that emergency response organizations should work and act together to respond to crises and disasters effectively, based on the coordination and cooperation model, not the command and control model. In tune with this trend, civil protection matters are, first, dealt with by local responders at the local level without direct involvement of central or federal government in the UK or USA. In other words, central government intervention is usually implemented in the UK and the USA, only when the scale or complexity of a civil protection issue is so vast, and thus requires a degree of central government coordination and support, resting on the severity and impact of the event. In contrast, it appears that civil protection mechanism in Korea has adopted a rigid centralized system within the command and control model, and for this reason, central government can easily interfere with regional or local command and control arrangements; there is a high level of central government decision-making remote from a local area. The principle of subsidiarity tends to be ignored. Under these circumstances, it is questionable whether such top-down arrangements of civil protection in Korea can manage uncertainty, unfamiliarity and unexpectedness in the age of Risk Society and Post-modern society, where interactive complexity is increasingly growing. In this context, the study argues that Korean civil protection system should move towards the decentralized model, based on coordination and cooperation between responding organizations, loosening the command and control structure, as with the UK or the USA emergency management arrangements. For this argument, the study basically explores mechanisms of civil protection arrangements in Korea under current legislation, and then finally attempts to make theoretical suggestions for the future of the Korean civil protection system. The Framework Act on the Management of Disasters and Safety 2004(FAMDS) currently underpins Korean civil protection system, and under this FAMDS, Korean civil protection establishes a three-tiered government structure for dealing with crises and disasters: central government, provincial & metropolitan government, and local government tiers. In particular, the concept of Integrated Emergency Management(IEM) emphasizes that emergency response organizations should work and act together to respond to crises and disasters effectively, based on the coordination and cooperation model, not the command and control model. In tune with this trend, civil protection matters are, first, dealt with by local responders at the local level without direct involvement of central or federal government in the UK or USA. In other words, central government intervention is usually implemented in the UK and the USA, only when the scale or complexity of a civil protection issue is so vast, and thus requires a degree of central government coordination and support, resting on the severity and impact of the event. In contrast, it appears that civil protection mechanism in Korea has adopted a rigid centralized system within the command and control model, and for this reason, central government can easily interfere with regional or local command and control arrangements; there is a high level of central government decision-making remote from a local area. The principle of subsidiarity tends to be ignored. Under these circumstances, it is questionable whether such top-down arrangements of civil protection in Korea can manage uncertainty, unfamiliarity and unexpectedness in the age of Risk Society and Post-modern society, where interactive complexity is increasingly growing. In this context, the study argues that Korean civil protection system should move towards the decentralized model, based on coordination and cooperation between responding organizations, loosening the command and control structure, as with the UK or the USA emergency management arrangements. For this argument, the study basically explores mechanisms of civil protection arrangements in Korea under current legislation, and then finally attempts to make theoretical suggestions for the future of the Korean civil protection system.