詳細計劃區域에서 開發利益 變化에 관한 연구 : 建築線 후퇴에 따른 地區道路 擴充을 중심으로

박상현 홍익대학교 1998 국내석사

재생디자인적 관점을 적용한 한옥의 재구축 디자인 방법에 관한 연구

박상현 건국대학교 건축전문대학원 2010 국내석사

최근 정부의 지원과 전통문화의 재조명을 통한 현대적 가치의 재발견이 다양한 분야에서 전개되어지면서 한옥 또한 주된 관심의 대상으로 주목받고 있다. 이러한 한옥을 바라보는 다양한 관점들 중 기존의 문화재 보존이라는 소극적인 접근이 아닌 한옥이라는 건축공간이 현대사회에 적합한 형태와 기능을 담아낼 수 있도록 하는 새로운 공간디자인적 접근의 필요성이 높아지고 있다. 이러한 시대적 패러다임을 반영한 한옥의 새로운 공간디자인 방법론 중 본 연구에서는 ‘재생디자인’이라는 관점에서 접근함을 그 목적으로 한다. 21세기에 들어오면서 유럽과 일본 등을 중심으로 활발한 논의와 실행이 이루어지고 있는 재생디자인은 사용하지 않는 건물이나 효율성이 떨어지는 건물에 새로운 이용목적과 방법을 적용하여 건물의 계속적인 활용(adaptive use)을 가능하게 하는 하드웨어적인 부분에서의 디자인 수법이라고 할 수 있다. 그러한 의미로 역사적, 건축적, 공간적으로 매우 중요한 건축 활동이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 재생디자인의 방법적 특성에 입각하여 크게 재생의 유형을 맥락적 재생과 이미지적 재생으로 분류하고 기존의 근대 건축물들의 재생 사례의 방법적 분석을 통해 각각의 사례에서 사용되어진 공간적, 구조적, 재료적, 의장적인 세부수법들을 도출하여 구체적인 재생디자인의 수법들을 분석하였다. 여기서 얻어진 디자인 수법들을 기반으로 최근에 이루어진 한옥들의 재생 사례를 대상으로 한옥이 갖는 건축적, 공간적 특성들이 어떠한 수법을 통해 재구축 되어 지고 있는지를 고찰하였다. 이상의 분석과 고찰의 결과 한옥의 재구축에 있어서는 근소하지만 이미지적 재생디자인 수법의 비중이 전반적으로 높다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통해 한옥의 재구축을 진행함에 있어서 여전히 외관과 같은 조형적 요소의 이미지를 중시하여 재구축되어지고 있음을 알 수 있었으며 한편으로 내부공간의 질적인 변화에 대한 접근도 일부 보이기 시작함을 알 수 있었다. 향후 외관적 이미지뿐 만아니라 한옥의 내부공간의 질적인 변화에 있어서도 보다 심도 있는 접근이 이루어져 외부와 내부의 통합적인 계획이 이루어질 필요가 있으며 그러한 방법론적 접근이 보다 효율적인 한옥의 재생과 활용을 촉진시켜 나아가는데 적절하리라 판단된다. 이러한 재생디자인적 접근은 한옥이 현대라는 시점에 있어서 새로운 건축적, 공간적 가치를 발휘하기 위한 초석이 될 수 있으리라고 생각된다. In recent, as rediscovery of the modern value is developed through the support by the government and the reinterpretation of the traditional culture, a Korean-style house also becomes an object of interest. Among these various viewpoints to see the Korean-style house, the necessity of a new spatial design approach to contain the types and functions of the architectural space of the Korean-style house appropriate to the modern society is raised which is not a passive approach to preserve the existing cultural assets. Out of the methods of the new spatial design of the Korean-style house which reflect the paradigm of the times, this study has the purpose to make an approach from the viewpoint of 'recycle design'. As the 21st century started, the recycle design whose active discussion and performance is made largely by Europe and Japan can be called a design method in the hardware part which enables continuous adaptive use of a building by applying a new use purpose and method to a building which doesn't use the recycle design or has low efficiency. In that meaning, it can be considered to be a very important architectural activity historically, architecturally and spatially. Based on the methodological characteristics of the recycle design, this study largely divides the types of recycle into coherent recycle and imagery recycle and deducts detailed methods of space, construction and material and wardrobe used for each case to analyze the methods of concrete recycle design through the methodological analysis of recycle cases of the existing modern buildings. For the objects of recycle cases of the Korean-style houses made recently based on the design methods acquired here, it was examined how the architectural and spatial characteristics of the Korean-style houses can be reconstructed through what kind of methods. As a result of the above analysis and examination, the importance of the imaginary recycle design method is a little higher in part of the reconstruction of the Korean-style house. In the progress of reconstruction of the Korean-style house through this result, it was found that reconstruction is made still focusing the image of formative factors such as appearance and on the other hand, the approach to the qualitative changes of the interior space started being seen. It is necessary that in the future, an inside and outside integrated method will be created through more deep approach in not only image but also the qualitative changes of the inside space of the Korean-house style and it is judged that the methodological approach is appropriate to promote the recycle and utilization of more efficient Korean-style house. The approach of the recycle design is considered to be a cornerstone to show a new architectural and spatial value in the viewpoint of the Korean-style house's existence in modern times.

한반도 하구의 어류군집 특성과 eDNA를 활용한 어류 모니터링 연구

박상현 목포대학교 일반대학원 2023 국내박사

본 연구는 2016년부터 2018년까지 328개 하구에서 어류상 및 물리·화학적 특성을 연구하였으며, 하구 수생태계 최초전수조사 결과를 적용하여, 개선된 메트릭지수를 제공하였다. 또한 2022년에 경상남도 21개 습지 지역에서 문헌연구와 환경유전자 결과를 비교하여, 각 조사 방법별 특성 연구 및 현재의 하구 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가에 적용된 KEFAI의 멀티메트릭에 보조도구의 적용 가능성을 파악하였다. 한반도 하구에서 52과 150종의 어류가 확인되어 하천보다 높은 다양성을 보였다. 잉어과 어류가 42.8%로 우점하였으며, 우점종(Dominant Species)은 황어(RA, 12.5%), 아우점종(Subdominant Species)은 숭어(RA, 9.5%)로 나타났다. 멸종위기야생생물(Endangered Species)은 가시고기와 한둑중개 2종이 확인되었으며, 모두 동해역에서 확인되었다. 고유종은 21종, 외래종 5종, 회유성어종 8종, 기수성어종 41종, 해산어 39종, 1차담수어는 62종으로 나타났다. 특히, 회유성어종은 자원으로서의 가치가 높은 종으로 구성되어 있으며, 서해역은 뱀장어, 남해역은 은어, 뱀장어, 동해역은 황어, 은어, 빙어, 연어가 주로 확인되었다. 하구의 연결성을 차단하는 횡구조물의 적극적인 수문 운용을 통해 회유성 어종의 소상 및 관리가 필요하다. SIMPER 분석 결과 하구는 해역별, 하구유형별 군집의 차이를 보였으며, 한반도 하구의 대표어종은 숭어, 붕어, 민물검정망둑으로 확인되었다. 서해역은 1차담수어인 살치와 붕어, 남해역은 기수성어종인 숭어와 가숭어, 동해역은 회유성어종인 황어와 기수성어종인 숭어로 확인되었으며, 열린하구에서는 숭어, 민물검정망둑, 닫힌하구에서는 붕어, 숭어로 확인되었다. 물리·화학적 특성에서 동해역은 열린하구의 특성을 보였으며, 서해역은 닫힌하구의 특성을 보였다. 닫힌하구로 대표되는 서해역은 탁도, COD, TN, TP 등 오염항목으로 대표되는 항목이 열린하구와 통계적 차이를 보였으며, 어류상에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 반대로 열린하구로 대표되는 동해역은 DO, 전기전도도, 염도가 높으며, 서해역과 반대되는 특성을 보였다. CCA 결과에서도 해역별, 하구유형별 차이는 뚜렷하게 나타났으며, 어류군집 또한 SIMPER 결과와 합치되는 결과가 도출되었다. 한반도 하구의 KEFAI 평균은 50.52(C등급)으로 나타났으며, 해역별로 서해역 41.84점(C등급), 남해역 52.71점(C등급), 동해역 55.48점(C등급)으로, 서해역에서 동해역으로 갈수록 KEFAI가 높게 나타났다. 서해역에서 동해역으로 갈수록 열린하구의 비율이 높아지며, 하구의 연결성이 확보되어 다양한 종의 출현에 의한 결과로 확인되었다. KEFAI는 해역별, 하구유형별로 차이를 보였으며, 특성 또한 다르게 나타났다. 하구의 메트릭은 8개 항목으로, 해역별로 M8 항목을 제외한 모든 항목에서 통계적 차이(P < 0.05)를 보였고, 열린하구와 닫힌하구는 M1, M2 항목을 제외한 6개 메트릭 항목에서 통계적 차이를 보였다(P < 0.05). PCA 결과에서 서해역은 닫힌하구의 빈도가 높아, 닫힌하구의 특성을 공유하며, 높은 다양도 및 종수, 낮은 기수성어종수, 높은 내성종개체수 비율이 확인되었다. 남해역은 열린하구의 빈도가 높고, 열린하구의 특성을 공유하며, 낮은 다양도, 적은 종수, 높은 저서성어종의 개체수 비율이 확인되었다. 동해역은 열린하구의 빈도가 가장 높고, 열린하구의 특성을 띠며, 높은 다양도, 많은 종수, 낮은 내성종개체수 비율 및 낮은 저서종어종의 개체수 비율이 확인되었다. 국내에서 참조하구와 훼손하구에 관한 연구는 진행되지 않았으나, 참조하천과 훼손하천에 준하는 기준을 적용한 결과, 8개의 메트릭에서 모두 통계적 차이가 발생하였다(P < 0.05). 참조하구는 남해역, 열린하구의 특성을 띠며, 훼손하구는 서해역, 닫힌하구의 특성을 갖는다. 메트릭 항목은 2008년부터 현재까지 지속적으로 개정됐으나, 최초전수조사 결과를 반영하지 못하고 있다. 본 연구 결과에서 각각의 메트릭 항목을 분석한 결과 M1, M2, M3, M6, M7 항목은 일부 조정이 필요한 것으로 판단된다. 개선된 메트릭지수를 이용해 KEFAI를 산출한 결과, 건강성이 상승하는 것으로 나타났으며, 현재의 하구 건강성 평가체계는 KEFAI가 저평가된 것으로 판단된다. 본 연구는 2016년부터 3년 단위로 조사한 최초전수조사 결과를 바탕으로 분석하였다. 2008년 전후로 건강성 평가의 개념 정립 및 조사가 수행되었으며, 다년간의 연구로 많은 데이터가 누적되었다. 하지만 하구 수생태계 조사 및 건강성 평가 사업의 특성상 모니터링을 중점으로 하고 있다. 현재까지 다수의 논문과 분석 방법이 적용되었으나 일부 하구를 중심으로 연구가 진행되었으며 어류를 중심의 총괄적인 분석은 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서 대한민국의 하구에 서식하는 어류의 군집구조, 하구의 물리·화학적 특성, 하구의 형태 등을 분석하였다. 또한, 기존의 멀티 메트릭을 검증하여 개선 방향을 제시하였다. 하구 수생태계 조사 및 건강성 평가는 다양한 분류군을 종합적으로 평가하지만, 본 연구는 어류를 중심으로 분석하였기 때문에 추후 다른 분류군과의 총체적인 분석이 필요하다. 이를 통해 하구수생태의 특성을 명확하게 파악하여 하구의 관리, 정책, 연구, 활용 등의 기준 정보로 제시할 수 있을 것으로 판단된다. 환경유전자 연구 결과에서 문헌연구 결과 66종, 환경유전자 결과 59종의 어류가 확인되었으며, 공통 출현종은 29종으로 나타났다. 기존의 전통적인 어류 연구방법을 통해서는 충분한 어류상을 확인할 수 없음을 확인하였다. 우점종은 문헌조사에서 민물검정망둑, 블루길, 피라미가 하구, 호소, 하천습지에서 우점하는 것으로 나타났으나, 환경유전자 연구에서는 모두 기벨리오붕어가 우점하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용한 Primer는 국내 어류를 대상으로 개발된 Primer가 아니기 때문에 국내종을 정확히 판단하기에는 어려울 것으로 판단된다. 기벨리오붕어와 유사종인 붕어, 떡붕어 등은 완벽하게 구분할 수 없을 것으로 판단되며, 기벨리오붕어의 높은 OTUs는 기존의 붕어와 떡붕어의 유전자도 중복적으로 산출된 결과로 판단된다. 기벨리오붕어 외에도, 붕어교잡종(Carassius auratus x Megalobrama amblycephala pentaploid hybrid), 미꾸리교잡종(Misgurnus anguillicaudatus x Misgurnus bipartitus) 등 기존에 확인되지 않던 종들이 출현하여, 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 알파종다양성과 베타종다양성은 일부 항목에서 차이를 보였다(P < 0.05). 각각 8개의 메트릭으로 구성된 FAI, KEFAI 메트릭에서 각각 3개, 4개 항목은 종수에 영향을 받는다. 따라서 명확한 평가를 위해 환경유전자 조사 결과를 보조도구로 사용하면 정확한 지표 및 결과를 생산할 수 있을 것으로 판단된다. 현재 국내의 환경유전자 연구는 초기단계이며, 국내 어종을 정확히 구분할 수 있는 universal primer의 부재 등 다양한 문제점을 내포하고 있다. 본 연구에서도 붕어와 그 유사종의 구분에 대한 문제점을 확인하였다. 향후 어류조사에서 보편적인 방법으로 활용하기 위해서는 다양한 환경에서의 비교조사를 통한 검증이 필요하다. 따라서 국내 어종에 맞는 Primer의 개발, 습지별 보편적인 연구방법의 정착, OTUs의 개체수준에서의 활용 연구 및 검증이 필요하며, 이를 통해 보편적인 조사 방법으로 활용하고, 신뢰 있는 결과를 도출할 수 있을 것으로 판단된다. 1. 서 설(General Introduction) 한반도의 하구 연구는 2000년대 초반까지 국가적인 관심이 크게 나타나는 대형하구와 일부 소형하구 등 단일 하구를 중심으로 이루어졌다(Lim et al., 2020). 과거의 국내에서 이루어진 하구 연구는 대부분 수질 관련 현황 조사가 주로 실시되었으며, 이외에 유동, 퇴적모델에 관한 연구가 일부 수행되었다. 대형하구와 달리 중·소규모의 하구 연구는 적었으며, 국내 하구에 대한 이해가 부족했다. 세계적으로 생태 및 환경에 관한 관심이 증대되면서, 국내에서도 이에 맞춰 목표를 설정하여, 집중적인 관리를 수행하였다. 환경부에서는 물환경관리 목표를 “이화학적 수질”에서 “수생태계 건강성”으로 개념을 확대하고 2008년부터 하천 및 하구의 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가를 하고 있다(Won et al., 2022). 2008년 전후로 부착돌말류, 저서성대형무척추동물, 어류를 이용한 건강성 평가 방법이 국내 상황에 맞춰 개발되었으며, 지속적인 개정을 통해 완성도를 높였다. 하구 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가는 2017년부터 “물환경보전법” 제9조의 3(수생태계 현황 조사 및 건강성 평가), 동법 시행규칙 제 24조의 2(수생태계 현황 조사), 제24조의 3(수생태계 건강성 평가)에 따라 진행되고 있다. 하구 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가는 자연환경보전법 제 30조의 규정에 따른 자연환경조사 및 습지보전법 제4조의 규정에 따른 습지조사와 함께 법정조사에 속한다. 하구 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가는 기존의 법정조사보다 늦게 시작되었으나, 과학적인 평가 방법을 도입하여 조사 대상지를 등급화하여 평가하고 있다. 표준화된 조사지침을 개발하여, 모든 연구원들이 동일한 방법으로, 안정적이고 신뢰성 높은 조사가 가능하게 되었으며, 최근 정도관리의 중요성이 높아지면서 더욱더 높은 신뢰도의 데이터를 양산하고 있다. 하구는 하천의 끝단에 위치하며, 담수와 해수가 섞이고, 반폐쇄해의 특성을 갖는 지역이다(Pritchard, 1967). 하구는 담수와 해수가 혼합되며, 조석의 영향으로 인해 다양한 환경조건을 갖춰 생물의 구성이 다양하다(van Westen and Scheele, 1996; Goudie, 2004). 하구는 육상기원의 퇴적물 및 오염물질이 분해되고, 다양한 생물의 주요 서식지 및 산란지로서의 가치가 매우 높다(Costanza et al., 1997). 어류에 있어 하구는 다양한 어종이 공존하는 서식지이며, 하천과 바다를 잇는 회유성어종의 이동 통로이다(Potter et al., 1986). 하구의 다양한 수심과 높은 탁도는 어류의 생존율을 높이며, 다양한 산란장 및 서식처를 제공한다(McLusky and McCrory 1989). 한반도는 삼면이 바다와 접하며, 3개의 해역이 각각 다른 특성을 띠어 다양성을 더욱 증대시킨다. 3개의 해역은 각기 다른 지형적 특성으로 인해 하구의 어류군집이 다르게 형성된다. 또한 고생물지리학 측면에서 민물고기류의 지리적 구분은 서한아지역(West Korea subdistrict), 남한아지역(South Korea subdistrict), 동북한아지역(Eastnorth Korea subdistrict)으로 구분되며(Kim and Park, 2002) 해역별 하구의 어류군집에서 차이를 발생시킨다. 횡구조물 유무(Park et al., 2022), 물리·화학적 특성(Eick and Thiel 2014; Pease 1999; Han and An 2013; Harrison and Whitfield 2006; Meador and Goldstein 2003; Nicolas et al., 2010; Park et al., 2022), 하상기질(Morrow and Fischenich 2000; Pihl et al., 2002; Pusey and Arthington 2003; Hossain et al., 2012) 등은 모두 어류군집에 영향을 끼치며 개체군의 생존, 성장, 번식, 분포에 영향을 끼치기 때문에 모니터링을 기반으로 지속적으로 관리해야 한다. 미국 및 유럽 등 선진국에서는 수자원의 총체성을 반영하는 수생태계 건강성 회복을 물관리의 최상 목표로 설정하고 1990년대 초반부터 수질에 대한 생물학적 평가체계를 도입하여 활용하고 있다. “하구 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가(MOE/NIER, 2008~2022)”는 국내 전체 하구(대규모하구, 도서 지역, 하구호 제외)를 대상으로 동시에 조사를 수행하는 대규모 국가 프로젝트이다. 이를 통해 도출된 결과는 한반도 하구의 어류군집의 현황과 특성을 이해하고, 하구의 보전 및 복원을 위한 자료로 사용된다. 하구별 3년 주기로 연 2회 평가를 통해 KEFAI를 산출하여, 하구의 건강성을 파악한다. KEFAI는 현재까지 8회에 걸쳐서 정교화를 추진하여, 2016년부터 현재 형태의 메트릭 평가 방법을 사용하고 있다. 하지만 현재 사용되는 멀티 메트릭은 3년 주기로 연 2회씩 조사된 최초전수조사 결과를 반영하지 못하고 있다. 또한, 현재의 연구체계에서는 표본조사(sample survey)시 발생하는 문제점을 내포하고 있다. 일반적인 생태계 조사에서 표본조사는 과거부터 현재까지 널리 사용한 방법이다. 하지만 표본조사는 표본크기, 채집위치, 채집방법, 측정방법에 따라 결과값이 다르며, 이외에 조사강도, 비용, 인원 등의 문제가 발생한다(Kim et al., 2020a; Portt et al., 2006). 따라서 환경유전자 조사 방법은 이와 같은 표본조사의 문제점을 보완하는 방법으로 사용할 수 있다. 환경유전자(environmental DNA, eDNA)는 다양한 환경 시료에서 추출된 DNA를 총칭하며, 모든 유기물로부터 데이터를 수집한다(Taberlet et al., 2012, Thomsen and Willerslev, 2015). 환경유전자는 미생물의 다양성에 관한 연구를 중심으로 연구되었으며, 2000년대부터 다른 분야에서 활용하기 시작하였다. 최근 차세대 염기서열분석(next-generation sequencers, NGS)의 발달로 생물다양성 연구 및 희귀종 탐색의 방법론으로 사용하고 있다(Kwak et al., 2021a). 특히 수환경에 서식하는 생물에 대한 유전정보를 비교적 간편하게 획득하고 분석할 수 있어, 수생물을 대상으로 다양한 연구들이 수행되고 있다(Sassoubre et al., 2016; Shaw et al., 2016; Evans et al., 2017). 환경유전자를 활용한 수생생물 조사는 수체 내 잔존 유전자를 분석하기 때문에 포획없이 생물의 존재 여부를 확인할 수 있다(Kim et al., 2020a). 이와 같은 특성으로 인해 기존의 현장조사 방법의 단점을 보완할 수 있다. 전통적인 모니터링 방법은 직접적인 포획방식으로 정량적인 결과를 산출할 수 있고, 서식 어종을 직접 확인할 수 있으며, 질병 및 기형 등의 유무를 파악할 수 있다. 반면, 어구 특성으로 인해 채집종의 편향성(gear selectivity)이 발생하며, 다양성 및 특정종의 개체군의 크기가 저평가될 수 있다(Bonar et al., 2009; Kim et al., 2020b). 물리적으로 채집이 어려운 환경에 주로 서식하는 종이거나, 개체수가 매우 적은 멸종위기종의 경우 직접적인 채집을 위해서는 많은 시간과 인력이 필요하며, 채집되지 않는 경우 해당 지역의 생물상이 저평가되는 결과를 발생시킨다. 국내에서 환경유전자 연구는 법정조사에 속하지 않기 때문에 그 지원과 연구는 현재 매우 부족한 상황이다. 따라서, 본 연구는 가장 최근에 이루어진 2016~2018년의 한반도 하구의 어류조사 결과를 활용하여 한반도 하구의 어류군집 현황과 특성에 대한 종합적인 분석 자료와 함께, 해역별, 하구유형별, 수계별, 하구규모별 어류군집의 특성 및 주요종의 서식 환경 및 분포에 대한 정보를 제공하였다. 어류군집을 물리·화학적 특성을 비교하고, 어류군집과의 상관관계를 도출하였으며, 정준상관분석(CCA)을 통해 물리·화학 항목과 어류군집의 상관성을 도출하였다. 또한 KEFAI 평가를 통해 한반도 하구의 현황을 제시하였으며, 메트릭 분석을 통해 최초전수조사 결과를 반영한 신규 메트릭 평가안을 제시하였다. 환경유전자 연구를 통해 경남권역에서 하천, 습지, 하구 등 다양한 환경에 적용하여, 어종의 다양성을 확인하고, 국내 내수면에서의 환경유전자 연구방법의 적용 가능성을 파악하였다. 또한, 하구 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가 방법에 적용되는 멀티메트릭을 환경유전자 조사 방법을 통해 보정 및 적용 가능성에 대해 검토하였다. This study investigated the fish assemblages and physical and chemical characteristics in 328 estuaries sites from 2016 to 2018. The study utilized KEFAI's multi-metric index, providing an improved metric system based on the initial comprehensive survey results. In 2022, a comparison was made between literature research and environmental genetic results in 21 wetland areas in Gyeongsangnam-do, to assess the characteristics of each survey method and explore the applicability of supplementary tools in KEFAI's multi-metric index for current estuaries ecosystem status surveys and health assessments. Over the course of three years, the Korean Peninsula's estuaries revealed a higher diversity of fish species, with 52 families and 150 species identified. The dominant family was the Cyprinidae, accounting for 42.8% of the species, with the T. hakonensis(RA, 12.5%) as the dominant species and the M. cephalus(RA, 9.5%) as the subdominant species. Two endangered species, the P. sinensis and C. hangiongensis, were found, both in waters closer to the rivers in the East Sea. There were 21 endemic species, 5 exotic species, 8 anadromours species, 41 brackish species, 39 marine fish species, and 62 primary freshwater fish species recorded. In particular, the anadromours species consisted of valuable resources. The management of A. japonica should be prioritized in the West Sea, P. altivelis and A. japonica should be focused on in the South Sea, and T. hakonensis, O. keta, P. altivelis, and H. nipponensis should be managed intensively in the East Sea. It is necessary to address the decline and management of anadromours species through active water management of transverse structures that block estuaries connectivity. The SIMPER analysis revealed differences in cluster composition among estuaries based on the sea area and estuary type. The representative species for estuaries on the Korean Peninsula were M. cephalus, C. auratus, and T. brevispinis. In the West Sea region, the representative species were H. leucisculus and C. auratus, while in the South Sea region, they were M. cephalus and C. haematocheilus. In the East Sea region, the representative species T. hakonensis and M. cephalus. Open estuaries showed a prevalence of M. cephalus and T. brevispinis, while closed estuaries showed a prevalence of T. hakonensis and M. cephalus. In terms of physical and chemical characteristics, the East Sea exhibited the characteristics of an open estuary, while the West Sea displayed the characteristics of a closed estuary. The West Sea, representing a closed estuary, showed statistical differences from the East Sea in terms of pollution indicators such as turbidity, chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP). These indicators were found to have a significant impact on fish populations. In contrast, the East Sea, representing an open estuary, exhibited high levels of dissolved oxygen (DO), electrical conductivity, and salinity, showing characteristics opposite to those of the West Sea. The Canonical Correspondence Analysis (CCA) results also clearly demonstrated differences between the sea areas and estuary types, and the fish communities corresponded to the results obtained from the SIMPER analysis. The average KEFAI score for estuaries on the Korean Peninsula was 50.52(grade C), with variations observed among marine regions. The West Sea region scored 41.84(grade C), the South Sea region scored 52.71(grade C), and the East Sea region scored 55.48(grade C), indicating higher KEFAI scores as we move from the West Sea to the East Sea. This trend can be attributed to the higher proportion of open estuaries and improved connectivity, which results in the presence of a greater variety of species. KEFAI showed differences and distinct characteristics among marine regions and estuary types. The metric system for estuaries consisted of eight components, and statistically significant differences(P < 0.05) were observed for all components except M8 across sea area. Open and closed estuaries showed statistically significant differences (P < 0.05) in six metric components, excluding M1 and M2. PCA results indicated that the West Sea region exhibited characteristics of closed estuaries, with high diversity and species richness, low benthic fish species richness, and a high ratio of tolerant species. The South Sea region exhibited characteristics of open estuaries, with lower diversity, fewer species, and a higher ratio of benthic fish species. The East Sea region showed high diversity, a larger number of species, a lower ratio of tolerant species, and a lower ratio of benthic species. While there have been no specific studies on reference and impaired estuaries in Korea, applying criteria similar to reference and impaired rivers revealed statistically significant differences in all eight metrics(P < 0.05). Reference estuaries showed characteristics similar to the South Sea region and open estuaries, while impaired estuaries showed characteristics similar to the West Sea region and closed estuaries. Although the metric system has been continuously revised since 2008, it does not currently reflect the initial comprehensive survey results. The analysis of the initial comprehensive survey data in this study suggests that adjustments are needed for metrics M1, M2, M3, M6, and M7. Using the improved metric index to calculate KEFAI scores resulted in an increase in estuary health, indicating that the current estuary health assessment system underestimates the health status based on KEFAI. This study analyzed the results of the initial comprehensive survey conducted every three years since 2016. The concept and investigation were established around 2008, and extensive data has been accumulated over the years. However, due to the “survey and assessment estuary ecosystem health” evaluation projects, the focus has primarily been on monitoring. Numerous papers and analysis methods have been applied to date, but research has been conducted primarily on specific estuaries, and a comprehensive analysis of fish species has not been carried out. Therefore, this study aimed to analyze the overall community structure of fish species inhabiting estuaries in South Korea, as well as the physical and chemical characteristics and morphology of estuaries. Additionally, the study validated the existing multi-metric approach and suggested areas for improvement. This research focused on fish species and aimed to comprehensively evaluate the estuaries ecosystem and health assessment, considering various taxonomic groups. Therefore, future studies should conduct holistic analyses involving other taxonomic groups to gain a clear understanding of estuaries characteristics. This will provide valuable information for estuary management, policies, research, and utilization. According to the literature review, a total of 66 fish species were identified, while the environmental DNA analysis revealed 59 species. Among them, 29 species were found to be common to both methods. It was confirmed that traditional fish research methods alone were insufficient to adequately assess the fish assemblage. The dominant species identified through literature research were T. brevispinis, L. macrochirus, and Z. platypus in the estuaries, lakes, and river wetlands. However, the environmental DNA analysis indicated that all these habitats were dominated by C. gibelio. The primers used in this study were not specifically developed for domestic species, making it difficult to accurately identify local species. It is believed that it would be challenging to distinguish C. gibelio from similar species such as C. auratus and C. cuvieri, as their genetic material may have been detected redundantly within the high OTUs of C. gibelio. In addition to C. gibelio, previously unreported species such as the hybrid of C. auratus and M. amblycephala and the hybrid of M. anguillicaudatus and M. bipartitus were also found, indicating the need for further research. Alpha and beta diversity showed differences in some metrics (P < 0.05). Three out of the eight metrics in the FAI and four out of the eight metrics in the KEFAI were found to be influenced by species richness. Therefore, it is suggested that the results of environmental DNA analysis can be used as a supplementary tool to produce accurate indicators and results. Currently, environmental DNA research in South Korea is in its early stages and faces various issues, including the absence of universal primers for accurately distinguishing domestic species. In order to utilize it as a universal method in future fish surveys, it is necessary to validate it through comparative studies in various environments. Therefore, the development of primers specific to domestic fish species, the establishment of universally applicable research methods for different wetland types, research and validation of OTUs at the individual level are needed. Through these efforts, it is anticipated that the method can be used as a universal approach, leading to reliable results.

브랜드NFT 활용영역에 따른 사용자의 BX 디자인 연구

박상현 한양대학교 대학원 2024 국내석사

과거와 다르게 빠르게 발전하는 인터넷을 통해 다양한 정보 속 에서 개성을 중요시 하는 사용자들에게 새로운 기존과 다른 거래방식, 플랫폼이 더욱 발전 될 것으로 전망된다. 그 중 사용자의 긍정적인 경험을 이끌어내고 효과적인 마케팅을 하기 위해서는 사용자의 경험적 디자인을 알고 특성에 맞게 다가가야 할 것이다. 따라서 본 연구에서는 NFT를 가장 적극적으로 활용하는 ‘브랜드’ 의 NFT브랜드와 BX디자인 영역의 영향관계를 밝히고 소비자의 브랜드경험을 더욱 효과적으로 극대화 시킬 수 있는 방안을 제안하였다. 먼저 선행연구와 문헌연구를 통해 브랜드NFT의 분야는 예술분야, 게임분야, 엔터분야, 금융분야, 수집분야, 실물자산분야형 으로 도출 할 수 있었으며, 경험적 디자인의 경우 감각적 경험, 감성적 경험, 인지적 경험, 행동적 경험으로 요소를 도출 할 수 있었다. 도출된 요소를 바탕으로 브랜드NFT의 분야별 사례를 선정하여 분석해 보았다. 사례분석 결과 각 NFT분야에서 거래량이 가장 많은 브랜드를 선정하여 효과적인 NFT를 사용한 브랜드 마케팅을 위해 사용자의 경험적 디자인을 실증 분석하기 위해 설문조사를 실시하였으며, 설문대상은 NFT 를 어느 정도 알고, 인터넷에 익숙하고 변화에 빠르게 적응 하는 20대 ~ 30대 의 남, 여로 설정 하였으며, 질문은 인구통계학적 특성 3문항, 각 브랜드 NFT 분야별로 4가지의 경험적 디자인, 감각적, 감성적, 인지적, 행동적에 대한 질문 45문항으로 총 51문항으로 구성 하였다. 또한 연구 결과로 빈도분석을 통해 각 브랜드NFT별 로 사용자가 경험하는 디자인적 요소를 도출 할 수 있었으며, 도출한 결과에 대한 모형을 제시 하였다. 이와 같은 연구를 통해 각 NFT분야별로 사용자가 느끼는 경험 디자인의 차이가 있다는 것을 알 수 있었다. 예술, 엔터분야의 경우 감각적 경험을 긍정적 으로 느꼈으며, 게임분야의 경우 감성적 경험을 긍정적으로 느꼈다. 수집, 실물 자산의 분야의 경우 인지적 경험을, 금융분야의 경우 행동적 경험을 긍정적으로 느꼈다. 이를 통해 알 수 있는 점은 예술, 게임, 엔터와 같은 미적인 요소가 큰 NFT의 경우 감성을 자극 하는 감각, 감성적 경험이 높았다는 점이고, 금융, 수집, 실물자산과 같은 정보성 NFT의 경우 직접 활용할 수 있는 행동, 인지적 경 험이 높았다는 점이다. 본 연구는 브랜드에서 NFT를 사용하여 마케팅을 할 때 다른 경험적 디자인 이 사용자들에게 긍정적인 영향을 미친다는 사실을 인식 하고 경험적 각 NFT 분야에 맞는 디자인 요소를 제시 하였다. 지금도 계속 다양한 모습으로 발전해 가는 웹 속에서 그에 맞는 적절한 경험적 디자인을 활용한 NFT는 사용자들에 게 긍정적인 브랜드 이미지를 심어줄 수 있으며, 타 분야에서도 이용 되고 있는 NFT의 사용 효과를 극대화 시킬 수 있다. 때문에 사용자에게 가장 효과적으로 호기심을 불러일으킬 수 있으면서 브랜드에 대해 정확한 정보 전달이 가능한 NFT에 대해 보다 실질적이고 지속적인 연구가 진행 되어야 할 것이다.

실시간 모니터링 시스템을 도입한 100 mJ 레이저 쇼크 피닝 시스템 설계 및 제작

박상현 한동대학교 일반대학원 2023 국내석사

원전 내부 BMI 노즐 등 Alloy 계열 금속은 PWSCC (Primary Water Stress Corrosion Cracking)에 취약하다. 이를 극복하기 위해 경제성이 뛰어나고 협소한 공간에 적용 가능한 LSP (Laser Shock Peening) 공정이 적용되고 있다. 그러나 기존의 LSP 시스템은 센서의 부재로 인하여 모니터링을 할 수 있는 수단이 없어 피드백이 불가능하다는 한계점이 존재한다. 이는 피닝의 성공, 실패 여부에 대한 식별이 불가능하여 결과적으로 피닝 공정이 잘 수행될 확률을 낮추게 된다. 본 연구에서는 기존의 LSP 시스템의 한계점을 개선하기 위해 실시간 모니터링 시스템을 도입한 새로운 LSP 시스템을 설계 및 제작했다. 본 연구에서 제안한 실시간 모니터링을 통해 LSP 공정을 식별할 수 있는 파라미터를 찾기 위해서는 가능한 모든 다양한 데이터를 측정하고 분석할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 시스템의 입사부와 출사부에 CMOS Camera, Spectrometer, Photo Detector와 같은 다양한 센서를 배치해 가능한 모든 데이터를 측정하고 분석했다. Zemax OpticStudio의 non-sequential 모드 시뮬레이션을 통해 헤드의 power density peak 값을 3.5 GW/cm2로 설정했으며, Lens Maker's Formula로부터 도출된 이미징 광학계 설계 이론을 통해 광학계를 설계했다. 설계된 광학계를 토대로 헤드 하우징을 설계 및 제작했으며, 아크릴 챔버, 물 순환 시스템, Motorized Stage, Stage Mount와 같은 장치를 세팅해 시스템 세팅을 완료했다. 해당 시스템을 Almen strips 시편에 적용해 피닝 실험을 수행한 결과, 노즐과 시편 사이의 거리(Working Distance)에 따라 유의미하게 변화가 나타나는 Temporal Pulse Shape과 Arc Height Deflection 사이에 유사한 상관관계가 있음을 확인했다. Alloy-based metals such as BMI nozzles inside nuclear power plants are vulnerable to PWSCC (Primary Water Stress Corrosion Cracking). To overcome this, the LSP (Laser Shock Peening) process, which is economical and applicable to narrow spaces, is being applied. However, the existing LSP system has a limitation that feedback is impossible because there is no means for monitoring due to the absence of a sensor. This makes it impossible to identify success or failure of peening, which lowers the probability that the peening process will be performed successfully. In this study, a new LSP system with a real-time monitoring system was designed and manufactured to improve the limitations of the existing LSP system. In order to find the parameters that can identify the LSP process through the real-time monitoring proposed in this study, it is necessary to measure and analyze all possible various data. To this end, in this study, various sensors such as CMOS camera, spectrometer and photo detector were placed in the entrance and exit parts of the system to measure and analyze all possible data. Through Zemax OpticStudio non-sequential mode simulation, the power density peak value of the head was set to 3.5 GW/cm2, and the optical system was designed through the imaging optical system design theory derived from Lens Maker's Formula. The head housing was designed and manufactured based on the designed optical system, and the system setting was completed by setting devices such as an acrylic chamber, water circulation system, Motorized Stage, and Stage Mount. As a result of performing a peening experiment by applying the system to Almen strips specimens, it was confirmed that there is a similar correlation between Temporal Pulse Shape and Arc Height Deflection, which show significant changes depending on the Working Distance between the nozzle and the specimen.

전기자동차 배터리 팩 케이스 용 A6061-T6의 균열무해화 평가

박상현 국립부경대학교 대학원 2024 국내박사

As a solution to the problem of global warming, research and development of eco-friendly electric vehicles is being actively conducted. In particular, efforts are being made to reduce air pollution by using electricity or hydrogen as energy sources for electric vehicles to reduce their weight. Battery packs for electric vehicles are made of aluminum to reduce their weight. Aluminum is a useful material for solving low-carbon and recyclable problems. This is because aluminum can be used to save fuel through weight reduction, and can be recycled when scrapped or dismantled. If the weldability and fatigue properties are improved through friction stir welding (FSW) and shot peening (SP), it would be effective to apply aluminum to structural materials subjected to variable stresses. First, in terms of the mechanical properties of A6061-T6 through FSW and SP, the Vickers hardness, tensile strength, and yield stress were all smaller than those of the base metal (BM) specimen. As the heat input of the FSW test specimen increased, the nugget zone (NZ) area expanded, and there was a difference in the hardness by area. The mechanical properties were not proportional to the heat input, and the thermomechanically affected zone (TMAZ) on the advancing side (AS) was the weakest under all the conditions. This is because the material flow speed increased on the AS in the direction of the welding progress and tool rotation, forming a clear boundary with the mechanical properties. Second, using A6061-T6 for an electric vehicle battery pack, we developed electrical discharge machining (EDM) cracks with a crack depth (a) ranging from 0.1 to 0.3 mm. SP was performed after EDM, and a four-point bending fatigue test was conducted. The surface of the SP specimen was rough regardless of the SP time. Moreover, it was more than twice as rough as that of the BM specimen. The fatigue limits of the BM and SP BM specimens were similar. However, the BM crack specimen decreased as the crack depth increased, and the SP BM crack specimen exhibited a fatigue limit similar to that of the SP BM specimen at approximately a=0.2mm. Notably, harmless cracks with crack depths of approximately a=0.2mm could be observed with SP. The size of the harmless crack was evaluated from the relationship between the stress intensity and threshold stress intensity factors of the SP BM crack specimen. The harmless crack size was determined by the crack depth (a), and the influence of aspect ratio was negligible in the diagram of harmless crack size evaluation Third, recently, a technique has been developed to render harmless surface cracks, which reduces the fatigue limit of metals by 20-60% by the effects of compressive residual stress induced by SP. This technique is called surface crack nondamaging technology. For the purpose of contributing to reliability improvement of high strength steel equipment by surface crack non-damaging technology, the following research was carried out. The tensile residual stress of FSW was added by SP, resulting in a larger compressive residual stress than that of the BM. The effect of the surface crack aspect ratio on the maximum harmless crack depth (a_hml) of A6061-T6 is evaluated for the residual stress distribution. The detectable depth was evaluated in terms of the relationship between a_hml and the maximum detectable crack depth (a_NDI) by non-destructive inspection.

셰이크 칼리파 전문병원 영상의학과의 이슬람 문화와 관련된 디지털 방사선 재촬영 원인의 분석 및 해결방안

박상현 고려대학교 대학원 2024 국내석사

On August 13, 2014, Seoul National University Hospital took over the management of Sheikh Khalifa Specialty Hospital(SKSH) in Ras Al Khaimah, United Arab Emirates, for the ninth year. However, the cultural differences between the people of the United Arab Emirates, which are more than 75% Islamic, were a major challenge for SKSH's operation in the beginning. This challenge could not be resolved in a short period of time and it took a long time for healthcare services in the UAE to become established. Today, SKSH Hospital has 246 beds and employs more than 800 staff members from 30 different countries. Currently, it specializes in operating the Oncology center, Cardiovascular center, and Neuroscience center. For UAE nationals with an Islamic culture, the process of preparing for examinations in the radiology departments of foreign-run hospitals and the examination by a radiographer of a different gender can be culturally unpleasant, and when accompanied by a guardian, they often want to be in the same room as the patient in the radiation controlled area. Unlike in Korea, elderly patients in the UAE are particularly resistant to changing clothes, so they often do not change their kandura and abaya, and women are mostly examined with their hijab. As a result, there are many image artifacts caused by metal objects attached to kanduras abayas, and hijabs, as well as metal wires in bras that are not removed. Even if the radiographer in charge of the examination asks if the patient is wearing metal before the examination, there are many cases where the patient does not remove the metal despite wearing a bra or necklace, belt As a result, to reduce the number of retakes involving metal objects, we needed to install metal removal signs in each changing room. The NCD risk factor collaboration, in conjunction with WHO, has released the 2016 global adult BMI ≥ 30kg/ obesity rankings. The UAE ranked 26th with 28.44% of adult obese males and 20th with 42.46% of adult obese females. The average weight of UAE patients visiting SKSH Hospital is also high, so it is necessary to expose the appropriate radiation dose for each examination to produce images with high diagnostic value. In particular, the iliac crest must be directly palpated to find the image center during abdomen and lumbar spine X-ray to find the correct image center. However, if the patient does not understand and uncooperative with the gender of the radiographer in charge of the examination, the image center may not be properly aligned during the lumbar spine or abdomen examination. This can lead to off center and reduced diagnostic value, increasing the probability of retakes. By checking the weight of the patient in the radiology department and hospital system information before taking the X-ray, and following the weight-specific guidelines (Philips equipment standards) attached to the equipment, it is possible to reduce the number of retakes for abdomen and lumbar spine examinations and increase the diagnostic value by giving the appropriate dose according to the patient's weight. This paper is motivated by the high rate of X-ray retakes due to its association with Islamic culture. We analyzed the retakes rate of two main general digital radiography(Philips: DigitalDiagnost 3.0.4 V22.17.153 2012) and one emergency general digital radiography(Philips: DigitalDiagnost 3.0.4 V22.17.153 2012) from April 2021 to December 2022 by analyzing the log file monthly using the Philips Equipment QA Tool function, and sought a solution to reduce the retakes rate due to image artifacts, positioning error, and wrong exposure caused by the specificity of Islamic culture. As a result, the number of retakes by total radiology department accounted for 33.3% of the total number of retakes, with Patient moved 32.8%, Positioning error 20.3%, Image artifacts 20.3%, Technical problem 6.6%, Wrong exposure 2.8%, Other 2.5%, Gridlines 1.0%, Wrong projection 0.6%, and stitching re-adjustment 0.1%. From April 2021 to July 2021, Patient movement decreased from 2.3% to 1.0% from August 2021 to June 2022, and slightly increased to 1.2% from July 2022 to December 2022. From April 2021 to July 2021, Positioning error decreased from 1.6% to 1.3% from August 2021 to December 2021, decreased to 1.1% from January 2022 to June 2022, and increased slightly again to 1.3% from July 2022 to December 2022. From April 2021 to July 2021, Image artifact decreased from 1.0% to 0.7% from August 2021 to June 2022, and increased slightly to 1.0% from July to December 2022. In terms of retakes by body parts, the distribution of retakes was 38% L-spine, 34% Chest, and 14% Abdomen and Cervical for Patient movement. Positioning errors were highest in L-spine and Abdomen at 37% each, followed by Chest at 26%. This was the main cause of retakes due to the image center not being correct when the patient was wearing traditional Islamic clothing in the lumbar and abdomen examination and in the case of female patients, it was difficult to align the image center due to the hijab, which was the main cause of retakes that did not include the apex of lung Retakes rate of image artifacts, 56% were found in Chest, 24% in Abdomen, and 20% in Cervical. The average monthly retakes rate of SKSH's general X-ray departments was 5.9% in April 2021 as a percentage of total exposures, decreased slightly to 5.3% in May, and increased to a high of 6.2% in June 2021. It stabilized at 2.9% by July 2022 and gradually increased to 3.5% in October 2022, 4.3% in November, and 4.5% in December. The metal removal signs in the changing room and the continuous request to change clothes before testing helped to reduce image artifacts caused by metal. As a limitation of this paper, the general X-ray department of SKSH Hospital has a daily rotation system, and the radiographers in charge of the general X-ray department selected the rejected images using the reject image function of two general X-ray machines and one emergency department X-ray machine from April 2021 to December 2022, September 13, November 1, 2022, On September 13, November 1, and December 19, 2022, three radiogarphers were hired as experienced radiographers and assigned mainly to the general X-ray department, which increased the general radiology department retakes rate. Since each radiographer selects a retake cause for reject image, it was difficult for all radiographers working in the general radiology department to apply the same criteria for various causes of retakes. We tried to solve this problem by having a conference at the beginning of each month to share and discuss the criteria for retakes. There is also an error in the data because the criteria for positioning errors may differ between radiographers. However, we were able to reduce the error in the data because we checked the monthly retake rate data and set the standard for positioning through individualized training. We believe that we can further reduce the retake rate to less than 5% through continuous monitoring and by understanding and respecting the characteristics of Islamic culture and eliciting patient cooperation. Keywords: SKSH, Digital radiography, X-ray, Retake rates, Islamic culture, Radiographer 서울대병원은 2014년 8월13일 아랍에미리트의 라스알카이마에 위치한 Sheikh Khalifa Specialty Hospital(이하 SKSH)의 위탁경영을 9년째 맡고 있다. 하지만 이슬람문화가 75%이상인 아랍에미리트의 자국민들이 가지는 문화적 차이가 SKSH운영에 있어 큰 과제였다. 이 과제는 단시간에 해결될 수 없어 아랍에미리트 내 의료서비스가 정착하기 까지는 많은 시간이 소요됐다. SKSH병원은 현재 246병상으로 병원직원 수만 800명이상이며 30개국의 다양한 직원이 근무하고 있다. 현재 Oncology center, Cardiovascular center, Neuroscience center를 전문적으로 운영하고 있다. 이슬람문화를 가지고 있는 아랍에미리트 자국민 입장에서 보면 외국인들이 운영하는 병원의 영상의학과에서 실시하는 검사 진행시 문화적으로 거부감을 갖기 쉽다. 검사준비를 위한 환복과정과 성별이 다른 방사선사의 검사를 예로들 수 있다. 환자가 보호자와 함께 검사실에 방문 시, 방사선 구역 안에 환자와 같은 공간에서 검사가 끝날 때까지 상주하기를 희망하는 경우도 종종 있다. 이는 특히 여성 환자가 내원했을 때 남자 방사선사 직원이 응대할 경우 주로 많이 발생한다. 또한 한국과 달리 아랍에미리트 자국민들의 일반촬영 검사 시 고령의 환자들은 환복에 대한 거부감이 심해 아랍에미리트 전통복장인 칸두라와 아바야를 탈의하지 않고 여성의 경우, 대부분 히잡을 두른 채로 검사에 응하는 경우가 많다. 결국 칸두라, 아바야, 히잡에 부착되어있는 금속물질과 탈의하지 않은 브래지어의 금속와이어로 인한 Image artifacts가 많이 발생한다. 해당검사를 맡고 있는 방사선사가 검사 전에 금속물질 착용여부를 물어도 브래지어나 목걸이를 착용했음에도 금속물질을 해제하지 않고 검사에 응하는 경우가 많다. 결국 검사실 탈의실마다 금속물질과 관련 재촬영을 줄이기 위해 금속물질해제에 대한 안내문 제작이 요구됐다. NCD risk factor collaboration은 WHO와 함께 전 세계(200국가)성인 BMI≥30kg/의 비만순위를 2016년 발표했다. 아랍에미리트 성인 비만남성은 28.44%를 차지해 26위를 차지했고, 성인 비만여성은 42.46%로 20위를 차지했다. SKSH병원에 내원하는 아랍에미리트 환자의 평균체중도 높아, 복부나 허리촬영시 image center를 찾기가 쉽지 않다. 이를 위해 iliac crest를 직접 촉지 해야 정확한 image center를 찾을 수 있다. 그러나 검사를 맡은 방사선사의 성별에 따른 환자의 이해와 협조가 되지 않는 다면 허리나 복부검사 시 image center를 제대로 맞추지 못 한다. 이로 인해 촬영부위가 제대로 포함되지 못 하고 진단적가치가 떨어져 재촬영 확률이 높아 질 수밖에 없다. 또한 환자에게 적정한 방사선 선량을 주기위해서는 환자 체중에 따라 관전압을 적절하게 선택 후 자동노출제어장치를 사용해야한다. 단, 자동노출제어장치를 사용하지 않는 C-spine, T-spine, L-S spine, sacrum and coccyx검사는 X-ray 촬영 전에 영상의학과 병원시스템정보의 내원환자의 체중을 미리 확인하고, 장비에 부착해 놓은 체중별 가이드라인(Philips장비기준)에 따라 관전압 및 관전류를 적절하게 선택해 under exposure과 over exposure되는 것을 방지해야 재촬영검사를 줄이고, 환자의 체중에 맞는 적절한 선량을 주어 영상의 진단적 가치를 높일 수 있다. 본 논문에서는 이슬람 문화의 특수성으로 인해 발생되는 Image artifacts, Positioning error, Wrong exposure등의 재촬영률이 현저히 높아, 2021년 4월부터 2022년 12월까지 일반촬영장비(Philips: DigitalDiagnost 3.0.4 V22.17.153 2012) Main 일반촬영장비 2대와 응급일반촬영장비1대의 재촬영률을 필립스 장비QA Tool기능을 활용해 log file을 매월 분석하고, 재촬영률을 줄이는 해결방안을 모색하였다. 그 결과 2021년 4월부터 2022년 12월까지 누적 합산한 검사실별 재촬영원인으로는 전체 재촬영건수 대비 검사오더별 재촬영건수로 Patient moved 33.3%, Positioning error 32.8%, Image artifacts 20.3%, Technical problem 6.6%, Wrong exposure 2.8%, Other 2.5%, Gridlines 1.0%, Wrong projection 0.6%, stitching re-adjustment가 0.1%를 차지했다. 2021년 4월부터 7월까지 전체검사건수대비 검사오더별 재촬영건수로 파악한 원인 중 Patient moved는 2.3%에서 2021년 8월부터 2022년 6월까지 1.0%로 줄었으며, 2022년 7월부터 12월까지는 1.2%로 소폭 상승하였다. Positioning error는 2021년 4월부터 7월까지 1.6%에서 2021년 8월부터 2021년 12월까지 1.3%로 줄었으며, 2022년1월부터 2022년 6월까지 1.1%로 줄다가 2022년 7월부터 2022년12월까지 1.3%로 다시 소폭 상승하였다. Image artifact는 2021년 4월부터 7월까지 1.0%에서 2021년 8월부터 2022년 6월까지 0.7%로 줄었으며, 2022년 7월부터 12월까지 1.0%로 소폭 상승하였다. 2021년 4월부터 2022년 12월까지 누적 합산한 전체 재촬영건수 대비 검사오더별 재촬영건수로 파악한 원인 중 Patient moved에서는 L-spine 38%, Chest 34%, Abdomen 및 Cervical에서 각각 14%의 분포를 보였다. Positioning error에서는 L-spine과 Abdomen에서 각각 37%로 가장 높았고, 다음으로 Chest에서 26%의 분포를 보였다. 이는 L-spine과 Abdomen검사 시 이슬람 전통복을 입고 검사를 진행할 때 image center가 맞지 않아 재촬영의 주요원인이 되었으며, Chest 검사에도 여성환자의 경우 히잡으로 인해 image center를 맞추는데 어려움이 있어, 폐 첨부가 포함되지 않아 Positioning error로 인한 재촬영의 주요 원인이 됐다. Image artifacts에서는 Chest에서 56%, Abdomen 24%, Cervical에서 20%순으로 나타났다. 이슬람 남성전통복인 칸두라의 금속버튼과 칸두라 안의 벨트, 여성전통복인 아바야와 안쪽내의에 금속이 달린 장신구로 인해 Image artifacts가 많이 발생했고, 여성환자의 경우 히잡의 금속 장신구와 히잡 안쪽의 헤어핀과 뭉쳐진 헤어로 인한 Image artifacts가 많이 발생했다. SKSH 전체일반촬영실 월평균 재검사 비율은 2021년 4월 전체건수대비 전체 재촬영건수로 5.9%의 재촬영확률로 조사되었고, 5월에 5.3%로 소폭 줄다 2021년 6월에 최고치 6.2%까지 증가하였다. 2022년 7월까지 2.9%로 하향안정화 되다 2022년 10월부터 3.5% 11월 4.3% 12월 4.5%로 점차 증가하였다. 탈의실의 금속물질 해제 안내문과 검사 전에 환복에 대한 지속적인 요청으로 금속물질로 인한 image artifacts를 줄였다. 또한 필립스 일반촬영장비 reject image기능을 통해 저장된 log file을 QA tool로 재촬영 데이터를 취합 후 후행적으로 데이터를 엑셀 피벗테이블로 만들어 개인별 재촬영의 이유를 매월 정리했다. 매월 초에 컨퍼런스 및 개인별 교육을 통해 재촬영률을 줄여나갔다. 또한 필립스 체중별 가이드라인에 따라 under 및 over exposure를 줄여 wrong exposure에 대한 재촬영을 줄이고 환자의 체중별 적정한 선량을 주어 영상의 진단적 가치를 높였다. 본 논문의 제한점으로는 SKSH병원 일반촬영실은 일일순환 근무하는 방식으로 일반촬영실 담당 방사선사가 2021년 4월부터 2022년 12월까지 일반촬영장비2대와 응급실촬영장비1대의 reject image기능을 사용하여 재촬영에 대한 분석을 하였으며, 2022년 9월13일, 11월1일, 12월19일 세 명의 방사선사가 경력직으로 입사해서 일반촬영실에 주로 근무배치 되면서 일반촬영실 재촬영률이 높아졌다. 각 방사선사가 reject image에 대한 재촬영원인을 선택하게 돼있어, 일반촬영실에 근무하는 모든 방사선사가 재촬영에 대한 다양한 원인을 동일한 기준으로 적용해야 하는 게 쉽지 않았다. 매월 초에 진행하는 컨퍼런스에서 재촬영에 대한 기준을 공유하고 의견을 나누는 시간을 통해 이러한 문제를 해결하고자 했다. 또한 Positioning error에 대한 기준이 방사선사마다 차이가 있을 수 있어 데이터에 대한 오차도 존재한다. 다만 월별 재촬영률 데이터를 확인한 후 개인별 교육을 통해 Positioning에 대한 기준을 정하기 때문에 데이터에 대한 오차를 줄일 수 있었다. 앞으로도 지속적인 모니터링을 통해 재촬영률을 5% 미만으로 줄이는 것이 SKSH일반촬영실의 목표이다. 나아가 이슬람 문화의 특성을 이해하고, 존중하며 환자의 협조를 이끌어 내면 재촬영률을 더욱 줄일 수 있다고 생각한다. 주제어: SKSH, 일반촬영, X-ray, 재촬영률, 아랍에미리트, 이슬람문화, 방사선사

딥러닝을 이용한 음향기반 현장 적응형 공조설비 결함진단 시스템

박상현 인하대학교 대학원 2023 국내석사

본 연구에서는 기계 시스템인 회전기계설비 중 하나인 공조설비의 상태진단 및 결함진단을 사물인터넷 기술의 음향 센서를 기반으로 딥러닝을 이용하여 기계 시스템의 실시간 상태 감시 및 이상을 조기에 감지하여 고장을 사전에 예측하는 시스템을 개발하였다. 회전기계설비의 결함 유형을 단일 결함 유형과 복합 결함 유형으로 나누어 총 17종의 결함 유형을 제작하여 고장진단에 대한 이론적인 내용을 실험으로 검증하였고, 이를 근거로 음향 신호의 데이터 취득, 신호 처리, 특징 추출 및 고장 유형 분류 등의 과정을 수행하여 데이터 기반인 딥러닝 모델을 개발하였다. 또한, 실제 현장에 적응하도록 설비 가동 여부 판단과 설비 사양 정규화를 통해 결함 유형 분류를 한다. 공조설비로부터 수집된 음향 데이터를 기반으로 설비의 가동과 비가동을 MFCC 계수의 평균값을 기준으로 분류하고, 가동 대역 주파수를 산출하여 Mel-Spectrogram 이미지로 변환하여 합성곱 오토인코더 모델로 학습하였으며, GMM 기법을 사용하여 외부 소음을 분류하여 실제 가동 소음만을 분류하였다. 현장의 각기 다른 설비들의 사양을 정규화하기 위해 Cycle GAN을 사용하여 현장 데이터를 실험실의 데이터와 유사해지도록 설비 사양 정규화를 수행하였다. 결함 유형 분류에서는 이미지 분류에 탁월한 성능을 가지는 CNN 모델을 사용하였으며, 그 결과, Train 데이터 세트 100%, Test 데이터 세트 98.9%로 다른 머신러닝에 비해 더 높은 정확도를 보였다. 제안된 모델들은 실제 공조설비 현장에서 예지보전 시스템으로 적용하였다. 베어링 볼 결함의 이상 알림이 발생한 공조설비의 음향 데이터를 제안 모델에 적용하였고, 그 결과 베어링 볼 결함으로 동일하게 결함 유형을 분류하였으며, 공조설비의 베어링 교체 및 분해 결과 실제 베어링 볼 결함을 확인할 수 있었다. 이를 통해, 실제와 진단예측의 동일한 결과를 확인하였으며 제안 모델의 정확한 결함 유형 분류 성능 및 우수한 결과를 도출하는 것을 실사례를 통해 검증하였다. In this study, a system was developed to detect real-time status monitoring and abnormalities of Air Handling Unit of mechanical systems using deep learning based on acoustic sensors of IoT technology to predict failures in advance. A total of 17 types of defects were produced by dividing the defect types of rotating machinery into single defect types and complex defect types, and the theoretical contents of fault diagnosis were verified through experiments. Based on this, the data acquisition, signal processing, feature extraction, and failure type classification of acoustic signals were performed to develop a data-based deep learning model. In addition, to adapt to the actual site, the defect type is classified by determining whether the equipment is operating or not and normalizing the equipment specifications. Based on the acoustic data collected from the Air Handling Unit, the operation and non-operation of the equipment were classified based on the average value of the MFCC coefficient to adapt to the on-site. The operating band frequency was calculated and converted into a Mel-Spectrogram image, trained with a Convolutional AutoEncoder model, and only the actual operating noise was classified by classifying the external noise using the GMM technique. In order to normalize the specifications of different facilities in the field, the facility specification normalization was performed so that the field data were similar to the laboratory data using Cycle GAN. In the defect type classification, a CNN model with excellent performance for image classification was used, and as a result, the train data set was 100% and the test data set was 98.9%, which showed higher accuracy than other machine learning. The proposed models were applied as a predictive maintenance system in the actual AHUs site. The acoustic data of the Air Handling Unit, where the abnormal notification of the bearing ball defect occurred, was applied to the proposed model, and as a result, the defect type was classified as the bearing ball defect. Through this, the same results of the actual and diagnostic predictions were confirmed, and the accurate defect type classification performance of the proposed model and the derivation of excellent results were verified through real examples.

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