생체신호처리를 이용한 주행시 피로도 특성에 관한 연구

성홍모,박세진,김철중,윤영로 대한인간공학회 2000 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2000-2 No.-

화물자동차의 통행행태 분석 (통행사슬 분석을 중심으로)

성홍모,김찬성,신승진 대한교통학회 2008 대한교통학회지 Vol.26 No.5

There are unique aspects of truck vehicle movements compared with the personal travel in trip chaining. This paper reports an analysis on the truck vehicle trip chaining which intercity/metropolitan/ intraregional trips are classified. Data collected from the travel dairy survey is used the truck trip-chaining analysis. The pattern of trip chaining classes is classified by the GIS mapping based on orgin-destination trip information. The physical index and efficiency index for each trip diary is used to the truck vehicle activity. Truck trips lengths and time differs from its truck type, service type and travel patterns. It is shown that the efficiency of the truck trip chaining depends on vehicle types and its delivery patterns.. There are many other topics for research on trip chaining modeling such as the classification of trip chain, time use and mode choice by trip chaining. 본 연구는 그동안 여객보다 상대적으로 소홀히 되어온 화물통행의 행태분석을 통행사슬관점에서 분석하였다. 화물자동차 통행분석에 대한 운행특성 지표들은 공간 및 통행패턴별로 설명되지 못하였음을 지적하고, 2005년 수행된 제3차 전국물류현황조사 자료를 이용하여 실증분석 하였다. 전체 분석대상 화물자동차는 약 13,000대 이었으며 화물자동차의 통행일지 자료를 도면위에 맵핑을 통하여 통행사슬을 새롭게 분류하였다. 또한 약 13,000대의 화물자동차에 대한 물리적 특성지표 및 운행효율성지표를 산정하고 앞서 정의한 통행사슬과 연관지어 분석하였다. 분석결과 영업용 화물자동차가 자가용 화물자동차보다 다소 우위에 있는 것으로 분석되었다. 물리적 지표에서 공간적으로 볼 때, 도시내와 광역권은 비슷하고 지역간은 통행거리와 통행시간이 길게 나타남을 알 수 있다. 운행효율성 지표는 지역간, 지역내 및 광역권에서 자가용 화물자동차보다 영업용 화물자동차의 효율성이 약간 높은 것인 것으로 분석되었나, 단순, 왕복 및 복잡정도에 따라서는 큰 차이가 없음을 알 수 있었다. 영업용 화물자동차의 경우, 적재능력이 높을수록 효율성이 높게 나타남을 알 수 있었다.

심박변동 신호의 시-주파수 분석을 이용한 스트레스 분석에 관한 연구

성홍모,이주성,김원식,이현숙,윤영로,신태민,Seong Hong Mo,Lee Joo Sung,Kim Wuon Shik,Lee Hyun Sook,Youn Young Ro,Shin Tae Min 대한의용생체공학회 2004 의공학회지 Vol.25 No.6

FFT 나 AR 방법에 기초해서 파워스펙트럼을 구하는 방법은 생체신호와 같이 시간에 따라 그 특성이 빠르게 변화하는 신호에는 적합하지 않다. 반면, 시-주파수 방법은 시간에 따라 특성이 변하는 신호를 분석하기에 유용한 장점을 지니고 있다. 본 논문에서는 시-주파수 분석방법을 이용하여 시-주파수 영역에서 심박변동신호를 분석하는 방법을 연구하였다. 여러 종류의 시-주파수 커널 함수들 중에서 심박변동 신호에 적합한 방법을 찾기 위해서 모의 HRV 신호를 이용하였다. HRV 모의신호를 이용하여 커널 함수들의 시간-주파수 분해 능력과 교차성분제거 능력에 대한 평가를 하였고 시-주파수 영역에서 심박변동신호의 주파수 성분들을 추출해 내는 방법들을 제시하였다. 17명의 피험자들을 대상으로 동전쌓기 실험을 3분씩 시행하여 심전도 실험을 측정한 다음 이를 심박변동 신호로 재구성하여 분석하였다. 실험결과 피험자들에게 가해진 정신적 스트레스는 교감신경을 활성화 시켜 LF/HF 증가의 원인이 되는 것으로 나타났다. 실험수행능력에 따라 두 그룹으로 나누어 관찰하였는데 스트레스를 많이 받는 그룹이 그렇지 않은 경우에 비해 작업능력이 떨어짐을 알 수 있었다. Conventional power spectrum methods based on FFT, AR method are not appropriate for analyzing biomedical signals whose spectral characteristics change rapidly. On the other hand, time-frequency analysis has more desirable characteristics of a time-varying spectrum. In this study, we investigated the spectral components of heart rate variability(HRV) in time-frequency domain using time frequency analysis methods. In the various time-frequency kernels functions, we studied the suitable kernels for the analysis of HRV using synthetic HRV signals. First, we evaluated the time/frequency resolution and cross term reduction of various kernel functions. Then, from the instantaneous frequency, obtained from time-frequency distribution, the method extracting frequency components of HRV was proposed. Subjects were 17 healthy young men. A coin-stacking task was used to induce mental stress. For each subjects, the experiment time was 3 minutes. Electrocardiogram, measured during the experiment, was analyzed after converted to HRV signal. In the results, emotional stress of subjects produced an increase in sympathetic activity. Sympathetic activation was responsible for the significant increase in the LF/HF ratio. Subjects were divided into two groups with task ability. Subjects who have higher mental stress have lack of task ability.

국제 : 선물시장의 존재 하에서 환율의 불확실성이 다국적기업의 생산에 미치는 효과

성홍모 한국국제경제학회 1998 한국국제경제학회 동계학술대회 Vol.0 No.-

전국 도로망의 시간대별 교통량 분포 분석

성홍모,윤일수,박민철,김찬성 한국교통연구원 2009 交通硏究 Vol.16 No.2

The manuals for the preliminary feasibility and the feasibility study, which are typical ex-ante evaluations in Korea, suggest to conduct traffic analyses using one hour traffic demand and volume on the basis of an assumption where the duration of peak and non-peak hours are 10 and 9 hours and those hourly volume ratios to 24-hour traffic volume are 7% and 2.5% respectively. However, there has been a need for theoretical and empirical evidence for the assumption. To this end, this research effort examined the distribution pattern of hourly traffic volume of peak and non-peak hours using traffic survey data from many roads including expressways, conventional national highways, government-aided provincial roads, and provincial roads in Korea. In addition, this research empirically estimated the durations and ratios of peak and non-peak hours using a genetic algorithm. As a result of that, this research effort found that the shapes and patterns of peak and non-peak hours are different by the type of cars, including passenger cars, trucks, and entire cars (types 1 through 12), as well as the type of roads. In addition, the duration of peak and non-peak hours found in this study are generally similar to those suggested in the manuals. However, the ratios of hourly volume to 24-hours traffic volume are substantially different from those provided in the manuals. 우리나라의 대표적인 교통투자 사전평가제도인 예비타당성조사 표준지침과 교통시설 투자평가지침에서는 첨두와 비첨두 지속시간을 각각 10시간과 9시간으로 정의하고, 24시간 대비 1시간 교통량 비중은 각각 7%와 2.5%로 제안하고 있으며, 이러한 기준에 따라 1시간 교통량을 기준으로 교통분석하는 것을 원칙으로 정하고 있다. 하지만 상기 지침에서 명시한 지속시간과 교통량 비중에 대한 충분한 이론적 및 실증적 토대가 부족하다는 지적이 있어 왔다. 이러한 배경하에 본 연구에서는 전국 고속도로, 일반국도, 국지도 및 지방도에서 수집된 24시간 교통량을 이용하여 도로유형 및 차량유형별 시간대별 교통량 분포 패턴을 분석함으로써 전국 도로망의 첨두시간 통행패턴의 특성을 살펴보고 현재 사용되고 있는 지침상의 수치가 타당한 지를 검토하고자 하였다. 도로유형별 교통량 자료를 이용하여 승용차 및 트럭의 24시간 교통량 대비 시간대별 교통량 비중을 분석한 결과, 첨두 및 비첨두 시 교통량 형태 및 분포가 차종뿐만 아니라 도로유형별로 차이를 보이는 것으로 나타났다. 또한 유전자 알고리즘을 이용하여 첨두와 비첨두 지속시간 및 교통량 비중을 구해본 결과, 본 연구에서 분석된 첨두, 비첨두 그리고 심야시간대의 지속시간은 예비타당성조사 표준지침에서 제시된 값과 대체로 유사하지만 교통량 비중은 차이를 보이고 있음을 발견하였다. 첨두시간대의 경우 승용차와 트럭의 비중이 지침에서 제시된 값보다 모두 조금 낮게 나왔으며, 비첨두시간대의 경우 그 비중이 조금 높게 산출되었다. 과거에 비하여 통행자들의 행태가 변화하고 시간대별 교통량 패턴도 함께 변화함에 따라 교통사업 평가에도 이러한 교통량 패턴의 변화를 최대한 반영하는 것이 필요하며, 이를 위하여 첨두 및 비첨두 시간의 지속시간 및 교통량 비중에 대한 지속적인 갱신이 필요할 것으로 판단된다.

시-주파수 분석을 이용한 심실세동시 심전도 분석을 통한 제세동 예측에 관한 연구

성홍모,신재우,이현숙,황성오,윤영로 대한전기학회 2006 전기학회논문지 D Vol.55 No.4(D)

- The purpose of this study is to predict the defibrillation success of a ventricular Fibrillation ECG signal using time-frequency analysis. During CPR, coronary perfusion pressure and electrocardiogram were measured. Parameters extracted from time-frequency domain were served as predictor of resuscitation success. Time frequency distribution(TFD) of ECG signals was estimated from the smoothed pseudo Wigner-Ville distribution(SPWVD). Median frequency, peak frequency, 1/f slope, frequency band ratios(2~4㎐, 4~6㎐, 6~8㎐, 8~10㎐, 10~12㎐, 12~15㎐) were extracted from each TFD as function of time. Paired t-test was used to determine the differences in ROSC and non-ROSC groups. In the statistical results, we selected four significant parameters - median frequency, 1/f slope, 2~4㎐ band ratio, 8~10㎐ band ratio. We made an attempt to predict defibrillation success by combining features extracted from time frequency distribution. Independent t-test was used to determine the differences ROSC and non-ROSC groups. Consequently, we selected four significant parameters - median frequency, 1/f slope, 2~4㎐ band ratio, 8~10㎐ band ratio. The relationship between coronary perfusion pressure and ECG parameters was analyzed with linear regression analysis. R-square value was 55%. 1/f slope and 8~10㎐ band ratio had the significant relationship with coronary perfusion pressure.

Exchange Rate Uncertainty, Production Decision, and Transportation Costs

성홍모 한국무역학회 2004 Journal of Korea trade Vol.8 No.2

This paper considers a multinational firm (MNF) which produces and sells in domestic and foreign markets with monopolistic power in both markets. The purpose of the study is to analyze the production decision of the firm under exchange rate uncertainty. The timing of decisions and the firm's attitude toward risk are crucial components in determining the effect of exchange rate risk. Assuming that production decisions are made before the resolution of uncertainty, while sales decisions are made after the resolution of uncertainty, I investigate how exchange rate uncertainty affects the firm's output decisions, and extend the study to the case when transportation costs exist. It is shown that for risk neutrality, the effect of uncertainty on total output depends upon the shape of demand curves. In the presence of transportation costs, uncertainty makes the risk neutral exporting firm produce more in the domestic plant.

HRV 분석을 이용한 운전피로도에 관한 연구

성홍모,차동익,김선웅,박세진,김철중,윤영로 대한의용생체공학회 2003 의공학회지 Vol.24 No.1

장시간 운전을 하는 동안 운전자는 외부상황을 계속해서 주시하고 경계하게 하므로 운전자에게는 정신적 부하로 작용하게 되며 이로 인해 발생하는 운전피로는 자동차 사고의 원인이 될 수 있다. 본 연구에서는 심박변동신호를 분석하여 운전시간의 증가에 따른 발생하는 운전피로도를 알아보았다. 심박변동신호의 분석방법에는 이전 연구들에서 널리 사용되어져 왔던 선형분석방법들과 함께 ApEn, Poincare Plot등을 이용한 비선형 분석방법들을 이용하였다. 3년 이상의 운전경력을 가진 5명의 실험자가 참가하였으며 모든 실험자는 4대의 승용차를 2번씩 운전하여 총 40회의 실험을 실시하였다. 운전구간은 고속도로 300km구간을 왕복해서 주행하도록 하였으며 약 3시간 정도가 소요되었다. 운전하는 동안 30분 간격으로 심전도 데이터를 측정하였다. 측정된 심전도 신호로부터 유도된 심박변동신호(HRV : heart rate variability)로부터 시간영역 변수, 주파수 영역변수, 비선형 특성 등을 구한다음, 안정 상태의 데이터라 비교하여 통계석 유의성을 살펴보았다. 분석결과 시간영역의 변수인 평균심박동수는 운전시간의 증가에 따라 계속적으로 감소하였으며 심박동율의 표준편차와 연속적인 RR간격의 차이는 90분 이후로는 일정 수준을 유지하였다. 주파수 영역에서 구한 L $F_{norm}$, LF/HF는 운전시간에 따라 증가함을 보였다. 비선형 특성을 알아보기 위해서 ApEn, Poincare plot을 이용하였는데 모두 시간에 따라 감소함을 나타내었다. 대부분의 변수에서 통계적 유의성은 1시간 이후부터 나타남을 볼 수 있었다. The job of long distance driving is likely to be fatiguing and requires long period alertness and attention, which make considerable demands of the driver. Driving fatigue contributes to driver related with accidents and fatalities. In this study, we investigated the relationship between the number of hours of driving and driving fatigue using heart rate variability(HRV) signal. With a more traditional measure of overall variability (standard deviation, mean, spectral values of heart rate). Nonlinear characteristics of HRV signal were analyzed using Approximate Entropy (ApEn) and Poincare plot. Five subjects drive the four passenger vehicle twice. All experiment number was 40. The test route was about 300Km continuous long highway circuit and driving time was about 3 hours. During the driving, measures of electrocardiogram(ECG) were performed at intervals of 30min. HRV signal, derived from the ECG, was analyzed using time, frequency domain parameters and nonlinear characteristic. The significance of differences on the response to driving fatigue was determined by Student's t-test. Differences were considered significant when a p value < 0.05 was observed. In the results, mean heart rate(HRmean) decreased consistently with driving time, standard deviation of RR intervals(SDRR), standard deviation of the successive difference of the RR intervals(SDSD) increased until 90min. Hereafter, they were almost unchanging until the end of the test. Normalized low frequency component $(LF_{norm})$, ratio of low to high frequency component (LF/HF) increased. We used the Approximate Entropy(ApEn), Poincare plot method to describe the nonlinear characteristics of HRV signal. Nonlinear characteristics of HRV signals decreased with driving time. Statistical significant is appeared after 60 min in all parameters.

피지이론과 바이오피드백을 이용한 주정중독증 환자의 긴장도 평가

성홍모,시재우,윤영로,윤형로,박진한,신정호 대한의용생체공학회 1999 의공학회지 Vol.20 No.2

Biofeedback training is one of physiological self control methods for patients who has psychological problem and rehabilitational problem. It has been used to control blood pressure, heart rate, peripheral temperature, respiration, electromyography (ENG), and other biological signals-ENG, respiration, heat rate, peripheral temperature, skin conductance level-was developed in house. We applied this system to alcohol dependent patients to perform biofeedback training. In this experiment, the relaxation biofeedback training for alcohol dependent patient was carried out and the tension state for the change of biological signals were estimated using the fuzzy theory after relaxation biofeenback training. Eight alcohol dependent patients were agreed to participate in this experiment. Result showed that 1) the tension degree of patients were higher than the tension degree of normal subject. 2) The tension degree of patients were decreased as the training numbers were increased. 바이오피드백은 혈압 심박율, 말초체온, 호흡, 근전도 등과 같이 자율신경에 의해 지배받는 신체 기능들을 훈련을 통해 스스로 조절할 수 있게 하여 자율신경의 이상으로 인한 여러 가지 질병들을 치료할 수 있게 하는 방법이다. 븐 논문에서는 주정중독증 환자들을 대상으로 바이오피드백 훈련을 실시할 수 있도록 근전도, 호흡, 맥파, 말초체온, 피부전기전도도 등 다섯 가지 신호를 측정할 수 있는 바이오피드백 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템을 이용해 주정중독증 환자들을 대상으로 바이오피드백 훈련을 실시하였다 이완 바이오피드백 훈련을 실행하였으며 생체신호변화에 대해 퍼지이론을 적용하여 긴장상태를 판단하였다. 8명의 주정중독증 환자들이 실험에 참가하였으며 측정된 데이터를 분석한 결과는 다음과 같다. 1) 환자 군은 일반인에 비해서 높은 긴장도 값을 보였다. 2) 환자들의 긴장도 값은 훈련 회수가 증가함에 따라 감소하는 추세를 보였다.

교통수요 분석의 도로교통량 정산결과 검증기준 연구 - 지역간/광역권/도시부 교통류를 사례로 -

성홍모,장수은,김찬성 한국교통연구원 2009 交通硏究 Vol.16 No.2

Comparison of observed traffic counts and the modelled traffic counts from the base-year traffic assignment model is important. The standard validation manual from US and UK suggests validation target guidelines considering various traffic stream characteristics. But, in Korea, standard criteria of the targets ranges to validate traffic volume has not been developed. There is a simple rule to validate traffic counts. In this study, we suggests an acceptable validation standard of traffic volumes in the travel demand analysis in consideration of traffic stream characteristics according to intercity/metropolitan/urban traffics. The data used for this study is real data provided by Seoul city, Korea Institute of Construction Technology and Korea Expressway Corporation. As a result through the analysis, we found that traffic volumes by traffic stream characteristics, area type and volume group could be used to develop new validation standard criteria. Finally, this study proposes that further researches about an acceptable validation standard of mass transportation as well as volumes, speed and vehicle kilometers traveled(VMT) be required. 수요추정 과정에서 교통량 정산은 배정 교통량과 관측 교통량을 비교하여 모형의 현실 모사능력을 평가하는 단계이다. 정산의 정확도는 장래 교통수요 추정 결과에 매우 큰 영향을 미치므로, 통상적 교통수요 분석과정에서 세심한 주의를 요하는 부분이다. 그런데 정산의 기준이 되는 관측 교통량은 계절, 통행권역, 교통량 수준, 도로의 기능 등 여러 변동요인에 노출되어 있다. 그러나 국내 수요분석 표준지침에서는 이러한 특성을 고려하지 않고 일괄적으로 관측 교통량 대비 10~30% 기준을 적용하고 있다. 본 연구의 목적은 도로교통량의 불확실성을 고려한 정산단계의 합리적 오차허용기준을 정립하는데 있다. 이에 본 연구에서는 도로교통량 정산결과 검증기준 산정안을 개발하여 적용가능성을 타진해 보았다. 그 결과 기존 가이드라인과 차별성을 지닌 교통량 수준별 검증기준을 도출할 수 있었다. 다만, 관련 자료 부재로 도시부 연속류에 대한 분석이 이루어지지 않았으므로, 향후 추가 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 아울러 교통량 정산 이외의 속도, 총 주행거리 등 다양한 검증 방법론 개발이 필요하며, 도로부문뿐만 아니라 대중교통의 정산 허용기준 또한 정립되어야 할 것으로 사료된다.