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          실시간 에볼라 바이러스 전염병 모형의 전염확률분포추정

          최일수,이성석,Choi, Ilsu,Rhee, Sung-Suk 한국데이터정보과학회 2015 한국데이터정보과학회지 Vol.26 No.1

          The epidemic is seemed to be extremely difficult for accurate predictions. The new models have been suggested that show quite different results. The basic reproductive number of epidemic for consequent time intervals are estimated based on stochastic processes. In this paper, we proposed a transmission distribution estimation for Ebola virus disease epidemic model. This estimation can be easier to obtain in real time which is useful for informing an appropriate public health response to the outbreak. Finally, we implement our proposed method with data from Guinea Ebola disease outbreak. 전염병은 기초 감염 재생산 수가 시간에 따라 달라져서 상황을 관리하기 어렵기 때문에 확산을 통제하기 어려울 뿐 아니라 정확한 예측은 더욱 어렵다고 알려져 있다. 최근에 많은 모형들이 새롭게 제시되고 있으며 그에 따라 현저하게 다른 결과가 도출되고 있다. 연속된 시간에서 기초 감염 재생산 수는 일반적으로 확률과정이론이 적용되고 있다. 본 논문에서는 에볼라 바이러스 전염병 모형에서 전염확률분포의 추정 방법을 제시하였다. 이 방법은 대규모 전염병 발생에서 실시간 추정을 가능하게 함으로 적절한 질병관리를 용이하게 한다. 기니에서 발생한 에볼라 바이러스 자료를 제시한 방법으로 분석하였다.

        • 3륜형 승용관리기 횡전도각 분석 및 포장성능 시험

          최일수 ( Ilsu Choi ),김영근 ( Youngkeun Kim ),최용 ( Yong Choi ),전현종 ( Hyeonjong Jun ),강태경 ( Taegyoung Kang ),이상희 ( Sanghee Lee ),김진구 ( Jingu Kim ),유승화 ( Seounghwa Yu ),현창식 ( Changsik Hyun ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2

          밭작물 재배에서 트랙터는 지상고, 바퀴폭 및 차륜폭 등의 제한으로 주로 경운·정지 작업에 이용되며, 밭작물 파종·이식, 관리(중경제초, 방제 등) 작업에 제약이 있다. 또한 국내에서 생산 보급되고 있는 4륜승용관리기는 주로 방제기, 비료살포기, 비닐피복기의 본체로 이용되고 있으나, 가격이 비싸고 다양한 재배양식에 따른 차륜폭 조절 및 본체 후방에 부착된 작업기로 인한 작업 상태 확인 등에 어려움이 있는 실정이다. 따라서 밭작물 재배 확대 및 농업 노동력 구조적 변화에 따른 고령자, 부녀자들도 안전하고 쉽게 사용 가능한 밭작물용 3륜형 승용관리기 개발이 필요하다. 이에 3륜형 승용관리기를 설계·제작하고 시작기의 안정성 및 작업성능을 평가하기 위하여 횡전도각을 분석하고 포장성능 시험을 수행하였다. 시작기는 3륜 구동방식으로 주변속은 HST 무단변속, 부변속은 2단 선택맞물림기어식 변속장치를 채용하였고, 운전자가 작업상태 확인과 작업기 조절이 용이하도록 mid-PTO 방식을 채용하여 작업기를 시작기의 전륜과 후륜사이 하부에 부착되도록 설계·제작하였다. 또한 다양한 밭작물 재배양식에 적용 가능하도록 후륜 차륜폭을 유압 실린더를 이용하여 1320~1720 mm 범위로 조절 되도록 하였으며, 선회반경 감소를 위하여 전륜에 배속장치를 설계하여 급선회가 가능하도록 하였다. 3륜형 승용관리기의 포장 경사도를 고려한 전도 안정성 분석을 위하여 시작기의(후륜)차륜폭을 요인으로 횡전도각을 분석하였으며, 농업기계 검정기준에 준하여 운전석에 75 kg의 모래주머니를 거치하여 시작기의 좌·우 한계 전도각을 측정하였다. 최소 전도각은 차륜폭이 1320 mm 일 때 좌전도각은 32.8°, 우전도각 32.1°로 분석되었으며, 최대 전도각은 차륜폭이 1720 mm 일 때 좌전도각은 40.3°, 우전도각 39.1°로 분석되었다. 시작기의 포장성능 시험은 경남 거창군 가북면 소재 농가포장에서 파종작업기를 부착하여 콩 파종 작업을 대상으로 수행하였으며, 작업성능은 농업과학기술 연구조사분석기준의 농작업기계 포장성능 산출식을 이용하여 분석하였다. 시작기의 콩 파종 작업성능은 평균작업속도 1.1 m/s, 유효작업폭 1.4 m, 평균 회행시간 147.9초 일 때 0.77시간/10 a로 분석되었다.

        • 전자동 감자 파종기 지역적응성 시험

          최일수 ( Ilsu Choi ),김영근 ( Youngkeun Kim ),최용 ( Yong Choi ),전현종 ( Hyeonjong Jun ),강태경 ( Taegyoung Kang ),이상희 ( Sanghee Lee ),김진구 ( Jingu Kim ),유승화 ( Seounghwa Yu ),박영은 ( Youngeun Park ),조지홍 ( Jihong Jo ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

          감자는 세계적으로 옥수수, 쌀, 밀, 다음으로 많이 생산되는 중요 식량자원으로 국내에서도 최근 식생활 서구화로 가공용 감자의 소비량이 증가하고 있으나, 농촌 노동력 부족, 재배면적 감소로 수입량이 증가하고 있는 실정이다. 국내 감자 재배면적은 ’05년 32.7천ha에서 ’10년 24.9천ha, ’16년 22.0천ha로 감소하고 있으며, 이에 따라 생산량도 ’12년 607.5천톤에서 ’14년 590.5천톤, ’16년 555.7천톤으로 감소해 자급률은 ’05년 93.1%에서 ’10년 88.5%, ’16년 76.0%까지 감소된 것으로 보고되고 있다. 국내 감자 재배의 경우 지역별 재배양식이 다양하고 씨감자를 크기에 따라 2∼6등분한 절편감자를 파종하고 있어 자동 파종기 개발에 어려움이 있는 실정으로, 기계화율은 67.4%로 파종과 수확작업의 인력의존도가 높은 것으로 조사되고 있다. 이에 농촌진흥청은 감자 재배 생력화를 위해 기계화 적응 재배양식을 설정하였으며, 국내 실정에 맞게 통감자를 자동으로 절단하여 파종하는 전자동 감자 파종기를 개발하고 경운· 정지에서 수확까지 감자 생산 주요 작업공정에 농기계를 투입한 전과정기계화 기술을 확립하였다. 그러나, 새로 개발된 전자동 감자 파종기는 통감자를 자동으로 2등분 절단 후 소독제를 살포하여 동시에 파종하는 파종기로, 관행 농가의 재배방법(관행방법 : 씨감자 2~4등분 절단 및 큐어링 후 파종)과 차이가 있어 조기 실용화에 어려움이 예상된다. 이에 본 연구는 전자동 감자 파종기의 지역적응성 향상을 위해 신개발 기종을 투입한 주산지 중심의 지역 적응성 시험을 수행하고 기계 파종에 따른 출현율과 생리장애 등 생육 특성을 분석하였다. 전자동 감자 파종기 지역적응성 시험은 봄감자를 대상으로 국내 감자 주산지인 경북 거창에서 수행하였으며, 재식거리(주간거리 25cm, 28cm, 30cm)를 요인으로 파종 후 결주율 등 파종성능과 출현율, 생리장애 등을 관행 인력파종 재배구와 비교하여 분석하였다. 시험 결과 주간거리가 28cm일 때 결주율이 1.4%, 주간거리 29.4±4.77, 파종깊이 9.87±0.69로 파종성능과 작업정도가 양호하게 분석되었으며, 출현율은 기계파종구 96.3%, 인력 파종구 98.1%로 분석되었다.

        • 수집형 마늘수확기 합천 지역 적응성 연구

          최승렬 ( Seungryul Choi ),강나래 ( Narae Kang ),김영화 ( Younghwa Kim ),우제근 ( Jeakeun Woo ),유승화 ( Seounghwa Yu ),전현종 ( Hyeonjong Jun ),최덕규 ( Dukkyu Choi ),최용 ( Yong Choi ),최일수 ( Ilsu Choi ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

          마늘은 우리나라의 대표적인 조미채소로 연평균 33만 2,837톤(’20년 36만 3,432톤)이 생산되는 주요 작물인데 반해, 마늘 재배 기계화율은 59.2%로 전체 평균 61.9%보다도 낮은 실정이다. 그중 특히 마늘 수확작업의 기계화율은 39.2%로 특히 미흡하며 마늘수확기의 개발 및 현장보급이 시급하다. 농업현장의 마늘 수확기는 주로 굴취기가 보급되어 있으며, 수확후 저장 전까지 필요한 흙털림, 수집 작업에 소요되는 노동력을 절감하고자 마늘 굴취, 흙털림과 톤백 수집 작업을 일관처리 할수 있는 수집형 마늘수집기(’20)를 개발하였다. 본 연구는 기개발 수집형 마늘수확기의 합천지역의 적응성을 제고하기 위해 포장시험을 통해 적정 작동 조건을 구명하고 개선 보완점을 도출하기 위해 수행하였다. 합천지역의 토양은 표토가 미사질양토이며, 자갈이 없고 배수는 약간 양호한 특성을 지닌다.(흙토람 토양정보) 미사질양토는 50% 이상의 미사와 12~27%의 점토를 포함하거나, 50~80%의 미사와 12% 미만의 점토를 포함하는 토양으로, 구조가 약하고 반습시 푸슬푸슬하며, 점착성과 가소성이 있다. 본 지역적응성 시험은 경남 합천군 청덕면 가현리 농가포장에서 시험하였으며, 해당 포장은 벼와 함께 2목작으로 마늘을 재배하는 논포장이었다. 공시재료의 품종은 난지형 대서마늘이었다. 요인별 10m를 시험구간으로 조성하였으며, 수확 시험 전 마늘 줄기를 지면으로부터 약 3cm내외로 절단하였다. 80kW급 트랙터를 이용하여 작업속도 3수준(0.065m/s, 0.089, 0.113), PTO 회전수 3수준(540 rpm, 750, 1,000)을 요인으로 시험을 수행하였다. 수집형 마늘 수확기의 수확성능을 분석하기 위해 시험구간내 마늘의 수집률, 수확 마늘의 손상률, 이물질 혼입률을 분석하였다. 수확 마늘의 손상은 기계수확에 의해 외관이 손상된 마늘을 기준으로 조사하였고, 이물질 혼입률은 수집부에 수확된 마늘과 흙을 분리하여 무게를 조사, 비교하였다. 포장시험 결과 합천지역에서는 작업속도 0.089m/s, PTO rpm 540에서 굴취율 100.0%, 손상률 2.2%, 이물질 혼입률 4.4%로 수확성능이 가장 양호하였다.

        • KCI우수등재

          베이지안 음이항 분기과정을 이용한 한국 메르스 발생 연구

          박유하,최일수,Park, Yuha,Choi, Ilsu 한국데이터정보과학회 2017 한국데이터정보과학회지 Vol.28 No.1

          전염병 확산에 대한 확률과정모형으로 활용되는 분기과정은 실제 데이터를 통해 모수를 추정할 수 있다는 장점이 있다. 음이항 분포를 분기과정의 생산 분포 모형으로 적용할 수 있는데 음이항 분포를 적용하기 위해서는 평균과 산포 모수를 추정하여야한다. 기존의 생물학 연구와 역학 연구 분야에서는 이를 최대우도법을 이용하여 추정하고 있다. 그러나 대부분의 역학 자료의 특성상 분기과정에서 이용되는 음이항 분포는 소표본이어서 최대우도 추정량의 정도를 충족시킬 수 없다. 본 논문에서는 소표본 자료에서 좋은 통계량의 성질을 만족한다고 알려져 있는 베이지안을 이용하여 모수를 추정하는 방법을 제안한다. 2015년 국내 메르스 사례에 베이지안 방법을 적용하여 모수를 추정하고 사후 분포를 적합하였다. 그 결과 어떠한 사전 분포를 가정하더라도 안정적으로 모수를 추정하는 것을 알 수 있었다. 추정된 산포 모수를 이용하여 분기과정에서의 전염병 소멸 확률을 유도하였다. Branching processes which is used for epidemic dispersion as stochastic process model have advantages to estimate parameters by real data. We have to estimate both mean and dispersion parameter in order to use the negative binomial distribution as an offspring distribution on branching processes. In existing studies on biology and epidemiology, it is estimated using maximum-likelihood methods. However, for most of epidemic data, it is hard to get the best precision of maximum-likelihood estimator. We suggest a Bayesian inference that have good properties of statistics for small-sample. After estimating dispersion parameter we modelled the posterior distribution for 2015 Korea MERS cases. As the result, we found that the estimated dispersion parameter is relatively stable no matter how we assume prior distribution. We also computed extinction probabilities on branching processes using estimated dispersion parameters.

        • 양파 정식기 개발을 위한 식부장치 궤적 가시화 분석

          이예슬 ( Yeseul Lee ),최일수 ( Ilsu Choi ),강나래 ( Narae Kang ),윤상희 ( Sanghee Yun ),김영화 ( Younghwa Kim ),유승화 ( Seunghwa Yu ),우제근 ( Jeakeun Woo ),최덕규 ( Duckkyu Choi ),최용 ( Yong Choi ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

          국내 양파 생산량은 2019년 기준 159만 4,450톤으로 전년대비 7만 3,481톤(4.83%) 증가하였다(통계청, 2019). 양파 생산량은 증가하고 있으나 양파재배 전체 작업 중 소요되는 노동력의 26%를 차지하고 있는 정식 작업의 기계화는 미흡한 실정으로 정식시기에 맞춰 적은 노동력으로 고속작업이 가능한 승용 양파 정식기 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 승용 양파 정식기 개발을 위한 식부장치 메커니즘 구명을 위해 식부장치 궤적분석 시험장치를 제작 후 요인별 가시화 분석을 수행하였다. 양파 정식기 식부장치 궤적분석 시험장치는 원형토조와 연계되도록 설계하였으며, 원형토조(3점링크) 연결부, 구동 모터, 모터 스피드콘트롤러, 식부기어 케이스, 식부암, 호퍼부, 지지 프레임 등으로 구성하여 제작하였다. 양파 정식기의 식부장치는 국외 선진 양파 정식기에서 일반적으로 사용하고 있는 2단 로터리 방식을 채용하였으며, 본 연구에서 개발하고자 하는 양파 정식기의 목표성능을 고려하여 주행속도가 0.24 m/s일 때, 주간거리 7.7~17.4 cm 구현이 가능하도록 설계하였다. 양파 정식기 식부장치 궤적 가시화 분석 시험은 식부장치의 적정 회전속도를 구명하기 위해 양파 표준재배양식(농업기술길잡이, 2018)을 참고하여 주간거리 13 cm, 정식 깊이 3 cm로 선정하고, 식부장치 회전속도에 따른 식부장치 궤적분석을 실시하였다. 양파 정식기가 정지 상태일 때 식부장치 궤적분석 결과 타원형의 궤적으로 나타났으며, 하사점에서 상사점으로 올라갈 때 타원형의 궤적에서 직선 궤적으로 나타났다, 이는 식부장치의 호퍼가 열렸다가 닫히기 때문에 나타난 현상으로 판단된다. 궤적의 세로방향의 최대변위는 285 mm, 가로방향 변위는 80 mm로 나타났다. 식부장치 회전속도가 100 rpm일 때, 식부호퍼가 토양에 삽입된 상태에서 20 mm정도 뒤로 밀리는 현상이 발생하였다, 식부장치 회전속도가 110 rpm일 경우는 식부호퍼가 토양속에서 끌리는 현상을 방지할 수 있는 것으로 나타났다.

        • 마늘 생산 전과정기계화 현장적응 시험

          이예슬 ( Yeseul Lee ),최일수 ( Ilsu Choi ),강나래 ( Narae Kang ),김영화 ( Younghwa Kim ),우제근 ( Jeakeun Woo ),김영근 ( Youngkeun Kim ),최용 ( Yong Choi ),권영석 ( Youngseok Kwon ),김대철 ( Daecheol Kim ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1

          마늘 재배 기계화율은 ’18년 58.6%로 보고되고 있으며, 파종(15.9%)과 수확(36.7%) 작업의 기계화율이 미흡한 실정이다. 또한, 최근 5년간 마늘의 총 생산비용 중 노동비가 52.23%를 차지하고 있어 노동력과 생산비 절감을 위해 마늘 재배 전과정에 농기계를 투입한 전과정기계화 시스템개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 마늘 재배 생력화를 위해 경운·정지에서 수확까지 마늘 생산 주요 작업공정에 농기계를 투입하여 전과정기계화 작업체계 확립 및 효과분석을 수행하고자 하였다. 현장적응 시험은 난지형 마늘을 대상으로 수행하였으며, 전라남도 무안군 바이오에너지작물센터 구내 포장과 충청남도 공주시 우성면 소재 농가포장에 각각 시험포장을 조성하였다. 최근 난지형 마늘 수확작업의 경우 기존의 ‘굴취→비닐제거→수집→줄기절단’에서 노동력 부족에 따라 ‘줄기절단→비닐제거→굴취→수집’체계로 바뀌는 경향이 조사되었으며, 이를 반영하여 파쇄기 등을 이용하여 수확시기 줄기를 절단한 마늘을 굴취 및 수집하는 수집형 마늘 수확기(시작기)를 투입한 전과정 기계화 포장시험을 수행하였다. 관행구의 경우 종자준비(쪽분리선별기)→본밭준비(로터베이터·비료살포기)→제초제살포(동력분무기)→두둑성형·피복(휴립피복기)→파종(인력)→재배관리→수확(굴취기+인력)→줄기후처리(줄기절단기)로 작업체계를 구성하였으며, 각각의 작업공정별로 농가 보급이 활발한 농기계 외에는 관행 재배방법을 참고하여 인력을 투입하였다. 기계화구의 경우 종자준비(쪽분리선별기)→본밭준비(로터베이터·비료살포기)→두둑성형·피복·제초제(복합휴립피복기)→파종(파종기)→재배관리→줄기전처리(파쇄기)→수확(시작기)로 작업체계를 구성하였으며, 보급이 활발한 농기계 외에 트랙터용 파종기와 같이 보급 초기이거나, 개발중인 시작기(수집형 수확기)를 투입하여 마늘 재배 주요 작업공정 전과정에 농기계를 투입하였다. 관행구와 기계화구 소요 작업시간 분석을 통해 전과정 기계화 효과를 분석하였으며, 그 결과 마늘 생산 전과정기계화 기술은 관행 작업보다 노동력 92.7% 절감 효과가 있는 것으로 나타났다.

        • 농업용 트랙터 간척지 로타리 작업 견인성능 분석 시험

          강나래 ( Narae Kang ),최일수 ( Ilsu Choi ),이예슬 ( Yeseul Lee ),김영근 ( Youngkeun Kim ),김영화 ( Younghwa Kim ),우제근 ( Jeakeun Woo ),유승화 ( Seounghwa Yu ),전현종 ( Hyeonjong Jun ),최용 ( Yong Choi ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1

          트랙터는 다목적용 농업기계로 다양한 토양 환경에서 작업이 가능하나, 간척지 및 습지와 같은 연약 지반에서는 구동륜 침하와 슬립이 발생해 트랙터를 이용한 농작업에 어려움이 발생한다. 국외의 경우 간척지 등의 연약지반에 적합한 높은 지상고 및 크롤러 형태의 다양한 트랙터가 개발되어 보급 중이나, 국내는 지상고가 낮고, 차륜형태의 트랙터가 보급되고 있어 간척지 적응성이 낮은 것으로 보고되고 있다. 이에 간척지에서 농작업에 적합한 중형급 트랙터 개발이 요구되고 있으며, 본 연구는 간척지 겸용 트랙터 개발 기초 연구로 80 PS급 일반 트랙터를 이용한 간척지 로타리작업 시 소요되는 견인력 및 슬립율을 분석하였다. 시험에 사용된 트랙터는 80 PS급 트랙터(LUXEN800, KM, Korea)이며, 농작업은 연간 포장작업비율이 가장 높은 로타리작업을 선정하였다. 작업기는 로타베이터(그린맥스, NG195, Korea)을 사용하였으며, 로타리작업 시 견인력 데이터를 측정하기 위하여 로드셀을 이용한 육분력계 계측시스템을 제작하였다. 각 차축에 기어와 근접센서를 부착하고, 단위시간당 기어의 톱니수를 측정하여 차축의 회전속도를 측정하였으며, 30 m 구간을 직선 주행하기 위한 바퀴회전수와 비교하여 슬립율은 분석하였다. 포장시험은 김제시 새만금지구 국립식량과학원 소재의 포장에서 수행하였으며, 작업속도는 주행속도 L2단(2 km/h)에서 PTO단수 2단(750rpm)으로 설정하였다. 경심깊이 15 cm 조건에서 로타리작업을 직선 주행하여 30 m씩 10반복 수행하였으며, 포장시험지의 토양환경은 포장 내 임의의 12구간을 선정하여 토양 수분함량과 원추관입지수(Cone Index, CI)를 측정하였다. 토양환경 분석결과 토성은 Loamy sand(양질사토), 수분함량은 27.2~35.8%의 범위로 나타났으며, 원추관입지수는 깊이 1 cm에서 20 cm까지 5 cm단위로 측정하였을 때 약 291.4~3112.6 kPa로 측정되었다. 트랙터 견인력은 약 70~200 N 범위로 로타리작업 시작 후 작업기 견인을 위하여 견인력 증가하는 것을 볼 수 있으며, 전·후륜 좌·우측의 슬립율은 11.78~17.06% 범위로 나타났다.

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