품질속성 기반 설계방법을 적용한 소프트웨어 아키텍처 설계 사례연구

서용석,홍석붕,김현수,Suh, Yong-Suk,Hong, Seok-Boong,Kim, Hyeon-Soo 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지D Vol.14 No.1

소프트웨어 개발에 있어서 구현에 앞서 아키텍처를 설계하는 일은 프로젝트의 성공을 위해 필수적이다. 본 논문은 한국원자력연구소 내에서 가동 중인 하나로 원자로의 방사선감시시스템 소프트웨어 개발과정에서 품질속성 기반 설계방법을 적용하여 소프트웨어 아키텍처를 설계한 사례를 보여준다. 품질속성 기반 설계방법은 Bass[1]가 제시한 속성 기반 설계방법을 변형한 것이다. 이는 먼저 시스템의 기능요건 및 품질요건을 아키텍처 드라이버(driver)로서 도출하고, 이를 만족하기 위한 전술(tactic)을 선택하고, 선택된 전술에 근거하여 아키텍처를 결정하고, 결정된 아키텍처를 구현 및 검증하는 과정으로 이루어진다. 하나로 원자로 방사선감시시스템의 개발요건으로부터 가용성, 유지보수성, 호환성과 같은 품질요건이 추출되었으며, hot-standby 서버 이중화와 약결합의 모듈화와 같은 전술이 선택되었으며, 이중화 서버에 다수의 클라이언트가 연결되는 클라이언트-서버 구조와 객체지향적 데이터 처리 구조가 방사선감시시스템을 위한 아키텍처로 결정되었다. 상용도구인 Adroit를 이용하여 아키텍처가 구현되었으며, 아키텍처 검증은 기능 중심의 시험을 통해 이루어졌다. 적은 예산과 단기간 내에 완수해야 하는 방사선감시시스템 개발에 품질속성, 기반 설계방법을 적용함으로써, 보다 효율적으로 과제를 성공시킬 수 있었다. 방사선감시시스템 개발에서 설계된 아키텍처는 한국원자력연구소 내 다른 설비의 방사선감시시스템 개발에 재사용할 예정이다. 추가적으로 방사선감시시스템 아키텍처를 정량적으로 평가하는 작업이 필요하다.B-트리, CR-트리를 구현하는 방법을 기술한다. CC-GiST를 이용함에 따라 메인 메모리 데이터베이스 응용에서 여러 개의 캐시 인식 트리를 관리하는 번거로움에서 벗어날 수 있고, 응용의 요구에 따른 새로운 캐시 인식 트리를 최소한의 노력으로 효율적으로 구현할 수 있다.에 따라 증가한다. 에틸렌 함량이 50 wt% 보다 많을 경우, 혼합용매들의 극성인력 효과가 밀도 효과보다 커서 온도가 낮아짐에 따라 cloud-point 압력은 증가하였다. 에틸렌 함량이 50 wt% 보다 적을 경우, 혼합용매들의 극성인력 효과가 밀도 효과보다 작아서 온도가 낮아짐에 따라 cloud-point 압력은 감소하였다. 2번 150.2 cGy, 200 cGy, 환자 3번 150.5 cGy, 211.4 cGy, 환자 4번 155.5 cGy 198.6 cGy의 결과를 얻었다. 결 론: 본 원에서 변형 근치적 유방절제술 후 흉벽 방사선치료의 가장 적절한 볼루스 적용 횟수는 전 치료횟수의 $50{\sim}60%$ 적용이다.적인 기준을 마련하고 환자들이 치료과정에서 실질적으로 알고자 하는 의문점들을 체계적으로 교육해 나간다면 지금까지 보다 훨씬 더 나은 환자 만족과 치료 결과를 얻을 수 있으리라 기대된다.적 교육 훈련이 더 엄격하게 진행되므로, 부서 관의 협력으로 방사선사 보수교육에 합산하는 방안이 필요할 것이다. 임신이 확인된 방사선관계종사자의 피폭관리도 새로이 반영되어야 할 것이다. 따라서 업무의 특성상 사용되는 특별한 용어 외에 공통적으로 사용되는 용어의 통일은 반드시 필요하며, 방사선분야의 in a software development, the design or architecture prior to implementing the software is essential for the success. This paper presents a case that we successfully designed a software architecture of radiation monitoring system (RMS) for HANARO research reactor currently operating in KAERI by applying the quality attribute-driven design method which is modified from the attribute-driven design (ADD) introduced by Bass[1]. The quality attribute-driven design method consists of following procedures: eliciting functionality and quality requirements of system as architecture drivers, selecting tactics to satisfy the drivers, determining architectures based on the tactics, and implementing and validating the architectures. The availability, maintainability, and interchangeability were elicited as duality requirements, hot-standby dual servers and weak-coupled modulization were selected as tactics, and client-server structure and object-oriented data processing structure were determined at architectures for the RMS. The architecture was implemented using Adroit which is a commercial off-the-shelf software tool and was validated based on performing the function-oriented testing. We found that the design method in this paper is an efficient method for a project which has constraints such as low budget and short period of development time. The architecture will be reused for the development of other RMS in KAERI. Further works are necessary to quantitatively evaluate the architecture.

원자력발전소의 디지털계측제어시스템의 사이버보안을 위한 디지털 자산분석 방법

구인수,김관웅,홍석붕,박근옥,박재윤,Koo, In-Soo,Kim, Kwan-Woong,Hong, Seok-Boong,Park, Geun-Ok,Park, Jae-Yoon 한국전자통신학회 2011 한국전자통신학회 논문지 Vol.6 No.6

원자력발전소의 계측제어계통은 제어, 감시기능을 수행하여 안전운전을 위한 두뇌 역할을 하는 핵심적인 분야이다. 최근 계측제어계통은 마이크로프로세서기반의 디지털 기술을 받아들여 디지털화되었다. 그러나 계측제어계통의 디지털시스템은 아날로그 기반 시스템에 비해 사이버위협에 매우 취약하여, 사이버공격에 의해 발전소 안전에 부정적인 영향을 받을 수 있다. 따라서 사이버침해에 대응할 수 있는 사이버 보안 대책이 계측제어계통에 요구된다. 사이버 보안성이 우수한 계통 설계를 위해서는 계측제어계통을 구성하는 자산에 대한 효과적인 자산분석이 요구된다. 본 연구에서는 원자로 계측제어설계의 사이버보안 적합성을 분석하기 위한 전 단계로 계측제어계통의 디지털 자산을 분석하기 위한 방법론을 제안한다. 제안된 디지털자산 분석 방법은 자산식별, 식별된 자산에 대한 평가방법으로 구성된다. 제안된 자산분석방법은 원자력발전소 계측제어계통의 사이버보안을 위한 자산분석에 응용하였다. Instrumentation & Control(I&C) System in NPP(Nuclear Power Plant) plays a important role as the brain of human being, it performs protecting, controling and monitoring safety operation of NPP. Recently, the I&C system is digitalized as digital technology such as PLC, DSP, FPGA. The different aspect of digital system which use digital communication to analog system is that it has potential vulnerability to cyber threat in nature. Possibility that digital I&C system is defected by cyber attack is increasing day by day. The result of cyber attack can be adverse effect to safety function in NPP. Therefore, I&C system required cyber security counter-measures that protect themselves from cyber threat efficiently and also cyber security design should be taken into consideration at concept stage in I&C system development process. In this study, we proposed the digital asset analysis method for cyber security assessment of I&C system design in NPP and we performed digital asset analysis of I&C system by using the proposed method.

유전자 알고리즘의 다양성 향상을 위한 금기 탐색 결합 모델

정인수(In Soo Jung),홍석붕(Seok Boong Hong),권기호(Key Ho Kwon) 한국정보과학회 1998 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.25 No.1

본 논문은 금기 탐색 알고리즘과 유전자 알고리즘을 결합한 새로운 모델인 금기 탐색 결합 모델을 제안한다. 제안된 금기 탐색 결합 모델을 사용하여 유용한 유전적 다양성을 향상시킴으로써 불완전 수렴 문제를 해결할 수 있다. 또한 유전자 알고리즘과 금기 탐색 알고리즘의 장점을 유지하여 해답의 신뢰도를 높일 수 있다. 마지막으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 확인한다. In this paper, we suggest a tabu search combination model which combines the genetic algorithm and the tabu search algorithm. This model improves genetic diversity and can solve the problem with premature convergence. This model also maintains the advantage of the genetic algorithm and the tabu search, and can enhance the reliability of solution. Finally, The proposed model is confirmed by computer simulation.

숫자 인식용 특징추출 알고리즘

문병수(Byung Soo Moon),홍석붕(Seok Boong Hong) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1B

A numeral or a character is considered as a 2-D shape with pixel representation (c_u)with each (c_u) being either O or 1. To each pixel (i,j), we assign the Cartesian product B_i(x)×B_i(y) of the two cubic B-spline functions B_i(x) and B_i(y) so that the character is represented by S(x,y)= ^(nn)∑_(i,j=1) c_u B_i(x)B_j(y) Using the functions ∇S(x,y) and ∇S²(x,y), we locate the end points, 2-way branches, 3-way branches and cross intersections for the characters. These points are in tum used to divide the characters into segments and count the numbers of linear, circular segments and of circles. Thus, a feature vector of 7 entries is formed for representing the 10 numerals and is used for a recognition of the numerals. The recognition process is done through a neural network trained by the back propagation algorithm.

적외선 열영상을 이용한 가시광 통신모듈의 고선량 감마선조사에 따른 열화 분석

조재완(Jai-Wan Cho),홍석붕(Seok-Boong Hong),구인수(In-Soo Koo) 제어로봇시스템학회 2011 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.17 No.12

In this paper, the degradation evaluation method of VLC (Visible Light Communication) wireless module after high dose rate gamma-ray irradiation using the thermal infrared camera is proposed. First, the heating characteristics of the active devices embedded in the VLC wireless module during the condition of normal operation is monitored by thermal infrared camera. By the image processing technique, the trends of the intensity of the heat emitted by the active devices are calculated and stored. The feature of the blob area including the area of the active devices in the thermal infrared image is extracted and stored. The feature used in this paper is the mean value of the gray levels in the blob area. The same VLC module has been gamma irradiated at the dose rate of about 4.0 kGy/h during 72 hours up to a total dose of 288 kGy. And then, the heating characteristics of the active devices embedded in the VLC wireless module after high dose gamma ray irradiation is observed by thermal infrared camera. The high dose gamma-ray induced degradation of the active devices embedded in the VLC module was evaluated by comparing the mean value of the blob area to the one of the same blob area of the VLC module before the gamma ray irradiation.

가시광 무선통신기술의 원전 센서통신망 적용에 관한 연구

조재완(Jai Wan Cho),홍석붕(Seok Boong Hong),구인수(In Soo Koo) 대한전자공학회 2010 대한전자공학회 학술대회 Vol.2010 No.10

본 논문에서는 원자로건물 내부의 센서통신망으로 가시광 무선통신기술을 적용하기 위한 타당성 검토를 수행하였다. 이를 위해 고휘도 LED, 백색 Power LED와 가시광 파장대의 고출력 반도체 레이저다이오드 등을 송신 광원으로 이용하여 RS-232C 인터페이스 신호를 직접 변조하는 방식의 공간 광전송 실험을 수행하였다.

원전 디지털 계측제어계통 사이버보안 방안 고찰

최유락(Choi, Yoo Rark),이재철(Lee, Jae-Cheol),최영수(Choi, Young-Soo),홍석붕(Hong, Seok-Boong) 한국IT서비스학회 2009 한국IT서비스학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.3

원전 디지털 계측제어계통 통신망에서는 일반 산업체의 사이버보안과는 달리 안전성과 가용성, 그리고 경성실시간 조건을 매우 중시하면서도 일반 IT분야에서 사용하고 있는 사이버보안 기술의 대부분을 수용할 것을 요구받고 있다. 사이버보안 활동은 원전 디지털 계측제어계통 통신망에서 요구하는 통신망의 성능 조건을 저해하지 않아야만 하는데, 이러한 요구 조건들은 서로 상충되는 측면들이 있다. 원전 디지털 계측제어계통 사이버보안을 위한 보안기술들이 계측제어시스템 및 이와 관련된 통신망에 적용될수록 이들의 성능은 저하될 수밖에 없기 때문이다. 사이버보안에 대한 위협이 일반 산업계는 물론 국가 핵심 기반시설까지 확대되고 있는 현실에서 안전성이 가장 우선시되는 원전의 핵심 제어계통인 원전 디지털 계측제어계통에 대한 사이버보안 활동은 매우 주요하다. 본 논문에서는 원전 디지털 계측제어계통 사이버보안에 활동 수행에 필요한 고려사항들에 대하여 기술한다.

고 선량율 감마선 조사에 따른 렌즈의 열화

조재완(Jai-Wan Cho),이준구(Joon-Koo Lee),허섭(Seop Hur),구인수(In-Soo Koo),홍석붕(Seok-Boong Hong) 대한전기학회 2009 전기학회논문지 Vol.58 No.7

Assumed that an IPTV camera system is to be used as an ad-hoc sensor for the surveillance and diagnostics of safety-critical equipments installed in the in-containment building of the nuclear power plant, an major problem is the presence of high dose-rate gamma irradiation fields inside the one. In order to uses an IPTV camera in such intense gamma radiation environment of the in-containment building, the radiation-weakened devices including a CCD imaging sensor, FPGA, ASIC and microprocessors are to be properly shielded from high dose-rate gamma radiation using the high-density material, lead or tungsten. But the passive elements such as mirror, lens and window, which are placed in the optical path of the CCD imaging sensor, are exposed to a high dose-rate gamma ray source directly. So, the gamma-ray irradiation characteristics of the passive elements, is needed to test. A CCD camera lens, made of glass material, have been gamma irradiated at the dose rate of 4.2 kGy/h during an hour up to a total dose of 4 kGy. The radiation induced color-center in the glass lens is observed. The degradation performance of the gamma irradiated lens is explained using an color component analysis.

칼라 CCD 영상을 이용한 고휘도 LED 전구의 빔 열화 분석

조재완(Jai-Wan Cho),최영수(Young-Soo Choi),이재철(Jae-Chul Lee),구인수(In-Soo Koo),홍석붕(Seok-Boong Hong) 제어로봇시스템학회 2010 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.16 No.6

VLC (Visible Light Communication) is a wireless communication method using light that is visible to the human eye. It has a major advantage that it causes no interference to RF-based devices. This makes wireless communication possible in RF hazardous areas such as nuclear facilities. In order to apply VLC communication in harsh environment of nuclear power plant, the high luminance LEDs, which are key components of the VLC communication, have been gamma-ray irradiated at the dose rate of 4 kGy/h during 72 hours up to a total dose of 288 kGy. The radiation induced color-center was formed in the LED housing cap made of transparent plastic or acryl material. The beam degradations of high luminance LEDs by high dose-rate gammaray irradiation are analyzed using color CCD image processing technology.

원전 극한환경적용 센서 통신망 구조

조재완(Jai Wan Cho),이준구(Joon-Koo Lee),허섭(Seop Hur),구인수(In Soo Koo),홍석붕(Seok-Boong Hong) 대한전기학회 2008 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2008 No.10

원자력 발전소 격납구조(containment) 내에 설치되는 센서, 구동기(actuator) 및 설비는 원전의 안전운전과 함께 방사능 누출사고와 같은 중대사고(severe accident) 를 예방하기 위한 것이다. 격납구조 내부는 Category I 등급으로 분류되며, 격납구조 내부에 설치되는 센서, 구동기, 기기 및 통신망은 IEEE Std. 323-1974에서 정의하는 극한환경(harsh environment) 요건에서 생존할 수 있는 내환경성이 요구된다. 이러한 엄격한 내환경성 요건으로 인해 일반 산업의 IT 기반 센서통신망이 원전 격납건물 내부에는 적용되지 않고 있다. 최근에 이르러 독일을 중심으로 신규로 건설 중이거나 계획 중인 원전에서는 일빈 산업의 IT 기반 센서통신망 적용이 검토되고 있다. 본 논문에서는 IT 기반의 첨단 센서 통신망 기술을 격납 구조내부와 같은 극한 환경에 적용하기 위한 방안을 제시하고자 한다. 정상운전중의 원전 격납 건물 내부의 환경(온도, 감마선, 습도) 특성과 중대 사고를 가정한DBA (설계 기준사고) 요건에서의 환경 특성을 조사하였다. 또한 설계기준사고에서 정의한 감마선 조사 환경에서 통신 시스템의 생존성을 실험하였다. 이를 토대로 격납구조 내부의 원전 극한 환경 통신망의 개선방안을 제시하고자 한다.