아스팔트 혼합물의 골재 간극률 예측을 위한 기계학습 프레임워크

박혜민,나일호,김현환,지봉준,Hyemin Park,Ilho Na,Hyunhwan Kim,Bongjun Ji 한국지반신소재학회 2024 한국지반신소재학회 논문집 Vol.23 No.1

The Voids in the Mineral Aggregate (VMA) within asphalt mixtures play a crucial role in defining the mixture's structural integrity, durability, and resistance to environmental factors. Accurate prediction and optimization of VMA are essential for enhancing the performance and longevity of asphalt pavements, particularly in varying climatic and environmental conditions. This study introduces a novel machine learning framework leveraging ensemble machine learning model for predicting VMA in asphalt mixtures. By analyzing a comprehensive set of variables, including aggregate size distribution, binder content, and compaction levels, our framework offers a more precise prediction of VMA than traditional single-model approaches. The use of advanced machine learning techniques not only surpasses the accuracy of conventional empirical methods but also significantly reduces the reliance on extensive laboratory testing. Our findings highlight the effectiveness of a data-driven approach in the field of asphalt mixture design, showcasing a path toward more efficient and sustainable pavement engineering practices. This research contributes to the advancement of predictive modeling in construction materials, offering valuable insights for the design and optimization of asphalt mixtures with optimal void characteristics.

토픽모델링을 이용한 국내 미세먼지 연구 분류 및 연구동향 분석

박혜민,김태용,권대웅,허준용,이주연,양민준,Park, Hyemin,Kim, Taeyong,Kwon, Daewoong,Heo, Junyong,Lee, Juyeon,Yang, Minjune 대한원격탐사학회 2022 大韓遠隔探査學會誌 Vol.38 No.5

The particulate matter (PM) has emerged as a hot topic around the world as it has been reported that PM is related to an increase in mortality and prevalence rates. In South Korea, the importance of PM has been recognized since the late 1990s, and various studies on PM have been conducted. This study investigated the PM research topics and trends for papers (D=2,764) published in Research Information Sharing Service (RISS) using topic modeling based on Latent Dirichlet Allocation (LDA). As a result, a total of 10 topics were identified in the whole papers, and the PM research topics were classified as 'PM reduction (Topic 1)', 'Government policy and management (Topic 2)', 'Characteristics of PM (Topic 3)', 'PM model (Topic 4)', 'Environmental education (Topic 5)', 'Bio (Topic 6)', 'Traffic (Topic 7)', 'Asian dust (Topic 8)', 'Indoor PM (Topic 9)', 'Human risk (Topic 10)'. In particular, the proportion of papers on topics 'Government policy and management (Topic 2)', 'PM model (Topic 4)', 'Environmental education (Topic 5)', and 'Bio (Topic 6)' to the toal number of papers increased over time (linear slope > 0). The results of this study provide the new literature review methodology related to particulate matter and the history and insight. 전 세계적으로 미세먼지(particulate matter, PM)와 사망률 및 유병률 증가의 관련성이 보고되면서 다양한 연구가 수행되었으며, 우리나라에서는 1990년대 후반을 기점으로 PM에 대한 중요성을 인식하고, PM에 대한 다양한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 '미세먼지' 관련 연구들의 주제를 분류하고, 각 주제별 연구 동향을 확인하기 위해 Research Information Sharing Service (RISS)에 게재된 미세먼지 관련 2,764편의 논문을 대상으로 Latent Dirichlet Allocate (LDA) 분석을 수행하였다. 연구 결과, 총 10개의 주제로 분류하는 것이 가장 적합하였으며, 미세먼지 관련 연구주제는 '미세먼지 저감(Topic 1)', '정부 정책 및 관리(Topic 2)', '미세먼지 특성(Topic 3)', '미세먼지 모델(Topic 4)', '환경교육(Topic 5)', '바이오(Topic 6)', '교통수단(Topic 7)', '황사(Topic 8)', '실내 미세먼지 오염(Topic 9)', '인체 위해성(Topic 10)'의 주제로 분류할 수 있었다. 특히, '정부 정책 및 관리(Topic 2)', '미세먼지 모델(Topic 4)', '환경교육(Topic 5)'. '바이오(Topic 6)' 관련 연구주제들이 시간에 따라 전체 논문에 대한 비율이 증가하는 추세를 보여 성행하는 것을 확인하였다(linear slope>0). 본 연구의 결과는 미세먼지 관련 다양한 분야의 연구자들에게 새로운 문헌 고찰의 방법론을 제시하고, 미세먼지 분야의 역사와 발전에 대한 이해를 제공했음에 의의가 있다.

봄 · 여름철 대기 중 미세먼지와 빗물 수질 상관성 분석

박혜민 ( Hyemin Park ),김태용 ( Taeyong Kim ),허준용 ( Junyong Heo ),양민준 ( Minjune Yang ) 대한원격탐사학회 2021 大韓遠隔探査學會誌 Vol.37 No.6

본 연구는 부산지역의 봄철과 여름철 대기 중 미세먼지(particulate matter, PM) 농도 및 빗물 수질을 정량화하고 다변량 통계분석을 이용하여 계절(봄, 여름) 특성에 따른 대기 중 PM 농도가 빗물 수질에 미치는 영향을 평가하였다. 연구기간(2020년 3월-8월)동안 기상청 AWS (automatic weather system)에서 측정된 대기 중 PM 농도와 총 68번의 강우 특성 자료를 이용하였으며, 총 68번의 강우 이벤트 중 13회 강우를 대상으로 부산 부경대학교 캠퍼스에 집수장치를 설치하여 총 216개의 빗물 샘플을 수집하였다. 빗물의 pH와 전기전도도(electrical conductivity, EC)는 실시간 측정되었으며, 빗물 내 양이온(Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, and NH⁴⁺) 및 음이온(Cl^-, NO^3-, and SO₄^2-) 농도를 분석하였다. 또한, 자체 제작한 미세먼지 센서를 이용하여 강우 전후로 대기 중 PM₁₀ 농도를 측정하였으며, 측정된 데이터를 바탕으로 주성분 분석(principal component analysis, PCA)과 피어슨 상관분석(Person correlation analysis)을 실시하여 대기 중 PM₁₀ 농도와 빗물 수질 간 상관관계를 규명하였다. 연구결과, 부산지역의 일평균 대기 중 PM 농도 및 강우 특성은 계절적 차이가 존재하였으며, 대기 중 PM₁₀ 농도와 빗물 수질간 상관성 또한 상이하게 나타났다. 봄철의 경우, 일평균 대기 중 PM₁₀ (34.11 μg/㎥) 및 PM_2.5 (19.23 μg/㎥)의 평균 농도는 상대적으로 높게 나타났고 일평균 누적 강우량 및 강우 강도는 상대적으로 낮게 나타났다. 또한, 대기 중 PM₁₀ 농도는 빗물 수질과 유의미한 상관관계를 보였으며 대기 중 PM₁₀ 농도는 pH (r = -0.84)는 감소시키고 EC (r = 0.95) 및 수용성 음이온(r = 0.99) 농도는 증가시키는 요인으로 작용하였다. 여름철의 경우에는 일평균 PM₁₀ (27.79 μg/㎥) 및 PM_2.5 (17.41 μg/㎥)의 평균 농도가 상대적으로 낮은 농도 분포를 보였으며, 최대 일평균 강우 강도는 81.6 mm/h로 오랜 시간 많은 양의 비를 기록하였다. 상대적으로 낮은 대기 중 PM 농도와 높은 강우 강도로 인해 대기 중 PM₁₀ 농도가 빗물 수질에 미치는 영향을 확인할 수 없었다. This study investigated seasonal characteristics of the particulate matter (PM) in the atmosphere and rainwater quality in Busan, South Korea, and evaluated the seasonal effect of PM₁₀ concentration in the atmosphere on the rainwater quality using multivariate statistical analysis. The concentration of PM in the atmosphere and meteorological observations (daily precipitation amount and rainfall intensity) are obtained from automatic weather systems (AWS) by the Korea Meteorological Administration (KMA) from March 2020 to August 2020. Rainwater samples (n = 216, 13 rain events) were continuously collected from the beginning of the precipitation using the rainwater collecting device at Pukyong National University. The samples were analyzed for pH, EC (electrical conductivity), water-soluble cations (Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, and NH⁴⁺), and anions (Cl^-, NO^3-, and SO^42-). The concentration of PM₁₀ in the atmosphere was steadily measured before and after the precipitation with a custom-built PM sensor node. The measured data were analyzed using principal component analysis (PCA) and Pearson correlation analysis to identify relationships between the concentration of PM₁₀ in the atmosphere and rainwater quality. In spring, the daily average concentration of PM₁₀ (34.11 μg/㎥) and PM_2.5 (19.23 μg/㎥) in the atmosphere were relatively high, while the value of daily precipitation amount and rainfall intensity were relatively low. In addition, the concentration of PM₁₀ in the atmosphere showed a significant positive correlation with the concentration of water-soluble ions (r = 0.99) and EC (r = 0.95) and a negative correlation with the pH (r = -0.84) of rainwater samples. In summer, the daily average concentration of PM₁₀ (27.79 μg/㎥) and PM_2.5 (17.41 μg/㎥) in the atmosphere were relatively low, and the maximum rainfall intensity was 81.6 mm/h, recording a large amount of rain for a long time. The results indicated that there was no statistically significant correlation between the concentration of PM₁₀ in the atmosphere and rainwater quality in summer.

노출지수를 이용한 요추 X선 촬영의 조사야 유효성 평가

박혜민(Park Hyemin),윤용수(Yoon Yongsu),김정수(Kim Jungsu),정회원(Jeong Hoiwoun) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2021 방사선기술과학 Vol.44 No.3

The field size of the lumbar spine X-ray examination, which belongs to the most frequent examination in general radiography, is 5 times wider than the width of the lumbar spine. Exposure index (EI) as per International Electrotechnical Commission has a proportional relationship with the dose incident on the image receptor for clinical protocols in addition to RQA5, which is a calibration beam quality. In this study, the effectiveness of the set field size was evaluated through the change of EI according to the size of field during lumbar spine X-ray examinations. Lumbar anterior- posterior and lateral examinations was performed using a whole-body phantom, and the national average exposure conditions of Korea investigated in 2017 were introduced for the X-ray exposure. As a result of comparing the EI displayed on the console of digital radiography system for the three field size in ① 18 × 36 cm2 ② 25 × 36 cm2 ③ 36 × 36 cm2, the EI values showed a tendency to increase as the field size increased. Since the patient dose, such as organ dose around the lumbar spine, increases as the field size becomes larger, thus, if the EI obtained from the field size at a level that does not interfere with diagnosis is set as a reference, the effectiveness of the field size can be evaluated through the EI displayed on the console when the lumbar spine X-ray examination is conducted.

강우 강도에 따른 대기 중 미세먼지 저감효과와 강우수질 특성 연구

박혜민 ( Hyemin Park ),변명화 ( Myounghwa Byun ),김태용 ( Taeyong Kim ),김재진 ( Jae-jin Kim ),류종식 ( Jong-sik Ryu ),양민준 ( Minjune Yang ),최원식 ( Wonsik Choi ) 대한원격탐사학회 2020 大韓遠隔探査學會誌 Vol.36 No.6

본 연구는 강우 강도에 따른 대기 중 미세먼지(particulate matter, PM) 저감효과와 미세먼지를 구성하는 주요 수용성 이온에 의한 빗물 수질(pH, 전기전도도(electrical conductivity, EC), 수용성 이온 농도) 변화를 평가하였다. 2020년 3월부터 7월까지 총 6번의 강우를 대상으로 부산 부경대학교 캠퍼스에 집수장치를 설치하여 pH와 EC를 실시간 측정하였으며, 강우의 양이온(Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, NH₄⁺) 및 음이온(Cl^-, NO₃^-, SO₄^2-)의 농도는 이온크로마토그래피(ion chromatography, IC)를 이용하여 분석하였다. PM10 농도는 강우 전후로 자체제작한 미세먼지 센서를 이용하여 실시간으로 측정하였다. 총 282개의 빗물 샘플의 수질을 분석한 결과, 초기 강우의 pH는 평균 4.3으로 산성도가 높았으며, EC는 평균 81.9 μS/cm으로 평균 NO₃^- (5.4 mg/L), Ca²⁺ (4.2 mg/L), Cl^-(4.1 mg/L)의 농도가 높게 검출되었다. 그리고 강우가 지속됨에 따라 pH는 증가하는 경향을 보였으며 EC는 상대적으로 감소하는 경향을 보였다. 강우 강도가 7.5 mm/h 이상(heavy rain)일 때 대기 중 평균 60% 이상의 PM10농도 저감효율을 보였으며, 강우 강도 5 mm/h 이하(light rain)일 때 평균 40% 이하의 저감효율이 나타났다. 빗물 수질 분석 결과, 강우 강도가 증가할수록 초기 강우의 산성도와 EC가 증가하는 경향을 보였으며 초기 강우내 이온 농도 또한 높은 농도로 검출되었다. 이는 대기 중 PM10이 초기의 강도 높은 강우에 따른 저감효과에 상당한 영향을 받는 것으로 판단된다. This study examines the washing effect of precipitation on particulate matter (PM) and the rainwater quality (pH, electrical conductivity (EC), water-soluble ions concentration). Of six rain events in total, rainwater samples were continuously collected every 50 mL from the beginning of the precipitation using rainwater collecting devices at Pukyong National University, Busan, South Korea, from March 2020 to July 2020. The collected rainwater samples were analyzed for pH, EC, and watersoluble ions (cations: Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, NH₄ ⁺, and anions: Cl^-, NO₃ ^-, SO₄ ^2-). The concentrations of particulate matter were continuously measured during precipitation events with a custom-built PM sensor node. For initial rainwater samples, the average pH and EC were approximately 4.3 and 81.9 μS/cm, and the major ionic components consisted of NO₃ ^- (5.4 mg/L), Ca²⁺ (4.2 mg/L), Cl^- (4.1 mg/L). In all rainfall events, rainwater pH gradually increased with rainfall duration, whereas EC gradually decreased due to the washing effect. When the rainfall intensities were relatively weak (<5 mm/h), PM10 reduction efficiencies were less than 40%. When the rainfall intensities were enhanced to more than 7.5 mm/h, the reduction efficiencies reached more than 60%. For heavy rainfall events, the acidity and EC, as well as ions concentrations of initial rainwater samples, were higher than those in later samples. This appears to be related to the washing effect of precipitation on PM₁₀ in the atmosphere.

기상인자에 따른 대기 중 미세먼지 감소 및 빗물 특성 연구

박혜민 ( Hyemin Park ),김태용 ( Taeyong Kim ),양민준 ( Minjune Yang ) 대한원격탐사학회 2020 大韓遠隔探査學會誌 Vol.36 No.6

본 연구는 다변량 통계분석을 이용하여 다양한 기상인자가 대기 중 미세먼지(pariculate matter 10, PM₁₀) 농도에 미치는 영향을 분석하였으며, 대기 중 PM₁₀ 농도에 따른 빗물 수질 변화를 평가하였다. 총 11회의 강우 이벤트를 대상으로 강우 전후의 대기 중 PM₁₀ 농도를 실시간 측정하였으며, 총 183개 빗물 샘플을 수집하여 pH와 EC (electrical conductivity)를 실시간 측정하고 양이온(Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, NH₄⁺) 및 음이온(Cl^-, NO₃^-, SO₄^2-)농도를 분석하였다. 측정된 데이터를 바탕으로 대기 중 PM₁₀ 농도, 기상인자, 빗물 수질 간 상관관계를 규명하기 위해 주성분 분석(principal component analysis, PCA)과 피어슨 상관분석(Pearson correlation analysis)을 실시 하였다. 강우 유형 1(강우 강도: > 5 mm/h)의 경우, 누적 강우량에 따른 대기 중 PM₁₀ 농도는 유의한 음의 상관관계(r = -0.55, p < 0.05)를 보였으며 대기 중 PM10 농도는 빗물 내 수용성 이온(r = 0.25) 농도와 EC (r = 0.4)를 증가시키는 요인으로 작용하며, 빗물의 pH는 감소시키는 것으로 나타났다(r = -0.7). 반면, 강우 유형 2(강우강도: <5 mm/h)의 경우, 누적강우량과 대기 중 PM₁₀ 농도는 음의 상관관계를 보이지 않았으며, 대기 중 PM₁₀ 농도와 빗물 수질 간 통계적으로 유의한 상관관계가 나타나지 않았다. This study analyzed the effect of meteorological factors on the concentration of PM₁₀ (particulate matter 10) in the atmosphere and the variation of rainwater quality using multivariate statistical analysis. The concentration of PM₁₀ in the atmosphere was continuously measured during eleven precipitation events with a custom-built PM sensor node. A total of 183 rainwater samples were analyzed for pH, EC (electrical conductivity), and water-soluble cations (Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, NH₄ ⁺) and anions (Cl^-, NO₃ ^-, SO₄^2-). The data has been analyzed using two multivariate statistical techniques (principal component analysis, PCA, and Pearson correlation analysis) to identify relationships among PM₁₀ concentrations in the atmosphere, meteorological factors, and rainwater quality factors. When the rainfall intensity was relatively strong (> 5 mm/h, rainfall type 1), the PM₁₀ concentration in the atmosphere showed a negative correlation (r = -0.55, p < 0.05) with cumulative rainfall. The PM₁₀ concentration increased the concentration of water-soluble ions (r = 0.25) and EC (r = 0.4), and decreased the pH (r = -0.7) of rainwater samples. However, for rainfall type 2 (< 5 mm/h), there was no negative correlation between the PM₁₀ concentration in the atmosphere and cumulative rainfall and no statistically significant correlation between the PM₁₀ concentration in the atmosphere and rainwater quality.

바이오매스 순산소 연소 연계 Power-to-Gas 시스템의 경제성 분석

박혜민(Hyemin Park),박성호(Sungho Park),류주열(Juyeol Ryu),손근(Geun Sohn) 한국열환경공학회 2020 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2020 No.추계

용산공원 조성지구 지정이 인접지역 아파트 가격에 미치는 영향분석

박혜민 ( Park Hyemin ),노승한 ( Ro Seunghan ) 한국부동산분석학회 2022 부동산분석학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1

용산공원 조성지구는 2007년 용산공원 조성 특별법이 제정된 이래로 유례없는 장기 개발 답보상태였고 앞으로도 가야 할 길이 멀다. 긴 세월 동안 시장 대세하락기와 상승기를 모두 거쳐온 해당 지역 주변의 아파트를 대상으로 공원조성지구 인접특성이 아파트 가격에 미치는 영향을 시장 대세 하락기와 상승기로 구분하여 연구해보았다. 본 연구는 이중차분모형과 다중회귀분석모형을 활용하여, 용산구 안에서 용산공원 조성지구 인접지역과 비인접 지역의 아파트 집단을 선정하고, 시장 상황별 시간 간격을 설정하여 실거래 표본을 추출한 뒤 해당 특성이 실거래 가격에 어떤 영향력을 가지는지 확인하는 방식으로 진행하였다. 본 연구의 분석결과를 통하여 표t악한 시사점은 첫째, 부동산 시장 대세 상승기의 경우 용산공원 조성지구 인접아파트라는 요인은 실거래 가격에 양의 방향 영향력을 갖고 있다. 둘째, 부동산 시장 대세 하락기의 경우에도 용산공원 조성지구 인접아파트는 비인접 지역 아파트 대비 상대적으로 우수한 가격 하방 경직성을 가지고 있다. 정부는 시민의 복리증진을 위한 국가공원 개발정책 시행 시 보다 체계적인 정책추진으로 국민의 신뢰를 획득하는 것이 필요할 것이며, 향후 국가주도 개발 국영공원이라는 특수성을 가진 본 대상지역에 대한 추가적 연구가 필요할 것으로 생각된다.

컨조인트 분석을 이용한 지식정보 데이터베이스 서비스 품질에 대한 고객 선호도 조사

박혜민(Hyemin Park),박희준(Heejun Park),백민호(Minho Baek),박종우(Jongwoo Park) 한국IT서비스학회 2008 한국IT서비스학회지 Vol.7 No.2

  This research is to study the core factors for knowledge information database service and very important database service quality factors to improve customer satisfaction. The database service quality has been critical issue rather than just information service in these days, because the qualitative aspect is becoming more important factors rather than quantitative aspect. As database service quality has been influenced by satisfaction of database user, it needs to try to get excellent results by enhancing ability to obtain information. In order to satisfy this condition, it needs to measure database service quality more accurately first. In this study, we apply conjoint analysis to measure how much to give quality condition to achieve customer satisfaction.

수도권 수소 공급 계획 수립을 위한 사전 경제성 분석

박혜민(HYEMIN PARK),김수현(SUHYUN KIM),김병인(BYUNGIN KIM),이승훈(SEUNGHUN LEE),이혜진(HYEJIN LEE),유영돈(YOUNGDON YOO) 한국수소및신에너지학회 2022 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.33 No.3