Earticle

Unmanned Aerial Vehicle (UAV)는 군사적 목적으로 주로 이용되었지만 ICT의 발전과 저렴해진 제작비용으로 인해 다양한 민간 서비스에서도 점차 이용되고 있다. UAV는 앞으로 스스로 임무를 수행하는 자율비행을 할 것이라 기대되고 있는데, 복잡한 임무를 수행하기 위해서는 군집 비행이 필수적이다. UAV 군집 비행은 기존 UAV 시스템과 네트워크 및 인프라 구조가 달라 국내외에서 많은 연구가 이루어지고 있지만, 아직 안전한 UAV 군집 비행을 위한 보안위협 및 보안 요구사항에 대한 연구가 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 UAV 자율비행기술을 미 공군 연구소와 미국 육군 공병대를 기반으로 정의하고 UAV 군집비행기술 및 보안위협을 분류하였다. 그리고 각 UAV 군집비행기술의 보안위협에 따른 보안요구사항을 정의하여 비교 분석함으로써 향후 안전한 UAC 자율비행 기술 발전에 기여할 수 있도록 하였다.

Unmanned Aerial Vehicles (UAV) have mostly been used for military purposes but with the progress in ICT and reduced manufacturing costs, they are increasingly used for various private services. UAVs are expected to carry out autonomous flying in the future. In order to carry out complex tasks, swarm flights are essential. Although the swarm flights has been researched a lot due to its different network and infrastructure from the existing UAV system, There are still not enough study on security threats and requirements for the secure swarm flights. In this paper, to solve these problems, UAV autonomous flight technology is defined based on US Army Corps of Engineers (USACE) and Air Force Research Laboratory (AFRL), and swarm flights and security threat about it are classified. And then we defined and compared security requirements according to security threats of each swarm flights so as to contribute to the development of secure UAC swarm flights in the future.

A clustering scheme for ad hoc networks is aimed at managing a number of mobile devices by utilizing hierarchical structure of the networks. In order to construct and maintain an effective hierarchical structure in ad hoc networks where mobile devices may move at high mobility, the following requirements must be satisfied. The role of each mobile device for the hierarchical structure is adaptive to dynamic change of the topology of the ad hoc networks. The role of each mobile device should thus change autonomously based on the local information. The overhead for management of the hierarchical structure is small. The number of mobile devices in each cluster should thus be almost equivalent. This paper proposes an adaptive multihop clustering scheme for highly mobile ad hoc networks. The results obtained by extensive simulation experiments show that the proposed scheme does not depend on mobility and node degree of mobile devices in the ad hoc network, which satisfy the above requirements.

This study presents model-free reinforcement learn ing methods for economic and ecological adaptive cruise control (Eco-ACC) of connected and autonomous electric vehicles. For model-free optimal control of Eco-ACC, we applied two reinforcement learning methods, Deep Q-Network (DQN) and Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG), in which deep neural networks of actors and critics were trained using IPG CarMaker simulations. For performance demonstrations, the HWFET, US06, and WLTP Class 3b driving cycles were used to simulate the front vehicle, and the energy consumptions of the host vehicle and front vehicle were compared. In high-fidelity IPG CarMaker simulations, the proposed reinforcement learning- based Eco-ACC methods demonstrated approximately 3–5% and 10–14% efficiency improvements in highway and city-highway driving scenarios, respectively, when compared with the front vehicle. A video of the CarMaker simulation is available at https://youtu.be/DIXzJxMVig8.

DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)알고리즘은 인공신경망과 강화학습을 사용하여 학습하는 알고리즘이다. 최근많은 연구가 이루어지고 있는 강화학습과 관련된 연구 중에서도 DDPG 알고리즘은 오프폴리시로 학습하기 때문에 잘못된 행동이 누적되어 학습에 영향을 미치는 경우를 방지하는 장점이 있다. 본 연구에서는 DDPG 알고리즘을 응용하여 자전거를 자율주행 하도록 제어하는 실험을 진행하였다. 다양한 환경을 설정하여 시뮬레이션을 진행하였고 실험을 통해서 사용된 방법이시뮬레이션 상에서 안정적으로 동작함을 보였다.

The Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) algorithm is an algorithm that learns by using artificial neural network s and reinforcement learning. Among the studies related to reinforcement learning, which has been recently studied, the D DPG algorithm has an advantage of preventing the cases where the wrong actions are accumulated and affecting the learn ing because it is learned by the off-policy. In this study, we experimented to control the bicycle autonomously by applyin g the DDPG algorithm. Simulation was carried out by setting various environments and it was shown that the method us ed in the experiment works stably on the simulation.

본 연구는 2012년부터 도입된 지방자치단체의 자율적 내부통제시스템인 청백-e 시스템의 성과와 문제점을 파악 진단함으로써 중장기적 관점에서 청백-e 시스템의 발전방향을 모색하고자 한다. 특히 4차 산업혁명, 인공지능 및 빅데이터 기술이 확대되고 있는 상황에서 차세대 예방 감사체계의 구현 가능성을 타진하기 위한 것이다. 청백-e 시스템은 지방자치단체의 IT를 활용한 상시 모니터링을 통해서 비리예방, 행정오류, 세원수입 발굴 등의 성과를 발휘한 것으로 평가되고 있다. 그러나 현재 운영 중인 시나리오 중에 제외율이 높은 시나리오로 인해 행정 비효율을 발생시킬 수 있으므로 추가 데이터 연계 확대를 통해서 제외율을 낮추기 위한 지속적인 활동이 필요하다. 이를 위해서는 추가 데이터 연계를 확대할 수 있는 법적권한 확보를 추진할 필요가 있다. 또한 청백-e 시스템은 즉시 점검하는 모니터링 통제라는 한계점을 내재하고 있으므로 사전 예방적인 내부통제가 되기 위해서는 각 업무시스템에 자동통제가 내재화된 통제(Embedded Controls)로 재설계되어 비리나 행정오류가 원천적으로 차단되어야 할 것이다. 중장기적으로 각 업무시스템의 차세대 시스템 구현 시 업무 요건 및 설계 단계에서 내부통제 관점을 반영하여 설계하고 구현하는 것이 바람직하다. 이를 구현하기 위한 추진 과제로서 차세대 업무시스템에 공통 적용할 청백-e 시스템과 사전예방적인 내재화된 통제('통합내부통제‘)의 공통 프레임워크 개발이 필요하다. 청백-e 결과를 활용하고 업무에 대한 모니터링 기능을 넘어서서 발생 가능한 부정행위의 예방 및 적발 효율성을 높이기 위해서는 업무당사자가 아닌 제 3자의 감사를 지원할 지능형 감사시스템의 도입을 검토할 필요가 있으나 현재 감사원에서 추진 중인 감사분석시스템과 중복되지 않는 분야를 선택해서 추진할 필요가 있다.

This study seeks to find out the development direction of Cheongbaek-e system from the mid-term and long-term perspective by identifying and diagnosing the performance and problems of the Cheongbaek-e system, an autonomous internal control system introduced in 2012. Especially, as the fourth industrial revolution, artificial intelligence and big data technology are expanding, the purpose of this study is to examine the feasibility of the next generation preventive audit system. Cheongbaek-e system has been evaluated as showing the results such as anti-corruption prevention, administrative error, and tax incomes through constant monitoring using local government's IT. However, since it is possible to cause administrative inefficiency due to scenarios with high exclusion rates in the current operating scenario, continuous activities are needed to lower the exclusion rate by expanding additional data linkages. To achieve this, it is necessary to secure legal authority to expand additional data linkage. In addition, since the Cheongbaek-e system has a limitation of monitoring control that is immediately checked, in order to be proactive internal control, automatic control should be redesigned as internal control in each business system so that any malfunction or administrative error should be blocked. It is desirable to design and implement the next generation system of each business system in the mid to long term in view of the internal control perspective at the design stage. As a project, it is necessary to develop a common framework for the Cheongbaek- e system and the pre-emptive embedded control system that will be applied to the next-generation business systems. There is an opportunity to improve the efficiency and effectiveness of auditing by developing the intelligent audit support system required for the auditors of Cheongbaek-e results. Currently, it is necessary to select the fields that do not overlap with the audit analysis system being pursued by the Board of Audit and Inspection.

본 연구는 자율주행차 도입과 일반차량과의 혼재 상황에서 악화될 수 있는 교통 문제를 시 나리오로 구조화하고, 이에 대응하는 관제센터 서비스와 기능을 모니터링, 의사결정 지원, 운 영전략 수행의 타임라인 관점에서 체계화하였다. 시나리오별로 정보 입력–처리–출력 흐름 에 따라 기능을 분해, 조합하여 신규 서비스를 도출하고, 상황별로 적용할 수 있는 서비스 조합 과 개입 강도를 논리적으로 검토할 수 있는 틀을 제시한다. 또한 다양한 차량과 시스템이 연계 되는 환경에서 발생할 수 있는 리스크를 고려해, 개별 기능 성능보다 시나리오 단위의 서비스 구성과 개입 수준에 대한 정의의 중요성을 강조하며, 제안한 프레임워크를 통해 향후 관제센 터 설계와 운영 원칙 수립의 기초를 제시한다.

This study systematically structured traffic problems that could worsen in the context of the introduction of autonomous vehicles and the coexistence of conventional vehicles into scenarios, and systematized control center services and functions corresponding thereto from the perspective of monitoring, decision support, and implementation of traffic management strategies. We present a framework for systematically assessing service combinations and intervention strengths that can be applied in each situation by decomposing and recombining functions according to the information input–processing–output flow for each scenario. We also emphasize the importance of defining the service composition and level of intervention at the scenario level rather than individual functional performance, with explicit consideration of the risks that may arise in an environment in which heterogeneous vehicles and systems are interconnected, and provide a conceptual basis for future control center design and operational principles through the proposed framework.

제헌 이후 예산관계법이 제정되면서 헌법에 근거하지 않는 정부 편의적인 수단들이 대거 도입됨에 따라 국회와 정부 사이의 예산에 관한 권한의 균형이 무너지게 된다. 견제와 균형의 원칙에 입각하여 볼 때 국회의 예산심사권을 지금보다는 확대하는 방안을 강구할 필요가 있다. 그것은 예산집행단계에서 정부의 편의성 제고에 상응하여 국회에 예산심사과정에서 자율적인 조정권을 인정하는 것이다. 구체적 방안으로, 정부가 편의적 예산집행의 수단으로 적극 활용하고 있는 항의 하위단위인 세항과 세세항에 대해서는 국회에 예산심사에서 헌법 제57조에 따른 정부의 동의 없이 항의 금액 범위에서 감액한 예산을 가지고 자율적으로 조정할 수 있는 권한을 인정하자는 것이다. 그것을 위하여 헌법을 개정할 필요는 없고, 헌법 재해석으로 충분하다. 국회의 예산조정과정에서 항의 하위단위에서 새 비목을 설치할 필요가 있을 때도 같은 취지에서 정부의 동의가 필요 없다고 해석하는 것이 적절할 것이다.

The Executive-Legislature balance of budgeting power has been tilted towards the government because of the adoption of a lot of means in budget-related laws which provide convenience to the government in budget execution but not exactly conform to the Constitution. Therefore, based on the principle of checks and balances, the National Assembly needs to explore ways to expand its authority in budget examination. One of the solutions corresponding to the increased convenience in government’s budget execution is to provide the National Assembly with more discretion in budget amendments. More specifically, pursuant to the Article 57 of the Constitution, the National Assembly can be given the authority to make amendments without the consent of the government to the amount of budget cuts on sub-items which the government takes advantage of as a means of budget execution. If it would be the case, there is no need to amend the Constitution besides reinterpretation of the Constitution for it. In the same vein, it would provide a reasonable ground for the National Assembly not to seek the consent of the government when it needs to create sub-items of expenditure in the budget amendment process.

본 논문은 교통소외지역의 이동권 보장을 위한 자율주행 서비스를 위해 정의된 운행 설계 영역(ODD: Operational Design Domain)을 이탈하는 비정상 주행상황에 대한 대응 제어 시스템 개발에 대한 것이다. 도시 외곽 및 농어촌 지역의 교통 서비스의 지속성 확보를 위해 자율주행 기반 수요응답형 모빌리티 서비스의 원활한 운영을 위해 비정형 도로 환경에서 안정적인 서비스 를 제공하는 기술이 필요하다. 교통소외지역의 불규칙한 주행 환경과 예측 불가능한 상황 발생으 로 인한 ODD 이탈 가능성에 대응해야 한다. 따라서 본 연구에서는 비정상 주행상황을 판단하고, 비정상 주행상황에 따른 최적의 주행 전략을 결정하여 이를 수행하기 위한 제어기를 개발하였다. 개발된 제어기는 실도로 테스트를 통해 그 성능을 검증하였으며, 교통소외지역의 서비스 안정성 향상과 지속 가능한 모빌리티 서비스 제공에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

This paper discusses the development of a control system that responds to abnormal driving situations that involve deviations from the predefined Operational Design Domain (ODD) in autonomous driving services aimed at ensuring mobility access in underserved areas. To maintain the continuity of transportation services in suburban and rural regions, technology capable of providing stable services in unstructured road environments is necessary for the seamless operation of autonomous demand-responsive mobility services. These underserved areas often exhibit irregular driving conditions and unpredictable situations that may lead to ODD departures. Therefore, this study identifies abnormal driving situations and identifies optimal maneuvers for each, developing a control system to implement these maneuvers. The performance of the developed control system was validated through real-road testing, and it is expected to enhance the stability of services in underserved areas, contributing to the provision of sustainable mobility solutions.

자율운항선박은 제4차 산업혁명을 맞이하여 조선해양분야에서 가장 주목을 받고 있는 기술이다. 특히, 자율운항선박 기술은 해상에서의 안전성, 신뢰성, 효율성 및 친환경을 달성할 수 있는 핵심기술로서 간주되고 있다. 자율운항선박의 실현 을 위해서는 선박이 자유적으로 운항할 수 있는 기술 뿐 아니라, 육상에서 원격으로 선박을 제어할 수 있는 기술도 중요하다. 본 논문에서는 육상에서 다양한 선박을 원격에서 관제할 수 있는 육상관제시스템에 대해서 다루고 있다. 본 논문에서는 원 격관제를 위한 개방형 자율운항 시스템 구조로서 육상과 선박간 원격과제 및 원격 모니터링을 수행하기 위한 표준화된 원격 관제 프로토콜과 선박 제어방안을 제안하고 있다. 또한, 본 논문에서는 모의선박을 통한 테스트베드 구축과 원격제어 기능에 대한 테스트를 통해 제안된 시스템의 적합성을 확인하였다.

Autonomous ship has been sportlighted as a core technology for the maritime industry in Industry 4.0 era. Autonomous ship is expeected to improve the safety, reliability, efficiency and environment significantly. For the realization of the autonomous ship, the remote control of the ship is one of the core functionality in addition to the autonomous ship control functionality in a ship. In this paper, we address a autonomous ship control system based on remote control. This paper proposes a remote control autonomous system and standardized ship-to-shore remote control protocol with for open platform. Finally, we implemented the system and tested with a real experiments with the test ship in order to demonstrate the feasibility of the proposed remote control autonomous system.

본 연구의 목적은 교육대학에서 체육 실기 강좌를 수강하는 예비 초등 교사의 라이프스타일을 활력 있고 건강하 게 변화시키기 위한 심리적 요인으로서 자율적 동기과 자기통제의 중요성을 제기하는 데에 있다. 이에 수도권 교육대학에 재학 중이며, 설문 시점에 체육실기 강좌를 수강하는 대학생 135명을 대상으로 체육 실기 강좌 참여 전과 후에 걸쳐 두 차례 설문조사를 실시하였다. 설문지를 통해 실기 강좌 참여에 대한 자율적 동기와 자기통제, 그리고 건강 라이프스타일 신념을 측정하였다. 수집된 자료는 Amos 23.0, SPSS 26.0 프로그램을 활용하여 요 인분석, 신뢰도분석, 기초통계량 분석, 상관분석을 실시하였다. 이후 건강 라이프스타일의 변화를 측정하기 위해 대응표본 t-test를, 체육실기 강좌에 대한 자율적 동기와 개인의 특성적 자기통제가 사후 건강 라이프스타일에 유의한 영향을 미쳤는지 확인하기 위해 위계적 회귀분석을 실시하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 연구참 여자의 건강 라이프스타일 신념은 체육실기 강좌를 수강한 뒤 향상되었으며, 사전과 사후의 수치는 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 둘째, 실기 강좌 수강 전에 측정한 건강 라이프스타일의 영향력을 통제해도 자율적 동 기와 자기통제가 사후 건강 라이프스타일에 유의한 영향력을 행사하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해, 라이프스타일의 변화를 모색하기 위해서는 자율적으로 운동에 참여하려는 동기부여와 함께 스스로 통제할 수 있 는 능력을 배양하는 것이 중요하다는 것을 확인하였다.

The purpose of this study was to highlight the importance of autonomous motivation and self-control as psychological factors for fostering a vibrant and healthy lifestyle among pre-service elementary school teachers taking a physical education classes at a university of education. To this end, 135 university students enrolled in a physical education classes at a university of education in the Seoul or Gyunggi-do were surveyed twice, before and after participating in the class. The questionnaires measured autonomous motivation regarding participation in the class, self-control, and healthy lifestyle beliefs. The collected data were analyzed using factor analysis, reliability analysis, basic statistical analysis, and correlation analysis using Amos 23.0 and SPSS 26.0. To measure changes in healthy lifestyles, paired-samples t-tests were used, and hierarchical regression analysis was conducted to determine whether autonomous motivation and individual trait self-control significantly influenced post-participation healthy lifestyles. The results of the study are as follows. First, participants' healthy lifestyle beliefs improved after taking the physical education classes, with statistically significant differences between pre- and post-class measures. Second, even after controlling for the influence of healthy lifestyle measured before the classes, autonomous motivation and self-control significantly influenced post-class healthy lifestyles. The findings of this study confirmed that it was important to cultivate self-control as well as autonomy to participate in regular exercise in order to change one’s lifestyle.

본 논문은 자율주행 개인화를 위한 역 충돌시간 및 차두시간 융합 기반 인간중심 제어 알고리즘 개발에 관한 것이다. 운전자 및 탑승자의 자율주행에 대한 이질감 최소화를 위해 인간중심적 주행제어 기술이 필요하다. 운전자가 선행차량과 함께 주행하는 조건에서 운전자의 주행특성을 분석하고, 분석된 결과를 종방향 자율주행 제어에 반영하였다. 주행특성으로 가속도, 역 충돌시간, 차두시간 분포가 분석되었고, 운전자의 주행특성이 반영된 제어기 구성을 위해 역 충돌시간 및 차두시 간을 이용한 종방향 제어기를 구성하였다. 본 연구에서 제안된 제어 알고리즘은 Matlab/Simulink 환경에서 구성되었으며 실 주행데이터 기반 성능평가가 수행되었다.

This paper presents a human-centered control algorithm for personalized autonomous driving based on the integration of inverse time-to-collision and time headway. In order to minimize the sense of difference between driver and autonomous driving, the human-centered control technology is required. Driving characteristics in case that vehicle drives with the preceding vehicle have been analyzed and reflected to the longitudinal control algorithm. The driving characteristics such as acceleration, inverse time-to-collision, time headway have been analyzed for longitudinal control. The control algorithm proposed in this study has been constructed on Matlab/Simulink environment and the performance evaluation has been conducted by using actual driving data.

최근 여름 장마철을 맞이하여 국지성 호우로 인해 도심지에서 우수관의 배수 용량을 초과하는 경우가 빈발하여 극심 한 피해를 초래하고 있다. 이를 위해 본 논문에서는 연속적인 수위 계측을 통해 우수관 내 저수조의 수위를 자동으 로 조절하는 시스템을 제안하고 있다. 제안하는 시스템은 별도의 펌프가 설치되어 있지 않은 도심지 우수관 저수조 에 스마트 펌프 시스템을 설치하여 범람을 방지하도록 한다. 제안하는 시스템은 레이저 센서를 기반으로 수위를 계 측하는 모듈과 계측한 수위를 바탕으로 자동으로 펌프를 제어하여 수위를 조절하는 메인 시스템으로 구성된다. 먼저 수위 계측 모듈에서는 높이가 일정하지 않은 수면의 특성상 보다 정확한 수위 계측을 위해 여러 개의 레이저 센서를 사용한다. 수위 계측 결과는 와이파이 통신을 통해 메인 시스템으로 전달하고 실시간 데이터베이스에 저장 관리된 다. 또한, 메인 시스템에서는 실시간 수위 값을 바탕으로 기준 값과의 비교에 의해 배수펌프를 자동으로 제어하여 국지 호우에 따른 저수조 범람을 사전에 방지하도록 한다. 스마트 펌프 시스템의 각종 설정과 동작 상태는 스마트폰 어플리케이션과 웹사이트에서 확인 또는 제어할 수 있다. 또한, 위급 상황에서는 SMS를 통해 알려준다. 일반 펌프 와의 비교 실험 결과 제안 시스템은 일반 펌프 대비 약 14% 이하의 낮은 수위로 유지하도록 조절함으로써 저수조 범람 방지에 더욱 효과가 있음을 확인할 수 있다.

Recent local heavy rains in summer rainy season frequently cause severe damages within city area. Even though there are many storm drains in city area, the capacity of them is easily exceeded because of local heavy rain. This paper proposes a smart pump system which can adjust water level of a tank in storm drain through continuous water level measurements. The proposed system consists of two parts such as a laser sensor based water level measurement module and a main system which controls pump. The water level measurement module uses several laser sensors to measure the water level more accurately due to the non-constant nature of water level. The measured water level is transmitted to the main system through Wi-Fi communications, and stored in a real-time database. In addition, the main system controls the drain pump autonomously by comparing it with the reference value to prevent flooding in advance. Various settings and operation status of the proposed smart system can be checked or controlled from the smartphone application and web site. In case of emergency, SMS notification is provided as well. Experimental results show that the proposed smart pump system can control the water level of tank only 14% or less compared to the conventional pump system.