Earticle

본 연구에서는 지하 매립관 및 상하수도 누수에 기인한 공동 등에 대한 탐사를 GPR(Ground Penetrating Radar)을 사용하여 평가하였다. 평가는 대형 토조를 만들어 콘크리트 흄관 및 PE관을 매립하고, 매립관 주변에 공동을 만들고 매립한 후 진행하였다. 평가 결과, 매립관의 탐사는 용이하였으며, 아스팔트 포장 및 무근 콘크리트 포장의 경우, 공동의 탐사가 용이한 것으로 평가되었다. 또한 매립관과 유사한 깊이 및 근접하게 공동이 매설된 경우 매립관 신호에 공동 신호가 묻혀 탐사가 어려운 것으로 평가되었다. 매립관 보다 위에 묻힌 공동은 탐사가 용이한 것으로 평가되었다.

In this study, the detection of underground pipes and cavities due to underground water and sewage pipes leaking were evaluated by using a GPR (Ground Penetrating Radar). After that the burying concrete hume pipe, PE pipe, and cavity in test tank, GPR evaluation process was carried. According to the exploration results, the detection of underground pipes were easy, and the case of plain concrete pavement and asphalt pavement, cavities detection were easy. And the detection of cavities which were buried similar depth or horizontally close to the underground pipes, were evaluated as difficult caused by strong signal of the underground pipes. Also the detection of cavities which were buried above the underground pipes were estimated easy.

연구목적: 공동 성장과정 모니터링은 일반 및 관찰등급을 대상으로 공동의 규모 및 토피의 변화를 주기 적으로 관찰하여 공동의 크기 변화를 관측하는 것으로서, 일반 및 관찰등급 공동을 비파괴적인 방법으 로 평가하여 체계적인 공동관리방안 수립을 위한 것이다. 연구방법: GPR탐사 장비를 활용하여 취득한 노면영상 및 주변현황 영상을 시험 대상 공동조사서에 표기되어 있는 주변 현황과 GPR 탐사 레이더그 램에서 해당위치의 심도별 평면과 종단 및 횡단면을 분석한다. 최초 발견 공동의 노면영상에 나타난 거 리와 주변 표식을 활용하여 정확한 위치를 선정하고, 해당위치의 레이더그램을 호출하여 시험 공동을 분석한다. 연구결과: 일반 및 관찰등급의 공동 30개소에서 모니터링 시험을 실시한 결과, 9개소가 복구 가 완료되었으며, 시험공동 21개소에서 규모의 변화가 나타났고, 13개소에서 규모 및 등급의 변화가 동 시에 발생하였다. 결론: 노면하부 공동은 매설관의 손상, 시공불량, 지하수 유출에 의한 토사유출, 폐기 물, 지반진동 등의 다양한 원인으로 발생되나, 장기적인 모니터링을 통한 시험 결과, 지하수 및 국지성 호우 등의 환경적 외부 요인이 주된 영향임을 판단 할 수 있다.

Purpose: Cavity growth process monitoring is to periodically monitor changes in common size and topography for general and observational grades to predict the rate of common growth. The purpose of this study is to establish a systematic cavity management plan by evaluating the general and observational class community in a non-destructive method. Method: Using GPR exploration equipment, the acquired surface image and the surrounding status image are analyzed in the GPR probe radargram in depth, profile, and cross section of the location. The exact location is selected using the distance and surrounding markings shown on the road surface of the initial detection cavity, and the test cavity is analyzed by calling the radar at the corresponding location. Result: As a result of monitoring tests conducted at a cavity 30 sites of general and observation grade, nine sites have been recovered. Changes in scale were seen in 21 cavity locations, and changes in size and grade occurred in 13 locations. Conclusion: The under road cavity is caused by various causes such as damage to the burial site, poor construction, soil leakage caused by groundwater leakage, waste and ground vibration. Among them, indirect factors could infer the effects of groundwater and localized rainfall.

연구목적: 본 연구에서는 지반공동탐사로 발견된 공동자료를 지하시설물과의 원인별 상관관계로 분석 하고, AI 알고리즘 기반으로 지반침하 예측지도를 검증하여 시민에게 안전한 도로 환경을 제공하고자 한다. 연구방법: 위험도 평가 관련 데이터조사와 빅데이터 수집, AI분석을 위한 데이터 전처리, 그리고 AI 알고리즘을 이용하여 지반침하 위험도 예측지도 검증 등 3가지 단계로 연구를 수행하였다. 연구결과: 작성한 지반침하 위험 예측지도를 분석하여 부산시 부산진구와 사하구에 대해 긴급, 우선, 일반 3단계의 공동관리 위험등급 분포를 확인 할 수 있었다. 또한, 지반침하 위험 등급 예측 값을 도로노선의 구간별로 정리하여 긴급 등급이 포함된 도로가 부산진구는 총 61개구간 중 3개소, 사하구는 총 68개구간 중 7개소 임을 확인하였으며 각 도로노선별 지반침하 위험 예측 순위를 파악하였다. 결론: 도출된 지반침하 위험 예측지도를 바탕으로 효율적으로 탐사구간을 설정하여 우선 조사, 선제 조치함으로써 시민들의 불안을 해소하고 효율적인 도로유지관리 및 보수, 제도의 개선 등의 부수적인 효과를 얻을 수 있다.

Purpose: In this study, the cavity data found through ground cavity exploration was combined with underground facilities to derive a correlation, and the ground subsidence prediction map was verified based on the AI algorithm. Method: The study was conducted in three stages. The stage of data investigation and big data collection related to risk assessment. Data pre-processing steps for AI analysis. And it is the step of verifying the ground subsidence risk prediction map using the AI algorithm. Result: By analyzing the ground subsidence risk prediction map prepared, it was possible to confirm the distribution of risk grades in three stages of emergency, priority, and general for Busanjin-gu and Saha-gu. In addition, by arranging the predicted ground subsidence risk ratings for each section of the road route, it was confirmed that 3 out of 61 sections in Busanjin-gu and 7 out of 68 sections in Sahagu included roads with emergency ratings. Conclusion: Based on the verified ground subsidence risk prediction map, it is possible to provide citizens with a safe road environment by setting the exploration section according to the risk level and conducting investigation.

본 연구는 유압기계에 사용되는 유압 시스템에서 기포를 저감시킴으로써 효율을 증대시키는 장치에 관한 것이 다. 해외 상용품인 기포저감장치의 역설계를 진행하였고, 실험에 용이하게 제품들을 제작하였다. 작동성 실험을 위해 총 3종류의 시스템을 구성하였다. 해외 상용품을 Base Model로 설정하였고, 하강하는 유체의 표면적을 넓히기 위해 회전형 Rotator와 경사형 Rotator를 추가하였으며, 유체를 균등하게 분배해주기 위해 하단부에 슬롯이 파진 환형 균등 분배 파트를 추가 적용하였다. 또한 내부 유동경향을 분석하였으며, 유체의 직선적인 흐름을 균등하게 분배시키는 시스 템을 1차 개선 모델로 선정하였고, 설계 변수를 적용하여 추가 유동해석을 진행하였다. 1차 개선 모델을 바탕으로 경사 형 Rotator의 각도가 45°일 때를 2차 개선 모델로 선정하였다. 이를 기준으로 환형 균등분배 파트의 출구너비를 변수 로 설정한 결과, 환형 파트의 하단부 슬롯 직경이 10mm일 때 기포저감 효율이 가장 높았다. 최종적으로 Base Model 대비 평균 단면 유속이 147% 감소한 시스템을 최종 개선 모델로 도출하였다.

This study relates to a device that increases efficiency by reducing air bubbles in a hydraulic system used in hydraulic machinery. The reverse design and product production of the bubble reduction device, which is a commercial product overseas, was carried out. Overseas commercial products were set as the base model, a rotary rotor and an inclined rotor were added to increase the surface area of the fluid, and an annular equal distribution part with a slot in the lower part was additionally applied to distribute the fluid evenly. In addition, internal flow trends were analyzed and a system that evenly distributes the linear flow of fluid was selected as the first improvement model. Based on the first improvement model, a case where the angle of the inclined rotor is 45° was selected as the second improvement model. Based on this, as a result of setting the exit width of the annular equally distributed part as a variable, the bubble reduction efficiency was highest when the lower slot diameter of the annular part was 10mm. Finally, the system in which the average cross-sectional flow velocity decreased by 147% compared to the Base Model was derived as the final improved model.

Background: We are developing L-band and S-band microwave dielectric absorption systems aiming novel dosimetry using DNAs, such as plasmid DNA and genomic DNA, and microwave technology. Materials and Methods: Each system is composed of a cavity resonator, analog signal generator, circulator, power meter, and oscilloscope. Since the cavity resonator is sensitive to temperature change, we have made great efforts to prevent the fluctuation of temperature. We have developed software for controlling and measurement. Results and Discussion: By using this system, we can measure the resonance frequency, f, and Δ Q (Q is a dimensionless parameter that describes how under-damped an oscillator or resonator is, and characterizes a resonator's bandwidth relative to its center frequency) within about 3 minutes with high accuracy. Conclusion: This system will be expected to be applicable to DNAs evaluations and to novel dosimetric system.

Background: Evaluation of deoxyribonucleic acid (DNA)-strand break is important to elucidate the biological effect of ionizing radiations. The conventional methods for DNA-strand break evaluation have been achieved by Agarose gel electrophoresis and others using an electrical property of DNAs. Such kinds of DNA-strand break evaluation systems can estimate DNAstrand break, according to a molecular weight of DNAs. However, the conventional method needs pre-treatment of the sample and a relatively long period for analysis. They do not have enough sensitivity to detect the strand break products in the low-dose region. Materials and Methods: The sample is water, methanol and plasmid DNA solution. The plasmid DNA pUC118 was multiplied by using Escherichia coli JM109 competent cells. The resonance frequency and Q-value were measured by means of microwave dielectric absorption spectroscopy. When a sample is located at a center of the electric field, resonance curve of the frequency that existed as a standing wave is disturbed. As a result, the perturbation effect to perform a resonance with different frequency is adopted. Results and discussion: The resonance frequency shifted to higher frequency with an increase in a concentration of methanol as the model of the biological material, and the Q-value decreased. The absorption peak in microwave power spectrum of the double-strand break plasmid DNA shifted from the non-damaged plasmid DNA. Moreover, the sharpness of absorption peak changed resulting in change in Q-value. We confirmed that a resonance frequency shifted to higher frequency with an increase in concentration of the plasmid DNA. Conclusion: We developed a new technique for an evaluation of DNA damage. In this paper, we report the evaluation method of DNA damage using microwave dielectric absorption spectroscopy.

본 논문의 목적은 노외 중성자 선량 감시자를 이용하여 원자로 압력용기 중성자 조사취화의 핵심 요인이 되는 고속중성자 (1 ≥MeV) 조사량 평가 방법을 제시하고 적용성을 검증하는 것이다. 다양한 중성자 반응에너지를 갖는 다수의 선량감시자를 원자로 외벽 보온 단열재와 1차 생물학적 차폐체 사이의 공간에 설치하고 한 주기 동안 조사시킨 후 인출하여 생성핵종에 대한 방사선을 측정하여 반응률을 도출하였다. 또한 상업용 코드를 이용한 중성자 수송계산을 통해 감시자 위치에서의 중성자 스펙트럼을 계산하였다. 두 결과로부터 감시자에 대한 반응률을 직접 비교할 수 있었으며 또한 최소자승 조정 절차를 통해 최적의 중성자 스펙트럼도 도출할 수 있었다. 감시자 측정 결과와 해석적으로 계산한 중성자 조사량 사이에는 관련 규정에서 제시한 ±30% 이내의 오차를 보였다.

It is required that the neutron dosimetry be present to monitor the reactor vessel throughout its plant life. The Ex-vessel Neutron Dosimetry Systems which consist of sensor sets, radiometric monitors, gradient chains, and support hardware have been installed for 3-Loop plants after a complete withdrawal of all six in-vessel surveillance capsules. The systems have been installed in the reactor cavity annulus in order to characterize the neutron energy spectrum over the beltline region of the reactor vessel. The installed dosimetry were withdrawn and evaluated after a irradiation during one cycle and then compared to the cycle specific neutron transport calculations. The reaction rates from the measurement and calculation were compared and the results show good agreements each other.

SIW (Substrate Integrated Waveguide) cavity 공진기의 구조는 유전체기판에 다수의 via-hole 을 이용함으로써 나타낼 수 있으며, rectangular waveguide 와 유사한 특성을 갖는다. 그리고 마이크로스트립라인과 SIW cavity 공진기 중앙간의 결합구조를 통하여 대역저지 특성이 나타나도록 하였다. 이러한 특성을 갖는 SIW cavity 공진기를 이용하여 X-band(9.45 GHz) 발진기를 제작하였고, 위상잡음은 100kHz offset에서 -98.1 dBc/Hz 로 측정되었다. SIW cavity 공진기는 높은 QL 값을 갖고, 2차원 구조이기 때문에 저비용에 우수한 위상잡음 특성을 갖는 발진기 설계에 응용할 수 있다.

The substrate integrated waveguide (SIW) structure can be approximated as the rectangular waveguide using common dielectric substrate with via-holes. To realize reflection-type resonator, microstrip line can be used for coupling with the center plane of the cavity. The oscillator is designed to operate at 9.45 GHz using the reflection-type SIW cavity resonator. The phase noise of oscillator shows -98.1dBc/Hz at 100 KHz offset. In experiment, the reflection type SIW cavity resonator improves the loaded quality factor making the low phase noise oscillator possible. Due to the entirely planar structure of this resonator, this technique can also be adequate in oscillator applications for a low cost and low phase noise performance.

Urban subsurface deterioration, including sinkholes, demands accurate and timely detection of underground cavities. Ground penetrating radar (GPR) offers non destructive subsurface imaging, but the large scale manual interpretation of noisy radargrams is impractical, which motivates automated detection with deep learning based object detectors. We apply YOLOv12, an attention enhanced one stage detector, to GPR based cavity detection and benchmark it against YOLOv8 under identical preprocessing and augmentation pipelines. On a public five-class dataset from The Open AI Dataset Project (AI-Hub, S. Korea), YOLOv12 achieves a mean average precision at intersection over union 0.50 of 0.940 and a mean average precision averaged over intersection over union values from 0.50 to 0.95 of 0.651, while sustaining at least 30 frames per second on a single graphics processing unit and outperforming YOLOv8 by up to 2.2 percentage points. These results show that attention based multi scale feature fusion in YOLOv12 substantially improves cavity detection performance, particularly for small and low contrast hyperbolic targets, and supports practical ground penetrating radar based monitoring of urban road infrastructure.

본 연구는 광해방지 기술개발사업의 성과인 “지하공동 3차원 수치화 및 형상화 기술(MIRECO EYE)”의 현황과 산업 응용 그리고 미래 방향성을 논하였다. 이 기술은 지하공동의 3차원 형태를 실측하는 장비 기술 및 총괄 운용 기술이다. 현재 이 기술은 광업분야 뿐만 아니라, 도심지 및 도로 싱크홀 위험 조사, 지하시설 시공과 안전 조사, 해양구조물 안전 조사, 군(안보) 목적 조사까지 다양한분야에 활용되고 있다. 이 기술의 미래 추진 방향성으로서 사용자가 편한 환경 ‘디지털 트랜스포메이션’을 간략하게 소개하였다.

The objectives of this study were to discuss the technical status of “Underground Cavity 3D Digitization and Figuration Technology (MIRECO EYE),” which was developed as a result of mine reclamation technology development, its industrial application, and future directions. This technology includes an equipment and a general operation technique that measures the three-dimensional figuration of underground cavity and space. Currently, this technology is being used not only in the mining industry but also in a variety of industrial fields, for example, in urban and road sinkhole risk surveys, underground construction and safety surveys, and marine structure safety surveys, and for military (security) purposes. As the future direction of this technology, this study briefly introduces a user-friendly environment for digital transformation.