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Effects of Various Environmental Factors on the Oxidative Stress Response and Apoptosis in Disk Abalone Haliotis discus hannai
No full textRecent industrialization has resulted in a surge in the use of fossil fuels, leading to a continuous increase in atmospheric CO2 concentration. Consequently, marine ecosystems are at risk of being impacted by alterations in water temperature, salinity, and acidification. Exposure to these environmental changes generates reactive oxygen species (ROS) in marine organisms, including powerful oxidizing agents such as superoxide anion radicals (O2−) and hydrogen peroxide (H2O2). Overproduction of ROS in the body results in oxidative stress, leading to a variety of forms of intracellular damage, such as the oxidation of nucleic acids, including DNA, and the promotion of cell death. To counteract the ROS generated in their bodies, organisms employ antioxidant enzymes, such as superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT). During this process, SOD converts O2− to H2O2, while CAT converts H2O2 into harmless water (H2O) and oxygen (O2) molecules. However, even with these antioxidant mechanisms in place, ROS that remain in the body can trigger lipid peroxidation (LPO) and DNA damage, potentially resulting in cell death. In our study, we simulated a complex environmental change scenario by assuming global warming and ocean acidification, both of which are ongoing and projected to persist in the future. Specifically, we exposed abalone Haliotis discus hannai, a marine gastropod, to various environmental stressors, including changes in water temperature, salinity, and pH (salinity + pH, water temperature + pH), and observed their physiological response, including antioxidant activity and cell death, as a means of mitigating oxidative stress.
1. Effect of temperature and pH on oxidative stress and apoptosis in disk abalone
This study analyzed oxidative stress indicators (ROS and MDA), antioxidant enzymes (SOD and CAT), and apoptosis-related genes (caspase-3) in abalone, to investigate the impact of water temperature and pH changes on oxidative stress and apoptosis. Abalone were exposed to a range of water temperatures (15 ℃, 20 ℃, and 25 ℃) and pH levels (7.5 and 8.1) for five days, and in situ hybridization and terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assays were used to visually confirm the effects. Abalone exposed to low/high water temperatures, or a low pH exhibited increased levels of ROS and MDA, with a particularly significant increase observed when low/high water temperatures were combined and a low pH. SOD and CAT expression levels were similarly increased under these complex conditions. The expression of caspase-3, an apoptosis-related gene, was also elevated in the low/high water temperature and low pH conditions, with the highest expression observed when the high temperature was combined with the low pH. Additionally, high levels of apoptosis were detected in abalone exposed to high temperature and low pH conditions. Overall, this study demonstrates that abalone experience an increased expression of antioxidant enzymes and cell death in response to warming temperatures, alone, and in combination with acidification. Specifically, high temperatures promoted cell death by upregulating genes associated with oxidative stress and apoptosis, compared to low pH environments.
2. Effect of salinity and pH on oxidative stress and apoptosis in disk abalone
In In this study, the effects of low salinity and low pH on abalone were investigated by exposing them to a complex environment of 26 PSU and pH 7.5 for 5 days. The degree of oxidative stress, antioxidant enzyme levels (ROS, SOD, and CAT), and osmotic pressure generated in the body of abalone were assessed. Changes in the expression levels of regulation-related genes (Na+/K+-ATPase) and the degree of cell death and DNA damage were also analyzed to determine the effects of salinity and pH changes in abalone. The results showed that the effects of the low salinity and low pH combined to induce significantly higher levels of H2O2 concentration in the hemolymph alongside the expressions of SOD, CAT, and caspase-7 mRNA in the hepatopancreas, compared to the effects of low salinity or low pH alone. As the exposure time elapsed, the degree of DNA damage increased along with caspase-7 mRNA expression. The gill NKA expression and activity, and hemolymph osmolarity were significantly decreased in the low-salinity experimental group. However, there was no significant difference in the NKA expression and activity in the pH 8.1 (control) and low pH experimental groups. These findings suggest that the combined effects of low salinity and low pH can cause uncontrollable levels of ROS-mediated oxidative stress, leading to cell death and DNA damage in abalone.
|최근 산업화로 인한 화석 연료의 사용량 증가와 더불어 대기 중의 CO2 농도가 지속적으로 증가하고 있다. 따라서 해양생태계는 이러한 영향 등으로 인하여 수온 및 염분 변화 그리고 산성화 등의 환경 변화에 직접적으로 노출되어 있는 실정이다. 서식지의 환경 변화에 해양생물이 노출될 경우 체내에서는 superoxide anion radicals (O2−)과 hydrogen peroxide (H2O2)와 같은 강력한 산화력을 지닌 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)이 생성된다. 또한, ROS가 체내에서 과도하게 생성되면 DNA와 같은 핵산을 포함한 각종 세포 내 물질이 산화되거나 세포사멸이 촉진되는 등 다양한 형태로 산화스트레스가 유발된다. 생물체는 superoxide dismutase (SOD)와 catalase (CAT) 등과 같은 항산화효소를 이용하여 체내에서 생성된 ROS를 제거하려는 항산화 메커니즘이 작동되는데, 이 과정에서 SOD는 O2−를 H2O2로 전환시키고 CAT는 H2O2를 무독한 물(H2O)과 산소(O2) 분자로 전환시킨다. 그러나 이러한 항산화 메커니즘의 작동에도 불구하고 체내에서 미처 제거되지 못한 ROS는 지질과산화(lipid peroxidation; LPO) 및 DNA 손상을 유도하여 궁극적으로는 세포사멸로 이어질 수 있다.
따라서 본 연구에서는 현재 진행 중이거나 앞으로도 지속적으로 발생될 것으로 예상되는 지구 온난화 및 해양 산성화 현상을 가정하여 해양생태계에서 실제로 나타날 수 있는 복합 환경 변화 시나리오를 실험구로 설정하여 전복 Haliotis discus hannai을 노출시킨 후 산화스트레스 및 항산화 메커니즘 관련 실험을 진행하였다. 즉, 수온, 염분 및 pH 변화 등의 복합적인 환경(수온+pH, 염분+pH) 하에서 해양 복족류인 전복이 체내에서 발생된 산화스트레스를 제어하기 위한 항산화 반응 그리고 세포사멸을 포함한 다양한 생리학적 반응을 조사하였다.
1. 수온 및 pH가 전복의 산화스트레스와 세포사멸에 미치는 영향
본 연구는 전복을 다양한 수온(15℃, 20℃ 및 25℃) 및 pH(7.5, 8.1)의 복합 환경 조건에 5일간 노출시킨 후 전복 체내에서 발생되는 산화스트레스의 조절 메커니즘을 파악하기 위하여 진행되었다. 산화스트레스 지표로 알려져 있는 ROS와 MDA 그리고 항산화 효소(SOD, CAT) 및 세포사멸 관련 유전자(caspase-3)의 발현 수준을 분석하여 수온 및 pH 변화가 전복의 산화스트레스와 세포사멸에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, 수온 및 pH 변화가 전복에 미치는 영향을 가시적으로 확인하기 위하여 in situ hybridization 및 Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay를 통하여 분석하였다.
그 결과, 저∙고수온 또는 낮은 pH의 단일 조건 변화에 노출시킨 전복에서 ROS와 MDA의 증가가 관찰되었으며, 저∙고수온과 낮은 pH의 복합 실험구에 노출시킨 전복에서 특히 ROS와 MDA의 유의적인 증가가 관찰되었다. SOD 및 CAT의 경우에도 ROS 및 MDA의 변화와 유사하게 저∙고수온 및 낮은 pH의 복합 실험구에서 발현량이 유의적으로 증가하였다. 세포사멸 관련 유전자인 caspase-3는 저∙고수온 또는 낮은 pH의 단일 조건에서 발현량이 증가하였으나, 특히 고수온 및 낮은 pH의 복합 실험구에서 유의적으로 가장 높은 발현량을 보였다. 또한, 고수온 및 낮은 pH의 복합 실험구에서 가장 높은 수준의 세포사멸이 발생되었음을 확인할 수 있었다.
본 연구 결과를 종합해 보면, 온난화 단독 조건(고수온)과 온난화와 산성화를 결합한 복합 환경 조건(고수온+낮은 pH) 모두에서 전복의 체내 항산화 효소의 발현량이 증가하였을 뿐만 아니라 세포사멸 또한 발생하였다. 특히, 고수온 환경은 낮은 pH 환경에 비하여 산화스트레스와 세포사멸 관련 유전자의 활성을 증가시켜 세포사멸을 촉진시킨 것으로 판단된다.
2. 염분 및 pH가 전복의 산화스트레스와 세포사멸에 미치는 영향
본 연구는 전복을 저염분(26 psu) 및 낮은 pH(7.5)의 복합 환경 조건에 5일간 노출시킨 후, 전복의 체내에서 발생되는 산화스트레스의 조절 메커니즘을 파악하기 위하여 진행되었다. ROS의 발생 정도는 H2O2 농도로 분석하였으며, 항산화 효소(SOD, CAT) 그리고 삼투압 조절 관련 유전자(Na+/K+-ATPase, NKA)의 발현량을 분석하여 염분 및 pH 변화가 전복의 산화스트레스 반응 및 삼투압 조절에 미치는 영향을 파악하였다. 또한, 염분 및 pH 변화로 인한 전복의 세포사멸 발생 정도를 확인하기 위하여 세포사멸 관련 유전자인 caspase-7 발현량을 조사하였고, comet assay 분석을 통해 DNA의 손상 정도를 확인하였다.
그 결과, 저염분 또는 낮은 pH의 단일 조건 실험구에 비하여 저염분과 낮은 pH의 복합 실험구에 노출시킨 전복의 혈림프에서는 H2O2 농도가 그리고 간췌장에서는 SOD, CAT 및 caspase-7 mRNA 발현이 유의적으로 높게 나타났다. 모든 실험구에서는 노출 시간이 경과함에 따라 caspase-7 mRNA의 발현과 더불어 DNA의 손상 정도가 증가하였다. 또한, 아가미 NKA의 발현과 활성 그리고 혈림프의 삼투압 농도는 저염분 실험구에서 유의하게 감소하였으나, pH 8.1(대조구)과 낮은 pH 실험구에서는 NKA의 발현과 활성이 유의적인 차이를 보이지 않았다.
본 연구 결과를 종합해 보면, 전복은 저염분 또는 낮은 pH의 단일 환경 조건에 노출되는 경우에 비하여 저염분과 낮은 pH의 복합 환경 조건에서 더 많은 스트레스가 유발되었음이 확인되었다.
최근 지속적으로 발생되고 있는 지구 온난화 및 해양 산성화 현상과 같이 다양하고 복합적인 환경 변화에 노출된 전복 체내에서는 제어할 수 없는 수준의 ROS 매개 산화스트레스가 발생될 수 있다. 따라서 전복은 체내에서 발생된 산화스트레스를 제거하기 위하여 항산화 메커니즘을 작동하지만, 그럼에도 불구하고 제거되지 못한 ROS는 세포사멸 및 DNA의 손상을 유발하여 전복에게 악영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다.
해양 복족류인 전복은 국내∙외에서 주요 양식 대상 종으로 알려져 있음에도 불구하고 전복의 산화스트레스 및 항산화 반응 관련 연구는 많이 진행되어 있지 않다. 따라서 본 연구 결과는 최근 지속적으로 발생하고 있는 지구 온난화 및 해양 산성화의 진행에 따라 현실적으로 나타날 수 있는 해양생태계의 환경 변화가 전복에게 미칠 수 있는 분자내분비학적 측면의 정보를 제공할 수 있다는 점에서 의미가 있을 것으로 기대된다.Chapter 1 General Introduction 1
Chapter 2 Effect of temperature and pH on oxidative stress and apoptosis in disk abalone 4
2.1. Introduction 4
2.2. Materials and methods 7
2.2.1. Experimental organism 7
2.2.2. Experimental design 7
2.2.3. Sampling 11
2.2.4. Analysis of hemolymph parameter 11
2.2.5. Total RNA extraction and complementary DNA synthesis 11
2.2.6. Real-time quantitative polymerase chain reaction 12
2.2.7. In situ hybridization detection of SOD mRNA 15
2.2.8. Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay 16
2.2.9. Statistical analysis 17
2.3. Results 20
2.3.1. Survival of abalones 20
2.3.2. Changes in H2O2 and MDA levels in hemolymph 20
2.3.3. mRNA expression of antioxidant enzymes 23
2.3.4. Expression of SOD mRNA in the hepatopancreas 25
2.3.5. mRNA expression of caspase-3 27
2.3.6. Apoptosis level in the hepatopancreas 29
2.4. Discussion 31
Chapter 3 Effect of salinity and pH on oxidative stress and apoptosis in disk abalone 35
3.1. Introduction 35
3.2. Materials and methods 38
3.2.1. Experimental organism and tank system 38
3.2.2. Experimental design 38
3.2.3. Survival and sampling 42
3.2.4. Analysis of hemolymph parameter 42
3.2.5. Total RNA extraction and complementary DNA synthesis 42
3.2.6. Expressions of antioxidative stress and apoptosis gene mRNA 43
3.2.7. In situ hybridization detection of NKA mRNA 45
3.2.8. Detection of NKA activity in gill 46
3.2.9. Detection of DNA damage in hepatopancreas by comet assay 46
3.2.10. Statistical analysis 47
3.3. Results 48
3.3.1. Survival rate 48
3.3.2. Changes in NKA of mRNA and protein expression in gill 50
3.3.3. Changes in osmolarity in hemolymph 53
3.3.4. Change in antioxidant response 55
3.3.5. Expression of caspase-7 mRNA in hepatopancreas 58
3.3.6. Analysis of DNA damage in hepatopancreas 60
3.4. Discussion 62
Chapter 4 General Discussion 66Maste
A Study of the Effectiveness of Wave-overtopping Reduction and Acting Wave Force on recurved wave return walls
No full textRecently, the average annual sea level is rising due to global warming, and the average temperature is also increasing every year, so the intensity of typhoons is increasing. Due to such an abnormal climate, wave-overtopping has occurred in which incident waves exceed existing structures. Wave-overtopping is causing enormous damage not only to coastal and port structures but also to coastal areas where residential and commercial areas have recently been expanding. Several studies have been conducted on such measures to prevent wave-overtopping and a method of installing additional wave-reducing effect structues such as parapets on the top of the structures is widely used. Landscape-friendly half-wave structures have been frequently adopted in recent years due to the lac of top elevation improvement, but quantitative evaluation of the wave-reducing effect has not been performed in the case of deformed structures with curvature on the front of these structures. Based on this background, through a hydraulic model experiments the effect of reducing breaking waves on recurved wave return walls with the same top elevation as the existing structure was analyzed, and the hydraulic characteristics of the structure were considered. In addition, through numerical simulation and comparative analysis, the applicability of the numerical model to the calculation of the overflow amount is verified, and the wave pressure acting on the front of the structure was compared and analyzed together with the wave pressure distribution of the Goda formula and the impulsive wave pressure distribution of the Takahashi formula.
The hydraulic model experiment was conducted in a two-dimensional wave channel, and the experiment was conducted by irregular waves using a modified BM spectrum. In the experimental model, a total of five cross-sections were applied depending on the presence or absence of an armored block of seawalls, the protrusion length of the upper part of the structure, and the height of the structure, and two vertical walls and three curved wave return walls were applied. From the results of the repair experiment, it was confirmed that the average wave-overtopping discharge was reduced in the order of the cross-section of Structure 1-5, and when the cycle was short, the average monthly wave-overtopping discharge wave reduced by 92.4%. In order to analyze the repair characteristics of the structure, the reflection coefficient according to the wave-overtopping discharge for each cross-section was measured. In the case of Structure 1, 3, 4, the reflection coefficient of Structures 3, 4, which are wave return walls, increased more sensitively due to the reduction of the wave, and in the case of Structure 2 ,5, which are covered with armored blocks in the front of the structure, the reflection coefficient fluctuated very small.
Numerical experiments were conducted by constructing a two-dimensional numerical wave tank from REEF3D, and open-source CFD model, and irregular waves were modulated using sleep fluctuation data derived from the passing wave verification of the hyraulic model experiment to reproduce the results of the hydraulic model experiment. The measurement of the average monthly wave volume was considered in response to the results of the hydraulic model experiment. The average wave-overtopping discharge measurement results derived from the numerical experiment showed excellent reduction effect in the order of Structure 1-5 cross-sections. In the case of impulsive wave, the vertical walls showed similar shape to Takahashi’s impulsive wave pressure distribution, but in the case of wave return walls does not match Goda’s wave pressure distribution. In addition, unlike vertical walls, in the case of wave return walls, the maximum wave pressure of up to 115% was applied at a height incresed by about 17-35% of the depth from the depth of the water.|최근 지구온난화로 인하여 연평균 해수면이 상승하고 있고 평균기온 또한 매년 상승하고 있어, 태풍의 강도가 증가하고 있다. 이러한 이상기후로 인하여 입사파랑이 기존에 설치되어있던 해안·항만 구조물을 넘어서는 월파가 발생하고 있다. 월파는 해안·항만 구조물 뿐만 아니라 최근들어 주거지와 상업지가 확대되고 있는 연안지역에도 막대한 피해를 입히고 있는 실정이다. 이와같은 월파를 방지하는 대책에 대하여 여러 연구가 수행되었고 구조물 천단에 파라펫과 같은 월파방지구조물을 추가적으로 설치하는 방법을 널리 사용하고 있다. 마루높이를 높이지 않아 경관 친화적인 반파형 구조물은 최근들어 자주 채택되고 있지만 이러한 구조물 전면에 곡률을 가지는 이형구조물의 경우 월파저감효과에 대한 정량적인 평가는 구체적으로 수행되어 있지 않다. 이러한 배경에 기초하여 수리모형실험을 통해 기존의 구조물과 마루높이가 동일한 반파형 구조물에 대한 월파저감효과를 분석하고, 구조물이 가지는 수리특성을 고찰하였다. 또한, 수치모의를 수행하여 수리모형실험의 결과와 비교·분석을 통해 월파량 산정에 대한 수치모델의 적용성을 검증하고, 구조물 전면에서 작용하는 수평 파압에 대하여 Goda식의 파압분포와 Takahashi식의 충격쇄파압분포와 함께 비교·분석하였다.
수리모형실험은 2차원 단면조파수조에서 수행되었으며, Modified B-M 스펙트럼을 사용한 불규칙파를 조파하여 실험을 수행하였다. 실험 모형은 소파블록의 유무, 구조물 상부 돌출길이, 제체 높이 등에 따라 총 5가지 단면을 적용하였으며, 직립식 구조물 2가지와 반파형 구조물 3가지를 적용하였다. 수리실험의 결과로부터 Structure 1-5 단면 순서로 평균월파량이 저감되는 것을 확인할 수 있었으며, 주기가 짧은 경우에 최대 92.4%의 월파량이 저감되는 효과를 보였다. 구조물이 가지는 수리특성을 분석하기 위하여 각 단면별 월파량에 따른 반사계수를 측정하였다. Structure 1, 3, 4 단면의 경우 평균월파량이 저감됨에 따라 반사계수가 증가하는 모습을 보였으며 직립식 구조물보다 반파형 구조물인 Structure 3, 4 단면의 반사계수가 월파량 저감에 따라 더욱 민감하게 증가하였고, 구조물 전면에 소파블록이 피복된 Structure 2, 5 단면의 경우 반사계수의 변동이 매우 작게 나타났다.
수치실험은 오픈소스 CFD 모델인 REEF3D로부터 2차원 수치파동수조를 구성하여 수행되었고, 수리모형실험의 결과를 재현하기 위하여 수리모형실험의 통과파 검증으로 도출된 수면변동 데이터를 사용하여 불규칙파를 조파하였다. 평균월파량 측정은 수리모형실험의 결과와 대응시켜 고찰하였다. 수치실험으로부터 도출된 평균월파량 측정 결과는 수리모형실험과 동일하게 Structure 1-5 단면 순서로 저감효과가 뛰어났으며, 구조물 전면에 작용하는 수평 파압에 대하여 고찰한 결과 충격쇄파압이 발생할 경우 직립식 구조물에는 Takahashi가 제안한 충격쇄파압 분포와 유사한 형태를 나타내고 있지만, 반파형 구조물의 경우 Goda의 파압분포 뿐만 아니라 Takahashi의 충격쇄파압분포와도 일치하지 않는 결과를 보였다. 또한, 직립식 구조물과는 다르게 반파형 구조물의 경우 수심으로부터 수심의 약 17~36% 증가한 높이에서 Takahashi의 최대수평파압 크기보다 최대115% 증가한 파압이 작용하는 분포를 나타냈다.제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구의 구성 6
Reference 7
제 2 장 수리모형실험 9
2.1 실험 개요 9
2.2 실험시설 및 장치 9
2.3 실험 모형 12
2.4 실험 조건 14
2.5 수리모형실험 결과 20
2.5.1 평균월파량 결과 분석 20
2.5.2 입사파랑에 대한 단면별 월파특성 23
2.5.3 월파량 변화율에 따른 반사계수의 특성 28
Reference 31
제 3 장 수치실험 32
3.1 수치모델 검증 32
3.2 실험 모형 35
3.2.1 불규칙파의 조파검증 35
3.2.2 수치파동수조의 구성 44
3.3 수치실험 결과 48
3.3.1 평균월파량 결과 분석 48
3.3.2 수치실험의 재현성 50
Reference 55
제 4 장 구조물에 작용하는 파압 57
4.1 기존의 설계공식 57
4.1.1 Goda의 파압공식 57
4.1.2 충격쇄파압공식 59
4.2 구조물 전면에 작용하는 파압 60
Reference 77
제 5 장 결과 및 분석 78
Reference 84Maste
- 항만시설보안료 징수대상을 중심으로 -
No full text항만은 대내외적인 잠재적 위협으로부터 보호해야 할 주요시설로 국가 경제와 국민의 생명을 안정적으로 보호하는 안보 측면의 국경에 위치한 국가중요시설이다. 또한, 테러 등의 위협으로 인한 항만사고 발생 시 국가 전체의 경제 손실뿐만 아니라 국가 안보에도 큰 영향을 미칠 수 있을 것이다. 2001년 발생한 미국 9ㆍ11 테러를 계기로 선박 및 항만시설 보안에 대한 중요성을 인식하고 미국을 중심으로 국제해사기구(International Marine Organization, IMO)에서 보안에 대한 논의를 거치며 국제협약(International Ship and Port facility Security Code)을 제정하였다. 항만보안 강화는 세계적인 추세로 미국ㆍ유럽연합ㆍ중국 등 주요국에서 항만보안에 관한 법령을 제정하고 보안체계를 지속적으로 강화 중이며 4차 산업혁명 시대의 시작으로 보안 관련 환경도 급격하게 변화하고 있다. 이렇듯 치명적인 재산상의 손실, 인명 피해가 발생할 수 있는 항만에서 보안의 기능은 국가안보에 매우 중요한 역할일 것이며, 지속적인 발전방안이 마련되어야 할 것이다.
본 연구에서는 국가안보에 중요한 역할을 하는 부산항 항만보안 기능의 현실적인 개선방향을 제시하는 데 목적이 있다. 먼저, 항만보안과 관련한 선행연구 조사 및 이론적 고찰을 통하여 항만보안 주요 기능을 도출하고 국내외 항만보안 운영 사례조사를 통해 타 국가에서 이루어지는 항만보안 운영현황을 살펴본 후 국내와의 비교분석 결과를 도출하고 시사점을 제시하였다. 또한 부산항의 항만시설보안료 징수대상(선사, 화주)을 대상으로 항만보안 기능에 대한 현재만족도 및 미래중요도에 대한 설문조사를 진행하였으며, 탐색적 요인분석 및 신뢰도 분석을 통해 도출된 항만보안 기능의 3가지 요인인 물리적요인, 인적요인, 정보제공시스템요인에 대한 IPA, 수정된 IPA를 수행하였다.
IPA 결과, 유지ㆍ강화영역에서 모든 물리적요인(A1∼A8)의 항목들이 포함되었다. 이를 통해 부산항을 이용하는 선박회사 및 화주사들이 항만보안 기능 중 물리적 요인을 가장 중요하게 인식하고 있음을 알 수 있었으며, 지속으로 유지시키고 강화해 나갈 요인으로 판단되었다. 그리고 수정된 IPA 결과 중요실행요인인 ‘항만보안요원의 역량 및 전문성(B3)’의 경우 IPA 결과에서 Ⅱ사분면(집중개선영역)에 포함되었으므로 가장 우선적으로 개선하고 강화해야 하는 기능으로 나타났다.
결론적으로, 항만보안의 기능 중 물리적요인에 대한 지속적인 개선과 강화 방안이 마련되어야 할 것이며, 항만보안요원들의 전문성 확보를 위해 항만보안업무의 특수성을 반영한 특화된 교육시스템 정립이 우선적으로 필요할 것이다. 더불어 항만 내 보안정보를 실시간 반영하고 공유할 수 있는 항만보안 통합정보시스템 구축을 통하여 유관기관 및 업체 간 지속적으로 보안정보를 공유한다면 항만보안의 기능 개선뿐만 아니라 항만보안서비스의 만족도 또한 증가할 것이다.제 1 장 서 론 1
제1절 연구의 배경과 목적 1
제2절 연구의 방법 및 구성 3
제 2 장 이론적 고찰 및 선행연구 5
제1절 항만보안의 개요 5
1. 항만보안의 개념 및 중요성 5
2. 항만보안의 주요 기능 8
제2절 국내 항만보안 체계 10
1. 국내 항만보안 관련 법규 10
2. 항만시설소유자의 역할 14
3. 항만시설 보안료 제도 현황 19
제3절 선행연구 검토 25
1. 국내외 항만보안 관련 선행연구 25
2. 시사점 및 차별성 32
제 3 장 항만보안 운영 사례 비교분석 36
제1절 국내외 항만보안 운영 비교 36
제2절 국내외 항만보안 운영 현황 37
1. 우리나라 항만보안 운영 현황 37
2. 미국의 항만보안 운영 현황 39
3. 중국의 항만보안 운영 현황 42
4. 일본의 항만보안 운영 현황 46
제3절 국내외 항만보안 현황 비교 분석 결과 48
1. 국내외 항만보안 현황 비교 분석 48
2. 시사점 53
제 4 장 실증 분석 56
제1절 분석의 개요 56
1. 조사설계 및 자료수집 56
2. 분석 방법 58
제2절 분석 결과 63
1. 설문 일반현황 63
2. IPA 결과 68
3. 수정된 IPA 결과 70
4. 최종 분석 결과 75
제 5 장 결론 78
제1절 연구 결과 요약 및 시사점 78
1. 연구 결과 요약 78
2. 연구의 시사점 81
제2절 연구 한계점 및 향후과제 83Maste
A Study on the Effect of Asset Transaction on Money Demand
No full textSince the 1990’s, with the progress of globalization, financial regulations have been eased, and with the development of ICT it has quickly been combined with a financial industry. In the process, the various types of financial products with different characteristics from existing financial products emerged, and the financial policies of the governments based on stable determinants which lay foundation on the existing money demand theory, could not effectively control liquidity and credit size. Therefore, the researches were activated to establish a new money demand function by finding the determinants of stable money demand.
Due to changes in the financial environment, this paper established two types of extended money demand functions. one is the asset effect estimation model which adds asset effect factors (stock prices, real estate prices, and exchange rates) to the money demand function including real income and interest rates, which are the basic factors. The other one is the uncertainty effect estimation model which adds the uncertainty effect factors (stock prices volatility and exchange rates volatility) to the basic money demand function. To confirm whether a stable relationship between these determinants and long-term and short-term demand for money is established, It was divided into the period of the Korean foreign exchange crisis (1991-2006) and the period of the international financial crisis (2007-2021), and the empirical analysis was performed using GLS method including the entire period (1991-2021), respectively.
The estimation results of the asset effect estimation model and the uncertainty effect estimation model are summarized as follows.
First, regardless of the monetary indicators M1, M2 and Lf in the estimation results for the entire analysis period, in most of the estimatin results by the asset effect estimation and uncertainty effect estimation models, real income had a statistically significant effect on the long and short-term money demand in the positive (+) direction and the interest rate in the negative (-) direction, as predicted by the liquidity preference theory for real income and interest rate, which are basic factors.
Second, comparing the period of the Korean financial crisis and the period of the international financial crisis, the asset effect estimation model and the uncertainty effect estimation model showed greater influence on real income and interest rates during the Korean financial crisis than during the international financial crisis. However, during the international financial crisis, interest rates have some influence on short-term money demand, but they do not affect long-term money demand, showing an unstable relationship between interest rates and money demand.
Third, as a result of estimation for the entire analysis period in the asset effect estimation model, stock prices had a negative (-) effect on long-term and short-term currency demand, resulting in a greater substitution effect. In general, it was found that its influence was greater during the international financial crisis. Real estate prices were found to have a greater income effect as they had a positive (+) effect on long-term and short-term money demand. In general, it can be seen that its influence increased during the international financial crisis. The exchange rate had a positive (+) effect on mid- and long-term money demand, indicating that the income effect was greater. During the Korean financial crisis, the income effect is greater in the positive (+) direction, and during the international financial crisis, the substitution effect is greater in the negative (-) direction, indicating that the fluctuation is quite large.
Fourth, as a result of estimation for the entire analysis period in the uncertainty effect model, real estate prices have a positive (+) effect on all long-term and short-term money demand, resulting in a greater income effect. However, it had a greater influence on short-term money demand than long-term. It was found that real estate prices affected short-term money demand in the positive (+) direction during the Korean foreign exchange crisis, and short- and medium-term currency demand during the international financial crisis.
Fifth, as a result of estimation for the entire analysis period in the uncertainty effect model, stock price volatility was found to have a negative (-) effect on mid- and long-term money demand. During the international financial crisis, it was found that it had a negative (-) effect on mid- and long-term money demand.
Sixth, as a result of estimating exchange rate volatility for the entire analysis period in the uncertainty effect model, it did not have a statistically significant effect on long-term and short-term money demand.
As a result of empirical analysis, Korea's long-term and short-term demand for money in 1990 is greatly affected by asset effects such as stock prices, real estate prices, and exchange rates as well as real income and interest rates, which are basic factors. On the other hand, stock price volatility affects the uncertainty effect, but it was not so big. Therefore, when implementing government policies, it is suggested that policies including asset price variables such as stock prices, real estate prices and exchange rates, and uncertainty factors such as stock price volatility should be devised, not just based on real income and interest rates.|1990년대 이후 세계화 진전에 따라 금융규제가 완화되고 정보통신기술이 발달하면서 빠르게 금융 산업과 결합되었다. 이 과정에서 기존 금융상품과 특성이 다른 다양한 형태의 금융상품들이 등장하면서 기존 화폐수요이론에 근거를 둔 안정적 결정요인에 입각한 정부의 금융정책은 유동성과 신용규모를 효과적으로 통제할 수 없었다. 따라서 안정적인 화폐수요의 결정요인을 찾아 새로운 화폐수요함수를 구축하려는 연구가 활성화되었다.
본 논문은 금융환경변화로 인해 기본요인인 실질소득과 이자율을 포함한 화폐수요함수에 자산효과 요인(주가, 부동산가격, 환율)를 추가한 추정모형(자산효과 추정모형)과 불확실성효과 요인(주가변동성, 환율변동성)을 추가한 추정모형(불확실성효과 추정모형) 등 2가지 형태의 확장 화폐수요함수를 설정하였다. 이들 결정요인과 장·단기 화폐수요 간의 안정적 관계 성립여부를 확인하기 위해 한국외환위기 기간(1993-2006)과 국제금융위기 기간(2007-2021)으로 나누고, 또한 전 기간(1993-2021)에 대해 일반최소자승추정법을 사용하여 실증 분석하였다.
자산효과 추정모형과 불확실성효과 추정모형의 추정결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 전 분석기간을 대상으로 한 추정결과에서 통화지표 M1, M2, Lf와 관계없이 자산효과 추정모형과 불확실성효과 추정모형 대부분에서 기본요인인 실질소득과 이자율은 유동성선호설이 예측한 대로 실질소득은 양(+)의 방향으로, 이자율은 음(-)의 방향으로 통계적으로 유의미하게 영향을 미쳤다.
둘째, 한국외환위기 시기에 자산효과 추정모형과 불확실성효과 추정모형에서 한국외환위기 시기에 실질소득과 이자율의 영향력이 장·단기 화폐수요에 더 크게 나타났다. 그러나 이자율의 단기 화폐수요에 대한 영향력은 어느 정도 존재하나 장기 화폐수요에 대한 영향은 없었다.
셋째, 자산효과 추정모형에서 전 분석기간을 대상으로 한 추정결과 주가는 장·단기 화폐수요에 음(-)의 방향으로 영향을 미쳐 대체효과가 더 큰 것으로 나타났다. 대체적으로 국제금융위기 시기에 그 영향력이 더 큰 것으로 나타났다. 부동산가격은 장·단기 화폐수요에 양(+)의 방향으로 영향을 미쳐 소득효과가 더 큰 것으로 나타났다. 대체로 국제금융위기 시기에 그 영향력이 더 커진 것을 알 수 있다. 환율은 중·장기 화폐수요에 대해 양(+)의 방향으로 영향을 미쳐 소득효과가 더 큰 것으로 나타났다. 한국외환위기 시기에는 소득효과가 더 커서 양(+)의 방향으로, 국제금융위기 시기에는 대체효과가 음(-)의 방향으로 영향을 미쳐 그 변동 폭이 상당히 큰 것을 알 수 있다.
넷째, 불확실성 효과모형에서 전 분석기간을 대상으로 한 추정결과 부동산가격은 모든 장·단기 화폐수요에 양(+)의 방향으로 영향을 미쳐 소득효과가 더 큰 것으로 나타났다. 그러나 장기보다는 단기 화폐수요에 대한 영향력이 더 컸다. 한국외환위기 시기에 부동산가격은 단기 화폐수요에 양(+)의 방향으로 영향을, 국제금융위기 시기에는 중·단기 화폐수요에 영향을 미친 것으로 나타났다.
다섯째, 불확실성효과 모형에서 전 분석기간을 대상으로 한 추정결과 주가변동성은 중·장기 화폐수요에 대해 음(-)의 방향으로 영향을 미친 것으로 나타났다. 국제금융위기 시기에도 중·장기 화폐수요에 대해 음(-)의 방향으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.
여섯째, 불확실성효과 모형에서 전 분석기간 대상으로 한 환율변동성을 추정결과 장·단기 화폐수요에 통계적으로 유의미한 영향을 미치지 못했다.
실증분석 결과 1990년대 한국의 장·단기 화폐수요는 기본요인인 실질소득과 이자율뿐만 아니라 주가, 부동산가격과 환율 등 자산효과에 크게 장기 안정적인 영향을 받고 있다. 반면 불확실성효과로 주가변동성이 영향을 미치지만 그렇게 크지 않았다. 따라서 정부정책을 실시할 때 기존의 기본요인인 실질소득과 이자율에만 기반을 두지 않고 주가, 부동산가격과 환율 등 자산가격변수와 주가변동성 등 불확실성 요인을 포함한 정책을 입안해야한다는 시사점을 얻는다.제 1 장 서 론 1
제 1 절 연구의 배경 및 목적 1
제 2 절 연구의 방법과 범위 3
2. 1 연구방법 3
2. 2 연구범위 4
제 3 절 연구의 구성 5
제 2 장 화폐수요 이론적 배경 8
제 1 절 이론적 배경 8
1. 1 현금잔고수량설 8
1. 2 유동성선호설 10
1. 3 자산선택이론 12
1. 4 신화폐수량설 15
1. 5 화폐수요 확장이론 17
제 2 절 선행연구 21
제 3 장 통화지표와 통화량 현황 30
제 1 절 통화지표와 화폐수요 30
제 2 절 통화지표 구성요소 32
제 3 절 통화량 현황 35
제 4 장 실증분석 방법론 40
제 1 절 추정모형 설정 40
제 2 절 통계자료 42
2. 1 통화지표 42
2. 2 실질GDP 43
2. 3 명목이자율 43
2. 4 주가지수와 주가지수 변동률 44
2. 5 부동산가격지수 45
2. 6 환율과 환율변동률 45
2. 7 GDP 디플레이터 46
제 3 절 변수 관련 설명 47
3. 1 종속변수 47
3. 2 독립변수 47
제 4 절 통계분석 방법 48
4. 1 단위근 검정 48
4. 2 공적분 검정 50
4. 3 장기균형식 추정방법 51
제 5 장 추정결과 및 해석 52
제 1 절 추정결과 52
1. 1 단위근 검정 결과 52
1. 2 공적분 검정 결과 54
1. 3 장기균형식 추정 결과 및 해석 62
제 6 장 결 론 78
참고문헌 82
국문초록 87Docto
Korean Hate Speech Detection using LAN_GCN
No full text인터넷 이용률은 계속 증가하고 있고 우리는 수많은 글을 접하게 된다. 좋은 정보를 주는 글도 많지만 그만큼 혐오표현이 사용된 악성 댓글과 같은 글에도 많이 노출되고 이는 사회적으로 많은 문제가 된다. 혐오표현을 막기 위한 제도적인 노력도 있었으나 혐오표현으로 인한 문제는 완화되지 않았다. 최근에는 심층학습을 이용하여 혐오표현을 탐지하는 연구가 진행되고 있다. 국외에서는 활발한 연구가 이루어지고 있지만, 국내에서는 연구가 미비한 실정이다. 본 논문에서는 한국어에 대해 혐오표현을 탐지하는 심층학습 모델인 LAN_GCN 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 사전학습된 언어 모델을 기반으로 토큰화하고 표상된 문장을 입력받고 GCN(Graph Covolutional Network) 층과 LAN(Label Attention Network) 층을 순차적으로 통과하여 문장의 표지에 대해 예측한다. 공개된 말뭉치인 Korean HateSpeech 말뭉치에 대해 제안 모델은 거시 F1 점수 64.0%을 달성하여 기준 모델보다 10%p 향상된 성능을 보였다. 추후 공개된 영어 혐오표현 말뭉치에도 적용해본 뒤 더 나아가 다른 문서 분류 작업에도 적용하여 성능을 검증할 예정이다.1. 서론 1
2. 관련 연구 5
2.1 사전 학습된 언어 모델 5
2.1.1 BERT 기반의 사전학습된 언어 모델 5
2.1.2 ELECTRA 기반의 사전학습된 언어 모델 8
2.2 심층 신경망 9
2.2.1 순환 신경망 9
2.2.2 합성곱 신경망 10
2.2.3 그래프 합성곱망 10
2.3 표지 주의집중망 11
2.4 혐오표현 탐지 12
3. 실험 모델 14
3.1 기준 모델 14
3.2 LAN_Linear 모델 16
3.3 LiGCN 모델 17
3.4 LAN_GCN 모델 20
4. 실험 및 평가 22
4.1 한국어 혐오표현 말뭉치 22
4.2 실험 환경 및 평가지표 24
4.2.1 실험 환경 24
4.2.2 평가지표 25
4.3 실험 결과 및 평가 26
4.3.1 모델 성능 평가 26
4.3.2 캐글 기반의 성능 평가 28
4.4 오류 분석 30
5. 결론 및 향후 연구 33
참고문헌 35
국문초록 37Maste
A Study on the Development of the Mathematical Model Considering the Large Angle Motion of Submarine
No full text본 논문은 잠수함의 대각도의 운동을 고려하는 수학모델을 개발하기 위한 연구이
다. 전산유체역학(CFD)를 이용하여 수직 사항시험 및 수평 사항시험을 각각 진행하
였다. CFD의 결과를 바탕으로 잠수함의 조종운동을 예측하기 위한 모델인 Gertler
and Hagen 모델과 Karasuno가 제안한 선박의 조종운동모델을 잠수함에 적용하여 각
각의 결과를 도출하여 비교를 진행하였다. 비교에는 CFD결과 중 0°부터 30°, 60°,
90°까지의 결과로 유체력 미계수를 도출하였으며, 이 유체력을 이용한 3가지 케이스
를 이용하여 taylor 전개와 Karasuno모델을 CFD의 결과를 기준으로 상대차이를 나
타내었다.1. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
2. Numerical Method 3
2.1 잠수체의 조종운동방정식의 정립 3
3. Karasuno model 11
3.1 Karasuno model & element 11
3.2 Karasuno 성분분리와 분석방법 17
4. CFD 19
4.1 Geometry 19
4.2 격자 구성 21
4.3 계산 구성 22
5. CFD 결과 및 비교 23
5.1 CFD 수행 결과 23
5.1 CFD 전체 결과 33
6. 비교 분석 34
6.1 분석 방법 37
6.2 30°, 60°, 90° 비교 37
7. 결론 41
참고문헌 42Maste
Detecting and Interpreting Korean Medical Terms Based on Transformer
No full text의학용어는 의학 분야에서 사용하는 전문 언어를 말한다. 의학용어의 대부분
은 이음동의어 형태를 가지며, 외국어에서 유래한 것이 많다. 긴 의학용어는
약어로 많이 사용되기 때문에 의학용어로 이루어진 문서를 대중이 보고 이해
하기에 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문은 기계 번역 모
델을 이용한 의학용어를 자동으로 탐지하고 해석하는 모델을 제안한다. 기계
번역 모델에 적용하기 위해 다음과 같은 방법으로 병렬 말뭉치를 구축한다. 1)
의학용어 사전을 구축한다. 2)의학 문서를 수집한다. 3)의학 병렬 말뭉치를 제
작한다. 구축된 병렬 말뭉치를 이용하여 사전학습 언어모델과 트랜스포머기반
의학용어 탐지 및 해석모델을 구축한다. 의학 병렬 말뭉치의 문장은 음절 단위
로 토큰화한 후 KoCharELECTRA를 이용하여 표상을 얻는다. 의학용어 탐지
및 해석 모델은 평가 말뭉치에 존재하는 의학용어의 약 93%의 용어를 탐지했
다. 제안 모델의 BLEU 점수는 음절 및 어절 단위 각각 0.987 및 0.981,
ROUGE 점수는 음절 및 어절 단위 각각 0.993 및 0.987로 높은 번역 성능을
보인다. 의학용어 탐지 및 해석 모델의 제안으로 비전문가인 대중이 의학 문서
를 쉽게 접하고 이해할 수 있을 것이다.1. 서론 1
2. 관련연구 3
2.1 트랜스포머 모델 3
2.2 사전학습 언어모델 6
2.2.1 BERT 6
2.2.2 ELECTRA 6
2.3 미등록어 문제 7
2.4 OpenNMT 8
3. 의학 병렬 말뭉치 구축 10
3.1 말뭉치 제작의 전체 구조 10
3.2 의학용어 사전 제작 10
3.2.1 크롤링 11
3.2.2 이음동의어 처리 12
3.2.3 의학용어 재정의 12
3.2.4 의학용어 뜻풀이 추출 14
3.2.5 의학용어 사전의 일반용어 제거 15
3.3 의학 문서 수집 18
3.4 의학 병렬 말뭉치 제작 19
3.4.1 의학용어 공백 제거 19
3.4.2 의학 병렬 말뭉치 제작 20
3.5 의학 병렬 말뭉치 분석 21
4. 의학용어 탐지 및 해석 모델 23
4.1 토큰화 23
4.2 사전학습 모델을 이용한 탐지 및 해석 모델 24
5. 실험 및 평가 26
5.1 실험 환경 및 평가 척도 26
5.1.1 실험 환경 26
5.1.2 평가 척도 28
5.2 실험결과 28
5.2.1 탐지 평가 29
5.2.2 해석 평가 31
5.2.3 탐지 및 해석 예시 32
6. 결론 34
참고문헌 35
국문초록 37Maste
디젤발전기-배터리 하이브리드 전기추진시스템 운전유형에 따른 연료소모량 및 CO2 배출량 비교에 관한 연구
No full text선박으로부터 발생되는 온실가스 저감을 위한 친환경 선박 도입의 필요성이 점차 증가하고 있으며, 최근 건조되는 선박에는 기존의 추진시스템에서 대체 가능한 친환경선박 추진시스템이 적용되고 있다. 국내에서도 친환경선박 개발․보급 기본계획을 발표하고 온실가스 감축을 위한 기술개발을 진행 중이며, 국내 소형 선박으로도 친환경 선박 추진시스템 적용을 위한 하이브리드 기술개발이 진행 중이다.
현재 디젤엔진을 사용하는 기계식 추진시스템을 갖춘 소형 선박은 많이 운항 중이나 전기추진시스템을 적용한 경우와 비교분석을 통한 실증을 기반으로 운항 데이터를 도출한 연구는 많지 않다. 본 논문에서는 디젤엔진을 사용하여 운항 중인 어선에서 취득한 운항부하를 배터리를 장착한 디젤발전기-배터리 하이브리드 전기추진시스템에 적용하여 연료소모량과 CO2 저감에 관련한 실증적 연구를 수행하였다. 대상 어선의 부하환경(Load profile)에서 선박 운항시 현재 부하에 가장 적합한 발전원을 선택하여 하이브리드 발전원의 선택 제어 규칙을 적용하고 각각의 경우에서 발생되는 연료소모량 및 CO2 배출량을 비교 분석하였다. 규칙기반제어 방식을 통해 최적의 운전유형을 찾고자 배터리 용량, 배터리 육상충전여부, 등가소비최소화전략(ECMS, Equivalent Consumption Minimization Strategy) 제어에 따른 운전을 추가적으로 진행하였다. 발전기와 배터리의 선택적 발전원 사용에 따른 운전 유형에 따라 최대 약 8.51[%]의 저감 효과를 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 특정 소형 선박에 대한 측정 자료를 바탕으로 발전원 최적화를 통해 연료소모량 및 CO2 배출 저감 효과에 대해 분석하였으나 제안하는 제어 규칙의 신뢰성을 높이기 위해서 선박의 다양한 운항 환경과 상황을 적용한 실증적인 실험이 추가로 진행될 필요가 있다. 또한 소형 선박의 경우 선박의 크기와 공간 등을 고려한 적합한 디젤발전기-배터리 하이브리드 전기추진시스템적용에 대한 실증적인 연구도 함께 진행될 필요가 있다.제1장 서 론 1
1.1 연구 배경 2
1.2 연구 내용 2
1.3 논문의 구성 3
제2장 선박추진시스템 4
2.1 기계식추진시스템 4
2.2 전기추진시스템 5
2.2.1 발전기 단독 전기추진시스템 5
2.2.2 하이브리드 전기추진시스템 6
제3장 디젤발전기-배터리 하이브리드 전기추진시스템 구성 10
3.1 발전원 10
3.1.1 동기발전기 10
3.1.2 배터리 11
3.2 배전시스템 13
3.2.1 교류배전시스템 13
3.2.2 직류배전시스템 14
3.3 전력변환시스템 15
3.3.1 정류기 16
3.3.2 인버터 17
3.4 추진전동기 18
3.4.1 유도전동기 18
3.4.2 동기전동기 19
3.5 제어시스템 20
3.5.1 기존의 제어기법 20
3.5.2 제안하는 등가소비최소화전략이 적용된 전기추진시스템의 규칙기반제어시스템 21
제4장 디젤발전기-배터리 하이브리드 전기추진시스템의 연료소모량 및 CO2 배출량 분석 51
4.1 대상 선박의 선정 51
4.2 연료소모량 및 CO2 배출량 계산 52
4.2.1 대상 선박 조업항로 및 부하환경 설정 52
4.2.2 연료소모량 계측 55
4.2.3 CO2 배츨량 계산 56
4.3 추진시스템 유형별 CO2 발생량 57
4.3.1 기계식추진시스템 57
4.3.2 디젤발전기-배터리 하이브리드 전기추진시스템 57
4.4 연료소모량 및 CO2 배출량 비교 및 분석 73
제5장 결론 76
참고문헌 78Maste
Design of RCGA-Based Linear Active Disturbance Rejection Controller for Heading Control of an Oil Tanker
No full textIn the maritime industry, autopilot system, which control a ship's rudder angle exposed to various internal and external disturbances during navigation, are of significant importance for the advancement of Maritime Autonomous Surface Ships (MASS) grounded in digital technology and artificial intelligence. To enhance autopilot system, a Linear Active Disturbance Rejection Control (LADRC) design was proposed. Here, the rate of change in a ship's heading due to yaw movement was selected as a crucial factor, and a 3-degree-of-freedom nonlinear tanker model of a ship's motion equations, including the rudder, was used. Disturbances applied to the system and internal uncertainties were considered as total disturbances, and a controller design for more robust heading control was proposed by estimating these in real time. The gains of the proposed controller were tuned using the Real-Coded Genetic Algorithm (RCGA), minimizing the evaluation function using the Integral Absolute Error (IAE). Simulations were conducted considering the squat effect affecting navigation during ship operation, environmental disturbances, measurement noise, and uncertainties and errors in the model. Consequently, it was confirmed that the proposed controller effectively maintains and follows the set ship’s heading, even when considering modeling errors of the nonlinear model, uncertainties, noise from measurement sensors, and disturbance factors such as waves. Additionally, the economic aspect of the proposed controller was validated by considering the energy consumption through the evaluation index.제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 및 동향 1
1.2 연구 내용 및 구성 4
제 2 장 선박의 조종 운동 모델링 6
2.1 좌표계 6
2.2 선박의 수학모델 10
2.2.1 3자유도 수평면 비선형 모델 11
2.2.2 대형유조선의 비선형 모델 14
2.2.3 Nomoto 선형 자동조타 모델 18
2.4 해상파도모델 21
제 3 장 파라미터 최적화를 위한 유전알고리즘 26
3.1 유전알고리즘 26
3.2 실수코딩 유전알고리즘 28
3.2.1 초기 집단의 생성 28
3.2.2 유전 연산자 29
3.2.3 적합도 평가 30
3.2.4 적합도의 스케일링 31
3.2.5 엘리트 전략 31
3.2.6 종료 조건 31
제 4 장 능동 외란 제거 제어 32
4.1 기존의 제어이론 32
4.1.1 PID 제어 33
4.1.2 모델기반 현대제어 34
4.2 비선형 능동 외란 제거 제어 36
4.2.1 과도상태 프로파일 생성기 37
4.2.2 확장된 상태 관측기 39
4.2.3 비선형 상태 오차 피드백 제어 법칙 40
4.3 선형 능동 외란 제거 제어 41
4.3.1 상태 공간 모델 41
4.4.2 확장된 선형상태관측기 42
4.4.3 선형 상태 오차 피드백 제어 법칙 43
제 5 장 RCGA기반 선형 능동 외란 제거 제어기 설계 46
5.1 선수각 제어를 위한 선형 능동 외란 제거 제어기 47
5.1.1 과도상태 프로파일 48
5.1.2 상태 공간 모델 49
5.1.3 확장된 선형상태관측기 51
5.1.4 제어 법칙 52
5.2 RCGA를 이용한 선형 능동 외란 제거 제어기 이득 동조 54
5.3 성능 비교를 위한 PD 제어기 56
5.4 제어기 성능 평가 57
5.4.1 과도응답 평가지수 57
5.4.2 추진에너지 손실량 평가지수 57
제 6 장 시뮬레이션 및 검토 59
6.1 성능 비교를 위한 PD 제어기 이득 탐색 59
6.2 선형 능동 외란 제거 제어 제어기 이득 탐색 62
6.3 시뮬레이션 조건 64
6.4 수심에 따른 선수각의 제어 응답 64
6.4.1 심해역에서의 선수각 변경에 대한 제어 응답 64
6.4.2 천해역에서의 선수각 변경에 대한 제어 응답 68
6.5 파도 외란에 대한 선수각의 제어 응답 72
6.5.1 선수각 유지에 대한 제어 응답 72
6.5.2 선수각 변경에 대한 제어 응답 76
6.6 측정잡음에 대한 선수각의 제어 응답 79
6.6.1 선수각 유지에 대한 제어 응답 79
6.6.2 선수각 변경에 대한 제어 응답 82
6.7 운항조건 및 불확실성에 대한 선수각의 제어 응답 85
6.7.1 운항조건 및 유체력 미계수 변경 85
6.7.2 선수각 변경에 대한 제어 응답 86
6.8 파도 외란, 측정잡음, 불확실성에 대한 선수각의 제어 응답 89
6.8.1 선수각 유지에 대한 제어 응답 89
6.8.2 선수각 변경에 대한 제어 응답 92
제 7 장 결 론 95
참고문헌 97Docto
A Study on the Development of Vibration Compensator for Damping of Guide Force Moment in Ships Main Engine
No full textThe purpose of this study is to develop a vibration compensator that damps the guide force moment (H&X moments) generated by the ship’s main engine.
Structure analysis is performed on the gear part which exerts the greatest load when driving. As a result, the maximum equivalent stress generated was 175.7 MPa, and the safety factor was 5 or more compared to the yield stress of the hull material with a yield stress of 980 MPa, so the result was sufficiently safe in structure. Also to prevent material deformation and destruction due to resonance, a resonance frequency region through a resonance frequency measurement test is identified, and a resonance risk generated during driving is verified by structural interpretation based on the modeling of the vibration compensator. The natural frequency of the higher-order vibration compensator ranges from 163.6 to 340.5 Hz, avoiding areas in the 30 Hz and 780 Hz bands from the TEST measurement results, and thus showing sufficient structural safety results.Ⅰ 서론 1
1.연구의 배경 1
2.연구의 목적 2
3.연구의 내용과 구성 2
Ⅱ 주기관의 불평형 모멘트 감쇠용 진동 보상기 설계 4
1. 불평형 모멘트 정의 및 발생 원리 4
2. 불평형 모멘트 감쇠의 원리 10
3. 진동 보상기 구조 및 제원 11
4. 보상 가진력의 생성 원리 14
5. 회전각에 따른 보상 가진력 크기 변화 15
6. 진동 보상기 설치위치 17
Ⅲ 진동 보상기의 이론적 구조강도해석 18
1. 구조강도해석의 목적 18
2. 구조강도해석의 절차 18
3. 진동 보상기의 모델링 20
4. 기어 응력 해석 및 안정성 검증 22
5. 고유진동수 측정을 위한 구조해석 26
Ⅳ 진동 보상기 계측을 통한 구조 안전성 검증 28
1. 시제품의 공진 주파수 계측을 위한 진동 보상기 설치 28
2. 시험 방법 31
3. 시험 결과 32
Ⅴ 결 론 38
Ⅵ 참고문헌 39Maste