[표지] 1
요약문 2
SUMMARY 3
목차 4
제1장 서론 14
1.1. 연구배경 및 필요성 14
1.2. 연구목적 및 범위 16
1.3. 연구방법 및 절차 17
제2장 침수예측 모델 설계를 위한 학습자료 검토 및 수집 20
2.1. 침수센서 계측자료 수집 및 분석 20
2.1.1. 침수센서 계측 원리 및 설치 현황 21
2.1.2. 침수센서 계측자료 수집·분석 34
2.2. 기상자료 수집 및 분석 38
2.2.1. 기상자료 관측현황 38
2.2.2. 기상자료 수집 38
2.3. 기타 침수 유발 인자 검토 및 수집 방법 51
2.3.1. 수위 자료 51
2.3.2. 조위 자료 52
2.4. 소결론 54
제3장 센서 기반 침수예측 모델 설계 58
3.1. 침수예측 모델 학습자료 구축 58
3.1.1. 침수계측자료 전처리 58
3.1.2. 강우자료 전처리 65
3.2. 시계열 데이터의 예측 알고리즘 조사 67
3.2.1. 시계열 데이터 67
3.2.2. 시계열 데이터 예측 알고리즘 68
3.3. 침수예측 모델 설계 72
3.3.1. 입력 변수별 상관관계 분석 72
3.3.2. 입력 변수별 중요도 분석 74
3.3.3. 침수예측 모델 설계 및 성능 78
3.4. 소결론 83
제4장 센서 기반 침수흔적도 검증 방법 개발 86
4.1. 센서 계측정보와 침수흔적도 비교 분석 89
4.2. 센서 계측정보를 활용한 침수흔적도 검증 방법 제시 92
4.3. 소결론 97
제5장 센서 기반 침수흔적도 작성 방법 검토 100
5.1. 침수흔적도 작성 방법의 장·단점 검토 100
5.1.1. 침수흔적도 작성 방법 동향 조사 100
5.1.2. 침수흔적조사 방법 장·단점 비교 101
5.2. 센서 계측정보를 활용한 침수흔적도 작성 방법 검토 104
5.2.1. 침수흔적도 작성을 위한 자료조사 104
5.2.2. 침수흔적도 작성 방법 검토 106
5.2.3. 시간별 침수흔적도 작성 방법 108
5.3. 소결론 110
제6장 결론 114
가. 침수예측 모델 설계를 위한 학습자료 수집 및 검토 114
나. 센서 기반 침수예측 모델 설계 115
다. 센서 기반 침수흔적도 검증 방법 개발 115
라. 센서 기반 침수흔적도 작성 방법 검토 116
참고문헌 118
서지자료(REPORT DOCUMENTATION PAGE) 119
판권기 121
표 2.1. 침수센서 설치 지점 및 형태(울산) 26
표 2.2. 침수센서 설치 지점 및 형태(부산) 27
표 2.3. 침수센서 설치 지점 및 형태(창원) 29
표 2.4. 침수센서 설치 지점 및 형태(인천 미추홀구) 30
표 2.5. 침수센서 설치 지점 및 형태(인천 부평구) 32
표 2.6. 침수센서 설치 지점 및 형태(천안) 33
표 2.7. 침수센서 지점별 인접 기상관측소명 및 거리(울산) 40
표 2.8. 침수센서 지점별 인접 기상관측소명 및 거리(부산) 41
표 2.9. 침수센서 지점별 인접 기상관측소명 및 거리(창원) 42
표 2.10. 침수센서 지점별 인접 기상관측소명 및 거리(인천 부평구) 43
표 2.11. 침수센서 지점별 인접 기상관측소명 및 거리(인천 미추홀구) 44
표 2.12. 침수센서 지점별 인접 기상관측소명 및 거리(천안) 45
표 2.13. 지역별 기상정보 수집 기상관측소 45
표 2.14. 부산 사상관측소 강우사상 47
표 3.1. 침수 계측데이터 정보(부산 새벽시장 B) 59
표 3.2. 계측 및 전처리 데이터양 61
표 3.3. 지속시간별 누적강우량-침수심별 상관게수 74
표 3.4. XGBoost 하이퍼파라미터 75
표 3.5. Random Forest 하이퍼파라미터 77
표 3.6. LSTM 하이퍼파라미터 79
표 3.7. 침수 예측모델별 성능 82
표 4.1. 침수흔적도 작성 기준 86
표 4.2. 침수발생 기간의 강우량(성거관측소) 90
표 4.3. 침수흔적도 검증 방법(안) 92
표 4.4. 센서 계측자료와 침수흔적도 비교 93
표 4.5. 침수흔적도 8개 구역 및 계측센서 지점별 고도 94
표 4.6. 침수위 변환 결과 94
표 4.7. 계측센서 지점 고도, 침수심, 침수위 결과 95
표 4.8. 침수흔적도 8개 구역 평균고도, 침수심 및 침수위 결과 95
표 5.1. 침수흔적도 작성 방법 102
표 5.2. 센서별 최대 침수심 107
표 5.3. 침수심별 면적 108
표 5.4. 시간별 평균침수위 산정 108
표 5.5. 천안 강우량(성거 관측소) 110
그림 2.1. 침수위 및 우수관 수위 실시간 관제 시스템 21
그림 2.2. 볼라드형 침수센서 21
그림 2.3. 함체형 침수센서 21
그림 2.4. 개선형 함체 침수센서 22
그림 2.5. 가변저항식 센서 23
그림 2.6. 압력식 센서 23
그림 2.7. 침수센서 위치(울산 북구) 24
그림 2.8. 침수센서 위치(울산 중구) 24
그림 2.9. 침수센서 위치(울산 남구) 25
그림 2.10. 침수센서 위치(울산 울주군) 25
그림 2.11. 울산지역 침수센서 주요사진 25
그림 2.12. 침수센서 위치(부산 사상구) 26
그림 2.13. 침수센서 위치(부산 연제구) 26
그림 2.14. 침수센서 위치(부산 부산진구) 27
그림 2.15. 부산지역 침수 계측센서 주요 사진 27
그림 2.16. 침수센서 위치(창원 마산합포구) 28
그림 2.17. 창원지역 침수 계측센서 주요 사진 28
그림 2.18. 침수센서 위치(인천 미추홀구) 29
그림 2.19. 인천 미추홀구 침수센서 주요 사진 30
그림 2.20. 침수센서 위치(인천 부평구-1) 31
그림 2.21. 침수센서 위치(인천 부평구-2) 31
그림 2.22. 침수센서 위치(인천 부평구-3) 31
그림 2.23. 침수센서 위치(인천 부평구-4) 31
그림 2.24. 인천 부평구 침수센서 주요 사진 31
그림 2.25. 침수센서 위치(천안-1) 32
그림 2.26. 침수센서 위치(천안-2) 32
그림 2.27. 천안지역 침수센서 주요 사진 33
그림 2.28. 침수심 관측자료(부산 새벽시장 A) 35
그림 2.29. 침수심 관측자료(부산 새벽시장 B) 35
그림 2.30. 침수심 관측자료(부산 새벽시장 A, 이상치 제거) 36
그림 2.31. 침수심 관측자료(부산 새벽시장 B, 이상치 제거) 36
그림 2.32. 침수심 관측자료(부산 새벽시장 A, 설치고 보정) 37
그림 2.33. 침수심 관측자료(부산 새벽시장 B, 설치고 보정) 37
그림 2.34. 침수센서 및 기상관측소 위치(울산) 39
그림 2.35. 침수센서 및 기상관측소 위치(부산) 40
그림 2.36. 침수센서 및 기상관측소 위치(창원) 41
그림 2.37. 침수센서 및 기상관측소 위치(인천 부평구) 42
그림 2.38. 침수센서 및 기상관측소 위치(인천 미추홀구) 43
그림 2.39. 침수센서 및 기상관측소 위치(천안) 44
그림 2.40. 기상 관측정보(사상 AWS) 46
그림 2.41. 기상 관측정보(울산 ASOS) 46
그림 2.42. 지속시간별 누적강우량(사상관측소, 10분~60분) 47
그림 2.43. 지속시간별 누적강우량(사상관측소, 120분~360분) 48
그림 2.44. 침수계측 및 지속시간별 누적강우량(새벽시장 A, 사상관측소)-1 49
그림 2.45. 침수계측 및 지속시간별 누적강우량(새벽시장 B, 사상관측소)-1 49
그림 2.46. 침수계측 및 지속시간별 누적강우량(새벽시장 A, 사상관측소)-2 50
그림 2.47. 침수계측 및 지속시간별 누적강우량(새벽시장 B, 사상관측소)-2 50
그림 2.48. 낙동강 하류 수위 관측 위치 51
그림 2.49. 낙동강 하구언(내) 지점 수위자료 52
그림 2.50. 구포대교 지점 수위자료 52
그림 2.51. 울산 조위 관측소 위치 53
그림 2.52. 울산관측소 조위자료 53
그림 3.1. 침수 계측데이터 현황(부산 새벽시장 B) 60
그림 3.2. 계측데이터 데이터 보정 전·후 결과 63
그림 3.3. 강우데이터 전처리 결과 65
그림 3.4. 시계열 데이터 구성요소 67
그림 3.5. 침수계측 및 강우 데이터 구성요소 68
그림 3.6. 시계열 데이터 알고리즘 구조 69
그림 3.7. RNN 구조 70
그림 3.8. LSTM 구조 71
그림 3.9. GRU 구조 71
그림 3.10. 지속시간별 누적강우-침수 계측데이터 72
그림 3.11. XGBoost 구조 75
그림 3.12. XGBoost 중요도 산정 결과 76
그림 3.13. Random Forest 구조 77
그림 3.14. Random Forest 중요도 산정 결과 78
그림 3.15. LSTM 알고리즘 구조 79
그림 3.16. Train data, test data 비율 80
그림 3.17. 모델별 침수심 예측 결과-1 81
그림 3.18. 모델별 침수심 예측 결과-2 82
그림 4.1. 침수흔적도 작성 절차 87
그림 4.2. 부산지역 침수흔적도 기본도형자료 및 침수상황자료 88
그림 4.3. 침수흔적도 89
그림 4.4. 도시 침수위 및 우수관 수위 실시간 관제 시스템 89
그림 4.5. 천안시 남부오거리 일대 침수흔적도 및 침수센서 위치 90
그림 4.6. 천안시 침수 계측데이터 91
그림 4.7. 침수흔적도 4구역 내 계측센서 설치 위치 93
그림 4.8. 침수흔적도 작성(3번째 방법) 96
그림 5.1. 침수흔적도 조사 방법 103
그림 5.2. 침수 센서 계측자료와 고도 자료를 활용한 침수흔적도 작성 방법 105
그림 5.3. 침수흔적도 작성을 위한 자료 수집 105
그림 5.4. 침수흔적도 작성 절차(안) 106
그림 5.5. 침수흔적도 작성 결과 107
그림 5.6. 시간별 침수흔적도(2020년 8월 3일) 109
그림 5.7. 천안 강우현황 110