출하중량과 화물차종의 결합선택모형 추정 - 국내 제조업 화주를 대상으로 -

학위논문 (박사)-- 서울대학교 환경대학원 : 환경계획학과, 2015. 2. 김성수.화물수요모형은 복잡하고 다양한 요인들로 인해 여객수요모형과 달리 그간 많이 발전하지 못하였으나, 연구는 지속적으로 수행되어왔다. 자료에 있어서는 물류조사 자료를 주로 사용하였다면 최근에는 자동집계자료도 병행하여 사용하는 추세이고, 모형화에 있어서도 집계모형에서 비집계모형으로 행태를 표현함에 있어서도 기존의 동질적인 행태 표현에서 이질적인 행태 표현 연구 위주로 변화하고 있다. 이러한 화물수요모형 중 큰 과제 중의 하나가 어떻게 출하중량, 운송수단 및 차종 선택과정을 잘 모형화 하는 것이다. 모형 결과를 통해 화주의 최적 차종선택행태를 파악할 수 있고, 모형 추정의 산출물인 탄력성, 시간가치 및 분담율 등을 통해 정책적 시사점을 제시할 수 있다. 그럼에도 불구하고 국내 화물의 출하중량을 고려하여 영업용 화물차종 간의 경쟁관계를 결정하는 연구가 매우 미흡한 실정이다. 이에 본 논문은 국내 제조업 화주들의 다양한 의사결정이 반영된 관련 사업체 물류현황조사 자료가 구축됨에 따라 화주가 출하시 출하중량에 따라 그들의 트럭 차종을 선택하는 지와 이러한 선택이 어떤 환경에서 다양하게 변화되는 지를 분석하기 위해 결합선택모형을 구축하였다. 더불어 국내 시장의 특성에 적합한 연구범위 설정, 모형 설정, 자료 구축, 모형의 검증과정에 대해서 상세하게 제시하였다. 또한, 시간 및 운임요인 이외에 차량 특성 및 화주 특성, 출하화물 특성에 따라 출하중량에 따른 화주의 최적 차종선택행태를 분석하였다. 더불어 모형의 추정결과인 탄력성, 시간가치 및 분담율 등을 통해 정책적 시사점을 제시하였다. 본 논문의 분석 결과로는 첫째, 국내 화물부문에 있어서도 사업체 물류현황조사 자료를 통해 의사결정자들의 다양성을 반영하여 결합선택모형의 구축이 가능하다는 것을 확인하였다. 다항로짓모형이 적합한 것으로 나타났으며, 화주 특성, 출하화물 특성 등의 다양한 변수가 채택되었다. 더불어 긴급운송 및 과적 관련 요인이 출하중량 선택에 영향을 미치는 요인이며, 모형 추정에 있어서 신중을 기해야 하는 요인임을 알 수 있었다. 둘째, 화물자동차통행실태조사 자료와 화물운송시장 실태조사의 화주업체조사 자료를 통해서도 통행시간 및 운임변수에 대한 대체자료로서 적용가능성을 발견하였다. 과거에 적용된 1차 함수식보다 2차 함수식이 보다 적합성이 높다는 것도 확인하였다. 셋째, 국내 화물 운송에 있어서 중요한 역할을 하고 있는 제조업의 다양한 업종과 거리대별 특성에 따른 화주의 영업용 화물차의 이용행태에 대해서도 분석을 수행하였다. 국내 화물운송시장에 적합한 과적 여부 변수와 출하시 자가용 화물차 동일톤급 소유 변수를 새롭게 설정하여 적용하였다. 서비스 특성, 화주 특성, 출하화물 특성에 관한 11개 변수들에 대해서 검토한 결과 출하시 동일 적재능력 자가용 화물차 소유여부 변수와 과적 여부 변수가 주요 영향요인임을 알 수 있었다. 국내 화물자동차 운송시장에서는 국내 화주들의 자가용 화물차 소소형, 소형 및 중형 화물차 보유비율이 높기 때문에 영업용 운송업체는 대형화물차 중장거리 시장에서 경쟁력이 있는 것으로 나타났다. 또한, 거리대별 및 업종별로 화주의 선택행태가 다소 차이가 있음을 알 수 있었다. 넷째, 화주가 출하중량과 화물차종을 고려하여 의사결정을 함에 있어서 통행시간은 운임에 비해 보다 중요한 요인으로 분석되었다. 우리나라는 국토면적이 작기 때문에 제조업 화주가 운임보다는 시간에 상대적으로 민감하게 반응하고 있음을 알 수 있었다. 운임관련 요인은 작은 출하중량의 소형 차량에는 큰 영향을 미치지 않으나, 큰 출하중량의 대형 차량에는 어느 정도 영향을 주는 것으로 나타났다. 탄력성의 수치가 어느 정도 크게 나타나 운임이 상승하면 동일 적재능력의 화물차에서는 물동량이 작은 출하중량은 많은 출하중량으로 이동할 것이며, 동일 출하중량이라면 적재능력이 큰 화물차에서 작은 화물차로 이동할 것으로 판단된다. 또한, 혼잡도가 가중되면 중대형 출하중량이 큰 화물차에서 적은 출하중량의 화물차로 이동할 것으로 분석되었다. 향후 시간 또는 운임에 변화가 있으면 소형 차량과 대형 차량의 이용빈도는 증가하고, 중형 차량의 이용빈도는 감소할 것으로 예상되었다. 마지막으로, 과적에 대한 요인은 화주에게 큰 영향요인으로 분석되었다. 따라서 국내 화물차종과 관련 모형 추정시 반드시 고려해야할 변수로서 사료된다. 또한 본 연구에서 개발한 출하중량을 고려한 업종별 차종선택모형을 실제 산업단지 개발계획 등의 실제 사례에 적용하면 수요 추정결과의 정확도를 높일 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 한계와 향후 연구과제는 다음과 같다. 첫째, 선택대안 집합을 설정함에 있어서 자료의 부족과 한계로 다양한 화물자동차 적재능력을 고려하지 못하여 차종관련 선택대안이 감소된 점은 한계라고 할 수 있다. 둘째, 연구의 범위에 있어서도 한계가 존재한다. 업종에 있어서 국내 제조업의 5개 업종만을 분석하였으나, 제조업외에 농림수축업, 광업, 도매업, 서비스업, 택배업 등의 다양한 업종을 고려할 필요가 있다. 또한, 내수 화물만을 분석하였으나, 수출입 화물까지 연구 대상에 포함한다면 좀더 포괄적으로 해석할 수 있을 것이다. 한편, 해외 연구들과 같이 일부 품목 또는 업종이라도 도로 화물차외에 철도, 연안해운, 항공 운송수단까지 포함하여 출하중량을 고려해 연구하면 운송수단 간의 변화분을 포함한 보다 광의의 결과를 살펴볼 수 있을 것이다. 셋째, 시간과 운임에 대한 실측치를 활용하면 모형의 예측력이 보다 높아질 것으로 예상한다. 더불어 운임에 추가해 해외의 관련 연구와 같이 이자비용, 환적비용, 주문비용 등의 타 물류비용까지 고려한다면 의사결정 과정에서 보다 중요한 비용요인이 무엇인지도 분석할 수 있을 것이다. 마지막으로, 본 연구에서는 다항로짓모형만을 설정하여 연구하였으므로 중첩로짓모형이나 혼합로짓모형 등 다양한 로짓모형을 적용하여 비교 분석하지 못한 한계가 존재한다.Ⅰ. 서론 1 1. 연구의 배경 및 목적 1 2. 연구의 범위 및 방법 5 3. 연구의 구성 6 Ⅱ. 이론 및 선행연구의 고찰 8 1. 이론 8 1) 화물수요 모형의 분류 8 2) 화물수단선택 영향요인 11 2. 선행연구 13 1) 관련 선행연구의 선정 13 2) 출하중량을 배제한 화물 운송수단선택에 관한 연구 13 3) 출하중량을 고려한 화물 운송수단선택에 관한 연구 16 4) 본 연구의 차별성 25 Ⅲ. 출하중량과 화물차종 결합선택모형의 설정 27 1. 모형의 설정 27 2. 선택대안 집합의 설정 31 3. 화주 특성 및 출하화물 특성 독립변수 38 1) 운송시간 39 2) 톤당운임 40 3) 종사자 규모 40 4) 톤당가격 40 5) 출하빈도 41 6) 화물 물동량 41 7) 창고 보유여부 41 8) 출하시 자가용 화물차 동일 적재능력 보유여부 41 9) 출하지역 수도권 여부 42 10) 수하인 업종 도매업 여부 42 11) 과적 여부 42 4. 시장분할 44 5. 모형의 추정방법 47 Ⅳ. 자료의 구축 및 기술적 분석 51 1. 자료의 구축 52 1) 서비스 수준 특성 자료 53 2) 화주 특성 및 출하 화물특성 자료 65 2. 자료의 기술적 분석 68 1) 종속변수 기술적 분석 68 2) 화주 특성 기술적 분석 72 3) 출하 화물특성 기술적 분석 77 Ⅴ. 모형의 추정결과 85 1. 출하중량과 영업용 화물차종 선택모형 추정결과 85 1) 전체 모형의 추정결과 85 2) 거리대별 모형의 추정결과 90 3) 업종별 모형의 추정결과 94 4) 과적을 배제한 모형의 추정결과 104 2. 탄력성 해석 106 3. 모형의 비교평가 115 1) 탄력성 검증 결과 115 2) 시간가치 검증 결과 117 3) 시장분할 검정 결과 121 4. 모형의 적용 123 Ⅵ. 결론 126 1. 연구결과와 시사점 126 1) 연구결과 126 2) 시사점 130 2. 연구의 한계 및 향후 연구방향 131 참고문헌 133 부록 141 [부록 A] 국내 화물운송 관련 참고 자료 141 [부록 B] 자료 구축 관련 조사표 147 [부록 C] 산업업종 구분(제9차 한국표준산업분류) 165 Abstract 166Docto

Predicting the defibrillation success of ventricular fibrillation ecg signal using time-frequency analysis

의공학과/박사[한글]본 논문은 심실세동시 측정된 심전도의 시-주파수 분석을 통해 얻은 파라미터에 근거한 제세동 성공률 예측에 관한 연구이다. 일반적으로 심실세동을 정지시킬 수 있는 가장 효과적인 방법은 전기적인 제세동을 가하는 것이나 불필요한 제세동의 반복을 피하고 효과적인 제세동 시간을 알기 위해서는 제세동 성공에 대한 예측이 매우 중요하다. 제세동 성공률을 정확하게 예측하기 위해서는 관상동맥관류압(coronary perfusion pressure)이나 심근혈류양(myocardial bloo dflow)과 같은 심장의 혈역학적 변수들을 사용해야 하지만 병원 밖이나 응급 상황에서 측정하기 어려우므로 비관혈적방법으로 측정이 가능한 심전도를 이용하게 된다. 실험동물에 심실세동을 유발시킨 후 4분이 경과한 뒤에 에피네프린 투여와 심폐소생술을 시행하며 대동맥압, 우심방압, 심전도를 측정하였다. 총 15회의 실험을 실시하였으며 그 중 소생에 성공한 실험은 9회, 소생에 실패한 실험은 6회 이었다. 관상동맥관류압은 대동맥압과 우심방압의 산술적인 차이를 이용하여 계산하였고 소생성공(return of spontaneous circulation : ROSC)을 예측하기 위해 심전도의 시-주파수 영역에서 파라미터들을 추출 및 분석하였다. 시-주파수 분석을 위해서 Smoothed pseudo Wigner-Ville distribution(SPWV D)을 이용하였다. 제세동 성공률 예측을 위해 사용할 파라미터를 추출하기 위해 각 시간 축의 파워스펙트럼 밀도에서 중간주파수, 최대주파수, 주파수 거칠기, 1/f 기울기를 구하였으며 주파수 구간들에서의 변화를 알아보기 위해서 2~4㎐, 4~6㎐, 6~8㎐, 8~10㎐, 10~12㎐, 12~15㎐ 주파수 구간 면적을 전체 파워스펙트럼 면적에 대한 비율로 계산하여 모두 10개의 파라미터들을 추출하였다. 소생성공과 소생실패 그룹의 차이를 나타내는 파라미터를 찾기 위해 독립표본 t-검정(independent sample t-test)을 이용한 결과 4개의 파라미터(중간주파수, 1/f 기울기, 2~4㎐, 8~10㎐ 대역비)에서 p<0.05의 유의 수준을 나타내었다. 관상동맥관류압과 네 개의 파라미터들의 상관관계를 분석한 결과에서는 중간주파수, 2~4㎐ 대역비, 8~10㎐ 대역비가 각각 0.56, -0.49, 0.31의 상관계수를 나타냈으며 1/f 기울기는 -0.07로 유의수준의 결과를 보이지 못했다. 추출한 파라미터들과 관상동맥관류압과의 관계를 회귀방정식을 이용하여 계산한 선형회귀분석결과에서 결정계수(R2)가 55%였고 1/f 기울기와 8~10㎐ 대역비가 p<0.05 의 유의성을 보였다. 제세동 성공을 예측할 수 있는 가장 적합한 파라미터의 조합을 찾기 위해서 심전도의 시-주파수 영역에서 추출한 네 개의 파라미터로 여섯 개의 조합을 만들었으며 소생성공과 소생실패 그룹의 분리 및 판별 능력을 linear discriminant an alysis(LDA)와 계층적 군집분석(hierarchial clustering analysis)를 이용하여 평가하였다. 중간주파수와 2~4Hz 대역비의 조합이 전체 실험구간에서 민감도 86.6%, 특이도 85.5%로 가장 높았으며 5분 이후에서는 90%이상의 민감도와 특이도를(민감도:91.2%, 특이도: 95.4%) 나타냈다. 본 연구의 결과로 심전도 파라미터들의 조합을 이용한 분석을 통해 소생성공에 대한 판별이 가능함을 보였으며 실시간 분석을 통한 심실세동시 처치효과 분석, 자동 제세동기 개발 등에 이용될 수 있을 것이다. [영문]Fibrillation of ventricle of the heart is a result of chaotic electrical activity of the heart chamber, resulting in loss of coordinated myocardial contraction. Electrical defibrillation is the only effective method of terminating the ventricular fibrillation (VF). Previous studies suggested that cardiopulmonary resuscitation (CPR) and epinephrine administration before counter-shock was more effective method than immediate counter-shock to prolonged ventricular fibrillation. Therefore, the method for evaluating the success rate of defibrillation attempt was needed. Coronary perfusion pressure is the best predictor of the success of cardiac resuscitation. In out-of-hospital, however, there is few non-invasive or practical invasive option for measuring coronary perfusion pressure. Therefore, we measured electrocardiogram (ECG) as predictors of restoration of spontaneous circulation (ROSC). The purpose of this study was to predict the defibrillation success of ventricular fibrillation ECG signal using time-frequency analysis. In this study, coronary perfusion pressure and electrocardiogram were measured during CPR. Parameters extracted from time-frequency domain were served as predictor of resuscitation success. The experiment was performed with 15 mongrel dogs(ROSC: 9, non-ROSC: 6). Time-frequency distribution (TFD) of ECG signals was estimated from the Smoothed pseudo Wigner Ville distribution (SPWVD). Median frequency, peak frequency, 1/f slope, frequency band ratios(2~4㎐, 4~6㎐, 6~8㎐, 8~10㎐, 10~12㎐, 12~15㎐) were extracted from each TFD as a function of time. Independent t-test was used to determine the differences in ROSC and non-ROSC groups. In the statistical results, we selected four significant parameters - median frequency, 1/f slope, 2~4㎐ band ratio, 8~10㎐ band ratio. The relationship between coronary perfusion pressure and ECG parameters was analyzed with linear regression analysis. R-square value was 55%. 1/f slope and 8~10㎐ band ratio had the significant relationship with coronary perfusion pressure. We attempted to predict defibrillation success by combining features extracted from TFD. For a given feature combinations, we evaluated discriminant ability using linear discriminant and clustering analysis. The combination of median frequency and 2~4㎐ band ratio gave the best predictive potential (sensitivity: 86.6%, specificity: 85.5%). After 5-min induced VF, the same combination of feature showed a higher predictive potential (sensitivity: 91.2%, specificity: 95.4%). In these results, we proposed a method to evaluate an outcome predictor for ROSC in cardiac arrest animals. On this basis, it is possible to evaluate the effects therapy during VF, development of automated external defibrillator.ope

A Joint Model Selecting Shipment and Truck Size : Focusing on Shippers in the Korean Manufacturing Industry

본 연구는 국내 제조업 화주를 대상으로 한 2011년의 사업체 물류현황조사 자료를 이용해 출하중량과 화물차종의 개별 결합선택 로짓모형을 추정하였다. 또한 이들 화주의 결합선택행태에 영향을 미치는 요인들인 운송서비스 특성, 화주 특성 및 출하화물 특성들을 분석하였다. 연구 결과 국내 제조업의 화물운송부문에 대해서도 해외의 선행 연구들처럼 출하중량과 화물차종의 결합선택모형이 타당한 것으로 나타났다. 또한 이러한 결합선택형태에 운송시간과 운임뿐만 아니라 화주가 출하할 때 이용하는 영업용 화물차종과 동일한 자가용 화물차의 보유 여부와 과적 여부 등도 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. This paper estimates a disaggregate freight transport logit model selecting shipment and truck size using a dataset provided by the 2011 Korean Commodity Flow Survey. The paper also investigates possible determinants of the joint choice of domestic manufacturing shippers, which include transport service attributes, shipper characteristics, and shipment characteristics. The results indicate that the joint choice model is most feasible for the Korean road freight transport sector of manufactured goods. This joint model also shows transport time and freight rates, the ownership of the same truck as the commercial truck hired by a shipper, and whether the vehicle is overloaded as significant determinants.N