한국수자원학회논문집 (Journal of Korea Water Resources Association)

  • 제42권6호
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  • Pages.445-455
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  • 2009
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  • 2799-8746(pISSN)
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  • 2799-8754(eISSN)
한국수자원학회 (Korea Water Resources Association)
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상수관로에 대한 시간종속형 공변수를 포함한 포괄적 비례위험모형

The Comprehensive Proportional Hazards Model Incorporating Time-dependent Covariates for Water Pipes

  • 박수완 (부산대학교 공과대학 사회환경시스템공학부)
  • Park, Su-Wan (Dept. of Civil and Env. Eng., Pusan National Univ.)
  • 발행 : 2009.06.30
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초록

본 논문에서는 연구대상 지역의 150 mm 주철 상수관로의 첫 번째 파손으로부터 일곱 번째 파손사건에 대한 비례 위험모형을 구축하였다. 모형의 구축과정에서 공변수의 위험률에 대한 비례위험 가정을 검사하여 이를 위배할 경우 시간종속형 공변수로 모형화하였다. 그 결과 첫 번째 파손에 대해서는 관로의 제원 및 연결 방식과 급수인구가, 그리고 두 번째 파손 사건에 대해서는 급수인구의 영향이 시간에 따라 변하는 것으로 나타났다. 각 생존시간군의 기저위험률에 대한 분석으로부터 첫 번째와 두 번째 파손에 대해서는 대체적으로 파손 위험률이 시간에 따라 계속해서 증가하는 것으로 나타났으며, 세 번째 파손으로부터 일곱번째 파손사건에 대해서는 파손 위험률이 감소하다가 시간이 지나면 증가하는 욕조 모양으로 추정되었다. 또한 시간과 파손횟수에 따른 기저위험률의 변화 및 각 생존시간군의 중간생존시간으로부터 연구대상 상수관로들은 파손횟수가 증가할수록 전반적인 관로의 상태가 악화되는 것으로 판단된다. 추정된 공변수의 회귀계수와 위험비율을 이용하여 관로파손에 미치는 인자와 그 시간적 영향에 대하여 분석하였으며, 구축된 모형의 이탈잔차를 이용하여 모형의 적합도를 검증하였다.

In this paper proportional hazards models for the first through seventh break of 150 mm cast iron pipes in a case study area are established. During the modeling process the assumption of the proportional hazards for covariates on the hazards is examined to include the time-dependent covariate terms in the models. As a result, the pipe material/joint type and the number of customers are modeled as time-dependent for the first failure, and for the second failure only the number of customers is modeled as time-dependent. From the analysis on the baseline hazard functions the failure hazards are found to be generally increasing for the first and second failure, while the hazards of the third break and beyond showed a form of a bath-tub. Furthermore, the changes in the baseline hazard rates according to the time and number of break reflect that the general condition of the pipes is deteriorating. The factors causing pipe break and their effects are analyzed based on the estimated regression coefficients and their hazard ratios, and the constructed models are verified using the deviance residuals of the models.

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