• 제목/요약/키워드: 기술적 불확실성

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확률론적 홍수예측을 위한 불확실성 분석 (Uncertainty Analysis for the Probabilistic Flood Forecasting)

  • 이경태;김영오;강태호
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.71-71
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    • 2012
  • 현재 전 세계적으로 극한강우의 발생빈도가 점차 높아지고 있으며 홍수량 또한 강도가 커지고 있는 것이 현실이다. 하지만 과거의 홍수발생 빈도에 따라 설계된 홍수방어시설들이 점차 한계를 보이고 있으므로 이를 대비하기위한 구조적 대책뿐만 아니라 홍수피해 발생 가능지역에 사전 예경보를 시행하는 비구조적 대책마련 또한 필요하다. 기존의 홍수예측은 확정적인 하나의 유량예측값만을 제공함으로써 신속하고 편리하였지만 이에 대한 불확실성이 큰 경우 예상치 못한 큰 인적 물적 피해를 가져올 수 있다. 이처럼 확률론적 홍수예측의 필요성이 대두되어 지면서 유럽이나 미국등 선진국에서는 EFFS(European Flood Forecasting System)과 NWSRFS(National Water Service River Forecast System)같이 이미 확률론적 홍수예측에 대한 연구 및 기술개발이 활발하게 진행되어지고 있다. 하지만 홍수예측의 확률론적 접근에 있어서는 많은 불확실성들이 내포되어 있으므로 예측시스템에서 생성된 앙상블 유량예측 결과의 신뢰도 분석과 올바른 불확실성 정보의 제공이 필요하다. 본 연구는 확률론적 홍수예측 방법을 국내에 적용시켜서 기상청의 예측시스템 KLAPS(Korea Local Analysis and Prediction System), MAPLE(McGill Algorithm for Precipitation Nowcasting by Lagrangian Extrapolation), UM(Unified Model) 그리고 MOGREPS(Met Office Global Regional Ensemble Prediction System)으로부터 생성된 기상앙상블을 현재 국토해양부 홍수통제소에서 사용하고 있는 강우-유출모형인 저류함수모형(Storage Function Method)의 입력 자료로 사용한다. 확률론적 홍수예측에서 오는 불확실성을 분석하기 위해서 첫 번째로 제공되는 기상예측 시스템의 시 공간적 스케일 및 대상유역의 공간특성에 따라 어떠한 형태로 전파되어지는지를 분석하였다. 두 번째는 각각의 예측시스템들이 선행기간(Lead time)에 따라 불확실성의 특성이 어떻게 나타나게 되는지를 확인하였다. 이러한 불확실성의 특성을 정확하게 파악하게 된다면 예측에 있어서 현재 갖고 있는 문제점들로부터 개선해 나가야 할 방향을 제시해주어 향후연구에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

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지식확산에 관한 실증분석 모델 (TWO MODELS FOR KNOWLEDGE DIFFUSION)

  • Won-Zoe, Shin;Hoon, Choi
    • 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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    • 한국정보기술응용학회 2002년도 추계공동학술대회 정보환경 변화에 따른 신정보기술 패러다임
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    • pp.490-501
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    • 2002
  • 기업의 생산성향상과 이익률에 영향을 줄 수 있는 지식이 경제 전반에 확산되어 나가는 과정은 한 나라의 경제발전속도에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 기업 측면에서는 도입하려는 기술이 도입 후에 그 기업의 이익을 높여 줄 수 있다면 도입하지 않을 이유가 없다. 하지만 미래 수요의 불확실성이나 기술발전 방향의 불확실성 등으로 해서 기업으로서는 도입 후의 이익을 정확히 사전적으로 측정하기는 어렵다. 본 논문에서는 학계에서 일반적으로 사용되고 있는 두 가지 지식확산 모델을 설명하고자 한다. 그 하나는 하나의 새로운 기술이나 상품이 시간이 흐름에 따라 어떻게 전체 사용 가능자(population)에게 확산되는 지를 보여주는 1) Epidemic Diffusion Model (흔히 5자형 - Sigmoid - 모델이라고도 한다. )과 어떤 도입자가 어느 시점에서 대상이 된 새로운 기술을 도입할 것인지 아닌지를 결정하는 모델로서 2) Probit Diffusion Model (프로빗 모델)을 중심으로 한다 그리고 이러한 지식확산과정과 속도에 영향을 줄 수 있는 기업 내부적 요인으로서 도입하고자 하는 기업의 누적된 경험이 중요하다는 것과 기업 외부적 요인으로서 네트웍 효과와 같은 요인들을 설명하였다.

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미래 기후변화 시나리오와 수문모형 매개변수에 따른 미래 유량예측 불확실성 (Uncertainty of future runoff projection according to SSP scenarios and hydrologic model parameters)

  • 김진혁;송영훈;정은성
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권1호
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    • pp.35-43
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    • 2023
  • 미래 유량분석은 기후변화 시나리오와 수문모형의 매개변수에 영향을 받고 이에 따른 불확실성이 존재한다. 본 연구에서는 Shared Socioeconomic Pathway (SSP) 시나리오와 수문모형 매개변수에 따른 미래 유량 분석의 불확실성을 분석하고자 하였다. SSP 시나리오 중, 대표적으로 사용되는 SSP2-4.5와 SSP5-8.5시나리오를 사용하였으며, 수문모형으로는 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모형을 사용하였다. SWAT 모형의 매개변수는 SWAT-CUP을 이용해 관측된 유량 데이터에 따라 총 11개의 기간에 대해 매개변수 최적화를 각각 수행하였다. 그 후 분포의 차이를 계산 할 수 있는 Jensen-Shannon Divergence (JS-D)를 이용해 과거 유량 대비 미래 추정된 유량의 불확실성 분석을 수행하였다. 분석결과 미래 유량의 불확실성은 SSP5-8.5에서 SSP2-4.5보다 더 크게 분석되었으며, 가까운 미래(2021-2060년) 보다 먼 미래(2061-2100년)에서 더 크게 분석되었다. 강우-유출 분석은 수문모형 매개변수에 따라 88.5%-108.5%까지 차이가 발생하였으며, 이에 따라 미래 유량을 추정하는데 불확실성이 발생하였다. 본 연구에서의 수문 모형의 매개변수에 따른 미래 유량 추정의 불확실성은 평년 대비 유량이 적은 연도의 관측 유량 데이터를 이용한 매개변수를 이용할 시 불확실성이 크게 분석되었다. 또한 평년 대비 유량 변화가 큰 기간의 매개 변수일수록 미래 유량 추정의 불확실성이 크게 분석되었다.

시나리오 모델을 활용한 수요 및 가격 불확실성이 존재하는 TFT-LCD 산업에서의 Robust 생산 및 수송계획 (Robust production and transportation planning for TFT-LCD industry under demand and price uncertainties using scenario model)

  • 신현준;유재필
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권9호
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    • pp.3304-3310
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    • 2010
  • 연구는 가격 및 수요 불확실성하의 강건한 (robust) 생산 및 수송 전략을 수립함으로써 수요 및 가격 불확실성이 존재하는 TFT-LCD 제조업 공급사슬망의 의사결정 문제를 해결하고자 한다. 품질로 구분되는 제품들의 생산, 재고 및 물류에 관한 의사결정을 조정하기 위해, 본 연구에서는 생산용량 제약, 해상/항공 수송 리드타임 및 용량 제약 등의 현실적인 제약조건들을 반영하는 확정적 모델을 정의하고, 시나리오 모델을 이용하여 수요 및 가격 불확실성을 함께 반영하는 확률적 혼합정수선형계획법모형들을 개발한다. 또한 개발된 확률적 모형들의 robust 솔루션을 도출하기 위한 휴리스틱 알고리즘을 제안한다. 그리고 이들 모형들로부터 산출된 솔루션의 성능을 실험을 통하여 다양한 시나리오 하에서 평가하도록 한다.

시나리오 기반 미래원전산업의 환경변화 전망 및 수출전략 도출 (Foresight study on the Overseas Export of Nuclear Power Plants)

  • 황병용;최한림;이용석
    • 기술혁신연구
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    • 제20권3호
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    • pp.1-28
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    • 2012
  • 본 연구에서는 시나리오 기반의 전략적 미래예측을 통하여 2030년경 우리나라의 원전산업 분야를 정성적으로 분석하였다. 구체적으로 STEEP맵 작성과 네트워크 분석(Network Analysis)을 활용하여 다차원적인 관점에서 미래원전산업 분야 환경변화 영향요인간의 관계성을 규명하였다. 이어 시나리오 기법을 활용하여 미래원전산업의 핵심 불확실성 요인(Key Uncertainty Factor: KUF)을 중심으로 예상 가능한 3가지의 전략적 시나리오 (Optimistic, Business as usual, Pessimistic)를 생성하고, 해외 원전수출을 위해 정부가 시급히 추진해야 될 시나리오별 공통전략과 최대 위험회피 전략도 함께 제시하였다. 본 연구결과를 통해 에너지 가격, 세계 경기 동향, 원전기술 경쟁력, 원전 마케팅 능력 등이 미래 원전산업 분야의 핵심 불확실성 요인으로 작용함을 알 수 있었다. 또한, 실효성 있는 미래원전 산업의 수출전략 마련을 위해서는 '원전 안전 등 기술력 확보', '원전 인력 확보', '우라늄 등 안정적 자원 확보' 및 '원전 수용성 증대'등에 관한 전략 추진이 중요 정책과제로 상정되어야 함을 제안 하였다. 끝으로 이러한 연구결과에 따른 시사점과 연구의 한계에 대하여 논의하였다.

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온라인 구전 품질 속성이 인지된 구전정보 가치에 미치는 영향분석

  • 김유경;한현수
    • 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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    • 한국정보기술응용학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.143-154
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    • 2007
  • 인터넷이 대중화대면서 온라인 쇼핑이 가능해졌고 구매자들은 인터넷을 통해 구매와 관련 된 경험, 서비스 등을 다른 사람들과 공유할 수 있게 되었다. 인터넷 쇼핑의 특성상 제품을 직접 눈으로 보고 만져 볼 수 없기 때문에 온라인 구전(Online Word of mouth)이 상품 구매 판단의 잣대로 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 온라인 쇼핑몰에서 구전 정보 특성이 구매자들의 인지된 구전 정보 가치에 영향을 미치는지 실증적으로 분석하였다. 구전정보의 객관성, 관련성, 신빙성, up-to-dateness는 인지된 구전정보가치 즉 구매 불확실성 감소에 긍정적인 영향을 주었다. 구매 불확실성 감소는 온라인 쇼핑몰의 신뢰에 긍정적인 영향을 미쳤다.

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제한된 수문사상을 갖는 유역의 단위도 매개변수 산정 불확실성 분석에 관한 연구 (A study on the uncertainty assessment of Clark unit hydrograph with limited events)

  • 권지혜;박지연;김태형;신철식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.423-423
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    • 2015
  • 국내에서는 유역의 설계홍수량을 결정하기 위해 강우-유출 사상에 의해 유도된 대표단위도를 활용하는 방식이 일반적으로 채택되고 있으나, 유역의 실측 호우사상이 부족한 경우 대표단위도의 신뢰성은 종종 논쟁의 여지를 갖게 된다. 이는 제한된 수의 자료를 활용하여 도출된 매개변수의 평균이나 최대/최소값으로 채택되는 대표단위도를 통해 산정되는 설계홍수량이 왜곡될 수 있는 가능성에 기인하는 것이다. 따라서 매개변수 산정 및 검정에 활용되는 사상의 수와 질이 설계홍수량 산정에 미치는 영향을 파악하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 가용한 호우사상의 수가 제한된 유역의 경우 Clark 단위도의 매개변수 도출에 대한 불확실성 분석을 수행하였다. 대상유역은 비교적 다량의 실측 호우사상을 갖는 국내 중규모 댐 유역으로 선정하였으며, 호우사상 모집단의 수가 N개일 때 단위도 유도에 활용되는 사상을 2개부터 N-1개까지 증가시켜 가며 분석대상이 되는 호우사상이 무작위로 선정될 경우를 가정하였다. 불확실성 분석을 수행하기 위하여 Monte Carlo Simulation을 각 호우사상 수별로 100회씩 적용하였으며, 이 때 확률변수는 등분포함수를 따르는 것으로 가정하여 각 호우사상이 선정될 가능성을 동일하게 부여하였다. 이러한 과정을 통해 선정된 호우사상별 매개변수들 중 도달시간과 저류상수의 평균값과 최소값을 대표단위도(평균, 최대)의 매개변수로 각각 채택하여 설계홍수량을 도출하였다. 그 결과 선정된 호우사상의 양과 질에 관계없이 호우사상 수가 증가함에 따라 채택되는 대표단위도의 매개변수가 안정되는 경향을 보였으며, 설계수문곡선의 첨두홍수량 분포는 음으로 왜곡되는 경향을 나타내어 설계홍수량이 과소산정될 가능성이 감소하는 결과를 보였다. 즉, 대상유역의 분석 대상 호우사상 수가 증가하면 대표단위도 매개변수 및 설계홍수량 산정결과가 안정되는 경향을 보이므로 설계홍수량 산정의 신뢰성을 향상 시킬 수 있을 것이며, 이는 향후 설계홍수량 산정 및 평가를 수행하는 기술자들의 판단도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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레이더 강우 오차특성 기반의 강우 앙상블 생성 (Ensemble Generation of Rainfall Based on the Error Characteristics of Radar Rainfall)

  • 강나래;주홍준;이명진;김형수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.247-247
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    • 2017
  • 수문분석이 있어 정확한 강우량 추정 및 강우 자료의 품질은 매우 중요한 요소이다. 유출분석의 기본 입력 자료인 만큼 홍수유출 결과에도 큰 영향을 미치게 되는데, 현재 하나의 확정적인 값으로 제공되는 레이더 강우 자료는 추정과정에서 많은 오차 및 불확실성을 포함하고 있다. 강우 자료의 불확실성은 기상현상의 예측능력 한계로 인한 것으로 관측지점에서의 발생 가능한 다양한 강우시나리오의 범위를 나타낸다. 본 연구에서는 임의의 값을 추정하는데 있어 하나의 값이 아닌 가능한 값들의 범위를 정의하거나 확률분포를 표현할 수 있는 확률론적인 방법을 이용하여 레이더 강우 앙상블을 생성하고자 하였다. 2012년 남강댐 유역에 발생한 태풍 '산바', '볼라벤'을 대상으로 자료간 오차 공분산을 고려하여 강우 앙상블을 생성하였으며, 레이더 강우에 내포된 불확실성 정도를 정량적으로 제시하였다. 생성된 강우 앙상블은 레이더 강우의 전체적인 편의보정뿐만 아니라 지상강우의 패턴을 잘 모의하고 있는 것으로 나타났으며, 레이더에 의해 추정한 강우의 불확실성을 잘 표현하고 있는 것으로 확인되었다. 강우 앙상블 생성 방법은 발생 가능한 다양한 강우 시나리오를 제공할 수 있으며 홍수예경보와 같은 의사 결정에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

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레이더 강우 오차특성 기반의 강우 앙상블 생성 (Ensemble Generation of Rainfall Based on the Error Characteristics of Radar Rainfall)

  • 강나래;주홍준;이명진;김형수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.2-2
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    • 2017
  • 수문분석이 있어 정확한 강우량 추정 및 강우 자료의 품질은 매우 중요한 요소이다. 유출분석의 기본 입력 자료인 만큼 홍수유출 결과에도 큰 영향을 미치게 되는데, 현재 하나의 확정적인 값으로 제공되는 레이더 강우 자료는 추정과정에서 많은 오차 및 불확실성을 포함하고 있다. 강우 자료의 불확실성은 기상현상의 예측능력 한계로 인한 것으로 관측지점에서의 발생 가능한 다양한 강우시나리오의 범위를 나타낸다. 본 연구에서는 임의의 값을 추정하는데 있어 하나의 값이 아닌 가능한 값들의 범위를 정의하거나 확률분포를 표현할 수 있는 확률론적인 방법을 이용하여 레이더 강우 앙상블을 생성하고자 하였다. 2012년 남강댐 유역에 발생한 태풍 '산바', '볼라벤'을 대상으로 자료간 오차 공분산을 고려하 2012년 남강댐 유역에 발생한 태풍 '산바', '볼라벤'을 대상으로 자료간 오차 공분산을 고려하여 강우 앙상블을 생성하였으며, 레이더 강우에 내포된 불확실성 정도를 정량적으로 제시하였다. 생성된 강우 앙상블은 레이더 강우의 전체적인 편의보정뿐만 아니라 지상강우의 패턴을 잘 모의하고 있는 것으로 나타났으며, 레이더에 의해 추정한 강우의 불확실성을 잘 표현하고 있는 것으로 확인되었다. 강우 앙상블 생성 방법은 발생 가능한 다양한 강우 시나리오를 제공할 수 있으며 홍수예경보와 같은 의사 결정에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

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지식확산에 관한 실증분석 모델 (TWO MODELS FOR KNOWLEDGE DIFFUSION)

  • Shin, Won-Zoe;Park, Hoon
    • 한국산업정보학회:학술대회논문집
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    • 한국산업정보학회 2002년도 추계공동학술대회
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    • pp.490-501
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    • 2002
  • 기업의 생산성향상과 이익률에 영향을 줄 수 있는 지식이 경제 전반에 확산되어 나가는 과정은 한 나라의 경제발전속도에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 기업 측면에서는 도입하려는 기술이 도입 후에 그 기업의 이익을 높여 줄 수 있다면 도입하지 않을 이유가 없다. 하지만 미래 수요의 불확실성이나 기술발전 방향의 불확실성 등으로 해서 기업으로서는 도입 후의 이익을 정확히 사전적으로 측정하기는 어렵다. 본 논문에서는 학계에서 일반적으로 사용되고 있는 두 가지 지식확산 모델을 설명하고자 한다. 그 하나는 하나의 새로운 기술이나 상품이 시간이 흐름에 따라 어떻게 전체 사용 가능자(population)에게 확산되는 지를 보여주는 1) Epidemic Diffusion Model (흔히 S자형 - Sigmoid - 모델이라고도 한다.)과 어떤 도입자가 어느 시점에서 대상이 된 새로운 기술을 도입할 것인지 아닌지를 결정하는 모델로서 2) Probit Diffusion Model (프로빗 모델)을 중심으로 한다. 그리고 이러한 지식확산과정과 속도에 영향을 줄 수 있는 기업 내부적 요인으로서 도입하고자 하는 기업의 누적된 경험이 중요하다는 것과 기업 외부적 요인으로서 네트웍 효과와 같은 요인들을 설명하였다.

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