• 제목/요약/키워드: 다항회귀모델

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일강우자료를 활용한 지하수위 예측기법 개발 (Development of a Technique for Estimating Ground Water Level Using Daily Precipitation Data)

  • 박재현;최용선;박창근;양정석;부성안
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.189-193
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    • 2006
  • 대체용수원의 개발이 시급하게 대두되어지고 있는 가운데 제한된 수자원을 보다 효과적으로 사용하기 위한 하나의 방법으로 지하댐(Groundwater Dam) 건설을 이용한 지하수 자원의 개발이 하나의 방법으로 제안되었다. 하지만 해안지역에 설치된 지하댐을 운영할 경우 지하수위 변동에 따른 염수의 침입을 고려하여 운영하여야 한다. 특히 갈수시는 지하수위 하강이 강하게 나타나는 시기로 지하수위는 지하댐 최적운영을 위한 중요한 지표가 된다. 특히 강우량 자료를 활용한 가뭄지수와 지하수위의 관계를 설명 할 수 있다면 예상 강우자료를 활용한 장래의 지하수위를 예측 할 수 있으며 이것은 지하댐 운영에 매우 효과적으로 활용 할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 기존의 강우와 예상 강우 자료를 활용하여 지하수위 예측기법을 개발하였다. 과거 강수량의 일이동 평균값을 바탕으로 한 다항 회귀모델을 수립하여, 계절적 특성을 고려한 구간을 분리하여 적용하였다. 예측된 지하수위의 정확성을 알아보기 위해 관측된 지하수위와 예측된 지하수위를 비교 분석하였다. 분석 결과 단순회귀기법을 지하수위를 예측한 경우 $0.62{\sim}0.63$의 상관계수를 보인반면 다항회귀기법을 적용한 결과 $0.62{\sim}0.84$로 상관계수가 증가하였다. 대체적으로 관측된 지하수위와 예측된 지하수위는 비슷한 경향을 보였다. 따라서 지하댐 운영에 있어 최적의 취수량을 개발하기위해 일강우자료를 활용한 지하수위 예측기법의 활용성은 매우 높은 것으로 판단된다.

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2차 다항회귀 메타모델을 이용한 달착륙선 충격흡수 시스템의 순차적 근사 최적설계 (Sequential Approximate Optimization of Shock Absorption System for Lunar Lander by using Quadratic Polynomial Regression Meta-model)

  • 오민환;조영민;이희준;조진연;황도순
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.314-320
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    • 2011
  • 본 연구에서는 2단으로 구성된 달착륙선 충격 흡수 장치에 대한 최적화를 수행하였다. 충격 흡수 장치의 복잡한 충격거동을 모사하기 위해 1차원 구성방정식 모델을 제안하였으며, 이와 함께 상용해석 소프트웨어인 ABAQUS를 활용하여 최적화를 위한 2차 다항회귀 메타모델을 구성하였다. 구성된 메타모델을 순차적 근사 최적설계 기법에 적용하여 2단 충격 흡수 장치의 최적화를 수행하였으며, 이를 통해 허니컴 구조를 이용한 충격 흡수장치의 셀크기와 포일 두께를 변화시킴에 따라 달착륙선의 월면 착륙 시 충격하중을 크게 저감시킬 수 있음을 확인하였다.

빨래 건조시간 예측을 위한 기계학습 시스템 (A Machine Learning System for Laundry Drying Time Prediction)

  • 사공훈;남성호;윤승원;박장수;유원상
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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    • pp.91-93
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    • 2022
  • 빨래 건조대는 국내에서 빨래 건조를 위해 주로 사용되지만, 건조 알림 기능이 없어 빨래 건조기에 비하여 사용상의 불편함이 따른다. 본 연구에서는 다항회귀(polynomial regression) 기계학습 모델을 사용하여 빨래 건조시간 예측이 가능한 스마트 빨래 건조 알림 시스템을 제안하였다. 제안된 다항회귀 알고리즘은 빨래 건조대에 부착된 수분센서로부터 측정된 수분량 데이터로부터 옷감 종류에 따른 빨래 건조 시간을 예측하는데 선형회귀보다 높은 정확도를 보였다(면 97.5>95.3%, 합성섬유 94.8>92.8%).

직교 다항 회귀모델을 이용한 수용설비의 소비전력 추정 (Power Demand Estimation of Consuming Facility using Orthogonal Polynomial Regression Model)

  • 고희석;이충식;지봉호;김일중
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.75-81
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    • 1999
  • 본 연구에서는 직교 다항 회귀모델을 이용하여 수용설비의 소비전력을 추정하는 알고리즘을 제시한다. 제시하는 추정모델은 수학적인 방법인 외삽법과 상관법을 이용할 수 있고, 저차의 방정식을 고차의 방정식에 어떤 수정도 없이 그대로 저차의 계수를 사용할 수 있어 다중 회귀모델에 비해 계산시간 및 계산용량이 절약되며, 이것의 반대 상황도 성립하여 소비전력을 추정하는데 매우 유용한 방법이라 할 수 있다. 추정 모델을 2차, 3차 4차로 구성하고 추정한 결과 4차 모델이 양호한 결과를 나타내었으며, 상관법에 의해 수용설비의 소비전력을 추정한 결과 추정 오차율이 2[%] 이하로 양호하였다. 그리고 외삽법에 의해 1997년의 소비전력을 추정한 결과 4차 모델의 추정 오차율이 1[%]대를 나와 추정모델의 유효성과 타당성을 검증할 수 있었다.

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YOLOv5 및 다항 회귀 모델을 활용한 사과나무의 착과량 예측 방법 (Estimation of fruit number of apple tree based on YOLOv5 and regression model)

  • 곽희진;정윤주;전익조;이철희
    • 전기전자학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.150-157
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    • 2024
  • 본 논문은 딥러닝 기반 객체 탐지 모델과 다항 회귀모델을 이용하여 사과나무에 열린 사과의 개수를 예측할 수 있는 새로운 알고리즘을 제안한다. 사과나무에 열린 사과의 개수를 측정하면 사과 생산량을 예측할 수 있고, 농산물 재해 보험금 산정을 위한 손실을 평가하는 데에도 활용할 수 있다. 사과 착과량 측정을 위해 사과나무의 앞면과 뒷면을 촬영하였다. 촬영된 사진에서 사과를 식별하여 라벨링한 데이터 세트를 구축하였고, 이 데이터 세트를 활용하여 1단계 객체 탐지 방식의 CNN 모델을 학습시켰다. 그런데 사과나무에서 사과가 나뭇잎, 가지 등으로 가려진 경우 영상에 포착되지 않아 영상 인식 기반의 딥러닝 모델이 해당 사과를 인식하거나 추론하는 것이 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해, 우리는 두 단계로 이루어진 추론 과정을 제안한다. 첫 번째 단계에서는 영상 기반 딥러닝 모델을 사용하여 사과나무의 양쪽에서 촬영한 사진에서 각각의 사과 개수를 측정한다. 두 번째 단계에서는 딥러닝 모델로 측정한 사과 개수의 합을 독립변수로, 사람이 실제로 과수원을 방문하여 카운트한 사과 개수를 종속변수로 설정하여 다항 회귀 분석을 수행한다. 본 논문에서 제안하는 2단계 추론 시스템의 성능 평가 결과, 각 사과나무에서 사과 개수를 측정하는 평균 정확도가 90.98%로 나타났다. 따라서 제안된 방법은 수작업으로 사과의 개수를 측정하는 데 드는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다. 또한, 이 방법은 딥러닝 기반 착과량 예측의 새로운 기반 기술로 관련 분야에서 널리 활용될 수 있을 것이다.

기계학습을 활용한 도로비탈면관리시스템 데이터 품질강화에 관한 연구 (The Study for Improvement of Data-Quality of Cut-Slope Management System Using Machine Learning)

  • 이세혁;김승현;우용훈;문재필;양인철
    • 지질공학
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    • 제31권1호
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    • pp.31-42
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    • 2021
  • 도로비탈면관리시스템(Cut-Slope Management System, CSMS)은 전국 일반국도 비탈면에 대해 기초·정밀 조사를 바탕으로 데이터베이스를 구축해왔다. 그런데 이러한 데이터는 사람에 의해 기록되기 때문에 데이터 누락 및 오기입 문제가 발생할 수밖에 없다. 본 연구에서는 데이터의 불완전성 문제를 극복하기 위해 여러 머신러닝 기반의 예측모델들을 개발하고 이를 이용한 데이터 품질 강화 가능성을 검토하고자 하였다. 우선 다 범주 문자형 데이터를 수치화하는 과정을 수행하였고, 선정된 데이터 항목들에 대해 다항 로지스틱 회귀분석(Multinomial Logistic Regression)과 심층신경망(Deep-Neural-Network) 기반의 예측모델들을 개발하였다. 그 결과, 심층신경망 모델들의 정확도가 월등히 높은 것으로 나타났다. 향후 개발된 모델들을 활용하여 누락 및 오기입 데이터의 보완이 가능할 것으로 기대된다.

항공 LiDAR 자료를 이용한 산림재적추정 모델 개발 - 봉화군 춘양면 애당리 혼효림을 대상으로 - (Development of Forest Volume Estimation Model Using Airborne LiDAR Data - A Case Study of Mixed Forest in Aedang-ri, Chunyang-myeon, Bonghwa-gun -)

  • 조승완;김용구;박주원
    • 한국지리정보학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.181-194
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 산림재적 현장자료와 항공 LiDAR 자료 기반의 산림재적 추정을 위한 회귀모델의 개발이다. 추정 모델은 경상북도 봉화군 지역에서 임의추출법에 의해 선정된 30개의 원형 표본지로부터 산출한 표본지별 산림재적을 반응변수로 하고, 항공 LiDAR 원자료로부터 개별 표본지의 고도분포 백분위수(Height Percentiles, HP) 및 층위 단위 점 개체수 백분율(Height Bin, HB)을 추출하여 예측변수로 사용하여 구성하였다. 단순선형회귀분석, 이차 다항회귀분석 및 단계적 회귀분석 방법을 이용한 다중회귀분석을 실시하여 적합모델들의 후보들을 도출하였으며, 검증을 위하여 각 모델별로 교차 타당성 검증을 실시하여 PRESS 통계치를 구하였다. 모델의 $R^2$ 및 PRESS을 비교하여 적합성을 검토한 결과, $HB_{5-10}$, $HB_{15-20}$, $HB_{20-25}$, $HBgt_{25}$의 다중회귀모델의 $R^2$이 0.509로 가장 높고, $HP_{25}$ 단순회귀모델의 PRESS 값이 122.352으로 가장 낮은 것으로 나타났다. 수직구조가 복잡한 우리나라 산림재적을 추정하는 모델로는 다양한 수직적 정보를 포함하고 있는 $HB_{5-10}$, $HB_{15-20}$, $HB_{20-25}$, $HBgt_{25}$이 상대적으로 보다 적합하다고 사료된다.

중심합성법에 의한 구조최적화에서 회귀함수변화의 영향 (Effect of Various Regression Functions on Structural Optimizations Using the Central Composite Method)

  • 박정선;전용성;임종빈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.26-32
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    • 2005
  • 본 연구에서는 반응표면법에 다항함수, 지수함수, 로그함수등을 적용한 다양한 회귀함수를 이용하여 최적화를 수행하였다. 이를 검증하기 위해 트러스 구조와 하니콤 복합재 플랫폼에 대하여 응력 및 고유진동수를 고려하여 최적설계를 수행하였다. 근사함수를 효과적이고 용이하게 하는 방법을 실험계획법이라 하는데 중심합성법, 요인설계법, 회전계획법, 심플렉스법 등이 있으며, 본 연구에서는 중심합성법을 이용하여 반응표면을 생성하였다. 이를 위하여 구조해석 코드로 MSC/NASTRAN을 사용하였으며 최적설계 프로그램은 중심합성법을 기반으로 하여 다양한 회귀모델에 의한 반응표면을 적용하여 작성하였다. 또한 이 결과를 기존의 도함수를 이용한 최적화 기법이나 유전자알고리즘을 이용한 최적화 결과와 비교하여 반응표면법의 설계상의 장점 및 반응표면 생성 시 다양한 회귀모델에의 사용에 대한 신뢰성을 확인하였다.

다항회귀분석을 활용한 혼합경량토의 강도산정 모델 개발 (Development of Strength Prediction Model for Lightweight Soil Using Polynomial Regression Analysis)

  • 임병권;김윤태
    • 한국해양공학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.39-47
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    • 2012
  • The objective of this study was to develop a strength prediction model using a polynomial regression analysis based on the experimental results obtained from ninety samples. As the results of a correlation analysis between various mixing factors and unconfined compressive strength using SPSS (statistical package for the social sciences), the governing factors in the strength of lightweight soil were found to be the crumb rubber content, bottom ash content,and water-cement ratio. After selecting the governing factors affecting the strength through the correlation analysis, a strength prediction model, which consisted of the selected governing factors, was developed using the polynomial regression analysis. The strengths calculated from the proposed model were similar to those resulting from laboratory tests (R2=87.5%). Therefore, the proposed model can be used to predict the strength of lightweight mixtures with various mixing ratios without time-consuming experimental tests.

과다 설계변수를 고려한 차량 BIW의 소재배치 최적화 (Material Arrangement Optimization for Automotive BIW considering a Large Number of Design Variables)

  • 박도현;진성완;이갑성;최동훈
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.15-23
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    • 2013
  • Weight reduction of a automobile has been steadily tried in automotive industry to improve fuel efficiency, driving performance and the production profits. Since the weight of BIW takes up a large portion of the total weight of the automobile, reducing the weight of BIW greatly contributes to reducing the total weight of the vehicle. To reduce weight, vehicle manufacturers have tried to apply lightweight materials, such as aluminum and high-strength steel, to the components of BIW instead of conventional steel. In this research, material arrangement of an automotive BIW was optimized by formulating a design problem to minimize weight of the BIW while satisfying design requirements about bending and torsional stiffness and perform a metamodel-based design optimization strategy. As a result of the design optimization, weight of the BIW is reduced by 45.7% while satisfying all design requirements.