자료동화(Data Assimilation) 기법은 실시간 수문학적 예측에 있어 정확도 향상을 위해 필수적인 과정이다. 가장 대중적으로 사용되는 기법들 중 하나가 모델 상태변수와 매개변수를 동시에 업데이트할 수 있는 이중 앙상블 칼만 필터(Dual Ensemble Kalman Filter)이다. 이 방법은 정확도 개선 및 적용의 용이성 때문에 많은 연구 분야에서 사용되어져 왔지만, 앙상블을 생성하는 과정에서 상당시간이 소요되는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 상태변수와 매개변수를 동시에 업데이트 하면서 홍수 예측의 정확성을 보장할 뿐만 아니라, 앙상블 생성에 있어 계산 효율을 크게 향상시킬 수 있는 기법을 제안한다. Polynomial Chaos Expansion(PCE) 기법을 사용하여 앙상블 칼만 필터를 모방(mimic)할 수 있는 새로운 대체필터(Surrogate Filter)를 개발하는 것을 목표로 한다. 구체적으로 대체필터를 구성하기 위한 다양한 필터를 설계하였다. 첫째 시간에 대해서 PCE가 변화하지 않는 '불변 필터'(즉, 전체 예측기간에 대해 하나의 필터를 사용하여 자료동화할 수 있는 대체필터)와, 매 시간마다 PCE가 변화하는 '시변 필터'(즉, 예측하는 매 시간마다 새로운 필터를 생성해야 하는 대체필터)를 설계하여 적용성, 정확성, 예측성 등을 비교하였다. 또한, PCE의 하이퍼 매개변수를 최적화하기 위한 최적의 프레임 워크가 제안되어, 대체필터를 구축하는 데 효율을 높이고 PCE의 과적합(overfitting) 현상을 피할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제안된 기법은 기존 단일 및 이중 앙상블 칼만 필터(EnKF)의 결과와 비교 검증하였으며, 그 결과는 다음과 같다. (1) 대체필터의 대부분은 원래 EnKF와 비슷한 정도의 불확실성을 설명할 수 있음; (2) 모든 대체 필터는 선행시간이 짧은 경우의 예측에 있어 우수한 결과를 제공하며, 시변 필터가 불변 필터보다 더 정확한 예측 결과를 제공함; (3) 대체필터는 원래 앙상블 칼만필터보다 최대 500배 빠른 속도로 성능을 향상시킬 수 있음. 제안된 대체필터는 자료동화를 수행하는 기존필터와 비슷한 정도의 정확성, 매우 향상된 효율성을 보장함을 확인할 수 있었다.
글로벌시장경쟁에서 국가와 기업은 미래 핵심유망기술에 진입을 시도하고 선점하여 기업의 이윤을 극대화하고자 기술예측 활동을 적극 전개하고 있다. 본 논문에서는 기존기술이 적용된 제품이 유망 신기술로 대체되어 시장을 지배하는데 소요되는 시장대체시간을 예측하고자 특허출원동향에 기반을 둔 성장모형을 제안한다. 유망대체기술 출현을 예측하기 위해 Bhargava가 일반화한 Fisher-Pry 모형은 최초 Fisher-Pry 모형에 비해 예측결과가 비교적 만족스러웠지만, 변수 문제로 대체율 거동을 제대로 예측하기가 쉽지 않았다. 이를 해결하기 위해 3개의 변수를 갖는 지수함수를 3개의 변수를 갖는 2차 방정식으로 수정하였고, 이 수정모형은 대체율 거동에 잘 부합되는 함수 거동을 보여주었다. 광저장장치기술에 대한 대체시간 예측 검증을 위하여 광저장장치의 특허동향분석을 통한 2차 방정식 형태의 Fisher-Pry 수정모형을 적용한 결과 만족스러운 검증결과를 얻을 수 있었다. 비록 1차 방정식 보다는 결정할 변수가 하나가 늘어 다소 복잡하여 졌으나, 대체율 거동 예측 정확도가 높아졌다. 이는 시장대체시간 예측 분석에 있어 종래 방법론에 비해 소요되는 인적, 시간적, 비용적인 측면에서 많은 효율성을 제고할 수 있게 되었다. 중소기업 및 개인 연구자들도 본 모형을 적용하여 유망대체기술에 대한 시장대체시간을 쉽게 예측할 수 있도록 간편성과 사용성을 높여 활용도가 높을 것으로 기대된다.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제24권3호
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pp.445-451
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2013
시간 중도 절단된 지수모형에서 고장이 일어나는 즉시 고장 난 부품들을 새로운 부품들로 대체시키는 방법을 고려하였다. 이때 대체 가능한 개수를 제한하는 조건하에서 부품들의 수명분포가 모두 같은 경우와 모두 같지 않은 일반적인 경우에 대한 모수의 최우추정량을 구하였다. 그리고 모의실험을 통해 대체 가능한 개수를 제한한 경우의 모수에 대한 최우추정량과, 대체개수를 제한하지 않은 경우의 모수에 대한 최우추정량을 평균제곱오차의 관점에서 비교하고, 그 차이가 미세하게 되는 제한된 대체 개수를 제시하였다.
모형이 갖는 불확실성의 정량화나 매개변수의 최적화는 계산시간의 기하급수적인 증가를 가져온다. 계산시간의 효율성을 극대화할 수 있는 기법으로 최근 대체모형이 개발되었으며, 다양한 분야에서 적용되고 있다. 그러나 대체모형은 훈련된 데이터 공간에서 크게 벗어난 극한 사상를 정확하게 모의하기는 어려운 단점이 있다. 본 연구는 이와 같은 대체모형의 단점을 개선할 수 있는 새로운 PCK(polynomial chaos-krigging) 기법을 제시한다. PCK는 PCE(polynomial chaos expansion) 기법과 OK(ordinary krigging) 기법을 결합한 것이며, PCK의 효과는 기존의 PCE 및 OK 모형의 결과와 비교하여 입증하였다. 본 연구의 분석 결과는 다음과 같다. (1) PCK는 더 적은 수의 훈련 샘플만으로도 원래 모형을 더 정확하게 대체할 수 있다. (2) 원래 훈련 샘플보다 약 3배 더 큰 극한사상을 모의했을 때, PCE와 OK는 예측이 실패하였지만, PCK의 예측은 정확하였다. (3) 민감도 분석 결과 PCK의 매개변수 특성과 거동이 PCE 및 OK보다 원래 모형의 특성과 거동에 더 일치한다. 본 연구에서는 3개의 대체모형의 결과를 원래모형의 결과와 비교하였으며 그 적용성을 극한강우에 대해 검토하였다. 일반적으로 훈련 샘플의 범위와 비슷한 강우사상에 대해서는 모든 대체모형의 결과가 우수하였으나, 훈련 샘플의 범위에서 벗어난 극한 사상의 모의는 PCK만 적용이 가능하였다. 제안된 대체모형은 극한사상의 예측에 있어 기존 대체모형보다 매우 향상된 정확도를 제공함을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 머루를 이용한 sourdough를 제조하고 머루 sourdough 10%, 30%, 50% 및 70%를 대체한 식빵의 이화학적 특성과 관능검사를 실시하였다. $25^{\circ}C$에서 발효한 머루액종의 pH는 발효시간이 증가할수록 pH는 유의적으로 낮아졌으며, 적정 산도는 증가하는 경향을 나타냈다. 당도는 발효 1일차에 $4.57^{\circ}Brix$로 가장 높았고 발효시간이 증가할수록 유의적으로 낮아졌으며(P<0.05), 알코올 함량은 1일 차에는 나타나지 않았고 4일차에서 1.37%를 나타냈다. 완성된 발효액에 밀가루를 첨가하여 $20^{\circ}C$에서 36시간 발효하여 sourdough를 제조하였다. 제조된 머루 sourdough 10%, 30%, 50% 및 70%로 대체하여 식빵을 제조하였다. 식빵 반죽의 pH는 sourdough 대체량이 증가할수록 낮아졌으며 적정 산도는 유의적으로 증가하였다. 발효시간에 따른 발효팽창력은 10% 대체군이 20.00%로 유의적으로 가장 낮았으며(P<0.05), sourdough 첨가량이 증가할수록 유의적으로 높아졌다(P<0.05). 반죽의 2차 발효시간에서 대체군들은 머루 대체량이 증가할수록 유의적으로 낮아졌다(P<0.05). 식빵의 비용적은 50% 대체군이 4.76 mL/g으로 가장 높은 값을 나타냈다. 수분 함량은 머루 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 증가하였고(P<0.05), 수분활성도는 실험군들 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다(P<0.05). 조직감에서 경도는 50% 대체군이 19.23 g으로 가장 낮게 나타났다. 기호도 검사 결과 색, 향미, 부드러운 정도 및 전체적인 기호도는 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다. 따라서 식빵의 품질 특성과 소비자 기호도 등을 고려할 때 머루 sourdough 50% 대체군이 최적배합비로 결정되었다.
음절과 글자의 내부구조에 대한 언어학적 심리학적 논의들을 개관하였다. 영어의 음절구조에 대한 연구들은 초두자음/각운 구조를 지지하고 있다. 한편 한국어의 음절과 글자의 내부구조에 대한 최근의 연구는 영어에서 얻어진 결과들과 다른 결과를 얻고 있다. 자모대체 과제를 사용한 이 연구에 의하면, 글자유형에 관계없이 종성자모의 대체시간이 초성자모의 대체시간보다 짧았다. 이러한 결과는 음절에 대응하는 글자의 내부구조로서 초중성자모/종성자모 구조를 지지하고 있다. 선행연구 결과들을 바탕으로 음운단위와 표기단위의 상동성, 그리고 언어특유적 음절구조의 가능성에 대해서 논의하였다.
이 논문은 한국 노동시장의 수요구조에 관한 기존 연구들을 서베이한 것이다. 한국 노동수요의 특징을 보면 노동과 자본 간에 대체재 관계가 성립하며, 노동을 사무직과 생산직으로 세분해도 대체관계는 변함없다. 대체탄력성의 크기는 0과 1 사이에 있다. 고용과 근로시간은 대체/보완 관계가 명확하지 않다. 법정 근로시간 단축은 실 근로시간을 단축시켰으나 고용은 늘지 않았다. 노동수요 탄력성은 단기에 0.5 미만으로 작다. 기술변화는 1980년대 중반 이후 노동절약적으로 변하였고 1990년대 중반 이후 숙련편향적 성격으로 숙련노동 수요를 늘렸다.
낮은 대여폭을 갖는 이동 컴퓨팅 환경에서 캐슁은 요구 경쟁을 감소시킴으로서 응답시간을 향상시킬수 있는 유용한 방법이다. 전통적인 캐쉬 기반의 시스템에서는 히트율을 향상시키는 것이 일반적으로 빠른 응답시간을 위한 주요한 관심사중의 하나였다. 그렇지만, 이동 컴퓨팅 환경에서는 히트율 뿐만 아니라 미스 비용의 고려도 필요하다. 본 논문에서는 풀 기반의 데이타 분산 시스템에서 새로운 캐쉬 대체 전략을 제시하고 시뮬레이션을 통하여 성능을 평가한다. 제시한 전략은 인기도와 대기 시간을 함께 고려하여 인기도와 대기 시간을 곱한 값 중에서 가장 작은 값을 갖는 페이지를 대체 페이지로 선정한다.
MPLS 망에서 설정된 LSP (Label Switched Path)내에 링크/노드 장애나 혼잡이 발생한 트래픽을 대체 경로로 우회시킴으로써 신뢰성 있는 서비스를 제공하는 것은 필수적이다. 기존에 제안된 기법들은 장애가 발생하기 전에 대체 경로를 미리 설정하기 때문에 빠른 장애 복구를 제공할 수 있지만 자원 낭비가 심하며 기본 LSP와 대체 LSP가 모두 장애인 경우에는 대처할 수가 없는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 장애를 탐지한 노드가 기본 경로상에 존재할 수 있는 가능한 모든 대체 경로 중에서 비용이 최소인 대체 경로를 계산한 후에 그 경로를 따라서 대체 LSP를 설정하는 동적 복구 기법을 제안한다. 제안된 기법은 최소 비용인 대체 경로를 계산하기 위하여 제안된 알고리즘을 사용함으로써 비교적 빠른 시간 내에 대체 LSP를 설정할 수 있으며, 자원 효율성이 높고, 기본경로와 대체 경로가 장애인 경우에도 대처할 수 있다. 제안된 기법의 성능을 평가하기 위하여 링크 장애, 노드 장애, 대체 경로 장애, 그리고 동시 발생 장애에 대하여 각각 시뮬레이션 하였다. 실험 결과, 제안된 기법은 기존의 기법들과 비교해서 동시 발생 장애에서는 성능이 좋지 않았지만, 링크 장애와 노드 장애의 경우에 비교적 성능이 좋았고, 기본 경로와 대체 경로가 장애인 경우에도 복구할 수 있었으며 자원 효율성에서는 월등히 우수했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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