• 제목/요약/키워드: 모형개발

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ERA5 재해석 자료를 활용한 Deep Learning 모델 기반의 단기 예측 모형 개발 (Development of Short-term Forecast Model using ERA5 reanalysis data based on Deep Learning model)

  • 김진영;오랑치맥솜야;육지문;박찬호;박부경;주희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.289-289
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    • 2023
  • 4차산업 혁명이 도래한 이후로 전세계적으로 AI 기술이 유래 없는 속도로 발달 및 활용되고 있으며, 다양한 분야에서 AI 기법을 도입한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 최근 수자원 분야에서는 단기 강우 예측, 댐 유입량 예측 및 하천 수위 예측 등의 분야에서 AI 기술이 접목되어 꾸준한 기술 개발이 이루어지고 있다. 그러나 단변량으로 축척된 자료를 활용하여 중·장기 모형 개발 연구가 다수 진행되고 있지만, 급격한 기후변화 현상과 복잡한 매커니즘을 보이고 있는 기상현상의 경우 단변량 분석으로서는 정확도가 저하 될 수 있는 우려가 있는 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 상기에 제시된 단점을 극복하고자 다양한 기상자료를 검증·예측인자로 활용함과 동시에 Deeplearning 모형과 결합하여 신뢰성 있는 단기 강수 예측이 가능한 모형을 개발하였다. 본 연구에서는 유럽중기예보센터(ECMWF, European Center for Medium-Range Weather Forecasts)에서 제공하고 있는 ERA5 재해석 자료를 활용하였으며, Deeplearning 모형과 결합하여 단기 강우 예측이 가능한 모형을 개발하였다. 1차적으로 격자자료(25km×25km)로 제공되고 있는 ERA5 자료를 상세화(downscaling) 모형에 적용하여 기상청 관측소와 비교·검증하였으며, Deeplearning 모형을 통해 단기 예측이 가능한 모형으로 확장하였다. 이때 Deeplearning의 다양한 모형 중 시계열 분석에 있어 예측 성능이 높은 LSTM 모형을 활용하였으며, 제공되고 있는 대기 변수의 상호관계를 노드간 연결을 통해 결과의 정확도와 신뢰성을 확보하였다. 본 연구 결과는 기관별로 제공하고 있는 예측 수준을 상회하는 결과를 도출하였으며, 홍수기에 집중되는 강우량을 예측하여 대비·대책을 선제적으로 마련할 수 있는 자료로써의 활용성이 높을 것으로 사료된다.

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집단지성 원리를 적용한 과학관련 사회·윤리적 쟁점 수업 모형의 개발 (Designing Collective Intelligence-based Instructional Models for Teaching Socioscientific Issues)

  • 이현주;최윤희;고연주
    • 한국과학교육학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.523-534
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    • 2014
  • 본 연구에서는 과학관련 사회 윤리적 쟁점(SSI)과 집단지성과의 연관성을 고려하여, 집단지성 촉진 전략을 활용한 SSI 수업모형(CI기반 SSI 수업모형)을 현장 과학교사들과 협력적으로 개발하였다. 그리고, 수업모형 개발과정에서 참여 교사들이 SSI 수업에서 집단지성의 효과에 대해 어떻게 인식하는지를 살펴보고자 하였다. 본 연구에서 개발된 CI기반 SSI 수업모형은 SSI 수업에서 교사들이 추구하는 목적에 따라 크게 3개의 유형(발산적 모형, 탐색적 모형, 의사결정 모형)으로 나뉘며, 각 유형 당 2개씩 총 6개가 개발되었다. 첫째, 발산적 모형은 학생들이 주어진 SSI에 대한 의견이나 해결방안을 다양하게 발산해 보도록 하는데 초점을 둔 수업모형으로, 아이디어 생성 수업모형과 미래 상황 예측 수업모형이 해당된다. 둘째, 탐색적 모형은 문제를 둘러싸고 있는 다양한 입장들에 대해 탐색하여 SSI의 복잡성을 이해하는 데 초점을 둔 수업모형으로, 쟁점 탐색 수업모형과 실제 사례 탐색수업모형이 이 유형에 속한다. 셋째, 의사결정 모형은 주어진 SSI에 대해 다양한 입장을 이해하고 가장 합리적으로 집단의 의사결정을 하도록 의견을 수렴하고 조정하는데 초점을 둔 수업모형으로, 집단적 합의 수업모형과 대안 결정 수업모형이 해당된다. 참여교사들은 각 수업모형을 적용해본 결과 SSI 수업에서 집단지성의 원리를 강조한 것이 학생들의 참여도와 협력, 토론과 근거의 질을 높이는 데 기여했다고 보았다. 이를 위해서는 SSI 수업 도입 부분에서 문제해결을 위해 공유된 가치를 형성하는 과정, 개별적으로 자료를 수집할 수 있는 시간을 충분히 갖고 난 후 공유하는 과정, 개인적으로 자료를 수집하여 정리하고 공유할 수 있는 공간의 마련이 중요하다고 응답하였다.

능력중심교육 원칙을 응용한 급식경영관리 교육 모형의 개발 (Development of the Prototype Curriculum of Foodservice Systems Management Education based on Competency-Based Education Principles)

  • Yoon, Ji-Young
    • 대한가정학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.1-16
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    • 2002
  • 본 연구는 한국 영양사를 위한 급식경영관리교육의 필요성을 파악하고, 4년제 식품영양학과에 적용 할 수 있는 능력중심교육 원칙(competency-based education)을 응용한 급식경영관리 교육 모형 개발에 목적을 두고 있다. 본 연구는 각 분야의 급식경영전문가 설문조사$\longrightarrow$영양사 설문조사$\longrightarrow$4년제 대학 식품영양학과 교과과정 검토$\longrightarrow$급식경영관리 교육 모형 개발 등의 순으로 진행되었다. 급식경영전문가 설문조사를 통하여 한국영양사에게 필요한 47개 급식경영관리 수행능력을 결정하였으며, 이를 토대로 영양사 설문조사 (응답자수: 484, 회수율: 65%)에서는 위 수행능력의 중요도와 교육정도에 대한 영양사들의 인식을 알아보았다. 그 결과, 급식경영관리 수행능력이 현재와 미래의 영양사 업무수행에 있어 매우 중요하다고 인식하고 있는 반면, 교육은 불충분하다고 대답하였다. 교육 불충분의 이유로는 급식경영관리 분야의 과목 부족, 실무위주 교육의 부족 등을 지적하였다. 교과과정 검토 결과 61개 과목 중 8과목(13%)만이 급식경영관리와 관련된 과목으로 나타났다. 두 가지 설문조사 결과와 교과과정 검토 결과를 토대로 하여 본 연구에서는 능력중심교육 원칙을 응용한 급식경영관리 교육 모형을 개발하였다. 개발된 교육 모형은 급식경영관리 전문 교육가에 의해 실행 전 평가 및 검토를 거쳤으며, 내용구성, 적용성, 형식 분야의 평가 결과 모든 분야에서 5.0 만점의 평균 4.6점을 획득하여 한국 영양사의 효과적인 급식경영관리 교육과정 개발에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.

대학생이 정보활용능력 척도 개발 연구 (The Study on Undergraduates' Information Literacy Scale Development)

  • 이혜영;남태우
    • 한국문헌정보학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.503-532
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    • 2008
  • 대학생들의 정보활용능력을 측정하기 위한 척도 개발의 기초자료로서 정보활용능력 표준과 모형을 분석하였다. 3개 표준과 2개 모형의 분석을 통해 핵심영역과 항목을 제시한 후, 최종적으로 척도 개발을 위한 항목 모형(안)을 제시하였다. 최종 척도 개발 항목 모형(안)은 6개 핵심영역과 18개 항목으로 구성되어 있다 제시된 척도 개발 항목 모형(안)은 앞으로 연구가 진행될 대학생들의 정보활용능력을 측정하기 위한 척도개발의 기초자료로서 이용될 것이다.

강풍위해지도 개발 및 활용 방안에 관한 연구 (A Study on Development and Utilization of Wind Hazard Maps)

  • 이영규;이승수;함희정
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.1-8
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    • 2011
  • 본 연구에서는 지리정보기반의 강풍위해지도를 개발하였으며, 이는 지표조도모형, 지형할증모형, 균일강풍지도로 구성된다. 지표조도모형은 지표조도가 지표풍에 미치는 영향을 반영하기 위해서 개발되었다. 지형에 의한 풍속할증을 반영하기 위하여 지형 할증모형을 개발하였다. 지형에 의한 풍속할증은 건축구조설계기준(2005)을 채용하여 산정하였다. 균일강풍지도는 기상자료를 이용한 빈도분석법과 태풍 시뮬레이션을 통하여 개발되었다. 본 연구에서 개발한 강풍위해성 평가방법을 통한 강풍위해지도가 강풍에 의한 손실, 피해 및 보험료율 산정에 적용될 수 있음을 보였다.

개별 로짓 모형을 이용한 비취업자의 1일 통행행태에 관한 연구 (A MODEL SYSTEM FOR NON-WORKER'S DAILY TRAVEL DEMAND BASED ON DISAGGREGATE BEHAVIOURAL MODEL)

  • 배영석;김태웅
    • 대한교통학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.89-102
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    • 1990
  • 본 연구에서는 개별모형(disaggregate model)을 이용한 도시권의 교통수요예측 모형체계의 구축을 최종목적으로 하며, 그때 개인이 1일 중에 행하는 복수의 트립에 관한 의사결정간의 상호관계를 적절히 고려함에 의해, 되도록 개인의 교통행동을 논리적으로 설명함과 동시에 모형의 취급이 용이하도록 논리성과 실용성이 잘 조화된 모형의 구축을 시도하였다. 모형의 체계는 비취업자와 취업자 각각의 1일의 통행행태유형의 선택에 관한 2개의 Sub-model로 구성되어져 있다. 본 논문은 그 Sub-model중의 하나인 비취업자의 1일의 통행행태유형(트립발생, 각 트립의 목적지와 교통수단)의 선택에 관한 개별모형의 개발을 행한 것이다. 본 모형의 특징은 tour별 효용최대화행동가설에 기초를 두어 개인이 1일 중에 행하는 각 트립의 선택행동은 해당트립의 전후에 행해지는 트립들의 선택행동의 영향을 고려하여 의사결정을 하는 것으로 가설을 설정하여 트립간의 상호관련성을 표현하였다. 모형의 구조로서는, 모형의 취급이 보다 용이하도록 tour별 효과최대화를 트립단위의 단계형 모형으로 표현하는 nested logit model형의 수차동시효과최대화 모형을 구축하였다 실제의 도시권에 대한 실증적 검토를 행한 결과, 본 연구에서 개발한 별개모형의 유효성이 확인되었다.

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기술적 대체를 반영한 확산모형에 대한 연구 (A Study on Diffusion Models Capturing Technological Substitution)

  • 박세훈
    • Asia Marketing Journal
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    • 제3권3호
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    • pp.46-70
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    • 2001
  • 본 연구는 첨단기술 제품들에서 볼 수 있는 지속적인 기술혁신으로 인하여 새롭게 시장에 진입하는 신규세대 제품과 이전세대 제품들의 동태적 판매량을 묘사하고 예측할 수 있는 모형들을 제시하고 비교·분석하는데 목적이 있다. 본 논문에서는 Bass(1969)의 내구성 소비재에 대한 최초구매 확산모형을 기반으로 하여 개발된 기술적 대체를 반영한 확산모형들, 즉 Norton and Bass(1987), Mahajan and Muller(1996), Jun and Park(1999)의 모형들의 이론적인 틀과 가정들을 비교·분석함으로써 기존 모형과는 변수와 계수의 의미가 다른 모형을 제시하고, 전세계 DRAM 반도체 출하량 자료를 사용하여 모형들 간의 경험적 비교를 행하였다. Jun and Park(1999)이 전세계 DRAM 반도체 출하량 자료에 적용하기 위하여 새롭게 개발한 타입 II 모형(즉 JP2)은 본 연구의 경험적 비교의 결과에 비추어 볼 때 그들의 타입 I 모형이 취한 가정들을 변화시켜서 모형을 구성하는 변수들과 계수들의 의미가 달라진 JPI 모형 또는 Norton and Bass(1987)의 모형(즉 NB1)보다 실제 적용에 있어서 열등할 수 있다는 것을 본 연구는 보여주었다.

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연계 파랑류 수치모형 시스템의 개발 및 이안제가 설치된 해안에서의 적용 (A Development of Coupled Wave-Induced Current Modeling System and Its application to the Idealized Shoreline with Detached Breakwater)

  • 장창환;김효섭;임남재
    • 한국습지학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.439-455
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    • 2012
  • 파랑 수치모형인 SWAN 수치모형, 파랑에 의해 발생되는 기인력 수치모형인 WIF 수치모형, 그리고 흐름장 수치모형은 EFDC 수치모형을 연동하여 최종적으로 파랑류 계산이 가능한 WIC 수치모형을 개발하였다. 개발된 WIC 수치모형을 검증하기 위하여 Goda(2000)가 적용한 수중 원형천퇴의 파랑변형 계산하여 파고, 파랑의 굴절과 회절을 비교하였으며, 파고비 결과는 약 1~5 %의 차이를 보였다. 파랑에 의한 기인력 수치모형은 기존의 Longuet-Higgins and Stewart(1960)가 제안한 잉여응력에 의해 발생하는 기인력에 Dally and Osiecki(1994)가 제안한 roller로 인한 응력에 의해 발생되는 기인력을 추가하였고, Kim(2004)이 제안한 완화기법을 도입하여 lateral mixing 처리를 수행하지 않아도 자연현상과 유사한 결과를 얻을 수 있도록 개발되었다. 개발된 파랑에 의한 기인력 수치모형은 계산시 ${\Delta}t$에 제약을 받지 않는다는 장점을 가지고 있으며, 흐름장 수치모형의 source항이 되어 파랑류의 양상을 계산할 수 있도록 하였다. 연계된 파랑류 수치모형을 검증하기 위해서 Nishimura et al.(1985)의 수리모형실험과 Kim(2004)의 수심적분된 파랑류 수치모형과 비교하였다. 이안제 배후에서 연안류의 유속분포와 이안류의 유속분포 결과가 기존의 수리모형실험과 수치모형실험의 결과와 상당히 일치함이 관측되었다.

급성심근경색증 환자 중증도 보정 사망 모형 개발 (Development of Mortality Model of Severity-Adjustment Method of AMI Patients)

  • 임지혜;남문희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.2672-2679
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    • 2012
  • 본 연구는 급성심근경색증 환자의 사망률 측정을 위한 중증도 보정 모형을 개발하여 의료의 질 평가에 필요한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 이를 위해서 질병관리본부의 2005-2008년 퇴원손상환자 699,701건의 자료를 분석하였다. Charlson Comorbidity Index 보정 방법을 이용한 경우와 새롭게 개발된 중증도 보정 모형의 예측력 및 적합도를 비교하기 위해 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 새롭게 개발된 모형에는 연령, 성, 입원경로, PCI 유무, CABG 유무, 동반질환 12가지 변수가 포함되었다. 분석결과 CCI를 이용한 중증도 보정 모형보다 새롭게 개발된 중증도 보정 사망 모형의 C 통계량 값이 0.796(95%CI=0.771-0.821)으로 더 높아 모형의 예측력이 더 우수한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 중증도 보정 방법에 따라 사망률, 유병률, 예측력에도 차이가 있음을 확인하였다. 향후에 이모형은 의료의 질 평가에 이용하고, 질환별로 임상적 의미와 특성, 모형의 통계적 적합성 등을 고려한 중증도 보정모형이 계속해서 개발되어야 할 것이다.

준분포형 TOPMODEL 개발 (Development of Semi-Distributed TOPMODEL)

  • 배덕효;김진훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권10호
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    • pp.895-906
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    • 2005
  • 최근 국내외적으로 수문관측 자료의 다양성 및 지형정보시스템의 발달로 분포형 유출모형의 개발이 활발히 진행되고 있다. 그 대표적인 모형 가운데 하나인 TOPMODEL은 소유역에서만 적용될 수 있는 적용 유역면적의 제약성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 공간적 제약성을 극복하기 위해서 준분포형 TOPMODEL를 개발하였으며, 개발된 모형은 소유역의 토양수분 변화 및 유출해석을 할 수 있는 유역 유출모형과 각 소유역들을 연결하여 상류에서 하류로 하도 홍수추적을 할 수 있는 운동파 하도 홍수추적 모형으로 구성하였다. 개발된 모형의 적용 대상지역은 $2,703km^2$의 소양강 댐 상류유역을 선정하였고, 과거 주요 호우사상을 선택하여 1990년 일단위 사상은 모형의 매개변수 추정에 사용하였으며, 기타의 사상은 모형의 검증에 이용하였다. 그 결과 선택된 호우사상에 대해서 관측유량과 계산유량의 상관계수가 0.9 이상으로 비교적 정확한 결과를 제시하였다. 따라서, 본 연구에서 개발된 준분포형 TOPMODEL은 대유역의 홍수해석에 유용하게 응용될 수 있을 것으로 판단된다.