• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.32 no.3
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• pp.147-160
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• 2020

A stochastic probabilistic model for harbor structures such as rubble-mound breakwater has been formulated by using the generalized Wiener process considering the nonlinearity of damage drift and its nonlinear uncertainty, by which the damage path with real-time can be tracked, the residual useful lifetime at some age can also be analyzed properly. The formulated stochastic model can easily calculate the probability of failure with the passage of time through the probability density function of cumulative damage. In particular, the probability density functions of residual useful lifetime of the existing harbor structures can be derived, which can take into account the current age, its present damage state and the future damage process to be occurred. By using the maximum likelihood method and the least square method together, the involved parameters in the stochastic model can be estimated. In the calibration of the stochastic model presented in this paper, the present results are very well similar with the results of MCS about tracking of the damage paths as well as evaluating of the density functions of the cumulative damage and the residual useful lifetime. MTTF and MRL are also evaluated exactly. Meanwhile, the stochastic probabilistic model has been applied to the rubble-mound breakwater. The related parameters can be estimated by using the experimental data of the cumulative damages of armor units measured as a function of time. The theoretical results about the probability density function of cumulative damage and the probability of failure are very well agreed with MCS results such that the density functions of the cumulative damage tend to move to rightward and the amounts of its uncertainty are increased as the elapsed time goes on. Thus, the probabilities of failure with the elapsed time are also increased sharply. Finally, the behaviors of residual useful lifetime have been investigated with the elapsed age. It is concluded for rubble-mound breakwaters that the probability density functions of residual useful lifetime tends to have a longer tail in the right side rather than the left side because of the gradual increases of cumulative damage of armor units. Therefore, its MRLs are sharply decreased after some age. In this paper, the special attentions are paid to the relationship of MTTF and MRL and the elapsed age of the existing structure. In spite of that the sum of the elapsed age and MRL must be equal to MTTF deterministically, the large difference has been shown as the elapsed age is increased which is due to the uncertainty of cumulative damage to be occurred in the future.

• Proceedings of the KOR-KST Conference
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• 1998.10b
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• pp.297-297
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• 1998

고속도로의 교통혼잡을 관리하기 위해서는 근본적으로 혼잡지점 상류부의 진입교통량을 제어해야 한다. 이를 위한 효과적인 램프미터링 운영전략이나 고속도로 교통정보제공방안을 수립하기 위해서는 혼잡영향권(대기행렬길이)에 관한 신뢰성 있는 데이터가 반드시 필요하다. 고속도로의 대기행렬길이를 산정하기 위해 일반적으로 충격파이론과 Queueing이론을 제시하고 있다. 그러나, 기존의 충격파 이론을 포물선형의 교통량-밀도관계식을 근거로 하고 있어 충격파간에 발생하는 부수적인 충격파를 해석하는 과정이 수학적으로 불가능하여 실질적인 목적으로 사용할 수 없음은 이미 잘 알고 있는 사실이다. 최근에 이러한 한계를 극복할 수 있는 새로운 방법으로 교통량 밀도간의 관계식을 삼각형으로 가정하고 교통량 대신에 누적교통량을 사용하는 Simplified Theory of Kinematic Waves In Highway Traffic이 개발(Newell, 1993)되었지만, 이 방법을 적용하기 위해서는 기본적으로 대상 고속도로 구간의 교통량-밀도관계식을 규명해야 하는 어려움이 있다.(사실 실시간으로 밀도데이터를 수집하기란 불가능하다.) Queueing이론에서 제시하는 대기행렬은 모두 대기차량이 병목지점에 수직으로 정렬하여 도로를 점유하지 않는 Point Queue(혹은 Vertical stack Queue)로서 실제로 도로상에 정렬된 대기행렬(Real Physical Queue)과는 전혀 다르다. 이미 입증된 바 있어, Queueing이론을 이용함은 타당성이 없다. 이러한 사실에 근거하여 본 연구는 고속도로 대기행렬길이를 산정할 수 있는 모형개발을 위한 기초연구로서 혼잡상태의 연속류 특성을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해, 본 연구에서는 서울시 도시고속도로에서 수집한 실제 데이터를 이용하여 진입램프지점의 혼잡상태에서 대기행렬의 증가 또는 감소하는 과정을 분석하였다. 주요 분석결과는 다음과 같다. 1. 혼잡초기의 대기행렬은 다른 혼잡시기에 비해 상대적으로 급속한 속도로 증가함. 2. 혼잡초기의 대기행렬의 밀도는 다른 혼잡시기에 비해 비교적 낮음. 3. 위의 두 결과는 서로 관계가 있으며, 혼잡시 운전자의 행태(차두간격)과 혼잡기간중에도 변화함을 의미함. 4. 교통변수 중에서 대기행렬길이를 산정하는데 적합한 교통변수를 교통량과 밀도로 판단됨. 5. Queueing이론에서 제시하는 대리행렬길이 산정방법인 대기차량대수$\times$평균차두간격은 대기행렬내 밀도가 일정하지 않아 부적합함을 재확인함. 6. 혼잡초기를 제외한 혼잡기간 중 대기행렬길이는 밀도데이터 없이도 혼잡 상류부의 도착교통량과 병목지점 본선통과교통량만을 이용하여 추정이 가능함. 7. 이상에 연구한 결과를 토대로, 고속도로 대기행렬길이를 산정할 수 있는 기초적인 도형을 제시함.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.35 no.3
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• pp.307-319
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• 2002

This study used the WGR model to generate the rainfall input and the modified Clark method to estimate the runoff with the aim of investigating how the errors from the areal average rainfall propagates to runoff estimates. This was done for several cases of raingauge density and also by considering several storm directions. Summarizing the study results are as follows. (1) Rainfall and runoff errors decrease exponentially as the raingauge density increases. However, the error stagnates after a threshold density of raingauges. (2) Rainfall errors more affect to runoff estimates when the density of raingauges is relatively low. Generally, the ratio between estimation errors of rainfall and runoff volumes was found much less than one, which indicates that there is a smoothing effect of the basin. However, the ratio between estimation errors of rainfall to peak flow becomes greater than one to indicate the amplification of rainfall effect to peak flow. (3) For the study basin in this studs no significant effect of storm direction could be found. However, the runoff error becomes higher when the storm and drainage directions are identical. Also, the error was found higher for the peak flow than for the overall runoff hydrograph.

• The Korean Journal of Applied Statistics
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• v.17 no.2
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• pp.185-196
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• 2004

It is an important research area in Integrated Pest Management System to estimate the pest density within plants, because the artificial controls such as spraying pesticides or biological enemies depend on the information of pest density. This paper studies the population density distribution of two-spotted spider mite in glasshouse roses. As the data were collected repeatedly on the same subject, Subject-Specific and Population Averaged approaches are used and compared.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.92-92
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• 2015

도시하천유역은 인위적인 하수계통으로 인해 강우-유출관계의 불확실성이 클 뿐만 아니라 홍수의 도달시간이 매우 짧고 강우-유출관계의 비선형성도 매우 크다. 현재의 수문해석절차에서는 유역의 확률강수량을 수문모형의 입력자료로 활용하여 확률홍수량을 추정하는 방법이 채택되고 있으며, 입력되는 확률강수량의 빈도와 추정되는 홍수량의 빈도가 동일하다는 가정에 근거하고 있다. 그러나 유역에 발생하는 강수량 및 유역의 수문학적 특성에 따라 동일한 강수라 하더라도 유역의 반응 측면에서 변동성이 매우 큰 것으로 알려지고 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 도시하천유역에서 강우-유출관계의 다양한 불확실성요소를 고려하여 확률홍수량을 추정할 수 있는 홍수빈도곡선 개발절차를 수립하고자 한다. 도시하천유역에서 강우-유출 관계의 불확실성을 고려하기 위하여 첫째, 강수 및 강우-유출모형 매개변수의 변동성을 파악한 후 이를 확률밀도함수를 통해 모의할 수 있는 절차를 수립하고 둘째, 강우-유출 모의를 통해 앙상블형태의 유출수문곡선을 도출한다. 최종적으로 도출된 유출수문곡선 앙상블을 토대로 홍수량의 성장곡선(growth curve)를 개발하여 모의기반의 홍수빈도해석을 수행하고, 기존 수문해석절차와의 비교 분석을 통하여 제안된 방법론의 장단점을 평가하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.287-287
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• 2016

최근 기후변화로 인해 돌발성 집중호우가 증가하는 추세로 홍수피해가 발생하고 있는데 이러한 피해를 예방하고 빠른 대처를 위해 강우의 정밀한 관측뿐만 아니라 강우의 정확한 공간 분포 파악에 대한 필요성이 중요하게 대두되고 있다. 그러나 일반적으로 지상우량계의 경우, 공간적인 강우분포 분석에 한계가 존재하여 레이더 강우자료와 함께 활용하는 연구가 진행되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 강우장 추정시, 공간보간 기법인 크리깅 기법을 적용하여 강우장을 추정하고 유출 해석을 통해 그 적용성을 확인하고자 하였다. 국내에서 일반적으로 사용되는 크리깅 기법인 OK(Ordinary Kriging), CK(Co-Kriging) 외에도 KED(Kriging with External Drift) 기법을 적용하여 강우장을 추정하고 분포형 수문모형인 $Vflo^{TM}$의 입력자료로 사용하여 유출해석시 정확도를 비교 분석하였다. 추정된 강우장의 정량적 평가 결과, 지상강우만을 이용하는 OK 기법이 가장 우수한 결과를 나타내었다. 하지만 강우의 공간 분포 특성 반영 측면에서는 KED와 CK가 보다 더 좋은 결과를 나타내었다. 또한 유출해석의 경우 지형학적 매개변수 조정에 의한 강우 입력자료의 왜곡을 배제하기 위해 검 보정은 실시하지 않았으며 오차분석 결과에서 KED, CK, OK, Radar 순으로 관측유량을 잘 재현하는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 공간보간 기법의 수문학적 적용성을 확인하였으며 모형의 검 보정을 통해 수문모형의 입력자료로서 활용성을 가질 수 있을 것으로 판단된다. 또한 이를 통해 생성된 강우장을 활용한다면, 관측망의 밀도가 낮은 지역과 미계측 유역 등에 적용하여 수문시스템해석에 도움이 될 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Applied Statistics
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• v.11 no.1
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• pp.97-111
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• 1998

This paper suggests a Bayesian method for testing first-order markov correlation among linear regression disturbances. As a Bayesian test criterion, Bayes factor is derived in the form of generalized Savage-Dickey density ratio that is easily estimated by means of posterior simulation via Gibbs sampling scheme. Performance of the Bayesian test is evaluated and examined based upon a Monte Carlo experiment and an empirical data analysis. Efficiency of the posterior simulation is also examined.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.11
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• pp.841-849
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• 2007

This study evaluated the effect of combined rainfall observation of using rain gauge and rain radar. The effect of combined observations is to be evaluated by considering the decrease of measurement error due to combined use of design orthogonal observation methods. As an example, this study evaluated the rain gauge network of the Keum river basin, and showed how the density of rain gauges could be decreased by combining the radar observation. This study applied the researches on sampling error by North and Nakamoto(1989), Yoo et al. (1996) and Yoo (1997), also the simple NFD model for representing the rainfall field. The model parameters were decided using the rainfall characteristics (correlation time and length) estimated using the data collected in the Keum River Basin by 28 rain gauges and the operation rule of radar was assumed arbitrarily. This study considered the rain gauge density criteria provided by WMO(1994) and the rain gauge density installed in the Keum river basin to decrease the rain gauge density under the condition of introducing the radar.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.9
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• pp.1788-1795
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• 1992

Numerical simulations have been performed to investigate various spectral estimators used in LDV signal processing. In order to simulate a particle arrival time statistics known as the doubly stochastic poisson process, an autoregressive vector model was adopted to construct a primary velocity field. The conditional Poisson process with a random rate parameter was generated through the rescaling time process using the mean value function. The direct transform based on random sampling sequences and the standard periodogram using periodically resampled data by the sample and hold interpolation were applied to obtain power spectral density functions. For low turbulent intensity flows, the direct transform with a constant Poisson intensity is in good agreement with the theoretical spectrum. The periodogram using the sample and hold sequences is better than the direct transform in the view of the stability and the weighting of the velocity bias for high data density flows. The high Reynolds stress and high fluctuation of the transverse velocity component affects the velocity bias which increases the distortion of spectral components in the direct transform.

• The Korean Journal of Financial Management
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• v.20 no.2
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• pp.73-94
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• 2003

In general, the interest rate is forecasted by the parametric method which assumes the interest rate follows a certain distribution. However the method has a shortcoming that forecasting ability would decline when the interest rate does not follow the assumed distribution for the stochastic behavior of interest rate. Therefore, the nonparametric method which assumes no particular distribution is regarded as a superior one. This paper compares the interest rate forecasting ability between the two method for the Monetary Stabilization Bond (MSB) market in Korea. The daily and weekly data of the MSB are used during the period of August 9th 1999 to February 7th 2003. In the parametric method, the drift term of the interest rate process shows the linearity while the diffusion term presents non-linear decline. Meanwhile in the nonparametric method, both drift and diffusion terms show the radical change with nonlinearity. The parametric and nonparametric methods present a significant difference in the market price of interest rate risk. This means in forecasting the interest rate and the market price of interest rate risk, the nonparametric method is more appropriate than the parametric method.