• 제목/요약/키워드: 반복적 예측기법

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Virtual Development Scheme for Temperature Control System (온도 제어 시스템 설계를 위한 가상 개발 기법)

  • Jang, Yu-Jin
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.12 no.11
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    • pp.5202-5207
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    • 2011
  • A temperature control system is very important part in many industrial applications. Typical development procedures for temperature control system consist of several stages such as conceptual system design, construction of physical system, controller design based on the mathematical model for the system, and performance test. Since the mathematical model is usually obtained with the aid of system identification technique based on repeated experiments after construction of the physical system, the above procedures require very large amount of time and cost. It takes also large amount of time in the controller design and performance test procedures. In this paper, a virtual development scheme, which can predict the performance of the temperature control system prior to construction of physical system, for rapid validation of the initial system design is proposed. The effectiveness of the proposed scheme is shown by using SISO (Single Input Single Output) example.

Experimental Study on the Short-Term Prediction of Rebar Price using Bidirectional LSTM with Data Combination and Deep Learning Related Techniques (양방향 LSTM과 데이터 조합탐색 및 딥러닝 관련 기법을 활용한 철근 가격 단기예측에 관한 실험적 연구)

  • Lee, Yong-Seong;Kim, Kyung-Hwan
    • Korean Journal of Construction Engineering and Management
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    • v.21 no.6
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    • pp.38-45
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    • 2020
  • This study presents a systematic procedure for developing a short-term prediction deep learning model of rebar price using bidirectional LSTM, Random Search, data combination, Dropout. In general, users intuitively determine these values, making it time-consuming and repetitive attempts to explore results with good predictive performance, and the results found by these attempts cannot be guaranteed to be excellent. With the proposed approach presented in this study, the average accuracy of short-term price forecasts is approximately 98.32%. In addition, this approach could be used as basic data to produce good predictive results in a study that predicts prices with time series data based on statistics, including building materials other than rebars.

The Development of Performance Analysis Code for Conceptual Design of Jet Fighters (전투기의 개념설계를 위한 성능해석 프로그램 개발)

  • Kim, Taewoo;Choi, Hyunmin;Choi, Byungryul;Lee, Sungjin;Nam, Hwajin;Choi, Donghoon;Cho, Jinsoo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.41 no.5
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    • pp.404-414
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    • 2013
  • In the conceptual design phase of jet fighters, the trade study is performed repeatedly for a selection of the baseline configuration. The automation of repeated trade study makes possible to select efficiently the baseline configuration. In this study, the performance analysis code was developed for the automation of trade study. The code was consists of the module of shape generation, the module of weight estimation, the module of mission performance analysis. 3D CAD Model can be generated by the module of shape generation and Weight can be estimated by using the empirical equation in the module of weight estimation. The module of mission performance analysis was able to calculate the mission performance about the arbitrary mission profile. In addition, the optimal mission performance can be calculated by using optimization method. By performing the validation, the code was confirmed to be able to apply to the conceptual design phase.

A Study on Real-Time Operation Method of Urban Drainage System using Data-Driven Estimation (실시간 자료지향형 예측을 활용한 내배수 시설 운영기법 연구)

  • Son, Ahlong;Kim, Byunghyun;Han, Kunyeun
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.37 no.6
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    • pp.949-963
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    • 2017
  • This study present an efficient way of operating drainage pump station as part of nonstructural measures for reducing urban flood damage. The water level in the drainage pump station was forecast using Neuro-Fuzzy and then operation rule of the drainage pump station was determined applying the genetic algorithm method based on the predicted inner water level. In order to reflect the topographical characteristics of the drainage area when constructing the Neuro-Fuzzy model, the model considering spatial parameters was developed. Also, the model was applied a penalty type of genetic algorithm so as to prevent repeated stops and operations while lowering my highest water level. The applicability of the development model for the five drainage pump stations in the Mapo drainage area was verified. It is considered to be able to effectively manage urban drainage facilities in the development of these operating rules.

Analysis of Mountainous Watershed Risk Considering the Topography Characteristics (지형 특성을 고려한 산지유역 위험도 분석)

  • Oh, Chae Yeon;Jun, Kye Won;Jun, Byong Hee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.427-427
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    • 2018
  • 최근 집중호우나 극한 강우사상으로 인하여 산사태나 토석류와 같은 산지재해가 빈번하게 발생하고 있으며 특히 우리나라는 지형 특성상 주거지역이 산지와 인접해 있는 경우가 많아 재해발생 시 피해를 가중시키는 원인이 되고 있다. 산지재해는 예측하기가 어렵고 산지에서 발생한 토석류가 계곡을 따라 흘러 내려와 도심지 및 산지와 인접한 도로나 주택지에 많은 피해를 발생 시키고 있다. 본 연구에서는 해마다 반복적으로 발생하고 있는 산사태나 토석류와 같은 재해의 피해저감과 원인분석을 위하여 강원도 삼척시 도계읍 일대를 대상지역으로 선정하고 산지유역의 위험성 분석을 위하여 사면안정성 예측 모델인 SINMAP 모형을 사용하여 산지재해가 발생 가능한 위험지역 및 안전한 구간을 분석하고 지형분류기법 중의 하나인 Topographic Position Index(TPI) 분석방법을 통해 대상지역의 지형위치지수를 계산하여 위험지형을 분류하였다.

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Analysis of fatigue crack growth behavior in composite-repaired aluminum place (복합재 패치 보강 평판의 균열선단 진전거동 해석)

  • 이우용;이정주
    • Composites Research
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    • v.17 no.4
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    • pp.68-73
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    • 2004
  • An analytical study was conducted to characterize the fatigue crack growth behavior of pre-cracked aluminum plates repaired with asymmetric bonded composite patch. For single-sided repairs, due to the asymmetry and the presence of out-of$.$plane bending, crack front shape would become skewed curvilinear started from a uniform through-crack profile, as observed from Previous studies. Therefore, for the accurate investigation of fatigue behavior, it is necessary to predict the actual crack front evolution and take it into consideration in the analysis. In this study, the fatigue analysis of single-sided repairs considering crack front shape development was conducted by implementing three-dimensional successive finite element method coupled with linear elastic fracture mechanics (LEFM) concept, which enables the growing crack front to be directly traced and modeled in a step by step way. Through conducting present analysis technique, crack path of the patched plate as well as the fatigue life was evaluated with sufficient accuracy. The analytical predictions of both the crack front shape evolution and the fatigue life were in good agreement with the experimental observations.

Prediction for Energy Demand Using 1D-CNN and Bidirectional LSTM in Internet of Energy (에너지인터넷에서 1D-CNN과 양방향 LSTM을 이용한 에너지 수요예측)

  • Jung, Ho Cheul;Sun, Young Ghyu;Lee, Donggu;Kim, Soo Hyun;Hwang, Yu Min;Sim, Issac;Oh, Sang Keun;Song, Seung-Ho;Kim, Jin Young
    • Journal of IKEEE
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    • v.23 no.1
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    • pp.134-142
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    • 2019
  • As the development of internet of energy (IoE) technologies and spread of various electronic devices have diversified patterns of energy consumption, the reliability of demand prediction has decreased, causing problems in optimization of power generation and stabilization of power supply. In this study, we propose a deep learning method, 1-Dimention-Convolution and Bidirectional Long Short-Term Memory (1D-ConvBLSTM), that combines a convolution neural network (CNN) and a Bidirectional Long Short-Term Memory(BLSTM) for highly reliable demand forecasting by effectively extracting the energy consumption pattern. In experimental results, the demand is predicted with the proposed deep learning method for various number of learning iterations and feature maps, and it is verified that the test data is predicted with a small number of iterations.

Building of cyanobacteria forecasting model using transformer (Transformer를 이용한 유해남조 발생 예측 모델 구축)

  • Hankyu Lee;Jin Hwi Kim;Seohyun Byeon;Jae-Ki Shin;Yongeun Park
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.515-515
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    • 2023
  • 팔당호는 북한강과 남한강이 합류하여 생성된 호소로 수도인 서울과 수도권인 경기도 동부지역의 물 공급을 담당하는 중요한 상수원이다. 이러한 팔당호에서 유해남조 발생은 상수원수 활용과 직접적으로 연관되어 있어 신속하고 정확한 관리 및 예측이 필요하다. 본 연구에서는 안전한 상수원 활용을 위해, 딥러닝 기법을 이용하여 유해남조 사전 예측 모델을 구축하고자 하였다. 모델 입력 변수는 2012년부터 2021년까지 10년 동안의 주간 팔당호 수질(수온, DO, BOD, COD, Chl-a, TN, TP, pH, 전기전도도, TDN, NH4N, NO3N, TDP, PO4P, 부유물질)과 수문(유입량, 총방류량), 기상 정보(평균기온, 최저기온, 최고기온, 일 강수량, 평균풍속, 평균 상대습도, 합계일조량), 그리고 북한강과 남한강 유입지점의 남조 세포 수를 사용하였다. 모델 출력 변수는 수질, 수문, 기상 요인으로 인한 남조의 성장 발현 시기를 고려하여 1주 후의 댐앞 남조 세포수를 사용하였다. 사용한 딥러닝 기법은 최근 주목받고 있는 Temporal Fusion Transformer (TFT)를 사용하였다. 모델 훈련용 데이터와 테스트용 데이터는 각각 8:2의 비율로 나누었으며, 검증용 데이터는 훈련용 데이터 내에서 훈련 데이터와 검증 데이터를 6:4 비율로 분배하였다. Lookback은 5로 설정하였고, 이는 주단위 데이터로 구성된 데이터세트의 특성을 반영한 것이다. 모델의 성능은 실측값과 예측값을 토대로 R-square와 Root Mean Squared Error (RMSE)를 계산하여 평가하였다. 모델학습은 총 154번 반복 진행되었으며, 이 중 성능이 가장 준수한 시점은 54번째 반복 시점으로 훈련손실 대비 검증손실이 가장 양호한 값을 나타냈다(훈련손실:0.443, 검증손실 0.380). R-square는 훈련단계에서 0.681, 검증단계에서 0.654였고, 테스트 단계에서 0.606으로 산출되었다. RMSE는 훈련단계에서 0.614(㎍/L), 검증단계에서 0.617(㎍/L), 테스트 단계에서 0.773(㎍/L)였다. 모델에 사용한 데이터세트가 주간 데이터라는 특성을 고려하면, 소규모 데이터를 사용하였음에도 본 연구에서 구축한 모델의 성능은 양호하다고 평가할 수 있다. 향후 연구에서 데이터세트를 보강하고 모델을 업데이트한다면, 모델의 성능을 더욱더 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

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The Credit Information Feature Selection Method in Default Rate Prediction Model for Individual Businesses (개인사업자 부도율 예측 모델에서 신용정보 특성 선택 방법)

  • Hong, Dongsuk;Baek, Hanjong;Shin, Hyunjoon
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.30 no.1
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    • pp.75-85
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    • 2021
  • In this paper, we present a deep neural network-based prediction model that processes and analyzes the corporate credit and personal credit information of individual business owners as a new method to predict the default rate of individual business more accurately. In modeling research in various fields, feature selection techniques have been actively studied as a method for improving performance, especially in predictive models including many features. In this paper, after statistical verification of macroeconomic indicators (macro variables) and credit information (micro variables), which are input variables used in the default rate prediction model, additionally, through the credit information feature selection method, the final feature set that improves prediction performance was identified. The proposed credit information feature selection method as an iterative & hybrid method that combines the filter-based and wrapper-based method builds submodels, constructs subsets by extracting important variables of the maximum performance submodels, and determines the final feature set through prediction performance analysis of the subset and the subset combined set.

Development of a Peak Water Level Prediction Technique Using GANs : Application to Jamsu Bridge, Korea (GANs를 이용한 하천의 첨두수위 예측 기법 개발 : 잠수교 적용)

  • Lee, Seung Yeon;Kim, Young In;Lee, Seung Oh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.416-416
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    • 2020
  • 우리나라의 계절 특성상 여름철 집중호우가 쏟아지는 현상이 빈번하게 발생하는데 이러한 돌발홍수가 예고 없이 일어나 상습적으로 침수 피해를 입는 지역이 증가하고 있다. 본 연구에서 2009년 ~ 2019년 동안 서울시 침수 피해 사건 중심의 인터넷 기사를 기반으로 실제 침수 사례를 조사해본 결과, 침수가 가장 많이 발생한 순으로 반포동(26건), 대치동(25건), 잠실동(21건)으로 집계되었다. 침수피해가 가장 많은 반포동을 연구지역으로 선정하고 그 중 잠수교의 수위를 예측하는 연구를 진행하였다. 기존 연구에서는 수치모형에 비해 신속한 결과를 도출할 수 있는 자료 기반 모형 중 LSTM 기법을 많이 사용하였다. 그러나 이는 선행 시간이 길어질수록 첨두수위에서 과소추정된 것으로 분석된 취약점이 존재하였다(정성호 외, 2018). 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 GANs(Generative Adversarial Networks)를 이용하였다. GANs는 생성자와 감별자가 나뉘어 생성자가 실제 자료인 첨두수위에서의 잠수교의 수위를 학습하고 실제와 근접한 가상데이터를 결과로 생성하여 감별자는 그 생성된 미래의 잠수교의 수위가 실제인지 가상인지 판별하도록 학습시키는 신경망 구조이다. 사용한 수문자료는 한강홍수통제소, 기상청, 국립해양조사원에서 제공하는 최근 15년간의 (2005년~2019년) 수위, 방류량, 강수량, 조위 자료를 수집하였고 t-test와 상관성분석을 통해 사용한 인자 간의 유의미성 판단과 상관성을 분석했다. 또한, 민감도 분석 결과 시퀀스길이(5), 반복횟수(1000), 은닉층(10), 학습률(0.005)로 최적값을 선정하였다. 또한 학습구간(2005년~2014년)과 검증구간(2015~2019년)으로 나누어 상대적으로 높은 수위가 관측되는 홍수기의 3, 6, 9시간 후의 수위를 예측하고 오차 지표를 이용해 평가하였다. LSTM 기법으로 예측된 수위와 GANs로 예측된 수위를 비교한 결과 GANs으로 예측된 첨두수위에서의 정확도가 5% 정도로 향상되었다. 향후에는 다양한 영향인자와 다른 기법과의 결합을 고려한다면 보다 정확하게 수위를 예측하여 하천 주변 사회기반시설의 침수 피해를 감소시킬 것으로 판단된다.

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