• Title/Summary/Keyword: 변동성 분석

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Analysis of bankfull discharge characteristics and distribution/generation of bankfull discharge for bed change simulation (만제유량 특성 분석 및 하상변동 모의를 위한 유량의 배분/생성)

  • Lee, Woong Hee;Choi, Heung Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.580-580
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    • 2015
  • 하천에서의 수문/수리적 특성은 주수로의 다양한 지형학적 형태로 나타난다. 특히 흐름과 수반된 유사량의 변화는 하천의 지형학적, 수리기하적 특성을 지배하며, 하도의 물리적 시스템을 변화시켜 동적 평형에 이르게 된다. 하천에서 하도 형성에 지배적인 역할을 하는 수리특성은 하도형성 유량으로 지배유량이며, 보통 만제유량을 사용한다. Dunne and Leopold(1978)는 만제유량을 유사의 이송, 하천의 사행, 유선형의 변화 등 하천의 일반적인 형태를 변화시키며, 주수로의 특성을 형성하는 유량으로 정의하였다. 이와 같이 수리 지형학적 특성을 반영하는 만제유량은 하천의 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 한강 수계 20개 하천, 27개 수위 관측소의 최소 10년 이상의 실측 자료를 기반으로 다년간의 연평균 실측유량을 산정하였으며, McCandless(2003)가 제시한 지형학적 만제지표를 이용하여 추정한 만제유량과의 상관성을 분석하였다. 추정된 만제유량은 HEC-RAS model을 이용하여 만제하폭, 만제수심, 만제 시 평균유속을 산정하였다. 27개 지점의 실측유량과 만제유량의 상관성 분석결과 만제유량은 연평균 일유량의 7.7배로 나타났다. 따라서 만제유량을 7일 평균유량(1 week mean discharge)으로 정의하였으며, 수정된 7일 유량과 만제유량의 RMSE는 13.90m/s, MAPE는 9.94 %로 상관성이 매우 높게 나타났다. 또한 만제유량과 만제하폭, 만제수심, 평균유량, 구간경사와 상관성 분석결과 개별적으로의 상관성은 나타나지 않았으나, 만제하폭, 수심, 평균유량과 만제유량에 대한 회귀 분석을 실시한 결과 $R^2$는 0.911로 매우 높게 나타났으며, 구간경사를 추가하여 분석한 결과 $R^2$가 0.914로 증가하였다. 따라서 만제유량은 수리 기하학적 특성이 모두 반영된 하천 특성을 나타내는 복합적인 지표임을 확인하였다. 아울러 만제유량을 통해 추정된 연평균 유량($48{\cdot}Q_{bf}$)을 우리나라의 월간 유출량 분포 비율을 이용하여 일유량으로 배분/생성하였으며, 생성된 일유량을 통해 CCHE2D model을 이용하여 하상변동 모의를 수행하였다. 대상 구간은 병성천 최하류로부터 상류로 7 km 구간이며, 2013년 1월과 12월 측량 자료를 통한 1년간의 실제 하상 변동 자료와 2013년 실측 유량자료에 따른 하상변동모의 결과 및 만제유량에 의해 배분/생성된 일유량에 따른 하상변동 모의 결과를 비교하였다. 비교 분석 결과 7일 평균 유량으로 정의된 만제유량을 통해 배분/생성된 유량의 수치모의 결과는 실제 측량자료 및 실측유량자료에 따른 하상변동 결과와 매우 일치하는 것을 확인하였다.

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Detrended Fluctuation Analysis on Sleep EEG of Healthy Subjects (정상인 수면 뇌파 탈경향변동분석)

  • Shin, Hong-Beom;Jeong, Do-Un;Kim, Eui-Joong
    • Sleep Medicine and Psychophysiology
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    • v.14 no.1
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    • pp.42-48
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    • 2007
  • Introduction: Detrended fluctuation analysis (DFA) is used as a way of studying nonlinearity of EEG. In this study, DFA is applied on sleep EEG of normal subjects to look into its nonlinearity in terms of EEG channels and sleep stages. Method: Twelve healthy young subjects (age:$23.8{\pm}2.5$ years old, male:female=7:5) have undergone nocturnal polysomnography (nPSG). EEG from nPSG was classified in terms of its channels and sleep stages and was analyzed by DFA. Scaling exponents (SEs) yielded by DFA were compared using linear mixed model analysis. Results: Scaling exponents (SEs) of sleep EEG were distributed around 1 showing long term temporal correlation and self-similarity. SE of C3 channel was bigger than that of O1 channel. As sleep stage progressed from stage 1 to slow wave sleep, SE increased accordingly. SE of stage REM sleep did not show significant difference when compared with that of stage 1 sleep. Conclusion: SEs of Normal sleep EEG showed nonlinear characteristic with scale-free fluctuation, long-range temporal correlation, self-similarity and self-organized criticality. SE from DFA differentiated sleep stages and EEG channels. It can be a useful tool in the research with sleep EEG.

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Probabilistic Distribution and Variability of Geotechnical Properties with Randomness Characteristic (무작위성을 보이는 지반정수의 확률분포 및 변동성)

  • Kim, Dong-Hee;Lee, Ju-Hyoung;Lee, Woo-Jin
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.25 no.11
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    • pp.87-103
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    • 2009
  • To determine the reliable probabilistic distribution model of geotechnical properties, outlier and randomness test for analysis data, parameter estimation of probabilistic distribution model, and goodness-of-fit test for model parameter and probabilistic distribution model have to be performed in sequence. In this paper, the probabilistic distribution model's geotechnical properties of Songdo area in Incheon are estimated by the above proposed procedure. Also, the coefficient of variation (COV) representing the variability of geotechnical properties is determined for several geotechnical properties. Reliable probabilistic distribution model and COV of geotechnical properties can be used for probability-based design procedure and reasonable choice of design value in deterministic design method.

Correlation analysis between climate indices and Korean precipitation and temperature using empirical mode decomposition : I. Data decomposition and characteristic analysis (경험적 모드분해법을 이용한 기상인자와 우리나라 강수 및 기온의 상관관계 분석 : I. 자료의 분해 및 특성 분석)

  • Ahn, Si-Kweon;Choi, Wonyoung;Kim, Taereem;Heo, Jun-Haeng
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.49 no.3
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    • pp.197-205
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    • 2016
  • Recently, natural hazards have occurred frequently due to climate change. The research need for predicting variability and tendency of precipitation and temperature has been increased. However, it is difficult to determine the characteristics of precipitation and temperature within a confidence range since they change due to complex factors with choppy and too many components. If their characteristics having more than one component are decomposed, then it can be useful for determining the variation of such characteristics more accurately. In this study, Korean precipitation and temperature were decomposed and their Intrinsic Mode Function (IMF) were extracted from Empirical Mode Decomposition (EMD). Finally, the characteristics of Korean precipitation and temperature data were analyzed in terms of periodicity and tendency.

Improved Trend Estimation of Non-monotonic Time Series Through Increased Homogeneity in Direction of Time-variation (시변동의 동질성 증가에 의한 비단조적 시계열자료의 경향성 탐지력 향상)

  • Oh, Kyoung-Doo;Park, Soo-Yun;Lee, Soon-Cheol;Jun, Byong-Ho;Ahn, Won-Sik
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.38 no.8 s.157
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    • pp.617-629
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    • 2005
  • In this paper, a hypothesis is tested that division of non-monotonic time series into monotonic parts will improve the estimation of trends through increased homogeneity in direction of time-variation using LOWESS smoothing and seasonal Kendall test. From the trend analysis of generated time series and water temperature, discharge, air temperature and solar radiation of Lake Daechung, it is shown that the hypothesis is supported by improved estimation of trends and slopes. Also, characteristics in homogeneity variation of seasonal changes seems to be more clearly manifested as homogeneity in direction of time-variation is increased. And this will help understand the effects of human intervention on natural processes and seems to warrant more in-depth study on this subject. The proposed method can be used for trend analysis to detect monotonic trends and it is expected to improve understanding of long-term changes in natural environment.

Analysis of the Hwacheon dam inflow using hydrological sensitivity method (수문학적 민감도분석기법을 이용한 화천댐 유입량 분석)

  • Kim, Sang Ug
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.276-276
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    • 2020
  • 공유하천유역에서의 수자원 관리는 두 국가의 제도적 및 기술적 차이로 인하여 다른 유역에서의 수자원 관리보다 복잡하고 어렵다. 특히 두 국가 사이의 공유하천에서의 유량의 변화는 실질적인 측정을 이용하여 면밀하게 측정됨으로써 신뢰도 높은 자료를 통해 지속적으로 분석되어야 궁극적으로 공유하천에 대한 두 국가 간의 이해관계를 바탕으로 한 대책을 수립할 수 있다. 북한강 유역의 상류유역은 북한에 속해 있고, 특히 임남댐 건설 이후 화천댐 유입량은 지속적으로 감소하고 있어 이에 대한 물순환 영향을 면밀히 분석하고 대책을 수립할 필요가 있다. 물순환에 영향을 미치는 원인과 결과를 분석하는 기존의 연구들은 대부분 강우-유출모형을 사용하고 있어 모형의 구축 및 매개변수의 보정과 검증에 많은 노력이 필요하다. 본 연구에서는 수문기상자료만을 이용하여 유량의 변동성분을 정량화할 수 있는 수문학적 민감도 분석기법을 화천댐 상류유역에 적용하고 화천댐 유입량에 대한 1967년~017년 동안의 변동량을 자연적 요인과 인위적 요인으로 분리하여 제시하였다. 다양한 변동점 탐색기법을 사용한 결과 1999년이 통계적으로 유의한 변동점으로 탐색되었으며, 이를 활용하여 수문학적 민감도 분석을 5가지의 Budyko 함수를 이용하여 산정한 결과 평균적으로 18.99 억 ㎥/y의 유입량 감소가 임남댐 건설로 인하여 발생된 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 기존 연구자들의 화천댐 유입량 감소량에 비해 다소 크게 산정된 결과이며, 이는 2000년대 이후 증가된 강우량 및 화천댐유입량의 감소가 주된 영향을 미친 결과로 추정된다. 향후 월별, 계절별 단위의 분석이 추가로 연구될 필요가 있으며, 미래의 기후변화 상황을 고려한 예측을 통한 실효성 있는 계획이 수립될 필요가 있을 것으로 판단된다.

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Asymmetric Impacts of Oil Price Uncertainty on Industrial Stock Market -A Quantile Regression Approach - (분위수회귀분석을 이용한 유가 변동성에 대한 산업별 주식시장의 이질적 반응 분석)

  • Joo, Young-Chan;Park, Sung-Yong
    • Management & Information Systems Review
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    • v.38 no.3
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    • pp.1-19
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    • 2019
  • This paper investigates the asymmetric effects of crude oil price uncertainty on industrial stock returns under different market conditions (bearish and bullish stock markets). We consider a quantile regression method using monthly oil volatility index, KOSPI and 22 industrial stock indices from May 2007 to February 2019. Especially, we take care of the positive and negative changes of the oil volatility index to analyze asymmetric effects of the oil price uncertainty for the bearish and bullish stock market conditions. During the bearish markets, the oil volatility index has relatively strong statistically significant negative effects on the industrial stock returns. These effects gradually decrease when the market conditions became more bullish markets. In particular, positive changes in the oil volatility index yields a further significant decrease in 12 industrial stock returns during the extreme bearish markets. Moreover, during the bullish markets, negative changes in the oil volatility index have statistically significant negative effects on the 12 industrial stock returns. From the empirical results, we see that participants of the Korean stock market are sensitive to bad news in a recession.

Volatility of Export Volume and Export Value of Gwangyang Port (광양항의 수출물동량과 수출액의 변동성)

  • Mo, Soo-Won;Lee, Kwang-Bae
    • Journal of Korea Port Economic Association
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    • v.31 no.1
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    • pp.1-14
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    • 2015
  • The standard GARCH model imposing symmetry on the conditional variance, tends to fail in capturing some important features of the data. This paper, hence, introduces the models capturing asymmetric effect. They are the EGARCH model and the GJR model. We provide the systematic comparison of volatility models focusing on the asymmetric effect of news on volatility. Specifically, three diagnostic tests are provided: the sign bias test, the negative size bias test, and the positive size bias test. This paper shows that there is significant evidence of GARCH-type process in the data, as shown by the test for the Ljung-Box Q statistic on the squared residual data. The estimated unconditional density function for squared residual is clearly skewed to the left and markedly leptokurtic when compared with the standard normal distribution. The observation of volatility clustering is also clearly reinforced by the plot of the squared value of residuals of export volume and values. The unconditional variance of both export volumes and export value indicates that large shocks of either sign tend to be followed by large shocks, and small shocks of either sign tend to follow small shocks. The estimated export volume news impact curve for the GARCH also suggests that $h_t$ is overestimated for large negative and positive shocks. The conditional variance equation of the GARCH model for export volumes contains two parameters ${\alpha}$ and ${\beta}$ that are insignificant, indicating that the GARCH model is a poor characterization of the conditional variance of export volumes. The conditional variance equation of the EGARCH model for export value, however, shows a positive sign of parameter ${\delta}$, which is contrary to our expectation, while the GJR model exhibits that parameters ${\alpha}$ and ${\beta}$ are insignificant, and ${\delta}$ is marginally significant. That indicates that the asymmetric volatility models are poor characterization of the conditional variance of export value. It is concluded that the asymmetric EGARCH and GJR model are appropriate in explaining the volatility of export volume, while the symmetric standard GARCH model is good for capturing the volatility.

Instream flow evaluation and down stream flow analysis of Seomjingang river (섬진강유역 하천유지유량 평가 및 하류 유량 분석)

  • Kang, Seongkyu;Choi, Si-jung;Kim, Hyun-jung;Lee, Dong-ryul
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.260-260
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    • 2020
  • 본 연구에서는 섬진강 유역에 고시된 하천유지유량의 적정성을 평가하고 하천유지유량이 고시되지 않은 하류 유량상황을 분석하여 물관리의 적정성과 향후 방향성에 대해 논하였다. 섬진강은 본류구간은 2006년 하천유지유량이 고시되었으며, 지류구간에는 2015년에 하천유지유량이 고시되었다. 그러나 섬진강 유역은 고시된 하천유지유량이 다른 수계에 비해 적으며, 상류와 하류의 물 이용에 의한 유량 변동이 큰 특성이 있다. 또한 섬진강은 하구에 하굿둑이 없는 하천으로 하류의 상당 구간에서 조석간만의 차이에 의한 수위와 염분의 변화가 있는 하천이다. 바다의 영향을 받으므로 하류에 순수한 하천유량을 평가하기 위해 하동2지점 유량에 대한 예측과 검증을 수행하였고 다양한 통계특성을 분석하여 유량변동의 양상을 파악하였다. 이를 바탕으로 섬진강 수계 및 하구물관리의 방향성을 제언하고자 한다.

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The Spatial Variation Measurement of Multi-Centric Structure in Busan Metropolitan City (부산광역시 다핵구조의 공간적 변동성 측정)

  • Kim, Ho-Yong
    • Spatial Information Research
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    • v.20 no.2
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    • pp.93-103
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    • 2012
  • Recently metropolitan cities pursue multi centric urban spatial structure for sustainable development and efficient urban management. Thus, this study calculated population potential using data on population distributed among road nodes for the last 50 years, and based on the results. We measured the spatial variability of the multi centric structure of Busan Metropolitan City. According to the results, the multi centralization process has been continued up to recently in Busan Metropolitan City. As population potential is concentrated on sub centers, Hadan, Gupo and Haeundae areas were playing an increasingly powerful role as the center of the respective district, and Sasang and Dongrae had been losing their role as the center of their respective districts since 2000 and 1990, respectively. Additionally, in all the multi centric districts except Haeundae was observed the increase of oblongity, which is the change of spatial structure in an unbalanced way toward a specific area or direction.