• Title/Summary/Keyword: 비선형회귀식

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Estimation of Maximum Fresh Snow Depth using Regression Analysis (회귀분석을 이용한 최심신적설 추정식 개발)

  • Park, Heeseong;Chung, Gunhui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.205-205
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    • 2016
  • 우리나라의 겨울철 자연재해 중 대설에 의한 피해가 발생하는 빈도가 증가하고 있는 가운데 그 피해를 예측하고 대비하기 위한 연구들이 다수 진행되고 있다. 강설은 일단위로 측정하며, 매일 새롭게 내린 강설의 양인 최심신적설과 기존에 녹지 않고 쌓여 있던 깊이까지를 고려한 최심적설로 구분된다. 우리나라의 경우에는 갑작스럽게 내린 폭설에 의한 피해가 대부분이므로 최심신적설량을 예측하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 다중회귀분석을 이용해 우리나라의 최심신적설량을 추정하기 위한 식을 개발하였다. 다중회귀분석을 위한 독립변수로는 해당 일에 예측된 강수량, 일평균기온, 일최고기온, 일최저기온을 사용하였으며, 강수량과 일평균기온의 상호작용을 고려할 수 있도록 모형을 구성하였다. 모형의 개발에는 전국 74개 기상관측소의 최심신적설 자료를 관측소 단위로 전체 자료의 2/3을 무작위로 추출하여 이용하였으며, 추출되지 않고 남은 1/3의 자료를 이용해 모형에 대한 검증을 실시하였다. 그 결과 상호작용항이 포함되지 않은 다중선형회귀모형에 비해 상호작용을 고려한 다중회귀모형의 예측력이 훨씬 우수하게 나타났다. 강수량과 기온이 정확하게 예측된다면 개발된 추정식을 이용해 간편하게 최심신적설량을 예측할 수 있어, 폭설에 대한 대비에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

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Explicit solutions for alternate depth in parabolic open channel (포물선형 개수로에서 대응수심의 양해적 산정)

  • Kim, Dae Geun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.326-326
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    • 2017
  • 개수로에서 비에너지(specific energy)는 수로바닥을 기준으로 단위무게의 물이 가지는 에너지로 정의되며 흐름의 위치수두와 속도수두의 합으로 표현된다. 비에너지는 수로단면의 변화에 따른 수심의 변화를 해석하기 위하여 사용되는 중요한 개념이다. 사각형 개수로에서의 비에너지 관계식은 3차방정식의 형태이며, 해석적으로 3개의 해(3개의 수심)를 가지나, 물리적인 의미를 가지는 해는 2개이며 나머지 하나의 해는 음수이므로 물리적인 의미를 가지지 않는다. 물리적인 의미를 가지는 2개의 해는 각각 흐름이 상류(subcritical flow)인 경우와 사류(supercritical flow)인 경우에 대한 수심이다. 즉, 일정한 유량이 흐르는 조건에서 동일한 비에너지를 가지는 수심이 상류와 사류에 각각 존재하는데, 이 2개의 수심을 대응수심(alternate depths)이라 정의한다. 이러한 사각형 개수로에 대한 비에너지 관계식은 3차방정식이므로 그 해석해를 구할 수 있어, 수로단면의 변화에 따른 흐름의 변화를 비교적 쉽게 해석할 수 있다. 사각형 개수로가 아닌 경우의 비에너지 관계식을 이론적으로 고찰하는 연구는 찾아보기 힘들다. 이에 본 연구에서는 포물선형 개수로에 대해서 비에너지 관계식을 유도하였다. 유도된 비에너지 관계식은 비선형 음함수의 형태로 해석적으로 해를 구할 수 없다. 유도된 관계식의 해법으로 2차의 정밀도를 가지는 Newton-Raphson방법을 이용하였으며, 계산의 초기치는 상용화된 Excel에서 쉽게 구할 수 있는 회귀식을 이용하여 구하였다. 적용 예를 통해, 단순 회귀식을 이용하는 경우에는 정해와의 상대오차가 2 - 8% 내외였는데, 본 연구에서 제안하는 방법을 사용하는 경우에는 동일한 조건에서 상대오차가 0.25% 내외를 보였다. 즉 본 연구에서 제시하고 있는 양해법을 이용하면, 포물선형 개수로 흐름의 대응수심을 용이하게 그리고 정확도가 매우 높게 산정할 수 있다.

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Development of a design width for the small streams (소하천 계획하폭 산정식 개발)

  • Jeong, Tae-Seong;Kim, Chang-Il;Ye, Seong-Je
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.17-17
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    • 2021
  • 계획하폭의 수리설계는 수문분석에 의하여 결정되는 설계홍수량을 주변지역 주택이나 농지 침수를 방지하지 않도록 하도내에서 수위를 과다하게 상승시키지 않은 상태에서 안전하게 하류로 소통시킬 수 있는 가장 경제적인 하도의 폭을 결정하는 것이라 할 수 있다. 현재 소하천 하폭의 수리설계는 지형 또는 현장 여건에 따라 계획홍수량을 결정하고, 경험식에 의한 방법 또는 도식에 의한 방법(방정식과 수리학 공식에 의한 방법)등을 이용하여 하류수위를 산정함으로써 이루어진다. 그러나 하도내 흐름이 자유수면을 가지는 개수로 흐름인 경우 도표 또는 간략화된 경험식을 이용해서는 정확한 하폭을 산정할 수 없다. 기존에 개발된 계획하폭 경험식은 홍수량에 기반한 단일 회귀식과 다양한 하천특성과 흐름특성을 이용한 다중 회귀식으로 구분된다. 그러나 현재 계획하폭 결정에 가장 많이 사용되는 경험식은 홍수량을 이용한 단일 회귀식인데, 이들은 자료수집의 어려움 때문에 지역과 하천특성을 고려하지 않고 모든 하천에 적용 가능하도록 개발되어 적용 시 세심한 주의가 요구된다. 본 연구에서는 기존의 경험식을 보완함으로써 적용성을 제고하기 위하여 전국 소하천을 지역에 따라 세분화하고 흐름특성과 하천특성 자료를 수집하였다. 이렇게 수집된 자료를 위치에 따라 세분화하고 기존에 개발된 경험식과 동일한 형태로 계획하폭 경험식을 개발하였다. 개발된 경험식을 검증하는 방법은 자료를 두 개의 그룹으로 분리하고 개발에 사용되지 않은 자료 그룹을 사용함으로써 검증의 신뢰성을 확보하였다. 더불어 기존의 경험식과 비교하는 방법으로 개발된 회귀식의 적용성을 검증하였다. 본 연구에서 개발한 계획하폭 경험식은 지역특성과 흐름특성을 고려한 계획하폭 산정에 활용이 가능함으로써 홍수에 안전한 소하천 수리설계에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

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Prediction of the Edge Sealing Shape on the Vacuum Glazing Using the Nonlinear Regression Analysis (비선형회귀분석을 이용한 진공유리 모서리 접합단면 형상예측)

  • Kim, Youngshin;Jeon, Euysik
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.3
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    • pp.1016-1021
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    • 2013
  • While using the hydrogen mixture gas torch, the glass edge sealing and the shape of the edge sealing parts is affected by many parameters such as flow rate of gas, traveling speed of torch, distance between glass and torch. As the glass edge sealing shape have effects on the insulation and airtightness and strength of the glass panel; the sealing shapes are predicted according to the process parameters. The paper highlight the nonlinear regression equations of the cross-sectional shape of the sealing shape according to the parameters, that is experimentally predicted later compared and verified the equation with the experimental result.

A Causation Study for car crashes at Rural 4-legged Signalized Intersections Using Nonlinear Regression and Structural Equation Methods (비선형 회귀분석과 구조방정식을 이용한 지방부 4지 신호교차로의 사고요인분석)

  • Oh, Ju Taek;Kweon, Ihl;Hwang, Jeong Won
    • Journal of Korean Society of Transportation
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    • v.31 no.1
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    • pp.65-76
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    • 2013
  • Traffic accidents at signalized intersections have been increased annually so that it is required to examine the causation to reduce the accidents. However, the current existing accident models were developed mainly by using non-linear regression models such as Poisson methods. These non-linear regression methods lack to reveal the complicated causation for traffic accidents, though they are the right choice to study randomness and non-linearity of accidents. Therefore, it is required to utilize another statistical method to make up for the lack of the non-linear regression methods. This study developed accident prediction models for 4 legged signalized intersections with Poisson methods and compared them with structural equation models. This study used structural equation methods to reveal the complicated causation of traffic accidents, because the structural equation method has merits to explain more causational factors for accidents than others.

A Study of the Nonlinear Characteristics Improvement for a Electronic Scale using Multiple Regression Analysis (다항식 회귀분석을 이용한 전자저울의 비선형 특성 개선 연구)

  • Chae, Gyoo-Soo
    • Journal of Convergence for Information Technology
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    • v.9 no.6
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    • pp.1-6
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    • 2019
  • In this study, the development of a weight estimation model of electronic scale with nonlinear characteristics is presented using polynomial regression analysis. The output voltage of the load cell was measured directly using the reference mass. And a polynomial regression model was obtained using the matrix and curve fitting function of MS Office Excel. The weight was measured in 100g units using a load cell electronic scale measuring up to 5kg and the polynomial regression model was obtained. The error was calculated for simple($1^{st}$), $2^{nd}$ and $3^{rd}$ order polynomial regression. To analyze the suitability of the regression function for each model, the coefficient of determination was presented to indicate the correlation between the estimated mass and the measured data. Using the third order polynomial model proposed here, a very accurate model was obtained with a standard deviation of 10g and the determinant coefficient of 1.0. Based on the theory of multi regression model presented here, it can be used in various statistical researches such as weather forecast, new drug development and economic indicators analysis using logistic regression analysis, which has been widely used in artificial intelligence fields.

A Study on Channel Flood Routing Using Nonlinear Regression Equation for the Travel Time (비선형 유하시간 곡선식을 이용한 하도 홍수추적에 관한 연구)

  • Kim, Sang Ho;Lee, Chang Hee
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.18 no.2
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    • pp.148-153
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    • 2016
  • Hydraulic and hydrological flood routing methods are commonly used to analyze temporal and spatial flood influences of flood wave through a river reach. Hydrological flood routing method has relatively more simple and reasonable performance accuracy compared to the hydraulic method. Storage constant used in Muskingum method widely applied in hydrological flood routing is very similar to the travel time. Focusing on this point, in this study, we estimate the travel time from HEC-RAS results to estimate storage constant, and develop a non-linear regression equation for the travel time using reach length, channel slope, and discharge. The estimated flow by Muskingum model with storage constant of nonlinear equation is compared with the flow calculated by applying the HEC-RAS 1-D unsteady flow simulation. In addition, this study examines the effect on the weighting factor changes and interval reach divisions; peak discharge increases with the bigger weighting factor, and RMSE decreases with the fragmented division.

Turbidity Meter Calibrations Based on Grain Size Distribution of Trapped Suspended Material (포획된 부유물질의 입도분포를 고려한 탁도계 검교정)

  • 조홍연;김백운
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.15 no.1
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    • pp.33-38
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    • 2003
  • Turbidity meter calibrations were conducted using bottom sediment and suspended material collected with a vertical array of sediment traps at the coastal water off Gaduk Island. Compared to the bottom sediment comprising sand fraction of approximately 6%, trapped suspended material was composed entirely of silt and clay fractions and showed a tendency to get finer as elevation from the sea-bed increases. Slope parameter of linear regression due to bottom sediment was of minimum value and values of those due to suspended material increased gradually as the height of sediment trap increases (i.e., sediment size decreases). This result shows that turbidity meter calibration using bottom sediment can cause an overestimation error in the calculation of suspended sediment concentration and that the error can reach up to 25% in case of this study. Therefore, it is suggested that the use of a corrected calibration curve based on grain size distribution of suspended material instead of bottom sediment may reduce the measurement error of suspended sediment concentration.

A Study on the Weight Estimation Model of Floating Offshore Structures using the Non-linear Regression Analysis (비선형 회귀 분석을 이용한 부유식 해양 구조물의 중량 추정 모델 연구)

  • Seo, Seong-Ho;Roh, Myung-Il;Shin, Hyunkyoung
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.51 no.6
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    • pp.530-538
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    • 2014
  • The weight estimation of floating offshore structures such as FPSO, TLP, semi-Submersibles, Floating Offshore Wind Turbines etc. in the preliminary design, is one of important measures of both construction cost and basic performance. Through both literature investigation and internet search, the weight data of floating offshore structures such as FPSO and TLP was collected. In this study, the weight estimation model was suggested for FPSO. The weight estimation model using non-linear regression analysis was established by fixing independent variables based on this data and the multiple regression analysis was introduced into the weight estimation model. Its reliability was within 4% of error rate.