• Title/Summary/Keyword: 비선형회귀식

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GSSHA 지하수 모의를 위한 대수층 깊이 공간 분포 기법 연구

  • Jea-Whan Shin;Tae-Hee Yoon;Young-Seok Lee;Suk-Hwan Jang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.522-522
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    • 2023
  • 지하수 시스템의 방출은 저지대 강에서 건조기에 흐르는 하천 유지유량의 원천이 된다. 수자원 분야에서 분포형 모형이 도입되며 수문 분석의 고도화가 이루어지고 있는 오늘날에도, 아직 대수층 깊이 등 지하수관련 매개변수에 대한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구는 분포형 모형의 지하수 관련 매개변수 중 지형자료에 해당하는 대수층 깊이의 물리적인 분포형태를 예측하고, 지하수 모의결과를 검토하여 해당 기법의 적용성을 확인하였다. 본 연구에서는 북측의 미계측 유역을 포함한 소양강 유역을 연구대상 지역으로 설정하였고, 정밀한 분포형 모형인 GSSHA(Gridded Surface Hydrologic Analysis)를 활용하였다. 대수층 깊이 추정 방법은 크게 세가지 시나리오로 구분하여 모의를 진행하였다. 유역의 지하수 데이터를 통해 도출된 대수층깊이 등분포(시나리오1), 지표 고도와 대수층 깊이의 선형 반비례 관계를 가정한 선형 회귀식(시나리오2), 동일한 가정을 두고 Log차원에서 회귀식을 적용한 경우(시나리오 3). 위 3가지 시나리오를 통해 산정된 유출량과, 지하수 수위 등을 소양강댐 유입량 자료 및 유역 내 6개 지하수 관측소를 대상으로 결과를 비교하여 적용성을 확인하였다. 시나리오별 유출량 모의 오차평가 결과, 관측 첨두 유량을 가장 잘 반영하고 있는 기법은 일반적으로 선행 연구에서 많이 활용하고 있는 등분포형 기법으로 분석되었으며, 과소·과대 모의된 정도를 나타내는 지표와 모형의 효율성을 나타내는 지표는 선형 회귀분석 기법이 가장 우수한 결과로 분석되었다. 따라서, 대수층 깊이를 등분포하여 모의하던 기존 방식에 비해 지면고도-대수층깊이 간의 반비례 관계를 적용하는 방식이 지하수 모의에 있어서 보다 합리적일 것으로 판단된다. 향후 임의의 인자와 대수층 깊이간의 정밀한 회귀관계를 도출한다면 더욱 합리적이고 신뢰성 높은 결과를 얻을 수 있을것으로 기대된다. 또한 유역 단위의 지하수 모의가 정밀하게 이루어진다면 최근 많은 관심이 집중되는 하천 유지유량과 건기 유출 등의 연구 분야에도 많은 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

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Evaluation of Inelastic Displacement Ratios for Smooth Hysteretic Behavior Systems (완만한 이력거동 시스템에 대한 비탄성 변위비의 평가)

  • Song, Jong-Keol
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.15 no.3
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    • pp.11-26
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    • 2011
  • The inelastic displacement ratio is defined as the ratio of the peak inelastic displacement to the peak linear elastic displacement. The inelastic displacement ratio allows simple evaluation of the peak inelastic displacement directly from the peak elastic displacement without computation of the inelastic response. Existing research of the inelastic displacement ratio is limited to piece-wise linear systems such as bilinear or stiffness degrading systems. In this paper, the inelastic displacement ratio is investigated for smooth hysteretic behavior systems subjected to near- and far-fault earthquakes. A simple formula of the inelastic displacement ratio is proposed by using a two step procedure of regression analysis.

Flood Damage Estimation Using Regional Regression Analysis (지역회귀분석을 이용한 홍수 피해금액 추정)

  • Jang, Ock-Jae;Kim, Young-Oh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.74-78
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    • 2009
  • 우리 사회가 발전함에 따라 재해의 위험으로부터도 안전하게 살고자 하는 대중들의 욕구 또한 증가하고 있다. 하지만 최근의 기후변화와 이상홍수의 사례에서 볼 때 현재 우리가 처해 있는 자연재해로부터의 위협은 과거와는 상이하다는 것을 알 수 있다. 이러한 위협에 대처하기 위해서는 우리에게 노출된 재해의 특성을 평가하는 과정이 무엇보다 선행되어져야 한다. 홍수로 인한 피해는 대부분이 인명이나 재산피해가 주를 이루기 때문에 홍수위험도의 평가결과도 발생 가능한 인명이나 재산피해로 표현되는 것이 적절하다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 지역회귀분석을 적용하여 가능 홍수 피해금액을 추산하고, 이를 통해 각 지역별 홍수위험도를 평가하는 방법을 제안하였다. 지역회귀분석은 강우유출모형이나 확률분포모형의 매개변수들을 유역 특성인자들로 표현하기 위해 수문학 분야에서 사용되어져 왔으며 본 연구에서는 이 방법을 홍수 피해금액 추정에 응용하였다. 지역회귀방법의 절차는 먼저 계측지역에서는 홍수 피해금액과 시강우량 자료를 바탕으로 비선형회귀분석을 실시한 후 이 회귀식의 계수를 다시 해당 지역의 인문 사회 경제학적 인자들로 표현하였다. 이러한 방법을 통해 지역적 인자들이 홍수 피해에 미치는 영향을 정량적으로 분석할 수 있었으며 궁극적으로 미계측지역에서도 지역적 인자들을 통해 특정 빈도에 발생 가능한 홍수 피해금액을 추정할 수 있었다. 최종적으로 추정된 홍수 피해금액과 지역 총 자산의 비를 통해 홍수위험지도를 작성하였다. 본 연구결과를 수자원장기종합계획에서 홍수위험도 평가를 위해 사용된 홍수피해잠재능(Potential Flood Damage; PFD)과 비교해 보면 PFD에서는 각 인자들의 가중치 산정에서 전문가의 주관이 개입될 수 있다는 단점이 있었으나 과거 피해금액과의 상관관계를 분석한 본 연구에서는 이러한 단점을 극복할 수 있었다.

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One-dimensional Consolidation Analysis by Estimation of Nonlinear Consolidation Coefficient (비선형 압밀계수 산정에 의한 일차원 압밀해석)

  • Lee, Song;Jeon, Je-Sung
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.16 no.2
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    • pp.103-113
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    • 2000
  • 기존의 Terzaghi 압밀이론은 상대적으로 연약토층이 두껍지 않고, 초기함수비가 낮으며 적은 유효응력의 증가가 예상되는 곳에 그 적용이 제한되어 있었다. 그 이유는 Therzaghi 압미이론 자체가 미소변형률과 선형적인 압축성 및 투수성등을 기본적인 가정사항으로 내포하고 있기 때문이다. 이러한 가정사항을 극복하고자 Gibson et al. 은 일차원 비선형 유한 변형률 압밀이론에 관한 엄밀해를 제시하였다. 이 이론은 기존의 많은 가정사항들을 극복하여 실제 현상에 더욱 부합하는 예측을 할 수 있는 장점이 있는 반면, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계의 도입과 좌표변환 및 현장의 시고이력을 그대로 적용하는데 많은 어려움이 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 유한형태를 압밀이론을 이용한 압밀현상 예측을 위하여, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 함수식을 구성하고 이를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램은 많은 폼과 모듈로 구성되어 있는데, 이러한 각각의 폼과 모듈은 GUI 기능의 극대화를 통해 복잡한 이론에 익숙하지 않은 실무자들이 쉽게 본 이론을 이용할 수 있도록 설계 되었다. 또한 개발프로그램은 다양한 하중단계 및 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 회귀분석, 각 유효응력 단계별 상이한 비선형 계수 g와 λ를 적용할 수 있으며, 계산을 위한 전처리과정은 물론 계산된 결과를 위한 다양한 후처리과정이 모두 사용자 위주의 GUI 기능을 충분히 갖도록 설계되었다. 개발 프로그램의 검증을 위하여 실제 현장의 계측자료 및 기존 연구문헌상의 결과와 본 개발 프로그램의 예측결과를 비교.분석하였으며, 다양한 간극비 상태의 비선형 계수가 해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.

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A study on the multivariate sliced inverse regression (다변량 분할 역회귀모형에 관한 연구)

  • 이용구;이덕기
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.10 no.2
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    • pp.293-308
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    • 1997
  • Sliced inverse regression is a method for reducing the dimension of the explanatory variable X without going through any parametric or nonparametric model fitting process. This method explores the simplicity of the inverse view of regression; that is, instead of regressing the univariate output varable y against the multivariate X, we regress X against y. In this article, we propose bivariate sliced inverse regression, whose method regress the multivariate X against the bivariate output variables $y_1, Y_2$. Bivariate sliced inverse regression estimates the e.d.r. directions of satisfying two generalized regression model simultaneously. For the application of bivariate sliced inverse regression, we decompose the output variable y into two variables, one variable y gained by projecting the output variable y onto the column space of X and the other variable r through projecting the output variable y onto the space orthogonal to the column space of X, respectively and then estimate the e.d.r. directions of the generalized regression model by utilize two variables simultaneously. As a result, bivariate sliced inverse regression of considering the variable y and r simultaneously estimates the e.d.r. directions efficiently and steadily when the regression model is linear, quadratic and nonlinear, respectively.

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Autoignition Characteristics of Limonene - Expanded Polystyrene Mixture (Limonene - Expanded Polystyrene 혼합물의 자연발화 특성)

  • 송영호;하동명;정국삼
    • Fire Science and Engineering
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    • v.18 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2004
  • In the reutilization process using limonene, the organic solvent to reduce volume of EPS, the AIT was measured with the variation of concentration and volume of mixture, in order to present the fund-mental data on the fire hazard assessment of limonene - EPS mixture at storage and handling. And ignition zone was compared with non-ignition zone. The equation related to AIT, activation energy and ignition delay time, used by the most scientific basis for predicting AIT values, was suggested using linear regression analysis as ln t = 0.704/T-5.819. And the equation related to concentration of mixture and AIT was also suggested to predict ignition hazard of combustible mixture using nonlinear regression analysis as $T_m/=248.32+69.27X+172.60X^2$. It enabled to predict ignition temperature according to variation of ignition delay time and concentration of mixture by the suggested equations.

Multi-objective Genetic Algorithm for Variable Selection in Linear Regression Model and Application (선형회귀모델의 변수선택을 위한 다중목적 유전 알고리즘과 응용)

  • Kim, Dong-Il;Park, Cheong-Sool;Baek, Jun-Geol;Kim, Sung-Shick
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.18 no.4
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    • pp.137-148
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    • 2009
  • The purpose of this study is to implement variable selection algorithm which helps construct a reliable linear regression model. If we use all candidate variables to construct a linear regression model, the significance of the model will be decreased and it will cause 'Curse of Dimensionality'. And if the number of data is less than the number of variables (dimension), we cannot construct the regression model. Due to these problems, we consider the variable selection problem as a combinatorial optimization problem, and apply GA (Genetic Algorithm) to the problem. Typical measures of estimating statistical significance are $R^2$, F-value of regression model, t-value of regression coefficients, and standard error of estimates. We design GA to solve multi-objective functions, because statistical significance of model is not to be estimated by a single measure. We perform experiments using simulation data, designed to consider various kinds of situations. As a result, it shows better performance than LARS (Least Angle Regression) which is an algorithm to solve variable selection problems. We modify algorithm to solve portfolio selection problem which construct portfolio by selecting stocks. We conclude that the algorithm is able to solve real problems.

Linear Relationship between Expenditure on intangible capital and Sales - aviation service and related manufacturing firms (항공운송업 및 관련 제조업의 무형자산성 지출과 매출액 간의 선형 관계 실증 분석)

  • Kim, Jeong-Yeon
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.16 no.6
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    • pp.1116-1122
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    • 2012
  • Many researches predicted the linear relationship between discretionary expenditure and sales amount in manufacturing companies. We review their relationship based on financial reports of KOSDAQ and KOSPI listed companies in category of non-durable goods. Also we review the relationship between expenditure on intangible capital and sales amount in aviation service and related manufacturing firms. Identified manufacturing firms showed linear relationship between R&D expenditure and sales amount. On the contrary, aviation service and related manufacturing companies do not have linear relationship between expenditure on intangible capital and sales, while their general management and sales expenditure has linear relationship with sales. It shows aviation service and related manufacturing company keep advertising or R&D related expenditure as sales revenue decreases, while manufacturing companies of non-durable goods has a tendency to reduce it as sales revenue decreases.

Development of Empirical Formulas for Storage Function Method (저류함수법의 매개변수 산정식 개발)

  • Choi, Jong-Nam;Ahn, Won-Shik;Kim, Tae-Gyun;Chung, Gun-Hui
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.9 no.5
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    • pp.125-130
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    • 2009
  • Storage function method which considers the non-linearity of the relationship between rainfall and runoff has been frequently used to predict runoff in a basin and a flood pattern. However, it is time-consuming to estimate appropriate parameters of every basin and rainfall event, which requires the empirical parameter equation applicable in Korea. In this study, multiple regression analysis is used to develop empirical equations to estimate parameters of Storage Function method using basin characteristics. The basin area, maximum stream length, and stream slope are considered as the basin characteristics as the result of the regression analysis. Collinearity is removed and trial-and-error method is used to choose the most descriptive parameters to the dependent variables in Han River basin which is divided into 30 subbasins. The developed equations are validated using the rainfall events in MunMak gauging station and named as 'Han River equation'. The equation could provide the useful information about Storage Function method parameter to calculate runoff from a basin and predict river stage.

Development of Empirical Formula for Transverse Dispersion Coefficient Based on Theoretical Equation in River Bends (만곡부에서 이론식에 기반한 횡분산계수 경험공식 개발)

  • Baek, Kyong Oh
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.32 no.6B
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    • pp.373-378
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    • 2012
  • In this study, a new empirical equation for the transverse dispersion coefficient has been developed based on the theoretical background in river bends. The nonlinear least-square method was applied to determine regression coefficients of the equation. The estimated dispersion coefficients derived by the new equation were compared with observed transverse dispersion coefficients acquired from natural rivers and coefficients calculated by the other existing empirical equations. From a comparison of the existing transverse dispersion equations and the new proposed equation, it appears that the behavior of the existing formula in a relative sense is very much dependent on the friction factor and the river geometry. However, the new proposed equation does not vary widely according to variation of friction factor. Also, it was revealed that the equation proposed in this study becomes an asymptotic curve as the curvature effect increases.