• 제목/요약/키워드: 비선형회귀식

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

  • 박희성;정건희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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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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포물선형 개수로에서 대응수심의 양해적 산정 (Explicit solutions for alternate depth in parabolic open channel)

  • 김대근
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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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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소하천 계획하폭 산정식 개발 (Development of a design width for the small streams)

  • 정태성;김창일;예성제
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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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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비선형회귀분석을 이용한 진공유리 모서리 접합단면 형상예측 (Prediction of the Edge Sealing Shape on the Vacuum Glazing Using the Nonlinear Regression Analysis)

  • 김영신;전의식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.1016-1021
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    • 2013
  • 수소혼합가스토치를 이용하여 유리 모서리 접합 시 접합부의 형상은 수소혼합가스의 유량, 토치의 이송속도, 토치와 유리사이의 거리 등 많은 공정변수들에 의해 영향을 받는다. 모서리 접합형상은 유리패널의 단열 및 기밀, 강도성능에 영향을 미치므로, 공정변수에 따른 접합부 형상예측에 대한 연구가 수행되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 공정변수 설정 및 실험분석을 통하여, 공정변수에 따른 단면형상을 예측할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 도출된 회귀식에 각 공정변수값을 적용하여 접합형상을 예측하고, 실제 모서리 접합 실험결과와 비교하여 회귀식의 타당성을 검증하였다.

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

  • 오주택;권일;황정원
    • 대한교통학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.65-76
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    • 2013
  • 사고발생의 주요지점인 신호교차로 교통사고 발생건수는 해마다 증가하고 있어 교통사고를 감소시키기 위한 원인 규명이 매우 필요하다. 국내에서 연구되어진 기존의 교통사고예측 모형들은 대부분 Poisson 모형 등의 비선형 회귀분석을 이용한 사고원인분석이 주를 이루고 있다. 비선형 Econometrics 분석기법들이 사고의 성격을 분석하는데 가장 중요한 통계적 기법이기는 하지만, 도로에서 발생하는 교통사고의 원인분석적 차원에서 접근하면 이런 사고예측 모형들만 가지고 사고발생의 설명변수들을 규명하는데 구조적인 한계가 발생한다. 이는 이러한 통계적 방법들이 사고의 예측력을 높이는데 중점을 두고, 이를 위해 소수의 유효한 설명변수들만을 모형식에 포함시키기 때문이다. 따라서 사고에 대해 보다 구체적인 원인규명을 위해서는 비선형회귀분석모형의 개발과 동시에 비선형 Econometrics 분석기법의 단점을 보완하는 또 다른 통계적 노력이 필요하다. 이에 본 연구에서는 Poisson기법을 이용하여 지방부 4지 신호교차로의 사고예측모형을 개발하였고, 동시에 복합적인 인과관계를 증명하는데 다중변수관계를 포괄적으로 측정하여 탐색하는 구조방정식을 이용하여 사고모형을 개발하여 Poisson 모형의 결과값과 비교 분석하였다.

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

  • 채규수
    • 융합정보논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.1-6
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    • 2019
  • 본 연구에서는 다항식 회귀분석(Polynomial regression analysis) 방법을 이용하여 비선형 특성을 갖는 전자저울의 질량 추정 모델 개발이 이루어 졌다. 전자저울에 사용되는 로드셀의 출력 단자 전압을 기준 질량 추를 사용하여 직접 측정하였고 이 데이터를 이용하여 MS Office 엑셀의 행렬식 계산과 데이터 추세선 분석 기능을 이용하여 다항식 회귀모델을 구하였다. 5kg까지 측정 가능한 로드셀 전자저울을 사용하여 100g단위로 질량을 측정하였고 다항식 회귀분석(Multiple regression analysis) 모델을 구하였으며, 단순(1차), 2차, 3차 다항식 회귀분석에 대한 오차를 구하였다. 각 모델에 대한 회귀 방정식의 적합도 분석을 위해 결정계수(Coefficient of determination)를 제시하여 추정 질량과 측정 데이터와의 상관관계를 나타내었다. 본 연구에서 제안하는 3차 다항식 모델을 이용하여 추정 값의 표준편차가 10g, 결정계수 1.0으로 상당히 정확한 모델을 얻었다. 본 연구에 사용된 선형 회귀 분석 이론을 바탕으로 최근 인공지능 분야에서 많이 사용되고 있는 로지스틱 회귀 분석(Logistic regression analysis)을 활용하여 기상예측, 신약개발, 경제지표 분석 등의 분야에 대한 다양한 연구를 수행할 수 있을 것으로 생각된다.

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

  • 김상호;이창희
    • 한국습지학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.148-153
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    • 2016
  • 하도 홍수추적과 관련하여 하천에서의 시 공간적 홍수파를 해석하는데 수리학적 방법과 수문학적 방법이 일반적으로 많이 이용되어 왔다. 수문학적 홍수추적 방법은 수리학적 방법에 비해 수행하기에는 비교적 간단하면서도 합리적인 정확성을 지닌다. 수문학적 홍수추적 방법 중 광범위하게 적용되어지고 있는 Muskingum 모형의 중요 변수인 저류상수는 유하시간과 매우 유사한 값을 가진다. 이러한 점에 착안하여 본 연구에서는 저류상수를 산정하기 위해 HEC-RAS를 이용한 유하시간을 산정하고, 하도거리, 하도경사, 유량 자료를 이용하여 유하시간에 대한 비선형 회귀곡선식을 개발하였다. 비선형 회귀곡선에 의해서 산정된 저류상수를 Muskingum 모형에 대입하여 구한 유출량은 HEC-RAS 1차원 부정류 모의를 적용하여 산정된 유출량과 비교하였다. 이와 함께 본 연구에서는 가중인자에 대한 영향 및 상하류 사이의 구간 분할에 대해서 검토하였는데, 그 결과 가중인자 값이 클수록 첨두홍수량이 올라가는 것으로 나타났으며, 구간 분할을 많이 할수록 RMSE가 감소하는 것으로 나타났다.

육계의 웅성생식기발육 및 정자형성과정 (Morphological Study on the Development in the Testis of Meat Purpose Rooster)

  • 한방근
    • 대한수의사회지
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    • 제20권1호
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    • pp.49-61
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    • 1984
  • 본 실험의 목적은 육용계의 성장에 따른 웅성생식기의 정상발육상을 분명하게 하기 위한 것이다. 'Arbor acres' 육용웅계 160수를 사육하면서 2주령부터 30주령까지의 주령별로(27군) 성장에 따른 개체, 계관, 정소, 기타 내분필선의 중량변화와 정소의 조직학적 변화상을 관찰하였으며 그 결과는 다음과 같이 요약되었다. 1. 체중은 8주령에서 급증하여 9주령에서는 약 2kg에 달하였으며 주령과 체중사이에 삼중선형회귀식이 성립되었다. 정소와 계관의 중량은 23$\~$26주령사이에 그리고 24$\~$27주령사이에 각각 급증하였으며 양자 다같이 상응한 발육곡선을 보임과 동시에 주령과 중량사이에 중선형회귀식이 성립되었다. 2. 뇌하수체중량은 7주령에서 최고의 증가를 보였으며 주령과 중량간에 중선형회귀식이 성립되었다. 갑상선의 발육곡선은 많은 기복을 보이는 반면에 부갑상선은 대체로 평탄한 발육곡선을 보였으며 양자 다같이 주령과 중량사이에 직선형회귀식이 성립되었다. 부신중량은 그 변화가 매우 심하였지만 직선형회귀식이 성립되었고 췌장중량은 10주령까지의 사이에 현저한 증가를 보인 후 기복이 심하였으며 주령에 따른 중량변화는 중선형회귀식이 성립되었고 췌장중량과 체중과의 사이에서는 직선형회귀식이 성립되었다. 흉선은 2주령에 1gm이던 것이 9주령에 약 8gm으로 크게 증가하였다가 그후 일진일퇴하여 30주령에 가까워져도 3$\~$4gm 정도의 무게로 잔존하였으며 주령과 중량사이에 삼중선형회귀식이 성립되었다. 3 계체, 계관, 정소 및 전기한 내분필선의 주령별 중량변화의 상호간상관관계에 있어서는 흉선에 대한 다른 모든 기구와의 상관 부신에 대한 계체, 계관, 췌장, 정소, 흉선의 상간 그리고 췌장에 대한 계관, 정소,부신, 흉선과의 상관을 제외하고는 모두 유의적 상관이 인정되었다. 4. 정세관의 크기는 강경에 있어서 다같이 전소급발시기보다 1주일 앞선 22주령에서 부터 급성장 (p. 0.01)하였고 그 발육곡선은 정소발육과 평행하였다. 이 것과는 대조적으로 백막의 두께는 완만한 증가를 보였다. 5. 정세관의 정자형성과정에 있어서 정조세포는 첫2주령부터 나타나 주령이 더해짐에 따라 그 크기와 수가 증가하였다. 정모세포는 9주령에서 정낭세포는 10주령에서 정자세포는 16주령에서 첫 출현을 보였으며 23주령에서는 관찰한 모든 정세관에서 정자세포를 볼 수 있었다. 성숙정자는 23주령에서 처음 출현하였다. 6, 정소와 정세관이 커짐에 따라 정소간질은 완만하게 축소되어 있으며 정소중량이 급성장하는 시기인 24영주에서 정세관물질의 비율은 $96\%$였다. 간질조직내에서 형성되는 Leydig Cell는 간질축소와 무관하여 주령에 따라 그 수가 증가되었으며 그 주령에서의 세포수구에 비하여 30주령에서는 2배인 24로 나타났다. 7. 정소중량, 정조세포의 수 및 크기, 정세관의 강경과 관경 그리고 백막의 두께 등의 상호간의 상관관계에 있어서는 모두 유의적인 상관으로 나타났다.

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

  • 조홍연;김백운
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.33-38
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    • 2003
  • 가덕도 인근 연안해역에서 채취된 해저 퇴적물과 연직방향으로 배열된 표사포획장치로부터 획득된 부유물질을 이용하여 탁도계 검교정을 수행하였다. 포획된 부유물질은 모래 함량이 약 6%인 해저 퇴적물에 비하여 주로 실트 및 점토로 조성되었으며, 해저면으로부터의 놀이가 증가함에 따라 세립화하는 경향을 보였다. 해저 퇴적물에 대한 탁도계 검교정 선형 회귀식의 기울기는 최소값으로 나타났으며, 수심별로 포획된 부유물질에 의한 선형 회귀식의 기울기는 포획 고도가 증가함(즉, 입도가 감소함)에 따라서 점진적으로 증가하였다. 이러한 결과는 해저 퇴적물에 대한 탁도계 검교정 결과로부터 부유물질 농도를 환산할 경우 과대추정의 오차가 발생되며, 본 연구해역의 경우에는 그 오차가 최대 25%까지 증가할 수 있다는 것을 보여준다. 따라서 해저 퇴적물보다는 수층에서 포획된 부유물질의 입도분포를 고려하여 보정된 검교정식을 적용하는 것이 부유물질 농도의 측정오차를 최소화하는 방법으로 사료된다.

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

  • 서성호;노명일;신현경
    • 대한조선학회논문집
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    • 제51권6호
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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.