본 논문은 비정상 시계열 예측을 위한 다중모델 퍼지 시스템과, 제안된 시스템의 최적화를 위한 유전 알고리즘의 응용을 다룬다. 일반적으로, 퍼지 예측시스템의 성능은 비선형 데이터가 가지고 있는 다양한 패턴이나 법칙성, 경향 등을 잘 분석하고 시스템에 반영함으로써 개선될 수 있다. 따라서, 본 논문은 원형 시계열의 특성을 보다 잘 반영할 수 있는 그들의 차분데이터를 시스템에 적용하며, 생성 가능한 차분 데이터들 중 원형 시계열의 특징에 가까운 일부를 추출하여 다중모델 퍼지 예측 시스템을 구현함으로써 다양한 원형시계열의 패턴이나 법칙성 등이 고려될 수 있도록 하였다. 다중 모델 퍼지 시스템의 각각의 예측기에는 구조가 간단한 k-means 클러스터링 기법을 적용하여 구현의 용이성을 꽤하였으며, 성능평가를 통해 선택된 최종 예측기는 RCGKA(real-coded genetic k-means clustering algorithms)를 통해 더욱 최적화된 규칙기반을 가지게 함으로써 예측성능이 개선될 수 있도록 하였다. 본 논문에 사용된 최적화 기법인 RCGKA에는 또한 성능이 우수한 다양한 유전연산자를 도입하여 더욱 예측기 성능이 강화될 수 있도록 하였으며, 시뮬레이션을 통해 제안된 예측시스템의 효용성을 증명하였다.
A signal in real world usually composes of multiple signals having different scales of frequencies. For example sun-spot data is fluctuated over 11 year and 85 year. Economic data is supposed to be compound of seasonal component, cyclic component and long-term trend. Decomposition of the signal is one of the main topics in time series analysis. However when the signal is subject to nonstationarity, traditional time series analysis such as spectral analysis is not suitable. Huang et. at(1998) proposed data-adaptive method called empirical mode decomposition (EMD) . Due to its robustness to nonstationarity, EMD has been applied to various fields. Huang et. at, however, have not considered denoising when data is contaminated by error. In this paper we propose efficient denoising method utilizing cross-validation.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2006.05a
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pp.1546-1550
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2006
한강 하구부의 3개 지점에서 수중 계류방식으로 약 5개월에 걸쳐 탁도를 관측하였다. 이 과정에서 관측기기의 한계로 인해 탁도 자료의 결측치가 발생하였고, 이를 효율적으로 보완하기 위해 새로운 결측치 보완기법을 개발하였다. 개발된 기법, 일명 면적비법은 시계열 자료가 단일주기와 상이한 진폭을 갖는다는 가정하에, 각 사이클의 면적비율을 통해 결측치를 보완하는 방법이다. 면적비법과 기존의 최소제곱법을 검증하기 위해 결측치가 없는 정상적인 자료에 적용해 보면, 두 방법 모두 첨두치를 약간 과소 산정하는 경향이 있었다. 하지만 면적비법의 경우, 원자료의 총 면적과 보완자료의 총 면적간의 차이가 거의 없었다. 이 방법들을 한강 하구부에서 관측된 탁도자료에 적용해 본 결과, 면적비법은 합리적으로 결측치를 보완하는 반면, 최소제곱법은 보완자료의 총면적이 원자료에 비해 작아지는 오류가 발생하였다. 따라서 최소제곱법에 비해 면적비법이 결측치 보완에 더 우수한 결과를 제공함을 알 수 있었다. 본 연구에서 개발한 면적비법은 주기성이 뚜렷한 시계열자료의 결측치 보완에 유용하게 쓰일 수 있으리라 기대된다.
본 연구는 시각 동기 위상 측정 정보를 이용하여 전력계통에 나타나는 여러 가지 동요 현상을 검출하기 위한 기초 연구로써, 시계열 데이터 분석 분야로 분류된다. 제시한 방법은 비선형 동특성에 해석 기반으로 접근하여 전력계통에 나타날 수 있는 여러 동요 현상을 범용적으로 검출해 낼 수 있다. 비선형 동요 현상의 신호적 패턴을 수학적으로 기본 순시치 파형으로부터 피크치 샘플링을 통해 전개하여 계통 요소간 간섭으로 인한 원하지 않는 진동 모드를 검출하고자 한다. 계통의 변화로 진동 모드가 나타날 때, 2차원 평면에 실효치로 환산한 시계열 전압 데이터와 선형화된 플로퀘트 상수(Floquet multiplier)를 맵핑하여 도시하고, 정상상태 지점으로부터 거리를 계산하여 최대 리아프노프 지수 계산을 통해 계통이 불안정하게 되는 시간을 시계열 데이터 분석으로 추정하는 것이 본 방법의 핵심이다. 이러한 접근으로 제시한 비선형 동요 검출 알고리즘을 적용하여 디지털 필터 적용 또는 주파수 영역 해석과 같은 오프라인 Study와 달리 온라인으로 신속하게 계통의 현재 상태를 알 수 있게 된다.
An increase In traffic has a large Influence on the performance of a total network. Therefore, traffic management has become an important issue of network management. In this paper, we propose a new routing algorithm that attempts to analyze network conditions using time series prediction models and to propose predictive optimal routing decisions. Traffic congestion is assumed when the predicting result is bigger than the permitted bandwidth. By collecting traffic in real network, the predictable model is obtained when it minimizes statistical errors. In order to predict network traffic based on time series models, we assume that models satisfy a stationary assumption. The stationary assumption can be evaluated by using ACF(Auto Correlation Function) and PACF(Partial Auto Correlation Function). We can obtain the result of these two functions when it satisfies the stationary assumption. We modify routing oaths by predicting traffic in order to avoid traffic congestion through experiments. As a result, Predicting traffic and balancing load by modifying paths allows us to avoid path congestion and increase network performance.
In this paper we introduce the time series clustering methods in the time and frequency domains and discuss the merits or demerits of each method. We analyze 15 daily stock prices of KOSPI 200, and the nonparametric method using the wavelet shows the best clustering results. For the clustering of nonstationary time series using the spectral density, the EMD method remove the trend more effectively than the differencing.
This paper applies an expert independent unsupervised neural network learning-based multivariate time series data analysis model, MSCRED(Multi-Scale Convolutional Recurrent Encoder-Decoder), and to overcome the limitation, because the MCRED is based on Auto-encoder model, that train data must not to be contaminated, by using learning data sampling technique, called Subset Sampling Validation. By using the vibration data of power plant equipment that has been labeled, the classification performance of MSCRED is evaluated with the Anomaly Score in many cases, 1) the abnormal data is mixed with the training data 2) when the abnormal data is removed from the training data in case 1. Through this, this paper presents an expert-independent anomaly diagnosis framework that is strong against error data, and presents a concise and accurate solution in various fields of multivariate time series data.
We propose an iterated interpolation approach for the estimation fo time series parameters in the presence of outliers. The proposed approach iterates the parameter estimation stage and the outlier detection stage until no further outliers are detected. For the detection of outliers, interpolation diagnostic is applied, where the atypical observations by the one-step-ahead predictor instead of downweighting is also proposed. The performance of the proposed estimation methods is compared with other robust estimation methods by simulation study. It is observed that the iterated interpolation approach performs reasonably well is general, especially for single AO case and large $\phi$ in absolute values.
Time series data are often contaminated with outliers due to influence of unusal and non-responsitive events. The effect of the outliers is larger in the time series analysis than in the other statistical analysis, because the time series data have dependent structure over time. This paper focuses on the effect of patchy outliers on forecasting. Especially, the increase of the mean square of the l-step-ahead forecast error is derived and used to evaluate the impact of those outliers on the forecast. We fine, in general, that this increase is rather small, provided that the patchy outliers does not occur too close to the forecast origin.
Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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2005.04a
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pp.177-180
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2005
본 연구는 연속 회분식 반응기(SBR) 공정에서 시계열 데이터 마이닝을 이용하여 공정에 사용된 기기의 고장 진단 알고리즘 개발에 대한 내용을 보여주고 있다. 공정에서 비정상적인 반응을 유발하는 장비 관리에 대한 연구는 폭넓게 수행되고 있지 않으므로, 이러한 장비 진단은 소규모 하$\cdot$폐수처리장을 무인자동화로 통합관리에 유용하게 적용될 수 있다. 본 연구에서는 진동신호를 이용하여 무인자동화를 위해 선행되어야 하는 공정기기의 공장진단에 관한 알고리즘을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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