• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.319-319
• /
• 2019

기후변화로 인한 극한 기후 상황의 증가로 홍수기 홍수피해와 갈수기 가뭄피해가 심화되고 있으며, 수자원 관리에 대한 어려움이 발생하고 있다. 효율적인 수자원 관리를 위해 국내에는 약 1,8000여개의 댐을 운영하고 있으며, 댐의 유입량과 저수량을 감안하여 물을 적절하게 방류하는 것을 목적으로 한다. 그러기 위해서는 유입량이 우선적으로 확보되어야 하며, 더 나아가 유입량을 미리 예측할 수 있다면 더욱 효율적인 댐 운영이 가능할 것이다. 기존에는 수위나 유량을 예측하기 위해서는 주로 물리적 모형이 사용되어 왔으며, 물리적 모형은 매개변수 결정을 위한 많은 자료를 필요로 하고 그 과정에서 많은 불확실성을 포함하고 있기 때문에 계산 과정을 거치는 동안 다양한 오차가 반복 누적되는 단점이 있다. 반면에 시계열 데이터 예측을 위한 알고리즘 LSTM(Long Short-Term Memory)은 입력된 데이터와 출력된 데이터를 동시에 이용하여 보다 정확한 예측 값을 얻을 수 있다. 따라서 본 연구는 다목적댐의 유입유량 예측을 위해 구글에서 제공하는 딥러닝 오픈소스 라이브러리를 활용하여 LSTM모형을 구축하고 댐 유입유량을 예측하였다. 분석 자료로는 wamis에서 제공하는 용담댐의 2006년부터 2018년까지의 시간당 유입량 자료를 사용하였으며, 입력 데이터로 모형을 학습한 후 2018년의 유입량을 예측하였다. 예측 값의 정확도를 판단하기 위해 2018년의 실제 유입량 자료와 비교하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.122-122
• /
• 2021

전 세계적인 기후변화로 인해 태풍과 집중호우의 빈도와 규모가 증가하고 있으며 그로 인해 수재해 대응과 수자원 관리에 많은 어려움이 따른다. 댐 운영은 이러한 수자원 관리의 중요한 요소이며 정확한 댐 유입량의 예측은 효율적인 댐 운영과 관리의 필수적인 부분이다. 최근에는 여러 분야에서 활용되고 있는 딥러닝 모델을 활용하여 댐 유입량 예측에 관한 다수의 연구들이 수행되고 있다. 특히, 수문 시계열의 장기적인 특성과 비선형적인 관계를 고려하기 위해 연속형 모의를 기반으로 하는 딥러닝 모델의 적용 및 평가와 관련 연구의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 연속형 모의를 기반으로 하는 딥러닝 모델을 활용하여 댐 유입량 예측을 수행하고자 하며 이의 적용성을 평가하고자 한다. 적용 대상 지역으로는 안동댐 상류 유역을 선정하였으며 2006년부터 2020년까지의 시 단위 강우 및 댐 유입량 자료를 활용하였다. 선행시간(1~6시간)별 예측 유입량과 관측 유입량의 비교를 통한 정량적 평가를 수행하였다. 또한 입력 자료에 대한 과거 기간, 모델 구성, 손실함수 등에 대한 조건별 평가를 통해 예측 정확도의 변화에 대한 분석을 수행하였다. 본 연구결과를 통해, 딥러닝 기반의 댐 유입량 예측 정확도에 대한 향상과 실시간 예측을 위한 딥러닝 모델의 활용성 증대에 기여할 것으로 기대된다. 향후, 강우 예보 자료를 연계한 딥러닝 기반의 실시간 댐 유입량 예측 기법을 제안하고 이의 활용성을 평가하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.128-128
• /
• 2022

최근 호우의 빈도와 규모는 증가하는 추세이며 이에 따른 홍수 피해는 많은 피해를 야기하고 있다. 이러한 관점에서 홍수 피해에 대한 선제적 대응을 위한 요소로써 초단시간 강우예측 정보의 중요성은 매우 높다. 특히, 레이더 자료 기반의 강우예측은 수치예보모델과 비교하여 3시간 이내의 짧은 선행시간 이내의 높은 정확도를 갖고 있어 홍수예보에 다수 활용되고 있다. 최근에는 강우자료의 복잡한 관계와 특징을 고려하기 위해 딥러닝 기반의 강우예측 활용 사례가 증가하고 있으나 국내 적용 사례는 적어 관련 연구가 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 레이더 강우를 활용한 딥러닝 기반의 강우예측 기법을 제안하고 이에 대한 적용성을 평가하고자 한다. 2차원 레이더 강우자료의 특징과 시계열 특성을 고려하기 위한 심층신경망 구조를 제안하였으며 기존 딥러닝 모형과의 비교를 통해 활용 가능성을 제시하고자 하였다. 적용 대상지역은 한강 유역으로 선정하였다. 정성적 평가를 위해 임계성공지수(CSI)를 활용하여 예측 강우에 대한 정확도를 평가하였으며 정량적 평가를 위해 예측 강우와 관측 강우의 상관관계를 분석하였다. 평가 결과, 제안하는 방법이 기존 모형과 비교하여 예측오차의 범위가 적고 강우의 위치 변화를 잘 반영하는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 초단기간 강우예측 자료를 활용하는 홍수예보의 정확도 향상에 기여할 것으로 기대된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.52 no.12
• /
• pp.1075-1086
• /
• 2019

Recently, as the incidence of climate warming and abnormal climate increases, the forecasting of hydrological factors such as precipitation and river flow is getting more complicated, and the risk of water shortage is also increasing. Therefore, this study aims to develop a model for predicting the amount of water intake in mid-term. To this end, the correlation between water intake and meteorological factors, including temperature and precipitation, was used to select input factors. In addition, the amount of water intake increased with time series and seasonal characteristics were clearly shown. Thus, the preprocessing process was performed using the time series decomposition method, and the support vector machine (SVM) was applied to the residual to develop the river intake prediction model. This model has an error of 4.1% on average, which is higher accuracy than the SVM model without preprocessing. In particular, this model has an advantage in mid-term prediction for one to two months. It is expected that the water intake forecasting model developed in this study is useful to be applied for water allocation computation in the permission of river water use, water quality management, and drought measurement for sustainable and efficient management of water resources.

• Journal of Digital Convergence
• /
• v.12 no.9
• /
• pp.111-121
• /
• 2014

This study is designed to predict the total ad expenditure of Korea, and six media ad expenditures in 5 years based on the past 20 years ad expenditure date. We use annual data published by Cheil Worldwide advertising data analysis. Time series, SUR method, exponential smoothing method and regression analysis were used for exploring the data. The results showed that the total advertising expenditure in 2018 is predicted to 10,873 billion wons. On the basis of the findings, implications are discussed for academicians as well as practitioners.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.559-575
• /
• 2021

Due to the increase in ground excavation work, the possibility of ground subsidence accidents is increasing. And it is very difficult to prevent these risk fundamentally through institutional reinforcement such as the special law for underground safety management. As for the various cases of urban ground excavation practice, the ground subsidence behavior characteristics which is predicted using various information before excavation showed a considerable difference that could not be ignored compared to the results real construction data. Changes in site conditions such as seasonal differences in design and construction period, changes in construction methods depending on the site conditions and long-term construction suspension due to various reasons could be considered as the main causes. As the countermeasures, the safety management system through various construction information is introduced, but there is still no suitable system which can predict the effect of excavation and risk assessment. In this study, a web-based system was developed in order to predict the degree of impact on the ground subsidence and surrounding structures in advance before ground excavation and evaluate the risk in the design and construction of urban ground excavation projects. A system was built using time series analysis technique that can predict the current and future behavior characteristics such as ground water level and settlement based on past field construction records with field monitoring data. It was presented as a geotechnical data visualization (GDV) technology for risk reduction and disaster management based on web-based system, Using this newly developed web-based assessment system, it is possible to predict ground excavation impact prediction and risk assessment.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.20 no.4
• /
• pp.318-329
• /
• 2011

This study focuses on enhancing the accuracy of consumption function of Korean natural gas for city gas. It is using time-series model with time-varying coefficients taking into account the recent abnormal temperature phenomenon and the changing gross domestic product (GDP) as important variables. This study estimates the cointegrating regression model for the long-run estimation and the error correction model for the short-run estimation. The consumption function of Korean natural gas is estimated to be influenced by the time-varying coefficients of GDP and temperature. Using the estimated time-series model with time-varying coefficients, this study forecasts the consumption of natural gas for city gas from July 2011 to December 2012. The consumption in 2011 would be 18,303 thousand tons, which is little different from the imported 18,681 thousand tons. The consumption of natural gas for city gas in 2012 is forecast to be 19,213 thousand tons. The consumption model of this study is needed to extend by considering the relative prices between natural gas and its substitutes, the scale of consumers and others.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
• /
• v.58 no.5
• /
• pp.281-293
• /
• 2021

Oil and steel prices, which are major pricescosts in the shipbuilding industry, were predicted. Firstly, the error of the moving average line (N=3-5) was examined, and in all three error analyses, the moving average line (N=3) was small. Secondly, in the linear prediction of data through existing theory, oil prices rise slightly, and steel prices rise sharply, but in reality, linear prediction using existing data was not satisfactory. Thirdly, we identified the limitations of linear prediction methods and confirmed that oil and steel price prediction was somewhat similar to actual moving average line prediction methods. Due to the high volatility of major price flows, large errors were inevitable in the forecast section. Through the time series analysis method at the end of this paper, we were able to achieve not bad results in all analysis items relative to artificial intelligence (Prophet). Predictive data through predictive analysis using eight predictive models are expected to serve as a good research foundation for developing unique tools or establishing evaluation systems in the future. This study compares the basic settings of artificial intelligence programs with the results of core price prediction in the shipbuilding industry through time series prediction theory, and further studies the various hyper-parameters and event effects of Prophet in the future, leaving room for improvement of predictability.

• Journal of KIISE:Databases
• /
• v.34 no.6
• /
• pp.483-492
• /
• 2007

Time series of conventional prediction techniques uses the model which is generated from the training step. This model is applied to new input data without any change. If this model is applied directly to stream data, the rate of prediction accuracy will be decreased. This paper proposes an stream data prediction technique using sliding window and regression. This technique considers the characteristic of time series which may be changed over time. It is composed of two steps. The first step executes a fractional process for applying input data to the regression model. The second step updates the model by using its information as new data. Additionally, the model is maintained by only recent data in a queue. This approach has the following two advantages. It maintains the minimum information of the model by using a matrix, so space complexity is reduced. Moreover, it prevents the increment of error rate by updating the model over time. Accuracy rate of the proposed method is measured by RME(Relative Mean Error) and RMSE(Root Mean Square Error). The results of stream data prediction experiment are performed by the proposed technique IMQR(Incremental Multiple Quadratic Regression) is more efficient than those of MLR(Multiple Linear Regression) and SVR(Support Vector Regression).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.62-62
• /
• 2022

홍수 예보를 위한 강우-유출 분석에서 정확한 예측 강우량 정보는 매우 중요한 인자이다. 이에 따라 강우 예측을 위하여 다양한 연구들이 수행되고 있지만 시·공간적으로 비균일한 특성 또는 변동성을 가진 강우를 정확하게 예측하는 것은 여전히 난제이다. 본 연구에서는 딥러닝 기반 ConvLSTM (Convolutinal Long Short-Term Memory) 모형을 사용하여 위성 강수 자료의 단기 예측을 수행하고 그 정확성을 분석하고자 한다. 대상유역은 메콩강 유역이며, 유역 면적이 넓고 강우 관측소의 밀도가 낮아 시·공간적 강우량 추정에 한계가 있으므로 정확한 강우-유출 분석을 위하여 위성 강수 자료의 활용이 요구된다. 현재 TRMM, GSMaP, PERSIANN 등 많은 위성 강수 자료들이 제공되고 있으며, 우선적으로 ConvLSTM 모형의 강수 예측 활용가능성 평가를 위한 입력자료로 가장 보편적으로 활용되는 TRMM_3B42 자료를 선정하였다. 해당 자료의 특성으로 공간해상도는 0.25°, 시간해상도는 일자료이며, 2001년부터 2015년의 자료를 수집하였다. 모형의 평가를 위하여 2001년부터 2013년 자료는 학습, 2014년 자료는 검증, 2015년 자료는 예측에 사용하였다. 또한 민감도 분석을 통하여 ConvLSTM 모형의 최적 매개변수를 추정하고 이를 기반으로 선행시간(lead time) 1일, 2일, 3일의 위성 강수 예측을 수행하였다. 그 결과 선행시간이 길어질수록 그 오차는 증가하지만, 전반적으로 3가지 선행시간 모두 자료의 강수량뿐만 아니라 공간적 분포까지 우수하게 예측되었다. 따라서 2차원 시계열 자료의 특성을 기억하고 이를 예측에 반영할 수 있는 ConvLSTM 모형은 메콩강과 같은 미계측 대유역에서의 안정적인 예측 강수량 정보를 제공할 수 있으며 홍수 예보를 위한 강우-유출 분석에 활용이 가능할 것으로 판단된다.