수자원공학에서 일강수량 모의기법은 다양한 목적으로 활용되고 있지만, 일반적으로 홍수와 가뭄의 영향을 고려할 수 있는 수공구조물의 위험도 및 신뢰성 평가 및 수자원 계획을 수립하기 위한 입력 자료생성을 목적으로 활용된다. 유역 단위의 분석시 단일 지점에 대한 강수 모의 기법을 적용할 경우 각각의 지점에서 관측된 강수 자료의 시계열 및 통계치 특성이 효과적으로 재현되지만 공간적으로 발생하는 즉, 지점 간의 종속관계를 재현하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 이유로 공간적인 전이 특성이 있는 가뭄 분석 및 유역내 유출량의 공간적 변동 특성 분석에 단일지점별 모의 결과를 이용할 경우 관측 자료와 상반된 공간적 변동성으로 인하여 잘못된 가뭄 및 유출 분석 결과가 도출되는 문제점이 있다. 따라서, 실제적으로 발생하는 강수 특성을 반영한 유역 단위의 홍수 및 가뭄 등의 수문 분석을 위해서는 지점간의 종속성을 반영할 수 있는 다지점 강수 모의 모형의 적용이 필수적이다. 본 연구에서는 다지점 모의에 있어서, Wilks 모형의 지점별 시변동 특성과 공간상관성 재현 능력, HMM 모형이 갖는 강수 사상별로 분포된 양적 분포 패턴 재현 능력을 복합적으로 나타낼 수 있는 새로운 다지점 일강수량 모의 모형인 기계학습 기반 범주화 기법을 이용한 다지점 일강수량 모의 모형(ML-MRS)을 개발하였다. 또한, 지점별 강수량에 적용되는 확률분포모형은 Gamma 분포로 구성된 혼합모형을 적용하여 단일 확률 분포 모형의 자료 적합 문제를 개선하였다. 모의를 통한 일강수량 시계열 자료는 일 강수자료의 통계량을 효과적으로 모의하였으며, 다지점 모형의 모의 결과를 적용한 가뭄 모의 결과 관측 자료에서 나타나는 공간적 패턴이 재현되었다. 본 모형은 시 공간적 사상을 효과적으로 재현함으로서 지역의 변동특성을 반영한 가뭄, 홍수, 기상 현상 분석 등 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다.
최근 오염총량관리제도를 위한 오염부하량의 관리문제가 대두되면서 이를 위한 수질분석의 중요성이 인식되고 있다. 그러나 시간적 변화를 가진 유입유량, 유입부하량 자료의 한계로 인하여 기준유량을 대상으로 하는 정적수질분석의 결과가 환경정책에 반영되고 있는 실정이며, 이는 하천유량의 변동과 강우 시 비점오염부하량을 무시한 지극히 제한된 분석에 국한되어 있다. 따라서 시간적 변화를 가진 동적수질분석의 결과가 정책에 반영되기 위해서는 자료의 확보가 우선이다. 본 연구에서는 월 별, 소유역 별 시계열 자료 확보를 위하여 합리적이고 사용이 용이한 방법을 제시하였다. 유출량의 경우, 기존의 비유량법과는 달리 저류효과를 고려한 토양수분 저류구조 Tank모형을 적용하여 장기간의 유출량을 산정하였고, 유출농도의 경우, 기존 인접유역의 동일 유달계수 적용과는 달리, 월 오염부하총량비와 유역오염부하 전달함수를 이용하여 월 별, 소유역 별, 수질변수 별 유출농도를 산정하였다. 산정된 유출량과 유출농도는 남강댐 상류유역 하천에서 WASP 모형을 가지고 동적수질분석을 하기 위하여 적용되었다. 그 결과 적절한 오염물질 농도곡선을 얻을 수 있었으며, 제안된 가정의 적용 가능성은 충분하였다.
센서네트워크에서 목표물 탐지하는데 있어 높은 샘플링이 수반되어야 하는 주파수 분석을 피하기 위하여, 낮은 샘플링 데이타를 이용하더라도 목표물 식별이 가능한 시계열(Time-series) 분석 기법으로서 시간 정합 유사도 측정 알고리즘을 소개하고 그 중에 가장 우수한 DTW-Cosine 알고리즘을 제안한다. 시계열 분석 기법을 이용하여 패턴을 비교하기 위해서는 지역 시간 이동 문제와 공간 신호 변이 문제를 극복해야 하는데 DTW-Cosine 알고리즘은 이를 효과적으로 극복함과 동시에 Smoothing 기법을 통하여 다른 시간 정합 유사도 측정 알고리즘들에 비해 전체적으로 최소 10.31% 이상의 우수한 성능을 보였다.
HMM이 시계열 모델로써 우수함이 널리 입증되면서 이차원 모델로 확장해 보려는 연구 결과도 늘어났지만 아직까지 임의의 객 체 패턴의 다양한 변형을 모델링하기에는 너무 단순한 경우가 대부분이다. 따라서 HMM이 시계열 데이터에서 보여준 성과를 영상 데이터에서 기대하기는 어렵다. 즉, 아직 대부분의 모델이 2D HMM으로 보기에는 부족하다고 판단된다. 본 논문에서 제안하는 모델은 이 차원 공간에서 상하, 좌우 방향의 진행 관계(causality)가 존재하는 은닉 마르코프 격자 또는 HML이다. 여기에 격자 구성 조건을 추가하여 모델 평가와 디코딩, 그리고 MLE 매개변수 추정법에 의한 훈련 알고리즘을 이론적으로 유도, 개발하였다. 본 모델은 기존의 필드형 모델과 달리 필기 문자 영상과 같이 다양한 국소적 형태 변형을 효과적으로 모델링하는 유용한 방법으로 사용될 수 있다.
본 연구는 2002년부터 2009년까지 국내에서 발생한 돌풍에 대한 시계열 및 공간분포를 분석하였다. 태풍 기간 동안에 발생한 돌풍에 대해서는 제외하였으며, 지형에 의한 풍속 할증 효과는 KBC 2005 기준을 적용하여 보정하였다. 분석 결과, 돌풍 발생 빈도는 해안지역을 따라 높은 빈도가 나타났으며, 대상 기간 중 최대 286회의 발생 빈도를 보였다. 본 연구에서는 뇌우에 의한 돌풍과 종관 기상에 의해 발생한 돌풍의 시계열 분포의 비교를 통해 뇌우에 의한 돌풍의 불확실성이 높음을 확인하였다. 또한 누적운량과 뇌우 돌풍의 공간적 상관분석을 통해 두 인자간 높은 상관관계가 있음을 근거로 하여 돌풍에 대한 공간적 위험도를 평가하는데 활용할 수 있음을 제시하였다.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제20권3호
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pp.475-483
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2009
본 연구에서는 한국종합주가지수 데이터를 이용하여 다양한 비선형 시계열 모형들을 소개하였다. 조건부 평균의 선형 모형으로는 상수항 모형, 자기회귀 모형을 살펴보았으며, 비선형 모형으로는 분계점 자기회귀 모형, 지수적 자기회귀 모형을 살펴보았다. 조건부 분산 모형으로는 일반 자기회귀 이분산 모형과 지수적 일반 자기회귀 이분산 모형, Glosten 등 (1993)의 모형 그리고 일반화 이항멱변환 분계점 일반 자기회귀 이분산 모형을 살펴보았다. 한편, 일반화 이항멱변환 분계점 일반 자기회귀 이분산 모형은 대표적 비대칭성 이분산성 모형인 Zakoian (1993) 모형과 Li와 Li (1996) 모형을 효과적으로 통합할 수 있는 변형된 모형이다. 본 연구에서는, 한국종합주가지수 데이터를 분석하여 새로운 모형의 효율성을 증명하였다.
본 논문에서는 시계열 예측 모델을 이용하여 웡 또는 바이러스 등과 같은 공격 트래픽에 의해 네트워크상에 발생할 수 있는 트래픽 이상 징후를 탐지할 수 있는 예측 모델 기반 트래픽 이상 징후 탐지 기법을 제안한다. 제안 기법은 비교적 정확한 예측모델로 알려져 있는 ARIMA 모델을 이용하였고 이상 징후 여부를 확률값으로 변화하여 확률 임계값에 따라 이상 징후를 탐지하도록 하여 그 성능을 극대화할 수 있도록 하였다. 이를 위해 제안 기법을 네트워크상에 발생시킨 웜과 같은 비정상 공격 트래픽을 포함한 전체 트래픽과 웹 트래픽에 적용하여 트래픽의 이상 징후를 신뢰성 있는 수준에서 탐지함을 보여주었다. 이 기법을 네트워크 기반의 침입탐지시스템에 적용할 강제 큰 효과 가져올 수 있을 것이다.
얼마나 많은 에너지를 사용하느냐에 대한 예측은 사회에서 중요한 이슈이다. 특히 주거 건물은 건물의 특성상 다른 건물에 비해 예측하기 힘들다. 본 논문에서는 주거용 건물의 전력 사용량에 대한 시계열 분석의 방법들을 설명하고자 한다. 일반적으로 온도는 전력 사용량과 밀접한 관련이 있다고 알려져 있다. 변수들 사이에 공적분 관계가 존재한다면, 시간에 따른 오차를 조정하는 방법인 오차수정모형을 적용한다. 전력 사용량과 온도를 포함한 변수들 사이에 공적분 관계가 있음을 보이고, 새로운 온도 반응 함수를 정의하여 온도 효과를 고려한 오차수정모형을 적용하고자 한다.
능동소나 시뮬레이터에서 실제와 유사하고 실시간 운용 가능토록 설계하는데 가장 제한적인 요소는 잔향음이다. 잔향음 모의는 계산시간이 많이 소요되어 시뮬레이터에 반영하고 실시간으로 신호를 생성하는데 한계가 있었다. 본 연구에서는 Harrison의 에너지 플럭스 해저 잔향음 모델을 기반으로 함정 기동에 따른 도플러 효과와 자기회귀 모델을 적용하여 해저 잔향음 시계열 신호를 모의하였다. 최종적으로 해군연구국 잔향음 워크숍-I 11번 문제와 동해 해양환경을 토대로 모의 한 결과, 실제와 유사한 특징의 해저 잔향음 신호를 생성할 수 있었다.
본 논문에서는 사용자들이 탐색하고 싶은 공격의 진행경과, 공격의 연속성, 공격과 피해간의 연관관계, 차단 우선순위와 방어 대책 등의 문제들을 멀티 회전축과 방사축 구조를 갖는 시각화 인터페이스를 이용하여 해결하고자 한다. 이벤트의 발생 순서, 이벤트의 주체, 이벤트의 종류로 구조화된 멀티 회전축과 개별 이벤트 주체들의 진행경과를 나타내는 객관적 시간인 방사축을 기반으로 시계열 이벤트를 배치함으로써 보안이벤트를 효과적으로 감시 및 추적할 수 있게 한다. 제안하는 시각화 인터페이스는 전체 공격의 추이와 진행상황, 개별 공격들의 세부 내용과 연속성, 공격자와 피해자간의 연관관계 등을 종합적으로 제공하여 공격 차단 및 방어 대책이 적용가능한 실용적인 시각화 인터페이스이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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