• 제목/요약/키워드: 시 계열 데이터

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패턴인식에서 온라인 오류역전파 알고리즘의 학습속도 향상방법 (An Improvement of the Outline Mede Error Backpropagation Algorithm Learning Speed for Pattern Recognition)

  • 이태승;황병원
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (B)
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    • pp.616-618
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    • 2002
  • MLP(multilayer perceptron)는 다른 패턴인식 방법에 비해 몇 가지 이점이 있어 다양한 문제영역에서 사용되고 있다 그러나 MLP의 학습에 일반적으로 사용되는 EBP(error backpropagation) 알고리즘은 학습시간이 비교적 오래 걸린다는 단점이 있으며, 이는 실시간 처리를 요구하는 문제나 대규모 데이터 및 MLP 구조로 인해 학습시간이 상당히 긴 문제에서 제약으로 작용한다. 패턴인식에 사용되는 학습데이터는 풍부한 중복특성을 내포하고 있으므로 패턴마다 MLP의 내부변수를 갱신하는 은라인 계열의 학습방식이 속도의 향상에 상당한 효과가 있다. 일반적인 온라인 EBP 알고리즘에서는 내부 가중치 갱신시 고정된 학습률을 적용한다. 고정 학습률을 적절히 선택함으로써 패턴인식 응용에서 상당한 속도개선을 얻을 수 있지만, 학습률을 고정함으로써 온라인 방식에서 패턴별 갱신의 특성을 완전히 활용하지 못하는 비효율성이 발생한다. 또한, 학습도중 패턴군이 학습된 패턴과 그렇지 못한 패턴으로 나뉘고 이 가운데 학습된 패턴은 학습을 위한 계산에 포함될 필요가 없음에도 불구하고, 기존의 온라인 EBP에서는 에폭에 할당된 모든 패턴을 일률적으로 계산에 포함시킨다. 이 문제에 대해 본 논문에서는 학습이 진행됨에 따라 패턴마다 적절한 학습률을 적용하고 필요한 패턴만을 학습에 반영하는 패턴별 가변학습률 및 학습생략(COIL) 방댑을 제안한다. 제안한 COIL의 성능을 입증하기 위해 화자증명과 음성인식을 실험하고 그 결과를 제시한다.

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국내 강우의 이상치검정 방법의 비교 연구 (A Comparative Study on Methods for Outlier Test of Rainfall in Korea)

  • 이정식;신창동
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.359-359
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    • 2018
  • 이상치는 표본자료에서 크게 어긋나 다른 자료들로부터 떨어져 표시되는 자료로써, 실제로 발생할 확률이 매우 낮은 자료로 정의되고 있다. 설계홍수량을 산정하기 위하여 적용하고 있는 극치계열의 연최대치 강우자료에는 기계오작동 및 엔지니어의 표독오류가 발생하고 있으며, 기후변화에 따른 거대태풍 및 국지적인 집중호우 발생 등으로 인한 극치값 등에서 이상치가 관측되고 있다. 통상 이상치들은 통계분석시 자료 본연의 특성을 왜곡시켜 편향된 결과를 산정할 수 있으므로 빈도해석시 이상치해석 절차를 수행하여 자료의 적정성을 확인하여야 한다. 현재 실무에서는 설계홍수량 산정요령과 하천설계기준 해설 등에서 관련 내용을 기술하고 있지만, 국내 강우자료의 기록연수의 부족으로 인하여 빈도해석시 이상치 해석이 미수행되고 있어 이상치에 따른 자료편의가 발생하면 결과물인 확률강우량이 왜곡되게 산정될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 국내 주요 도시의 강우자료를 이용하여 이상치검정을 수행하였다. 대상지점으로는 서울, 부산, 대전, 대구, 인천, 광주, 울산 등의 비교적 긴 관측년수를 보유하고 있는 광역시를 선정하였으며, 지속기간은 10분, 1~24시간의 25개 강우자료를 적용하였다. 이상치검정 방법으로는 타 방법에 비하여 이상치 검정력이 뛰어난 것으로 알려진 2가지 방법을 채택하였으며, 표본자료의 평균과 표준편차로 표준화된 z값을 이용하여 상 하 한계선를 초과하는 값을 확인하는 z-Score 방법중 향상된 중위수 절대편차(MAD)에 의한 수정 z-Score 방법(Hoaglin, 1993)과 Box-Plot 방법(Tukey, 1969)을 적용하였다. Box-Plot 방법(Tukey, 1969)은 전체 자료를 25%씩 사분위로 구분하는 방법으로 정렬된 자료계열을 중앙값, 박스, 수염(whiskers), 이상치로 구분한다. 정렬된 25~75% 값들을 박스로 포함하여 외곽의 수염값들을 이상치로 분류하며, 특히 사분위수의 도식화로 데이터의 분포를 파악하기 좋으며, 이상치들의 위치와 자료의 비대칭 여부를 쉽게 파악할 수 있다. 본 연구의 수행으로 수정 z-Score 방법의 경우에는 서울과 대구지점에는 이상치가 없으며, 부산지점에는 13개, 대전지점 7개, 인천지점 5개, 광주지점 32개, 울산지점 26개가 나타났다. Box-Plot 방법으로는 서울지점 35개, 부산지점 39개, 대전지점 32개, 대구지점 38개, 인천지점 51개, 광주지점 61개, 울산지점 65개의 이상치가 분석되었다. 연구를 수행한 결과, 수정 z-Score 방법에 비하여 Box-Plot 방법에 의한 이상치가 더 많이 발생하였으며, 각각의 방법으로 지속기간 및 연도별 이상치 발생자료를 확인하였다. 방법별 이상치 발생현황 등을 분석하여 지점별 발생횟수를 분석하였으며, 추후 지점 및 자료의 보완이 수행되면 활용성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

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드론영상을 이용한 물체탐지알고리즘 기반 도로균열탐지 (Road Crack Detection based on Object Detection Algorithm using Unmanned Aerial Vehicle Image)

  • 김정민;현세권;채정환;도명식
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.155-163
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    • 2019
  • 본 연구에서는 대전광역시 주요 간선도로인 유성대로를 대상으로 드론을 통해 취득한 노면 영상데이터를 기반으로 물체탐지알고리즘(Object Detection algorithm) 가운데 Tiny-YOLO-V2와 Faster-RCNN을 활용하여 아스팔트 도로노면의 균열을 인식, 균열유형을 구분하고 실험 결과차이를 비교하였다. 분석결과, Faster-RCNN의 mAP는 71%이고 Tiny-YOLO-V2의 mAP는 33%로 측정되었으며, 이는 1stage Detection인 YOLO계열 알고리즘보다 2Stage Detection인 Faster-RCNN 계열의 알고리즘이 도로노면의 균열을 확인하고 분리하는데 더 좋은 성능을 보인다는 것을 확인하였다. 향후, 드론과 인공지능형 균열검지시스템을 이용한 도로자산관리체계(Infrastructure Asset Management) 구축방안 마련을 통해 효율적이고 경제적인 도로 유지관리 의사결정 지원 시스템 구축 및 운영 환경을 조성할 수 있을 것이라 판단된다.

k-Nearest Neighbor 알고리즘을 이용한 도심 내 주요 도로 구간의 교통속도 단기 예측 방법 (Short-Term Prediction of Vehicle Speed on Main City Roads using the k-Nearest Neighbor Algorithm)

  • 모하메드 아리프 라시이디;김정민;류광렬
    • 지능정보연구
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    • 제20권1호
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    • pp.121-131
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    • 2014
  • 교통속도는 교통 문제를 해결하기 위한 중요한 지표 중 하나이다. 이를 이용하여 교통혼잡 탐지, 주행 시간 예측, 도로 설계와 같은 다양한 문제 해결에 활용할 수 있다. 따라서 정확한 교통속도 예측은 지능형 교통 시스템의 개발에 있어 필수적인 요소라고 할 수 있다. 본 논문에서는 대한민국 부산시의 특정 도로를 대상으로 교통 속도에 대한 분석 및 예측을 수행하였다. 과거 연구에서는 대상 도로의 속도 예측을 위해 과거 대상 도로의 교통속도 이력 데이터만을 사용하였다. 그러나 실제 대상 도로의 교통 상황은 인접한 도로의 교통 상황의 영향을 받게 된다. 따라서 본 논문에서는 실제 부산시의 과거 교통속도 이력 데이터를 기반으로 대상 도로와 인접 도로를 모두 고려하여 교통속도 예측 모델의 학습을 위한 속성을 추출하였다. 이와 같이 후보 속성들을 추출 한 후 선형 회귀 (linear regression), 모델 트리 (model tree) 및 k-nearest neighbor (k-NN) 기법을 이용하여 속성의 부분집합 선택 (feature subset selection)과 교통속도 예측 모델 생성을 수행하였다. 실험 결과 주어진 교통 데이터에서 k-NN 기법은 선형 회귀 및 모델 트리 기법에 비해 평균절대백분율오차 (mean absolute percent error, MAPE)와 제곱근평균제곱오차 (root mean squared error, RMSE) 측면에서 더 나은 성능을 보임을 확인하였다.

LSTM 모형을 이용한 메콩강 하류의 미래 유출변화 분석 (Analysis of runoff change in the lower Mekong River basin due to climate change using the LSTM model)

  • 이대업;정성호;이기하;김성원;김연수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.338-338
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    • 2020
  • 강우-유출 모형에 의한 유출해석은 하천의 기후변화 및 재난대응, 수자원확보, 유역개발 등의 정책수립을 위한 가장 기본적인 과정이다. 이를 위해 다양한 물리적 강우-유출모형이 개발되었으며 많은 연구들에 의해 유용성이 증명되었다. 그러나 메콩강 유역과 같이 물리적 데이터의 양적, 질적 신뢰도가 부족한 지역을 대상으로 하는 경우 모형의 기본적인 불확실성 외에 다양한 기초자료 및 매개변수의 결정 또는 추정에 의한 추가적인 불확실성이 포함된다. 본 연구에서는 물리적 강우-유출모형에 대한 대안으로 데이터 기반의 black-box 모형인 LSTM 모형을 이용하여 메콩강 본류 Kratie지점을 대상으로 강우-유출해석시스템을 구축하였다. 이후 기후변화시나리오를 적용하여 미래유출변화를 모의를 수행하였다. 도출된 결과는 물리적 강우-유출모형인 SWAT 모형의 유출해석결과의 비교를 수행하고 이를 통해 LSTM 모형의 적용성을 판단하였다. 관측유량 및 기온자료를 제외한 모형에서 요구되는 기초자료는 범용 입력자료를 이용하고 미래기간의 예측을 위해 편의보정 된 RCP 4.5 및 8.5 기후변화시나리오가 적용되었다. 두 모형의 Kratie 지점에 대한 미래 유출예측결과는 경향성 분석결과 두 모형 모두 시나리오 별 통계적으로 유의한 수준의 경향은 도출되지 않았으나 RCP 4.5 시나리오에 대비 RCP 8.5 시나리오에서 연평균 유량의 변동성이 크게 나타나는 것으로 분석되는 등 결과의 유사성을 보이고 있는 것으로 분석되었다. 이를 통해 LSTM 모형에 의한 유출예측결과가 단순 시계열 변화에 따른 유출변화 모의에 있어서 SWAT의 결과에 비해 높은 재현성을 보이는 것을 확인하였다. 본 연구와 같이 유출량의 시 계열 변화만을 필요로 하는 경우 적은 데이터만으로 비교적 정확한 결과를 도출하는 LSTM 모형은 매우 효과적으로 사용될 수 있다고 판단된다.

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TBM 데이터와 머신러닝 기법을 이용한 디스크 커터마모 예측에 관한 연구 (A Study on the Prediction of Disc Cutter Wear Using TBM Data and Machine Learning Algorithm)

  • 강태호;최순욱;이철호;장수호
    • 터널과지하공간
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    • 제32권6호
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    • pp.502-517
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    • 2022
  • TBM의 활용이 증가하면서 최근 국내외에서 머신러닝 기법으로 TBM 데이터를 분석하여 디스크커터의 교환주기 예측 및 굴진율을 예측하는 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 굴진 시 획득되는 기계 데이터와 지반 데이터를 기반으로 최근에 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 머신러닝 기법들 중 회귀 모델을 접목하여 슬러리 쉴드 TBM 현장의 디스크 커터 마모 예측을 하였다. 디스크 커터 마모 예측을 위해서 Training과 Test 데이터를 7:3으로 분할하였으며, 최적의 파라미터를 선정을 위해서 분할 교차검증을 포함하는 그리드 서치를 활용하였다. 그 결과, 앙상블 계열의 그레디언트 부스팅 모델이 결정계수가 0.852, 평균 제곱근 오차가 3.111로 좋은 성능을 보여주었고 특히 학습성능과 더불어 학습속도에서 우수한 결과를 보여주었다. 현재 도출된 결과로 볼 때, 슬러리 쉴드 TBM의 기계데이터와 지반정보가 포함된 데이터를 활용한 디스크 커터 마모 예측 모델의 적합성은 높다고 보인다. 추가적으로 지반조건의 다양성과 디스크 마모 측정 데이터양을 늘리는 연구가 필요한 것으로 판단된다.

원격제어 송수신기의 채널변환 및 모니터링에 대한 알고리즘 (The Algorithm on Channel Converting and Monitoring of the Remote Controlled Transceiver)

  • 조학현;최조천;김기문
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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    • pp.266-271
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    • 1999
  • 무선국의 통신장비에 할당된 주파수 자원은 한정되어 있으나 통신량의 계속적인 증가에 따라 이것 그러므로 SSB, VHF 둥 기존의 통신장비를 원격제어로 운용하는 무선국에서 간단한 방법으로 채널의 변환, PTT제어, 송신주파수 및 출력을 모니터할 수 있는 시스템을 구현하고자 한다. 송수신기와 단말기 사이의 제어신호 교환은 음성신호가 전달되는 2선의 트위스트 실선 또는 전화회선을 공유하며, ASK에 의한 채널의 up/down과 PTT의 제어, 양측에 MCS-51계열의 프로쎄서를 사용하여 FSK에 의한 시리얼통신으로 송신제원을 모니터할 수 있는 H/W의 설계 그리고 단신방식의 통신운용에 따른 순차적인 통신시퀸스와 프로토콜 및 데이터전송에 대한 알고리즘을 연구하였다. 통신시퀸스의 S/W 는 멀티-프로세싱 기법을 활용하여 마스터 프로쎄서에 의한 다수의 단말기 프로쎄서에서 특정의 송수신기에 접속을 요구하는 회선접속시스템으로 연계될 수 있도록 하였다.

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광역지방자치단체 내에서 성취도평가 수학성적과 수능 수리영역 성적의 변화 추이 및 경향 (The analytic study and trends in mathematics achievement scores of the NAEA and mathematics item scores of the CSAT in 5 metroplitan cities)

  • 서보억;오광식;김혜경
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제22권2호
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    • pp.297-311
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    • 2011
  • 수능 자료 및 학업성취도평가 자료가 2010년 제한된 연구자에게 처음으로 공개되었다. 본 연구에서는 처음으로 공개된 수능 자료 및 학업성취도평가 자료를 분석하였다. 구체적으로 5개 대도시 학생들의 국가수준학업성취도평가 및 대학수학능력시험의 수학 성적을 조사하고 그 결과를 분석하였다. 분석대상은 성적처리가 완료된 2003년~2009년의 국가수준학업성취도평가의 수학성적 자료, 1995학년도~2010학년도 대학수학능력시험 수리영역성적 자료이며, 연구내용은 다음과 같다. 첫째, 초등학교, 중학교, 고등학교 성취도평가의 수학성적의 변화 추이를 성별, 설립유형별, 학교유형별로 분석하였다. 둘째, 고등학교 수능시험 성적의 변화 추이를 성별 및 계열별로 분석하고, 인문계열 (수리'나'형), 자연계열 (수리'가'형)의 응시인원의 변화 추이를 분석하였다. 셋째, 동일한 집단을 대상으로 초등학교 6학년, 중학교 3학년, 고등학교 1학년 성취도평가, 고등학교 3학년 수능성적의 변화추이를 고찰하였다.

벡터자기회귀모형에 의한 금리스프레드의 예측 (Prediction of the interest spread using VAR model)

  • 김준홍;진달래;이지선;김수지;손영숙
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제23권6호
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    • pp.1093-1102
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    • 2012
  • 본 연구에서는 다변량시계열모형인 VAR (vector autoregressive regression)모형에 의하여 금리 스프레드의 시계열예측을 수행하였다. 국내외 거시경제변수들 중에서 교차상관분석 및 그랜져인과 검정을 통하여 상호간에 설명력이 있는 변수들을 추출하여 VAR모형의 시계열변수로 사용하였다. 마지막 12개월의 예측치에 대한 MAPE (mean absolute percentage error)와 RMSE (root mean square error)에 근거하여 모형의 예측력을 단일변량 시계열모형인 AR (autoregressive regression) 모형과 비교하였다.

도시 경관색채의 시퀀스 분석기법과 공간 개방도에 따른 도시색채 특성연구 - 대구광역시 지상철 조망을 중심으로 - (A Study on the Sequence Analysis Technique of Urban Landscape Color and Urban Color Characteristics in accordance with Spatial Openness - Focusing on the View of the Daegu Monorail -)

  • 구민아
    • 한국조경학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.120-136
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    • 2016
  • 본 연구는 경관의 색채를 시간의 개념을 포함하는 연속적 지각의 시퀀스로 보고, 그 흐름과 데이터를 정량적으로 분석하는 기법과 그것을 활용하여 개방성에 따른 도시색채 변화경향을 연구한 것이다. 이는 매우 경험자의 체험에 근접한 리듬으로 대구시 도시철도 3호선인 모노레일 속에서 바라다보는 도시의 색채 시퀀스를 좌우 양쪽에서 동영상을 촬영하여 2초 간격의 프레임에서 대표색 데이터와 시각량을 산출하여 색상, 명도, 채도, 고채도 분포로 시퀀스 데이터를 분석하는 기법들을 도출하였다. 공간의 개방성, 밝기 정도, 선명도 정도, 고채도 분포와 코드, 시각량의 우위, 지배적 노출인자, 한난색의 이미지, 각 세분별 시퀀스 리듬의 다이나믹 정도를 비교 분석할 수 있는 기법을 도출하였으며, 도출된 시퀀스 데이터 중 하늘의 시각량으로 공간 개방도를 결정하고, 개방도에 따른 도시 색채의 경향을 회귀분석하였다. 도시색채는 개방도가 높아질수록 명도는 낮아지고, 채도는 미세하게 증가하였으며, 한색계열이 현저하게 증가하였다. 이는 또한 린치의 공간 위요비례와도 매우 관계가 깊었으며, 도시 색채변화경향을 실제 경관을 통해 더 구체적으로 파악할 수 있었다.