• Title/Summary/Keyword: 예측적 검증

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The Time Series Properties and Predictive Ability Results of Annual Earnings (순이익의 기대모형 : 랜덤워크 모형의 타당성 재검증)

  • Bae, Gil-Soo;Joo, Sang-Yong
    • The Korean Journal of Financial Management
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    • v.16 no.2
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    • pp.243-261
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    • 1999
  • 본 논문은 순이익의 시계열 속성을 조사하고, 순이익의 시계열이 랜덤워크 모형과 일치하는지를 단위근 검증방식을 사용하여 조사하며, 시계열 속성에 근거하여 도출된 예측모형과 흔히 사용되어 온 랜덤워크 모형의 예측능력을 비교하여 선행연구에서 사용되고 있는 랜덤워크 모형에 실증적 타당성을 제시하는 것을 주목적으로 하고 있다. 본 연구는 한국신용평가주식회사의 데이터 베이스에 1980년부터 1996년까지 17년간 자료가 연속적으로 포함되어 있는 금융기업을 제외한 모든 기업(272개)을 표본으로 사용하고 있다. 표본기업의 순이익 시계열에 가장 적합한 과정은 랜덤워크나 AR(1) 또는 AR(2) 모형이다. 또한 본 논문은 대부분의 기업에 때해 순이익이 랜덤워크 과정을 따른다는 가설을 기각할 수 없음을 보였다. 이들 상이한 모형의 표본외 예측력(out-of-sample predictive ability)을 비교한 결과 상수항을 포함한 랜덤워크 모형이 가장 작은 평균 절대 예측오차(mean absolute forecast error)를 갖는 것으로 나타나고 있다. 본 연구는 기존의 연구가 순이익 시계열의 불안정성(nonstationarity) 문제를 무시하거나 명시적으로 다루고 있지 않은 것과는 달리 단위근 검증(unit root test)을 통해 연간 순이익이 대체로 불안정하다는 것을 보였으며, 또한 상이한 모형의 표본외 예측능력을 비교한 결과 선행연구에서 사용하여 온 랜덤워크 모형의 우월성에 대한 실증적 증거를 제공하였다는 데 의의가 있다.

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인공신경망모형을 이용한 주가의 예측가능성에 관한 연구

  • Jeong, Yong-Gwan;Yun, Yeong-Seop
    • The Korean Journal of Financial Management
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    • v.15 no.2
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    • pp.369-399
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    • 1998
  • Most of the studies on stock price predictability using the linear model conclude that there are little possibility to predict the future price movement. But some anomalous patterns may be generated by remaining market inefficiency or regulation, market system that is facilitated to prevent the market failure. And these anomalous pattern, if exist, make them difficult to predict the stock price movement with linear model. In this study, I try to find the anomalous pattern using the ANN model. And by comparing the predictability of ANN model with the predictability of correspondent linear model, I want to show the importance of recognitions of anomalous pattern in stock price prediction. I find that ANN model could have the superior performance measured with the accuracy of prediction and investment return to correspondent linear model. This result means that there may exist the anomalous pattern that can't be recognized with linear model, and it is necessary to consider the anomalous pattern to make superior prediction performance.

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Verification of the Validity of WRF Model for Wind Resource Assessment in Wind Farm Pre-feasibility Studies (풍력단지개발 예비타당성 평가를 위한 모델의 WRF 풍황자원 예측 정확도 검증)

  • Her, Sooyoung;Kim, Bum Suk;Huh, Jong Chul
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.39 no.9
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    • pp.735-742
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    • 2015
  • In this paper, we compare and verify the prediction accuracy and feasibility for wind resources on a wind farm using the Weather Research and Forecasting (WRF) model, which is a numerical weather-prediction model. This model is not only able to simulate local weather phenomena, but also does not require automatic weather station (AWS), satellite, or meteorological mast data. To verify the feasibility of WRF to predict the wind resources required from a wind farm pre-feasibility study, we compare and verify measured wind data and the results predicted by WAsP. To do this, we use the Pyeongdae and Udo sites, which are located on the northeastern part of Jeju island. Together with the measured data, we use the results of annual and monthly mean wind speed, the Weibull distribution, the annual energy production (AEP), and a wind rose. The WRF results are shown to have a higher accuracy than the WAsP results. We therefore confirmed that WRF wind resources can be used in wind farm pre-feasibility studies.

Estimation of real-time data in water distribution systems using LSTM (LSTM을 이용한 상수관망 내 실시간 유량 및 수질 데이터 예측)

  • Eun Young Cho;Seon Hong Choi;Dong Woo Jang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.463-463
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    • 2023
  • 국내 수도관 보급률이 증가하면서 기존 노후화된 수도관들과 추가로 노후화된 수도관들이 증가하고 있다. 경과년수가 오래된 시설이 증가하는 것은 잠재적인 사고발생 위험을 증가시킨다. 실제 노후화된 상수도 시설물로 인해 단수, 누수, 수질오염, 지반함몰 발생이 증가하는 추세이다. 이러한 현상들은 시민들의 생활과 안전, 경제활동에 직접적인 영향을 끼치기 때문에 이에 대한 대책 마련이 시급한 상태이다. 본 연구에서는 AI를 기반으로 상수도관의 노후도 및 위험도를 예측하는 모델을 설계하고자 하였다. 대상지역을 인천광역시 서구로 선정하여 유량과 수질의 실시간 계측데이터를 수집하였다. 딥러닝 기법 중 하나인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 이용하여 데이터를 예측하였고, 결정계수(R2)와 RMSE(Root Mean Square Error)로 학습데이터와 검증데이터의 비율을 정하여 예측도를 평가하였다. 유량과 수질 데이터 중 80%는 학습데이터로 20%는 검증 데이터로 분리하였고, LSTM의 셀과레이어 수를 해석에 적합한 범위로 설정한 결과, 실제값과 예측값이 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다. 예측된 유량 및 수질의 결과는 상수도 관리에 중요한 정보를 제공하며, 사고 위험도 평가와 관 노후화에 따른 대응력을 향상시키는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

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확률론적 공간 자료 통합 모델을 이용한 산사태 취약성 분석

  • Park, No-Uk;Ji, Gwang-Hun;Gwon, Byeong-Du
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • 2005.02a
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    • pp.254-260
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    • 2005
  • 이 논문에서는 산사태 취약성 분석을 목적으로 확률론적 공간통합의 틀 안에서 범주형 자료와 연속형 자료를 효율적으로 처리할 수 있는 비모수적 우도비 추정 모델과 모수적 예측적 판별 분석 모델을 적용하였다. 적용 모델의 비교를 위해 1998년 여름철 산사태로 많은 피해를 입은 경기도 장흥 지역과 충청북도 보은 지역을 대상으로 사례연구를 수행하였다. 장흥 지역에서는 두 모델이 유사한 예측 능력을 나타내었으나, 보은 지역에서는 모수적 예측적 판별 분석 모델이 상대적으로 높은 예측 능력을 나타내었다. 결론적으로 제안한 두 모델은 산사태 취약성 분석을 위한 연속형 자료 표현에 효율적으로 적용될 수 있으며, 두 모델이 개별적인 연속형 자료 표현의 특성을 가지고 있기 때문에 다른 사례 연구를 통한 검증 작업이 병행되어야 할 것으로 생각된다.

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Prediction of Water Level using Deep-Learning in Jamsu Bridge (딥러닝을 이용한 잠수교 수위예측)

  • Jung, Sung Ho;Lee, Dae Eop;Lee, Gi Ha
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.135-135
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    • 2018
  • 한강의 잠수교는 평상시에는 사람과 차의 통행이 가능하나 예측수위가 5.5m일 경우, 보행자통제, 6.2m일 경우, 차량통제를 실시한다. 잠수교는 국토교통부의 홍수예보 지점은 아니지만 그 특수성으로 인해 정확한 홍수위 예측을 통해 선행시간을 확보할 필요가 있다. 일반적으로 하천 홍수위 예측을 위해서는 강우-유출 모형과 하도추적을 위한 수리모형을 결합한 모델링이 요구되나 잠수교는 하류부 조위로 인한 배수 및 상류부 팔당댐 방류량의 영향을 받아 물리적 수리 수문모형의 구축이 상당히 제약적이다. 이에 본 연구에서는 딥러닝 오픈 라이브러리인 Tensorflow 기반의 LSTM 심층신경망(Deep Neural Network) 모형을 구축하여 잠수교의 수위예측을 수행한다. LSTM 모형의 학습과 검증을 위해 2011년부터 2017년까지의 10분단위의 잠수교 수위자료, 팔당댐의 방류량과 월곶관측소의 조위자료를 수집한 후, 2011년부터 2016년까지의 자료는 신경망 학습, 2017년 자료를 이용하여 학습된 모형을 검증하였다. 민감도 분석을 통해 LSTM 모형의 최적 매개변수를 추정하고, 이를 기반으로 선행시간(lead time) 1시간, 3시간, 6시간, 9시간, 12시간, 24시간에 대한 잠수교 수위를 예측하였다. LSTM을 이용한 1~6시간 선행시간에 대한 수위예측의 경우, 모형평가 지수 NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency)가 1시간(0.99), 3시간(0.97), 6시간(0.93)과 같이 정확도가 매우 우수한 것으로 분석되었으며, 9시간, 12시간, 24시간의 경우, 각각 0.85, 0.82, 0.74로 선행시간이 길어질수록 심층신경망의 예측능력이 저하되는 것으로 나타났다. 하천수위 또는 유량과 같은 수문시계열 분석이 목적일 경우, 종속변수에 영향을 미칠 수 있는 가용한 모든 독립변수를 데이터화하여 선행 정보를 장기적으로 기억하고, 이를 예측에 반영하는 LSTM 심층신경망 모형은 수리 수문모형 구축이 제약적인 경우, 홍수예보를 위한 활용이 가능할 것으로 판단된다.

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Development of Radar-Satellite Blended QPF Technique to Rainfall Forecasting : Extreme heavy rainfall case in Busan, South Korea (레이더-위성 결합 초단기 강우예측 기법 개발: 부산 호우사례 적용 (2014년 8월 25일))

  • Jang, Sang Min;Yoon, Sun Kwon;Park, Kyung Won;Yhang, Yoo Bin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.226-226
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    • 2016
  • 최근 이상기상현상과 기후변화로 인하여 국지적인 집중호우의 빈도 및 규모가 증가하고 있으며, 이로 인한 돌발 홍수피해가 증가하고 있다. 이러한 홍수 피해를 줄이기 위해서는 정확도가 우수한 초단시간(1~2시간 이내) 예측 강우량 정보가 필요하다. 본 연구에서는 집중호우에 대한 초단시간예보 및 실황 예측을 위해 시공간적으로 고해상도 자료를 제공할 수 있는 기상레이더 강우자료와 위성영상 자료를 결합하여 초단기 강수 예측기법 개발 연구를 수행하였다. 또한 기상레이더 강우량은 지상강우관측에 비해 정확성이 낮고, 많은 불확실성을 포함하고 있으므로, 위성영상에서 산출되는 강우자료와 결합하여 강우추정의 정확도를 개선하고자 하였다. 레이더 볼륨자료에서 반사도 자료를 추출하여, 1.5km CAPPI(Constant Altitude Plan Position Indicator) 자료를 생성하고, 반사도 CAPPI 자료의 패턴 상관분석을 통하여 강우시스템의 최적 이동벡터를 산출하였다. 또한 이동벡터를 고려하여 시공간적으로 외삽하여 강우이동 예측 모델을 개발하고, 초기자료로 레이더와 천리안 위성(Communication, Ocean and Meteorological Satellite, COMS) 영상자료에서 생성되는 강우자료를 결합한 강수장 자료를 이용하여 강수 예측장을 생성하였다. 레이더-위성 결합 초단기 강우예측 모델의 정확성 검증을 위하여 2014년 8월 25일 부산 및 영남 지역에 발생한 집중호우 사례에 대하여 지상기상자동관측시스템(Automatic Weather System, AWS) 강우 측정 결과를 비교 분석 하였으며, 그 적용 가능성을 검증하였다. 초단기 강우예측 분석 결과 지상강우자료와의 오차가 발생하나, 추후 여러 통계적 후처리 과정을 통하여 그 성능이 개선될 것으로 보이며, 보다 정확한 강우량 예측을 위해서는 지속적인 알고리즘 개선 및 모형의 검 보정이 필요할 것으로 사료된다.

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Building of cyanobacteria forecasting model using transformer (Transformer를 이용한 유해남조 발생 예측 모델 구축)

  • Hankyu Lee;Jin Hwi Kim;Seohyun Byeon;Jae-Ki Shin;Yongeun Park
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.515-515
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    • 2023
  • 팔당호는 북한강과 남한강이 합류하여 생성된 호소로 수도인 서울과 수도권인 경기도 동부지역의 물 공급을 담당하는 중요한 상수원이다. 이러한 팔당호에서 유해남조 발생은 상수원수 활용과 직접적으로 연관되어 있어 신속하고 정확한 관리 및 예측이 필요하다. 본 연구에서는 안전한 상수원 활용을 위해, 딥러닝 기법을 이용하여 유해남조 사전 예측 모델을 구축하고자 하였다. 모델 입력 변수는 2012년부터 2021년까지 10년 동안의 주간 팔당호 수질(수온, DO, BOD, COD, Chl-a, TN, TP, pH, 전기전도도, TDN, NH4N, NO3N, TDP, PO4P, 부유물질)과 수문(유입량, 총방류량), 기상 정보(평균기온, 최저기온, 최고기온, 일 강수량, 평균풍속, 평균 상대습도, 합계일조량), 그리고 북한강과 남한강 유입지점의 남조 세포 수를 사용하였다. 모델 출력 변수는 수질, 수문, 기상 요인으로 인한 남조의 성장 발현 시기를 고려하여 1주 후의 댐앞 남조 세포수를 사용하였다. 사용한 딥러닝 기법은 최근 주목받고 있는 Temporal Fusion Transformer (TFT)를 사용하였다. 모델 훈련용 데이터와 테스트용 데이터는 각각 8:2의 비율로 나누었으며, 검증용 데이터는 훈련용 데이터 내에서 훈련 데이터와 검증 데이터를 6:4 비율로 분배하였다. Lookback은 5로 설정하였고, 이는 주단위 데이터로 구성된 데이터세트의 특성을 반영한 것이다. 모델의 성능은 실측값과 예측값을 토대로 R-square와 Root Mean Squared Error (RMSE)를 계산하여 평가하였다. 모델학습은 총 154번 반복 진행되었으며, 이 중 성능이 가장 준수한 시점은 54번째 반복 시점으로 훈련손실 대비 검증손실이 가장 양호한 값을 나타냈다(훈련손실:0.443, 검증손실 0.380). R-square는 훈련단계에서 0.681, 검증단계에서 0.654였고, 테스트 단계에서 0.606으로 산출되었다. RMSE는 훈련단계에서 0.614(㎍/L), 검증단계에서 0.617(㎍/L), 테스트 단계에서 0.773(㎍/L)였다. 모델에 사용한 데이터세트가 주간 데이터라는 특성을 고려하면, 소규모 데이터를 사용하였음에도 본 연구에서 구축한 모델의 성능은 양호하다고 평가할 수 있다. 향후 연구에서 데이터세트를 보강하고 모델을 업데이트한다면, 모델의 성능을 더욱더 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

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Characterization of Thermal Expansion Coefficients of Carbon/Epoxy Composite for Temperature Variation (탄소섬유 복합재료의 온도변화에 대한 열팽창계수 특성 변화 규명)

  • 김주식;윤광준
    • Composites Research
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    • v.12 no.6
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    • pp.1-7
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    • 1999
  • The change of the coefficients of thermal expansion(CTE) of Carbon/Epoxy was investigated for the temperature variation and a prediction model for the change of CTE was proposed. Elastic properties and CTEs in the principal material directions were measured in the range of room temperature to cure temperature and characterized as functions of temperature. By applying the characterized properties to the classical lamination theory, a computational method to predict the change of CTEs of a general laminate for temperature variation was proposed. the coefficients of thermal expansion of laminates with various stacking sequences were measured and compared with those predicted. Good agreements between the predicted results and the experimental data show that the c hanges of CTEs of a general laminate for temperature variation can be predicted well by using the proposed method.

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Daily Reservoir Inflow Prediction using Quantitative Precipitation Model (강수진단모형을 이용한 실시간 저수지 일유입량 예측)

  • Kang, Boo-Sik;Kang, Tae-Ho;Oh, Jai-Ho;Kim, Jin-Young
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.291-295
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    • 2007
  • 강수진단모형을 이용하여 저수지 이수운영을 위한 실시간 유량예측기법을 개발하였다. 강수진단모형은 현재 기상청 현업에서 수행중인 강우수치예보를 기반으로 상세 지역의 지형 효과에 의한 강수를 예측하는 정량강수예측모형(QPM; Quantitative Precipitation Model)으로서 부경대학교 환경대기과학과에서 개발된 모형이다. QPM은 중규모 예측 모형으로부터 계산된 수평 바람, 고도, 기온, 강우 강도, 그리고 상대습도 등의 예측 자료를 이용하고, 소규모 상세지형 효과를 고려함으로써 중규모 예측 모형에서 생산된 강수량 예측 값을 상세 지역의 지형을 고려한 강수량 예측 값으로 재구성하여 결과적으로 3km 간격의 상세지역 강우산출과 지형에 따른 강수량의 분포 파악이 용이할 뿐만 아니라 계산 효율성을 개선된 모형이다. QPM 검증을 위하여 기상학적 평가와 수문학적 평가를 수행하였다. 호우 사례별 일강수량의 시공간 분포로 부터, QPM을 활용한 시스템에 의한 예측결과가 원시자료 RDAPS 보다 고해상도의 예측 및 지형효과의 반영도가 높았으며, AWS의 관측자료와 비교하여 보다 높은 예측성을 보여 주었다. 대상기간인 2006년 1월 1일부터 6월 20일까지 관측강우는 총 391.5mm 였으며 RQPM은 실적강우에 비하여 119.5mm 정도 과소산정하고 있으나 분위사상과정을 거치게 되면 351.7mm로서 실적강우에 불과 10.2% 못미치고 있다. 이는 고무적인 결과로 볼 수 있으며 현업에서의 활용성이 기대되는 수준이라 볼 수 있다. 강우-유출모의를 위한 QPM신뢰도를 높이기 위하여 분위사상법(Quantile Mapping)을 이용하여 QPM모의에 존재할 수 있는 계통오차에 대한 추가적인 보정을 수행하였다. 수문학적 평가를 위하여는 장기연속유출모형인 SSARR모형을 기반으로 개발된 RRFS(Rainfall-Runoff Forecast System)을 이용하여 2006년 1월${\sim}$9월까지의 용담댐 유입량에 대하여 모의예측결과와 관측유입량 비교를 통한 검증을 수행하였다. 위 기간중 예측유입량의 RMSE(Root Mean Squared Error), COE(Sutcliffe Coefficient of Efficiency), MAE(Mean Absolute Error), $R^2$값은 각각 7.50, 0.68, 2.59, 0.69 값을 보이고 있다. 본 연구에서는 QPM에 의한 예측성의 향상 및 구축된 시스템에 의한 일강수량의 장기예측 가능성을 확인하였고, 향후 시스템을 현업에 활용하기 위해서 생산된 예측자료의 보다 장기적인 검증을 통한 시스템의 안정화가 필요할 것으로 사료된다.

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