• 제목/요약/키워드: 임의변수

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합성곱 신경망을 이용한 오염부하량 예측에 관한 연구 (A study on pollutant loads prediction using a convolution neural networks)

  • 송철민
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.444-444
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    • 2021
  • 하천의 오염부하량 관리 계획은 지속적인 모니터링을 통한 자료 구축과 모형을 이용한 예측결과를 기반으로 수립된다. 하천의 모니터링과 예측 분석은 많은 예산과 인력 등이 필요하나, 정부의 담당 공무원 수는 극히 부족한 상황이 일반적이다. 이에 정부는 전문가에게 관련 용역을 의뢰하지만, 한국과 같이 지형이 복잡한 지역에서의 오염부하량 배출 특성은 각각 다르게 나타나기 때문에 많은 예산 소모가 발생 된다. 이를 개선하고자, 본 연구는 합성곱 신경망 (convolution neural network)과 수문학적 이미지 (hydrological image)를 이용하여 강우 발생시 BOD 및 총인의 부하량 예측 모형을 개발하였다. 합성곱 신경망의 입력자료는 일반적으로 RGB (red, green, bule) 사진을 이용하는데, 이를 그래도 오염부하량 예측에 활용하는 것은 경험적 모형의 전제(독립변수와 종속변수의 관계)를 무너뜨리는 결과를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 오염부하량이 수문학적 조건과 토지이용 등의 변수에 의해 결정된다는 인과관계를 만족시키고자 수문학적 속성이 내재된 수문학적 이미지를 합성곱 신경망의 훈련자료로 사용하였다. 수문학적 이미지는 임의의 유역에 대해 2차원 공간에서 무차원의 수문학적 속성을 갖는 grid의 집합으로 정의되는데, 여기서 각 grid의 수문학적 속성은 SCS 토양보존국(soil conservation service, SCS)에서 발표한 수문학적 토양피복형수 (curve number, CN)를 이용하여 산출한다. 합성곱 신경망의 구조는 2개의 Convolution Layer와 1개의 Pulling Layer가 5회 반복하는 구조로 설정하고, 1개의 Flatten Layer, 3개의 Dense Layer, 1개의 Batch Normalization Layer를 배열하고, 마지막으로 1개의 Dense Layer가 연결되는 구조로 설계하였다. 이와 함께, 각 층의 활성화 함수는 정규화 선형함수 (ReLu)로, 마지막 Dense Layer의 활성화 함수는 연속변수가 도출될 수 있도록 회귀모형에서 자주 사용되는 Linear 함수로 설정하였다. 연구의 대상지역은 경기도 가평군 조종천 유역으로 선정하였고, 연구기간은 2010년 1월 1일부터 2019년 12월 31일까지로, 2010년부터 2016년까지의 자료는 모형의 학습에, 2017년부터 2019년까지의 자료는 모형의 성능평가에 활용하였다. 모형의 예측 성능은 모형효율계수 (NSE), 평균제곱근오차(RMSE) 및 평균절대백분율오차(MAPE)를 이용하여 평가하였다. 그 결과, BOD 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 1031.1 kg/day, MAPE는 11.5%로 나타났으며, 총인 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 53.6 kg/day, MAPE는 17.9%로 나타나 본 연구의 모형은 우수(good)한 것으로 판단하였다. 이에, 본 연구의 모형은 일반 ANN 모형을 이용한 선행연구와는 달리 2차원 공간정보를 반영하여 오염부하량 모의가 가능했으며, 제한적인 입력자료를 이용하여 간편한 모델링이 가능하다는 장점을 나타냈다. 이를 통해 정부의 물관리 정책을 위한 의사결정 및 부족한 물관리 분야의 행정력에 도움이 될 것으로 생각된다.

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고무 다이아프램의 변형거동 전산해석 (Computer Simulation of Deformation Behavior of the Rubber Diaphragm)

  • 조성도성;김완두
    • Elastomers and Composites
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    • 제35권1호
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    • pp.4-11
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    • 2000
  • 어큐뮬레이터에 사용되는 얇은 막 형태의 고무다이아프램은 외부의 맥동 및 충격압력을 흡수하고 유체의 수송과 압력을 전달하는 역할을 수행하며, 압력 변화에 따른 변형 거동은 어큐뮬레이터의 특성을 결정하는 중요한 설계 변수이다. 고무다이아프램은 고무 자체의 비선형성에 의한 비선형거동과 작은 압력 변화에도 큰 변형을 일으키는 대변형 거동을 나타내며, 임의 압력 이상에서는 고무다이아프램이 변형된 후 용기에 접촉되는 현상이 나타난다. 본 연구에서는 비선형 대변형 해석과 접촉 해석 둥이 용이한 구조해석 소프트웨어인 MARC를 이용하여 두 가지 형상에 대한 고무다이아프램의 거동을 해석하여, 고무 물성 변화와 압력 변화에 따른 변형 거동을 예측하고 파손 취약 부위로 예상되는 다이아프램의 고정 부위에서의 응력을 완화하기 위한 설계 개선 방안을 제시하였다.

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주기적인 유전체 층을 사용한 안테나용 주파수 선택 반사기의 설계 (Design of Frequency-Selective Reflector for Large Reflecting Antennas using a Periodic Dielectric Layer)

  • 호광춘
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.33-38
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    • 2010
  • 본 논문은 유전률 ${\epsilon}_1$${\epsilon}_2$로 구성된 주기적인 유전체 층을 사용하여 밀리미터 주파수 대역의 주파수 선택 반사기를 설계할 수 있음을 분석하였다. 임의의 각도에서 입사한 밀리미터파에 대하여 유전률 ${\epsilon}_1$, ${\epsilon}_2$와 주기적인 구조를 구성하는 변수들을 적합하게 선택함으로써 원하는 주파수의 밀리미터파를 전반사시키는 반사기 설계가 가능함을 보였다. 설계된 반사기에서 약 90%의 전반사를 위한 대역폭이 약 90%의 전투과를 위한 대역폭보다 매우 좁은 협대역 특성을 나타내었다.

패널자료를 이용한 교통사고모형 개발 (청주시 교차로 50개 지점을 대상으로) (Developing Traffic Accident Models Using Panel Data (Focused on the 50 intersections in Cheongju))

  • 김준용;나희;박민규;박병호
    • 대한교통학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.95-101
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    • 2011
  • 이 연구는 2004년부터 2007년까지 청주시 50개 교차로에 대한 패널자료를 이용한 교통사고 모형을 다루고 있다. 패널자료는 동일한 샘플을 이용하여 매년 반복적으로 수집된 자료를 의미한다. 연구의 목적은 위의 패널자료를 이용하여 교통사고 모형을 개발하는데 있다. 이를 위해 이 연구에서는 TSCSREG에 포함된 다양한 모형 중 최적의 모형을 도출하는데 중점을 두고 있다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 교통사고의 다양한 요인들을 설명하는 4개의 패널자료 모형이 개발되었다. 둘째, 고정효과모형의 독립변수 t값이 임의효과모형에 비하여 더 작은 것으로 분석되었다. 마지막으로 교차로의 횡단보도수와 총 교차로수가 사고에 정(+)의 효과를 보이는 것으로 분석되었다.

허블우주망원경 ACS 측광 자료를 이용한 구상성단 M13과 M22에서의 백색왜성 발견 (Discovery of White Dwarfs in the Globular Clusters M13 and M22 Using the HST ACS Photometric Data)

  • 조동환;윤태석;이상각;성현일
    • 천문학회보
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    • 제40권2호
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    • pp.41.1-41.1
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    • 2015
  • 허블우주망원경에 장착된 ACS/WFC로 획득한 Anderson 등과 Sarajedini 등의 깊고 균질한 VI 측광 목록을 이용하여 우리은하 구상성단 M13(NGC 6205)과 M22(NGC 6656)의 뜨겁고 밝은 백색왜성 탐사를 수행하였다. 허블우주망원경 VI 측광 목록으로부터 M13과 M22의 V 대 V-I 색-등급도를 작성하였고 여기에서 많은 항성으로 잘못 검출된 대상(spurious detection)을 측광 질매개변수 qfit(V)와 qfit(I)에 따라서 제거하였다. 그리고 M13의 경우에는 중심의 높은 밀집도에 기인한 높은 측광오차를 가진 중심영역 별을 제거하기 위하여 성단 중심으로부터의 추가적인 반경 제한을 실시하였다. 이렇게 도출한 M13과 M22의 각각의 V 대 V-I 색-등급도에서 십여개 정도의 백색왜성 후보를 동정하였다. 이들은 동반되어 제공되는 ACS/WFC 각각의 영상에서 항성체로 동정되었으며, M13과 M22의 성단 중심부 영역에 임의적으로 분포하고 있으며, 색-등급도상의 위치가 DA 백색왜성 냉각계열의 밝은 부분에 위치하고 있어서 이들이 M13과 M22의 진짜 백색왜성임을 나타내고 있다. 이들에 대해 추가적으로 분광학적인 관측 연구를 수행한다면 이들의 백색왜성 진위 여부와 다양한 물리량을 밝혀낼 것이다. 또한 가까운 구상성단에 대해서 같은 방법으로 조사를 수행하면 더 많은 구상성단에서 갓 태어난 뜨겁고 밝은 백색왜성을 찾아낼 것으로 기대한다.

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스터링기관의 이상적인 단열모델에 대한 해석적 근사해 (An Approximate Analytical Solution to the Ideal Adiabatic Model of Stirling Engines)

  • 유호선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.172-178
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    • 1990
  • 본 연구에서는 스터링기관의 예비설계에 편리하게 적용될 수 있는 경제적이며 타당한 해석방법을 확립하기 위하여, Urieli등에 의하여 정립된 이상적인 단열모델에 대하여 해석적 근사해를 구하고자 한다.이미 발표된 연구에서는 근사해를 얻기 위 해 피스턴운동을 가장 간단한 톱날파로 가정한 바 있으나 실제의 정현파형 등과는 현 저한 차이가 있으므로 이를 개선하여 크랭크각도에 대한 임의의 구간선형함수(piecew- ise linear function)로 취급한다. 또한, 해석의 결과로서 결정되는 기관내의 압력 및 각 실린더내의 질량 또는 온도 등 열역학적 변수로부터 기관성능평가를 위한 열 및 일의 계산 과정을 포함한다.

금강수계의 사행에 관한 연구 (A Study on the River MEanders in Geum River System.)

  • 안상진;이재동
    • 물과 미래
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    • 제15권1호
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    • pp.33-42
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    • 1982
  • 하천부지의 이용, 개간사업 및 하천을 공학적 측면에서 지속관리해야 된다는 이론이 활발해 짐에 따라 하천형태학의 연구가 주목을 받게 되었다. 그 가운데서도 하천의 사행에 관한 문제는 가장 중요함을 인정받았다. 그러므로 사행특성의 분석에서 많은 이상적인 모델을 사용하였는데 이와 같은 이상적이 모델에 의해 얻어진 자료나 기하학적 변수의 결정방법은 개인의 선호에 의해 달라지는 수가 많다. 본 연구에서는 수로형태의 모델화에 의한 부합리를 제거하기 위하여 통계적인 방법을 사용하였으며 새로운 사행특성 분석방법인 선형 일반화 알고리즘에 의한 수로모델을 사행특성 분석에 사용하였다. 그 결과 곡율의 분산정도가 사행밀도를 판별해주는 지수가 됨을 알았고, 첨연도는 임의수로 내에서 직선수로의 특성을 표시하는 척도가 됨을 알 수 있었다. 특히 선형 일반화 알고리즘에 의한 수로모델은 사행특성을 분석하는데 좋은 모델이 됨을 나타내 주었다.

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교육기능성게임에서 신용이 사용자의 몰입과 사용지속에 미치는 영향에 대한 연구 (The Impact of Trustworthiness on Users' Commitment and Continuance Intention of Educational Serious Game)

  • 최훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.403-410
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    • 2016
  • 최근 정보기술의 발전으로 인하여 다양한 기능성게임이 제공되고 있다. 최근 들어, 교육기능성게임을 이용한 교육 서비스를 제공하는 교육 기능성게임이 큰 이슈가 되고 있다. 하지만, 교육기능성게임은 사용자들에게 널리 이용되고 있지 못하는 실정이다. 특히, 사용자의 신뢰를 형성하지 못하는 서비스 이용은 교육기능성게임에 대한 몰입 및 지속적 사용을 저해하는 요인으로 나타나게 된다. 따라서 본 연구에서는 교육기능성게임의 신뢰에 대한 선행변수인 신용을 이용하여 사용자의 몰입과 지속적 사용의도에 미치는 영향을 살펴보고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 사용자를 대상으로 설문을 진행하였으며, 연구결과 사용자의 신용이 게임에 대한 몰입과 지속사용의도에 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

분석성, 포괄성, 유연성이 임금에 미치는 영향 (Effects of Analyzability, Comprehensiveness, and Flexibility on Wage)

  • 박기성
    • 노동경제논집
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    • 제35권3호
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    • pp.1-28
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    • 2012
  • 맡고 있는 일에 문제가 발생했을 때 문제의 원인을 아는 정도로 분석성을 측정하고, 회사의 전체 업무를 이해하는 정도로 포괄성을 측정하고, 본인의 일에 예외적인 상황이 발생하는 정도로 유연성을 측정한다. 기업의 고정효과 또는 임의효과와 연령, 근속, 직위 직급 등 전통적인 인적자본 변수들을 통제한 후 이 특성들은 통계적으로 유의하게 임금을 높인다. 맡고 있는 일에 문제가 발생할 때 문제의 원인을 거의 모르는 자보다 대부분 정확히 아는 자가 임금이 5.2% 높다. 맡고 있는 팀(부서)의 업무만을 어느 정도 이해하고 있는 자보다 회사의 전반적인 업무를 이해하고 있는 자가 임금이 2.52% 높다. 일상적이고 반복적인 일을 하는 자보다 하나하나가 새로운 일을 하는 자가 임금이 2.98% 높다.

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적합탐색 관찰을 이용한 층화 공간표본설계에서의 추정 (Adaptive Searching Estimation in Stratified Spatial Sample design)

  • 변종석
    • 응용통계연구
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    • 제13권2호
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    • pp.353-369
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    • 2000
  • 관찰 단위들간 특정한 공간 종속관계를 지닌 공간모집단에서 사각형의 칸들로 분할한 후 각 칸마다 하나의 표본점을 임의추출하여 관심 변수의 모수를 추정할 때 탐색 관찰조건을 만족하는 인접한 표본단위만을 추가 관찰하여 모수를 추정하는 적합탐색 추정 방법을 층화 공간표본설계에 적용시켜 보았다. 모의자료를 설정한 가상의 2차원 공간모집단을 층화 공간표본설계에 의해 층화시킨 후 적합 탐색 추정방법을 적용시켜 본 결과, 단순히 공간모집단을 분할하는 전통적인 공간표본설계보다 적은 수의 표본이 관찰되었으며, 효율성이 크게 감소하지 않는 결과를 얻음으로써 층화효과와 적합탐색 관찰효과가 동시에 존재하는 적절한 추정 결과를 얻을 수 있었다.

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