Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제21권3호
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pp.407-417
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2010
신BIS협약에서는 자본적정성 규제에 있어서 자율성 확대를 위해 내부등급시스템을 허용하였고, 이에 따라 시스템의 적합성 검증의 중요성을 더욱 강조하게 되었다. 적합성검증은 양적 질적 검증으로 나뉘며 이 때 양적 검증은 변별력, 안정성, 등급의 계량화로 구별된다. 본 논문에서는 양적 검증의 등급의 계량화 중 신용등급 변화 검정기법에 대하여 연구하려고 한다. 등급의 계량화 검정은 등급별로 추정된 부도율과 실제 부도율과의 차이를 검정하는 방법으로 한 시점에 대한 검정으로 이항검정과 카이제곱검정, Brier score, 신호등 검정이 있고, 여러 시점의 정확성을 검증하는 방법으로 정규성 검정, 확장된 신호등 검정이 있다. 신용평가시스템의 정확성을 높이고, 현실 상황에 반영이 가능하려면 상관관계를 고려하지 않을 수 없다. 본 논문에서는 부도상관관계를 고려한 확장된 신호등 검정을 제안하고자 한다.
프로토콜 명세의 검정과 적합성 시험은 프로토콜 개발 과정에서 가장 중요한 부분으로, 명세에 규정되어진 시스템 기능의 정확성을 향상시키는데 사용되는 상호 보완 기술이다. 본 논문에서는 유한상태 레이블 천이시스템(LTS:Labeled Transition System)으로 명세화된 철도 신호제어용 프로토콜 Type 1 모델의 안전성 및 필연성 특성을 모형검사 기법에 의해 검정하였고, 실제적으로 교착상태의 유무나 초기 상태에서 임의의 상태로 도달 가능한지의 검사를 실험적으로 증명하였다. 구현되어진 형식 검정기는 Modal mu-calculus를 사용하며 Modal 논리로 표현된 특성이 명세에 대해 올바른지 아닌지를 검정할 수 있다. 또한 검정되어진 프로토콜 명세로부터 HO(Unique Input Output) 방법fl 의한 적합성 시험 계열 생성 방법을 제시하였다.
비정형적인 방법에 의해 설계되어진 프로토콜은 불확실성과 오류를 내포하고 있을 수 있으며, 이러한 특성은 프로토콜의 안전성에 매우 심각한 영향을 미치게 된다. 또한 구형되어진 프로토콜 명세에 만족하게 구현되어졌는지를 확인하는 것 또한 프로토콜 엔지니어링에서 매우 중요한 부분이다. 즉, 프로토콜 명세의 정형검정과 적합성 시험은 프로토콜 개발 과정에서 매우 중요한 부분이다. 본 논문에서는 유한상태 레이블 천이시스템(LTS Labeled Transition System)으로 명세화된 철도 신호제어용 프로토콜 Type 1 모델에 대한 적합성 시험을 위하여 프로토콜 제어흐름을 IOFSM으로 모델링하였으며, 이 명세로부터 UIO 방법에 의한 적합성 시험계열 생성방법을 제시하였다. 또한, 프로토콜 검정 및 적합성 시험 방법을 실제 프로토콜의 정확성을 분석하는 데 사용할 수 있도록 프로토콜 검정기와 시험기를Windows 환경하에서 GUI기능에 의해 Window상에 구현되도록 하여 프로토콜 명세의 정확성을 평가할 수 있게 하였다.
패널 시계열 자료를 소개하고 패널 1차 자기회귀 모형을 고려하였다. 패널 1차 자기회귀 모형의 동질성 검정을 위한 검정 통계량으로 Rao 통계량과 Wald 통계량을 제안하고, 그 극한분포를 제시하였다. 모의실험을 통해 패널의 수가 작을 때에도 패널의 수가 많을 때와 마찬가지로 두 검정 통계량의 분포가 카이제곱분포를 따르는 것을 확인하였으며, 패널의 수가 작을 때 Rao 통계량이 Wald 통계량 보다 더 우수한 검정력을 가짐을 모의실험을 통해 확인하였다. 시도별 월별 경제활동인구수 자료를 패널 1차 자기회귀 모형으로 적합하여 동질성 검정을 수행한 결과 동질성을 만족하였다. 동질성 검정을 만족한 자료를 시점별 평균을 이용하여 종합하고 이를 1차 자기회귀모형으로 적합하였다. 각각의 시도별로 적합한 모형과 시점별 평균을 이용하여 적합한 모형의 예측력을 비교한 결과 동질성 검정을 통과한 패널 1차 자기회귀모형의 경우 자료를 종합하여 적합한 모형의 예측력이 더 우수함을 확인하였다.
점착성 유사는 유사가 가지는 점착력에 의해 응집현상을 겪으며 그 크기와 밀도가 변화한다. 유사의 크기와 밀도는 침강속도에 직접적인 영향을 주며 침강속도는 변화는 유사의 거동에 매우 중요한 작용을 한다. 따라서 점착성 유사의 크기 특성을 파악하는 것은 필수적이다. 본 연구는 유사가 가지는 입도분포를 파악하기 위해 통계학적 접근법을 적용하여 분석하였다. 점착성 유사의 입자가 가지는 입도 분포를 구체화한 결과를 유사의 입도 분포를 위한 수치 모의 연구에 적용하여 모의 결과를 향상시키고 유사 문제의 분석에 용이하도록 하려 한다. 통계학적인 방법 중 적합도 검정을 이용하여 실제 점착성 유사의 입도가 어떠한 분포를 모사하는지 분석하였다. 수집된 입도 분포 자료에 적합도 검정 방법 중 Kolmogorov-Sminorv(K-S) 검정을 이용하였으며 유의수준 5%를 통과할 경우 이론 분포가 점착성 유사의 입도 분포를 잘 모사하는 것으로 판단하였다. 점착성 유사의 입도 분포를 수집하고 그 자료를 바탕으로 적합도 검정을 실시한 결과 많은 연구에서 점착성 유사의 입도 분포로 가정하고 있는 Log-normal 분포가 유의수준 5%를 기준으로 적합도 검정을 통과한 경우는 많지 않았다. 본 연구에서 검정한 결과로는 기존에 이용되는 Log-normal 분포는 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수 분포를 사용할 경우에만 점착성 유사의 입도 분포를 모사한다고 판단된다. 향후에는 점착성 유사의 입도 분포를 모사하고 사용함에 있어 Log-normal 분포를 무조건적으로 이용하는 것은 지양하고 점착성 유사가 가지는 특성을 파악하여 어떠한 입도 분포 형태를 나타낼지 미리 예측하여 이론 분포를 가정한다면 수치모형을 통해 점착성 유사의 입도 분포를 모사할 때 그 정확도가 크게 증가할 것으로 판단된다. 또한 점착성 유사의 입도 분포로서 제시한 GEV 분포와 Gamma 분포, Log-normal 분포를 FM 모형에 결합하여 입도 분포를 모의한 후 그 결과를 실제 현장에서 측정된 입도 분포와 비교하는 과정을 통해 실제 어떠한 분포가 가장 적합하게 모의하는지도 검증할 필요성이 있다고 판단된다. 또한 점착성 유사의 입도를 모사하는 분포를 새로 개발하여 사용한다면 점착성 유사의 이동과 특성을 연구할 때 가장 중요한 크기 특성에 대한 많은 정보를 제공할 수 있으며 유사와 관련된 문제를 용이하게 분석할 것으로 판단된다.
점착성 유사는 비점착성 유사보다 작은 입자 크기를 가지며 전자기적 점착력에 의해 연속적인 응집과 파괴의 과정인 응집현상을 겪는다. 응집현상에 의해 생긴 유사 덩어리를 플럭(Floc)이라고 하며 유사의 응집현상은 점착성 유사가 가지는 입자 크기, 침강속도, 밀도를 변화시킨다. 유사의 이동은 크기, 침강속도, 밀도에 영향을 받는다. 따라서 점착성 유사의 여러 특성에 관여하는 입자의 크기에 대한 충분한 이해는 점착성 유사의 이동을 파악하는 데에 필수적이다. 본 연구에서는 점착성 유사의 여러 특성 중, 입자 크기 분포에 대한 특성을 분석하는 것을 수행하였다. 일반적으로 점착성 유사의 연구에서 입도 분포는 Log-normal 분포로 가정하여 사용되고 있다. 그러나 그 적합성에 대해서는 검증된 바가 없다. 따라서 과거 연구에서 조사된 점착성 유사의 입도 분포 자료를 현장에서 측정된 자료와 실험실에서 측정된 자료로 나누어 수집한 후, 표본에 통계학적인 방법인 적합도 검정을 사용하여 실제 어떠한 분포를 모사하는지 살펴보았다. 적합도 검정은 Kolmogorov- Smirnov (K-S)검정을 이용하였으며 K-S 검정의 결과가 유의수준 5%를 통과하는 경우 가정된 분포가 실제 표본을 잘 모사하는 것으로 판단하였다. 적합도 검정 결과, 점착성 유사의 입도 분포는 현장 실험과 실험실 실험에서 다른 특징을 나타내었다. 현장 실험의 경우 입도 분포의 형태가 지수 분포의 형태를 나타내는 경우가 많았으며 Gamma 분포가 우수하게 모사하였다. 실험실 실험의 입도 분포는 일반적인 양의 왜곡도를 가지는 분포를 그렸으며 GEV 분포와 Gamma 분포가 우수하게 모사하였다. 두 경우 모두 Log-normal 분포가 적합하다고 판단되는 경우는 많지 않았다. 그러나 Log-normal 분포에 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수의 분포로 모사한 경우 유의수준 5%를 통과하는 경우가 크게 증가하였다. 향후에는 점착성 유사의 입도 분포를 모사하고 사용함에 있어 Log-normal 분포를 무조건적으로 이용하는 것은 지양해야할 것으로 판단된다. 2 매개변수의 분포를 점착성 유사의 입도분포로 사용할 경우, Gamma 분포를 추천하며, 기존에 사용되던 Log-normal 분포를 사용할 경우 위치 매개변수를 추가하여 3 매개변수의 Log-normal 분포를 이용할 것을 추천한다. 또한 점착성 유사의 입도를 모사하는 분포를 개발하여 사용한다면 점착성 유사의 이동과 특성을 연구할 때 가장 중요한 크기 특성에 대한 많은 정보를 제공할 수 있다고 판단된다.
본 논문에서는 LTS(Labeled Transition System)로 명세화된 철도 신호 제어 프로토콜의 동작의 정확성을 형식기법을 통해 검정하고 적합성 시험을 위한 시험계열을 자동으로 생성해 주는 도구로서 프로토콜 검정기와 적합성 시험 계열 생성기를 개발하였다. 본 도구는 과거에 사용되었던 비정형적 방법의 많은 오류와 모호함을 제거하고 프로토콜 개발시간 및 비용을 절약해 줌으로써 철도 신호 제어시스템의 안전성 및 신뢰성을 보장해 줄뿐만 아니라, 다른 시스템에도 응용되어 검정 및 시험을 효율적으로 수행하게 해주는 도구이다.
프로토콜 명세의 검정과 적합성시험은 프로토콜 개발 과정에서 가장 중요한 부분으로, 명세에 규정되어진 시스템 기능의 정확성을 향상시키는데 사용되는 상호 보완 기술이다. 본 논문에서는 LTS(Labeled Transition System)로 명세화된 프로토콜 모델의 안전성 및 필연성 특성을 모형검사 기법에 의해 검정하였고, 실제적으로 교착상태의 유무나 초기 상태에서 임의의 상태로 도달 가능한지에 대한 검사를 실험적으로 증명하는 도구를 구현하였다. 구현된 프로토콜 검정기는 modal mu-calculus를 사용하여 modal 논리로 표현된 특성이 명세에 대해 올바른지 아닌지를 검정할 수 있다. 또한 검정되어진 프로토콜 명세로부터 UIO(Unique Input Output) 방법에 의해 유일한 입출력열을 이용하여 이끌어낸 결과 시퀀스가 구현에 대해 올바른지를 검사하는 적합성시험 계열 생성도구를 개발하였으며, 개발된 도구는 Windows NT 환경하에서 C++ 언어를 이용하여 구현되었다.
본 논문에서는 한국 유가증권시장의 시가총액 상위 8개사 주가 수익률 절대값(absolute return)을 이용하여, 분포의 적합도 검정(goodness of fit test) 및 기업들 간의 독립성 검정(independence test)을 실시하였다. 검정 결과 개별 주가 수익률은 압축된 지수분포(compressed exponential distribution)를 이루는 것으로 나타났다. 이 때 파라미터는 1 < ${\beta}$ < 2 인 경우가 ${\beta}=1$(지수분포), ${\beta}=2$(정규분포)보다 우세한 것으로 확인되었다. 한편 독립성 검정에서는 대부분의 기업들이 관련성을 지니고 있는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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