본 연구에서는 차종별 교통량 데이터와 연직 변위 데이터의 상관관계를 바탕으로 광안대교의 차종별 교통량 데이터를 이용한 연직 변위 추정 모델을 개발하였다. 추정 모델의 개발 과정에서 구조화 회귀 분석에 기반한 모델링 방법과 주성분 분석법에 기반한 모델링 방법이 적용되었으며, 각각의 방법으로 개발된 모델의 변위 추정 성능을 비교 분석하였다. 개발된 모델을 이용하여 추정된 변위는 실측 변위와 유사한 것으로 분석되었으며, 이로부터 차종별 교통량 데이터를 광안대교의 교통량 의존 변위 추정에 적용 가능한 것을 알 수 있었다. 또한, 구조화 회귀 분석에 기반한 모델과 주성분 분석에 기반한 모델의 변위 추정 성능은 상호간에 큰 차이가 없다는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 개발한 차종별 교통량 데이터를 이용한 연직 변위 추정 모델은, 광안대교의 교통하중에 따른 거동 분석 등에 유효하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
인천지역의 상수도공급은 팔당댐을 취수원으로 하여 도수, 송수관을 거쳐 인천지역 내 정수장을 통하여 각 급수지역까지 일원화된 관로시스템으로 공급되고 있다. 관망에서의 적절한 수압관리, 노후관로 교체사업 등은 급수관망 내 관로 사고위험을 줄일 수 있고, 누수량을 저감하여 무수율의 감소로 이어질 수 있다. 상수관망 내 누수에 영향을 주는 물리적, 운영적 요소를 파악하고, 이를 이용하여 누수해결을 위한 방법론을 제시하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 인천시 배수관망 데이터를 활용하여 통계분석 및 인공신경망을 통하여 무수율에 영향을 미치는 인자를 선별하고, 무수율과의 연관성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 대상지역에 대한 시설현황 및 운영자료를 취득하고, 무수율 분석에 활용하였다. 인천시의 소블럭을 대상으로 관로노후도, 배수관연장, 평균관경, 급수전당 공급량, 누수발생 횟수, 용도지역, 관망구성 형태 등을 고려하여 무수율과의 관계분석을 위한 통계분석을 수행하였다. 특히 급수에 필요한 최소에너지와 관망에서 공급되는 에너지를 비교하기 위하여 관망해석 프로그램인 EPANET을 이용하여 관망내 절점에서의 수압과 수요량이 적용된 최소공급에너지를 활용하였고, 이를 통하여 블록 내 과잉공급에너지와 무수율의 영향성을 비교하였다. 최종적으로 산출된 주요인자에 대한 주성분분석, 분산분석, 다중회귀분석 등의 통계분석과 인공신경망에 의해 학습된 알고리즘을 통하여 산정된 무수율을 실측 무수율과 비교, 분석하였다. 인공신경망에 의해 산정된 무수율과 실측 무수율의 정확도를 평가하기 위하여 MAE, MSE, PBIAS 등의 정확도 평가와 산점도 분석을 수행하고, 상관계수를 도출하여 가장 정확한 방법을 결정하였다. 분석 결과 통계분석에 의한 다중회귀식으로 산출된 무수율 보다 인공신경망에 의한 무수율이 실측값에 더욱 근접한 것으로 나타났으며 이용된 뉴런의 수의 따라 산출결과가 상이하기 때문에 최적 뉴런의 수를 산정해야 할 필요가 있음을 확인하였다. 특히 사용된 상수관망 주요인자 중 주성분분석을 통하여 선정된 각 성분을 인공신경망에 적용시 더욱 정확한 무수율 예측이 가능한 것으로 나타났다.
태양광, 풍력 등의 신재생 에너지는 기상조건 및 환경변화에 민감한 자원이다. 설치위치 및 구조에 따른 설비의 발전량이 달라질 수 있기 때문에 정확한 발전량 예측은 중요하다. 기상 빅데이터를 활용하여 주성분 분석을 기반으로 데이터 전처리 과정을 진행하여 신재생 에너지 발전량 예측 시 영향을 미치는 피처간의 관계를 모니터링하였다. 또한, 본 연구에서는 영향을 미치는 민감도에 따라 데이터셋을 재구성하여 머신러닝 모델에 적용하여 예측도를 테스트하였다. 제안한 모형을 사용하여 신재생 에너지를 대상으로 기상환경에 따라 에너지 발전량을 예측하고 해당 시점의 실제 생산 값과 비교함으로써 랜덤 포레스트 회귀 분석을 적용한 에너지 발전량 예측에 대한 성능을 확인하였다.
연속 형질(quantitative trait)에 영향을 미치는 유전자를 알아내기 위해 형제 쌍의 자료를 수집하여, 주로 이용되는 Haseman과 Elston (1972)의 최소제곱 회귀검정법으로 분석하는데 이는 단일 형질에 대한 분석법이다. 현실적으로 여러 형질들이 복잡하게 단일유전자 좌위(single locus)와 연관되어 있어 함께 수집하게 되는 경우에는, 이러한 연관된 여러 형질을 동시에 분석하는 유전연관성 검정법(linkage test)이 절실히 필요한 실정이다. Amos 등 (1990)은 주성분(principal component) 선형모형을 이용하여 Haseman과 Elston (1972)방법을 둘 이상의 형질의 다변량 분석법으로 확장시켰다. 그러나 이 검정방법은 통계량의 분포를 알 수 없기에 아직 제 1종 오류가 제대로 통제되지 못하는 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 다변량 형질 자료의 연관성검정에 있어 단일변량에 대한 비모수 추세검정법을 다변량 자료에 대한 분석법으로 확장시킨 통계량을 사용할 것을 제안한다. Amos 등 (1990)이 제안한 방법과 다변량 추세검정 통계량을 모의실험으로 생성한 연속형 형질자료에 적용하였을 때, 다변량 추세검정 통계량은 Amos 등 (1990) 방법에서의 여러 문제점이 발생되지 않을 뿐만 아니라 모의실험에서 제 1종 오류가 정해진 유의수준에 가까운 것을 확인하였고, 검정적이 더 높음을 볼 수 있었다.
해상교통상황에서 수집된 선박 조우(Encounter) 데이터 변수는 선박 충돌 및 근접사고(Near-Collision) 위험도를 통계적인 방법에 의한 분석이 가능하다. 본 연구에서는 선박 조우 데이터에서 추출되는 다수의 선박충돌위험도 평가 변수들을 요인분석(Factor Analysis)하여, 선박 조우데이터에서 충돌위험에 영향을 미치는 주요 요인을 결정하고자 한다. 각 요인 결정을 위해 선박조우데이터 변수 정규분포화 및 표준화를 수행한 후 주성분 분석(Principal Component Analysis)으로 요인을 결정하였다. 요인분석결과 선박 근접도 요인과 충돌회피변화요인으로 요약하였다.
본 연구는 함수적 데이터 분석의 몇 가지 이론에 대해 소개하고 분석 기법을 실제 자료에 적용하는 내용을 다루었다. 함수적 데이터 분석의 이론적 내용으로 기저를 이용해 자료를 함수적 데이터로 표현하는 방법, 그리고 함수적 데이터의 변동성을 조사하는 주성분분석, 선형모형 등에 대해 살펴보았다. 그리고 우리나라 기온 데이터와 강수량 데이터를 대상으로 각각 함수적 데이터 분석 기법을 적용해 보았다. 또한, 기온과 강수량 데이터에 대해 함수적 회귀모형을 적합시켜 두 변수간의 함수관계를 살펴보았다.
본 연구는 전남 고흥 명천·계도 양식어장에서 2003년 2월부터 7월까지 완도와 백령도산 다시마 종묘를 이식, 시험양식을 실시하였다. 다섯 가지 환경 조건(수온, 염분, 총질소, 총인, 부유물질)과 두 가지 형질(엽장, 엽중량)을 매월 측정하였다. 이 데이터를 이용하여 성장 패턴, 형질간의 상관관계 및 PCA를 분석하는데 이용하였다. Box plot은 성장 패턴을 확인하기 위해 사용하였고, 형질들 간의 상호관계를 파악하기 위해 산점도, 회귀 계수 및 상관 계수를 이용하였다. 주성분 분석 결과 명천·계도 양식어장의 총 분산의 91.4%, 90.5% 이상을 제2주성분으로 설명할 수 있었다. 주성분분석(PCA)으로 두 어장에서 엽장과 엽중량의 성장에 가장 크게 영향을 주는 환경변수는 수온과 부유물질로 나타났다. 두 품종 모두 명천 어장보다 계도 어장에서 성장이 빨랐고, '백령도' 품종이 '완도' 품종보다 성장이나 중량에서 더 우수하였다.
본 연구는 참외의 소비자 기반 품질 지표를 제공하기 위하여 이화학적 특성 및 관능 특성을 조사하였다. 참외는 착과 후 20일, 25일, 그리고 30일에 수확하였으며, 각 수확 시기에 따라 부피별로 소, 중, 대를 구분하여 총 9그룹의 특성을 분석하였다. 착과 후 25일 및 30일에 수확된 그룹은 20일에 수확된 그룹에 비하여 CIE $a^*$와 $b^*$값, 그리고 가용성 고형분 함량(SSC)이 높았으며, CIE $L^*$값과 경도는 낮았다. 또한 착과 후 25일 및 30일에 수확된 그룹은 전반적인 기호도가 높았다. 특성간 상관성 분석결과 이화학적 특성(CIE 값, SSC, 산도, 그리고 경도)과 전반적인 기호도는 1% 유의수준에서 상관성이 있었다. 관능 특성 평가결과 수확 시기가 늦을수록 당도와 황색도는 높고 경도는 낮았으며, 이러한 특성은 전반적인 기호도의 증가와 연관이 있었다. 주성분 분석결과 제 1주성분과 제 2주성분은 각각 62.16%와 17.91%의 설명력을 보여주었으며 전체 설명력은 80.07%였다. 제 1주성분 점수의 변화 경향을 활용하여 전반적인 기호도와 직선회귀식을 산출한 결과 $r^2$은 0.87이었다. 본 실험결과 이화학적 특성인 CIE 값과 SSC, pH, SSC/적정 산도(TA) 및 경도와 관능적 품질 특성인 과피의 황색도, 향, 풍미, 단맛, 조직감, 이미, 그리고 태좌부의 상태를 참외의 품질지표로 활용하여 소비자 기호도 예측이 가능하였다.
본 연구는 혈청지질과 비만 및 혈압과의 관련성을 검토하기 위하여 2011년 1월부터 12월까지 1년 동안에 대전광역시의 한 대학병원에서 종합건강검진을 받았던 30세에서 69세의 여성 1,381명을 대상으로 TC, TG, HDL-C, LDL-C, SBP, DBP, 비만도, 체지방률을 측정하여 혈청지질과 비만 및 혈압과의 관련성을 분석하였다. 연구결과, TC, TG, LDL-C, 비만도, 체지방률은 30대에서부터 60대에 걸쳐 단계적으로 상승하는 경향을 보였다. TC, TG 및 LDL-C는 혈압이 높아짐에 따라 상승하였으며, 정상혈압군에 비해 고혈압군에서 유의하게 높은 값을 보였다. TC, TG, SBP 는 비만도가 높아짐에 따라 단계적으로 상승하였고, 정상군에 비해 비만군에서 유의하게 높았으며, HDL-C는 비만도가 높아짐에 따라 감소하는 경향을 보였고, 정상군에 비해 비만군에서 유의하게 낮았다. TC, TG, LDL-C, 체지방률 및 비만도는 상호간에 유의한 정상관을 보인 반면, HDL-C와는 음의 상관을 보였다. 주성분분석 결과 제1주성분은 고혈압 인자, 제2주성분은 비만관련 인자, 제3주성분은 연령과 고지혈증 인자, 제4주성분은 고단백지콜레스테롤 인자가 선정되었다. HDL-C와 관련된 요인을 다중회귀분석을 사용하여 검토한 결과 HDL-C에 영향을 미치는 변수로는 연령, TC, TG 및 체지방률이 선정되었다. 위와 같은 결과는 비만도가 높고 혈압이 높은 군일수록 혈청지질치가 높아짐을 시사하고 있다.
원활한 용수공급과 정수장의 효율적이고 경제적인 설계 유지 관리를 위해서 한강수계에 위치하고 있는 두 광역정수장의 원수탁도와 수문자료간의 상관관계를 분석하였다. 광역정수장의 취수원인 댐의 유입유량, 방류량, 강우를 수문자료로서 활용하였으며, 상관관계 분석을 위해서는 상관분석과 주성분분석 기법을 이용하였다. 또한, 탁도변화를 예측할 수 있는 회귀식을 제안하여 탁도 변화 예측을 수행하였다. 충주정수장의 원수탁도는 충주댐의 방류량(0.708)과 와부정수장의 원수탁도는 팔당댐의 유입량(0.805)과 높은 상관성이 높은 것으로 확인되었다. 상관성이 높은 시계열자료를 이용하여 제안한 회귀식의 탁도 예측치는 상수도시설기준에서 제시하고 있는 원수탁도 산정방법을 이용한 경우와 유사한 결과를 도출하였다. 본 연구의 결과는 장래의 원수탁도를 예측하여 추가적인 정수장 건설 및 기존 정수장의 효율적인 유지 관리를 위한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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