• 제목/요약/키워드: 추계학적 분석

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다변량 Monte Carlo 기법을 이용한 추계학적 강우 변동 생성기법에 관한 연구 (A Study on Generation of Stochastic Rainfall Variation using Multivariate Monte Carlo method)

  • 안기홍;한건연
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.127-133
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    • 2009
  • 본 연구에서는 다변량 Monte Carlo 기법을 이용하여 무차원 누가강우량 곡선을 생성하였다. 이를 위해 30년 이상의 관측년수를 갖는 강우자료를 활용하여 강우사상을 분리하고 이를 무차원화하여 강우의 지역적, 시간적 변동성을 제거하였다. 그리고 이들 무차원화된 누가강우량곡선을 4가지 형태로 구분하여 강우자료 특성을 반영한 누가강우량 곡선을 생성하였다. 무차원 누가 강우량 곡선의 절점이 항상 0이상이고 전체의 합이 1이 되어야 하는 제약조건을 극복하기 위해 log-ratio 기법을 도입하였고 Monte Carlo 기법을 이용한 다변량 생성시 요구되는 정규화와 상관계수 반영의 문제점을 Johnson 시스템과 직교변환을 도입하여 모형에 적용함으로서 제약조건을 극복할 수 있었다. 본 연구에서 적용한 다변량 Monte Carlo 기법을 이용한 강우변동생성기법은 실제 강우량 자료의 특성을 가공없이 반영할 수 있어 해당 유역의 특성을 정확히 반영할 수 있었고 유역의 홍수대책 수립, 수공구조물 설계 및 분석 등 활용성이 매우 클 것으로 판단된다.

한국 해역에 분포하는 오징어 (Todarodes pacificus)의 생식생태학적 방법에 의한 계군분석 (Population Analysis by the Reproductive Ecological Method for the Common Squid, Todarodes pacificus in Korean Waters)

  • 김영혜;강용주;최수하;박차수;백철인
    • 한국수산과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.523-527
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    • 1997
  • 본 연구는 분리된 세 개의 군이 서로 다른 독특한 생식생태를 가지는 지를 파악하기 위하여 각군의 산란기, 난경 조성, 포란수 및 성숙 외투장을 조사하였다. 하계군의 산란기는 7월$\~$8월 (주산란기, 7월), 난경 분포는 $0.4\~2.4mm$ (최빈값, 0.8 mm)이었고, 포란수는 $F=0.1\times10^{-6}{\times}ML^{0.5036}$이었다. 추계군의 산란기는 9월$\~$이듬해 1월 (주산란기, 9월), 난경 분포는 $0.2\~1.4mm$ (최빈값, 0.8mm)이었고, 포란수는 $F=1.0017{\times}ML^{3.2864}$ 이었다. 동계군은 3월$\~$4월 (주산란기, 3월)이었으며, 난경 분포는 $0.4\~2.0mm$ (최빈값, 1.0 mm)이었다. 포란수는 $F=1.0499{\times}ML^{1.2953}$ 이었다. 성숙외투장은 하계군, 추계군 및 동계군 모두 $20\~22cm$이었다. 이상의 결과를 종합하여 보면, 산란기, 포란수 및 난경의 분포는 군간에 차이가 있었으나 성숙외투장은 군간에 차이가 없었다.

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라인강 유량의 추계학적 수문분석에 관한 연구 (네덜란드의 Lobith지점을 중심으로) (The Stochastic Hydrological Analysis for the Discharge of River Rhine at Lobith (For River Rhine at Lobith in the Netherlands))

  • 최예환
    • 한국농공학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.46-52
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    • 1981
  • The aim at this study has the stochastic hydrological analysis for the annual mean discharge and monthly discharge which were observed at Lobith of River Rhine in the Netherlands from 1901 to 1972. After this study was analysed by computer IBM 370 and Hewlett Parkard 9800, the results were as follows; 1.When 72 data was divided into two groups of subsample data as 36 data, they do not have their properties to be non-homogeneous and inconsistent due to F-test and t-test. 2.The credit limits of the serial correlation coefficient was fluctuated $\pm$0. 231 which was shown in Fig. 3. at significant level 99% by Anderson's test. 3.The correlogram at short term was shown to be no short-term persistence as Fig. 3. 4.Since the correlogram at long term has displayed that Hurst's coefficient was 0.6144 between 0.6 and 0.7, it was to be no long-term persistence. 5.The stochastic model with annual discharge of this River Rhine was shown with $\chi$t=2195+483. 8 $\varepsilon$t as $\chi$t=$\mu$+oet and $\varepsilon$t=$_1$ø$\varepsilon$t-$_1$+ζt where t=1,2,3,..., ζt is an independent series with mean zero and variance (1-ø2), $\varepsilon$t is the dependent series, and 4' is the parameter of the model. 6.The serial correlation coefficient of monthly discharge was explained as $\chi$$_1$ = 0.34 . sin(6-$\pi$t+$\pi$) as Fig.4. and the River Rhine has no large fluctuation and smoothly changed during that time.

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경사제 피복재의 누적피해를 이산시간 확률과정으로 고려한 조건기반 유지관리의 할인비용모형 (Discounted Cost Model of Condition-Based Maintenance Regarding Cumulative Damage of Armor Units of Rubble-Mound Breakwaters as a Discrete-Time Stochastic Process)

  • 이철응;박동헌
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.109-120
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    • 2017
  • 경사제 피복재를 예방적으로 유지관리할 수 있는 조건기반 할인비용모형을 제안하였다. 하중발생 사상을 이산시간 확률과정으로 고려하는 추계학적 누적 피해모형과 보수보강 비용에 대한 경제성 모형을 결합하여 수학적으로 유도하였다. 특히 본 논문에서 유도된 조건기반 유지관리의 할인비용모형은 시간에 따른 비용의 가치 뿐만 아니라 누적피해의 비선형성도 고려할 수 있다. 본 연구의 결과는 기존 모형들의 결과와 비교하여 만족스럽게 검증되었다. 또한 구조물의 중요도와 이자율 변화에 대한 민감도 분석도 수행하여, 구조물의 중요도가 높아질수록 예방적 보수보강의 최적시기는 빨라지나 이자율은 커질수록 반대의 경향이 나타난다는 것을 알았다. 한편 본 연구에서 유도된 추계학적 기대비용모형을 이용하여 여러 조건에 대하여 임의의 경사제 피복재 단면을 해석하였다. 표본경로기법을 적용하여 임의의 태풍 내습에 따른 경사제 피복재의 기대 누적피해수준을 예측하여 피해강도함수의 계수들을 추정할 수 있었다. 특히 하중발생 과정을 HPP(Homogeneous Poisson Process) 뿐만 아니라 DSPP(Doubly Stochastic Poisson Process)로도 해석하여 기대 누적피해수준에 미치는 하중발생의 불확실성에 대한 영향을 분석하여 하중발생사상을 이산시간 확률과정으로 고려해도 된다는 것을 확인하였다. 조건기반 할인비용모형의 해석 결과에 의하면 경사제 피복재의 설계조건에 따라 기대 누적피해수준의 거동특성이 크게 달라지고 이에 따라 예방적 보수보강을 수행하는 최적시기도 변한다는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 파괴한계, 구조물의 중요도 그리고 이자율을 변화시키면서 예방적 유지관리를 가장 경제적으로 수행할 수 있는 최적시점과 피해규모를 결정할 수 있었다.

블록크기 및 균열의 기하학적 속성에 따른 2-D DFN 시스템의 블록수리전도도 특성 (Characteristics of Block Hydraulic Conductivity of 2-D DFN System According to Block Size and Fracture Geometry)

  • 한지수;엄정기
    • 터널과지하공간
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    • 제25권5호
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    • pp.450-461
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    • 2015
  • 본 연구는 블록크기 및 균열의 기하학적 속성이 균열암반의 수리적 특성에 미치는 효과를 파악하기 위해 이차원 등가파이프 연결구조에 기반을 둔 DFN 유체유동 해석기법을 적용하여 수치실험을 수행하였다. 두 개의 균열군을 사용하여 균열의 기하학적 속성 변화를 반영할 수 있도록 방향, 면적빈도, 길이분포를 달리하며 이차원 영역에 추계론적으로 생성한 총 72개의 DFN 블록에 대하여 방향에 따른 블록수리전도도가 산정되었다. 또한, 각각의 DFN 블록에서 이론적 블록수리전도도, 주 수리전도도텐서 및 평균블록수리전도도를 추정하여 비교분석한 결과, 블록크기 및 균열의 기하학적 속성은 균열성 암반의 수리적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 균열군의 교차각이 작을수록, 면적빈도가 낮고 길이분포가 짧을수록 DFN 시스템은 유체유동에 대한 REV를 정의하기 어려우며 방향에 따른 블록수리전도도의 변동성이 강하게 나타났다. 일반적으로 블록크기가 커질수록 DFN 시스템에 대한 등가연속체 취급 가능성은 높아진다.

카오스 시계열에 대한 잡음영향 분석과 필터링 기법의 적용 (Analysis of Noise Influence on a Chaotic Series and Application of Filtering Techniques)

  • 최민호;이은태;김형수;김수전
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권1B호
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    • pp.37-45
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    • 2011
  • 본 연구에서는 비선형 카오스 계열에 대한 잡음의 영향 분석을 위하여 대표적인 비선형 카오스 특성을 보이는 것으로 알려진 Logistic Map 자료계열을 이용하여 연구를 수행하였다. 잡음을 임의로 추가하여 잡음 수준에 따라 자료계열을 재생성 하였으며 비선형 자료의 분석 방법으로 활용되고 있는 상태공간 재건, 상관차원 추정, BDS 통계, DVS 알고리즘 분석을 실시하였다. 분석 결과 자료계열은 잡음의 수준이 높아짐에 따라 비선형 카오스적 특성을 보이는 원시자료의 특성이 사라지고 무작위한 추계학적 특성을 보이는 자료로 변화하였다. 그리고 잡음의 영향을 받고 있는 자료에 대한 잡음제거 방법으로 Low Pass Filter와 Kalman Filter 기법을 적용하였다. 전통적인 비모수 통계기법은 비선형 무작위 시계열 또는 비선형 시계열을 구분하는데 어려움이 있지만 비선형 통계기법인 BDS 통계는 비선형 시계열을 구분할 수 있는 것으로 알려져 있다. 분석을 수행한 결과 잡음 수준이 높을 경우 Low Pass Filter는 잡음을 효과적으로 제거하지 못하여 비선형 자료를 선형자료로 판정하였지만 Kalman Filter의 경우 잡음을 효과적으로 제거하는 것으로 나타나 적용성이 우수함을 알 수 있었다.

출산율 예측 모형 개발 (Development of Model Estimating Fertility Rate for Korea)

  • 이삼식;최효진
    • 한국인구학
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    • 제35권1호
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    • pp.77-99
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    • 2012
  • 본 연구는 사회 환경과 정책 등의 변화에 따라 출산율을 예측할 수 있는 모형을 개발하고자 하였다. 기존의 인구 추계 시 적용하는 출산율은 최근의 추세가 유지되거나 일률적으로 감소 또는 증가할 것이라는 가정 하에서 제시되므로 저출산 고령사회정책 등에 반영하는데 한계가 있기 때문이다. 본 연구의 출산율 예측모형은 OECD 10개 국가들의 종단면적 및 횡단면적 경험치를 동시에 적용한 패널분석(panel analysis)을 통하여 구축하였다. 모형에는 인구학적 요인으로 조혼인율, 초산연령, 영아사망률, 혼외출산비율, 경제적 요인으로 여성경제활동참가율, 일인당 국민소득, 사회문화적 요인으로 남성대비 여성대학진학 비율, 양성평등지수, 그리고 정책적 요인으로 GDP대비 보건정책 지출비율, GDP대비 가족정책 지출비율의 독립변수들이 포함되었다. 본 연구에서 개발한 모형을 적용하여 한국의 최근 년도 출산율을 예측한 결과 실제 출산율과 아주 미세한 차이만 존재하여 상당히 적합한 것으로 평가되었다. 이러한 출산율 예측모형을 이용하여 인구학적 요인, 경제적 정책적 요인 및 사회문화적 요인 중 일부의 변화를 가정할 경우 한국의 출산율이 어떻게 변화할 것인가에 대한 시뮬레이션을 실시하였다. 일례로 GDP 대비 가족지출비율을 현 프랑스 수준까지 높였을 경우 합계출산율은 1.6 수준으로 높아질 것으로 추정되었다. 이와 같은 출산율 예측모형은 정책의 강화 시기 및 정도를 결정하는데 유용할 것으로 판단된다.

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나로도 주변해역의 어장학적 특성 (2) -수괴의계절변화 - (The Characteristics of Fishing Ground in the Adjacent Sea of Naro Island (2) - Seasonal Variation of Watermass -)

  • 김동수;주찬순;박주삼
    • 수산해양기술연구
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    • 제39권1호
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    • pp.19-26
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    • 2003
  • 한국 남해 연안 해역인 나로도 주변 어장에서 동계, 춘계, 하계 및 추계에 조사한 해양 관측 자료를 이용하여, 이 어장에서의 수괴 특성을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 나로도 주변 어장에서 수온과 염분의 측정값을 이용한 T-S diagram으로부터 염분을 기준으로 수괴를 구분하였다. 연안수는 30.0∼31.4psu, 혼합수는 31.5∼32.9psu, 외해수 33.0∼35.0psu의 범위로 정하였다. 2) 나로도 주변 어장에 출현하는 동계의 염분 분포범위는 33.1∼34.9psu, 춘계는 33.1∼34.3psu, 하계는 30.5∼34.1psu, 추계는 30.1∼34.0psu의 범위이었다. 3) 나로도 주변 어장에 출현한 연안수, 혼합수 및 외해수의 분포 특성을 계절별로 파악할 수 있었다. 동계와 춘계에는 표층에서 저층까지의 전해역이 외해수로 점유되었다. 하계에는 표층의 전 해역이 혼합수로 점유되지만, 저층에는 혼합수와 외해수로 형성된다. 추계에는 표층에 연안수와 혼합수가 분포하고 있으며, 저층에는 혼합수가 주체를 이루고 있으나 연안역에 국한되어 연안수가 분포하고, 외양으로 외해수가 출현하기 시작한다. 4) 나로도 주변 어장의 수온염분 특성은 계절적으로 변화하여, 동계에는 저온고염의 외해수가 분포하고, 춘계에는 동계의 수괴의 특성을 유지하지만, 수온이 다소 증가한다. 하계에는 고온 저염의 혼합수와 외해수가 분포하고, 추계에는 저온의 연안수, 혼합수 및 외해수가 분포한다. 5) 수온과 염분의 변화가 주로 표층과 20m층 사이에서 이루어져 하계에는 수온이 4.$0\circ_C$/7m의 수직경도를 보였으며, 춘계와 추계에는 수온과 염분의 변화는 적고, 동계에는 연직 혼합이 일어나 상하층간에 균질한 해수가 분포하였다.

한국 해역에 분포하는 오징어의 집단유전학적 방법에 의한 계군분석 (A Population Genetic Analysis of the Common Squid, Todarodes pacificus Steenstrup in the Korean Waters)

  • 강용주;김영혜;홍용기;박중연;박기영
    • 한국수산과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.320-331
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    • 1996
  • 본 연구는 1994년 6월부터 1995년 5월까지 우리 나라 해역에 분포하는 오징어, Todarodes pacificus에 대해 유전자 조성을 관찰하고 군간 비교로 계군을 분석한 것이다. 각기 채집 장소가 다른 9개 지역 집단에 있어서 17개 효소를 사용하여 전기영동법으로 유전적 변이와 분화를 분석하였다. 명확하게 유전자형이 추정된 9개 효소에 대해, 11개의 유전자좌를 표지로 하여, 각기 채집 장소가 다른 9개 지역 집단의 대립유전자빈도와 유전도 변이성의 범위를 조사하였다. 그 결과, 1유전자좌당 평균 대립유전자수는 $1.64\~2.18$개 이었다. 집단의 변이량을 나타내는 다형율 $(P+P^{\ast})$$0.273\~0.546$이었다. 평균 이형접합체율 $(H_e)$$0.038\~0.085$이었다. 그리고 Nei의 유전적 거리는 $0.00019\~0.000814$로 넓음을 알 수 있었다. 각기 채집 장소가 다른 9개 지역집단간의 유전적 유연관계를 알아 본 결과, 세 집단으로 구분되었다. 이상의 결과를 종합하여 보면, 하계군, 추계군 및 동계군에는 각각의 계군으로 구명되었고, 하계군과 추계군에는 해류나 지리적인 해양환경에 의해 독립된 하나의 지역개체군이 존재하고 있음을 알 수 있었다.

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추계학적 강우발생모형과 Copula 함수를 이용한 가뭄위험분석 (Drought Risk Analysis Using Stochastic Rainfall Generation Model and Copula Functions)

  • 유지영;신지예;김동균;김태웅
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권4호
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    • pp.425-437
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    • 2013
  • 본 연구에서는 가뭄빈도해석을 위해 이변량 확률분포함수를 적용하였으며, 가뭄 특성(가뭄 지속기간과 심도)의 상호관계를 고려하여 지역적 가뭄특성을 종합적으로 판단하였다. 또한 단변량 가뭄해석의 한계점을 극복하기 위한 방안으로 이변량 가뭄해석을 수행하였으며, 이를 위해 코플라 함수를 적용하였다. 가뭄 발생의 확률 및 경향성을 종합적으로 나타내어 줄 수 있는 결합 확률밀도함수를 추정한 후, 지점별 가뭄빈도해석 및 과거 최대가뭄사상에 대한 단변량 및 이변량 재현기간을 산정하여 비교 분석하였다. 또한, 우리나라의 과거 최대가뭄사상에 대한 가뭄위험도분석을 위해, 연속되는 50년과 100년동안 최소 한번 발생하는 확률(과거 최대가뭄사상 크기의 가뭄)을 강우관측지점별로 계산하여 가뭄위험지역을 예상하였다. 그러나 우리나라와 같이 강수자료의 기록연한이 짧은 경우에는 이변량 가뭄빈도해석을 수행하는 데 큰 불확실성을 야기할 가능성이 있다. 그러므로 가뭄해석 결과의 불확실성을 정량화시키기 위한 방안으로 강수모의기법을 활용하였으며, 그 결과 관측된 가뭄사상으로 추정된 이변량 가뭄빈도곡선에 대한 5%, 25%, 50%, 75%, 그리고 95%의 신뢰구간을 제시할 수 있었다. 또한 가뭄 지속기간과 심도의 95% 신뢰수준에 대한 이변량 가뭄재현기간의 경계값(상한값 및 하한값)을 추정하였다. 그 결과 불확실성의 원인은 가뭄빈도해석 시 고려되었던 두 변량에 대한 낮은 상관성으로 인해, 확률적인 방법으로 결합분포모형을 추정하는 데 있어 발생한 불확실성인 것으로 확인되었다.