• 제목/요약/키워드: 퍼지확률이론

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퍼지이론의 소개 및 응용

  • 홍갑표
    • 전산구조공학
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    • 제3권4호
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    • pp.5-9
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    • 1990
  • 오늘날 많은 공학적인 문제들이 지난 수십년간 발전되어온 확률이론에 근거하여 점차적으로 개선되고 있다. 그러나 공학분야에서의 불확실성을 확률론에 의거하여 해결하는 방법이 많은 분야에서 발전을 가져왔지만, 정확히 규명되지 않은 분야에서의 불확실성의 취급에는 확률론과 같은 전통적인 방법만으로는 해결하기 곤란한 분야가 있다. 퍼그리(Pugsley)는 이러한 불확실성을 "Engineering Climatoloty"라고 표현하였으며, 기술자의 경험과 판단에 의하여 평가되어야 한다고 하였다. 본 글에서는 퍼지이론의 기본개념을 설명하고, 퍼지이론의 응용에 관하여 고찰해 보기로 한다.

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퍼지신뢰도(fuzzy reliability) 해석기법을 이용한 암반사면의 파괴확률 산정 (Evaluation of the Probability of Failure in Rock Slope Using Fuzzy Reliability Analysis)

  • 박혁진
    • 자원환경지질
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    • 제41권6호
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    • pp.763-771
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    • 2008
  • 불확실성은 사면의 안정성을 해석하는 과정에서 특성자료의 부족이나 지질공학적 특성의 공간적 변동성 등의 원인으로 포함되며 따라서 불확실성으로 인해 변수들의 정확한 값을 획득하기 힘들게 된다 이러한 문제점을 해결하기 위하여 확률론적 해석기법이 활용되어 왔으며 최근에는 퍼지집합이론(fuzzy set theory)을 이용한 해석기법이 활용되고 있다. 특히 확률변수들의 자료 양이 제한적인 경우 변수의 확률특성을 정확하게 파악하기 힘들어 확률론적 해석기법의 활용이 제한적일 수 있으며 이러한 경우 퍼지집합이론은 확률변수의 특성을 효과적으로 표현할 수 있다. 본 연구에서는 암반사면의 안정성 해석과정에서 포함되는 불확실성을 정량화하기 위해 퍼지신뢰도척도(fuzzy reliability measure)를 활용하여 분석을 수행하였으며 특히 암반사면의 안정성에 영향을 미치는 여러 지질공학적 특성중 불연속면의 경사와 내부마찰각을 삼각형 퍼지숫자(fuzzy number)로 해석하였다 이를 위하여 연구대상사면을 선정하여 암반사면에서 발생하는 평면파괴를 대상으로 분석을 수행하였다. 퍼지신뢰도(fuzzy reliability) 해석에서는 퍼지숫자에 대한 퍼지 연산을 통해 퍼지신뢰도 지수(fuzzy reliability index)를 획득하였으며 이러한 결과를 확률론적 해석 결과와 비교하기 위하여 몬테카를로모사기법(Monte Carlo simulation)과 점추정법(point estimate method)을 이용한 확률론적 해석을 수행하였다. 해석결과 불충분한 자료 등으로 인해 불확실성의 정량화가 어려운 경우 퍼지신뢰도 해석을 통해 적절한 퍼지신뢰도 지수와 파괴확률을 획득할 수 있을 것으로 판단된다.

퍼지-베이즈 이론에 의한 기존구조물의 신뢰성평가모델 (Reliability Assessment Models of Existing Structures by Fuzzy-Bayesian Approach)

  • 백대우;이증빈;박주원;강수경
    • 전산구조공학
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    • 제11권4호
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    • pp.219-227
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    • 1998
  • 실제 구조물에 있어 확률, 통계 및 이론으로 구해진 랜덤성을 갖는 객관적 불확실성뿐만 아니라 설계자의 경험이나 공학적 판단에 의해 주관적으로 평가되는 인간오차나 시공중의 과오 또는 구조설계에 미치는 사회적, 정치적 및 경제적 요청 등의 퍼지성을 갖는 주관적 불확실성이 존재하기 때문에 현실적으로 랜덤성과 퍼지성을 동시에 고려한 실뢰성평가 즉, 안전성평가에 대한 퍼지이론의 도입이 필수 불가결하다. 따라서 본 연구에서는 기존 구조물의 객관적·주관적 불확실성을 동시에 고려한 신뢰성해석방법으로 베이즈의 의사결정이론에 퍼지이론을 병합한 퍼지-베이즈 신뢰성해석 알고리즘을 개발하여 건축구조물의 신뢰성평가 및 안전성평가에 적용하여 분석하였다.

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퍼지확률이론과 손상지수를 이용한 지하암반공동에서의 스폴링 발생 평가 (Assessment of spalling occurrence using fuzzy probability theory and damage index in underground openings)

  • 방준호;이강현;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.15-29
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    • 2010
  • 스폴링 현상은 높은 현지응력하에서 확장균열의 발달로 암반공동 주변에서 발생하는 파괴형태이다. 기존 연구에 의하면 3가지 스폴링 기준은 범위로 제시되어 있어 기준자체의 애매모호함이 상존하고 있다. 본 연구에서는 퍼지확률이론을 적용한 새로운 스폴링 발생 종합 평가모델을 제안하였고 스폴링 발생현장에 평가모델을 적용한 결과 현장관측결과와 일치하는 결과를 보였으며, 정량적으로 스폴링 발생확률을 산정할 수 있었다. 특히, 3가지 스폴링 평가인자별 상대중요도를 고려한 가중치를 적용함으로써 실제 스폴링이 관측된 현장이 스폴링이 발생하지 않는 것으로 평가되는 오류를 해결하였다. 또한, Martin 등(1999)의 손상지수에 형상계수를 도입한 수정손상지수가 포함된 스폴링 평가인자를 스폴링 발생 종합 평가모델에 적용한 결과 합리적인 스폴링 발생확률을 산정할 수 있었다.

퍼지 집단 선호 분석을 위한 Blin-Whinston알고리즘

  • 박대석;김희철
    • 한국산업정보학회:학술대회논문집
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    • 한국산업정보학회 2000년도 추계공동학술대회논문집
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    • pp.415-422
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    • 2000
  • 퍼지라는 용어는 1962년 Zadeh가 확률이론으로 해결하기 어려운 모호한 양(Fuzzy guautity)을 다루기 위해 처음 사용하였으며, Zadeh는 1965년 처음으로 체계적인 "Fuzzy sets"이라는 논문을 발표하였다. 그 후 이론적인 발전과 더불어 여러 부분(정보이론, 시스템분석, 인공지능, 전문가시스템, 의사결정분석, 자연어 처리 등)에 걸친 응용 연구가 수행되어지고 있다.(중략)지고 있다.(중략)

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감정확률을 이용한 동적 얼굴표정의 퍼지 모델링 (Dynamic Facial Expression of Fuzzy Modeling Using Probability of Emotion)

  • 강효석;백재호;김은태;박민용
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2007년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제17권 제1호
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    • pp.401-404
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    • 2007
  • 본 논문은 거울 투영을 이용하여 2D의 감정인식 데이터베이스를 3D에 적용 가능하다는 것을 증명한다. 또한, 감정 확률을 이용하여 퍼지 모델링을 기반으로한 얼굴표정을 생성하고, 표정을 움직이는 3가지 기본 움직임에 대한 퍼지이론을 적용하여 얼굴표현함수를 제안한다. 제안된 방법은 거울 투영을 통한 다중 이미지를 이용하여 2D에서 사용되는 감정인식에 대한 특징벡터를 3D에 적용한다. 이로 인해, 2D의 모델링 대상이 되는 실제 모델의 기본감정에 대한 비선형적인 얼굴표정을 퍼지를 기반으로 모델링한다. 그리고 얼굴표정을 표현하는데 기본 감정 6가지인 행복, 슬픔, 혐오, 화남, 놀람, 무서움으로 표현되며 기본 감정의 확률에 대해서 각 감정의 평균값을 사용하고, 6가지 감정 확률을 이용하여 동적 얼굴표정을 생성한다. 제안된 방법을 3D 인간형 아바타에 적용하여 실제 모델의 표정 벡터와 비교 분석한다.

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모호한 수요정보에서의 공급망 계약 모델 (Supply Chain Contract Model with Vague Demand Information)

  • 김기태;박준철
    • 한국정보시스템학회지:정보시스템연구
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    • 제21권2호
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    • pp.181-196
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    • 2012
  • 본 논문은 고객의 수요정보에 대해 모호한 정보를 가진 공급자와 구매자 사이의 공급망 계약에 관한 것을 다루고 있는 것으로, 고객 수요에 대한 불확실성은 확률적 프로그래밍 모델에서 공식적으로 다루어져왔다. 확률적 프로그램의 한 가지 핵심적인 가정은 널리 알려져 있는바와 같이 수요에 대한 확률분포가 알려져 있다는 것이다. 그럼에도 불구하고 만약 수요에 대한 정보가 모호하거나 정확하지 않다면 수요에 대한 확률분포가 정확하지 않다는 점이다. 이런 상황에서 퍼지 이론은 수요정보를 나타내는데 유용하다고 할수 있다. 본 논문은 퍼지 랜덤수요변수들을 분산시스템의 공급망 계약에서 다루고 있다. 이 계약은 구매자의 주문량을 조정하는 옵션을 이용한다. 본 연구는 퍼지 랜덤 변수들을 GMIR(Graded Mean Integration Representation)을 이용하여, 알고리즘을 통해 구현함으로써 실증적 결과 값을 제시하고 미래 연구의 확장 가능성을 제시하고 있다.

Fuzzy Set Theory와 Monte Carlo Simulation을 이용한 암반사면의 파괴확률 산정기법 연구 (The Evaluation of Failure Probability for Rock Slope Based on Fuzzy Set Theory and Monte Carlo Simulation)

  • 박혁진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권11호
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    • pp.109-117
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    • 2007
  • 암반사면의 안정성 해석에는 다양한 원인에 의하여 불확실성이 개입하게 되며 경우에 따라 이러한 불확실성이 암반사면의 붕괴원인이 되기도 한다. 따라서 1980년대 이후부터 이러한 불확실성에 대한 중요성이 인식되었고 이를 정량화하기 위한 기법의 하나로 확률론적 해석기법이 제안되었다. 그러나 확률론적 해석기법은 불확실성에 대한 정보를 충분하게 획득할 수 있어 확률변수(random variable)치 확률특성을 정확하게 파악할 수 있다는 가정 하에 그 적용이 가능하다. 또한 불확실성중 공간적인 변동성이나 불균질성에 의한 불확실성은 확률론에 의해 쉽게 정량화될 수 있으나 측정오차나 측정수량의 부족 등에 의해 기인하는 불확실성은 확률론에 의해 다루기 어려운 것이 사실이다. 따라서 이러한 한계점을 보완하기 위해 퍼지집합이론(fuzzy set theory)의 활용이 제안되었다. 본 연구에서는 확률변수를 퍼지 숫자(fuzzy number)로 고려하여 퍼지집합이론을 활용하였고 이를 해석하기 위한 방법으로 몬테카를로기법(Monte Carlo simulation) 기법을 제안하였다. 이것은 퍼지숫자(fuzzy number)를 분석하기 위해 꼭지점(vertex) 기법이나 점추정법(point estimate method, PEM), 일계이차모멘트법(first order second moment method, FOSM)의 기법을 활용하였던 기존의 방법이 대표값만을 이용했던 단점을 보완할 수 있을 것으로 보인다. 제안된 기법의 적용성을 판단하기위해 현장을 선정하여 적용해 보았다. 결정론적 해석 결과 절리군 2는 안전한 것으로 절리군 4는 불안정한 것으로 해석되었다. 반면 확률론적 해석 결과 절리군 2의 경우 29.3%의 파괴확률을, 절리군 4의 경우 73.5%의 파괴확률을 보였다. 본 연구를 통해 제안된 기법을 활용하여 파괴확률을 계산해본 결과 절리군 2의 경우 33.5%, 절리군 4의 경우 73.5%로 확률론 해석기법의 결과와 유사하게 산정되었다. 따라서 본 연구에 의해 제안된 해석기법인 퍼지몬테카를로기법(Fuzzy Monte Carlo simulation) 기법이 이전의 해석결과와 유사한 해석결과를 보여주면서 자료의 분산이 많이 감소했다는 것을 알 수 있다.

안벽구조물의 확률론적 VE/LCC 분석모델 적용방안 (Application of probabilistic VE/LCC Analysis Models for Quay Wall Structures)

  • 안종필;이증빈;박주원;유덕찬
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제8권5호
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    • pp.71-79
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    • 2007
  • 최근 가치공학과 생애주기비용 분석의 중요성이 대두됨에 따라 항만구조물의 VE/LCC(Value Engineering/Life Cyccle Cost) 분석에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다. 반면에 항만구조물의 생애주기비용 산정과 가치분석의 실무 적용에 있어 이론적 모델과 표준지침 및 소프트웨어 등이 정립되어있지 않기 때문에 분석자에 따라 일관성과 전문성에 한계를 나타내고 있다. 특히 생애주기비용의 분석에 있어 현행의 확정론적 방법으로는 파괴손실비용의 산정이 어렵기 때문에 퍼지 신뢰성해석에 따라 파기확률을 파괴손실비용에 반영할 수 있는 확률론적 방법의 도입이 반드시 필요한 실정이다 따라서 본 연구에서는 안벽구조물의 설계에 있어 대안별 열화성능 차원의 설계를 수행하도록 유도하기 위하여 퍼지신뢰성 이론에 기초한 확률론적 VE/LCC 분석모델을 제안하였으며, 제안된 분석모델의 신뢰성과 활용성을 향상시키기 위한 측면에서 실제 대상 구조물에 적용하였다. 본 연구에서 제안된 방법론은 향후 다양한 분야의 설계 및 유지관리단계에서의 생애주기 비용과 가치분석의 의사결정에 활용되어질 것으로 사료된다.

퍼지근사추론을 이용한 교통수단 선택모형 구축 (A Development of Transport Choice Models using Fuzzy Approximate Reasoning Methods)

  • 원제무;손기복
    • 대한교통학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.99-110
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    • 1998
  • 본 연구에서는 인간의 판단과 유산한 구조를 갖는 퍼지근사추론모형(FARM)을 구축하여 교통수단 선택형태에 적용하고자 하였다. 이를 위해 먼저 근사추론모형의 이론적 배경을 살펴보고 버스와 지하철간의 수단선택 모형을 구축하였다. 입력변수로 버스와 지하철간의 총통행시간의 차이와 총통행비용의 차이를 선정하였으며 출력변수로 버스이용확률을 사용하였다. 각 변수에 대한 퍼지집합은 각각 5개씩의 언어적 인 표현으로 구성하였으며, 규칙은 총 25개로 설정하였다, 구축된모형의 현실적 타당성을 검토하기 위해 서 실제 조사자료와 비교하였다. 분석결과 본 연구에서 구축된 퍼지근사추론모형이 통행자들의 수단선택 행태를 현실적으로 설명하는 것으로 나타났다.

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