• 제목/요약/키워드: 확률분포모델

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와이블 분포함수를 이용한 하수관로 노후도 추정 (Estimation of sewer deterioration by Weibull distribution function)

  • 강병준;유순유;박규홍
    • 상하수도학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.251-258
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    • 2020
  • Sewer deterioration models are needed to forecast the remaining life expectancy of sewer networks by assessing their conditions. In this study, the serious defect (or condition state 3) occurrence probability, at which sewer rehabilitation program should be implemented, was evaluated using four probability distribution functions such as normal, lognormal, exponential, and Weibull distribution. A sample of 252 km of CCTV-inspected sewer pipe data in city Z was collected in the first place. Then the effective data (284 sewer sections of 8.15 km) with reliable information were extracted and classified into 3 groups considering the sub-catchment area, sewer material, and sewer pipe size. Anderson-Darling test was conducted to select the most fitted probability distribution of sewer defect occurrence as Weibull distribution. The shape parameters (β) and scale parameters (η) of Weibull distribution were estimated from the data set of 3 classified groups, including standard errors, 95% confidence intervals, and log-likelihood values. The plot of probability density function and cumulative distribution function were obtained using the estimated parameter values, which could be used to indicate the quantitative level of risk on occurrence of CS3. It was estimated that sewer data group 1, group 2, and group 3 has CS3 occurrence probability exceeding 50% at 13th-year, 11th-year, and 16th-year after the installation, respectively. For every data groups, the time exceeding the CS3 occurrence probability of 90% was also predicted to be 27th- to 30th-year after the installation.

분리열극개념을 이용한 지하공동주변의 지하수유동해석 (Fracture Network Analysis of Groundwater Folw in the Vicinity of a Large Cavern)

  • 강병무
    • 지질공학
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    • 제3권2호
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    • pp.125-148
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    • 1993
  • 암반지하수유동 해석의 복잡성은 열극과 공극간의 유동관계, 응력의 영향, 열극체계의 복잡한 기하학적 분포상태에 기인한다. 열극체계의 불규칙한 발달로 인한 규모종속과 이방성 특성은 지금까지의 해석방법으로는 만족할 만한 결과를 얻을 수 없다. 분리열극망(Discrete Fracture Network) 모델은 암반 지하수가 근본적으로 분리된 열극을 통하여 유동한다는 가정하에서 출발한다. 유동경로(flow path)는 열극의 기하학적 분포 및 상호간의 연결형태에 의하여 결정되며, 열극분펴 및 수리특성은 현장조사자료의 통계학적 처리에 의한 접근방법을 시도하고 있다. 본 모델을 적용한 연구지역은 평택군 포승면 원정리 일대 $1\textrm{km}^2$지역으로서, 열극자료 분석은 등면적투영도로부터 6개의 set를 도출하였으며, 열극의 크기는 lognormal분포를 나타냈다. 6개 열극 set가 차지하는 총투수성열극확률밀도(conductive fracture intensity)는 1.52로 나타났으며, set 1의 투수성열극밀도가 0.37로 가장 높게 나타났다. 지하공동으로으 유입량 계산은 열극투수계량계수를 $10^{-8}\textrm{m}^2/s$으로 하였을 경우, 29ton/일로 산출되며, $10^{-7}\textrm{m}^2/S$로 하였을 때 약 22배가 큰 65ton/일로 계산되었다. 본 모델은 지하공동건설시 부지특성조사나 평가시에 해석도구로 사용될 수 있으며, 정량적인 자료뿐만 아니라 정상적인 자료도 해석 및 평가과정에 응용될 수 있는 반복적인 실행을 통한 Forward 모델링방법을 사용하는 장점이 있다.

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908.5~914MHz 대역에서 RFID와 USN 시스템의 주파수 공유 조건에 관한 연구 (Coexistence of RFID and USN Systems in the Frequency Bands 908.5~914MHz )

  • 윤현구;강민수;장병준
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.647-656
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    • 2008
  • 본 논문에서는 $908.5{\sim}914MHz$ 대역을 RFID와 USN 시스템이 공유하기 위한 간섭 분석 결과를 제시한다. 먼저, 평균 간섭 전력은 통계적인 간섭 분석 모델을 사용하여 이론값과 시뮬레이션 값을 각각 구하고 이를 비교 검증하였다. 그리고 간섭원의 수, 최소 이격 거리에 따른 고출력 및 저출력 RFID 시스템과 USN 시스템 간의 간섭 전력의 누적 확률 분포를 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과, 저출력 RFID 시스템 1개와 다수의 USN node가 서로 보호 영역을 1 m 이상으로 유지할 경우, 상호 최대 허용 간섭 레벨을 만족할 확률은 95 %로 계산되었다. 향후 간섭에 의한 시스템 throughput등과 같은 추가적인 간섭 영향에 대한 검토가 추가된다면 $908.5{\sim}914MHz$ 주파수 대역 공유를 위한 기초 연구로 본 연구의 결과가 활용되리라 기대된다.

베이지안 기법을 적용한 우주발사체의 발사 성공률 추정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Launch Success Probability for Space Launch Vehicles Using Bayesian Method)

  • 유승우;김인걸
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권7호
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    • pp.537-546
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    • 2020
  • 우주발사체 개발과정에서 설계와 프로세스의 성능지표로 활용되는 신뢰도는 발사 성공률로 유효성이 확인되고, 반복된 발사를 통해 수집된 데이터는 신뢰도 관리를 위하여 피드백 되어야 한다. 본 논문에서는 전 세계 우주발사체의 발사 이력을 조사하여 발사체 모델이나 발사 운용을 통한 기술 성숙도에 따른 발사 성공률을 비교 분석하였고, 사전정보를 반영한 사전확률분포에 발사를 통해 관측된 데이터를 업데이트하는 베이지안 기법을 적용하여 다음 발사에서 예상되는 성공률을 추정하였다. 여러 유형의 사전확률분포를 사용하여 추정한 발사 성공률과 전통적인 통계 기법을 통해 산출한 성공률을 비교 분석하여 적절한 사전분포를 설정하는 방안을 검토하였고, 베이지안 기법을 적용하여 미래의 발사 성공률을 예측하기 위해 고려할 사항들을 제시하였다.

야구 비디오에 대한 민시프트 추적 하에서 선수 병합 분리 (Merge and Split of Players under MeanShift Tracking in Baseball Videos)

  • 최현영;홍성화;고재필
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.119-125
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    • 2017
  • 본 논문에서는 야구 동영상에서 민시프트 추적 프레임워크 하에 선수들을 병합-분리하는 방법을 제안한다. 민시프트 추적 방법은 추적대상 객체의 확률분포에 대해 현재 추적영역에서 확률 값이 최대가 되는 위치로 중심점을 이동하여 객체를 추적한다. 민시프트 추적은 처리속도가 빨라 실시간 추적 문제에 널리 사용되고 있다. 그러나, 다수 객체 추적에서 겹침 문제를 처리하기 어렵다. 이와 같은 문제는 일반적으로 데이터 연관 방법을 적용하여 해결한다. 하지만, 야구선수의 겹침 문제는 선수영역의 해상도가 낮고, 여러 객체가 한 모델을 공유하기 때문에 데이터 연관 방법을 바로 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 데이터 연관 방법 적용 이전에 선수 겹침 상황에서 병합-분리을 관리하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 선수의 겹침 상황에서 추적영역 내의 추적 맵 값을 조정하여 선수의 병합-분리를 관리한다. 본 논문에서 제안하는 방법과 민시프트 알고리즘의 추적성능을 비교하여 제안방법의 성능이 우수함을 보였다.

Belief Propagation 기반 스테레오 정합을 위한 정합 파라미터의 추정방식 제안 (Estimating the Regularizing Parameters for Belief Propagation Based Stereo Matching Algorithm)

  • 오광희;임선영;한희일
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제47권1호
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    • pp.112-119
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    • 2010
  • 본 논문에서는 스테레오 이미지로부터 디스패리티 맵을 추출하기 위한 확률모델을 제시하고 이의 해를 구하는 과정은 에너지 기반 스테레오 정합과 일치함을 이론적으로 증명한다. 정합되는 화소 간의 차와 인근 화소에 해당되는 디스패리티의 차는 exponential 확률분포에 근사하다는 사실을 실험적으로 확인하고 이에 근거하여 이들의 정합 파라미터를 최적화하는 식을 유도하고 이를 실험적으로 구하는 방법을 제시한다. 에너지 기반 스테레오 정합 알고리즘의 성능은 기본적으로 정합 파라미터의 크기에 매우 민감하므로 이미지에 따라 적절한 값을 사전에 구하여 적용하여야 한다. 제안한 방식은 초기에 임의의 파라미터로 디스패리티 맵을 구한 후에 이의 통계적 특성을 이용하여 정합 파라미터를 추정하고 추정된 파라미터를 적용하여 디스패리티 맵을 재차 구하는 과정을 반복함으로써 최적의 파라미터에 적응적으로 수렴하도록 조정한다. 따라서, 이미지에 따라 사전에 정합 파라미터를 구하여야 하는 문제를 해결할 수 있다. Middlebury 웹사이트에서 제공한 다양한 스테레오 이미지를 이용하여 제안한 방식으로 구한 파라미터가 최적의 값으로 수렴하는지를 조사하고 이의 수렴 속도와 성능 개선 효과 등을 확인한다.

주파수 선택적 페이딩 채널에서 멀티코드 CDMA 시스템의 성능 분석 (On the error rate of multicode-CDMA system in frequency selective fading channel)

  • 김연진;김남수;김민택
    • 한국통신학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.932-939
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    • 1998
  • 본 논문에서는 멀티미디어 전송을 위해 제안된 멀티코드 CDMA 방식의 성능을 분석하였다. 다양한 비트 속도를 갖는 서비스를 제공하는 동시에 스펙트럼 효율이 좋은 멀티코드 CDMA 방식의 성능을 다중경로 환경에서 주파수 선택적, 느린 페이딩시에 수선신호의 진폭이 레일리 분포를 한다고 가정할 때 신호 대 잡음비를 유도하여 평균 에러 확률을 구하였다. 또한 다중경로에서 성능이 우수한 최대비 합성 레이크 수신기를 사용하였으며, 현실적인 무선 채널 환경을 고려하기 위하여 JTC의 무선 채널 모델(JTC(AIR) 23-065R6)을 적용하였다. 입력 데이터 신호가 2 Mbits/s, 각 가지(branch)의 비트 속도가 100 kbits/s인 경우를 계산 하였고, 그 결과 가장 빈번히 발생되는 채널 A의 경우에 $1{\times}10^{-3}$의 평균 에러 확률을 유지하기 위하여 레이크 수선기의 핑거를 모든 경로수 만큼 사용할 때 보다 하드웨어 복잡도를 줄이기 위하여 레이크 수신기의 핑거를 3개 사용할 때의 $E_{b}/N_O$값이 OdB~1.5dB의 비교적 적은 값이 더 요구됨을 알 수 있었다.

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해월(海越)송전선 하부의 선박 통항 안전성 평가에 관한 연구 (A Study on Safety Assessment for Ship Sailing under Electric Power Cable)

  • 김현종;홍태호
    • 해양환경안전학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.55-60
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    • 2007
  • 해월송전선의 해상고에 의하며 선박의 항로가 제한되는 해역에 있어서, 해월송전선에 관하여 현재 알 수 있는 정보는 아주 제한적인데, 주어진 정보를 토대로 송전선철탑들 사이의 임의의 위치에서도 해월송전선의 해상고를 알아낼 수 있는 방법을 제시하였다. 그리고 해월송전선의 하부를 선박이 항해할 경우의 안전성을 평가할 수 있는 방법론적 모델을 제시하였다. 실제 표본선박이 항해한 궤적을 조사하여 통계처리를 한 결과, 선박이 안전통항구간을 벗어날 확률은 약 0.00001 정도로 밝혀졌다. 따라서 네델란드 응용과학연구소의 보고서에 의한 안전기준(항만 내, 방파제 입구 부근에서는 0.0001 이하이면 안전하다고 판단.)보다 10배 정도 더 안전하다고 판단된다.

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곱분해기법을 이용한 신뢰성 기반 최적설계 (Reliability-based Design Optimization using Multiplicative Decomposition Method)

  • 김태균;이태희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.299-306
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    • 2009
  • 최적설계는 설계자가 요구하는 제한조건을 만족시키는 범위에서 목적함수가 최소가 되는 설계점을 찾는 방법이다. 그러나 기존의 최적설계는 설계변수의 불확실성을 고려하지 않아 최적해가 제한조건의 경계에 위치하고, 이것은 모델링과정이나 가공 등으로 인한 오차의 영향을 고려하지 않는 문제점이 있다. 신뢰성 기반 최적설계는 불확실성을 정량화하면서 신뢰도를 계산하는 신뢰도 해석과정과 최적설계 과정을 포함한다. 일반적으로 신뢰성 해석은 크게 추출법, 급속 확률 적분법, 모멘트 기반 신뢰성 해석이 있다. 가장 널리 사용되는 급속 확률 적분법 중 최대 손상 가능점(MPP) 방법은 많은 MPP점이 존재하는 경우 수치적 비용이 증가하는 문제점과 표준 정규분포 공간으로 변환하는 과정에서 제한조건의 비선형성을 증가시켜 큰 오차를 발생시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 RBDO를 수행하기에 앞서 선행되어야 할 신뢰성 해석 방법으로 곱분해기법을 사용하였고, 이로부터 민감도 정보를 유도하여 기울기 기반 최적화 알고리즘을 적용하였다.

인공위성 원격 감지 자료를 활용한 산림지역의 생태학적 가뭄 가능성에 대한 확률론적 평가 (Probabilistic evaluation of ecological drought in forest areas using satellite remote sensing data)

  • 원정은;서지유;강신욱;김상단
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권9호
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    • pp.705-718
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    • 2021
  • 본 연구에서는 위성 원격 감지 자료를 사용하여 생태학적 가뭄의 가능성을 조사하였다. 먼저 MODIS에서 제공하는 정규식생지수와 지표면온도로 부터 식생건강성지수를 추정하였다. 그런 다음 우리나라 전 지역에 분포하고 있는 기상청 ASOS 주요 60개 지점 주변의 산림지역에서 다양한 강수/증발산 시나리오에 따른 식생 관련 가뭄의 가능성을 추정하기 위한 결합 확률모델을 구성하였다. 본 연구의 결과는 대기의 수분공급이 열악하거나 대기의 수분 요구량이 과도한 조건에서 산림 식생과 관련된 가뭄의 위험 패턴을 보여준다. 또한 다양한 기상학적 가뭄 조건에서 산림 식생과 관련된 가뭄 위험의 민감도를 나타낸다. 이러한 연구 결과는 의사 결정권자가 가뭄 위험을 평가하고 온난화 시대에 산림 식생과 관련된 가뭄 완화 전략을 개발할 수 있는 통찰력을 제공할 것으로 기대된다.