• Title/Summary/Keyword: 확률적 추정

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Flood Discharge Estimation with Consideration of Uncertainty of Rainfall Spatial Distribution (강우공간분포의 불확실성을 고려한 홍수량 추정)

  • Seo, Young-Min;Yeo, Woon-Ki;Jee, Hong-Kee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.294-294
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    • 2012
  • 홍수위험도 추정에 있어서 불확실성은 수리, 수문, 구조, 환경 및 사회경제적인 불확실성과 관련 있으며, 수리 수문학적 불확실성은 주로 수리 수문학적 현상과 그 과정에 대한 불완전한 지식, 그리고 그 과정에 포함된 매개변수들에 대한 불완전한 지식과 관련이 있다. 이러한 여러 가지 불확실성은 홍수위험도 추정에 있어서의 불확실성에 중요한 요인으로 작용하므로 불확실성을 설명하기 위한 통계적 정보는 신뢰성 있는 홍수위험도 추정에 있어서 선행조건이라 할 수 있다. 이러한 불확실성 요인중 강우의 공간분포에 대한 신뢰성 있는 추정은 수자원 해석 및 설계에 있어서 필수적인 요소이다. 강우장의 공간변동성에 대한 고해상도 추정은 홍수, 특히 돌발홍수의 원인이 되는 국지성 호우의 확인 및 분석에 있어서 중요하다. 또한 강우의 공간 변동성에 대한 고려는 면적평균강우량 추정의 정확도를 향상시키는데 있어서 중요하며, 강우-유출모델의 모의결과에 대한 신뢰도를 향상시키는데 큰 영향을 미친다. 최근 공간자료에 대한 공간분포예측에 있어서 공간상관성을 고려할 수 있는 공간통계학적 기법의 적용이 증가하고 있으며, 이러한 공간통계학적 기법의 적용에 있어서 신뢰성 있는 모델 매개변수의 추정 및 불확실성 평가는 공간분포 예측결과에 대한 신뢰성을 향상시키는데 중요한 역할을 한다. 외국의 경우 공간분포예측 및 모의, 매개변수의 불확실성 평가 등과 관련하여 활발한 연구가 이루어지고 있는 반면 국내 수자원 분야에서는 아직까지 활발한 연구가 이루어지고 있지 않은 실정이다. 국내의 수문설계실무에서와 같이 확률홍수량을 강우빈도분석과 강우-유출모델을 이용하여 추정할 경우 확률홍수량 추정에 있어서 확률강우량 및 공간분포에 대한 불확실성과 강우-유출모델에서의 불확실성이 확률홍수량 추정에서의 불확실성에 영향을 미치며, 이후 연피해기대치 추정과 같은 홍수위험도 추정의 불확실성에도 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 강우공간분포의 불확실성을 고려한 홍수량 추정을 위하여 공간추계모의 기법인 CEM을 적용하여 강우공간분포의 불확실성을 정량화하고 강우-유출모델의 입력 강우량에 대한 확률분포를 추정하였다. 강우-유출해석의 경우 유효우량 및 홍수수문곡선 산정을 위하여 국내 수자원 실무에서 가장 많이 적용되고 있는 NRCS CN 기법, Clark 및 Muskingum 모델을 적용하였다. 이로부터 강우공간분포의 불확실성 추정, 소유역별 입력 강우량에 대한 확률분포의 추정 및 재현기간별 확률홍수량의 불확실성 정량화 방안을 제시하였다. 이러한 결과들은 풍수해저감대책, 유역종합치수대책 등 각종 수자원 계획 및 설계실무에서 확률홍수량 및 홍수 또는 재해위험도 추정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법론적 대안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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Performance Analysis of the Reed-Soomon Codes (Reed-Solomon 부호의 성능분석)

  • 정제홍;박진수
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.12 no.1
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    • pp.20-26
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    • 1993
  • 본 논문은 Reed-Solomon부호의 복호가능어 가중치 분포에 대한 명시적 식과 근사식을 구하여 이를 복호기 오류확률 PE(u)에 적용하고, 복호기 오류확률의 상한식을 구하고 분석하였다. t+1개 이상의 오류가 발생했을 때 복호기 오류확률의 추정치 Q와 Q'를 개선하여 식 Q를 제안하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과 가중치 u가 커질 때 복호기 오류확률은 추정치 Q와 Q'에는 접근하였으나, 본 논문에서 제안한 Q와는 일치됨을 확인하였다. 그리고, 가중치 u가 부호의 길이 n에 접근할 때, 복호가능어의 명시적 식 Du와 근사식 Du'가 서로 일치하고, 복호기 오류확률 Pe(u)와 근사오류확률 Pe(u')가 일치함을 보였다. 또하 t+1개 이상의 오류가 발생했을 때 복호기 오류확률은 1/t!보다 작으며, 가중치분포 Au에 Vn(t)를 곱한 결과는 근사복호가능어 Du'와 일치함도 확인하였다.

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Theoretical Derivation of IDF curve Using Probability Distribution Function of Rainfall Data (강우자료의 확률분포함수를 이용한 강우강도식의 이론적 유도)

  • Kim, Kew-Tae;Kim, Soo-Young;Kim, Tae-Soon;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1503-1506
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    • 2007
  • 수공구조물의 설계를 위해서 주로 사용되는 강우강도식은 연최대치 강우자료를 이용하여 빈도별 혹은 지속기간별 확률강우량을 구한 후 이 값들을 선형 혹은 비선형식의 형태로 회귀분석하여 구하게 된다. 그러나, 이와 같이 회귀분석을 이용하여 추정된 강우강도식은 원래의 강우자료가 가지고 있는 확률적인 특성을 재현한다고 하기는 어렵기 때문에, 본 연구에서는 연최대치 강우자료에 대한 적정 확률분포형으로부터 직접 강우 강도식을 유도하는 방법을 적용하여 대상지역 강우강도식의 매개변수를 산정하였다. 선정된 적정 확률분포형을 이용하여 강우강도식의 매개변수를 추정하는데 있어서, 평균제곱오차의 제곱근을 최소화하는 형태의 목적함수를 구성한 후 유전자알고리즘을 이용하여 적절한 매개변수를 산정하였다. 산정된 매개변수를 사용한 강우강도식으로 구한 결과값과 기존의 강우강도식에 의한 결과값 그리고 지점빈도해석에 의한 결과값을 비교하여 본 연구에서 산정된 강우강도식의 적용성을 평가해 보았다.

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A Study for the development of Human Reliability Analysis Supporting System (인간 신뢰도 분석 시스템 구축에 관한 연구)

  • Kim, Seung-Hwan
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2005.11b
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    • pp.133-135
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    • 2005
  • 원자력발전소의 정량적 위험성 평가를 위해서 확률론적 안정성 평가 기법이 이용되고 있다. 확률론적 안전성 평가를 수행하기 위해서는 여러 가지 분야의 다양한 신뢰도 데이터가 필요한데, 이를 위한 각종의 신뢰도 자료 중에 인간의 지각 행위 및 수행 행위로부터 발생하는 인적 오류 확률은 그 특성상 실질적이 오류 확률을 얻기가 매우 어렵다. 그래서 인적 오류 확률을 구하기 위해서는 인간 신뢰도 분석분야의 전문가들이 제안한 인간 신뢰도 분석 방법을 이용하여 인적 오류 확률을 추정한다. 한국 원자력 연구소에서는 이를 위해 인간의 지각 및 수행 행위에서 야기되는 인간 오류 사건을 관리하고 인적 오류 확률을 추정하기 위한 인간 신뢰도 분석 시스템을 개발하고 있다. 본 연구에서는 인간 신뢰도 분석 시스템의 개발 과정 및 데이터베이스 설계 그리고 입출력 시스템의 설계에 관하여 기술하였다.

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A probabilistic information retrieval model by document ranking using term dependencies (용어간 종속성을 이용한 문서 순위 매기기에 의한 확률적 정보 검색)

  • You, Hyun-Jo;Lee, Jung-Jin
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.32 no.5
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    • pp.763-782
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    • 2019
  • This paper proposes a probabilistic document ranking model incorporating term dependencies. Document ranking is a fundamental information retrieval task. The task is to sort documents in a collection according to the relevance to the user query (Qin et al., Information Retrieval Journal, 13, 346-374, 2010). A probabilistic model is a model for computing the conditional probability of the relevance of each document given query. Most of the widely used models assume the term independence because it is challenging to compute the joint probabilities of multiple terms. Words in natural language texts are obviously highly correlated. In this paper, we assume a multinomial distribution model to calculate the relevance probability of a document by considering the dependency structure of words, and propose an information retrieval model to rank a document by estimating the probability with the maximum entropy method. The results of the ranking simulation experiment in various multinomial situations show better retrieval results than a model that assumes the independence of words. The results of document ranking experiments using real-world datasets LETOR OHSUMED also show better retrieval results.

A New Method for Estimating Rule Probabilities of Stochastic Context-Free Grammars (확률문맥자유문법의 규칙확률 추정을 위한 새로운 기법)

  • Byun, Seong-Chan;Ra, Dong-Yul
    • Annual Conference on Human and Language Technology
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    • 1998.10c
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    • pp.247-252
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    • 1998
  • 본 논문에서는 확률문맥자유문법의 규칙확률을 추정하여 주는 새로운 알고리즘을 제시한다. 이 알고리즘은 이미 잘 알려진 인사이드-아웃사이드 알고리즘에 비하여 개념적으로 이해하기 쉽다는 장점을 가지고 있으며 속도면에서 훨씬 빠르다는 것이 실험으로 입증되었다.

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Dimension-Reduced Model for Word Co-occurrence Probability Estimation (단어 공기 확률 추정을 위한 차원 축소 모델)

  • 김길연;최기선
    • Proceedings of the Korean Society for Cognitive Science Conference
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    • 2000.05a
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    • pp.137-142
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    • 2000
  • 본 논문에서는 확률적 자연언어 처리에서 중요한 문제인 자료 희귀(data sparseness)의 어려움을 해결하는 새로운 방법으로 차원 축소 모델을 제시한다. 세 가지의 세부 방법이 제안되었으며 Katz의 back-off 방법의 성능을 최저로 했을 때에 비해 약 60%정도의 성능이 향상되었다. 현재까지 최고의 성능을 보이고 있는 유사도 기반의 방법에 비해서도 약 5∼20%의 성능이 향상되었다. 따라서 차원 축소 모델은 확률 추정의 새로운 방법으로 쓰일 수 있다.

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A Study on the Modeling of PoF Estimation for Probabilistic Risk Assessment based on Bayesian Method (확률론적 위험도평가를 위한 베이지안 기반의 파손확률 추정 모델링 연구)

  • Kim, Keun Won;Shin, Dae Han;Choi, Joo-Ho;Shin, KiSu
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.41 no.8
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    • pp.619-624
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    • 2013
  • To predict the probabilistic service life, statistical factors should be included to consider the uncertainty of parameters. Generally the probabilistic analysis is one of the common methods to account the uncertainty of parameters on the structural failure. In order to apply probabilistic analysis on the deterministic life analysis, it would be necessary to introduce Probability of Failure(PoF) and conduct risk assessment. In this work, we have studied probabilistic risk assessment of aircraft structures by using PoF approach. To achieve this goal, the Bayesian method was utilized to model PoF estimation since this method is known as the proper method to express the uncertainty of parameters. A series of proof tests were also conducted in order to verify the result of PoF estimation. The results from this efforts showed that the PoF estimation model can calculate quantitatively the value of PoF. Furthermore effectiveness of risk assessment approach for the aircraft structures was also demonstrated.

Prediction of Probabilistic Meteorological Drought Using Bayesian Network (베이지안 네트워크를 활용한 기상학적 가뭄의 확률론적 예측)

  • Shin, Ji Yae;Kwon, Hyun-Han;Kim, Tae-Woong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.20-20
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    • 2015
  • 최근 기후변화의 영향으로 전 세계적으로 홍수와 가뭄의 발생빈도가 증가하고 있다. 특히, 가뭄은 우리나라에서 겨울과 봄철을 중심으로 매년 발생되고 있다. 가뭄의 정확한 발생을 판단하기는 어려우나, 가뭄이 발생되면 그 진행속도는 홍수보다 느리기 때문에 초기에 가뭄의 발생가능성을 예측한다면 가뭄에 대한 피해를 줄일 수 있다. 따라서 최근 가뭄 예측에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 가뭄발생의 불확실성을 내포하기 위하여 Bayesian Network (BN) 모형과 SPI의 자기상관성을 바탕으로 가까운 미래의 가뭄 발생확률을 예측하는 방법을 제안하였다. BN은 변수들 간의 인과관계를 확률적으로 나타낼 수 있는 네트워크 모형으로, 자연현상에 대한 위험도 분석 및 의학 분야에서 질병추정을 위한 모형으로 활용되고 있다. 본 연구에서는 가까운 미래의 가뭄 예측을 위하여 APEC 기후센터(APEC Climate Center, APCC)에서 제공하는 다중모형앙상블(Multi-model Ensemble, MME) 강우예측 결과로 도출한 미래 SPI 및 과거 강우량 자료로 구축한 SPI를 부모노드로, 예측 SPI를 자식노드로 BN을 구축하였다. BN의 각각의 노드를 Gaussian 확률분포모형으로 가정한 뒤, Likelihood weighting 방법으로 주변사후분포확률(Marginal posterior distribution)을 추정하여 미래의 SPI의 발생확률을 계산하였다. 2008년부터 2013년의 BN 가뭄 예측값과 MME 강우예측 결과로 도출한 SPI를 실제 관측 강우량으로 산정한 SPI와 비교하였으며, BN이 실제 관측결과에 가까운 결과가 도출되었다. 본 연구에서는 BN을 활용하여 가까운 미래의 가뭄 발생가능성을 확률적으로 나타낼 수 있는 방법을 제시하였으며, 그 결과 가뭄상태별 가뭄 발생확률이 산정되었다.

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Estimation of performance for random binary search trees (확률적 이진 검색 트리 성능 추정)

  • 김숙영
    • Journal of the Korea Computer Industry Society
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    • v.2 no.2
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    • pp.203-210
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    • 2001
  • To estimate relational models and test the theoretical hypotheses of binary tree search algorithms, we built binary search trees with random permutations of n (number of nodes) distinct numbers, which ranged from three to seven. Probabilities for building binary search trees corresponding to each possible height and balance factor were estimated. Regression models with variables of number of nodes, height, and average number of comparisons were estimated and the theorem of O(1g(n)) was accepted experimentally by a Lack of Test procedure. Analysis of Variance model was applied to compare the average number of comparisons with three groups by height and balance factor of the trees to test theoretical hypotheses of a binary search tree performance statistically.

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