• 제목/요약/키워드: ARIMA Model

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BST-IGT Model: Synthetic Benchmark Generation Technique Maintaining Trend of Time Series Data

  • Kim, Kyung Min;Kwak, Jong Wook
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.31-39
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    • 2020
  • 본 논문에서는 시계열 데이터를 기반으로 합성 벤치마크를 생성하는 기법을 소개한다. IoT 기기에서 측정되는 많은 데이터는 시간에 따른 수치 변화를 측정하는 시계열적 특성이 있다. 하지만 긴 기간 동안 측정되는 데이터를 일반화된 시계열 데이터로 모델링하기 힘든 문제점이 존재한다. 이런 문제를 개선하기 위해 본 논문에서는 BST-IGT 모델을 소개한다. BST-IGT 모델은 전체 데이터를 시계열 모델링이 쉬운 구간으로 분리하여 생성 데이터를 템플릿으로 수집하고 이를 기반으로 특성을 공유하거나 변형되는 새로운 합성 벤치마크를 생성한다. 제안된 모델링 기법을 이용하여 신규 벤치마크를 생성한 결과, 기존 데이터의 통계적 특성을 유지하는 합성 벤치마크와 다른 벤치마크와의 혼합으로 여러 특성을 가지는 벤치마크의 생성을 수행할 수 있었다.

자가-적응 소프트웨어에서 사전 문제인지를 위한 하이브리드 모델 기반 적응 시점 판단 기법 (A Timing Decision Method based on a Hybrid Model for Problem Recognition in advance in Self-adaptive Software)

  • 김혜연;설광수;백두권
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.65-76
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    • 2016
  • 자가-적응 소프트웨어는 스스로 문제를 인지하여 인지한 문제에 대하여 소프트웨어 사이클이 멈추지 않고 해당 요구사항에 맞게 적응하는 소프트웨어이다. 본 논문에서는 임계점이 존재하는 시스템에서 발생하는 불필요한 적응 수행을 감소시키기 위하여 선행적 방식으로 임계점 이후의 상황을 예측함으로써 문제가 되는 이벤트를 사전에 처리하고자 한다. 실측치는 대부분 선형과 비선형이 모두 나타나기 때문에 하이브리드 모델을 사용하여 임계점 이후를 예측하며, 예측 기법의 사용 여부는 예측의 정확도를 기반으로 하는 적응 시점 판단 지표를 기준으로 한다. 본 논문의 기여점으로는 하이브리드 모델을 MAPE-K에 적용하여 임계점 이후 상황을 예측함으로써 실제 변화에 대한 불확실성을 감소시켰다는 점과 적응 시점 판단 지표를 기반으로 적응 시점을 판단함으로써 불필요한 적응 수행을 줄였다는 데에 있다.

한국과 서독간의 교통안전 비교 (Methoden Zur Beschreibung dar Unfallgeschehens des - Versuch eines Vergleichs Zwischen der Bundesrepublik Deutschland und der Republik Korea -)

  • 김홍상
    • 대한교통학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.55-72
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    • 1987
  • The work analyzes the existing situation and defines special problems concerning traffic accidents in the two countries. The report is divided into three parts: 1) Using the global approach of SMEED, the data were evaluated using multiple regression analysis, and homogeneous groups of countries were defined by cluster analysis. In the global approach, the linear model is better than SMEED's non-linear model in explaining the number of fatalities. Among the different groups of countries, the linear approach was found to be better suited for industrialized countries and the non-linear approach better for the developing countries. T도 comparison of traffic fatality data for the Federal Republic the developing countries. The comparison of traffic fatality data for the Federal Republic of Germany and the Republic of Korea showed different regression equations during the same time period. 2) The BOX/JENKINS time series analysis on a monthly basis points out clearly similar seasonal patterns for the two countries over the years studied. The decrease in traffic accidents following the intensification of the safety belt requirement was proved in the ARIMA model. It amounts to 7 to 8 percent fewer personal injury accidents and fatal accidents. The identified increase in safety in the Federal Republic of Germany since the 1970s is mainly due to the reduction of accident severity in residential areas. 3) Speeds and headways on motorways in th3e two countries were also compared. The measurements point out that German road users drive faster, take more risks, and accept shorter time gaps than Korean road users. However, the accident statistics show accident rates for Korea that are several times higher than those in the Federal Republic of Germany.

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Kalman Filter와 Space Syntax를 이용한 GIS 기반 다중경로제공 시스템 개발 (Development of the Multi-Path Finding Model Using Kalman Filter and Space Syntax based on GIS)

  • 류승규;이승재;안우영
    • 대한교통학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.149-158
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    • 2005
  • 기존의 최적경로 알고리즘은 통행거리 통행시간, 통행량 등의 통행값을 통하여 최적경로를 제공하였다. 하지만 이렇게 제시된 최적경로는 사용자의 도로에 대한 인지도를 고려하지 않음으로써 자신이 인지하거나 다수의 사용자가 선호하는 경로를 고려하지 못하는 단점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 통행거리와 통행시간을 고려하면서 사용자의 인지도를 고려한 최적경로를 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 기존의 통행시간 예측방법에는 ARIMA모형, Kalman Filter모형, 확률과정모형, 신경망모형, 회귀모형 등 여러 가지 방법이 있으나 본 연구에서는 단기 통행시간 예측에 적합한 Kalman Filter 모형을 적용하였다. 인지도를 고려한 최적 경로를 제공하기 위한 기존의 방법은 회전에 대한 가중치를 부여하여 최적경로 탐색시 최소한의 회전을 유도하고 있다. 하지만 회전에 대한 가중치를 주는 방법은 경험적인 방법으로서 만약 신설된 길에 대한 경로 제공, 또는 개량된 길에 대한 경로를 제공할 때 문제점이 나타난다. 본 연구에서는 이 같은 문제점을 해결하고자 공간구조의 속성을 정량적으로 분석하고 평가하는 기법인 Space Syntax 이론을 적용하였다. 운전자들을 대상으로 실시한 설문조사 결과 본 연구에 의한 알고리즘이 기존의 최적 경로보다 더 선호하는 것으로 나타났다.

개선된 유전자 역전파 신경망에 기반한 예측 알고리즘 (Forecasting algorithm using an improved genetic algorithm based on backpropagation neural network model)

  • 윤여창;조나래;이성덕
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제28권6호
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    • pp.1327-1336
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    • 2017
  • 본 연구에서는 단기 예측을 위한 자기회귀누적이동평균모형, 역전파 신경망 및 유전자 알고리즘의 결합 적용에 대하여 논의하고 이를 통한 유전자-신경망 알고리즘의 효용성을 살펴본다. 일반적으로 역전파 알고리즘은 지역 최소값에 수렴될 수 있는 단점이 있기 때문에, 여기서는 예측 정확도를 높이기 위해 역전파 신경망 구조를 최적화하고 유전자 알고리즘을 결합한 유전자-신경망 알고리즘 기반 예측모형을 구축한다. 실험을 통한 오차 비교는 KOSPI 지수를 이용한다. 결과는 이 연구에서 제안된 유전자-신경망 모형이 역전파 신경망 모형과 비교할 때 예측 정확도에서 어느 정도 유의한 효율성을 보여주고자 한다.

물리치료사 인력의 수급전망과 정책방향 (A Prospect for Supply and Demand of Physical Therapists in Korea Through 2030)

  • 오영호
    • 대한통합의학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.149-169
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    • 2018
  • Purpose : This study was to develop a strategy for modeling future workforce projections to serve as a basis for analyzing annual supply of and demand for physical therapists across the South Korea into 2030. Methods : In-and-out movement model was used to project the supply of physical therapists. The demand was projected according to the demand-based method which consists of four-stages such as estimation of the utilization rate of the base year, forecasting of health care utilization of the target years, forecasting of the requirements of clinical physical therapists and non-clinical physical therapists based on the projected physical therapists. Results : Based on the current productivity standards, there will be oversupply of 39,007 to 40,875 physical therapists under the demand scenario of average rate in 2030, undersupply of 44,663 to 49,885 under the demand scenario of logistic model, oversupply of 16,378 to 19,100 under the demand scenario of logarithm, and oversupply of 18,185 to 20,839 under the demand scenario of auto-regressive moving average (ARIMA) model in 2030. Conclusion : The result of this projection suggests that the direction and degree of supply of and demand for physical therapists varied depending on physical therapists productivity and utilization growth scenarios. However, the need for introduction of a professional physical therapist system and the need to provide long-term care rehabilitation services are actively being discussed in entering the aging society. If community rehabilitation programs for rehabilitation of disabled people and the elderly are activated, the demand of physical therapists will increase, especially for elderly people. Therefore, healthcare policy should focus on establishing rehabilitation service infrastructure suitable for an aging society, providing high-quality physical therapy services, and effective utilization of physical therapists.

Analysis of Time-Series data According to Water Reduce Ratio and Temperature and Humidity Changes Affecting the Decrease in Compressive Strength of Concrete Using the SARIMA Model

  • Kim, Joon-Yong
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권10호
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    • pp.123-130
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    • 2022
  • 본 논문은 건설현장의 콘크리트 붕괴사고를 사전에 예방하기 위한 조치 중 하나로 감수율에 따른 콘크리트강도 저하에 영향을 미치는 일일 시간대별 변화와 온도의 변화를 시계열데이터로 축적된 기상청 자료를 기반으로 분석했다. 감수율 발생 구간의 예측을 확인할 신뢰성 있는 모델로 규칙적이고 명확한 시계열데이터 모델에 적합한 SARIMA모델을 통하여 p_value는 0.5 이하, coef는 일방향으로 나타나는 등 검증 항목들이 신뢰성 확보에 유의미한 결과를 얻었다. 이러한 신뢰를 바탕으로 확보한 데이터를 이용하여 시간대별 온도변화와 구간별 감수율을 분석한 결과 7~8월, 12~13시, 29~31℃ 구간이 가장 큰 감수율을 나타냄을 알 수 있다. 연구 결과를 이용하여 연구 결과 구간의 요인이 발생하면 배치플랜트에서 물-시멘트 배합설계 시 감수율을 반영한 레미콘을 생산하여 감수율에 따른 콘크리트 압축강도 저하를 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

머신러닝 기반 효과적인 가뭄예측 (Effective Drought Prediction Based on Machine Learning)

  • 김교식;유재환;김병현;한건연
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.326-326
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    • 2021
  • 장기간에 걸쳐 넓은 지역에 대해 발생하는 가뭄을 예측하기위해 많은 학자들의 기술적, 학술적 시도가 있어왔다. 본 연구에서는 복잡한 시계열을 가진 가뭄을 전망하는 방법 중 시나리오에 기반을 둔 가뭄전망 방법과 실시간으로 가뭄을 예측하는 비시나리오 기반의 방법 등을 이용하여 미래 가뭄전망을 실시했다. 시나리오에 기반을 둔 가뭄전망 방법으로는, 3개월 GCM(General Circulation Model) 예측 결과를 바탕으로 2009년도 PDSI(Palmer Drought Severity Index) 가뭄지수를 산정하여 가뭄심도에 대한 단기예측을 실시하였다. 또, 통계학적 방법과 물리적 모델(Physical model)에 기반을 둔 확정론적 수치해석 방법을 이용하여 비시나리오 기반 가뭄을 예측했다. 기존 가뭄을 통계학적 방법으로 예측하기 위해서 시도된 대표적인 방법으로 ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average) 모델의 예측에 대한 한계를 극복하기위해 서포트 벡터 회귀(support vector regression, SVR)와 웨이블릿(wavelet neural network) 신경망을 이용해 SPI를 측정하였다. 최적모델구조는 RMSE(root mean square error), MAE(mean absolute error) 및 R(correlation Coefficient)를 통해 선정하였고, 1-6개월의 선행예보 시간을 갖고 가뭄을 전망하였다. 그리고 SPI를 이용하여, 마코프 연쇄(Markov chain) 및 대수선형모델(log-linear model)을 적용하여 SPI기반 가뭄예측의 정확도를 검증하였으며, 터키의 아나톨리아(Anatolia) 지역을 대상으로 뉴로퍼지모델(Neuro-Fuzzy)을 적용하여 1964-2006년 기간의 월평균 강수량과 SPI를 바탕으로 가뭄을 예측하였다. 가뭄 빈도와 패턴이 불규칙적으로 변하며 지역별 강수량의 양극화가 심화됨에 따라 가뭄예측의 정확도를 높여야 하는 요구가 커지고 있다. 본 연구에서는 복잡하고 비선형성으로 이루어진 가뭄 패턴을 기상학적 가뭄의 정도를 나타내는 표준강수증발지수(SPEI, Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)인 월SPEI와 일SPEI를 기계학습모델에 적용하여 예측개선 모형을 개발하고자 한다.

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Prediction-Based Routing Methods in Opportunistic Networks

  • Zhang, Sanfeng;Huang, Di;Li, Yin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권10호
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    • pp.3851-3866
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    • 2015
  • The dynamic nature of opportunistic networks results in long delays, low rates of success for deliveries, etc. As such user experience is limited, and the further development of opportunistic networks is constrained. This paper proposes a prediction-based routing method for opportunistic networks (PB-OppNet). Firstly, using an ARIMA model, PB-OppNet describes the historical contact information between a node pair as a time series to predict the average encounter time interval of the node pair. Secondly, using an optimal stopping rule, PB-OppNet obtains a threshold for encounter time intervals as forwarding utility. Based on this threshold, a node can easily make decisions of stopping observing, or delivering messages when potential forwarding nodes enter its communication range. It can also report different encounter time intervals to the destination node. With the threshold, PB-OppNet can achieve a better compromise of forwarding utility and waiting delay, so that delivery delay is minimized. The simulation experiment result presented here shows that PB-OppNet is better than existing methods in prediction accuracy for links, delivery delays, delivery success rates, etc.

연간 강우 변동성을 고려한 혼합 추계 강우 생성 모형의 개발 (Development of hybrid stochastic model for rainfall generation considering rainfall inter-annual variability)

  • 박정하;김동균
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.11-11
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    • 2018
  • 본 연구에서는 1시간부터 1년 단위의 강우 특성들을 잘 모의하는 혼합 추계 강우 생성 모형을 개발하였다. 본 모형의 가상 강우 생성 과정은 4단계로 이루어진다. 첫 단계에서 Seasonal ARIMA 모형을 통하여 시계열 특성을 반영한 월 강우를 생성한다. 두 번째 단계는 생성된 월 강우에 해당하는 일 단위 이하의 강우 통계치 세트를 생성하는 것이며, 통계치간 상관관계를 통해 평균, 표준편차, 자기상관 계수, 무강우 확률을 생성한다. 생성된 통계치 세트는 세 번째 단계에서 Modified Bartlett-Lewis Rectangular Pulse (MBLRP) 모형의 6개의 매개변수를 보정하는데 사용되며, 마지막으로 MBLRP 매개변수 세트를 통해 가상 강우 시계열을 생성한다. 위 모형을 통해 미국 동부 지역 29개 강우 관측소에 대하여 200년 길이의 가상 강우를 생성하였으며, 그 결과 시 단위부터 연 단위까지 강우의 1차, 2차 통계치 및 무강우 확률을 성공적으로 재현하였다. 또한 기존 MBLRP 모형에 비하여 극한 강우 사상을 재현하는 능력이 향상되었다. 빈도분석 결과를 통하여 MBLRP 모형이 재현기간에 따라 10%에서부터 40%까지 극한 사상을 과소 추정한 반면, 본 모형에서는 20% 이내의 값을 나타내었다.

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