Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제28권4호
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pp.889-898
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2017
In this research multiple change-points estimation for South Korean electricity generation data is considered. We analyze the South Korean electricity data via deterministically trending dynamic time series model with multiple structural changes in trends in a Bayesian approach. The number of change-points and the timing are unknown. The goal is to find the best model with the appropriate number of change-points and the length of the segments. A genetic algorithm is implemented to solve this optimization problem with a variable dimension of parameters. We estimate the structural change-points for South Korean electricity generation data and Nile River flow data additionally.
The Bayes factor provides a possible hierarchical Bayesian approach for studying the change point problems. A hypothesis for testing change versus no change is considered using predictive distributions. When the underlying distribution is in one-parameter exponential family with conjugate priors, Bayes factors are investigated to the hypothesis above. Finally one example is provided .
본 연구는 시간의 순서에 따라 순차적으로 발생한 신호 자료에 있어서, 변화점 검출을 위한 베이지안 방법을 개발하고자 한다. 특히, Reversible Jump MCMC를 이용하여, 차원이 정해지지 않은 모수 공간을 탐색할 수 있는 효율적인 베이지안 추론 모형을 개발한다. 신호가 각 구간에서 선형함수인 경우에 대한 모형과 이해가 용이한 모형을 제안하고, 추정을 위해 고유의 MCMC알고리즘을 개발하였다. 제안된 방법을 모의실험 자료에 적용함으로써 그 정확성 및 효율성을 검증하였고, 실제 자료에도 적용하여 보았다.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제11권1호
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pp.79-91
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2004
In this thesis, Bayesian parameter estimation procedure is discussed for the mean change model of multivariate normal random variates under the assumption of noninformative priors for all the parameters. Parameters are estimated by Gibbs sampling method. In Gibbs sampler, the change point parameter is generated by Metropolis-Hastings algorithm. We apply our methodology to numerical data to examine it.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제9권1호
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pp.129-139
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2002
Default Bayesian method for detecting the changes in sequences of independent exponential random variates and independent Poisson random variates is considered. Noninformative priors are assumed for all the parameters in both of change models. Default Bayes factors, AIBF, MIBF, FBF, to check whether there is any change or not on each sequence and the posterior probability densities of change at each time point are derived. Theoretical results discussed in this paper are applied to some numerical data.
강수지표의 변화시점(change point) 분석을 이용하여 기후의 특성이 점진적 또는 급진적으로 변화하는지에 대하여 조사하였다. 강수지표를 크게 총량(amount), 극치(extremes)와 빈도(frequency)로 구분하였고, 각각의 지수를 RIA(Rainfall Index for Amount), RIE(Rainfall Index for Extremes)와 RIF(Rainfall Index for Frequency)로 정의하였다. 계산된 강수지표의 시간에 따른 변화를 알아보기 위하여 BCP(Bayesian Change Point)를 적용하였다. 분석 결과, 남한지역의 강수지표는 연 강우일수와 200년 빈도 확률 강수량을 제외하고는 모두 증가 하는 것으로 확인되었다. RIA는 울릉도 지점에서 변화지점의 유의성에 대해 매우 명확한 모습을 보였고 RIE는 제천, 서귀포와 구미 등에서 비교적 유의한 결과가 확인되었다. 또한, 1990년대 이후에 변동지점의 개수가 증가하고 있으며, 변동지점의 횡적인 폭 또한 비교적 넓어지고 있었다. 이러한 사실에 근거하여 볼 때 강수에 대한 정상성 가정에 대한 재고가 필요하리라 판단되었다.
본 논문에서는 각각의 시점에서의 변화확률을 산정하여 변화시점을 추정하는 Barry and Hartigan (BH)의 베이지안 변화시점 추정방법(Bayesian changing points estimation method)을 이용하여 측우기 관측자료계열(CWK)과 근대우량계 관측자료계열(MRG)간의 변화에 대한 상대확률적 절점의 발생여부를 분석하였다. 어떠한 자연 현상도 완전히 동일하게 재현되지 않기때문에 시간적인 순서를 고려하지못하는 통계적 방법은 구체적인발생시간을 예측하기 어렵다는 점에서 자료의 변화량 파악은 가능하나 변화시점을 명확히 추정하는데 한계가 있다. 이러한 배경에서, 본 논문에서는 각 시점에서의 변화확률을 산정하여 변화시점을 추정하는 BH 베이지안 방법을 적용하여 CWK와 MRG의 각 강우특성별로 상대확률적인 변화시점 분석을 통하여 CWK와 MRG 간의 동질성 분석을 실시하였다. 분석 결과, CWK의 정성적인(본질적인) 통계적 특성은 MRG와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 다만, 관측정밀도의 한계로 인한 정량적인 차이가 존재하는 것으로 분석되었다.
최근 기후변화에 따른 기상변동성 증가로 기존 한반도의 기상패턴과 다른 이상강우 현상이 증가하고 있다. 이상강우현상에 따른 수문패턴의 변화는 수자원 계획을 수립하는데 있어 불확실성을 가중시키기고 있다. 이러한 점에서 수문 시계열의 변화양상을 효과적으로 인지할 수 있으며, 유역단위에서 일관된 변화를 평가할 수 있는 변동점 분석 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 기존 변동점 분석방법에 계층적 베이지안(Hierarchical Bayesian) 기법을 연계하여 유역단위에서 계층적 변동점 분석이 가능한 모형을 개발하였다. 우리나라에 40년 이상 관측된 기상청 강수자료를 활용하여 연강수량 자료를 구축하였으며, 본 연구를 통해 개발된 모형의 적합성을 평가하였다. 분석결과, 1990년대의 강수자료의 변화 양상을 정량적으로 확인할 수 있었으며, 과거에 비해 강수의 증가 특성을 확인할 수 있었다. 최종적으로 추정된 수문자료의 변화시점 전후의 재해석자료를 이용하여 한반도 주변의 강수량과 해수면기압의 Anomaly를 분석해본 결과 변동점을 기준으로 강수량과 해수면기압의 명확한 차이를 확인하였다.
Testing procedures for a detection of change point in the regression model with correlated errors are discussed. A Bayesian approach is adopted and applied to a regression model with errors following an AR(1) model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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