• 제목/요약/키워드: Bayesian model

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계층적 Bayesian 모형 기반 지역빈도해석 모형 개발 (A Development of Regional Frequency Model Based on Hierarchical Bayesian Model)

  • 권현한;김진영;김운기;이정주
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권1호
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    • pp.13-24
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    • 2013
  • 본 연구에서는 계층적 Bayesian 기법을 이용한 새로운 지역빈도해석 모형을 개발하는데 목적이 있으며 이를 통해서 신뢰성 있는 매개변수를 추정과 동시에 지역빈도해석 절차의 불확실성 평가를 용이하게 접근할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제안되는 계층적 Bayesian 기반 지역빈도해석 모형(HBRFA)의 적합성을 평가하기 위해서 모의실험을 수행하였다. 즉, 10개의 모의 관측소를 대상으로 Monte-Carlo 모의를 통한 평가를 수행하였으며 전체적으로 HBRFA 모형이 기존 L-모멘트 방법에 비해 편의를 줄여주는 것으로 평가되었다. 특히 재현기간이 증가될수록 편의가 두드러지게 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 전라북도의 6개 강우지점을 대상으로 HBRFA 모형과 기존 L-모멘트 기반 지역빈도해석 결과를 비교하였다. 계층적 Bayesian 모형의 특징을 평가하고자 매개변수의 Shrinkage 과정을 정량적으로 도출하여 제시하였으며 추정된 지역확률강수량이 기존 L-모멘트 기법과 유사한 결과를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 더불어 빈도별 확률강수량의 불확실성을 정량적으로 제시할 수 장점을 확인할 수 있었다.

BAYESIAN MODEL AVERAGING FOR HETEROGENEOUS FRAILTY

  • Chang, Il-Sung;Lim, Jo-Han
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제36권1호
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    • pp.129-148
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    • 2007
  • Frailty estimates from the proportional hazards frailty model often lead us to conjecture the heterogeneity in frailty such that the variance of the frailty varies over different covariate groups (e.g. male group versus female group). For such systematic heterogeneity in frailty, we consider a regression model for the variance components in the proportional hazards frailty model, denoted by the MLFM. However, in many cases, the observed data do not show any statistically significant preference between the homogeneous frailty model and the heterogeneous frailty model. In this paper, we propose a Bayesian model averaging procedure with the reversible jump Markov chain Monte Carlo which selects the appropriate model automatically. The resulting regression coefficient estimate ignores the model uncertainty from the frailty distribution in view of Bayesian model averaging (Hoeting et al., 1999). Finally, the proposed model and the estimation procedure are illustrated through the analysis of the kidney infection data in McGilchrist and Aisbett (1991) and a simulation study is implemented.

베이지안 접근법과 모수불확실성을 반영한 보험위험 측정 모형 (Bayesian analysis of insurance risk model with parameter uncertainty)

  • 조재린;지혜수;이항석
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제27권1호
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    • pp.9-18
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    • 2016
  • 모수불확실성을 반영하는 손실모형으로는 Heckman과 Meyers가 제안한 모형이 주로 인용되고 있다. 이 모형은 모수 자체가 어떤 확률분포를 따른다는 가정을 하고 있으며 IAA, Swiss Solvency Test, EU Solvency II 등에서 참고하고 있다. 반면 베이지안 기법을 이용한 연구는 모수에 대한 선험적 정보 즉, 사전분포를 이용하여 모수불확실성을 반영한다. 그러나 현실에서는 두 가지 방법을 동시에 고려해야 하는 상황이 빈번히 발생한다. 이에 본 연구는 Heckman-Meyers의 모형과 베이지안 접근법을 동시에 고려한 베이지안 H-M CRM모형을 제안하고 그 특성을 분석하였다.

베이지안 최적화를 통한 저서성 대형무척추동물 종분포모델 개발 (Development of benthic macroinvertebrate species distribution models using the Bayesian optimization)

  • 고병건;신지훈;차윤경
    • 상하수도학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.259-275
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    • 2021
  • This study explored the usefulness and implications of the Bayesian hyperparameter optimization in developing species distribution models (SDMs). A variety of machine learning (ML) algorithms, namely, support vector machine (SVM), random forest (RF), boosted regression tree (BRT), XGBoost (XGB), and Multilayer perceptron (MLP) were used for predicting the occurrence of four benthic macroinvertebrate species. The Bayesian optimization method successfully tuned model hyperparameters, with all ML models resulting an area under the curve (AUC) > 0.7. Also, hyperparameter search ranges that generally clustered around the optimal values suggest the efficiency of the Bayesian optimization in finding optimal sets of hyperparameters. Tree based ensemble algorithms (BRT, RF, and XGB) tended to show higher performances than SVM and MLP. Important hyperparameters and optimal values differed by species and ML model, indicating the necessity of hyperparameter tuning for improving individual model performances. The optimization results demonstrate that for all macroinvertebrate species SVM and RF required fewer numbers of trials until obtaining optimal hyperparameter sets, leading to reduced computational cost compared to other ML algorithms. The results of this study suggest that the Bayesian optimization is an efficient method for hyperparameter optimization of machine learning algorithms.

Event date model: a robust Bayesian tool for chronology building

  • Philippe, Lanos;Anne, Philippe
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제25권2호
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    • pp.131-157
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    • 2018
  • We propose a robust event date model to estimate the date of a target event by a combination of individual dates obtained from archaeological artifacts assumed to be contemporaneous. These dates are affected by errors of different types: laboratory and calibration curve errors, irreducible errors related to contaminations, and taphonomic disturbances, hence the possible presence of outliers. Modeling based on a hierarchical Bayesian statistical approach provides a simple way to automatically penalize outlying data without having to remove them from the dataset. Prior information on individual irreducible errors is introduced using a uniform shrinkage density with minimal assumptions about Bayesian parameters. We show that the event date model is more robust than models implemented in BCal or OxCal, although it generally yields less precise credibility intervals. The model is extended in the case of stratigraphic sequences that involve several events with temporal order constraints (relative dating), or with duration, hiatus constraints. Calculations are based on Markov chain Monte Carlo (MCMC) numerical techniques and can be performed using ChronoModel software which is freeware, open source and cross-platform. Features of the software are presented in Vibet et al. (ChronoModel v1.5 user's manual, 2016). We finally compare our prior on event dates implemented in the ChronoModel with the prior in BCal and OxCal which involves supplementary parameters defined as boundaries to phases or sequences.

HMM 어휘 인식 모델 최적화를 이용한 베이시안 기법 인식률 향상 (Bayesian Method Recognition Rates Improvement using HMM Vocabulary Recognition Model Optimization)

  • 오상엽
    • 디지털융복합연구
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    • 제12권7호
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    • pp.273-278
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    • 2014
  • HMM(Hidden Markov Model)을 이용한 어휘 인식에서 인식 어휘의 모델들의 대한 인식 확률이 이산적인 분포를 나타내며 인식을 위한 계산량이 적은 장점이 있지만 인식률을 계산했을 때 상대적으로 낮은 단점이 있다. 이를 개선하기 위하여 HMM(Hidden Markov Model) 모델 최적화를 이용한 베이시안 기법 인식률 향상을 제안한다. 본 논문은 HMM 어휘 인식에서 인식을 위한 모델 구성을 가우시안 믹스쳐 모델로 최적화한 인식 모델을 생성하였으며 베이시안 기법인 사전확률과 사후확률을 이용한 인식률을 향상시켰다. 본 논문에서 제안한 방법을 적용한 결과 어휘인식률에서 97.9%의 인식률을 나타내었다.

Optimal Bayesian MCMC based fire brigade non-suppression probability model considering uncertainty of parameters

  • Kim, Sunghyun;Lee, Sungsu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권8호
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    • pp.2941-2959
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    • 2022
  • The fire brigade non-suppression probability model is a major factor that should be considered in evaluating fire-induced risk through fire probabilistic risk assessment (PRA), and also uncertainty is a critical consideration in support of risk-informed performance-based (RIPB) fire protection decision-making. This study developed an optimal integrated probabilistic fire brigade non-suppression model considering uncertainty of parameters based on the Bayesian Markov Chain Monte Carlo (MCMC) approach on electrical fire which is one of the most risk significant contributors. The result shows that the log-normal probability model with a location parameter (µ) of 2.063 and a scale parameter (σ) of 1.879 is best fitting to the actual fire experience data. It gives optimal model adequacy performance with Bayesian information criterion (BIC) of -1601.766, residual sum of squares (RSS) of 2.51E-04, and mean squared error (MSE) of 2.08E-06. This optimal log-normal model shows the better performance of the model adequacy than the exponential probability model suggested in the current fire PRA methodology, with a decrease of 17.3% in BIC, 85.3% in RSS, and 85.3% in MSE. The outcomes of this study are expected to contribute to the improvement and securement of fire PRA realism in the support of decision-making for RIPB fire protection programs.

붉은대게(Chinonoecetes japonicus) 자원평가를 위한 잉여생산량모델의 비교 분석 (Comparative Analysis on Surplus Production Models for Stock Assessment of Red Snow Crab Chinonoecetes japonicus)

  • 최지훈;김도훈;오택윤;서영일;강희중
    • 한국수산과학회지
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    • 제53권6호
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    • pp.925-933
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    • 2020
  • This study is aimed to compare stock assessment models which are effective in assessing red snow crab Chinonoecetes japonicus resources and to select and apply an effective stock assessment model in the future. In order to select an effective stock assessment model, a process-error model, observation-error model, and a Bayesian state-space model were estimated. Analytical results show that the least error is observed between the estimated CPUE (catch per unit effort) and the observed CPUE when using the Bayesian state-space model. For the Bayesian state-space model, the 95% credible interval(CI) ranges for the maximum sustainable yield (MSY), carrying capacity (K), catchability coefficient (q), and intrinsic growth (r) are estimated to be 10,420-47,200 tons, 185,200-444,800 tons, 3.81E-06-9.02E-06, and 0.14-0.66, respectively. The results show that the Bayesian state-space model was most reliable among models.

토빗회귀모형에서 베이지안 구간추정 (Bayesian Interval Estimation of Tobit Regression Model)

  • 이승천;최병수
    • 응용통계연구
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    • 제26권5호
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    • pp.737-746
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    • 2013
  • Tobin (1958)에 의해 처음 소개된 절단 회귀모형에서 베이지안 추정은 최대가능도 추정보다 실제값에 가까운 것으로 알려져 있으나 베이지안 방법론이 구간추정 문제에 있어서도 성공적으로 작동할 수 있을 지에 대해서는 알려진 바가 없다. 일반적으로 베이지안 방법론에서 사전분포는 분석자의 사전정보를 반영하기 때문에 주관적인 분석이 될 수 밖에 없는데, 이렇게 주관적인 분석에서는 빈도학파들이 요구하는 기준을 따르기 어렵다. 그러나 무정보사전분포는 때때로 빈도학파적 특성을 갖는 베이지안 추론을 가능하게 한다. 본 연구에서는 절단 회귀모형에서 무정보사전분포에 의한 베이지안 신뢰구간의 빈도학파적 특성을 살펴보고 최대가능도 추정 신뢰구간과 포함확률을 비교한다. 이를 통해 최대가능도 추정의 표준오차가 과소 추정되고 있음 밝힌다.

SOFR 기간 데이터에 대한 동적 넬슨-시겔 이자율 곡선의 베이지안 접근법 (A Bayesian approach for dynamic Nelson-Siegel yield curve modeling on SOFR term rate data)

  • 임성호;황범석
    • 응용통계연구
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    • 제36권4호
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    • pp.349-360
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    • 2023
  • 동적 넬슨-시겔 모형은 채권과 같은 기간 구조를 갖고 있는 금융상품의 이자율 곡선모형에서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 동적 넬슨-시겔 모형을 상태 공간 모형의 관점에서 설명하고 해당 모형에 적용할 수 있는 베이지안 접근법에 대해 알아보고자 한다. 그리고 SOFR 기간 데이터를 베이지안 동적 넬슨-시겔 모형에 적용하여 그 성능을 확인하고 바시첵 모형, 빈도주의 접근법을 활용한 동적 넬슨-시겔 모형, 2요인 베이지안 동적 넬슨-시겔 모형과 같은 다른 경쟁 모형들과 성능을 비교해보고자 한다. 우리는 베이지안 동적 넬슨-시겔 모형이 SOFR 기간 데이터에 대해서 다른 모형들보다 우수한 성능을 보여준다는 것을 확인할 수 있었다.