• 제목/요약/키워드: Copula function

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Tail dependence of Bivariate Copulas for Drought Severity and Duration

  • 이태삼;모다레스 레자;오하다 타하
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.571-575
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    • 2010
  • Drought is a natural hazard with different properties that are usually dependent to each other. Therefore, a multivariate model is often used for drought frequency analysis. The Copula based bivariate drought severity and duration frequency analysis is applied in the current study in order to show the effect of tail behavior of drought severity and duration on the selection of a copula function for drought bivariate frequency analysis. Four copula functions, namely Clayton, Gumbel, Frank and Gaussian, were fitted to drought data of four stations in Iran and Canada in different climate regions. The drought data are calculated based on standardized precipitation index time series. The performance of different copula functions is evaluated by estimating drought bivariate return periods in two cases, [$D{\geq}d$ and $S{\geq}s$] and [$D{\geq}d$ or $S{\geq}s$]. The bivariate return period analysis indicates the behavior of the tail of the copula functions on the selection of the best bivariate model for drought analysis.

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Copula Contraction and Deletion among African American Vernacular English (AAVE) Speakers

  • Willie, Willie U.
    • 비교문화연구
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    • 제36권
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    • pp.211-240
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    • 2014
  • This is a cross-sectional study designed to analyze the correlation between the structural and social variables and the pattern of contraction and deletion of the copula verb in the speech of African American Vernacular English (AAVE) speakers in Athens in Georgia, USA using a questionnaire. The results show that the frequency of copula contraction is higher than that of deletion in all factor groups including the age of the speakers where this study found that younger speakers tend to have higher frequency of contraction and deletion of the copula than older speakers. This study analyzes this as a function of the fact that younger speakers of AAVE are conscious of the linguistic and social differences between AAVE speakers and speakers of Standard American English (SAE) and they consciously make choices regarding which norm to use at which contexts to satisfy their communicative and socio-cultural needs. This sort of conscious social behavior is not likely to disappear with age rather it might increase as a correlate of the perceived physical, socio-cultural and psychological distance between AAVE speakers and speakers of other varieties. This study shows that such perceived linguistic, socio-cultural and psychological distance has negative effects on pedagogy and I proffer the remedy.

Copula 함수 기반의 이변량 가뭄빈도 해석 (Bivariate drought frequency analysis using copula function)

  • 이정주;김하영;권문혁;권현한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.309-309
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    • 2022
  • 특정 극치사상 자료에 대한 특성 분석 시 수문자료에 대한 빈도해석은 일반적으로 단일 확률 변수를 기준으로 이루어지는 단변량 해석 방법이 활용된다. 그러나 두 가지 이상의 변량이 서로 상관성을 가지는 경우 다변량 빈도해석이 요구되며, 이를 단변량으로 해석하는 경우 재현기간의 과소추정 등의 문제점이 발생할 수 있다. 최근 이러한 점을 개선하기 위하여 다변량 빈도해석에 관한 연구가 지속적으로 진행되고 있다(Kwon and Lall, 2016; Vaziri et al., 2018). 특히, 가뭄의 경우, 강도(intensity)뿐만 아니라 지속기간, 심도도 매우 중요한 인자로 고려되고 있다. 특히, 가뭄지속기간과 심도의 경우 두 인자 간의 상관성이 매우 크기 때문에 단변량(univariate) 가뭄빈도해석 보다 다변량으로(multivariate) 가뭄빈도해석을 수행하는 것이 가뭄위험도 평가 측면에서 유리하다고 알려져 있다(Shiau and Shen, 2001; Kim et al., 2017). 따라서 이 둘을 결합한 빈도 해석을 위해 Copula Function을 이용한 다변량 빈도 해석에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 홍수의 경우 지속시간별 연최대강수량 계열을 이용한 빈도해석 과정이 지침으로 정립되어 수자원 설계 실무에서 활용되고 있으나, 가뭄은 실무에서 활용할 수 있는 지침 및 분석 도구가 없는 실정이다. 이에 환경부와 국가가뭄정보분석센터에서는 '20년도에 단변량 가뭄빈도 해석을 위한 프로그램을 제작·배포하였다. 본 연구에서는 가뭄의 특성을 대변하는 상관도 높은 두 인자인 가뭄 심도(severity)와 가뭄 지속기간(duration)이라는 두 가지 특성을 함께 고려해 이변량(bivariate) 가뭄 빈도를 해석할 수 있는 도구를 개발하는 것을 목표로, 다양한 확률분포형을 이용한 최적 주변 확률분포형 선정과 최신 Copula Function들을 이용한 최적 결합확률분포 추정을 통해 신뢰도 높은 2변량 가뭄빈도 해석을 수행할 수 있는 프로그램을 제작하였으며, 테스트 버전 배포 등을 거쳐 누구나 사용할 수 있도록 공개할 예정이다.

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수문기상학적 활용을 위한 레이더 강우자료 생산(I) : 편의보정 및 오차분포 산정 (Generation of radar rainfall data for hydrological and meteorological application (I) : bias correction and estimation of error distribution)

  • 김태정;이동률;장상민;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권1호
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    • pp.1-15
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    • 2017
  • 최근 기후변화로 인하여 발생하는 기상재해 및 위험기상 현상의 대비를 위하여 조밀한 시공간적 해상도를 갖는 레이더 강우가 활용되고 있지만 널리 사용되는 Marshall-Palmer의 Z-R 관계식으로 추정된 레이더 강우는 과소추정의 문제점이 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 분위회귀 분석기법을 통한 레이더 강우자료 편의보정 기법과 Copula 함수를 연계한 강우자료 확충기법을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 모형을 통하여 편의가 보정된 시계열 레이더 강우자료 효율을 통계적으로 분석한 결과 우수한 모형성능을 확인하였으며 Copula 기법을 이용하여 지상강우 및 레이더 강우자료를 확충한 결과 기존의 강우특성을 현실적으로 재현하는 것을 확인하였다. Copula 기법을 통한 강우자료 확충기법은 레이더 강우의 오차분포를 평가하는데 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

Modelling and Simulating the Spatio-Temporal Correlations of Clustered Wind Power Using Copula

  • Zhang, Ning;Kang, Chongqing;Xu, Qianyao;Jiang, Changming;Chen, Zhixu;Liu, Jun
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제8권6호
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    • pp.1615-1625
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    • 2013
  • Modelling and simulating the wind power intermittent behaviour are the basis of the planning and scheduling studies concerning wind power integration. The wind power outputs are evidently correlated in space and time and bring challenges in characterizing their behaviour. This paper provides a methodology to model and simulate the clustered wind power considering its spatio-temporal correlations using the theory of copula. The sampling approach captures the complex spatio-temporal connections among the wind farms by employing a conditional density function calculated using multidimensional copula function. The empirical study of real wind power measurement shows how the wind power outputs are correlated and how these correlations affect the overall uncertainty of clustered wind power output. The case study validates the simulation technique by comparing the simulated results with the real measurements.

Copula 함수를 이용한 댐 유역의 극치강우량 및 극치홍수량의 결합분포함수 산정 및 평가 (Estimation and Assessment of Joint Distribution Function Between Extreme Rainfall and Extreme Flood Based on Copula Function)

  • 김태정;김기영;권현한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.414-414
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    • 2015
  • 최근 지구온난화로 인한 기상변동성 증가로 인해 극한기후현상의 발생빈도가 점차 증가하고 있으며 유역단위의 수자원을 효율적으로 운영하는데 문제점을 해소하고자 다양한 측면에서 체계적인 수자원 운영을 위한 연구가 이루어지고 있다. 수공구조물을 설계하는데 있어서 가장 일반적인 가정 사항은 수문모형에 사용되는 강우의 빈도와 유출의 빈도가 동일하다는 가정에 근거한다. 즉, 유역의 초기함수조건, 강우강도, 강우의 시간적 분포와 관계없이 동일한 빈도로 고려되는 문제점이 있다. 이러한 점에서 비교적 장기간의 자료를 확보하고 있는 계측유역에 대해서 다변량 확률밀도함수를 적용하여 비선형관계를 고려한 수문빈도해석기법을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 이변량 분석기법(bivariate analysis) 중 전통적인 이변량 분포에 비해 주변분포형(marginal distribution)을 자유롭게 선택할 수 있는 장점이 있는 추계학적 Copula 모형을 활용하여 댐 및 저수지 상류유역의 강우량과 유입량을 대상으로 이변량 분석을 수행하고자 한다. 최종적으로 비선형 관계에 있는 강수량과 유출량 사이에 이변량 빈도해석 모형을 개발하고 기존 해석방법과의 종합적인 비교를 실시하였다.

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Design of bivariate step-stress partially accelerated degradation test plan using copula and gamma process

  • Srivastava, P.W.;Manisha, Manisha;Agarwal, M.L.
    • International Journal of Reliability and Applications
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    • 제17권1호
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    • pp.21-49
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    • 2016
  • Many mechanical, electrical and electronic products have more than one performance characteristics (PCs). For example the performance degradation of rubidium discharge lamps can be characterized by the rubidium consumption or the decreasing intensity the lamp. The product may degrade due to all the PCs which may be independent or dependent. This paper deals with the design of optimal bivariate step-stress partially accelerated degradation test (PADT) with degradation paths modelled by gamma process. The dependency between PCs has been modelled through Frank copula function. In partial step-stress loading, the unit is tested at usual stress for some time, and then the stress is accelerated. This helps in preventing over-stressing of the test specimens. Failure occurs when the performance characteristic crosses the critical value the first time. Under the constraint of total experimental cost, the optimal test duration and the optimal number of inspections at each intermediate stress level are obtained using variance optimality criterion.

극단치 분포와 Copula함수를 이용한 주식시장간 극단적 의존관계 분석 (The Analysis of Tail Dependence Between stock Markets Using Extreme Value Theory and Copula Function)

  • 김용현;배석주
    • 대한산업공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.410-418
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    • 2007
  • This article suggests the methods to investigate adverse movement across global stock markets arising from insolvency of subprime mortgage in U.S. Our application deals with asymptotic tail dependence of daily stock index returns (KOSPI, DJIA, Shanghai Composite) of three countries; Korea, U.S., and China, over specific period via extreme value theory and copula functions. Daily stock index returns among three countries show higher extremal dependence during the period exposed to systematic shock. We confirm that extreme value theory and copula functions have potential to well describe the extreme dependence between three countries' daily stock index returns.

Copula 함수를 이용한 다변량 홍수 빈도해석 (Copula Function Based Multivariate Flood Frequency Analysis)

  • 김민지;유민석;권현한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.82-82
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    • 2017
  • 최근 기후변화로 인해 전 세계적으로 과거와 다른 이상홍수 발생이 빈번하게 발생하여 오래된 수공구조물인 댐, 저수지 붕괴가 우려되는 실정이다. 수공구조물의 수문학적인 안정성을 고려하지 않은 상황에서 댐 붕괴 홍수나 돌발홍수로 발생한 피해는 인명, 재산 및 환경 피해의 정도가 매우 크므로 피해가 발생하기 이전인 수공구조물 설계 시 홍수위험도 평가를 통해 안정성을 확보하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 홍수사상의 다양한 변량들의 특성을 고려한 빈도해석을 위하여 Copula 함수를 이용한 다변량 빈도해석 기법을 개발하였다. 즉, 기존 홍수위험도 분석에서 주로 사용되는 첨두홍수량 뿐만 아니라, 홍수지속시간, 홍수체적 등을 고려한 이변량 또는 삼변량 홍수 빈도해석을 수행하고, 기존 홍수위험도와 비교 검토를 수행하고자 한다. 매개변수의 불확실성을 고려하기 위하여 매개변수 추정은 Bayesian 기법을 활용하였다.

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Probabilistic Analysis of Drought Characteristics in Pakistan Using a Bivariate Copula Model

  • Jehanzaib, Muhammad;Kim, Ji Eun;Park, Ji Yeon;Kim, Tae-Woong
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.151-151
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    • 2019
  • Because drought is a complex and stochastic phenomenon in nature, statistical approaches for drought assessment receive great attention for water resource planning and management. Generally drought characteristics such as severity, duration and intensity are modelled separately. This study aims to develop a relationship between drought characteristics using a bivariate copula model. To achieve the objective, we calculated the Standardized Precipitation Index (SPI) using rainfall data at 6 rain gauge stations for the period of 1961-1999 in Jehlum River Basin, Pakistan, and investigated the drought characteristics. Since there is a significant correlation between drought severity and duration, they are usually modeled using different marginal distributions and joint distribution function. Using exponential distribution for drought severity and log-logistic distribution for drought duration, the Galambos copula was recognized as best copula to model joint distribution of drought severity and duration based on the KS-statistic. Various return periods of drought were calculated to identify time interval of repeated drought events. The result of this study can provide useful information for effective water resource management and shows superiority against univariate drought analysis.

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