The analysis of distribution line faults is essential to the proper protections of the power system. A high impedance fault does not make enough current to cause conventional protective devices. It is well known that undesirable operating conditions and certain types of faults on electric distribution feeders cannot be detected by using conventional protection system. This paper describes an algorithm using back-propagation neural network for pattern recognition and detection of high impedance faults. Fractal dimensions are estimated for distinction between random noise and chaotic behavior in the power system. The fractal dimension of the line current is also used as a indication of the high impedance fault.
본 논문은 일차원의 시계열 데이터를 입력을 하여 위상공간 재구성 과정을 거쳐 다차원 위상공간상에서 프랙탈 차원을 계산하는 효율적인 방법을 제안한다. 프랙탈 차원의 추정에 소요되는 계산량을 줄이기 위해 로그 연산을 비트 연산으로 대체하고, 거리계산의 순서를 바꿈으로써 위상공간의 차원에 무관한 상수 시간의 계산복잡도를 가지는 알고리즘을 구현하였다. 또한 최소절단자승 추정기법을 적용하여 로그-로그 그래프 상에서의 기울기 추정을 함으로써 프랙탈 차원의 추정치에 대한 정확도를 높였다. 참값이 알려진 시계열 데이터에 대한 차원 추정 실험을 통하여 제안된 방법의 정확성을 보였다.
공간상에 분포한 각종 지리사상들은 다양한 분석기법을 통하여 분포특성과 패턴이 파악된다. 이때 축척(scale)은 공간분석 기법에서 연구자가 고려해야 할 중요한 요인중의 하나이다. 이 연구에서는 해상도 저감에 따라 변화하는 공간 데이터의 구조특성을 표현할 수 있는 기법을 비교 분석하여 공간분석에 필요한 적정해상도의 모색과정에 이용하고자 한다. 순천만 해안습지의 LANSAT TM 데이터를 대상으로 하여, 데이터의 구조특성이 해상도에 따라 변화하는 특성을 살펴보고 이를 반영할 수 있는 해상도 특성 지수들을 비교평가 하였다. 기존에 개발된 국지적 분산(local variance)과 프랙탈차원을 적용하였고, 해상도 변화과정에서 파생되는 분산 데이터의 공간분포 패턴을 표현하는 지수로 공간적 자기관도인 Moran´s I를 측정하였다. 구조특성 분석기법을 적용한 결과 기존에 개발된 국지적 분산과 프랙탈 차원보다는 분산 데이터의 공간적 자기상관도가 구조특성을 분석하는 기법으로 적합하게 나타났다. 공간적 자기상관도가 정점인 해상도에서 공간 데이터의 변화가 심하게 나타나고 있다. 공간 데이터의 구조특성은 탐색하는 기법으로 분산 데이터의 공간적 자기상관도가 효과적인 지수로 작용할 수 있다.
Carvalho, Bruno Fontenele;de Castro, Julia Goncalves Koehne;de Melo, Nilce Santos;Figueiredo, Paulo Tadeu de Souza;Moreira-Mesquita, Carla Ruffeil;de Paula, Ana Patricia;Sindeaux, Rafael;Leite, Andre Ferreira
Imaging Science in Dentistry
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제52권1호
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pp.53-60
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2022
Purpose: The aim of this study was to compare the fractal dimension (FD) measured at 2 bone sites (second cervical vertebra and mandible) on cone-beam computed tomography (CBCT). The research question was whether FD could serve as an accessory tool to refer postmenopausal women for densitometric analysis. Therefore, the reliability and accuracy of FD were evaluated. Materials and Methods: In total, 103 postmenopausal women were evaluated, of whom 52 had normal bone mineral density and 51 had osteoporosis, according to dual X-ray absorptiometry of the lumbar spine and hip. On the CBCT scans, 2 regions of interest were selected for FD analysis: 1 at the second cervical vertebra and 1 located at the mandible. The correlations between both measurements, intra- and inter-observer agreement, and the accuracy of the measurements were calculated. A P value less than 0.05 was considered to indicate statistical significance for all tests. Results: The mean FD values were significantly lower at the mandibular region of interest in osteoporotic patients than in individuals with normal bone mineral density. The areas under the curve were 0.644 (P=0.008) and 0.531 (P=0.720) for the mandibular and vertebral sites, respectively. Conclusion: FD at the vertebral site could not be used as an adjuvant tool to refer women for osteoporosis investigation. Although FD differed between women with normal BMD and osteoporosis at the mandibular site, it demonstrated low accuracy and reliability.
본 연구는 주식 수익률의 생성과정에 비선형적 특성이 존재하는지를 검정하기 위해서 1980년 1월부터 2002년 5월까지 종합주가지수 일별 수익률과 주별 수익률을 이용하여 실증분석을 실시하였다. 실증분석의 내용은 크게 비선형 종속성에 대한 검정과 비선형 확률적 특성검정 그리고 비선형 결정론적인 카오스검정으로 구분할 수 있다. 비선형적 특성에 대한 분석의 결과는 주식 수익률은 leptokurtic한 비정규분포를 따르며, 수익률의 생성과정이 IID하지 않고 비선형 종속성이 존재하는 것으로 나타났다. 그리고 ARCH류의 비선형 확률모형으로는 주식 수익률의 비선형적 구조를 완전히 설명하지는 못하는 것으로 판단된다. 이는 주식 수익률의 생성과정을 설명하기 위해서 ARCH류의 모형과는 다른 형태의 비선형모형의 도입에 대해 고려할 필요가 있음을 시사하는 것이다. 종합주가지수 수익률에 대한 카오스검정의 결과를 정리하면, 우선 장기기억을 가지는 지속성이 강한 시계열로 편의된 랜덤워크를 따르며, 프랙탈분포하는 것으로 나타났다. 그리고 프랙탈 차원의 근사값인 상관차원(D)이 3과 4사이에 안정적으로 수렴하며, 최대 리아푸노프지수($L_1$)가 양(+)의 값을 가지므로 카오스적 끌개와 초기조건에 민감한 의존성이 존재하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 카오스시스템의 특성과 부합하는 것으로 주식 수익률의 생성과정이 비선형 결정론적인 카오스과정을 따르는 것으로 판단할 수 있다.
The irregular shape of the disturbances is a fundamental issue for mining engineers at the Sidi Chennane phosphate deposit in Morocco. A precise classification of disturbed areas is therefore necessary to understand their part in the overall volume of phosphate. In this paper, we investigate the theoretical and practical aspects of studying and measuring multifractal spectrums as a defining and representative parameter for distinguishing between the phosphate deposit of a low rate of disturbances and the deposit of a high rate. An empirical multifractal approach was used by analyzing the disturbed areas through the geoelectric images of an area located in the Sidi Chennane phosphate deposit. The Generalized fractal dimension, D(q), the Singularities of strength, α(q), the local dimension, f(α) and their conjugate parameter the mass exponent, τ(q) as well as f(α)-α spectrum were the common multifractal parameters used. The results reported show wide variations of the analyzed images, indicating that the multifractal analysis is an indicator for evaluate and characterize the disturbed areas within the phosphates deposits through the studied geoelectric images. This could be the starting point for future work aimed at improving phosphate exploration planning.
경주시 양북면 용당리에 발달한 단층암을 대상으로 X선 회절 분석(XRD), 광학현미경 분석, 레이저 입도 분석, 프랙탈 차원 분석을 적용하여 단층암의 광물 조성과 미구조, 잔류입자의 분포 특성을 연구하였다. 단층핵은 약 1.5 m 두께로 발달하며 이 중 각력대는 약 1.2m, 단층핵의 가장 중심부인 비지대는 평균 20cm의 얇은 두께로 노출되어 있다. 각력대에서는 석영, 장석류 등의 조암광물이 주 구성 광물로서 산출되고 비지대에서는 녹니석, 일라이트 등의 점토광물이 주 구성 광물로서 산출된다. 단층암에서 빈번하게 산출되는 맥상광물, 황철석, 변질 광물 등은 단층활동과 더불어 열수변질 작용이 수반되었음을 시사하고 있다. 현미경에 의한 구획 점셈(box counting), Image J에 의한 영상분석 및 레이저 입도 분석에 기초한 프랙탈 차원값은 단층암의 입자 파쇄 특성을 잘 보여준다. 세 가지 방법으로 구한 프랙탈 차원값(D)은 각력대에서 비지대로 갈수록 그 값이 증가하고 비지대 내에서는 공통적으로 높은 차원값을 갖는다. 비지대 내에서는 D값의 변화가 상대적으로 적으며, 일정한 경향성이 나타나지 않는다. 이는 각력대에서는 입자들의 대량파쇄가 우세하게 발생하고, 단층운동이 계속되어 생성된 비지대에서는 입자의 마모가 보다 우세하게 발생하였음을 시사한다. 연구지역 단층암의 광물 조성과 입자 분포 특성은 다중 단층 운동과 열수변질 작용이 본 연구지역 단층대의 진화에 큰 영향을 끼쳤음을 지시한다. 단층암에서의 프랙탈 차원값이 측정 기법에 따라 차이가 발생하므로 프랙탈 차원값의 상대적인 비교는 보다 신중히 이용되어야 될 것으로 생각된다.
We present the results of an experimental physical weathering study that focuses on fresh and slightly weathered gneiss samples from the Wonju area of Korea. The study investigated changes in the physico-mechanical properties of these samples during accelerated laboratory-based weathering, including analyses of microfracture formation. The deteriorated samples used in the study were subjected to 100-150 freeze-thaw cycles, with index properties and microfracture geometries measured between each cycle. Each complete freeze-thaw cycle lasted 24 hours, and consisted of 2 hours of saturation in a vacuum chamber, 8 hours of freezing at $-21^{\circ}C{\pm}1^{\circ}C$, and 14 hours of thawing at room temperature. Specific gravity and seismic velocity values were negatively correlated with the number of freeze-thaw cycles, whereas absorption values tended to increase. The amount of deterioration of the rock samples was dependent on the degree of weathering of the rock prior to the start of the analysis. Absorption, specific gravity, and seismic velocity values can be used to infer the amount of physical weathering experienced by a gneiss in the study area. The sizes and density of microfracture in the rock specimens varied with the number of freeze-thaw cycles. We found that box fractal dimensions can be used to quantify the formation and propagation of microfracture in the samples. In addition, these box fractal dimensions can be used as a weathering index for the mid-and long-term prediction of rock weathering. The present results indicate that accelerated-weathering analysis can provide a detailed overview of the weathering characteristics of deteriorated rocks.
Human influence on soil formation has dramatically increased as the development of human civilization and industry. Increase of anthropogenic soils induced research of those soils; classification, chemical and physical characteristics and plant growth of anthropogenic soils. However there have been no reports on soil pore properties from the anthropogenic soils so far. Therefore the objectives of this study were to test computer tomography (CT) to characterize physical properties of an anthropogenic paddy field soil and to find differences between natural and anthropogenic paddy field soils. Soil samples of a natural paddy field were taken from Ansung, Gyeonggi-do (Ansung site), and samples of an anthropogenic paddy field were from Gumi in Gyeongsangnam-do (Gasan) where paddy fields were remodeled in 2011-2012. Samples were taken at three different depths and analyzed for routine physical properties and CT scans. CT scan provided 3 dimensional images to calculate pore size, length and tortuosity of soil pores. Fractal analysis was applied to quantify pore structure within soil images. The results of measured physical properties (bulk density, porosity) did not show differences across depths and sites, but hardness and water content had differences. These differences repeated within the results of pore morphology. Top soil samples from both sites had greater pore numbers and sizes than others. Fractal analyses showed that top soils had more heterogeneous pore structures than others. The bottom layer of the Gasan site showed more degradation of pore properties than ploughpan and bottom layers from the Ansung site. These results concluded that anthropogenic soils may have more degraded pore properties as depth increases. The remodeled paddy fields may need more fundamental remediation to improve physical conditions. This study suggests that pore analyses using CT can provide important information of physical conditions from anthropogenic soils.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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