• Title/Summary/Keyword: Grey 모형

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Inflow Forecasting Using Fuzzy-Grey Model (Fuzzy-Grey 모형을 이용한 유입량 예측)

  • Kim, Yong;Yi, Choong Sung;Kim, Hung Soo;Shim, Myung Pil
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2004.05b
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    • pp.759-764
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    • 2004
  • 본 연구는 Deng(1989)이 제시한 Grey 모형을 이용하여 성진강댐의 월유입량을 예측하였고 그 방법을 제시하였다. Grey 모형은 시계열모형이나 다른 모형에 비해 비교적 적은 수의 자료를 이용하고, 간단할 수식으로 구성되어 있는 장점이 있으나, 적은 수의 자료로 인해 입력자료가 가지는 증감의 경향(trend)으로 오차가 발생하기 쉽다. 그러므로 예측오차를 극복하기 위해서 Fuzzy 시스템을 결합한 Fuzzy-Grey 모형을 구성하였고 Fuzzy 시스템에 필요한 매개변수를 추정하기 위해 최적화기법인 유전자 알고리즘(GA; Genetic Algorithm)을 이용하였다. Grey 모형과 결합된 Fuzzy 시스템은 현재의 입력자료가 가지는 패턴과 가장 유사한 패턴의 과거자료를 이용하여 현재의 입력자료의 예측오차를 추론해내는 기능을 가진다. 오차를 추론하기 위해서 과거 월유입량 자료중 현재 입력 자료와 유사한 패턴을 Grey 상관도를 이용하여 검색하고, 보다 높은 유사성을 가지는 패턴을 선별하고자 노름(norm)을 사용하였고, 유전자 알고리즘의 탐색공간을 제한하였다. 이렇게 구성한 Fuzzy-Grey 모형을 이용하여 전국적인 가뭄년도였던 1992년, 1988년, 2001년에 대해 섬진강댐의 월유입량을 예측하였다. 오차는 1982년, 2001년, 1988년 순으로 비슷한 크기의 오차가 발생하였는데 결과를 분석하여 보면, 급격한 월유입량의 변화가 있었던 경우에 오차가 크게 발생하였으나 가뭄년도에 대해 월유입량의 불확실성이 큼에도 불구하고 비교적 월유입량의 추세를 잘 예측한 것으로 판단된다. 본 연구에서 적용한 Fuzzy-Grey 모형은 적은 수의 자료를 이용하여 예측하고 예측결과를 다시 입력자료로 사용하는 업데이트 방식을 사용하기 때문에 예측결과의 오차가 완전하게 보정되지 않으면 다음 결과에 역시 오차를 주게 되어 오차보정이 상당히 중요하다는 것을 알 수 있었다. 오차를 보다 효과적으로 보정하기 위해서는 퍼지제어에 사용되는 퍼지규칙의 수를 늘리고, 유입량에 직접적인 영향을 주는 강우량과 연계한 2변수의 Fuzzy-Grey 모형을 이용한다면 보다 정확한 유입량 예측이 가능할 것으로 사료된다.

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Real-Time Forecasting of Flood Discharges Upstream and Downstream of a Multipurpose Dam Using Grey Models (Grey 모형을 이용한 다목적댐의 유입 홍수량과 하류 하천 홍수량 실시간 예측)

  • Kang, Min-Goo;Cai, Ximing;Koh, Deuk-Koo
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.42 no.1
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    • pp.61-73
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    • 2009
  • To efficiently carry out the flood management of a multipurpose dam, two flood forecasting models are developed, each of which has the capabilities of forecasting upstream inflows and flood discharges downstream of a dam, respectively. The models are calibrated, validated, and evaluated by comparison of the observed and the runoff forecasts upstream and downstream of Namgang Dam. The upstream inflow forecasting model is based on the Grey system theory and employs the sixth order differential equation. By comparing the inflows forecasted by the models calibrated using different data sets with the observed in validation, the most appropriate model is determined. To forecast flood discharges downstream of a dam, a Grey model is integrated with a modified Muskingum flow routing model. A comparison of the observed and the forecasted values in validation reveals that the model can provide good forecasts for the dam's flood management. The applications of the two models to forecasting floods in real situations show that they provide reasonable results. In addition, it is revealed that to enhance the prediction accuracy, the models are necessary to be calibrated and applied considering runoff stages; the rising, peak, and falling stages.

Real-time Upstream Inflow Forecasting for Flood Management of Estuary Dam (담수호 홍수관리를 위한 상류 유입량 실시간 예측)

  • Kang, Min-Goo;Park, Seung-Woo;Kang, Moon-Seong
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.38 no.12 s.161
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    • pp.1061-1072
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    • 2005
  • A hydrological grey model is developed to forecast short-term river runoff from the Naju watershed located at upstream of the Youngsan estuary dam in Korea. The runoff of the Naju watershed is measured in real time at the Naju streamflow gauge station, which is a key station for forecasting the upstream inflow and operating the gates of the estuary dam in flood period. The model's governing equation is formulated on the basis of the grey system theory. The model parameters are reparameterized in combination with the grey system parameters and estimated with the annealing-simplex method In conjunction with an objective function, HMLE. To forecast accurately runoff, the fifth order differential equation was adopted as the governing equation of the model in consideration of the statistic values between the observed and forecast runoff. In calibration, RMSE values between the observed and simulated runoff of two and six Hours ahead using the model range from 3.1 to 290.5 $m^{3}/s,\;R^2$ values range from 0.909 to 0.999. In verification, RMSE values range from 26.4 to 147.4 $m^{3}/s,\;R^2$ values range from 0.940 to 0.998, compared to the observed data. In forecasting runoff in real time, the relative error values with lead-time and river stage range from -23.4 to $14.3\%$ and increase as the lead time increases. The results in this study demonstrate that the proposed model can reasonably and efficiently forecast runoff for one to six Hours ahead.

Real Time Flood Forecasting Using a Grey Model (Grey 모형을 이용한 홍수량 예측)

  • Kang, Min-Goo;Park, Seung-Woo
    • Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.535-538
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    • 2003
  • A Grey model was developed to forecast short-term runoff from the Naju watershed in Korea. In calibration, the root mean square error(RMSE) of the simulated runoff of six hours ahead using Grey model ranged from 6.3 to $290.52m^3/s,\;R^2$ ranged from 0.91 to 0.99, compared to the observed data. In verification, the RMSE ranged from 75.7 to $218.9m^3/s,\;R^2$ ranged from 0.87 to 0.96, compared to the observed data. The results in this study demonstrate that the proposed model can reasonably forecast runoff one to six hours ahead.

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Assessment & Estimation of Water Footprint on Soybean and Chinese Cabbage by APEX Model (APEX 모형을 이용한 밭작물(콩, 배추) 물발자국 영향 평가)

  • Hur, Seung-Oh;Choi, Soonkun;Hong, Seong-Chang
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.38 no.3
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    • pp.159-165
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    • 2019
  • BACKGROUND: The water footprint (WF) is an indicator of freshwater use that appears not only at direct water use of a consumer or producer, but also at the indirect water use. As an indicator of 'water use', the water footprint includes the green, blue, and grey WF, and differs from the classical measure of 'water withdrawal' because of green and grey WF. This study was conducted to assess and estimate the water footprint of the soybean and Chinese cabbage. METHODS AND RESULTS: APEX model with weather data, soil and water quality data from NAS (National Institute of Agricultural Sciences), and farming data from RDA (Rural Development Administration) was operated for analyzing the WF of the crops. As the result of comparing the yield estimated from APEX with the yield extracted from statistic data of each county, the coefficients of determination were 0.83 for soybean and 0.97 for Chinese cabbage and p-value was statistically significant. The WFs of the soybean and Chinese cabbage at production procedure were 1,985 L/Kg and 58 L/Kg, respectively. This difference may have originated from the cultivation duration. The WF ratios of soybean were 91.1% for green WF and 8.9% for grey WF, but the WF ratios of Chinese cabbage were 41.5% for green WF and 58.5% for grey WF. CONCLUSION: These results mean that the efficiency of water use for soybean is better than that for Chinese cabbage. The results could also be useful as an information to assess environmental impact of water use and agricultural farming on soybean and Chinese cabbage.

A Study on the Generalization of Multiple Linear Regression Model for Monthly-runoff Estimation (선형회귀모형(線型回歸模型)에 의한 하천(河川) 월(月) 유출량(流出量) 추정(推定)의 일반화(一般化)에 관한 연구(硏究))

  • Kim, Tai Cheol
    • Korean Journal of Agricultural Science
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    • v.7 no.2
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    • pp.131-144
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    • 1980
  • The Linear Regression Model to extend the monthly runoff data in the short-recorded river was proposed by the author in 1979. Here in this study generalization precedure is made to apply that model to any given river basin and to any given station. Lengthier monthly runoff data generated by this generalized model would be useful for water resources assessment and waterworks planning. The results are as follows. 1. This Linear Regression Model which is a transformed water-balance equation attempts to represent the physical properties of the parameters and the time and space varient system in catchment response lumpedly, qualitatively and deductively through the regression coefficients as component grey box, whereas deterministic model deals the foregoings distributedly, quantitatively and inductively through all the integrated processes in the catchment response. This Linear Regression Model would be termed "Statistically deterministic model". 2. Linear regression equations are obtained at four hydrostation in Geum-river basin. Significance test of equations is carried out according to the statistical criterion and shows "Highly" It is recognized th at the regression coefficients of each parameter vary regularly with catchment area increase. Those are: The larger the catchment area, the bigger the loss of precipitation due to interception and detention storage in crease. The larger the catchment area, the bigger the release of baseflow due to catchment slope decrease and storage capacity increase. The larger the catchment area, the bigger the loss of evapotranspiration due to more naked coverage and soil properties. These facts coincide well with hydrological commonsenses. 3. Generalized diagram of regression coefficients is made to follow those commonsenses. By this diagram, Linear Regression Model would be set up for a given river basin and for a given station (Fig.10).

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기후변화에 따른 논벼 물발자국의 불확실성 및 민감도 분석

  • Oh, Bu-Yeong;Lee, Sang-Hyun;Lee, Sung-Hack;Choi, Jin-Yong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.274-274
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    • 2015
  • 전 세계적으로 식량과 물 안보에 대한 중요도가 높아지고 있으며 이에 따라 물발자국은 식량과 물을 연계하는 요소로서 거론되고 있다. 물발자국은 제품이 생산되는 과정동안에 사용되는 물의 양을 의미하며 $m^3/ton$으로 표현한다. 이러한 물발자국은 작물 필요수량 및 생산량을 기반으로 산정되기 때문에 기후변화와 밀접한 관계가 있다. 따라서 농업 및 수자원 계획 분야에서 물발자국의 활용성을 높이기 위해서는 기후변화에 따른 우리나라 농산물의 물발자국 변화를 살펴보는 것이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 기후변화에 따른 논벼의 농업용수량 및 생산량 산정을 통하여 미래의 녹색 및 청색 물발자국을 산정하고, 시기 및 시나리오별 불확실성 및 민감도를 평가하고자 하였다. 기후변화 시나리오는 RCP 기반의 신 기후변화 시나리오를 이용하였으며, 물발자국 산정 작물은 우리나라의 주곡인 논벼를 대상으로 하였다. 물발자국은 작물의 단위생산량당 소비되는 물의 양으로 정의되며, 최근 연구에서 물발자국은 용수 공급원에 따라 녹색(green), 청색(blue), 회색(grey) 물발자국으로 구분하여 산정되고 있다. 본 연구에서는 작물의 증발산으로 소비되는 수량만을 물발자국 산정에 적용하여 증발산량 중 강우에 의해 공급되는 수량인 녹색 물발자국과 관개에 의해 인위적으로 공급되는 수량인 청색물발자국을 산정하였다. 기후변화에 따른 미래의 작물의 생산량을 산정하기 위해 작물모델로 기상, 재배관리, 작물의 유전정보, 토양수분 및 질소의 효과까지 고려하여 작물의 생육뿐만 아니라 생산량까지도 모의할 수 있는 CERES-Rice모델을 적용하였다. 미래 기후 전망을 위한 전지구모형은 종류가 다양하고 모형의 특성과 모형 입력 자료에 따라 모의 결과가 상이하게 나타남에 따라 불확실성을 내포하고 있다. 따라서 기후변화에 능동적으로 대처할 수 있는 논벼의 물발자국을 산정하기 위하여 각 시나리오 및 시기별 물발자국의 불확실성 및 민감도를 분석하였다. 본 연구의 결과는 기후변화에 따른 미래 농업수자원의 변화를 분석하는데 이용될 수 있을 뿐 만아니라 우리나라 미래 국가수자원 정책의 수립을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

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Location Benefit Analysis According to Flood Safety Increase (치수안전도 향상에 따른 자산이용고도화 효과 분석)

  • Lee, Jin Ouk;Choi, Seung An;Kim, Hung Soo;Shim, Myung Phil
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2004.05b
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    • pp.777-783
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    • 2004
  • 하천 세내지 주변은 급속한 시가지 조성과 인구밀집으로 유역의 불투수층이 증가하여 홍수도달시간이 짧아지고 홍수유출량이 증가하고 있다. 또한 엘리뇨${\cdot}$라니냐 등의 이상기후로 홍수사상의 발생 빈도와 규모가 증가하면서 홍수피해도 대형화되어 가고 있다. 그러나 치수사업은 다른 공공사업에 비해 경제성이 저평가 되어 투자우선순위가 밀려 사업시행이 지연되고 예방적 차원의 대책도 미흡하여 피해가 증가하는 악순환이 계속되고 있다. 따라서 본 인구에서는 우리나라의 치수경제성 분석에 있어 계량화하지 못하고 있는 자산이용고도화 효과를 치수안전도와 더불어 분석하고자 한다. 자산이용고도화는 치수사업 시행으로 해당지역의 치수안전도 향상에 따른 자산가치의 상승을 말하는데, 특정지역의 자산가치를 가장 객관적으로 표현할 수 있는 공시지가를 근거로 분석을 수행하였다. 치수사업 시행으로 인한 편익과 하천 특성에 따른 지가변동률의 차이가 통계적으로 유의성이 있는지를 분산분석을 통해 검증하였으면, 자산가치의 상승을 순수 연평균지가변동률로 나타내었다. 치수안전도는 홍수피해 잠재성과 홍수방어능력으로 구분하였는데 홍수피해 잠재성은 도시화율에 따라 구분하였고, 홍수방어능력은 홍수량의 빈도해석과 불확실성을 고려하여 조건부 비초과확률로 나타내었다. 본 연구에서는 소도시 지역(경안천, 복하천, 청미천)을 대상으로 200년 빈도의 홍수사상에 내해 10년, 50년 설계빈도로 건설된 제방의 조건부 비초과확률을 산정하여 지가변동률의 추이를 비교 분석하였다. 분석 결과, 소도시 지역에서는 조건부 비초과확률이 $10\%$ 상승했을 때 순수 연평균지가변동률이 5배정도 상승함을 알 수 있었다.다시 입력자료로 사용하는 업데이트 방식을 사용하기 때문에 예측결과의 오차가 완전하게 보정되지 않으면 다음 결과에 역시 오차를 주게 되어 오차보정이 상당히 중요하다는 것을 알 수 있었다. 오차를 보다 효과적으로 보정하기 위해서는 퍼지제어에 사용되는 퍼지규칙의 수를 늘리고, 유입량에 직접적인 영향을 주는 강우량과 연계한 2변수의 Fuzzy-Grey 모형을 이용한다면 보다 정확한 유입량 예측이 가능할 것으로 사료된다.이 작은 오차를 발생하였으며, 전체적으로 퍼프 모형이 입자모형보다는 훨씬 적은 수의 계산을 통해서도 작은 오차를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Gaussian 분포를 갖는 퍼프모형은 전단흐름에서의 긴 유선형 농도분포를 모의할 수 없었고, 이에 관한 오차는 전단계수가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 향후, 보다 다양한 흐름영역에서 장${\cdot}$단점 분석 및 오차해석을 수행한 후에 각각의 Lagrangian 모형의 장점만을 갖는 모형결합 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.mm/$m^{2}$로 감소한 소견을 보였다. 승모판 성형술은 전 승모판엽 탈출증이 있는 두 환아에서 동시에 시행하였다. 수술 후 1년 내 시행한 심초음파에서 모든 환아에서 단지 경등도 이하의 승모판 폐쇄 부전 소견을 보였다. 수술 후 조기 사망은 없었으며, 합병증으로는 유미흉이 한 명에서 있었다. 술 후 10개월째 허혈성 확장성 심근증이 호전되지 않아 Dor 술식을 시행한 후 사망한 예를 제외한 나머지 6명은 특이 증상 없이 정상 생활 중이다 결론: 좌관상동맥 페동맥이상 기시증은 드물기는 하나, 영유아기에 심근경색 및 허혈성 심근증 또는 선천성 승모

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Comparison of Rooftop Surface Temperature and Indoor Temperature for the Evaluation of Cool Roof Performance according to the Rooftop Colors in Summer: Using Thermal Infrared Camera Mounted on UAV (옥상 색상에 따른 쿨루프 성능평가를 위한 여름철 옥상 표면 및 실내온도 비교 분석 : 무인항공기에 장착된 열적외선 카메라를 이용하여)

  • Lee, Ki Rim;Seong, Ji Hoon;Han, You Kyung;Lee, Won Hee
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.37 no.1
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    • pp.9-18
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    • 2019
  • The intensity and the number of days of high temperature occurrence are also high and record heat occurred. In addition, the global warming phenomenon is intensifying globally, and especially in South Korea, the urban heat island phenomenon is also occurring due to rapid urbanization due to rapid industrial development. As the temperature of the city rises, it causes problems such as the comfort of the residential living and the cooling load. In this study, the cool roof performance is evaluated according to the roof color to reduce these problems. Unlike previous studies, UAV(Unmanned Aerial Vehicle) thermal infrared camera was used to obtain the surface temperature (white, grey, green, blue, brown, black) according to the rooftop color by remote sensing technique. As a result, the surface temperature of white color was $11{\sim}20^{\circ}C$ lower than other colors. Also air conditioning temperature of white color was $1.5{\sim}4.4^{\circ}C$ lower than other colors and the digital thermometer of white color was about $1.5{\sim}3.5^{\circ}C$ lower than other colors. It was confirmed that the white cool roof performance is the best, and the UAV and the thermal infrared camera can confirm the cool roof performa.

Individual Thinking Style leads its Emotional Perception: Development of Web-style Design Evaluation Model and Recommendation Algorithm Depending on Consumer Regulatory Focus (사고가 시각을 바꾼다: 조절 초점에 따른 소비자 감성 기반 웹 스타일 평가 모형 및 추천 알고리즘 개발)

  • Kim, Keon-Woo;Park, Do-Hyung
    • Journal of Intelligence and Information Systems
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    • v.24 no.4
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    • pp.171-196
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    • 2018
  • With the development of the web, two-way communication and evaluation became possible and marketing paradigms shifted. In order to meet the needs of consumers, web design trends are continuously responding to consumer feedback. As the web becomes more and more important, both academics and businesses are studying consumer emotions and satisfaction on the web. However, some consumer characteristics are not well considered. Demographic characteristics such as age and sex have been studied extensively, but few studies consider psychological characteristics such as regulatory focus (i.e., emotional regulation). In this study, we analyze the effect of web style on consumer emotion. Many studies analyze the relationship between the web and regulatory focus, but most concentrate on the purpose of web use, particularly motivation and information search, rather than on web style and design. The web communicates with users through visual elements. Because the human brain is influenced by all five senses, both design factors and emotional responses are important in the web environment. Therefore, in this study, we examine the relationship between consumer emotion and satisfaction and web style and design. Previous studies have considered the effects of web layout, structure, and color on emotions. In this study, however, we excluded these web components, in contrast to earlier studies, and analyzed the relationship between consumer satisfaction and emotional indexes of web-style only. To perform this analysis, we collected consumer surveys presenting 40 web style themes to 204 consumers. Each consumer evaluated four themes. The emotional adjectives evaluated by consumers were composed of 18 contrast pairs, and the upper emotional indexes were extracted through factor analysis. The emotional indexes were 'softness,' 'modernity,' 'clearness,' and 'jam.' Hypotheses were established based on the assumption that emotional indexes have different effects on consumer satisfaction. After the analysis, hypotheses 1, 2, and 3 were accepted and hypothesis 4 was rejected. While hypothesis 4 was rejected, its effect on consumer satisfaction was negative, not positive. This means that emotional indexes such as 'softness,' 'modernity,' and 'clearness' have a positive effect on consumer satisfaction. In other words, consumers prefer emotions that are soft, emotional, natural, rounded, dynamic, modern, elaborate, unique, bright, pure, and clear. 'Jam' has a negative effect on consumer satisfaction. It means, consumer prefer the emotion which is empty, plain, and simple. Regulatory focus shows differences in motivation and propensity in various domains. It is important to consider organizational behavior and decision making according to the regulatory focus tendency, and it affects not only political, cultural, ethical judgments and behavior but also broad psychological problems. Regulatory focus also differs from emotional response. Promotion focus responds more strongly to positive emotional responses. On the other hand, prevention focus has a strong response to negative emotions. Web style is a type of service, and consumer satisfaction is affected not only by cognitive evaluation but also by emotion. This emotional response depends on whether the consumer will benefit or harm himself. Therefore, it is necessary to confirm the difference of the consumer's emotional response according to the regulatory focus which is one of the characteristics and viewpoint of the consumers about the web style. After MMR analysis result, hypothesis 5.3 was accepted, and hypothesis 5.4 was rejected. But hypothesis 5.4 supported in the opposite direction to the hypothesis. After validation, we confirmed the mechanism of emotional response according to the tendency of regulatory focus. Using the results, we developed the structure of web-style recommendation system and recommend methods through regulatory focus. We classified the regulatory focus group in to three categories that promotion, grey, prevention. Then, we suggest web-style recommend method along the group. If we further develop this study, we expect that the existing regulatory focus theory can be extended not only to the motivational part but also to the emotional behavioral response according to the regulatory focus tendency. Moreover, we believe that it is possible to recommend web-style according to regulatory focus and emotional desire which consumers most prefer.