• 한국수자원학회논문집
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• 제47권5호
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• pp.469-482
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• 2014

본 연구에서는 지역특성(위도, 경도, 고도)과 기후학적 특성(연최대강우량)을 계층적 Bayesian 모형안에서 연계하여 공간적 분석이 가능한 지역빈도해석 모형을 개발하였다. 기존 지역빈도해석은 강수지점의 지리적/지형적 특성을 반영한 해석이 어려운 단점이 있으며, 지점을 기준으로 해석된 확률강수량을 유역면적강우량으로 변환 시 불확실성이 큰 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 계층적 Bayesian 기법을 이용하여 지역특성 및 기후학적 특성이 고려된 Gumbel 확률분포형의 매개변수를 추정하였으며, 이들 매개변수들을 공간적으로 보간하여 한강유역내 모든 지점에 대해서 확률강수량을 추정할 수 있도록 하였다. 결과적으로 기존 L-모멘트 방법과 유사한 결과를 확인할 수 있었으며 확률강수량의 불확실성 정량화와 더불어 지리적/지형적 영향을 고려한 해석이 가능하였다.

• Communications for Statistical Applications and Methods
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• 제25권1호
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• pp.15-27
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• 2018

Parametric method of flood frequency analysis involves fitting of a probability distribution to observed flood data. When record length at a given site is relatively shorter and hard to apply the asymptotic theory, an alternative distribution to the generalized extreme value (GEV) distribution is often used. In this study, we consider the beta-P distribution (BPD) as an alternative to the GEV and other well-known distributions for modeling extreme events of small or moderate samples as well as highly skewed or heavy tailed data. The L-moments ratio diagram shows that special cases of the BPD include the generalized logistic, three-parameter log-normal, and GEV distributions. To estimate the parameters in the distribution, the method of moments, L-moments, and maximum likelihood estimation methods are considered. A Monte-Carlo study is then conducted to compare these three estimation methods. Our result suggests that the L-moments estimator works better than the other estimators for this model of small or moderate samples. Two applications to the annual maximum stream flow of Colorado and the rainfall data from cloud seeding experiments in Southern Florida are reported to show the usefulness of the BPD for modeling hydrologic events. In these examples, BPD turns out to work better than $beta-{\kappa}$, Gumbel, and GEV distributions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.262-267
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• 2008

The long-term wind data are reconstructed from the short-term meteorological data to design the 4 MW offshore wind park which will be constructed at Woljeong-ri, Jeju island, Korea. Using two MCP (Measure-Correlate-Predict) models, the relative deviation of wind speed and direction from two neighboring reference weather stations can be regressed at each azimuth sector. The validation of the present method is checked about linear and matrix MCP models for the sets of measured data, and the characteristic wind turbulence is estimated from the ninety-percent percentile of standard deviation in the probability distribution. Using the Gumbel's model, the extreme wind speed of fifty-year return period is predicted by the reconstructed long-term data. The predicted results of this analysis concerning turbulence intensity and extreme wind speed are used for the calculation of fatigue life and extreme load in the design procedure of wind turbine structures at offshore wind farms.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권9호
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• pp.747-759
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• 2018

다변량 빈도해석과 지역빈도해석의 장점을 동시에 가지는 다변량 지역빈도해석은 다양한 변수를 고려함으로써 수문 현상에 대하여 많은 정보를 얻을 수 있고 많은 가용 자료 수로 인하여 높은 정확도의 분석결과를 도출할 수 있다. 현재까지는 우리나라의 강우 자료를 이용하여 다변량 지역빈도해석이 시도된 적이 없어 국내의 강우 자료를 대상으로 다변량 지역빈도해석의 적용성을 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 다변량 지역빈도해석의 매개변수 추정, 최적 분포형 선정, 확률수문량 성장곡선 추정 등에 집중하여 이변량 수문자료인 연 최대 강우량-지속기간 자료에 대하여 이변량 지역빈도해석의 적용성을 평가하였다. 기상청 71개 지점에 대하여 분석을 실시하였다. 본 연구를 통해 적용된 지역강우자료의 최적 copula 모형으로는 Frank와 Gumbel copula 모형이 선택되었고 주변분포형에 대해서는 지역별로 Gumbel과 대수정규분포와 같은 다양한 분포형이 최적 분포형으로 선택되었다. 상대제곱근오차(relative root mean square error)를 기준으로 지역빈도해석이 지점빈도해석보다 안정적이고 정확한 확률수문량 곡선 추정을 하였다. 이변량 강우분석에서 지역빈도해석을 적용하면 안정적인 수공구조물 설계기준 제시와 강우-지속기간 관계를 모형화 할 수 있을 것으로 기대된다.

• International Journal of Reliability and Applications
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• 제12권1호
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• pp.15-39
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• 2011

This paper deals with the reliability analysis of a complex system with three possibilities at the time of repair. The considered system consists of two subsystems A and Bin series configuration (1-out-of-2: F). Subsystem A has n units which are connected in series whereas subsystem B consists of n units in parallel configuration. The configuration of subsystem A is of 1-out-of-n: F whereas subsystem B is of k-out-of-n: D and k+1-out-of-n: F nature. System has three states: Good, degraded and failed. Supplementary variable technique has been used for mathematical formulation of the model. Laplace transform is being utilized to solve the mathematical equation. Reliability, Availability, M.T.T.F., Busy Period and Cost effectiveness of the system have been computed. The repairs from state $S_7$ to $S_0$, $S_8$ to $S_0$, $S_9$ to $S_0$ and $S_{11}$ to $S_0$ have two types namely exponential and general. Joint probability distribution of repair rate from $S_7$ to $S_0$, $S_8$ to $S_0$, $S_9$ to $S_0$ and $S_{11}$ to $S_0$ is computed by Gumbel-Hougaard family of copula. Some particular cases of the system have also been derived to see the practical importance of the model.

• Computers and Concrete
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• 제25권5호
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• pp.447-460
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• 2020

This paper deals with the characteristics of reinforcement corrosion in concrete beams under the influence of sustained loads. The evolution and distribution laws of the reinforcement corrosion were measured periodically over time. The results show that sustained load exhibits a pronounced exacerbating effect on the reinforcement corrosion, and enlarges the nonuniformity level of corrosion as the load level increases. Accompanied with the continuous formation of the rust, the corrosion rate was also observed to be highly nonlinear and time-dependent. Moreover, to visually and quantitatively analyze the distribution of reinforcement corrosion, the 3D scanning technology combined with the probability statistics analysis was adopted, and the observed nonuniformity can be well described by the Gumbel distribution. Finally, an approach based on the three-phase spherical model was proposed to estimate the reinforcement corrosion, taking account of the effects of sustained load on the changes of concrete porosity and oxygen diffusivity.

• 한국물환경학회지
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• 제39권4호
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• pp.302-315
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• 2023

Distribution characteristics and altitudinal gradient of four species (E. strigata, E. separigata, E. orientalis-sachalinensis group) of the mayfly genus Ephemera (Order Ephemeroptera) were analyzed with probability distribution models (exponential, normal, lognormal, logistic, Weibull, gamma, beta, Gumbel). Data was collected from 23,846 sampling units of 6,787 sites in Korea from 2010 to 2021. The beta distribution model showed the best fit for positively skewed E. orientalis-sachalinensis and little-skewed E. strigata along with altitudinal gradient. The reversed lognormal distribution model showed the best-fit for negatively skewed E. separigata. E. orientalis-sachalinensis distributed at the range of altitude 1~700 m (mean 251 m, median 226 m, mode 124 m, and standard deviation 161 m), E. strigata distributed at the range of altitude 5~871 m (mean 474 m, median 478 m, mode 492 m, and standard deviation 200 m), E. separigata distributed at the range of altitude 7~846 m (mean 620 m, median 659 m, mode 760 m, and standard deviation 181 m). Altitudinal habitat suitability ranges were estimated to be 42~257 m for E. orientalis-sachalinensis, 335~644 m for E. strigata, and 641~824 m for E. separigata. Based on the altitudinal spectrum of suitability and altitude-related temperature analysis results, E. orientalis-sachalinensis was estimated to be thermophilic, E. strigata to be mesophilic, and E. separigata to be thermophobic. This is the first national-scale evaluation of the altitudinal distribution of Ephemera in Korea. These results will be used in a further research study on altitudinal shift of the species of Ephemera under climate change.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5B호
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• pp.441-452
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• 2009

본 연구에서는 IPCC DDC를 통해서 제공되는 월 단위 기후모형의 결과를 바탕으로 일 강수를 발생할 수 있는 일 강수 발생모형을 제안하고, 이를 이용해 기후변화가 일 강수빈도에 미치는 영향평가 기법을 기상청산하 서울지점을 대상으로 제시하고자 하였다. 본 연구에서 제안하는 일 강수발생모형은 2 state 마코브 체인 모형을 기반으로 개발되었으며, 강수를 발생시키는데 필요한 천이확률과 강수의 양을 결정짓는 Gamma-2 분포의 규모매개변수 및 형상매개변수는 회귀분석에 의한 월총강수량과의 관계를 통해서 산정되었다. 제시된 회귀분석 결과에 기후모형으로부터 K-NN방법에 의해서 서울지점으로 축소된 월 총강수량을 적용하여 기후변화가 고려된 일 강수를 발생시켰다. 기후모형으로는 BCM2모형을 사용하였으며, 20c3m 시나리오를 기준시나리오로 하여 A2 시나리오에서의 일 강우빈도의 차이를 산정하여 관측된 일 강우 빈도에 적용하였다. 빈도해석을 위한 분포형으로는 Gumbel분포를 선정하였으며, 매개변수 추정을 위하여 확률가중모멘트 방법을 적용하였다. 연구결과 미래 서울지역의 빈도별 일 강수량은 2020s에는 다소 감소, 2050s, 2080s 에는 다소 증가하는 것으로 예상 되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3A호
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• pp.189-197
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• 2009

본 연구에서는 신뢰도기반 도로교설계기준을 위한 새로운 활하중모형을 개발하기 위하여 수집된 자료를 분석하고 단일차량의 하중효과를 구하였다. 신뢰도기반의 설계기준을 위해서는 합리적 하중모형과 함께 하중의 통계적 특성의 구축이 중요하다. 활하중의 통계적 특성의 구축을 위하여 본 연구에서 수집한 4개 지역의 자료와 타연구에서 수집된 4개지역의 자료를 이용하였다. 차량의 자료는 WIM 또는 BWIM시스템을 이용하여 신뢰할 수 있는 자료를 수집하였다. 수집된 자료로부터 대표적인 차량의 종류를 구분하였으며 각 차종별 대표적인 크기 및 중량분포를 구하였다. 각 차종별 총중량의 확률분포는 상위 20%의 자료를 극한분포(Gumbel분포)로 가정하고 확률지상에서의 선형추세선을 이용하여 100년 최대중량을 예측하였다. 예측된 차량중량에 따른 하중효과를 10-200 m까지의 지간별로 분석하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.35-43
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• 1999

The purpose of this study is to derive the optimal methodology estimating the changes of fluvial hydraulic characteristics due to semi-covering work of urban stream. First, after collecting the data of the daily maximum rainfall of Chungju gaging station, the frequency analysis was carried out with frequency factor method, which includes normal, two-parameter and three-parameter lognormal, Gumbel-Chow, pearson type III, log-pearson type III distribution, and the goodness of fit test was executed by $x^2$-test and Kormogorov-Smimov test. Using the SCS method, the effective rainfall was estimated and the peak flow was calculated by the area-routing method. The HEC-2 model was applied to calculate water surface profiles for steady, gradually varied flow at Kyohyun river system in Chungju city. The model was applied to floodplain and riverbed management to evaluate flood way encroachments and to delineate flood hazard by riverside roadway construction. The model also was used to evaluate effects on water surface profiles of river improvement and levees as well as the presence of bridges or other hydraulic structures in the floodplain.