• 제목/요약/키워드: Markov chain Monte Carlo simulations

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Understanding reionization and cosmic dawn with galaxies and 21-cm

  • Park, Jaehong;Mesinger, Andrei;Greig, Bradley
    • 천문학회보
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    • 제43권1호
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    • pp.38.3-38.3
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    • 2018
  • The properties of unseen high-redshift sources (and sinks) are encoded in the 3D structure of the cosmic 21-cm signal. Here I introduce a flexible parametrization for high-z galaxies' properties, including their star formation rates, ionizing escape fraction and their evolution with the mass of the host dark matter halos. With this parametrization, I self-consistently calculate the corresponding 21-cm signal during reionization and the cosmic dawn. Using a Monte Carlo Markov Chain sampler of 3D simulations, 21CMMC, I demonstrate how combining high-z luminosity functions with a mock 21-cm signal can break degeneracies, resulting in ~ percent level constraints on early universe astrophysics.

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Bayesian Estimation of Three-parameter Bathtub Shaped Lifetime Distribution Based on Progressive Type-II Censoring with Binomial Removal

  • Chung, Younshik
    • Journal of the Korean Data Analysis Society
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    • 제20권6호
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    • pp.2747-2757
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    • 2018
  • We consider the MLE (maximum likelihood estimate) and Bayesian estimates of three-parameter bathtub-shaped lifetime distribution based on the progressive type II censoring with binomial removal. Jung, Chung (2018) proposed the three-parameter bathtub-shaped distribution which is the extension of the two-parameter bathtub-shaped distribution given by Zhang (2004). Jung, Chung (2018) investigated its properties and estimations. The maximum likelihood estimates are computed using Newton-Raphson algorithm. Also, Bayesian estimates are obtained under the balanced loss function using MCMC (Markov chain Monte Carlo) method. In particular, BSEL (balanced squared error loss) function is considered as a special form of balanced loss function given by Zellner (1994). For comparing theirs MLEs with the corresponding Bayes estimates, some simulations are performed. It shows that Bayes estimates is better than MLEs in terms of risks. Finally, concluding remarks are mentioned.

너울성파랑 정의를 위한 파랑스펙트럼의 형상모수 특성 분석 (Analysis of the Wave Spectral Shape Parameters for the Definition of Swell Waves)

  • 안경모;천후섭;정원무;박등대;강태순;홍성진
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.394-404
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    • 2013
  • 본 연구에서는 너울성파랑을 정의하기 위한 첫 단계로 확률모의실험을 통해 파랑스펙트럼 첨두모수 $Q_p$, 주파수폭대역 모수 ${\varepsilon}$, 파랑스펙트럼 폭 모수 ${\nu}$의 특성들을 분석하였다. 이를 위해 유의파고 및 첨두주기의 결합확률 밀도함수를 새롭게 유도한 후, MCMC(Markov Chain Monte Carlo)기법을 이 함수에 적용하여 가상의 유의파고 및 첨두주기를 생성하였다. 그리고, 이 때 생성된 파랑자료들을 파랑스펙트럼모형에 적용하여 각각에 대한 파랑스펙트럼 형상모수들을 산정한 다음, 각각의 파랑자료들과 파랑스펙트럼 형상모수들의 상관관계 계수를 산정하는 방법으로 각 파랑스펙트럼 형상모수의 특성들을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 파랑스펙트럼 형상모수 중 파랑스펙트럼 첨두모수가 유의파고 및 첨두주기에 관계없이 파랑스펙트럼의 뾰족한 정도를 잘 나타내고 있었는데, 이러한 특성은 후포 및 울릉도 파랑관측자료에서도 동일하게 나타나고 있는 것으로 확인되었다. 너울성파랑 정의를 위한 대표적인 파랑스펙트럼 형상모수로 파랑스펙트럼 첨두모수를 사용하는 것이 가장 적절한 것으로 보인다.

Bayesian methods in clinical trials with applications to medical devices

  • Campbell, Gregory
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제24권6호
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    • pp.561-581
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    • 2017
  • Bayesian statistics can play a key role in the design and analysis of clinical trials and this has been demonstrated for medical device trials. By 1995 Bayesian statistics had been well developed and the revolution in computing powers and Markov chain Monte Carlo development made calculation of posterior distributions within computational reach. The Food and Drug Administration (FDA) initiative of Bayesian statistics in medical device clinical trials, which began almost 20 years ago, is reviewed in detail along with some of the key decisions that were made along the way. Both Bayesian hierarchical modeling using data from previous studies and Bayesian adaptive designs, usually with a non-informative prior, are discussed. The leveraging of prior study data has been accomplished through Bayesian hierarchical modeling. An enormous advantage of Bayesian adaptive designs is achieved when it is accompanied by modeling of the primary endpoint to produce the predictive posterior distribution. Simulations are crucial to providing the operating characteristics of the Bayesian design, especially for a complex adaptive design. The 2010 FDA Bayesian guidance for medical device trials addressed both approaches as well as exchangeability, Type I error, and sample size. Treatment response adaptive randomization using the famous extracorporeal membrane oxygenation example is discussed. An interesting real example of a Bayesian analysis using a failed trial with an interesting subgroup as prior information is presented. The implications of the likelihood principle are considered. A recent exciting area using Bayesian hierarchical modeling has been the pediatric extrapolation using adult data in clinical trials. Historical control information from previous trials is an underused area that lends itself easily to Bayesian methods. The future including recent trends, decision theoretic trials, Bayesian benefit-risk, virtual patients, and the appalling lack of penetration of Bayesian clinical trials in the medical literature are discussed.

Bayesian 모형을 이용한 단일사상 강우-유출 모형의 불확실성 분석 (Uncertainty Assessment of Single Event Rainfall-Runoff Model Using Bayesian Model)

  • 권현한;김장경;이종석;나봉길
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권5호
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    • pp.505-516
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    • 2012
  • 본 연구에서는 국내외에서 범용되고 있는 단일강우사상 모형인 미육군공병단의 HEC-1 모형을 이용하여 대청댐 유역의 실측 강우-유출 사상을 중심으로 강우-유출 모의를 수행하였으며, 매개변수 검정에는 실제 대청댐의 시간당 유입량을 기준으로 검정을 실시하였다. HEC-1 모형에는 매개변수를 자동으로 최적화시키는 프로그램이 내장되어 있으나 본 연구의 대상유역과 같이 다수의 소유역이 있는 경우, 매개변수 추정시 매개변수 중 일부는 수렴되지 못하고 발산하는 문제가 있었으며, 첨두유량의 추정능력 역시 저하되는 문제를 보였다. 따라서 이러한 HEC-1 모형의 매개변수의 불확실성을 고려하기 위한 방안으로 Bayesian 모형을 HEC-1모형에 연동시켜 활용하였으며, 기존 HEC-1 강우-유출 모형에 적용할 수 있는 매개변수 최적화 및 불확실성 정량화를 위해 HEC-1 강우-유출 모형 매개변수는 SCS 1개, Clark 단위도 2개를 Bayesian MCMC 기법을 적용하여 매개변수간 조건부확률로 모의발생을 한 후, Bayesian 모형으로부터 각 매개변수의 사후분포(posterior distribution)를 추정하여 사후분포의 추정이 매개변수의 불확실성 정량화를 수행하였다. 본 연구를 통해 제안된 BHEC-1 모형을 대상으로 대청댐 유역에 실측 강우-유출사상에 대해서 모형의 적합성을 평가한 결과, 7개 유역의 21개의 매개변수가 해의 발산 없이 안정된 매개변수 추정이 가능하였다. 한편, Bayesian 모형을 근간으로 하기 때문에 최종결과로서 매개변수들의 사후분포(posterior)의 추정이 가능하여 향후 홍수빈도곡선 유도, 댐 위험도분석과 기후변화 문제와 같은 다양한 수문학적 문제의 연구에 적용 가능할 것으로 전망된다.