• 제목/요약/키워드: Markov chain monte carlo simulation

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Bayesian Prediction of Exponentiated Weibull Distribution based on Progressive Type II Censoring

  • Jung, Jinhyouk;Chung, Younshik
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제20권6호
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    • pp.427-438
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    • 2013
  • Based on progressive Type II censored sampling which is an important method to obtain failure data in a lifetime study, we suggest a very general form of Bayesian prediction bounds from two parameters exponentiated Weibull distribution using the proper general prior density. For this, Markov chain Monte Carlo approach is considered and we also provide a simulation study.

극치수문자료의 경향성 분석 개념 및 비정상성 빈도해석 (Concept of Trend Analysis of Hydrologic Extreme Variables and Nonstationary Frequency Analysis)

  • 이정주;권현한;김태웅
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권4B호
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    • pp.389-397
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    • 2010
  • 본 논문에서는 극치수문자료의 경향성 분석 개념을 소개하고 이를 빈도해석과 연계시켜 해석하는 방법론을 제시하고자 Gumbel 극치분포를 기반으로, 시간변화에 의한 수문빈도 특성 변화를 모의할 수 있는 Bayesian 모형을 구성하였다. 사후분포의 매개변수는 깁스표본법에 의한 Markov Chain Monte Carlo Simulation을 통해 추정하였으며, 이를 통해 경향성을 고려한 확률강우량과 불확실성 구간을 추정하였다. 또한 경향성을 고려한 확률강우량이 현재 알려진 확률강우량을 초과할 확률을 통해 동적 위험도 해석과정을 소개하였으며, 현재의 경향성에 대해서 시간에 따라 연속으로 추정된 확률밀도함수를 비교하여 수문학적 위험도가 증가할 수 있음을 모의결과를 통해 확인하였다. 이와 더불어 단순히 경향성의 존재여부를 확인하는데 그치지 않고 사후분포를 통해서 통계적 추론을 수행함으로써 경향성에 대한 통계학적인 유의성을 정량적으로 평가할 수 있었다.

수문·수리학적 / 지반공학적 불확실성을 고려한 제방의 복합위험도 산정 (Estimating the compound risk integrated hydrological / hydraulic / geotechnical uncertainty of levee systems)

  • 남명준;이재영;이철우;김기영
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권4호
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    • pp.277-288
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    • 2017
  • 본 연구에서는 발생가능한 홍수시나리오를 기반으로 하천제방의 복합위험도를 산정하고자 하였다. 이를 위해 불확실성을 고려한 수문학적/수리학적/지반공학적의 위험도를 각각 MCMC (Markov Chain Monte Carlo), MCS (Monte Carlo Simulation), FOSM (First-Order Second Moment) 기법을 활용하여 해석하였으며, 이들 각각의 확률을 연계하여 결합확률 형태로 나타내었다. 적용대상 유역은 낙동강에 위치한 강정고령보를 기점으로 상 하류 12.5 km 구간으로 선정하였으며, 구간내의 총 6구간의 제방이 포함된다. 수문시나리오는 제방 월류가 발생하는 100년/200년 빈도 신뢰구간 상한치(97.5%)의 홍수량이 사용되었고, 이에 따른 홍수위 해석을 수행하여 월류위험도를 산정하였으며 월류가 발생하지 않는 구간에서는 침투, 사면안정, 수위급강하 등 제방의 지반공학적 위험도를 산정하였다. 기존 결정론적 위험도 해석보다 확률론적 위험도 해석에 의한 복합위험도가 제방설계에 보다 안정적, 경제적인 상승효과를 가져올 수 있을 것이며, 향후 수변구조물 설계에 지표로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

종이 헬리콥터 낙하해석모델의 통계적 교정 및 검증 (Statistical Calibration and Validation of Mathematical Model to Predict Motion of Paper Helicopter)

  • 김길영;유성범;김동영;김동성;최주호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권8호
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    • pp.751-758
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    • 2015
  • 수학적 해석모델은 물리적 현상을 파악하고 실험비용을 절감하는데 활발하게 사용되지만 편의를 위한 단순화 또는 파라미터가 가지고 있는 불확실성에 의해 해석모델에 의한 예측결과는 실제현상과 차이가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제에 대해 통계적 기법을 이용하여 해석모델의 불확실성을 반영한 교정 및 검증 방법을 종이 헬리콥터를 통해 제시한다. 먼저, 같은 제원의 세 가지 종이 헬리콥터로 실시한 실험 데이터를 각 그룹으로 형성하여 두 가지 낙하해석모델에서 미지의 입력 파라미터인 항력계수를 교정하는데 사용했다. 그리고 확률분포로 예측된 낙하시간을 실험 데이터 분포와 비교하여 해석 모델을 검증하였다. 이 때, Markov Chain Monte Carlo 기법을 활용하여 항력계수의 불확실성을 정량화하였다. 또한 종이 헬리콥터의 그룹별 데이터에 대해 분산분석(Analysis of Variance)를 이용하여 제작오차와 실험오차의 관계를 비교하였고, 각 그룹이 모두 동일한 대상으로 간주해도 됨을 증명하였다.

Bayesian reliability estimation of bivariate Marshal-Olkin exponential stress-strength model

  • Chandra, N.;Pandey, M.
    • International Journal of Reliability and Applications
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    • 제13권1호
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    • pp.37-47
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    • 2012
  • In this article we attempted reliability analysis of a component under the stress-strength pattern with both classical as well as Bayesian techniques. The main focus is made to develop the theory for dealing the reliability problems in various circumstances for bivariate environmental set up in context of Bayesian paradigm. A stress-strength based model describes the life of a component which has strength (Y) and is subjected to stress(X). We develop the Bayes and moment estimators of reliability of a component for each of the three possible conditions, under the assumption that the two stresses (i.e. $X_1$ and $X_2$) on a component are dependent and follow a Bivariate exponential (BVE) of Marshall-Olkin distribution, the strength of a component (Y) following exponential distribution is independent of the stresses. The simulation study is performed with Markov Chain Monte Carlo technique via Gibbs sampler to obtain the estimates of Bayes estimators of reliability, are compared with moment estimators of reliabilities on the basis of absolute biases.

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Markov Chain of Active Tracking in a Radar System and Its Application to Quantitative Analysis on Track Formation Range

  • Ahn, Chang-Soo;Roh, Ji-Eun;Kim, Seon-Joo;Kim, Young-Sik;Lee, Juseop
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권3호
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    • pp.1275-1283
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    • 2015
  • Markov chains for active tracking which assigns additional track illuminations evenly between search illuminations for a radar system are presented in this article. And some quantitative analyses on track formation range are discussed by using them. Compared with track-while-search (TWS) tracking that uses scan-to-scan correlation at search illuminations for tracking of a target, active tracking has shown the maximum improvement in track formation range of about 27.6%. It is also shown that the number and detection probability of additional track beams have impact on the track formation range. For the consideration of radar resource management at the preliminary radar system design stage, the presented analysis method can be used easily without the need of Monte Carlo simulation.

런규칙을 사용한 개량된 경계선 수정계획의 설계와 Markov 연쇄의 적용

  • 박창순
    • 한국품질경영학회:학술대회논문집
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    • 한국품질경영학회 2004년도 품질경영모델을 통한 가치 창출
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    • pp.413-418
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    • 2004
  • The bounded adjustment is known to be more efficient than repeated adjustment when the cost is incurred for engineering process control. The procedure of the bounded adjustment is to adjust the process when the one-step predicted deviation exceeds the adjustment limit by the amount of the prediction. In this paper, two run rules are proposed and studied in order to improve the efficiency of the traditional bounded adjustment procedure. The efficiency is studied in terms of the standardized cost through Monte Carlo simulation when the procedure is operated with and without the run rules. The adjustment procedure operated with run rules turns out to be more robust for changes in the process and cost parameters. The Markov chain approach for calculating the properties of the run rules is also studied.

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베이지안 기법을 이용한 제주지역 극치풍속의 비정상성 빈도해석 (A Nonstationary Frequency Analysis of Extreme Wind Speed in Jeju using Bayesian Approach)

  • 김경민;권현한;권순덕
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권6호
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    • pp.667-673
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    • 2019
  • 지구 온난화로 인해 기후변화가 가속화되고 이에 따라 강풍에 대한 재해가 늘어날 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 시간에 따른 선형 경향성을 고려한 비정상성 빈도해석 모형을 구축하기 위한 방법으로 Bayesian 기법을 적용하였다. 그리고 제주공항 지점의 연 최대풍속자료를 이용하여 극치분포 매개변수들의 사후분포를 추정하고 비정상성 빈도해석을 수행하였다. 재현기간 100년 빈도의 풍속을 추정한 결과를 보면, 경향성이 통계적으로 유의하며 이로 인해 비정상성 빈도해석에 의한 기본풍속이 정상성 빈도해석의 기본풍속보다 크게 추정되고 있다. 이처럼 기상자료의 정상성을 가정한 현재의 빈도해석 절차는 경향성이 존재하는 지역의 경우에 미래의 기본풍속을 과소 추정할 가능성이 크다고 판단된다.

국면전환 임계 자기회귀 분석을 위한 베이지안 방법 비교연구 (A Comparison Study of Bayesian Methods for a Threshold Autoregressive Model with Regime-Switching)

  • 노태영;조성일;이령화
    • 응용통계연구
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    • 제27권6호
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    • pp.1049-1068
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    • 2014
  • 자기회귀 모형(autoregressive model)은 일변량(univaraite) 시계열자료의 분석에서 널리 사용되는 방법 중 하나이다. 그러나 이 방법은 자료에 일정한 추세가 있다고 가정하기 때문에 자료에 분절(structural break)이 존재할 때 적절하지 않을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 국면전환(regime-switching) 모형인 임계자기회귀 모형(threshold autoregressive model)이 제안되었는데 최근 지연 모수(delay parameter)을 포함한 이 국면전환(two regime-switching) 모형으로 확장되어 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 이 국면전환 임계자기회귀 모형을 베이지안(Bayesian) 관점에서 살펴본다. 베이지안 분석을 위해 모수적 임계자기 회귀 모형 뿐만 아니라 디리슐레 과정(Dirichlet Process) 사전분포를 이용하는 비모수적 임계자기 회귀 모형을 고려하도록 한다. 두 가지 베이지안 임계자기 회귀 모형을 바탕으로 사후분포를 유도하고 마코프 체인 몬테 카를로(Markov chain Monte Carlo) 방법을 통해 사후추론을 실시한다. 모형 간의 성능을 비교하기 위해 모의실험을 통한 자료 분석을 고려하고, 더 나아가 한국과 미국의 국내 총생산(Gross Domestic Product)에 대한 실증적 자료 분석을 실시한다.

베이지안 방식에 의한 지구물리 역산 문제의 접근 (A Bayesian Approach to Geophysical Inverse Problems)

  • 오석훈;정승환;권병두;이희순;정호준;이덕기
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제5권4호
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    • pp.262-271
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    • 2002
  • 본 연구에서는 지구물리 자료의 베이지안 역산을 효과적으로 수행하는 방법에 관해 논의하였다. 베이지안 처리에서 가장 문제가 되는 사전확률분포를 구하기 위해 지구통계학적 방법을 적용하였으며, 사후확률분포의 추정을 위해 MCMC(Markov Chain Monte Carlo) 방법을 적용하였다. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 자료의 2차원 역산을 위해 슐럼버저배열 전기비저항탐사 자료와 시추공 자료를 사전 정보로 이용하였으며, 이들 사전정보에 대해 지구통계학적 방법을 적용하여 사전확률분포를 작성하였다. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 자료를 최대 우도함수로 하는 사후확률분포는 차원이 매우 높은 적분을 요구하므로, 이를 추정하기 위해 MCMC기술을 적용하였으며, 보다 효율적인 접근을 위해 Gibbs샘플링 방법을 이용하였다. 그 결과 비모수적 방식으로 사후확률분포를 분석함으로써 보다 신뢰성 있는 해를 구할 수 있었으며, 주변화(marginalization)된 사후확률분포를 이용하여 다양한 분석을 적용할 수 있었다.