• Communications for Statistical Applications and Methods
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• 제14권3호
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• pp.517-530
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• 2007

We studied a modelling process for unimodal and multimodal circular data by using von Mises and its mixture distribution. In particular we suggested EM algorithm to find ML estimates of the mixture model. Simulation results showed the suggested methods are very accurate. Applications to two kinds of real data sets are also included.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제13권1호
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• pp.59-66
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• 2013

In this paper, we propose a probabilistic framework for model-based clustering of direction of arrival (DOA) data to obtain stable sound source localization (SSL) estimates. Model-based clustering has been shown capable of handling highly overlapped and noisy datasets, such as those involved in DOA detection. Although the Gaussian mixture model is commonly used for model-based clustering, we propose use of the von Mises mixture model as more befitting circular DOA data than a Gaussian distribution. The EM framework for the von Mises mixture model in a unit hyper sphere is degenerated for the 2D case and used as such in the proposed method. We also use a histogram of the dataset to initialize the number of clusters and the initial values of parameters, thereby saving calculation time and improving the efficiency. Experiments using simulated and real-world datasets demonstrate the performance of the proposed method.

• 응용통계연구
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• 제25권4호
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• pp.651-659
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• 2012

In this paper we developed a statistical model for circular data with noises. In this case, model fitting by single circular model has a lack-of-fit problem. To overcome this problem, we consider some mixture models that include circular uniform distribution and apply an EM algorithm to estimate the parameters. Both von Mises and Wrapped skew normal distributions are considered in this paper. Simulation studies are executed to assess the suggested EM algorithms. Finally, we applied the suggested method to fit 2008 EHFRS(Epidemic Hemorrhagic Fever with Renal Syndrome) data provided by the KCDC(Korea Centers for Disease Control and Prevention).

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제21권2호
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• pp.241-250
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• 2010

원형자료에 대한 모형화 분석은 주로 von Mises 분포를 비롯한 대칭형의 경우를 중심으로 많은 연구가 이루어져 왔다. 최근 선형자료의 분석에서 다양한 비대칭의 자료에 적합한 왜정규분포의 활용에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 본 논문에서는 Pewsey (2000a)에 의해 처음 소개된 겹친왜정규분포를 이용한 비대칭의 원형자료에 대한 적합을 다루었다. 특히 비대칭 다봉형 원형자료의 적합을 위해 겹친왜정규혼합분포를 제안하고, EM 알고리즘을 통한 모수추정 과정을 제시하였다. 모의실험을 통해 EM 알고리즘을 통한 모수추정의 정확성을 확인하고, 실제 지방국도의 일일교통량 자료의 모형화 분석에 적용하였다.

• 응용통계연구
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• 제24권3호
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• pp.547-557
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• 2011

본 논문에서는 우리나라 지방국도의 특정지점에서 수집된 교통량 자료를 이용하여 일일 시간교통량 추정모형을 개발하였다. 본 연구의 특징은 일일 24시의 시간변수를 원형변수로 취급하고, 지방부 교통량 자료의 특성상 출퇴근 시간에 교통량이 집중되는 이봉형의 현상을 감안하여 원형분포의 혼합모형을 고려하였다. 또한 시간대별 교통량의 분포가 요일에 따라 유사한 패턴을 가지는 데 착안하여 요일별 모형을 제시하였다. 혼합원형분포의 모수추정에는 EM알고리즘이 사용되었으며, 모형의 성능비교를 위해 가변수 회귀모형과의 비교를 실시하였다. 제시된 요일별 지방국도의 시간교통량 적합모형은 계측기의 손상 등으로 인한 교통량 결측자료의 추정에 효과적으로 사용될 수 있다.

• Smart Structures and Systems
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• 제21권5호
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• pp.591-600
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• 2018

The probabilistic characterization of wind field characteristics is a significant task for fatigue reliability assessment of long-span railway bridges in wind-prone regions. In consideration of the effect of wind direction, the stochastic properties of wind field should be represented by a bivariate statistical model of wind speed and direction. This paper presents the construction of the bivariate model of wind speed and direction at the site of a railway arch bridge by use of the long-term structural health monitoring (SHM) data. The wind characteristics are derived by analyzing the real-time wind monitoring data, such as the mean wind speed and direction, turbulence intensity, turbulence integral scale, and power spectral density. A sequential quadratic programming (SQP) algorithm-based finite mixture modeling method is proposed to formulate the joint distribution model of wind speed and direction. For the probability density function (PDF) of wind speed, a double-parameter Weibull distribution function is utilized, and a von Mises distribution function is applied to represent the PDF of wind direction. The SQP algorithm with multi-start points is used to estimate the parameters in the bivariate model, namely Weibull-von Mises mixture model. One-year wind monitoring data are selected to validate the effectiveness of the proposed modeling method. The optimal model is jointly evaluated by the Bayesian information criterion (BIC) and coefficient of determination, $R^2$. The obtained results indicate that the proposed SQP algorithm-based finite mixture modeling method can effectively establish the bivariate model of wind speed and direction. The established bivariate model of wind speed and direction will facilitate the wind-induced fatigue reliability assessment of long-span bridges.

• 대한교통학회지
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• 제25권4호
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• pp.109-121
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• 2007

자료결측의 심각성은 현실적으로 거의 대부분의 조사에서 발생한다. 비단 교통분야뿐만 아니라 인문사회 분야나 기상학, 생물학, 지구과학 등 모든 분야에서 인력식이든 기계식이든 조사 방식에 관계없이 발생한다. 교통자료 수집장비에서의 자료결측의 발생은 현실적으로 불가피한 현상으로 볼 수 있으며, 이와 같은 자료 수집과정에서 발생하는 결측을 신뢰성있게 추정하여 보정하였던 선행연구의 대부분은 교통량 자료의 결측값 보정시 통계적 검증없이 시간적인 임의의 종속성만 고려함으로서, 보정 성능이 떨어지는 단점을 노출하고 있다. 이들 연구에서 적용했던 기법들 또한, 교통량 자료가 가지고 있는 가장 큰 특징인 주기적 순환성(periodic circularity)이 제대로 반영되지 못함으로서 적용상 한계를 노출하고 있다. 본 연구는 현실적으로 거의 대부분의 조사과정에서 발생하는 자료결측의 심각성에 대한 인식을 토대로 대안으로 순환분포모형을 제안하였다. 이러한 자료결측 현상에 대응하고자 하였던 기존의 ad-hoc 또는 heuristic 보정 기법과 모형 기반 및 알고리즘 기반의 보정 기법에 관한 선행 연구의 고찰을 통하여 이들 기법들의 한계점을 확인하였다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제21권5호
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• pp.863-871
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• 2010

지금까지 원형자료의 적합에 대한 연구는 주로 von Mises, 겹친왜정규 분포를 비롯하여 주로 완만한 봉우리를 가지는 대칭 및 비대칭의 경우에 대해 수행되어 왔다. 본 논문에서는 뾰족한 봉우리를 가지며 정점을 중심으로 비대칭의 경향이 심한 첨봉형의 비대칭 원형자료에 대한 적합을 다루었다. 최근 Jammalamadaka와 Kozubowski (2003)가 소개한 겹친라플라스 분포와 그의 혼합분포를 중심으로 단봉형 및 다봉형의 원형자료에 대한 모형화 과정을 다루었다. 특히 혼합분포의 모수추정을 위해 EM 알고리즘을 사용하였으며, 모의실험을 통해 그 정확도를 확인하였다.

• Advances in materials Research
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• 제9권2호
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• pp.115-131
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• 2020

Limit elastic speed analysis of Al/SiC-based functionally graded annular disk of uniform thickness has been carried out for two cases, namely: metal-rich and ceramic rich. In the present study, the unknown field variable for radial displacement is solved using variational method wherein the solution was obtained by Galerkin's error minimization principle. One of the objectives was to identify the variation of induced stress in a functionally graded disk of uniform thickness at limit elastic speed using modified rule of mixture by comparing the induced von-Mises stress with the yield stress along the disk radius, thereby locating the yield initiation. Furthermore, limit elastic speed has been reported for a combination of varying grading index (n) and aspect ratios (a/b).Results indicate, limit elastic speed increases with an increase in grading indices. In case of an increase in aspect ratio, limit elastic speed increases up to a critical value beyond which it recedes. Also, the objective was to look at the variation of yield stress corresponding to volume fraction variation within the disk which later helps in material tailoring. The study reveals the qualitative variation of yield stress for FG disk with volume fraction, resulting in the possibility of material tailoring from the processing standpoint, in practice.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제2권2호
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• pp.65-72
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• 2001

This paper demonstrates an explicit-implicit, finite element analysis for linear as well as nonlinear hygrothermal stress problems. Additional features, such as moisture diffusion equation, crack element and virtual crack extension(VCE) method for evaluating J-integral are implemented in this program. The Linear Elastic Fracture Mechanics(LEFM) Theory is employed to estimate the crack driving force under the transient condition for an existing crack. Pores in materials are assumed to be saturated with moisture in the liquid form at the room temperature, which may vaporize as the temperature increases. The vaporization effects on the crack driving force are also studied. The ideal gas equation is employed to estimate the thermodynamic pressure due to vaporization at each time step after solving basic nodal values. A set of field equations governing the time dependent response of porous media are derived from balance laws based on the mixture theory. Darcy's law is assumed for the fluid flow through the porous media. Perzyna's viscoplastic model incorporating the Von-Mises yield criterion are implemented. The Green-Naghdi stress rate is used for the invariant of stress tensor under superposed rigid body motion. Isotropic elements are used for the spatial discretization and an iterative scheme based on the full Newton-Raphson method is used for solving the nonlinear governing equations.