• 제목/요약/키워드: Poisson process.

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통계적 3차 모멘트 기반의 목적함수를 이용한 NSRP 모형의 극치강우 재현능력 평가 (Evaluation of extreme rainfall estimation obtained from NSRP model based on the objective function with statistical third moment)

  • 조혜미;김용탁;유재웅;권현한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권7호
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    • pp.545-556
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    • 2022
  • 수공구조물 설계 및 수자원 계획에서는 목표연도 이상의 수문기상자료를 활용하는 것이 추천된다. 강우 자료의 확장을 위해 추계학적 강수 모의 모형을 활용하는데, Bartlett-Lewis Rectangular Pulse Modified Model (BLRPM)과 Neyman-Scott Rectangular Pulse Model(NSRPM)이 대표적이다. 이 모형들은 확률분포의 매개변수 조합을 통해 추정되는 통계적 모멘트와 관측값의 통계적 모멘트를 반복 비교하여 최적 매개변수를 추정한다. 그러나 상대적으로 적은 관측값을 이용하여 매개변수를 추정하는 것은 부적절하게 정의된 문제(ill-posed problem)에 해당하며, 최적화 과정에서 매개변수 추정이 어려울 뿐만 아니라, 매개변수의 변동성도 매우 크다. 또한, 일부 연구에서 드러나듯이, 모형 매개변수 추정과정에서 다양한 목적함수를 활용해도 2차 모멘트에 국한되어 있어, 극치 강수량 재현에는 한계가 있다. 따라서 본 연구는 3차 모멘트를 포함한 목적함수를 활용하여 NSRPM 매개변수를 추정하고, 기존 2차 모멘트를 이용한 매개변수 접근방법과 극치강수량 재현 측면에서 비교를 수행하였다. 그 결과, 목적함수의 왜곡도 포함 여부에 따라 1, 2차 모멘트는 큰 차이를 나타내지 않았지만, 극치강우 재현 측면에서는 왜곡도를 포함한 경우가 포함하지 않은 경우보다 개선된 결과를 나타냈다.

야전운용제원을 이용한 5.56 mm 소총 신뢰도 분석 (Reliability Analysis Using Field-Data of 5.56 mm Rifle)

  • 신태성;서현수;이호준;최시영;길현준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.584-591
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    • 2020
  • 무기체계에 있어서 신뢰도는 중요한 요소이다. 신뢰도가 낮으면 무기체계가 제대로 기능하지 못할 가능성이 높으며, 이는 우리군의 전투력 약화로 직결된다. 본 논문에서는 현재 우리 군이 개인화기로 사용하는 5.56 mm 소총의 구조를 총열, 윗총몸, 노리쇠집, 가스활대, 복좌용수철 및 밀대, 아랫총몸, 개머리 총 7개의 조립체로 분류하고, 소총이 정상작동하기 위한 8대 기능에 대하여 설명하였다. 또한 소총의 신뢰도의 개념을 고장 간 평균사격발수(MRBF: Mean Round Between Failure, 이하 MRBF)로 정의하고, 수리가능 시스템에 대한 신뢰도 분석 이론으로서 포아송 과정 모형과 이 모형에 대한 추세를 검정하기 위한 방법으로 TTT(Total Time on Test, 이하 TTT) 도시방법에 대하여 설명하였다. 다음으로 소총의 고장을 주기성 교환품목을 제외한 부품의 교환으로 정의하여 획득한 야전운용제원을 정제하였으며, 정제된 야전운용제원을 MINITAB 프로그램에 입력하여 신뢰도를 분석하였다. 그 결과 소총의 신뢰도는 251.73발로 분석되었으며, 소총의 조립체별 신뢰도 분석을 통해 개선이 필요한 조립체로 총열, 아랫총몸, 개머리 조립체를 식별하였고, 개선이 필요한 세부 부품 10가지를 식별하였다. 마지막으로 현재 획득 가능한 야전운용제원을 이용한 신뢰도 분석의 한계점에 대하여 고찰하였다.

변액연금보험의 최저연금적립금보증과 점프리스크 (Guaranteed Minimum Accumulated Benefit in Variable Annuities and Jump Risk)

  • 권용재;김소연
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제20권11호
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    • pp.281-291
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    • 2020
  • 본 연구는 변액연금보험 보증준비금 산정을 위해 보험업감독업무시행세칙에 제시된 표준자산 등을 가우스-포와송 점프확산과정으로 추정해보고 점프위험에 대한 고려가 변액연금보험 최저연금적립금보증의 보증수수료율과 보증위험 측정에 미치는 영향을 살펴본다. KOSPI 200을 제외한 모든 자산의 수익률 분포가 두터운 꼬리(fat tail)를 가져 다수의 자산수익률에 점프가 존재하고 있음을 확인하였다. 변액연금보험의 최저연금적립금보증 현금흐름을 분석한 결과 국내주가지수와 해외주가지수(원화)는 점프위험을 고려할 경우 보증수수료율과 보증위험이 감소하며 이는 자산모형에 점프위험이 고려되면서 변동성이 감소하는 효과에 기인한 것이다. 반면 국내채권지수와 해외채권지수(원화)의 경우 점프위험 고려 시 래칫형 보증을 중심으로 보증수수료율과 보증위험의 수준이 다소 증가한다. 마지막으로 해외주가지수(달러화)와 해외채권지수(달러화)는 래칫형 보증을 중심으로 동종지수의 원화지수와 반대의 결과가 나타난다. 요컨대 수익률 점프를 고려하지 않을 경우 보증수수료율과 보증위험이 과소 또는 과대평가될 수 있음을 보여준다.

수정 표준강수지수의 제안 및 적용 (A Modified Standardized Precipitation Index (MSPI) and Its Application)

  • 류소라;유철상
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제37권7호
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    • pp.553-567
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    • 2004
  • 본 연구에서는 SPI의 문제점을 보완하는 측면에서 수정 SPI(MSPI)를 제안하고, 이를 서울지점의 가물분석에 적용하여 비교하였다. MSPI는 강수량을 이동평균하기 전에 정규화 하는 과정을 추가하는 경우로 SPI가 강수의 절대량을 이월하는 반면 MSPI는 강수의 상대량을 이월하는 형태를 가지게 된다. 서울지점 월강수량자료는 1777년-1996년까지의 것으로 각각 전체자료 및 1900년을 전후로 한 장기건조기의 전반부 및 후반부를 따로 분석하여 비교될 수 있도록 하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) MSPI가 SPI에 비해 보다 현실적인 결과를 준다. 이는 1900년도 전후로의 장기건조기가 포함된 기록과 포함되지 않은 기록을 분석한 결과의 비교에서 확인되었다. (2) MSPI는 SPI에 비해 극단적인 강수사상에 덜 민감한 결과를 준다. 장기건조기의 전반부 및 후반부에 대해 MSPI를 적용한 결과를 비교하면 가뭄의 발생가능성은 보통 가뭄의 경우는 대체로 비슷하나 아주 심한 가뭄의 경우는 약간 줄어들었음을 파악할 수 있다(재현기간 약 18년에서 16년으로). 그러나 가뭄 발생 시 그 지속기간은 전반부에 비해 후반부가 길게 나타나고 있다(아주 심한 가뭄의 경우 약 2개월에서 2.5개월로). 이러한 결과는 상대적으로 극단적인 결과로 나타내는 SPI(아주 심한 가뭄의 경우 재현기간은 약 25년에서 10년으로, 지속기간은 1.5개월에서 3.5개월로)에 비해 보다 현실적이라고 판단할 수 있다.

EB기법을 이용한 사고잦은 곳 개선사업 우선순위 판정기법 개발 (Development of Evaluation Model for Black Spot Improvement Priorities by using Emperical Bayes Method)

  • 정성봉;황보희;성낙문;이선하
    • 대한교통학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.81-90
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    • 2009
  • 도로 네트워크의 안전 관리는 기본적으로 교통안전 조사를 위한 사이트(교통사고 잦은 지점) 선정, 안전문제에 대한 진단, 잠재적 위험요소들에 대한 가능한 대안 선정, 주어진 예산 제약 하에 대안간의 우선순위 결정과 같은 순서로 이루어진다(Persaud, 2001). 효율적인 안전 조사를 위해 요구되는 지점(교통사고 잦은 지점) 선정에 대한 과정은 매우 중요하다. 이에, 본 연구는 인천시 4지 신호 교차로 중 교통사고 잦은 지점으로 선정된 지점의 3년간(2004~2006년) 사고 자료와 기하구조 자료를 이용하여 EB 기법 이용 시 필요한 사고예측모델을 개발하였다. 또한, 교통사고 잦은 지점을 선정하는데 있어 현재 우리나라에서 적용되고 있는 단순사고건수와 심각도를 고려하여 선정된 우선순위와 단순사고건수 대신 EB 기법을 이용하여 예측된 사고건수를 이용하여 선정된 우선순위 비교를 통해 기존 방법의 한계를 제시하고 합리적인 예측모형 개발 필요성을 보여주고자 하였다. 분석 결과, 총 사고건수 추정 시 기존의 사고 예측 방법인 비선형 회귀모형과 EB 기법의 결과 값 모두 예측력이 높은 것으로 나타났지만 지점별 사고건수 예측력을 함께 고려할 경우엔 EB 기법이 비선형 회귀 모형(포아송)의 결과보다 예측력이 좋은 것으로 나타났다. 또한, 도출된 우선순위 비교 결과 대부분의 지점의 우선순위는 크게 변동이 없었으나, 서해4거리 등 몇 개 지점의 개선우선순위에는 상당한 변동이 발생하는 것으로 나타났다. 이는 실제 사고건수를 이용할 경우 발생하는 RTM문제를 본 연구에서 제안한 기법을 사용할 경우 해결가능하다는 것을 시사한다.

소규모 감귤원에서 네눈쑥가지나방 유충의 공간분포 특성에 대한 이해 (Spatial Distribution Pattern of Ascotis selenaria (Lepidoptera: Geometridae) larvae in a Small-Scale of Citrus Orchard)

  • 최경산;김동순
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.243-248
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    • 2013
  • 본 연구는 네눈쑥가지나방 유충의 공간분포 특성을 분석하여 산란처와 관련된 유충의 감귤원 내로 정착과정을 이해하고자 실시하였다. 노지와 하우스 모두 감귤나무에서는 알이 발견되지 않았고, 부지화 시설재배 하우스의 방충망에서 발견되었다. 시설재배 부지화에서 네눈쑥가지나방 유충은 통계적으로 유의하게 집중분포를 보였다. 온주밀감 노지재배원에서 분산지수(ID)는 전체적으로 1.0내외로 약한 집중 정도를 나타냈다. 하지만, 검정통계량인 d-값은 대부분 조사일에 -1.96에서 1.96 사이에 있어 임의분포가 통계적으로 유의하였다. 집중정도를 나타내는 GI 지수는 전체적으로 낮아 집중정도가 약하였으며, 집중분포로 검정된 경우에도 집중정도는 크지 않았다. 네눈쑥가지나방 유충수의 빈도분포는 포아송(임의분포)과 음이항 분포(집중분포)를 동시 만족시키는 경우가 많았다. 또한 유충 공간분포의 시간적 변화는 초기 정착지점에서 분산하는 양상이 아니라 무작위로 외부로부터 비산하여 새로 정착되는 양상을 보였다. 기타 시설과 노지감귤원에서 네눈쑥가지나방 유충 공간분포 양상의 차이에 대하여 고찰하였다.

신설 도시부 도로의 장래 교통량 변화를 반영한 교통사고 예측모형 개발 (Development of Traffic Accident Prediction Models Considering Variations of the Future Volume in Urban Areas)

  • 이수범;홍다희
    • 대한교통학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.125-136
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    • 2005
  • 현재 도로사업의 타당성 조사 시 사용하는 교통사고 감소편익 산정시 도로등급별로 사고율을 일률적으로 적용하고 있고, 도로특성 및 V/C에 따른 특성이 고려되고 있지 못하고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 도로유형별 V/C 및 교통 특성을 반영하여 사고를 예측할 수 있는 모형을 개발하여 도로의 신설 및 개량에서 그 도로의 안전성을 평가할 수 있는 방법론을 제시하였다. 본 연구에서는 초기 단계로서 도시지역 도로를 대상으로 하여 모형을 개발하였다. 우선 도로유형별로 사고에 영향을 미치는 요인을 선정하였다. 이 때 선정 기준은 도로설계단계에서 획득할 수 있는 자료를 위주로 선정하였으며. 교통량, 중앙분리대의 유 무, 교차점수. 연결로수, 횡단신호등수 그리고 차로수를 선정하였다. 각 요인과 사고와의 관계를 분석해 본 결과 모두 통계적으로 유의한 수준에서 상관성이 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 도로의 등급 및 V/C에 따라 4가지 유형으로 분류하고, 각각에 대하여 포아송 선형회귀식을 통하여 사고예측모형을 도출하였으며, 실제 자료를 이용하여 검증하였다. 검증결과 모형식의 결과가 실제 사고 자료에 대해 비교적 양호하게 추정력을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 V/C에 따른 도로유형별 사고예측모형을 개발함으로써 도로의 물리적인 특성으로 인한 교통사고예측이 가능하고, 이 결과를 도로의 신설 및 개량에 대한 타당성 조사시 사고비용을 추정하는데 활용할 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서 이용한 자료가 전라북도 한 지역으로 한정되어있어 전국적인 대표성을 지니는 데에는 한계가 있을 수 있다는 사실을 밝히고자한다.

δ-좌표계에서 동수압 계산 수중벽체 인근흐름 수치모형실험 (Modeling Three-dimensional Free Surface Flow around Thin Wall Incorporation Hydrodynamic Pressure on δ-coordinate)

  • 김효섭;유호준;진재율;장창환;이정수;백승원
    • 한국습지학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.327-336
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    • 2014
  • 물에 잠긴 얇은 벽은 잠제 사각형 블록의 극단적인 경우라고 할 수 있으며, 하천이나 해안지역에서 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 잠제구조물의 얇은 벽 주위 흐름과 압력을 계산하기 위하여 동수압이 포함된 ${\sigma}$-격자체계의 3차원 수치모델을 수행하였고, 그 주변의 유속 흐름을 파악하였다. ${\sigma}$-격자체계는 완경사 하상에 유동 시뮬레이션을 적용할 수 있는 강력한 장점을 가지고 있다. 반면에 ${\sigma}$-격자체계는 하상에 날카로운 구조물등에 대한 해석에는 한계를 갖고 있다. 동압력 계산은 직교격자 시스템에서만 유효하다. CST3D시스템 내에 SOLA 기법을 ${\sigma}$-격자체계에 맞게 수정하여 채택하였다. 모델은 2차원 수조에서의 1차원 전자자기식유속계를 통한 관측자료를 통하여 검증하였고, 정수압 가정의 ${\sigma}$-격자체계 수치모형과의 비교를 통하여 정량적인 비교 검토를 수행하였다. 전체적으로 계산된 수평유속과 측정된 수평유속이 유사한 것으로 나타났다. 수리모형실험을 통한 관측자료의 결과를 수치모형이 10% 이내로 정확하게 모의하였고, 관측자료와 대조하였을시 와도의 분포를 유사하게 재현하였다. 수정 SOLA 방식을 채택하여 동수압이 고려되었고, ${\sigma}$-격자체계에 적용한 본 연구는 실제 관측자료를 잘 재현하였으며, 하구, 하천등의 구조물 주변에서의 유속분포를 검증할 시 매우 유용한 것으로 판단된다.

시스템 내 고객 수에 따라 서비스율과 도착율을 조절하는 M/G/1/K 대기행렬의 분석 (Analysis of an M/G/1/K Queueing System with Queue-Length Dependent Service and Arrival Rates)

  • 최두일;임대은
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.27-35
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    • 2015
  • 대기행렬 시스템에는 고객들의 대기시간이 지나치게 길어지는 것을 막기 위해 다양한 정책들이 적용되는데, 본 연구에서는 고객숫자에 따른 제어 정책을 갖는 유한용량 M/G/1/K 대기행렬을 분석한다. 고객의 숫자에 따라 서버의 서비스율과 고객의 도착율을 조절하는 정책이다. 두 개의 한계점(thresholds) $L_1$$L_2$($${\geq_-}$$L1)를 설정하고 시스템 내 고객의 숫자가 $L_1$보다 작을 때는 시스템은 보통(또는 상대적으로 느린)의 서비스율(service rate)과 보통의 도착율(arrival rate)을 갖는다. 고객의 숫자가 증가하여 $L_1$이상이고 $L_2$보다 작으면 도착율은 그대로 이지만 서비스율을 증가시켜 빠르게 서비스한다. 이후 고객의 숫자가 더욱 증가하여 $L_2$ 이상이면 고객의 도착율도 작은 값으로 바꾸어 고객을 덜 입장시킨다. 위 정책을 갖는 M/G/1/K 대기행렬을 내재점 마코프 체인과 준-마코프 과정을 이용하여 분석하고 수치예제를 제시한다.

셰일저류층의 다단계 수압파쇄에서 응력그림자 효과를 고려한 균열형태 분석 (Analysis of Hydraulic Fracture Geometry by Considering Stress Shadow Effect during Multi-stage Hydraulic Fracturing in Shale Formation)

  • 유정민;박혜민;왕지훈;성원모
    • 한국가스학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.20-29
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    • 2021
  • 투과성이 낮은 셰일층에서의 다단계 수압파쇄 시, 파쇄단계 간의 서로 근접한 균열로 인해 지층 간 응력간섭이 발생하는 '응력그림자효과'가 나타날 수 있다. 이로 인해 균열의 전파 방향성이 변화하거나 비정형적인 형태의 균열이 발생하게 된다. 본 연구에서는 응력그림자효과의 영향에 따른 수압파쇄 균열형태와 생산성을 분석하고자 상용 수압파쇄 시뮬레이터 full-3D모델인 'GOHFER'를 사용하였다. 균질한 저류층 모델에서 응력그림자효과 고려 유무에 따른 분석을 수행하였다. 또한 지력학적 물성이 다른 두 셰일층에서 수압파쇄 모델링을 수행하여 영률과 포아송비에 따른 응력그림자효과를 분석하였다. 선행 파쇄단계의 균열로 인한 응력변화는 최대/최소 주응력을 역전시켜 T-방향보다는 생산성이 미비한 L-방향 균열이 주로 형성되었다. 또한 Marcellus 셰일의 경우 연성 특성을 갖는 Eagle Ford 셰일에 비해 높은 취성으로 인해 균열의 폭이 더 두껍게 형성되어 균열 체적이 더욱 크게 산출되었다. Marcellus 셰일지층의 영률이 Eagle Ford 셰일에 비해 크게 낮기 때문에 stage 2에서 응력그림자효과의 영향을 적게 받는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼 응력그림자효과는 균열 간의 간격 뿐만 아니라 지력학적 물성에 따라서도 크게 달라진다. 그러므로 좀 더 정확한 균열 형태와 현실성 있는 생산성 예측하기 위해 응력그림자효과는 고려되어야 한다.