• 제목/요약/키워드: Predictive equations

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머신러닝을 이용한 새로운 Munk-type 쇄파파고 예측식의 제안 (Development of a New Munk-type Breaker Height Formula Using Machine Learning)

  • 최병종;남형식;이광호
    • 한국항해항만학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.165-172
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    • 2021
  • 쇄파는 연안류, 표사이동, 충격파압, 에너지소산 등과 같은 연안에서 발생하는 다양한 물리현상과 직접적인 관계가 있으므로 항만 구조물의 설계시 반드시 고려되어야 하는 중요한 설계인자 중 하나이다. 쇄파에 대한 연구들은 쇄파가 가진 고유의 복잡성으로 인해 주로 수리모형실험을 통해 쇄파파고와 쇄파수심 등과 같은 쇄파지표를 예측하기 위한 많은 경험식이 제안되어 왔다. 하지만, 기존의 쇄파지표에 대한 경험식은 일정한 방정식의 가정하에 자료의 통계적 분석을 통해 가정한 방정식의 계수들을 결정하고 있다. 본 연구에서는 회귀 혹은 분류문제와 관련된 다양한 연구분야에 있어서 높은 예측성능을 보여주는 대표적인 선형기반의 머신러닝 기법을 적용하여 천수변형에 의해 발생하는 쇄파의 한계파고를 산정하기 위한 새로운 Munk형식의 경험식을 제안하였다. 새롭게 제안된 쇄파지표식은 단순한 형태의 다항식에도 불구하고 기존의 경험공식과 유사한 예측성능을 보였다.

Estimated pulse wave velocity as a forefront indicator of developing metabolic syndrome in Korean adults

  • Hyun-Jin Kim;Byung Sik Kim;Dong Wook Kim;Jeong-Hun Shin
    • The Korean journal of internal medicine
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    • 제39권4호
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    • pp.612-624
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    • 2024
  • Background/Aims: The predictive value of the estimated pulse wave velocity (ePWV) for the development of metabolic syndrome has not yet been extensively explored. This study aimed to fill this gap by evaluating ePWV as a potential predictor of metabolic syndrome development in middle-aged Korean adults. Methods: Using prospective data obtained from the Ansan-Ansung cohort database, participants without metabolic syndrome at baseline were studied. ePWV was calculated using specific equations based on age and blood pressure. The primary outcome was the incidence of metabolic syndrome during a median follow-up period of 187 months. Results: Among the 6,186 participants, 2,726 (44.1%) developed metabolic syndrome during the follow-up period. ePWV values were categorized into tertiles to assess their predictive value for the development of metabolic syndrome. An ePWV cut-off of 7.407 m/s was identified as a predictor of metabolic syndrome development, with a sensitivity of 0.743 and a specificity of 0.464. Participants exceeding this cut-off, especially those in the third tertile (8.77-14.63 m/s), had a notably higher risk of developing metabolic syndrome. Specifically, the third tertile exhibited a 52.8% cumulative incidence compared with 30.8% in the first tertile. After adjustments, those in the third tertile faced a 1.530-fold increased risk of metabolic syndrome (95% confidence interval, 1.330-1.761). Conclusions: ePWV is a significant predictor of the development of metabolic syndrome. This finding underscores the potential of ePWV as a cardiometabolic risk assessment tool and can thus provide useful information for primary prevention strategies.

지하수 이용량 추정기법 개발 (Development of a Predictive Model for Groundwater Use)

  • 우남칠;조민조;김남종
    • 지질공학
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    • 제4권3호
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    • pp.297-309
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    • 1994
  • 전국 210개 시군을 대상으로 지역별 지하수 이용량을 예측하는 기법을 개발하였다. 우선 210개 대상지역은 각 지역 지하수 이용 특성에 따라 생활형, 공업형, 농업형 지역으로 대분하고, 이들로부터 각 지역별 특성을 잘 나타내는 표본(생활형 22개 : 공업형 8개 : 농업형 32개)지역을 선정하였다. 이 지역에서 지하수 이용에 연관 가능한 인자들로 1) 농지면적, 2) 공업부지 면적, 3) 행정단위 면적, 4) 인구, 5) 지하수원 상수도 시설용량, 6) 1인 1일 평균수량, 7) 농업용수 사용량, 8) 공업용수 사용량, 9) 생활용수 사용량, 10) 상수도 보급률 등을 선정하고 이들의 자료를 수집 분석하였다. 이들과 지역별 지하수 이용량과의 관계를 분석한 결과 얻어진 상관계수를 t-test 방법으로 신뢰도 95%와 99%에서 그 관계의 중요성을 검증하였고, 이로부터 영향인자를 도출하였다. 이와 같이 도출된 영향인자들을 사용하여, 다중 회기분석법으로 생공형 지역과 농업형 지역에서의 지하수 이용량을 추정하는 관계식을 두출하였고, 이 식으로부터 얻어진 예측치를 실제 이용량과 비교하여 그 오차의 RMS를 최소화하도록 보정하였다. 이 모델은 미래 자료에 의하여 타당성이 검증된 후, 지역별 지하수자원의 개발 계획 수립시 최대 수요량의 예측에 사용될 수 있다.

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A predictive model to guide management of the overlap region between target volume and organs at risk in prostate cancer volumetric modulated arc therapy

  • Mattes, Malcolm D.;Lee, Jennifer C.;Elnaiem, Sara;Guirguis, Adel;Ikoro, N.C.;Ashamalla, Hani
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제32권1호
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    • pp.23-30
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    • 2014
  • Purpose: The goal of this study is to determine whether the magnitude of overlap between planning target volume (PTV) and rectum ($Rectum_{overlap}$) or PTV and bladder ($Bladder_{overlap}$) in prostate cancer volumetric-modulated arc therapy (VMAT) is predictive of the dose-volume relationships achieved after optimization, and to identify predictive equations and cutoff values using these overlap volumes beyond which the Quantitative Analyses of Normal Tissue Effects in the Clinic (QUANTEC) dose-volume constraints are unlikely to be met. Materials and Methods: Fifty-seven patients with prostate cancer underwent VMAT planning using identical optimization conditions and normalization. The PTV (for the 50.4 Gy primary plan and 30.6 Gy boost plan) included 5 to 10 mm margins around the prostate and seminal vesicles. Pearson correlations, linear regression analyses, and receiver operating characteristic (ROC) curves were used to correlate the percentage overlap with dose-volume parameters. Results: The percentage $Rectum_{overlap}$ and $Bladder_{overlap}$ correlated with sparing of that organ but minimally impacted other dose-volume parameters, predicted the primary plan rectum $V_{45}$ and bladder $V_{50}$ with $R^2$ = 0.78 and $R^2$ = 0.83, respectively, and predicted the boost plan rectum $V_{30}$ and bladder $V_{30}$ with $R^2$ = 0.53 and $R^2$ = 0.81, respectively. The optimal cutoff value of boost $Rectum_{overlap}$ to predict rectum $V_{75}$ >15% was 3.5% (sensitivity 100%, specificity 94%, p < 0.01), and the optimal cutoff value of boost $Bladder_{overlap}$ to predict bladder $V_{80}$ >10% was 5.0% (sensitivity 83%, specificity 100%, p < 0.01). Conclusion: The degree of overlap between PTV and bladder or rectum can be used to accurately guide physicians on the use of interventions to limit the extent of the overlap region prior to optimization.

강섬유 보강 초고성능 콘크리트 보의 전단 거동에 관한 실험 연구 (An Experimental Study on Shear Behavior of Steel Fiber-Reinforced Ultra High Performance Concrete Beams)

  • 양인환;조창빈;이정우;김병석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권1A호
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    • pp.55-64
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    • 2012
  • 이 연구에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 보의 전단거동를 파악하기 위한 실험연구를 수행하였다. I-형 단면을 갖는 단순지지 6개의 보 부재에 대해 3점하중 정적재하실험을 수행하여 전단 거동 특성을 분석하였다. 부재의 실험변수는 강섬유 혼입량과 전단지간-유효깊이 비이다. 강섬유 혼입량은 1.0, 1.5 및 2.0%로 변화하였고, 전단지간-유효깊이 비는 2.5 및 3.4로 변화하였다. 실험결과는 강섬유량이 증가할수록 극한전단강도가 증가하고, 전단지간-유효깊이 비가 증가할수록 극한전단강도가 감소하는 것을 나타낸다. 실험결과를 이용하여 기존 강섬유 보강 콘크리트 보의 전단강도 예측식의 적합성을 평가하고자 하였다. 전단강도 실험값을 기존의 제안식에 의한 전단강도 예측값과 비교하였으며, 비교결과는 예측식의 유효성을 나타내고 있다. AFGC와 JSCE의 제안식에 의한 전단강도 예측 평균값이 실험값에 거의 근접하고 있으며, 예측식 중에서 이들 제안식의 정확도가 가장 높은 것으로 나타난다.

Proposal of new ground-motion prediction equations for elastic input energy spectra

  • Cheng, Yin;Lucchini, Andrea;Mollaioli, Fabrizio
    • Earthquakes and Structures
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    • 제7권4호
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    • pp.485-510
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    • 2014
  • In performance-based seismic design procedures Peak Ground Acceleration (PGA) and pseudo-Spectral acceleration ($S_a$) are commonly used to predict the response of structures to earthquake. Recently, research has been carried out to evaluate the predictive capability of these standard Intensity Measures (IMs) with respect to different types of structures and Engineering Demand Parameter (EDP) commonly used to measure damage. Efforts have been also spent to propose alternative IMs that are able to improve the results of the response predictions. However, most of these IMs are not usually employed in probabilistic seismic demand analyses because of the lack of reliable Ground Motion Prediction Equations (GMPEs). In order to define seismic hazard and thus to calculate demand hazard curves it is essential, in fact, to establish a GMPE for the earthquake intensity. In the light of this need, new GMPEs are proposed here for the elastic input energy spectra, energy-based intensity measures that have been shown to be good predictors of both structural and non-structural damage for many types of structures. The proposed GMPEs are developed using mixed-effects models by empirical regressions on a large number of strong-motions selected from the NGA database. Parametric analyses are carried out to show the effect of some properties variation, such as fault mechanism, type of soil, earthquake magnitude and distance, on the considered IMs. Results of comparisons between the proposed GMPEs and other from the literature are finally shown.

개방식 장치를 이용한 water+2-propanol계의 인화점 측정 및 예측 (The Measurement and Prediction of the Flash Points for the Water+2-Propanol System Using Open-Cup Apparatus)

  • 하동명;이성진
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.48-53
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    • 2007
  • 혼합물의 인화점에 대한 지식은 산업 현장에서 화재화재 예방 및 방호를 위해서 매우 중요하다. 본 연구에서는 water+2-propanol 계의 인화점을 Tag 개방식 장치(ASTM D1310-86)를 이용하여 측정하였다. 실험값은 Raoult의 법칙, Van Laar 모델식과 NRTL 모델식에 의해 계산된 값들과 비교되었다. 그 결과, Van Laar 모델식과 NRTL(non random two liquids) 모델식에 의한 예측값이 Rauolt의 법칙에 의한 예측값 보다 실험값에 더욱 근접하였다. 이는 water+2-propanol 계와 같은 비이상용액의 활동도 계수값을, Van Laar 및 NRTL 모델식이 Raoult의 법칙보다 정확하게 계산하기 때문이다. 또한, Van Laar 모델식의 실험값에 대한 모사성이 NRTL 모델식의 그것 보다 우수하였다.

Predictive Thin Layer Drying Model for White and Black Beans

  • Kim, Hoon;Han, Jae-Woong
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제42권3호
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    • pp.190-198
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    • 2017
  • Purpose: A thin-layer drying equation was developed to analyze the drying processes of soybeans (white and black beans) and investigate drying conditions by verifying the suitability of existing grain drying equations. Methods: The drying rates of domestic soybeans were measured in a drying experiment using air at a constant temperature and humidity. The drying rate of soybeans was measured at two temperatures, 50 and $60^{\circ}C$, and three relative humidities, 30, 40 and 50%. Experimental constants were determined for the selected thin layer drying models (Lewis, Page, Thompson, and moisture diffusion models), which are widely used for predicting the moisture contents of grains, and the suitability of these models was compared. The suitability of each of the four drying equations was verified using their predicted values for white beans as well as the determination coefficient ($R^2$) and the root mean square error (RMSE) of the experiment results. Results: It was found that the Thompson model was the most suitable for white beans with a $R^2$ of 0.97 or greater and RMSE of 0.0508 or less. The Thompson model was also found to be the most suitable for black beans, with a $R^2$ of 0.97 or greater and an RMSE of 0.0308 or less. Conclusions: The Thompson model was the most appropriate prediction drying model for white and black beans. Empirical constants for the Thompson model were developed in accordance with the conditions of drying temperature and relative humidity.

개방식 장치를 이용한 tert-Pentanol + Propionic Acid 및 p-Xylene + Propionic Acid 계의 하부인화점 측정 및 예측 (The Measurement and Estimation of the Lower Flash Points for tert-Pentanol + Propionic Acid and p-Xylene + Propionic Acid Systems Using Open-Cup Apparatus)

  • 하동명;이성진
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.161-166
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    • 2009
  • 본 연구에서는 tert-pentanol + propionic acid 및 p-xylene + propionic acid계의 하부인화점을 Tag 개방식장치(ASTM D1310-86)를 이용하여 측정하였다. 실험값은 Raoult의 법칙, van Laar 모델식과 NRTL 모델식에 의해 계산된 값들과 비교 되었다. 그 결과, van Laar 모델식과 NRTL 모델식에 의한 예측값이 Rauolt의 법칙에 의한 예측값 보다 실험값에 더욱 근접하였다. 이는 tert-pentanol + propionic acid 및 pxylene + propionic acid계와 같은 비이상 용액의 활동도 계수값을, van Laar 및 NRTL 모델식이 Raoult의 법칙보다 정확하게 계산하기 때문이다. 또한, NRTL 모델식의 실험값에 대한 모사성이 van Laar 모델식의 그것 보다 우수하였다.

머신러닝을 이용한 기관 출력 예측 방법에 관한 연구 (A Machine Learning-Based Method to Predict Engine Power)

  • 김동현;한승재;정봉규;한승훈;이상봉
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권7호
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    • pp.851-857
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    • 2019
  • 본 연구는 운항선의 운항 빅데이터를 활용하여 머신러닝 기법의 선박 마력 예측에 관한 것이다. 현재 신조선에는 ISO15016법을 이용하여 외부환경 요인에 대하여 수식을 통해 저항을 예측하나 관련 계산식이 복잡하고 요구하는 입력변수들이 많아 운항하는 실선 적용에 많은 시간과 비용이 필요하다. 본 연구에서는 최근 예측, 인식 등에서 우수한 성능을 보이는 SVM(Support Vector Machine) 알고리즘을 이용하여 우수한 성능의 선박 출력 예측이 가능한 모델을 제안한다. 제안 예측 모델은 실선 운항 빅데이터만 확보된다면 ISO15016법 대비 우수한 성능의 예측이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 178K 벌크캐리어의 운항 DATA를 활용하여 ISO15016 기법과 본 연구에서 제안하는 SVM 알고리즘 기반의 마력해석법을 비교하여 ISO15016의 단점인 선박 모델 데이터 준비 부분을 줄이고 부정확한 마력 예측 성능을 개선하였다.