• 제목/요약/키워드: Robustness Index

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Adaptive Modulus와 Adaptive Stepsize를 이용한 CR-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 개선 (A Performance Improvement of CR-MMA Adaptive Equalization Algorithm using Adaptive Modulus and Adaptive Stepsize)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.107-113
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    • 2019
  • 본 논문에서는 CR-MMA (Constellation Reduction-Multi Modulus Algorithm) 등화 알고리즘에 adaptive modulus와 adaptive stepsize를 적용하므로서 등화 성능을 개선할 수 있는 Hybrid-CRMMA 알고리즘을 제안한다. CR-MMA 알고리즘은 16-QAM과 같은 nonconstant modulus 신호를 constant modulus 신호로 reduction한 후, 송신 신호의 통계치인 고정 modulus를 이용하여 오차 신호를 발생하므로 기존 MMA의 적응 등화 성능을 개선시키기 위하여 등장하였다. 제안 방식인 Hybrid-CRMMA는 CR-MMA의 constellation reduction 개념에 등화기 출력 신호의 전력에 비례토록 adaptive modulus와 오차 신호의 비선형성을 이용하여 adaptive stepsize를 적용하였으며, 이의 개선된 등화 성능을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인한다. 이를 위한 성능 지수로는 등화기 출력 신호 성상도, 수렴 특성을 나타내는 잔류 isi, 최대 찌그러짐, MSE 및 알고리즘의 외부 잡음에 대한 강인성을 나타내는 SER을 사용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 제안 Hybrid-CRMMA가 기존 CR-MMA보다 모든 성능 지수에서 우월함을 확인하였다.

Semi-active seismic control of a 9-story benchmark building using adaptive neural-fuzzy inference system and fuzzy cooperative coevolution

  • Bozorgvar, Masoud;Zahrai, Seyed Mehdi
    • Smart Structures and Systems
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    • 제23권1호
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    • pp.1-14
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    • 2019
  • Control algorithms are the most important aspects in successful control of structures against earthquakes. In recent years, intelligent control methods rather than classical control methods have been more considered by researchers, due to some specific capabilities such as handling nonlinear and complex systems, adaptability, and robustness to errors and uncertainties. However, due to lack of learning ability of fuzzy controller, it is used in combination with a genetic algorithm, which in turn suffers from some problems like premature convergence around an incorrect target. Therefore in this research, the introduction and design of the Fuzzy Cooperative Coevolution (Fuzzy CoCo) controller and Adaptive Neural-Fuzzy Inference System (ANFIS) have been innovatively presented for semi-active seismic control. In this research, in order to improve the seismic behavior of structures, a semi-active control of building using Magneto Rheological (MR) damper is proposed to determine input voltage of Magneto Rheological (MR) dampers using ANFIS and Fuzzy CoCo. Genetic Algorithm (GA) is used to optimize the performance of controllers. In this paper, the design of controllers is based on the reduction of the Park-Ang damage index. In order to assess the effectiveness of the designed control system, its function is numerically studied on a 9-story benchmark building, and is compared to those of a Wavelet Neural Network (WNN), fuzzy logic controller optimized by genetic algorithm (GAFLC), Linear Quadratic Gaussian (LQG) and Clipped Optimal Control (COC) systems in terms of seismic performance. The results showed desirable performance of the ANFIS and Fuzzy CoCo controllers in considerably reducing the structure responses under different earthquakes; for instance ANFIS and Fuzzy CoCo controllers showed respectively 38 and 46% reductions in peak inter-story drift ($J_1$) compared to the LQG controller; 30 and 39% reductions in $J_1$ compared to the COC controller and 3 and 16% reductions in $J_1$ compared to the GAFLC controller. When compared to other controllers, one can conclude that Fuzzy CoCo controller performs better.

Two-stage damage identification for bridge bearings based on sailfish optimization and element relative modal strain energy

  • Minshui Huang;Zhongzheng Ling;Chang Sun;Yongzhi Lei;Chunyan Xiang;Zihao Wan;Jianfeng Gu
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제86권6호
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    • pp.715-730
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    • 2023
  • Broad studies have addressed the issue of structural element damage identification, however, rubber bearing, as a key component of load transmission between the superstructure and substructure, is essential to the operational safety of a bridge, which should be paid more attention to its health condition. However, regarding the limitations of the traditional bearing damage detection methods as well as few studies have been conducted on this topic, in this paper, inspired by the model updating-based structural damage identification, a two-stage bearing damage identification method has been proposed. In the first stage, we deduce a novel bearing damage localization indicator, called element relative MSE, to accurately determine the bearing damage location. In the second one, the prior knowledge of bearing damage localization is combined with sailfish optimization (SFO) to perform the bearing damage estimation. In order to validate the feasibility, a numerical example of a 5-span continuous beam is introduced, also the noise robustness has been investigated. Meanwhile, the effectiveness and engineering applicability are further verified based on an experimental simply supported beam and actual engineering of the I-40 Bridge. The obtained results are good, which indicate that the proposed method is not only suitable for simple structures but also can accurately locate the bearing damage site and identify its severity for complex structure. To summarize, the proposed method provides a good guideline for the issue of bridge bearing detection, which could be used to reduce the difficulty of the traditional bearing failure detection approach, further saving labor costs and economic expenses.

전립선암 치료를 위한 세기조절 양성자 로버스트 치료계획 (Robust Planning of Intensity-modulated Proton Therapy for Prostate Cancer)

  • 박수연;김종식;박주영;박원;주상규
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.25-31
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    • 2013
  • 목 적: 양성자선의 유효비정 변화와 환자 자세의 재현성을 고려한 로버스트(robust-IMPT) 세기조절양성치료와 플레인 세기조절양성자치료(plain-IMPT) 계획과 광자선 세기조절방사선치료(photon-IMRT, step & shoot) 계획의 선량분포 특성을 비교, 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 다섯 명의 전립선암 환자를 대상으로 표적에 70 Gy를 조사하도록 photon-IMRT (7문, step & shoot)와 plain-IMPT (2문, 4문, 7문) 및 robust-IMPT (유효 비정 오차 ${\pm}5%$ & 환자 자세 오차 0.5 cm 적용) 치료계획을 수립했다. 세 가지 치료계획으로 얻은 선량 분포 비교를 위해 PTV에 대한 선량조형지수(Conformity Index, CI), 선량균등지수(Homogeneity Index, HI) 및 최대선량, 최소선량, 평균선량과 OAR에 대한 선량-체적을 평가했다. 결 과: 모든 환자에 대해 photon-IMRT, plain-IMPT, robust-IMPT에서 PTV의 평균 최대선량은 각각 76.75 Gy (109.6%), 71.92 Gy (102.7%), 72.09 Gy (103%)였으며, 평균 최소선량은 68.21 Gy (97.4%), 68.89 Gy (98.42%), 68.13 Gy (98.13%)였으며, 전체 평균선량은 각각 71.02 Gy (101.4%), 71.32 Gy (100.4%), 70.75 Gy (101%)였다. PTV에 대한 CI 및 HI 값은 plain-IMPT가 photon-IMRT와 robust-IMPT에 비하여 1.02, 1.00으로 가장 낮았다. 또한, 정상장기에 있어 plain-IMPT가 photon-IMRT에 비하여 대부분 낮은 선량 분포를 보였으며, robust-IMPT 적용 시 정상 장기에 대한 선량 분포가 다소 변동의 폭은 있었지만 photon-IMRT에 비하여 대체로 낮은 선량 분포를 보였다. 결 론: 전립선암의 IMPT 치료 시 정확한 유효비정의 오차와 환자 자세 재현성오차를 고려한 robust-IMPT를 적용한다면 plain-IMPT의 선량학적 불확도를 줄이고 photon-IMRT에 비해 효과적인 치료를 제공할 수 있을 것이다.

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비정렬 격자 볼륨 렌더링을 위한 다중코어 CPU기반 메모리 효율적 광선 투사 병렬 알고리즘 (Memory Efficient Parallel Ray Casting Algorithm for Unstructured Grid Volume Rendering on Multi-core CPUs)

  • 김덕수
    • 정보과학회 논문지
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    • 제43권3호
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    • pp.304-313
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    • 2016
  • 본 논문은 비정렬 격자 볼륨 렌더링을 위한 다중 코어 CPU기반의 메모리 효율적 광선 투사 병렬처리 알고리즘을 제안한다. 본 연구는 Bunyk 광선 투사(ray casting) 알고리즘에 기반을 두며, Bunyk 알고리즘의 높은 메모리 소모량 문제를 개선하기 위해 스레드별로 고정된 크기의 지역 버퍼를 할당한다. 지역 버퍼는 최근 방문된 면(face)의 정보를 저장하며, 이 정보는 다른 광선들에 의해 재사용되거나 다른 면의 정보로 대체된다. 지역 버퍼에 저장된 정보의 활용률을 높이기 위해 본 연구는 이미지 평면을 기반으로 일관성(coherency)이 높은 광선들을 하나의 광선 그룹으로 묶고, 생성된 광선 그룹들을 스레드들에게 분배한다. 각각의 스레드들은 할당 받은 광선 그룹들을 지역 버퍼를 활용하여 독립적으로 처리한다. 본 연구는 또한 지역 버퍼 활용률을 더욱 높이기 위해 면의 번호에 기반을 둔 해시 함수를 제안한다. 본 연구의 효용성을 확인하기 위해 제안하는 알고리즘을 서로 다른 크기의 비정렬 격자에 적용하였으며, 면 정보 저장을 위해 Bunyk 알고리즘 대비 약 6%의 메모리만 사용하여 정확한 볼륨 렌더링을 수행할 수 있었다. 이처럼 훨씬 적은 메모리 사용에도 불구하고 Bunyk 알고리즘과 대등한 성능을 보여주었으며, 대용량 데이터에 대해서는 최대 22% 높은 성능을 보여주었다. 이는 본 연구의 효용성 및 대용량 데이터의 볼륨 렌더링에 대한 적합성을 증명하는 결과이다.

거시경제모형을 이용한 해외석유가스개발사업의 경제적 효과 추정 연구 (Estimation of Economic Effects on Overseas Oil and Gas E&P by Macroeconomic Model of Korea)

  • 김지환;정우진;김윤경
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제23권1호
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    • pp.133-156
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    • 2014
  • 경제구조를 표현하는 식들로 구성된 모형을 이용하여 도출되는 정량적 분석결과는 성과의 크기를 제시하므로 정책을 평가할 때에 유용하다. 이에 본 논문에서는 해외석유 가스개발사업의 국민경제에 대한 효과를 정량적으로 측정하기 위하여 해외석유 가스개발사업을 반영한 거시경제모형을 구축하고, 이를 이용하여 해외석유 가스개발사업으로부터의 회수액이 GDP, 경상수지, 실업률, 소비자물가, 환율 등에 미치는 효과를 분석하였다. 해외석유 가스개발 사업의 회수액은 우리나라 기업이 해외석유 가스개발사업에 참여하여 획득한 석유 또는 가스를 달러 형태로 금액화한 것이다. 해외석유 가스개발사업을 반영한 거시경제모형은 한국은행의 모형(1997, 2004, 2012)을 이용하여 구축하였으며, 개별 행태방정식의 통계적 적합성과 historical simulation을 통해 모형 전체의 안정성을 확인하였다. 분석결과에 따르면 시간이 경과하면서 해외석유 가스개발사업 회수액의 규모가 커지면서 우리 나라의 거시경제 변수에 미치는 효과의 크기도 커졌다. 변수별로 보면 해외석유 가스개발사업은 경상수지, 실질 GDP, 실업률에 대해서 긍정적인 효과를 유도하였다. 이에 비해서 소비자물가에 대해서는 상승하는, 그리고 환율에 대해서는 하락(원화가치의 평가절상)하는 효과를 보였다. 매해마다 효과의 크기는 다르지만, 2011년 기준으로 해외석유 가스개발사업 회수액은 경상수지를 2.226%, 실질 GDP를 0.401% 증가시키고, 실업률을 0.489%p 감소시켰다. 소비자물가는 0.101% 증가시키고, 원/달러환율은 0.379% 낮추었다.

한국 주식시장에서 총수익성 프리미엄에 관한 분석 및 펀드 유통산업에 주는 시사점 (Gross Profitability Premium in the Korean Stock Market and Its Implication for the Fund Distribution Industry)

  • 윤보현;유원석
    • 유통과학연구
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    • 제13권9호
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    • pp.37-45
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    • 2015
  • Purpose - This paper's aim is to investigate whether or not gross profitability explains the cross-sectional variation of the stock returns in the Korean stock market. Gross profitability is an alternative profitability measure proposed by Novy-Marx in 2013 to predict cross-sectional variation of stock returns in the US. He shows that the gross profitability adds explanatory power to the Fama-French 3 factor model. Interestingly, gross profitability is negatively correlated with the book-to-market ratio. By confirming the gross profitability premium in the Korean stock market, we may provide some implications regarding the well-known value premium. In addition, our empirical results may provide opportunities for the fund distribution industry to promote brand new styles of funds. Research design, data, and methodology - For our empirical analysis, we collect monthly market prices of all the companies listed on the Korea Composite Stock Price Index (KOSPI) of the Korea Exchanges (KRX). Our sample period covers July1994 to December2014. The data from the company financial statementsare provided by the financial information company WISEfn. First, using Fama-Macbeth cross-sectional regression, we investigate the relation between gross profitability and stock return performance. For robustness in analyzing the performance of the gross profitability strategy, we consider value weighted portfolio returns as well as equally weighted portfolio returns. Next, using Fama-French 3 factor models, we examine whether or not the gross profitability strategy generates excess returns when firmsize and the book-to-market ratio are controlled. Finally, we analyze the effect of firm size and the book-to-market ratio on the gross profitability strategy. Results - First, through the Fama-MacBeth cross-sectional regression, we show that gross profitability has almost the same explanatory power as the book-to-market ratio in explaining the cross-sectional variation of the Korean stock market. Second, we find evidence that gross profitability is a statistically significant variable for explaining cross-sectional stock returns when the size and the value effect are controlled. Third, we show that gross profitability, which is positively correlated with stock returns and firm size, is negatively correlated with the book-to-market ratio. From the perspective of portfolio management, our results imply that since the gross profitability strategy is a distinctive growth strategy, value strategies can be improved by hedging with the gross profitability strategy. Conclusions - Our empirical results confirm the existence of a gross profitability premium in the Korean stock market. From the perspective of the fund distribution industry, the gross profitability portfolio is worthy of attention. Since the value strategy portfolio returns are negatively correlated with the gross profitability strategy portfolio returns, by mixing both portfolios, investors could be better off without additional risk. However, the profitable firms are dissimilar from the value firms (high book-to-market ratio firms); therefore, an alternative factor model including gross profitability may help us understand the economic implications of the well-known anomalies such as value premium, momentum, and low volatility. We reserve these topics for future research.

GA 기반의 비선형 PID 제어기 설계 및 CSTR 프로세스에 응용 (GA-Based Design of a Nonlinear PID Controller and Application to a CSTR Process)

  • 이주연;소건백;이윤형;소명옥;진강규
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권6호
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    • pp.633-641
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    • 2015
  • 선박, 발전소, 석유화학 등의 분야에서 운전되고 있는 많은 프로세스들은 강한 비선형성을 보일 뿐만 아니라 동시에 시변 특성도 가지고 있다. 이런 프로세스에 기존의 고정-파라미터 PID 제어기를 적용하면 성능이 나빠지고 경우에 따라서는 불안정해질 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 프로세스를 제어하기 위한 비선형 PID 제어기를 제안한다. 제안되는 제어기의 이득은 오차와 오차의 변화율의 비선형 함수로 기술되며, 사용자 파라미터들은 ITAE를 최소로 하는 관점에서 유전알고리즘으로 동조된다. 제안된 방법은 열분해반응 또는 촉매를 이용한 고분자합성에 널리 사용되는 연속 교반탱크반응기를 대상으로 시뮬레이션을 실시하며, 그 유효성을 보이기 위해 다른 두 비선형/적응 제어법과 비교한다.

농업재해보험의 생산량 및 가격 효과에 관한 실증분석 (An Empirical Analysis on the Production and Price Effect by Agricultural Disaster Insurance)

  • 한성민
    • KDI Journal of Economic Policy
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    • 제36권4호
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    • pp.135-169
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    • 2014
  • 본 연구는 농업재해보험으로 인한 농업인들의 생산양식 변화 여부를 실증적으로 분석하였다. 농업재해보험은 자연재해 발생 시 보험가입자에게 보험금을 지급함으로써 농가경영의 안정을 이루고자 함이 주된 목적이라고 할 수 있다. 그러나 생산자들의 경영안정을 도모하고자 시작된 본 사업은 생산자들의 작물 생산량을 증대시키는 방향으로 예기치 않은 생산양식의 변화를 발생시켰고, 생산량 증가에 따른 가격하락 현상이 나타나면서 작물시장에 변화가 일어났다. 이는 재해보험을 통해 생산자들이 자연재해 발생에 따른 위험을 완화시킬 수 있기 때문으로 설명할 수 있다. 본 연구의 실증분석은 도구변수를 이용한 2단계 최소자승법을 바탕으로 이루어졌다. 재해보험 시행 여부를 도구변수로 이용한 이중차분분석 방법론 1단계 실증분석 결과, 재해보험 가입대상 작물의 경우 비가입대상 작물보다 통계적으로 유의한 수준에서 평균적으로 약 80,000톤 정도의 생산량 증가효과가 발생하였다. 또한 일반적인 수요 공급 모형에서 발생하는 내생성 문제를 해결하고자 1단계 분석의 추정치를 이용한 2단계 분석에서는 생산량이 10,000톤 증가함에 따라 작물의 가격지수가 약 2.3% 정도 하락하는 효과가 발생하였다. 그리고 다양한 방법의 강건성 점검을 통해서 결과의 신뢰성도 확보할 수 있었다. 본 연구의 결과는 정부가 정책 결정을 하는 데 있어서 생산자 측면뿐만 아니라 소비자 측면에 대한 분석도 포함하는 전체 경제 분석의 필요성에 대한 시사점을 제공해 준다고 볼 수 있다. 이에 더해, 예기치 않은 효과에 대응하기 위해 새로운 시장을 개척하려는 정부의 노력이 필요하다는 점을 시사한다.

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화산재입자의 고유 광학특성이 원격탐사 복사량에 미치는 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of Volcanic Ash Inherent Optical Properties to the Remote Sensed Radiation)

  • 이권호;장은숙
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.47-59
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    • 2014
  • 화산재입자의 굴절률과 산란 같은 고유 광학 특성으로 결정되는 분광학적 신호는 원격탐사 센서를 통하여 측정될 수 있지만, 화산 폭발 이후 생성된 화산재입자의 성분에 대한 굴절률에 관한 정보는 매우 제한적이었다. 따라서, 화산재입자의 원격탐사의 강건성을 개선하기 위하여 화산재입자와 복사전달 과정의 상호작용에 대한 정확한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 화산재 주요 성분으로 알려진 화산성 안산암과 부석에 대한 입자 소산계수, 산란 위상함수, 비대칭 계수, 단산란 알베도 값을 정량화 하였다. 이러한 화산재입자의 고유 광학 특성값은 복사전달모델의 입력자료로 이용하여 다양한 에어러솔 광학두께(${\tau}$) 및 기하조건에서 원격탐사 센서(인공위성과 지상관측용)가 측정하는 이론적인 복사량과 화산재입자 특성의 관계를 분석하였다. 복사전달모델 분석결과, 대기권 최상층부에서 ${\tau}$ 에 대한 복사량의 변화율의 평균값은 안산암의 경우 부석보다 6배 정도 크게 나타났다. 지표에서 이러한 변화율은 ${\tau}$ <1인 경우 양의 상관관계를 보이지만, ${\tau}$ >1인 경우에는 음의 상관관계를 보였다. 그러나, 적외선 영역인 11 ${\mu}m$ 에서는 차이가 매우 적게 나타났으며, 여기서 발생하는 복사량의 오차범위는 광학두께가 증가할수록 커지는 양상을 보이며, 다항 회귀함수로 표현될 수 있다. 이러한 결과는 원격 탐사 관측자료를 이용한 화산재 관측에 있어서 화산재의 정량적 분석에 도움이 될 것이다.