• 제목/요약/키워드: Sequential Statistical Modeling

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모수적·비모수적 입력모델링 기법을 이용한 신뢰성 해석 (Reliability Analysis Using Parametric and Nonparametric Input Modeling Methods)

  • 강영진;홍지민;임오강;노유정
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.87-94
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    • 2017
  • 신뢰성 해석 및 신뢰성기반 최적설계는 불확실성을 고려한 확률변수를 입력 값으로 요구하며, 확률변수는 모수적 비모수적 통계모델링 방법을 사용하여 확률분포함수의 형태로 정량화 된다. 신뢰성 해석과 같은 통계적 해석은 입력되는 확률분포함수의 특성이 결과값에 영향을 미치게 되며, 확률분포함수는 통계모델링 방법에 따라 다른 형태를 가지게 된다. 본 연구에서는 모수적 통계모델링 방법인 순차적 통계모델링 방법과 비모수적 방법인 커널밀도추정을 사용하여 데이터의 개수에 따른 통계모델링의 결과를 분석하였다. 또한 수치예제를 통해 두 가지 기법에 따른 신뢰성 해석의 결과를 분석하였고, 데이터의 개수에 따른 적절한 기법을 제안하였다.

계열연상능력에 미치는 히스테리시스 특성에 대한 해석 (Analysis of the effects of the hysteretic property on the performance of sequential associative neural nets)

  • 김응수;이상욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.448-459
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    • 2012
  • 신경회로망의 동작과 정보처리 능력 등에 관하여 살펴보고자 할 때, 신경회로망의 구성 요소를 어떻게 모델화 할 것인가는 중요한 문제이다. 소자의 응답특성이 바뀜에 따른 특성의 변화, 결합강도 및 적응규칙이 바뀜으로써 회로망 전체의 다이나믹스가 바뀌는 모습, 소자 상호간의 결합 형태에 따른 정보처리 능력의 변화 등과 같은 신경회로망이 가진 다양한 정보처리 능력을 밝히는 것은 병렬 정보처리의 메카니즘을 이해하는 문제와도 일맥상통하고 있다. 따라서 이러한 문제들에 대하여 신경회로망의 정보처리 능력을 해석적으로 평가하는 것은 병렬분산 정보처리의 본질을 밝힌다는 측면에서 중요하게 여겨진다. 따라서 본 논문에서는 신경회로망을 구성하는 구성요소의 변화, 그 가운데에서도 특히 소자의 히스테리시스 특성이 신경망의 계열연상능력에 미치는 영향에 대한 이론적 해석결과에 대하여 기술한다.

SHM-based probabilistic representation of wind properties: statistical analysis and bivariate modeling

  • Ye, X.W.;Yuan, L.;Xi, P.S.;Liu, H.
    • 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.

통계적모델을 이용한 원자로냉각재펌프 밀봉장치 성능감시 (Reactor Coolant Pump Seal Monitoring System Using Statistical Modeling Techniques)

  • 이송규;정장규;배종길;안상하
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.1386-1390
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    • 2007
  • This paper presents the equipment condition monitoring technology for the process or the equipment using statistical techniques. The equipment condition monitoring system consists of an empirical model to estimate the expected sensor values of process variables and a diagnose model to detect the abnormal condition and to identify the root source of the problem. The empirical model is constructed by the analysis of historic data. The diagnose model uses the sequential probability ratio test (SPRT) technique. The monitoring system was tested with real operating data acquired from the Reactor Coolant Pump Seal in the Nuclear Power Plant. It can detect the system degradation or failure at the early stage since it is able to catch the subtle deviation of process variables from normal condition.

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물리적 불확실성을 내재한 입력변수의 확률 통계 기반 유효 범위 결정 방법 및 신뢰성 평가 (Statistical Effective Interval Determination and Reliability Assessment of Input Variables Under Aleatory Uncertainties)

  • 주민호;도재혁;최수교;이종수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권11호
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    • pp.1099-1108
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    • 2017
  • 동일한 시험조건에서 반복시험으로부터 얻어진 실험 데이터는 이론적으로 동일한 값을 가져야 한다. 그러나 실제 데이터 결과는 다양한 환경 요소들에 의해 발생하는 오차와 불확실성을 가지게 되어 시험 값이 변동량을 가진다. 이는 정확한 실험 데이터를 얻는데 제한사항이 된다. 본 연구에서는 확률통계 방법을 이용하여 불확실성을 가진 입력변수의 유효범위를 결정하는 알고리즘을 제안하였다. 또한 실제 현장에서 사용되는 볼트 체결 마찰계수 데이터를 이용하여 제안된 알고리즘을 적용하여 불확실성을 내재한 입력변수의 유효범위를 산출하고 이에 대한 신뢰성 평가를 하였다.

dPCA-HMM을 이용한 전투기 조종사 모델링 연구 (A Study on Modeling of Fighter Pilots Using a dPCA-HMM)

  • 최예림;전승욱;박종헌;신동민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.23-32
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    • 2015
  • 전투기 조종사 모델링은 국방 M&S(Modeling & Simulation)를 활용한 전쟁 모의 및 전투 실험의 기초 기술로 국방 M&S의 중요성이 대두됨에 따라 연구의 필요성이 높아지고 있다. 특히, 최근 전투 로그의 축적으로 통계적 학습 기법을 활용한 모델링의 적용이 가능해졌으며 전투 로그의 시계열적 특성을 반영할 수 있는 HMM(Hidden Markov Model)이 적합하다. 하지만 HMM은 이산형 혹은 연속형 중 한 형태의 변수만을 통해 학습되므로 이형 변수로 구성된 전투 로그에 적용을 위해서는 형변환 과정이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 형변환을 위한 dPCA(Discrete Principal Component Analysis)와 HMM을 접목한 dPCA-HMM 기반 조종사 모델링 방법을 제안한다. 국방과학연구소 관급 시뮬레이터로부터 생성된 전투 로그를 이용한 비교 실험을 통해 제안하는 방법론의 성능을 평가하였으며, 만족스러운 성능을 나타내었다.

반응표면분석법을 이용한 모수 및 공차설계 통합모형 (Response Surface Approach to Integrated Optimization Modeling for Parameter and Tolerance Design)

  • Young Jin Kim
    • 품질경영학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.58-67
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    • 2002
  • Since the inception of off-line quality control, it has drawn a particular attention from research community and it has been implemented in a wide variety of industries mainly due to its extensive applicability to numerous real situations. Emphasizing design issues rather than control issues related to manufacturing processes, off-line quality control has been recognized as a cost-effective approach to quality improvement. It mainly consists of three design stages: system design, parameter design, and tolerance design which are implemented in a sequential manner. Utilizing experimental designs and optimization techniques, off-line quality control is aimed at achieving product performance insensitive to external noises by reducing process variability. In spite of its conceptual soundness and practical significance, however, off-line quality control has also been criticized to a great extent due to its heuristic nature of investigation. In addition, it has also been pointed out that the process optimization procedures are inefficient. To enhance the current practice of off-line quality control, this study proposes an integrated optimization model by utilizing a well-established statistical tool, so called response surface methodology (RSM), and a tolerance - cost relationship.

Change points detection for nonstationary multivariate time series

  • Yeonjoo Park;Hyeongjun Im;Yaeji Lim
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제30권4호
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    • pp.369-388
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    • 2023
  • In this paper, we develop the two-step procedure that detects and estimates the position of structural changes for multivariate nonstationary time series, either on mean parameters or second-order structures. We first investigate the presence of mean structural change by monitoring data through the aggregated cumulative sum (CUSUM) type statistic, a sequential procedure identifying the likely position of the change point on its trend. If no mean change point is detected, the proposed method proceeds to scan the second-order structural change by modeling the multivariate nonstationary time series with a multivariate locally stationary Wavelet process, allowing the time-localized auto-correlation and cross-dependence. Under this framework, the estimated dynamic spectral matrices derived from the local wavelet periodogram capture the time-evolving scale-specific auto- and cross-dependence features of data. We then monitor the change point from the lower-dimensional approximated space of the spectral matrices over time by applying the dynamic principal component analysis. Different from existing methods requiring prior information on the type of changes between mean and covariance structures as an input for the implementation, the proposed algorithm provides the output indicating the type of change and the estimated location of its occurrence. The performance of the proposed method is demonstrated in simulations and the analysis of two real finance datasets.

히스테리시스 특성이 계열연상에 미치는 영향에 대한 통계 신경역학적 해석 (Analysis of Statistical Neurodynamics for the Effests of the Hysteretic Property on the Performance of Sequential Associative Neural Nets)

  • 김응수;오춘석
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권4호
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    • pp.1035-1045
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    • 1997
  • 신경회로망의 동작과 정보처리 능력 등에 관하여 살펴보고자 할 때, 신경회로망의 구성 요소를 어떻게 모델화 할 것인가를 중요한 문제이다. 소자의 응답특성이 바뀜에 따른 특성의 변화, 결합강도 및 적용규칙이 바뀜 으로써 회로망 전체의 다이나믹스가 바 뀌는 모습, 소자 상호간의 결합 형태에 따른 정보처리 능력의 변화등과 같은 신경회로 망이 가진 다양한 정보처리 능력을 밝히는 것은 병렬 정보처리의 메카니즘을 이해하는 문제와도 일맥 상통하고 있다. 따라서 이러한 문제에 대하여 신경회로망의 정보처리 능력을 해석 적으로 평가하는 것은 병렬분산 정보처리의 본질을 밝힌다는 측면과 지적 정보처리 시스템의 구측을 목표로 연구되고 있는 신경회로망의 본질을 이해한다는 측면에서도 중요하게 여겨진다. 따라서 본 논문에서는 신경회로망을 구성하는 구성요 소의 변화, 그 가운데에서도 특히 소자의 히스테리시스 특성이 신경망의 계열연상 능력에 따라 미치는 영향에 대한 이론적 해석결과에 대하여 기술한다.

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