국내 코로나19의 감염자 수가 백신과 사회적 거리 두기, 백신 등 여러 가지 노력 덕분에 차츰 줄어드는 듯 보였으나 2020년 2월 20일 특정한 사건 이후 감염자 수가 증가한 것처럼, 2020년 12월부터 또다시 급격히 감염자 수가 증가하는 추세이며 꾸준히 일일 500명가량의 감염자 수가 이어지고 있다. 따라서 Kaggle의 데이터셋을 이용해서 Prophet 알고리즘을 통해 미래 코로나19를 예측하고 사이킷런을 통해 결정계수, 평균 절대 오차, 평균 백분율 오차, 평균 제곱 차, 평균 제곱근 편차를 통해 이 예측에 대한 설명력을 더한다. 또한 코로나19가 급격히 특정한 사건이 없었을 경우 국내 감염자 수를 예측해 앞으로 우리가 미래의 질병에 대해서 방역과 방역 수칙 실천의 중요함을 강조한다.
재정분권화가 경제성장에 미치는 영향에 관한 기존의 연구들이 많은 가정 하에서 전통적인 OLS분석을 실시하기 때문에 추정된 계수가 일관성 및 불편성 등을 상실하는 심각한 문제점들을 내포하고 있다. 본 연구는 이의 개선을 위해 미국의 경제변수들에 대해 단위근검정과 공적분검정을 실시한 후 공적분관계가 있음을 확인하고 Johansen의 벡터오차수정모형(VECM)에 의한 추정을 실시하여 장기적 균형분석, 단기적 동태분석 그리고 변수들에 대한 향후 예측까지 실시하였다. 미국에서 주 수준(state level)의 재정분권화가 경제성장에 미치는 영향에 관한 분석에서는 2개의 장기균형관계가 성립하고, 단기조정과정에서는 재정분권화와 경제성장이 같은 방향으로 움직이거나 반대방향으로 조정되는 양상을 보이며, 향후 GDP는 급격히 증가하다가 2015년 이후에는 완만히 증가하며 재정분권화지수는 2012년까지는 일반적인 감소추세를 보이다가 서서히 감소한다. 또한 미국에서 지방수준의 재정분권화가 경제성장에 미치는 영향에 관한 분석결과, 2개의 장기균형관계가 성립하며, 단기조정과정에서도 역시 재정분권화와 경제성장이 같은 방향으로 움직이거나 반대방향으로 조정되는 양상을 보이며, 충격반응분석에서는 재정분권화가 GDP에 상당히 부정적인 영향을 미친다.
분산자원 집합 거래시장에 참여를 원하는 소비자나 사업자를 위한 가상발전소의 전력거래 플랫폼에서 사업참여자의 수요 자원을 관리하고, 이에 적절한 전략을 제공하기 위해 익일 개별 참여자의 수요와 전체 계통의 전력수요를 예측하는 것이 대단히 중요하다. 이러한 전력거래 플랫폼에서 활용하는 것을 목표로 본 논문은 우선 익일의 24시간 전력계통 전력수요예측 모델을 개발하였다. 본 논문에서는 전력수요예측 데이터의 시계열 특성을 고려하여 딥러닝 기법 중 LSTM 알고리즘을 사용하였고, 전력수요량 등의 입출력 값에 원-핫 인코딩 기법을 적용하는 새로운 시도를 하였다. 성능평가에서 일반 DNN과 본 논문에서 구현된 LSTM 예측모델은 각각 평균 제곱근 오차 4.50, 1.89를 나타내어 LSTM 모델이 예측정확도가 높게 나타났다.
본 연구는 경남 밀양 깻잎 농업의 수급 및 가격 모형을 개발하고 정책 실험을 통해 밀양 깻잎 생산 농가의 총 소득을 극대화하는 적정 생산 규모를 전망한다. 분석 자료는 밀양 깻잎 농업의 총 소득과 관련된 22개년 시계열 자료(1996~2017년)가 이용되었다. 분석 방법은 수요 함수와 평균 비용 함수 추정을 통하여 적정 생산량과 가격을 산출하고 이를 통해 적정 소득을 도출하였다. 또한, 시나리오 분석을 통하여 2030년까지 예상되는 밀양 깻잎 최적 생산량과 이에 해당하는 판매 가격, 총 수입, 총 비용, 총 소득을 전망하였다. 밀양 깻잎 생산 농가 전체를 대상으로 총 소득을 극대화하기 위해서는 2017년에 7천 톤 규모인 밀양 깻잎 생산량을 2030년까지 10~12.5천 톤으로 증가시킬 필요가 있다. 이 경우 밀양 깻잎 농업에 귀속되는 총 소득은 133~213억 원 수준으로 전망된다. 앞으로 밀양 깻잎 생산자 단체는 본 연구에서 제시한 적정 생산 규모를 유지하여 농가에게 귀속하는 총 소득을 증대시키도록 노력해야 할 것이다.
본 연구는 2010년부터 격년 단위로 수행되는 기술수준 평가에서, 매 평가마다 최고 기술보유국과의 기술격차가 4-5년으로 평가되는 것에 의문을 가지고 시작하였다. 이러한 의문을 풀기 위해 기술수준 평가에 대한 시계열 자료를 토대로 Gompertz 모형을 가지고 회귀추정 하였다. 그 결과 고속철도차량 기술이 최고 기술 보유국의 95 % 수준에 도달하는 데는 17년이 필요하고, 100 %에 도달하는 데는 72년의 시간이 필요하다는 결과를 얻었다. 기술격차를 냉정히 인식하는 것은 기술추격 전략을 수립하는 데 결정적으로 중요하다. 한국이 기술추격 단계에서 어느 단계에 위치해 있든지 국내 시장 수요가 많지 않고 해외의 대형 선도기업과 경쟁하면서 원천기술개발단계로 이행하기 위해서는 협력을 통한 기술 전략이 최선이다.
Objectives : The aim of this paper was to examine the relationship between the summertime (June to August) heat index, which quantifies the bioclimatic apparent temperature in sultry weather, and the daily disease-related mortality in Seoul for the period from 1991 to 2000. Methods : The daily maximum (or minimum) summertime heat indices, which show synergetic apparent temperatures, were calculated from the six hourly temperatures and real time humidity data for Seoul from 1991 to 2000. The disease-related daily mortality was extracted with respect to types of disease, age and sex, etc. and compared with the time series of the daily heat indices. Results : The summertime mortality in 1994 exceeded the normal by 626 persons. Specifically, blood circulation-related and cancer-related mortalities increased in 1994 by 29.7% (224 persons) and 15.4% (107 persons), respectively, compared with those in 1993. Elderly persons, those above 65 years, were shown to be highly susceptible to strong heat waves, whereas the other age and sex-based groups showed no significant difference in mortality. In particular, a heat wave episode on the 22nd of July 2004 ($>45^{\circ}C$ daily heat index) resulted in double the normal number of mortalities after a lag time of 3 days. Specifically, blood circulation-related mortalities, such as cerebral infraction, were predominant causes. Overall, a critical mortality threshold was reached when the heat index exceeded approximately $37^{\circ}C$, which corresponds to human body temperature. A linear regression model based on the heat indices above $37^{\circ}C$, with a 3 day lag time, accounted for 63% of the abnormally increased mortality (${\geq}+2$ standard deviations). Conclusions : This study revealed that elderly persons, those over 65 years old, are more vulnerable to mortality due to abnormal heat waves in Seoul, Korea. When the daily maximum heat index exceeds approximately $37^{\circ}C$, blood circulation-related mortality significantly increases. A linear regression model, with respect to lag-time, showed that the heat index based on a human model is a more dependable indicator for the prediction of hot weather-related mortality than the ambient air temperature.
분위사상법(QM, Quantile Mapping)은GCM(Global Climate Model) 자료의 계통적 오차를 보정하여 보다 신뢰성 높은 자료로 재생성하기 위해 활용되고 있다. 이 기법은 사상(mapping)시키려는 대상(object) 자료의 통계분포모수가 정상적(stationarity)이라는 가정 하에 대상 자료의 누적확률분포(CDF, Cumulative Distribution Function)를 목표(target) CDF에 통계적으로 투영시키는 것이 일반적이다. 따라서 GCM에서 제공되는 미래 기후시나리오의 강우시계열과 같이 비정상성(non-stationarity)을 갖는 장기 시계열자료에 대한 적용에는 문제점을 보이고 있다. 본 연구에서는 비정상성을 갖는 장기시계열자료의 오차보정을 위해 통계분포모수에 경향성을 부여하는 비정상성 분위사상법(NSQM, Nonstationary Quantile Mapping)을 적용하였다. NSQM 적용을 위한 확률분포로 수문분야에서 광범위하게 쓰이고 있는Gamma 분포를 선정하였으며, 대상 시나리오는 CCCma (Canadian Centre for Climate modeling and analysis)에서 제공하고 있는 CGCM3.1/T63모형의 20C3M(reference scenario)과 SRES A2 시나리오(projection scenario)를 활용하였다. 한강유역 내 관측기간이 충분한 10개의 지상관측소로부터 강우량을 수집하였다. 또한 6월과 10월사이에 연 강수량의 65% 이상이 집중되는 한반도의 계절성을 반영하기 위해 홍수기(6~10월)와 비홍수기(11~5월)를 구분하였고, 기준기간(Baseline)은 1973~2000년, 전망기간(Projection)은 2011~2100년으로 구분하였다. 다양한 목표분포의 설정을 통하여 NSQM의 적용성을 평가하고자 하였으며, 전망기간은 FF시나리오(Foreseeable Future Scenario, 2011~2040년), MF시나리오(Mid-term Future Scenario, 2041~2070년), LF시나리오(Long-term Future Scenario, 2071~2100년)의 3개의 구간으로 설정하여 기준기간과 전망기간의 연평균 강우량에 대한 경향성분석을 실시하였다. 그 결과NSQM이 FF시나리오에서 330.1mm(25.2%), MF시나리오에서 564.5mm(43.1%), LF시나리오에서 634.3mm(48.5%)로 증가하는 전망결과를 나타내고 있었다. 정상성기법을 적용한 결과, 전망기간 중 전체적으로는 동일한 평균값을 갖는 목표통계모수를 사용한다고 하여도, 전망전반부에서 과다하고, 후반부에서 오히려 과소한 전망을 보여주고 있었다. 이러한 결과는 비정상성기법을 사용함으로써 상당부분 개선될 수 있음을 확인하였다.
In this study, in the field of remote sensing, where the scope of application is rapidly expanding to fields such as land monitoring, disaster prediction, facility safety inspection, and maintenance of cultural properties, monitoring of rural space and surrounding environment using UAV is utilized. It was carried out to verify the possibility, and the following main results were derived. First, the aerial image taken with an unmanned aerial vehicle had a much higher image size and spatial resolution than the aerial image provided by the National Geographic Information Service. It was suitable for analysis due to its high accuracy. Second, the more the number of photographed photos and the more complex the terrain features, the more the point cloud included in the aerial image taken with the UAV was extracted. As the amount of point cloud increases, accurate 3D mapping is possible, For accurate 3D mapping, it is judged that a point cloud acquisition method for difficult-to-photograph parts in the air is required. Third, 3D mapping technology using point cloud is effective for monitoring rural space and rural resources because it enables observation and comparison of parts that cannot be read from general aerial images. Fourth, the digital elevation model(DEM) produced with aerial image taken with an UAV can visually express the altitude and shape of the topography of the study site, so it can be used as data to predict the effects of topographical changes due to changes in rural space. Therefore, it is possible to utilize various results using the data included in the aerial image taken by the UAV. In this study, the superiority of images acquired by UAV was verified by comparison with existing images, and the effect of 3D mapping on rural space monitoring was visually analyzed. If various types of spatial data such as GIS analysis and topographic map production are collected and utilized using data that can be acquired by unmanned aerial vehicles, it is expected to be used as basic data for rural planning to maintain and preserve the rural environment.
본 연구는 데이터를 기반으로 한 인공지능 기계학습 기법을 활용하여 온실 내부온도 예측 시뮬레이션 모델을 개발을 수행하였다. 온실 시스템의 내부온도 예측을 위해서 다양한 방법이 연구됐지만, 가외 변인으로 인하여 기존 시뮬레이션 분석방법은 낮은 정밀도의 문제점을 지니고 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 최근 개발되고 있는 데이터 기반의 기계학습을 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발을 수행하였다. 기계학습모델은 데이터 수집, 특성 분석, 학습을 통하여 개발되며 매개변수와 학습방법에 따라 모델의 정확도가 크게 변화된다. 따라서 데이터 특성에 따른 최적의 모델 도출방법이 필요하다. 모델 개발 결과 숨은층 증가에 따라 모델 정확도가 상승하였으며 최종적으로 GRU 알고리즘과 숨은층6에서 r2 0.9848과 RMSE 0.5857℃로 최적 모델이 도출되었다. 본 연구를 통하여 온실 외부 데이터를 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발이 가능함을 검증하였으며, 추후 다양한 온실데이터에 적용 및 비교분석이 수행되어야 한다. 이후 한 단계 더 나아가 기계학습모델 예측(predicted) 결과를 예보(forecasting)단계로 개선하기 위해서 데이터 시간 길이(sequence length)에 따른 특성 분석 및 계절별 기후변화와 작물에 따른 사례별로 개발 모델을 관리하는 등의 다양한 추가 연구가 수행되어야 한다.
기후변화에 따른 집중호우, 태풍 등의 발생빈도의 증가로 인하여 댐 운영의 고도화가 요구되고 있다. 일반적으로 댐 운영의 경우 강우예측, 강우-유출, 홍수추적 등 다양한 수리수문학적 요소들을 반영하여 수행되나 기 계획된 특정 규칙에 기반한 댐 운영 모형의 경우, 때때로 개별 모듈들의 불확실성과 복합적인 인자들로 인하여 댐의 방류량을 능동적으로 제어하는데 제약이 있을 수 있다. 본 연구는 남강댐 직하류 홍수피해 예방을 위하여 댐의 방류량 결정 등 효율적인 댐 운영을 지원하기 위해 딥러닝 기반 LSTM (Long Short-Term Memory) 모형을 구축하고, 선행시간별 댐직하류 수위예측 정확도를 분석하는 것을 목적으로 한다. LSTM 모형의 입력자료는 댐 운영에 사용되는 기초자료 및 하류 장대동 수위관측소의 수위 자료를 시 단위로 2009년부터 2021년 7월까지 수집하였다. 2009년부터 2018년 자료는 모형의 학습과 검증 및 2019년부터 2021년 7월 자료는 선행시간을 7개(1 h, 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 18 h, 24 h)로 구분하여 관측 수위와 예측 수위를 비교·분석하였다. 그 결과, 선행시간 1시간의 예측결과는 평균적으로 MAE가 0.01 m, RMSE가 0.015 m, NSE가 0.99 로 관측 수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한, 선행시간이 길어질수록 예측 정확도는 근소하게 감소하였지만, 관측 수위의 시간적 패턴을 유사하게 안정적으로 예측하는 것으로 분석되었다. 따라서 수리수문학적 비선형의 복잡한 자료간의 특징을 자동으로 추출하여 예측 자료를 생산하는 LSTM 모형은 댐 방류량 의사결정에 있어 활용이 가능할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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