• 제목/요약/키워드: Time-series prediction

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추계학적 기법을 통한 공주지점 유출예측 연구 (Study of Stochastic Techniques for Runoff Forecasting Accuracy in Gongju basin)

  • 안정민;허영택;황만하;천근호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권1B호
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    • pp.21-27
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    • 2011
  • 유출예측량을 모의할 때 과거와 현재의 수문자료를 이용한다는 측면에서 미래 예측결과의 불확실성을 완전히 제거할 수는 없겠지만, 다양한 기법별 분석에 의하여 불확실성을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 유출예측의 정확성 향상을 위해 다양한 유출예측 기법을 적용 및 평가하였으며 확률론적 예측을 가능하게 하는 예측기법인 ESP와 관측 시계열 자료를 이용한 통계기법으로 공주지점의 유출예측을 수행하였다. 각 기법에 따른 유출예측 결과의 신뢰성 평가는 MAE(Mean Absolute Error), RMSE(Root Mean Squared Error), RRMSE(Relative Root Mean Squared Error), Mean Absolute Percentage Error (MAPE), TIC(Theil Inequality Coefficient)를 이용하였다. ESP 확률을 이용하여 예측한 유출결과와 통계적 시계열 분석에 의해 예측된 유출결과를 MAE, RMSE, RRMSE, MAPE, TIC를 이용하여 비교 분석하였으며 유출예측의 개선효과를 확인해본 결과, ESP 확률을 이용한 예측이 MAE(10.6), RMSE(15.14), RRMSE(0.244), MAPE(22.74%), TIC(0.13)으로 평가되었으며 MAE(23.2), RMSE(37.13), RRMSE(0.596), MAPE(26.69%), TIC(0.30)으로 평가된 ARMA와 MAE(26.4), RMSE(34.44), RRMSE(0.563), MAPE(47.38%), TIC(0.25)으로 평가된 Winters 에 비해 신뢰성이 높게 나타났다.

Colorectal Cancer Mortality Characteristics and Predictions in China, 1991-2011

  • Fang, Jia-Ying;Dong, Hong-Li;Sang, Xue-Jin;Xie, Bin;Wu, Ku-Sheng;Du, Pei-Ling;Xu, Zhen-Xi;Jia, Xiao-Yue;Lin, Kun
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권17호
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    • pp.7991-7995
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    • 2015
  • Background: To identify the epidemiological characteristics of colorectal cancer mortality in China during the period of 1991-2011, and forecast the future five-year trend. Materials and Methods: Mortality data for colorectal cancer in China from 1991 to 2011 was used to describe epidemiological characteristics in terms of age group, gender, and rural/urban residence. Trend surface analysis was performed to analyze the geographical distribution of colorectal cancer. Four models including curve estimation, time series modeling, gray modeling and joinpoint regression were applied to forecast the trends for the future five years. Results: Since 1991 the colorectal cancer mortality rate increased yearly, and our results showed that the trend would continue to increase in the ensuing 5 years. The mortality rate in males was higher than that of females and the rate in urban areas was higher than in rural areas. The mortality rate was relatively low for individuals less than 60 years of age, but increased dramatically afterwards. People living in the northeastern China provinces or in eastern China had a higher mortality rate for colorectal cancer than those living in middle or western China provinces. Conclusions: The steadily increasing mortality of colorectal cancer in China will become a substantial public health burden in the foreseeable future. For this increasing trend to be controlled, further efforts should concentrate on educating the general public to increase prevention and early detection by screening. More effective prevention and management strategies are needed in higher mortality areas (Eastern parts of China) and high-risk populations (60+ years old).

ARIMA 모델에 의한 상수도 일일 급수량 추정에 관한 연구 (A Study on the Eltimation of Daily Urban Water Demand by ARIMA Model)

  • 이경훈;문병석;박성천
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.45-54
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    • 1997
  • 수돗물, 송배수펌프의 운전 등 상수도시설을 합리적인 운용을 위해서는 일, 또는 시간 단위의 급수량 사용량의 추정이 필수적이다고 할 수 있다. 급수량의 추정방식은 회귀모형식 및 시계열 분석방법이 있는데, 본 연구에서는 시계열 분석방법인 ARIMA모형을 이용하여 일일 급수량을 추정하였으며 연구대상 지역으로는 광주광역시를 선정하였다. 일일 급수량을 추정하는데 있어서 시계열장을 15, 30. 60, 90일로 나누어 각각의 시계열장에 대해 시행착오법으로 각 모형에 적용하여 최적의 시계열장을 결정하여, 상수도 일일 급수량을 추정할 수 있는 모형을 제안하고 그 유효성을 잔차분석을 통해 검증하였다. 제안된 모형식은 사고 등의 인위적인 조작(단수 등)이 가해지는 시기를 제외하고는 실측치와 모형의 추정치와의 오차율이 최대 약 12%, 평균 3% 이내로 나타나, 모형의 결과는 상수도 일일 급수량의 추정에 필요한 시설에 적용 가능하다고 판단된다.

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심혈관 신호에 있어서 단기간 beat-to-beat 변이의 비선형 역할에 관한 연구 (Study on Nonlinearites of Short Term, Beat-to-beat Variability in Cardiovascular Signals)

  • Han-Go Choi
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.151-158
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    • 2003
  • 심장혈관 신호에 있어서 단기간의 beat-to-beat 변이(variability)에 대한 여러 연구에서 선형 분석기법들이 사용되었다. 그러나 단기간 beat-to-beat 변이에 대해 선형기법 사용의 타당성에 대한 연구나 선형과 비선형 특성을 비교한 연구는 수행되지 않았다. 본 논문의 목적은 단기간 beat-to-beat 변이의 비선형성 특성을 조사함으로써 선형기법 사용의 적절함을 증명하고자 한다. 이를 위해 선형 ARMA와 비선형 신경망(NN) 모델을 사용하여 예측을 수행하였는데, 과거의 순시 심박(HR)과 평균 혈압(BP)으로부터 현재의 심박과 혈압 예측을 상호 비교하였다. 이러한 예측모델을 평가하기 위해 MIMIC 데이터베이스로부터 HR와 BP 시계열을 사용하였다. 실험결과에 의하면 신경망에 의한 비선형성은 단기간 beat-to-beat 변이를 생성하는 시스템 동특성을 나타내는데 의미있는 역할을 하지 못하였으며, 이 사실은 ARMA 선형 분석기법이 이러한 시스템 동특성을 나타내는데 적절함을 보여주고 있다

시간단위 전력사용량 시계열 패턴의 군집 및 분류분석 (Clustering and classification to characterize daily electricity demand)

  • 박다인;윤상후
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제28권2호
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    • pp.395-406
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    • 2017
  • 전력 공급 시스템의 효율적인 운영을 위해 전력수요예측은 필수적이다. 본 연구에서는 군집분석과 분류분석을 이용하여 일 단위 시간별 전력수요량 시계열 패턴의 유형을 살펴보고자 한다. 전력거래소에서 수집된 2008년 1월 1일부터 2012년 12월 31일까지의 일 단위 시간별 전력수요량 데이터를 추세성분, 계절성분, 오차 성분으로 구성된 시계열 자료로 변환하여 사용하였다. 추세성분을 제거한 시계열 자료의 패턴을 구분하기 위한 군집 분석방법은 k-평균 군집분석 (k-means), 가우시안혼합모델 혼합 모델 군집분석 (Gaussian mixture model), 함수적 군집분석 (functional clustering)을 고려하였다. 주성분분석을 통해 24시간 자료를 2개의 요인로 축소한 후 k-평균 군집분석과 가우시안 혼합 모델, 함수적 군집분석을 수행하였다. 군집분석 결과를 토대로 2008년부터 2011년까지 총 4년간 데이터를 4가지 분류분석방법인 의사결정나무, RF (random forest), Naive bayes, SVM (support vector machine)을 통해 훈련시켜 2012년 군집을 예측하였다. 분석 결과 가우시안 혼합 분포기반 군집분석과 RF를 이용한 군집예측 결과의 성능이 가장 우수하였다.

A Global-Local Approach for Estimating the Internet's Threat Level

  • Kollias, Spyridon;Vlachos, Vasileios;Papanikolaou, Alexandros;Chatzimisios, Periklis;Ilioudis, Christos;Metaxiotis, Kostas
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제16권4호
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    • pp.407-414
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    • 2014
  • The Internet is a highly distributed and complex system consisting of billion devices and has become the field of various kinds of conflicts during the last two decades. As a matter of fact, various actors utilise the Internet for illicit purposes, such as for performing distributed denial of service attacks (DDoS) and for spreading various types of aggressive malware. Despite the fact that numerous services provide information regarding the threat level of the Internet, they are mostly based on information acquired by their sensors or on offline statistical sampling of various security applications (antivirus software, intrusion detection systems, etc.). This paper introduces proactive threat observatory system (PROTOS), an open-source early warning system that does not require a commercial license and is capable of estimating the threat level across the Internet. The proposed system utilises both a global and a local approach, and is thus able to determine whether a specific host is under an imminent threat, as well as to provide an estimation of the malicious activity across the Internet. Apart from these obvious advantages, PROTOS supports a large-scale installation and can be extended even further to improve the effectiveness by incorporating prediction and forecasting techniques.

한국형 낙상 위험 사정도구의 타당성 평가연구 (Validation of Adult Fall Assessment Scale Korean Version for Adult Patients in General Hospitals in Korea)

  • 최은희;고미숙;이신애;박정하
    • 임상간호연구
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    • 제26권2호
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    • pp.265-273
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    • 2020
  • Purpose: The purpose of this study was to test the predictive validity of the Fall Assessment Scale-Korean version (FAS-K) and to find the most appropriate cutoff score to screen high-risk fall groups in adult patients in general hospitals in Korea. Methods: We performed a prospective evaluation study in medical and surgical ward patients at two major general hospitals in Seoul. Data were collected from Nov. 1, 2018 to Feb. 28, 2019, nurses performed 651 observation series. The researcher measured the fall risk assessment score by applying FAS-K, MFS (Morse Fall Scale), and JHFRAT (Johns Hopkins Hospital Fall Risk Assessment tool) to the patients twice a week between 10 am and 12 noon. Data were analyzed using Pearson's corelation coefficients, and the sensitivity, specificity, predictive value, and the area under the curve (AUC) of the three tools. Results: The FAS-K was positively correlated with the MFS (r=.70, p<.001) and the JHFRAT (r=.82, p<.001). According to the receiver operating characteristics (ROC) curve analysis of the FAS-K, sensitivity, specificity, and positive and negative prediction values were 85.3%, 49.4%, 8.5%, and 98.4%, respectively, when the FAS-K score was 4. Therefore, the cut-off score of the FAS-K to identify groups with high fall risk was 4. Conclusion: The FAS-K is a valid tool for measuring fall risk in adult inpatients. In addition, the FAS-K score, 4, can be used to identify high-risk fall groups and know specific points in time to provide active interventions to prevent falls.

다중회귀분석을 통한 대구지역 오존농도 예측 (Prediction of Ozone Concentration by Multiple Regression Analysis in Daegu area)

  • 최성우;최상기;도상현
    • 한국환경과학회지
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    • 제11권7호
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    • pp.687-696
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    • 2002
  • Air quality monitoring data and meteorology data which had collected from 1995. 1. to 1999. 2. in six areas of Daegu, Manchondong, Bokhyundong, Deamyungdong, Samdukdong, Leehyundong and Nowondong, were investigated to determine the distribution and characteristic of ozone. A equation of multiple regression was suggested after time series analysis of contribution factor and meteorology factor were investigated during the day which had high concentration of ozone. The results show the following; First, 63.6% of high ozone concentration days, more than 60 ppb of ozone concentration, were in May, June and September. The percentage of each area showed that; Manchondong 14.4%, Bokhyundong 15.4%, Deamyungdong 15.6%, Samdukdong 15.6%, Leehyundong 17.3% and Nowondong 21.6%. Second, correlation coefficients of ozone, $SO_2$, TSP, $NO_2$ and CO showed negative relationship; the results were respectively -0.229, -0.074, -0.387, -0.190(p<0.01), and humidity were -0.677. but temperature, amount of radiation and wind speed had positive relationship; the results were respectively 0.515, 0.509, 0.400(p<0.01). Third, $R^2$ of equation of multiple regression at each area showed that; Nowondong 45.4%, Lee hyundong 77.9%, Samdukdong 69.9%, Daemyungdong 78.8%, Manchondong 88.6%, Bokhyundong 77.6%. Including 1 hour prior ozone concentration, $R^2$ of each area was significantly increased; Nowondong 75.2%, Leehyundong 89.3%, Samdukdong 86.4%, Daemyungdong 88.6%, Manchondong 88.6%, Bokhyundong 88.0%. Using equation of multiple regression, There were some different $R^2$ between predicted value and observed value; Nowondong 48%, Leehyundong 77.5%, Samdukdong 58%, Daemyungdong 73.4%, Manchondong 77.7%, Bokhyundong 75.1%. $R^2$ of model including 1 hour prior ozone concentration was higher than equation of current day; Nowondong 82.5%, Leehyundong 88.3%, Samdukdong 80.7%, Daemyungdong 82.4%, Manchondong 87.6%, Bokhyundong 88.5%.

공간적으로 변이하는 지진파에 대한 터널의 응답 예측 (Prediction of Tunnel Response by Spatially Variable Ground Motion)

  • 김인태;한정우;윤세웅;박두희
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.53-61
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    • 2008
  • 지진파는 진원지로부터 지표면으로 전파되는 과정에서 전파경로와 부지증폭정도의 차이, 그리고 비균질한 지반에서의 지진파 산란 등으로 인하여 공간적으로 변이하게 된다. 공간적으로 변이하는 지진파는 교량과 터널과 같이 종단방향 길이가 긴 구조물에 큰 영향을 미칠 수 있다. 지진파의 공간적 변이성이 교량에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려져 있지만 터널에 미치는 영향에 대해서는 체계적인 연구가 수행된 바 없다. 본 연구에서는 공간적으로 변이하는 지진파에 대한 터널의 응답을 예측하기 위한 새로운 기법을 개발하였다. 개발된 기법의 핵심은 이격거리별 계산된 공간적으로 변이하는 지진파의 시간이력으로부터 생성되는 종단방향 변위 주상도이다. 종단방향 변위 주상도는 일련의 3차원 유사정적 유한요소해석을 수행하는데 사용되었다. 해석결과, 공간적으로 변이하는 지진파는 터널에 종단방향 휨을 유발하며 터널 라이닝에 큰 축력이 발생할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 특히 지반의 특성이 변이하는 경계면에서 영향이 큰 것으로 나타났다.

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Estimation of Soil Moisture Content in Corn Field Using Microwave Scatterometer Data

  • Kim, Yihyun;Hong, Sukyoung;Lee, Kyoungdo;Na, Sangil;Jung, Gunho
    • 한국토양비료학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.235-241
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    • 2014
  • A ground-based microwave scatterometer has an advantage for monitoring soil moisture content using multi-polarization, multi-frequencies and various incidence angles. In this paper, ground-based multi-frequency (L-, C-, and X-band) polarimetric scatterometer system capable of making observations every 10 min was used to monitor the soil moisture conditions in a corn field over an entire growth cycle. Measurements of volumetric soil moisture were obtained and their relationships to the backscatter observations were examined. Time series of soil moisture content was not corresponding with backscattering coefficient pattern over the whole growth stage, although it increased until early July (Day Of Year, DOY 160). We examined the relationship between the backscattering coefficients from each band and soil moisture content of the field. Backscattering coefficients for all bands were not correlated with soil moisture content when considered over the entire stage ($r{\leq}0.48$). However, L-band Horizontal transmit and Horizontal receive polarization (HH) had a good correlation with soil moisture ($r=0.85^{**}$) when LAI was lower than 2. Prediction equations for soil moisture were developed using the L-HH data. Relation between L-HH and soil moisture shows linear pattern and related with soil moisture content ($R^2=0.77$). Results from this study show that backscattering coefficients of microwave scatterometer appear to be effective to estimate soil moisture content in the field level.