• 제목/요약/키워드: extreme value analysis

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Extreme wind climatology of Nepal and Northern India

  • Manoj Adhikari;Christopher W. Letchford
    • Wind and Structures
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    • 제37권2호
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    • pp.153-161
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    • 2023
  • Wind speed data from Nepal and adjoining countries have been analyzed to estimate an extreme wind speed climatology for the region. Previously wind speed information for Nepal was adopted from the Indian National Standard and applied to two orographically different regions: above and below 3000 m elevation respectively. Comparisons of the results of this analysis are made with relevant codes and standards. The study confirms that the assigned basic wind speed of 47 m/s for the plains and hills of Nepal (below 3000 m) is appropriate, however, data to substantiate a basic wind speed of 55 m/s above 3000 m is unavailable. Using a composite analysis of 15 geographically similar stations, the study also generated 435 years of annual maxima wind data and fitted them to Type I and Type III extreme value distributions. The results suggest that Type III distribution may better represent the data. The findings are also consistent with predictions made by Holmes and Weller (2002) and to a certain extent those of Sarkar et al. (2014), but lower than the analysis undertaken by Lakshmanan et al. (2009) for northern India. The study also highlights that the use of a load factor of 1.5 on wind load implies lower strength design MRI's of around 260 years compared to the 700 years of ASCE 7-22.

재무비율의 극단치에 대한 통계적 분석 (Statistical Analysis of Extreme Values of Financial Ratios)

  • 주지환
    • 지식경영연구
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    • 제22권2호
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    • pp.247-268
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    • 2021
  • 투자자들은 기업가치를 평가하기 위하여 재무비율을 활용하는데 특히 PER과 PBR은 적정 기업가치를 판단하는데 중요한 역할을 하는 대표적인 수치로 알려져 있다. 금융자료는 꼬리가 매우 두터운 형태의 분포를 따르는 경우가 많은데, PER과 PBR은 첨도가 매우 높으며 해당 재무비율의 극단치들은 기업의 다양한 이해관계자들의 의사결정 시 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 통계학의 극단치이론에서 주로 활용되는 GPD와 최근 새롭게 제안된 분포인 exGPD를 도입하고, 두 분포 간의 성능을 비교하기 위해 시뮬레이션을 수행하여 적합도를 살펴본 후 우측 꼬리에 속하는 90, 95, 99% 퍼센타일 값을 추정하여 실제 값과 비교한다. 다음으로 국내 증권시장에 상장된 정보기술군(IT) 기업들의 PER, PBR 자료에 근거하여 실증분석을 수행한다. 분석 결과 특히 PBR에서 exGPD가 GPD에 비해 자료의 우측 꼬리 영역을 보다 효과적으로 설명함을 확인하였다. 따라서, 재무비율에 기반한 기업가치평가 또는 위험관리 시 극단치의 특성을 효과적으로 반영할 수 있는 exGPD와 같은 분포를 활용한다면 꼬리 영역에 담긴 정보를 보다 정확하게 파악할 수 있다. 이는 기업 내부 위험관리자의 효과적인 지식경영을 돕고, 투자자를 비롯하여 다양한 외부 이해관계자들에게 유용한 지식을 제공할 수 있다.

일일 최고기온의 변화에 대한 추정 (Estimation for the Change of Daily Maxima Temperature)

  • 고왕경
    • 응용통계연구
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    • 제20권1호
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    • pp.1-9
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    • 2007
  • 한국의 네 개 도시(서울, 대구, 춘천, 영천)의 일일 최고기온을 모형화하여, 이에 적합한 분포를 제안하고 분포의 적합성을 여러 가지 방법에 의하여 검토하였다. 제안된 분포는 극단간 분포의 일종이며, 적합성 검토는 카이제곱 적합도 검정, Q-Q plot,확률 그림과 5000번의 모의실험을 통하여 허용한계를 구하였다 그 결과 제안된 극단간 분포(Extreme Value Distribution)가 일일 최고기온을 잘 설명하고 있음을 확인할 수 있었다. 논문에서 나타난 실제 데이터의 그림은 서울의 1월과 6월을 중심으로 하였고, 대상지역의 2006년과 100년 후 2105년의 평균기온과, 제 안된 극단값 분포에 의해 95% 신뢰구간하에서 일일 최고기온의 평균 상한값을 예측하였다.

강우자료의 분리효과 (Separation Effect Analysis for Rainfall Data)

  • 김양수;허준행
    • 물과 미래
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    • 제26권4호
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    • pp.73-83
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    • 1993
  • 본 연구에서는 우리나라 강우자료에 대한 분리효과를 검토하였다. 2변수 대수정규분포, 3변수 대수정규분포등, TYPE-극치분포, 2변수 Gamma 분포, 3변수 Gamma 분포, Log-Pearson Type-분포, GEV분포 등 7개 분포함수를 선정하고, Monte C미개 실험을 이용하여 과거 강우기록 자료로부터 얻은 왜곡도의 평균과 표준편차와 각 분포형들로부터 모의된 왜곡도의 평균과 표준편차와 차이를 분석하였다. 그 결과 우리나라 강우자료는 3변수 Gamma 분포를 제외한 나머지 6개 분포형에서 분리현상을 보였다.

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Expected extreme value of pounding force between two adjacent buildings

  • Rahimi, Sepideh;Soltani, Masoud
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제61권2호
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    • pp.183-192
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    • 2017
  • Seismic pounding between adjacent buildings with inadequate separation and different dynamic characteristics can cause severe damage to the colliding buildings. Efficient estimation of the maximum pounding force is required to control the extent of damage in adjacent structures or develop an appropriate mitigation method. In this paper, an analytical approach on the basis of statistical relations is presented for approximate computation of extreme value of pounding force between two adjacent structures with equal or unequal heights subjected to stationary and non-stationary excitations. The nonlinearity of adjacent structures is considered using Bouc-Wen model of hysteresis and the pounding effect is simulated by applying the nonlinear viscoelastic model. It is shown that the proposed approach can significantly save computational costs by obviating the need for performing dynamic analysis. To assess the reliability and accuracy of the proposed approach, the results are compared with those obtained from nonlinear dynamic analysis.

Asymptotic Capacity Analysis in Multipoint-to-Point Cognitive Radio Networks with an Arbitrary Peak Power

  • Ji, Jianbo;Chen, Wen;Sun, Shanlin
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제15권6호
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    • pp.576-580
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    • 2013
  • In this paper, we investigate the capacity of a multipoint-to-point cognitive radio network. In existing works, the asymptotic capacity is only obtained in the high peak power region at secondary transmitter (ST) or obtained without considering the interference from primary transmitter (PT) for easy analysis. Here, we analyze the asymptotic capacity by considering an arbitrary peak power at the ST and the interference from the PT based on extreme value theory. Simulation results show that our approximated capacity is well-matched to the exact capacity. Furthermore, the scaling law of our capacity is found to be double logarithm of the number of secondary users.

기후변동을 고려한 조건부 GEV 분포를 이용한 비정상성 빈도분석 (Non-stationary Frequency Analysis with Climate Variability using Conditional Generalized Extreme Value Distribution)

  • 김병식;이정기;김형수;이진원
    • 한국습지학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.499-514
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    • 2011
  • 전통적 수문빈도분석의 기본가정은 기후와 수문사상이 정상성이라는 것으로 즉, 분포형의 매개변수들이 시간에 따라 불변이라는 것이다. 댐, 제방, 운하, 교량 등 수공 관련 기간시설물을 계획하고 설계할 때는 과거 상황을 이해하고 미래에도 그 상황이 유지될 것이라는 것을 근거로 한다. 그러나 현실은 기본가정과는 달리 수문자료들은 비정상성을 지니고 있으며 수자원관리자들에 의해 항상 기간시설물을 계획하고 설계 할 때 비정상성을 다루고자 끊임없이 노력해 왔다. 본 논문에서는 비정상성 수문빈도분석기법을 소개하고, 조건부 Generalized Extreme Value(GEV) 분포를 이용하여 비정상성 빈도분석을 실시하였다. 본 논문에서는 6개 기상관측소지점의 24시간 연최고치 강우량을 대상으로 비정상성 빈도분석을 실시하였으며 최우도법(Maximum Likelihood)을 사용하여 GEV 분포형의 매개변수를 추정하였다. 그 결과 비정상성 GEV 분포가 확률 강우량을 산정하는데 있어 적합함을 확인 할 수 있었다. 또한 ENSO(El Nino Southern Oscillation)를 나타내는 지수인 SOI(Southern Oscillation Index)를 이용하여 기후변동 고려한 비정상성 빈도분석을 실시하였다.

극치강우사상을 포함한 강우빈도분석의 불확실성 분석 (Analysis of Uncertainty of Rainfall Frequency Analysis Including Extreme Rainfall Events)

  • 김상욱;이길성;박영진
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권4호
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    • pp.337-351
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    • 2010
  • 극치사상을 예측하기 위한 기존의 빈도분석 결과의 이용에 대한 많은 문제점들이 부각되고 있다. 특히, 통계적 모형을 이용하기 위해서 흔히 사용되는 점근적 모형 (asymptotic model)의 합리적인 검토 없는 외삽 (extrapolation)은 산정된 확률 값을 과대 또는 과소평가하는 문제를 일으켜, 예측결과에 대한 불확실성을 과다하게 산정함으로써 불확실성에 대한 신뢰도를 감소시키는 문제가 있다. 그러므로 본 연구에서는 국내에서 극치강우사상을 포함한 강우자료의 빈도분석에 대한 연구사례를 제공하고 점근적 모형을 사용하는 경우 발생되는 불확실성을 감소시키기 위한 방법론을 제시하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 극치강우사상의 빈도분석을 수행하는 데 있어서 최근 들어 여러 분야에서 다양하게 적용되고 있는 Bayesian MCMC (Markov Chain Monte Carlo) 방법을 사용하였으며, 그 결과를 최우추정방법 (Maximum likelihood estimation method)과 비교하였다. 특히 강우사상의 점 빈도분석에 흔히 이용되는 확률밀도함수로 GEV (Generalized Extreme Value) 분포와 Gumbel 분포를 모두 고려하여 두 분포의 결과를 비교하였으며, 이 과정에서 각각의 산정결과 및 불확실성은 근사식을 이용한 최우추정방법과 Bayesian 방법을 이용하여 각각 비교 및 분석되었다.

기상청 지진 자료를 이용한 내진설계 지진규모의 신뢰구간 추정 (Confidence Interval Estimation of the Earthquake Magnitude for Seismic Design using the KMA Earthquake Data)

  • 조홍연;이기섭
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.62-66
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    • 2017
  • 최근 발생한 기록적인 5.8 규모의 경주지진으로 한반도에서 발생 가능한 지진규모에 대한 관심과 해안구조물에 대한 내진 설계검토에 대한 요구가 고조되고 있다. 본 연구에서는 기상청에서 제공하는 지진규모 자료(규모 3.5, 4.0 이상의 자료)를 이용하여 비모수적인 극치해석 기법을 이용하여 재현기간에 따른 지진규모와 신뢰구간을 추정하였다. 지진규모 4.0 이상의 자료를 이용하여 추정한 결과, 재현기간 50, 100년에 해당하는 지진규모는 각각 5.81, 5.94, 추정 지진규모의 90% 신뢰구간은 각각 5.52-6.11, 5.62-6.29 범위로 추정되었다. 본 연구에서 추정한 지진규모는 공간적인 지진위험 영향을 반영하지 못하는 한계가 있으나, 한반도에서 발생 가능한 지진규모를 극치해석과 가용한 자료의 한정된 기간을 반영하여 신뢰구간을 추정하였기 때문에 다양한 연안 구조물의 설계 관점에서 활용이 가능하다.

Springing을 고려한 TLP의 장력 예측 기법 연구 (Study on Prediction Method for Spring-Induced Tension Responses of TLP)

  • 김태영;김용환
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.396-403
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    • 2014
  • This paper considered the prediction of the tension force in the design of a TLP tendon, particularly focusing on the springing problem. Springing is an important parameter that exerts a large tension in special cases. It is a nonlinear phenomenon and requires the 2nd-order wave loads to solve. In this paper, a new prediction method for springing and the resultant extreme tension on the tendon of a TLP is introduced. Using the 2nd-order response function computed using the commercial program WADAM, the probability density function of the 2nd-order tension is obtained from an eigenvalue analysis using a quadratic transfer function and sea spectra. A new method is then suggested to predict the extreme tension loads with respect to the number of occurrences. It is shown that the PDF suggested in this study properly predicts the extreme tension in comparison with the time histories of the 2nd-order tension. The expected tension force is larger than that from a linear analysis in the same time windows. This supports the use of the present method to predict the tension due to springing.