• 제목/요약/키워드: over-fitting

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이류모델을 활용한 초단시간 강우예측의 적용성 평가 (The Applicability Assesment of the Short-term Rainfall Forecasting Using Translation Model)

  • 윤성심;배덕효
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권8호
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    • pp.695-707
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    • 2010
  • 기후변화로 인해 태풍과 집중호우의 빈도 및 규모가 증가하고 있으며, 이로 인한 피해 역시 증가하고 있다. 태풍과 집중호우로 인한 피해를 줄이기 위한 홍수 예 경보 시스템에는 단시간 강우예측모델과 레이더 자료를 이용하여 산정된 예측강우가 필요하다. 이를 위하여 외국의 경우 단시간 강우예측 모델을 개발하여 레이더 자료를 이용한 강우예측을 수행하고 이를 수문모형과 연계하여 그 적용성을 분석하거나 홍수예보의 활용성을 평가하는 연구를 활발히 진행하고 있다. 이에 본 연구에서는 홍수예보를 위한 단시간 예측강우의 활용 측면에서 기상레이더 정보와 결합된 이류모델을 활용한 초단시간 강우예보의 국내 적용성을 평가하고자 한다. 이를 위해 최소자승법(Least-square fitting) 기법으로 레이더 강우를 추정하고, 추정된 강우를 이류모델의 초기장으로 활용하였다. 또한, 레이더 예측강우와 지상관측강우의 비교를 통해 레이더 예측강우의 정확도를 정성적 정량적으로 평가하고, 도시홍수예보의 활용 측면을 고려하여 중랑천 유역을 대상으로 초단시간 예측강우의 유역평균강우량을 산정하여 평가하였다. 연구 결과, 관악산 레이더와 진도 레이더 대부분의 사례에서 선행시간의 증가에 따라 예측강수의 정확도가 감소하지만 정성적 평가 측면에서 예측강우는 0.6 이상의 높은 정확도를 나타내었으며, 정량적 측면에서 예측강우와 관측강우와의 상관계수는 평균적으로 선행시간 1시간 이내에서 대부분 0.5 이상의 비교적 좋은 상관성을 보였다. 예측 유역평균강우의 평가 결과 관측강우에 비해 과소추정하는 경향이 있으나 평균적으로 상관계수 0.5 이상으로 비교적 정확하게 강우를 예측하는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 레이더 자료와 이류모델을 통해 산정한 초단시간 예측강우의 활용성을 확인할 수 있었다.

X-means 확장을 통한 효율적인 집단 개수의 결정 (Extensions of X-means with Efficient Learning the Number of Clusters)

  • 허경용;우영운
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.772-780
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    • 2008
  • K-means는 알고리즘의 단순함과 효율적인 구현이 가능함으로 인해 군집화를 위해 현재까지 널리 사용되는 방법 중 하나이다. 하지만 K-means는 집단의 개수가 사전에 결정되어야 하는 근본적인 문제점이 있다. 이 논문에서는 BIC(Bayesian information criterion) 점수를 이용하여 효율적으로 집단의 개수를 추정할 수 있는 X-means 알고리즘을 확장한 두 가지 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 기본적으로 X-means 방법을 따르면서 집단이 임의의 분산 행렬을 가질 수 있도록 함으로써 X-means 알고리즘이 원형 집단만을 허용함에 따른 over-fitting을 개선한다. 제안한 방법은 하나의 집단에서 시작하여 계속해서 집단을 나누어가는 하향식 방법으로, BIC score를 최대로 증가시키는 집단을 분할해 나간다. 제안한 알고리즘은 Modified X-means(MX-means)와 Generalized X-means(GX-means)의 두 가지로, 전자는 K-means 알고리즘을, 후자는 EM 알고리즘을 사용하여 현재 주어진 집단들에서 최적의 분할을 찾아낸다. MX-means는 GX-means보다 그 속도에서 앞서지만 집단들이 중첩 된 경우에는 올바른 집단을 찾아낼 수 없는 단점이 있다. GX-means는 실행 속도가 느린 단점이 있지만 집단들이 중첩된 경우에도 안정적으로 집단들을 찾아낼 수 있다. 이러한 점들은 일련의 실험을 통해서 확인할 수 있으며, 제안한 방법들이 기존의 방법들에 비해 나은 성능을 보임을 확인할 수 있다.

계절형 ARIMA-Intervention 모형을 이용한 한국 편의점 최적 매출예측 (Optimal Forecasting for Sales at Convenience Stores in Korea Using a Seasonal ARIMA-Intervention Model)

  • 정동빈
    • 유통과학연구
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    • 제14권11호
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    • pp.83-90
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    • 2016
  • Purpose - During the last two years, convenient stores (CS) are emerging as one of the most fast-growing retail trades in Korea. The goal of this work is to forecast and to analyze sales at CS using ARIMA-Intervention model (IM) and exponential smoothing method (ESM), together with sales at supermarkets in South Korea. Considering that two retail trades above are homogeneous and comparable in size and purchasing items on off-line distribution channel, individual behavior and characteristic can be detected and also relative superiority of future growth can be forecasted. In particular, the rapid growth of sales at CS is regarded as an everlasting external event, or step intervention, so that IM with season variation can be examined. At the same time, Winters ESM can be investigated as an alternative to seasonal ARIMA-IM, on the assumption that the underlying series shows exponentially decreasing weights over time. In case of sales at supermarkets, the marked intervention could not be found over the underlying periods, so that only Winters ESM is considered. Research Design, Data, and Methodology - The dataset of this research is obtained from Korean Statistical Information Service (1/2010~7/2016) and Survey of Service Trend of Korea Statistics Administration. This work is exploited time series analyses such as IM, ESM and model-fitting statistics by using TSPLOT, TSMODEL, EXSMOOTH, ARIMA and MODELFIT procedures in SPSS 23.0. Results - By applying seasonal ARIMA-Intervention model to sales at CS, the steep and persisting increase can be expected over the next one year. On the other hand, we expect the rate of sales growth of supermarkets to be lagging and tied up constantly in the next 2016 year. Conclusions - Based on 2017 one-year sales forecasts for CS and supermarkets, we can yield the useful information for the development of CS and also for all retail trades. Future study is needed to analyze sales of popular items individually such as tobacco, banana milk, soju and so on and to get segmented results. Furthermore, we can expand sales forecasts to other retail trades such as department stores, hypermarkets, non-store retailing, so that comprehensive diagnostics can be delivered in the future.

SVM 기반 Bagging과 OoD 탐색을 활용한 제조공정의 불균형 Dataset에 대한 예측모델의 성능향상 (Boosting the Performance of the Predictive Model on the Imbalanced Dataset Using SVM Based Bagging and Out-of-Distribution Detection)

  • 김종훈;오하영
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제11권11호
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    • pp.455-464
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    • 2022
  • 제조업의 공정에서 생성되는 데이터셋은 크게 두 가지 특징을 가진다. 타겟 클래스의 심각한 불균형과 지속적인 Out-of-Distribution(OoD) 샘플의 발생이다. 클래스 불균형은 SMOTE 및 다양한 샘플링 전략을 통해서 대응할 수 있다. 그러나, OoD 탐색은 현재까지 인공신경망 영역에서만 다뤄져 왔다. OoD 탐색의 적용이 가능한 인공신경망은 제조공정 데이터셋에 대해서 만족스러운 성능을 발현하지 못한다. 원인은 제조공정의 데이터셋이 인공신경망에서 일반적으로 다루는 이미지, 텍스트 데이터셋과 비교해서 크기가 매우 작고, 노이즈가 심하다는 것이다. 또한 인공신경망의 과적합(overfitting) 문제도 제조업 데이터셋에서 인공신경망의 성능을 저하하는 원인으로 지적된다. 이에 현재까지 시도된 바 없는 SVM 알고리즘과 OoD 탐색의 접목을 시도하였다. 또한 예측모델의 정밀도 향상을 위해 배깅(Bagging) 알고리즘을 모델링에 반영하였다.

Strengthening of prestressed girder-deck system with partially debonding strand by the use of CFRP or steel plates: Analytical investigation

  • Haoran Ni;Riliang Li;Riyad S. Aboutaha
    • Computers and Concrete
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    • 제31권4호
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    • pp.349-358
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    • 2023
  • This paper describes an in-depth analysis on flexural strength of a girder-deck system experiencing a strand debonding damage with various strengthening systems, based on finite element software ABAQUS. A detailed finite element analysis (FEA) model was developed and verified against the relevant experimental data performed by other researchers. The proposed analytical model showed a good agreement with experimental data. Based on the verified FE model, over a hundred girder-deck systems were investigated with the consideration of following variables: 1) debonding level, 2) span-to-depth ratio (L/d), 3) strengthening type, 4) strengthening material thickness. Based on the data above, a new detailed analytical model was developed and proposed for estimating residual flexural strength of the strand-debonding damaged girder-deck system with strengthening systems. It was demonstrated that both finite element model and analysis model could be used to predict flexural behaviors for debonding damaged prestressed girder-deck systems. Since the strands are debonding from surrounding concrete over a certain zone over the length of the beam, the increase of strain in strands can be linked with a ratio ψ, which is Lp/c. The analytical model was proposed and developed regarding the ratio ψ. By conducting procedure of calculating ψ, the ψ value varies from 9.3 to 70.1. Multiple nonlinear regression analysis was performed in Software IBM SPSS Statistics 27.0.1 to derive equation of ψ. ψ equation was curved to be an exponential function, and the independent variable (X) is a linear function in terms of three variables of debonding level (λ), span length (L), and amount of strengthening material (As). The coefficient of determinate (R2) for curve fitting in nonlinear regression analysis is 0.8768. The developed analytical model was compared to the ultimate capacities computed by FEA model.

Spatial Estimation of soil roughness and moisture from Sentinel-1 backscatter over Yanco sites: Artificial Neural Network, and Fractal

  • Lee, Ju Hyoung
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.125-125
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    • 2020
  • European Space Agency's Sentinel-1 has an improved spatial and temporal resolution, as compared to previous satellite data such as Envisat Advanced SAR (ASAR) or Advanced Scatterometer (ASCAT). Thus, the assumption used for low-resolution retrieval algorithms used by ENVISAT ASAR or ASCAT is not applicable to Sentinel-1, because a higher degree of land surface heterogeneity should be considered for retrieval. The assumption of homogeneity over land surface is not valid any more. In this study, considering that soil roughness is one of the key parameters sensitive to soil moisture retrievals, various approaches are discussed. First, soil roughness is spatially inverted from Sentinel-1 backscattering over Yanco sites in Australia. Based upon this, Artificial Neural Networks data (feedforward multiplayer perception, MLP, Levenberg-Marquadt algorithm) are compared with Fractal approach (brownian fractal, Hurst exponent of 0.5). When using ANNs, training data are achieved from theoretical forward scattering models, Integral Equation Model (IEM). and Sentinel-1 measurements. The network is trained by 20 neurons and one hidden layer, and one input layer. On the other hand, fractal surface roughness is generated by fitting 1D power spectrum model with roughness spectra. Fractal roughness profile is produced by a stochastic process describing probability between two points, and Hurst exponent, as well as rms heights (a standard deviation of surface height). Main interest of this study is to estimate a spatial variability of roughness without the need of local measurements. This non-local approach is significant, because we operationally have to be independent from local stations, due to its few spatial coverage at the global level. More fundamentally, SAR roughness is much different from local measurements, Remote sensing data are influenced by incidence angle, large scale topography, or a mixing regime of sensors, although probe deployed in the field indicate point data. Finally, demerit and merit of these approaches will be discussed.

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중국(中國) 소수민족(少數民族)의 민족복식(民族服飾)에 관(關)한 연구(硏究)(I) - 운남성(雲南省)의 소수민족(少數民族)을 중심(中心)으로 - (A Study on Traditional Costume of China's Minorities (I) - Centering Around Yunna Province Minorities -)

  • 김영신;홍정민
    • 패션비즈니스
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    • 제2권3호
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    • pp.137-156
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    • 1998
  • In this study, the researcher studied the historical background, and the traditional culture about dress and ornament of Yunnan Province of China, The results of the study are as follows. 1. Dress and personal ornaments of the Va peoples vary with the locality. Their traditional dress and adornment is characterized by those in the Ximeng area. Men usually wear black or dark blue collarless jackets and black and dark blue loose and short bagged trousers with folding waist. Women usually wear close-fitting sleeveless pullover blouses with V-shaped necks and straight skirts with patterns of red and black cross stripes. 2. Jingpo men have changed to wear shirts with button down the front and trousers. They also entwine white turbans with red bobbles on both ends, and carry diagonally long knives, firelocks and red woolen figured satchels on their shoulders. Women usually wear black velvet blouses with silver bowl-shaped ornaments and chains around collars and on the fronts. They also wear red straight skirts with overlapped slit on the right, waistbands and waist hoops made of rattan and bamboo. 3. The Naxi nationality has a long history and excellent traditional culture. In modern times, women like to wear red, blue or purple laced blouses, long double-layered pleated skirts, waistbands and embroidered shoes. They wear their hair in buns with either hats or kerchiefs over them. While working or going out, they put on their "seven-star" capes made of sheepskin and embroidered with two big circles and seven small ones, while is a symbol of their frog totem. 4. The dress and adorment of the Jinuo people is simple, elegant and has its own unique characteristics. Men usually wear white buttonless shirts with round necks and an opening on the front, knee-length bagged trousers and legging. They wear cloth turbans, earrings and also put small bamboo or silver pipes in the holes of their earlobes. Women wear short buttonless blouses with round necks and seven coloured stripes and thin tight-fitting or embroidered triangular underwear. 5. The dress and ardorment of the Benglong (De' ang) nationality has its own strong national colour. Most of the men wear jackets with buttons arranged diagonally on the front, loose, short trousers and black or white turbans. Some young men like to wear eardrops and silver necklaces. Women's dress and adornment differs according to various branches. For example, the women of the Bielie and Liang branches have their hair shaved and wear black turbans. They use large square silver tablets as buttons and wear blue or black blouses with buttons down the front. 6. Oai men usually wear trousers, white or blue cloth turbans and round-necked shirts with buttons down the front or arranged diagonally on the front. Women usually wear long straight skirt and blouses. But dress and adornment varies in regions. 7. The Bai nationality dress and adornment has unique national style. The dress fabrics are mainly cotton cloth, silk and velvet. Men usually wear red velvet vests over white shirts with buttons down the front or black velvet vests over light blue shirts. They also wear white of blue turbans and carry satchels with beautiful embroidered designs over their shoulders. Women usually wear red velvet vests over white blouses, or black vests over light-coloured blouses.

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각막곡률계와 각막지형도를 이용한 각막난시 측정값에 따른 비구면 RGP 렌즈의 각막에서 동적움직임 비교 (A Comparison of the Movement of Aspheric RGP Lens on Cornea by the Amounts of Keratometric Astigmatisms using Keratometer and Corneal Topography)

  • 박상일;이세은;김소라;박미정
    • 한국안광학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.123-133
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    • 2011
  • 목적: 각막곡률계(keratometer) 측정값과 각막지형도(corneal topography) 검사에 의해 분류된 난시량에 따른 비구면 RGP 렌즈의 동적 움직임 차이를 알아보고자 하였다. 방법: 직난시를 가지고 있는 20~30대 남녀의 36안을 대상으로 각막곡률계를 이용하여 각막의 곡률을 측정하고 난시량에 따라 비구면 RGP 렌즈를 피팅한 후 회전량, 순목에 의한 수평 및 수직 방향으로의 이동거리를 측정하였으며 이를 각막지형도 검사를 이용하여 측정된 전체 각막 난시량을 기준으로 하여 피팅하였을 때 각막에서의 비구면 RGP렌즈 동적움직임과의 차이를 비교하였다. 결과: 각막곡률계로 측정하여 얻은 중심부 각막 난시량이 각막지형도 검사를 이용하여 얻은 전체 각막 난시량보다 더 크게 나타난 경우는 61.1%였으며, 그 반대의 경우는 36.1%로 중심부 각막 난시량이 언제나 전체 각막 난시량보다 크게 나타나는 것은 아니라는 것을 알 수 있었다. 또한, 전체 각막 난시량과 중심부 각막 난시량의 차이값이 0.25D 이상인 경우가 19안으로 52.8%에 해당하는 피검안 경우는 비구면 RGP 렌즈 처방이 틀려질 수 있음을 알 수 있었다. 각막곡률계에 의해 측정된 각막 난시량을 기준으로 하였을 때는 수평방향의 이동이 각막의 난시 정도에 따라 통계적으로 의미있는 차이를 나타내었으나 각막지형도에 의해 전체 각막 난시량으로 분류하였을 때는 비구면 RGP 렌즈의 회전양, 수직 및 수평 방향으로의 이동거리 모두 통계적으로 의미있는 변화가 없었다. 각막곡률계에 의해 측정된 중심부 각막 난시량이 각막지형도 검사에 의해 측정된 전체 각막 난시량에 비해 클 경우가 그 반대의 경우에 비해 렌즈의 회전량이 더 많았다. 또한, 각막의 곡률 반경이 다르더라도 각막 난시량에 의해 동일한 베이스커브를 가진 렌즈로 처방이 내려지는 동일처방의 경우에는 각막 난시량이 증가하면 비구면 RGP 렌즈의 회전량이 증가하는 경향을 보였다. 결론: 본 연구를 통해 각막곡률계와 각막지형도 검사를 이용하여 직난시안에 비구면 RGP 렌즈를 피팅하였을 때 각막에서의 동적움직임이 완전히 상이하지는 않았으며 특정 움직임에서는 차이가 있음을 알 수 있었다. 따라서 각막곡률계를 이용한 피팅의 성공률을 더 높이기 위해서 혹은 각막지형도 검사를 이용한 피팅의 적절한 적용을 위해서 피팅 방법들 간의 상관관계에 대해 더 많은 연구가 수행되어야 함을 알 수 있었다.

각막형상 및 각막난시도가 RGP렌즈와 각막사이의 눈물양에 미치는 영향 (The Effects of Corneal Type and Corneal Astigmatism on Tear Volume between Rigid Gas Permeable Lens and the Cornea)

  • 김지혜;김소라;박미정
    • 한국안광학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.141-150
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    • 2015
  • 목적: 구면 및 비구면 RGP렌즈의 양호한 피팅상태에서 각막형상과 각막난시도에 따른 각막과 렌즈 사이의 부분별 눈물의 차이를 알아보고자 하였다. 방법: 20~30대 77명(135안)을 대상으로 양호한 상태로 피팅된 구면 및 비구면 RGP렌즈를 중심부, 중간주변부, 주변부로 나눠 플루레신으로 염색된 눈물의 농도를 분석하여 눈물양을 정량화하였다. 결과: 모든 각막형상에서 구면 RGP렌즈는 부분별 눈물양의 차이가 존재하였다. 비구면 RGP렌즈 피팅 시 대칭나비형과 비대칭나비형 각막에서는 부분별 눈물양의 차이가 있었으나, 원형과 타원형 각막은 중심부에서 주변부까지 눈물이 고르게 분포하였다. 1.25 D 이하의 각막난시군에 구면 RGP렌즈를 피팅하였을 때는 중심부와 주변부, 중간주변부와 주변부간의 눈물양 차이가 존재하였으나 1.50 D 이상의 각막난시군에서는 부분별 눈물양의 차이가 나타나지 않았다. 또한, 각막난시가 증가할수록 구면 및 비구면 RGP렌즈 모두 중심부 및 중간주변부의 눈물양이 비례하여 증가하였으며, 비구면 RGP렌즈의 경우가 증가폭이 더 컸다. 결론: 본 연구 결과, 구면 RGP렌즈에 비해 비구면 RGP렌즈와 각막 사이의 눈물양 차이가 적었으며, 각막형상과 난시도에 따라 각막과 렌즈사이의 눈물양에 차이가 있음을 밝혔다. 또한, 본 연구를 통해 정립된 RGP렌즈와 각막사이의 상대눈물양을 측정하는 방법이 콘택트렌즈와 각막 사이의 눈물양 평가에 사용될 수 있을 것으로 보인다.

지원벡터기계를 이용한 출혈을 일으킨 흰쥐에서의 생존 예측 (Survival Prediction of Rats with Hemorrhagic Shocks Using Support Vector Machine)

  • 장경환;최재림;유태근;권민경;김덕원
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.1-7
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    • 2012
  • Hemorrhagic shock is a common cause of death in emergency rooms. Early diagnosis of hemorrhagic shock makes it possible for physicians to treat patients successfully. Therefore, the purpose of this study was to select an optimal survival prediction model using physiological parameters for the two analyzed periods: two and five minutes before and after the bleeding end. We obtained heart rates, mean arterial pressures, respiration rates and temperatures from 45 rats. These physiological parameters were used for the training and testing data sets of survival prediction models using an artificial neural network (ANN) and support vector machine (SVM). We applied a 5-fold cross validation method to avoid over-fitting and to select the optimal survival prediction model. In conclusion, SVM model showed slightly better accuracy than ANN model for survival prediction during the entire analysis period.