• 제목/요약/키워드: probability distribution model

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지진해일고 예측모델 개발을 위한 지진해일고 확률분포 분석 (Analysis of Probability Distribution of Tsunami Heights for Development of Tsunami Prediction Model)

  • 김병호;유재웅;조용식;권현한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.268-268
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    • 2022
  • 지진해일은 발생빈도는 높지 않지만, 한 번 발생하게 되면 막대한 피해를 일으킬 수 있다. 우리나라에서는 1,900년대 4건의 지진해일이 기록되었으며, 이로 인해 동해안 및 남해안 등에 인명피해 및 재산피해가 발생하였다. 또한 2011년 동일본 지진해일로 인해 후쿠시마 원자력 발전소 변전설비가 침수됨에 따라 냉각수 공급이 중단되고 방화벽이 파괴되어 방사능이 누출되어 큰 피해로 연결되었다. 이러한 피해를 저감하기 위해 지진해일 수치해석과 확률론적 분석방법 등 다양한 방법을 활용한 연구가 국내외 적으로 활발히 수행되고 있다. 본 연구는 확률분포기반 지진해일고 예측모델 개발을 위해 수치해석을 수행하여 지진해일고(tsunami heights)를 산출하고 결과값에 대한 적절한 확률분포 분석을 실시하는 것이다. 지진해일고는 원자력발전소에서 취수구를 통한 냉각수 공급가능 여부를 판단하기 위해 최대 지진해일고(maximum tsunami height)와 최저 지진해일고(minimum tsunami height)로 구분하였다. 지진해일 수치해석은 지진원(단층매개변수) 조사, 조사된 지진원 중 지진해일 수치해석 case 선정을 위한 파향선추적기법(wave ray tracing) 수행, 선정된 지진원에 대해 로직트리(logic tree) 기법 적용, 로직트리를 적용한 지진원 case에 대한 수치해석 순서로 수행하였다. 수치해석을 통해 산출된 최대 및 최저 지진해일고 자료를 기반으로 확률분포형을 선정하기 위하여 확률분포별 적합성 평가를 실시하였다. 선정된 분포를 기준으로 처오름 및 처내림높이와 관련된 다양한 변수간의 의존관계를 파악하였다. 향후, 파악된 의존관계를 기반으로 예측모델을 개발하여 수치해석 결과와 연계함으로써 국내에 적용할 수 있는 확률론적 지진해일재해도를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

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적대적 생성 모델을 활용한 사용자 행위 이상 탐지 방법 (Anomaly Detection for User Action with Generative Adversarial Networks)

  • 최남웅;김우주
    • 지능정보연구
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    • 제25권3호
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    • pp.43-62
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    • 2019
  • 한때, 이상 탐지 분야는 특정 데이터로부터 도출한 기초 통계량을 기반으로 이상 유무를 판단하는 방법이 지배적이었다. 이와 같은 방법론이 가능했던 이유는 과거엔 데이터의 차원이 단순하여 고전적 통계 방법이 효과적으로 작용할 수 있었기 때문이다. 하지만 빅데이터 시대에 접어들며 데이터의 속성이 복잡하게 변화함에 따라 더는 기존의 방식으로 산업 전반에 발생하는 데이터를 정확하게 분석, 예측하기 어렵게 되었다. 따라서 기계 학습 방법을 접목한 SVM, Decision Tree와 같은 모형을 활용하게 되었다. 하지만 지도 학습 기반의 모형은 훈련 데이터의 이상과 정상의 클래스 수가 비슷할 때만 테스트 과정에서 정확한 예측을 할 수 있다는 특수성이 있고 산업에서 생성되는 데이터는 대부분 정답 클래스가 불균형하기에 지도 학습 모형을 적용할 경우, 항상 예측되는 결과의 타당성이 부족하다는 문제점이 있다. 이러한 단점을 극복하고자 현재는 클래스 분포에 영향을 받지 않는 비지도 학습 기반의 모델을 바탕으로 이상 탐지 모형을 구성하여 실제 산업에 적용하기 위해 시행착오를 거치고 있다. 본 연구는 이러한 추세에 발맞춰 적대적 생성 신경망을 활용하여 이상 탐지하는 방법을 제안하고자 한다. 시퀀스 데이터를 학습시키기 위해 적대적 생성 신경망의 구조를 LSTM으로 구성하고 생성자의 LSTM은 2개의 층으로 각각 32차원과 64차원의 은닉유닛으로 구성, 판별자의 LSTM은 64차원의 은닉유닛으로 구성된 1개의 층을 사용하였다. 기존 시퀀스 데이터의 이상 탐지 논문에서는 이상 점수를 도출하는 과정에서 판별자가 실제데이터일 확률의 엔트로피 값을 사용하지만 본 논문에서는 자질 매칭 기법을 활용한 함수로 변경하여 이상 점수를 도출하였다. 또한, 잠재 변수를 최적화하는 과정을 LSTM으로 구성하여 모델 성능을 향상시킬 수 있었다. 변형된 형태의 적대적 생성 모델은 오토인코더의 비해 모든 실험의 경우에서 정밀도가 우세하였고 정확도 측면에서는 대략 7% 정도 높음을 확인할 수 있었다.

P2P 트래픽의 특성 분석과 트래픽 모델링 (Emerging P2P Traffic Analysis and Modeling)

  • 주성돈;이채우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권2B호
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    • pp.279-288
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    • 2004
  • 현재 급속히 늘어나고 있는 P2P(Peer to Peer) 애플리케이션은 버스트(burst)한 트래픽을 많이 발생시켜 네트워크에 큰 부하를 주고 있다. 따라서 P2P 트래픽의 특징을 분석하고 이것이 네트워크 및 QoS에 미치는 영향을 이해하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 P2P 애플리케이션의 사용현황을 알아보기 위해 캠퍼스 네트워크의 트래픽을 측정한 후, 측정한 트래픽의 플로우를 분석하고, P2P 트래픽의 자기 유사성을 측정하여 웹 트래픽과 비교 분석하였다. 분석 결과 P2P 트래픽은 기존의 웹 트래픽보다 더 버스트하였으며, 이는 P2P 트래픽이 네트워크 성능에 악영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 측정한 P2P트래픽을 네트워크 성능평가 및 예측에 용이하게 이용할 수 있게 하기 위해, 이를 자기 유사 트래픽 모델을 이용하여 모델링하였다. 유도한 트래픽 모델의 정확성을 평가하기 위해, SSQ(Single Server Queue)를 이용하여 네트워크 성능 평가에서 매우 중요한 파라미터인 큐의 길이와 손실을 예측하였으며, 이것을 측정된 트래픽의 그것과 비교하여 트래픽 모델의 정확성을 평가하였다. 본 논문에서 사용한 자기 유사 트래픽 모델은 P2P 트래픽을 잘 모델링하고 있었으며, 이 결과는 P2P 트래픽의 특성을 고려한 네트워크 설계와 성능을 평가하고 예측할 때 사용될 수 있다.

확률적 지진요구모델을 이용한 구조물의 최적 내진보강 (Optimal Seismic Rehabilitation of Structures Using Probabilistic Seismic Demand Model)

  • 박주남;최은수
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.1-10
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    • 2008
  • 내진설계기준이 반영되지 않은 기존 구조물의 경우 내진보강에 의하여 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있다. 내진보강의 수준을 합리적으로 결정하기 위해서는 구조물의 사용기간 동안에 예상되는 지진피해 관련 손실이 최소화되도록 하여야 하는데, 이를 위해서는 구조물이 위치한 지역에 대한 지진의 강도별 발생빈도, 지진에 의한 구조물의 기능상실 및 직접/간접 피해를 복합적으로 고려하여 구조물의 예상 손실비용을 산정하여야 하며 이는 구조물 손상에 대한 지진위험도 해석을 통해서 그 해석을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 확률적 지진요구모델을 이용한 위험도 평가를 통하여 구조물의 지진에 대한 피해 손실을 정량적으로 산정하고 이를 바탕으로 초기비용과 예상손실비용을 포함한 총 손실비용을 최소화시킬 수 있도록 내진보강 수준을 최적화하는 절차를 제시하였다. 구조물과 관련된 지진피해 산정에 있어서 지진하중의 강도별 발생확률 및 구조물의 손상확률을 동시에 고려하여 구조물 생애주기에 대한 구조물의 지진손상 확률밀도함수 및 누적분포함수를 수식화하였으며 수식의 유효성을 유지하기 위한 확률변수의 유효범위를 정의하였다. 또한 여기에 사회적, 경제적 손실을 정량화하기 위한 손실함수를 결부시켜 구조물과 관련된 지진 피해 손실의 기댓값을 정량적으로 산정할 수 있도록 하였다. 제시된 해석기법은 기존의 시뮬레이션에 의한 손실산정법과 비교하여 해석의 정확도는 잃지 않으면서 구조해석의 반복횟수를 대폭 줄일 수 있다는 장점이 있으며 빌딩과 교량을 비롯한 구조물의 내진성능 평가 및 개선을 위한 의사결정 시에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

분산 소프트웨어 개발환경에 대한 확률 미분 방정식 모델을 이용한 최적 배포 문제 (Optimal Release Problems based on a Stochastic Differential Equation Model Under the Distributed Software Development Environments)

  • 이재기;남상식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권7A호
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    • pp.649-658
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    • 2006
  • 최근 소프트웨어 개발은 client/server 시스템이나 웹 프로그래밍, 객체지향 개발, 네트워크 환경에 의한 분산개발 등 새로운 개발 형태로써 다양하게 적용되고 있다. 한편 소프트웨어 분산 개발에 대한 기술도 관심이 되고 있으며, 객체지향 개념이 확대되고 있다. 이러한 기술에 의한 개발 작업량의 대폭 삭감이나 소프트웨어 품질 및 생산 개선의 효과가 점차 증대되어 가는 추세로 향후 광범위한 분야에 분산된 다수의 워크스테이션에 의해 병행되어 개발된 객체(object)를 이용한 분산개발의 발전에 대해 고찰한다. 본 논문에서는 이러한 분산 소프트웨어 개발환경을 대상으로 확률미분방정식 모델에 의한 소프트웨어 최척 배포문제를 논한다. 과거에는 소프트웨어 개발 프로세스에 의한 출하 품질의 파악이나 시험 진도관리에 의한 신뢰성 평가를 행하는 접근방법(approach)에 의해 소프트웨어의 고장 발생 현상을 불확정 사상에 의해 확률, 통계적으로 취급하는 방법을 적용하였으나 본고에서는 fault 발견과정에서 계수에 의해 취급되는 비동차포아송과정(NHIPP: Non-Homogeneous Poisson Process) 에 의한 SRGM과 fault 발견 과정을 연속적으로 변동하는 확률 과정의 모델화된 확률 미분방정식 (SDE: stochastic differential equation)에 의한 SRGM을 제안하여 최적의 배포시기를 결정한다. 여기서 시험단계 및 운용단계에 발생하는 비용 요인으로부터 도출된 총 소프트웨어 비용을 최소로 하는 시험시간인 최적 배포시기를 구한다. 특히, 총 소프트웨어 비용의 확률분포를 고려하여 최적 배포시기의 신뢰 한계도 논한다.

상선 선원의 인적과실 평가 모델 구축기법: 선박관리회사 적용 실례 (Implementation Techniques for the Seafarer's Human Error Assessment Model in a Merchant Ship: Practical Application to a Ship Management Company)

  • 임정빈
    • 한국항해항만학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.181-191
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    • 2009
  • 일반적으로 상선에서 해상운송 사고의 주된 원인은 원의 인적과실로 고려되고 있다. 본 논문에서는 선박에 승선 중인 선장, 1항사, 2항사 및 3항사를 포함하는 갑판사관들이 야기할 수 있는 사고 위기를 평가하기 위한 인적과실 모델(HEM)의 구축기법에 관해서 기술했다. 연구범위는 130척의 선박을 관리하는 회사에 소속된 542명의 갑판사관들을 대상으로 했다. 우선, 갑판사관들의 인적 데이터에 대한 통계적 분석과 전문가에 의한 브레인스토밍 과정을 통해서 KEM을 구축하고, 인적과실을 평가하기 위한 인적요소들의 변수 $\upsilon$$\upsilon$에 대한 평가등급 EP($\upsilon$) 및 가중치 $\alpha$, 갑판사관의 직책별 가중치 $\beta$ 등을 결정했다. 그리고 선박의 사고기록에 대한 통계분석 결과, 인적과실에 의한 사고원인 비율 ${\gamma}_H$와 외적과실에 의한 사고원인 비율 ${\gamma}_B$은 0.517(51.7%)과 0.483(48.3%)로 나타났다. $\upsilon$의 상관계수는 95%(p < 0.05) 신뢰구간에서 유의함을 확인하였고, 각 갑판사관의 위기수준 RL의 정규 확률분포 분석으로부터 HEM의 타당성을 검토했다.

몬테카를로 시뮬레이션을 통한 AHP결과 해석모형개발 (도로 및 철도부문 사례를 중심으로) (A Evaluation Model of AHP Results Using Monte Carlo Simulation (Depending on the Case Studies of Road and Rail))

  • 설유진;정성봉;송기한;전경수;이성모
    • 대한교통학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.195-204
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    • 2008
  • 다기준 분석이란 다수의 속성이나 다수의 목적함수를 포함하는 의사결정을 최적화하는 기법이다. 현재 국내에서 여러 가지 쟁점 방안을 고려하여 가장 보편적으로 사용되고 있는 다기준 분석기법은 분석적 계층화법 (Analytic Hierarchy Process; AHP)이다. 그러나 기존의 방법론은 AHP 평가자의 판단의 신뢰성에 대한 검증과정이 누락되어 있으므로, 보다 정확한 판단을 내리기 위해서는 타당성 있는 검증과정이 포함된 새로운 방법론이 필요하다. 이에 본 연구에서는 AHP 평가자가 평가대상에 대한 전문지식이 없는 경우 도출될 수 있는 의사결정 결과를 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 도출하고, 이를 기존의 전문가가 내린 의사결정 결과와 비교하여 보다 합리적인 판단을 내릴 수 있는 새로운 해석모형을 개발하고 이를 기존에 한국개발연구원(KDI)에서 수행한 예비타당성의 도로 및 철도분야의 실제 사례에 적용하여 본 모형의 합리성을 평가해 보았다. 분석결과 기존 방법론에 기인한 최종 판단의 약 20%는 보다 신중한 판단이 필요하다는 결론이 도출되었으며, 최종 판단은 초기 가중치 산정에 큰 영향을 받으므로 향후 연구에서는 초기에 산정된 가중치와 최종판단간의 상관관계 분석이 필요할 것으로 사료된다.

법정보호종, 흰발농게(Austruca lactea) 서식 개체수 추정에 대한 검토와 대안 (Considerations and Alternative Approaches to the Estimation of Local Abundance of Legally Protected Species, the Fiddler Crab, Austruca lactea)

  • 유재원;김창수;박미라;정수영;이채린;김성태;안동식;이창근;한동욱;백용해;박영철
    • 한국습지학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.122-132
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    • 2021
  • 본 연구에서는 우리나라의 갯벌에서 조사대상으로 삼는 멸종위기야생생물이자 해양보호생물, 흰발농게(Austruca lactea)의 전체 개체수 추정 방법을 검토하였다. 일반적으로 무한모집단에 대한 전수조사는 불가능하며 이는 갯벌 내 제한된 서식처에서 개체수를 추정하더라도 마찬가지이다. 표본으로부터 추정되는 서식 밀도 역시 다양한 생물학적, 생태학적 요인들로 인해 높은 변동성을 보인다. 서식처 경계와 면적은 측정 오차뿐만 아니라 생물의 주기성이나 리듬 활동(주야, 간만 주기 등)에 따라서도 달라진다. 따라서 밀도와 서식처 면적으로 산출되는 전체 개체수는 일시적인 것으로 간주되어야 한다. 이 같은 추정은 인천 송도 갯벌에서 3년 간 관찰된 흰발농게(A. lactea)의 평균 밀도와 표준오차 범위 그리고 공간분포의 시공간적 변동성에 근거하면 타당한 것으로 볼 수 있었다. 본 연구에서는 로지스틱 회귀모형의 출현 확률인 50%를 기준으로, 서식처 보존 가치의 중요성을 반영하는 잠재적 서식처 면적을 전체 개체수 추정의 대안으로 제시하였다. 보편성을 갖춘 모형으로부터 예측되는 잠재적 서식처는 대상종의 주요 환경조건이 급격하게 변하지 않는다면 시간에 따라 일정한 모습을 유지할 것이다. 특정종을 대상으로 개발되는 모형은 추후 서식처 복원/조성 사업에서도 원하는 생물의 정착을 유도하는데도 활용이 가능할 것으로 기대된다.

정부의 전통시장 지원 정책 효과에 대한 실증연구 (The Policy Effects on Traditional Retail Markets Supported by the Korean Government)

  • 이규현;김용재
    • 유통과학연구
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    • 제13권11호
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    • pp.101-109
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    • 2015
  • Purpose - A traditional retail market is a place that offers economic opportunity to employees and employers alike it also is a place where the community can meet. The Korean government has invested three trillion won to improve physical and non-physical aspects in traditional retail markets since 2004. However, little research on this has been conducted. We explore this research gap that could lead to theory extension. We analyze consumption behavior with respect to traditional retail markets through an empirical analysis, thus overcoming limits in previous research. We empirically analyze policy effects of traditional retail market projects supported by the Korean government. Research design, data, and methodology - We propose a traditional retail market improvement plan via the relation between cause and effect resulting from the analysis. More specifically, logit analysis was carried out with 1,754 consumers in 16 cities nationwide. In order to analyze consumer consumption behaviors nationwide, the probability was analyzed using a logit model. This research analyzes the link between support and non-support by the Korean government using binary values. The dependent variable is whether Korean government support is implemented; the binomial logistic regression is used as the statistical estimation technique. The object variables are:1 (support) or 0 (nonsupport), and the prediction value is between 1 and 0. As a result of the factor analysis of questions related to attributes of service quality, four factors were extracted: convenience, product, facilities, and service. Results - The results indicate that convenience, product, and facilities have a significant influence on consumer satisfaction in accordance with the government's traditional retail market support. Additionally, the results reveal that convenience, product, facilities, and service all have a significant influence on consumer satisfaction in a traditional retail market's service quality and consumer satisfaction. Finally, the analysis indicates that the highly satisfied traditional retail market customer has a significant influence on revisit intention. Moreover, the results reveal that the highly satisfied traditional retail market customer has a significant influence on recommendation intention. Conclusions - This research focused on consumers nationwide to measure policy effects of traditional retail markets compared to previous research that focused on one traditional retail market or a specific area. We verified the relationship of service quality and customer satisfaction and consumer behavior based on service quality theory. The results indicate that consumer satisfaction of traditional retail markets supported by service quality factors has a significant impact. In a concrete form, the results indicate that these effects are from facility modernization projects and marketing support projects of the Korean government. The results also imply that these facility and management support effects from the Korean government have been consistent. We realize that the Korean government has to selectively support traditional retail markets in major cities and small and medium-sized cities. To that end, the Korean government needs to select a concentration strategy for the revitalization of traditional retail markets.

지역특산주류 소비자 구매 결정 요인분석 (An Analysis of Consumer Purchasing Decision Determinants on Local Liquors)

  • 유재은;최종우
    • 산경연구논집
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    • 제10권6호
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    • pp.39-50
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    • 2019
  • Purpose - Since the local liquor industry uses the agricultural products produced in the region as the main raw material, cultivation of the industry can be a way to expand the demand for domestic agricultural products and can contribute to the income increase of the farmers. In addition, the local liquor industry can be developed into a region-specific industry differentiated from other regions by linking with the region's tourism resources. Therefore, in order to achieve various derivative effects through promotion of the local liquor industry, it is necessary to precisely understand the factors related to the purchase and consumption of local liquor which then will lead to an increase in consumption. This study analyzes the current status and problems of local liquor industries and examines the determinants of consumers' purchasing decisions of regional specialties through questionnaires. We will then propose a strategy to promote consumption of locally produced alcoholic beverages. Research design, data, and methodology - An online Domestic Consumer Survey was conducted to identify the actual purchases and uses of local liquors for 500 consumers nationwide. Based on the questionnaire results, the analysis uses an ordered probit model. Results - As a result of analyzing the effect of consumer characteristics on the purchase of local liquors, it was found that the average cost of drinking, income, local specialty, brewery experience, and health concerns have a significant effect on gender, drinking frequency. All the variables except the participation in the training of the special provincial manufacturing method were found to be statistically significant. The statistical significance was at a 1% significance level for the remaining factors excluding the bottle design. This shows that the higher taste, quality, price, and harmony with food, the higher the probability of purchasing local liquors. Conclusions - In the analysis of factors influencing the purchase intention of local liquors, it was found that factors such as taste, quality, price, and harmony with food had a significant effect. Given the diversity of purchasing factors, the importance of diversification strategies is emphasized again. In particular, it will be important to secure wide publicity for local liquors through various PR strategies.