• 제목/요약/키워드: 몬테칼로방법

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몬테칼로 계산을 이용한 평판형 전리함의 고에너지 전자선에 대한 선질보정인자 결정 (Determination of Quality Correction Factors for a Plane-Parallel Chamber in High Energy Electron Beams using Monte Carlo Calculation)

  • 정동혁;이정옥
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제31권1호
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    • pp.89-95
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    • 2008
  • 국제원자력기구의 TRS-398 측정 프로토콜을 임상에 적용하기 위해서는 사용하는 빔과 전리함에 대한 선질 보정인자가 필요하다. 본 연구에서는 몬테칼로 계산코드(DOSRZnrc/EGSnrc)를 사용하여 상용의 평판형전리함에 대한 고에너지 전자선($4{\sim}20\;MeV$)에서의 선질보정인자를 계산하였다. 계산결과를 프로토콜에서 제시하는 값과 비교한 결과 $5{\sim}20\;MeV$에서 약 1% 이내로 일치하였으며 4 MeV의 경우에는 약 1.9% 차이를 보였다. 본 연구 방법은 선질보정인자를 독립적으로 결정하는 방법의 하나로서 프로토콜에서 주어진 값들의 확인이 필요하거나 또는 새로운 모델의 전리함을 사용하는 경우에 응용될 수 있다.

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결점나무 분석에서 실험적 방법을 이용한 불확실성 중요도 측도의 평가 (Evaluation of Uncertainty Importance Measure by Experimental Method in Fault Tree Analysis)

  • 조재균
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.187-195
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    • 2009
  • 결점나무 분석에서 불확실설 중요도 측도는 basic event 확률 ($q_i$)의 불확실성이 top event 확률 (Q)의 불확실성에 얼마나 많이 기여하는지를 나타내는 측도로서, top event 확률의 불확실성을 감소시키기 위하여 어떤 basic event 확률의 불확실성을 감소시키는 것이 효과적인지를 밝히는데 사용된다. $q_i$의 분산 $\upsilon_i$가 백분율 단위로 한 단위 변화될 때 Q의 분산 V의 변화량을 평가하는 측도가 불확실성 중요도 측도로서 많은 저자들에 의해 제안되었으며, 이 측도를 계산하기 위해서는 V와 ${\partial}V/{\partial}{\upsilon}_i$를 해석적인 방법이나 몬테칼로 시뮬레이션을 사용하여 계산해야 한다. 그러나 대규모 결점나무에 대해서 V와 ${\partial}V/{\partial}{\upsilon}_i$를 해석적인 방법으로 계산하는 것은 매우 복잡하며, 몬테칼로 시뮬레이션을 사용하여 V와 ${\partial}V/{\partial}{\upsilon}_i$의 안정적인 추정치를 얻는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 불확실성 중요도 측도를 실험적인 방법을 이용하여 평가하기 위한 방법을 제안한다. 제안된 방법은 몬테칼로 시뮬레이션을 이용하는 방법에 비해 계산량이 매우 적으며, 불확실성 중요도의 안정적 인 추정치를 제공한다.

소동물 전용 양전자방출단층시스템의 섬광체 배열에 따른 특성 평가: 몬테칼로 시뮬레이션 연구 (Characterization Study of Detector Module with Crystal Array for Small Animal PET: Monte Carlo Simulation)

  • 백철하
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.350-356
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 몬테칼로 모사방법을 이용하여 소동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템의 모듈 내 섬광체 배열 수에 따른 특성평가를 하는 것이다. 이 연구에서 제안한 소 동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템은 모듈 내 섬광체 수를 1 ~ 8개로 구성하였으며, 섬광체 크기는 $2.0{\times}2.0{\times}10.0mm^3$ 크기의 LSO섬광결정을 사용하였고 스캐너의 직경은 100 mm로 설계하였다. 몬테칼로 시뮬레이션 방법중에 하나인GATE 코드를 이용하여 선원은 511 keV 점선원을 이용하였으며 동시계수 측정된 좌표값을 이용하여 민감도 및 사이노그램을 획득하였다. 모듈 내 섬광체 수가 적을수록 모듈 별 틈새가 줄어들어 민감도가 향상되는 결과를 보였으며, 사이노그램 결과에서도 불완전한 데이터(missing data)가 발생하지 않는 것을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 모듈 안 섬광체 수가 적을수록 민감도 향상 및 불완전한 데이터 획득이 줄어드는 것을 증명함으로써, 소동물 전용 양전자방출단층촬영 시스템의 성능 개선을 위한 새로운 접근법을 제시한다.

분산 감소 기법에 의한 몬테칼로 선량 계산 효율 평가 (Application of Variance Reduction Techniques for the Improvement of Monte Carlo Dose Calculation Efficiency)

  • 박창현;박성용;박달
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권4호
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    • pp.240-248
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    • 2003
  • 몬테칼로 계산은 다른 어떤 알고리즘보다 정확한 선량 계산 결과를 주지만 계산 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 본 연구에서는 Varian 600 C/D 선형가속기로부터지 6 MV 광자선에 대해 몬테칼로 계산을 사용하여 얻은 선량 분포가 측정에 의해 얻은 선량 분포와 2% 이내에서 서로 잘 일치하도록 하며 분산 감소 기법을 사용하여 계산 시간 단축 정도를 평가하였다. 그리고 연산 능력을 높여 계산 시간 단축 정도를 평가하여 분산 감소 기법을 사용한 경우와 연산 능력을 높인 경우 간에 계산 시간 단축 정도를 비교하였다. 몬테칼로 계산 코드로는 빔 모사를 위해 BEAMnrc 코드, 선량 계산을 위해 DOSXYZnrc 코트를 각각 사용하였는데 분산 감소 기법은 이 코드들에서 지원하는 방법들을 사용하였고 연산 능력을 높이는 방법으로는 컴퓨터 클러스터를 이용한 병렬 처리를 사용하였다. 비교 결과, 분산 감소 기법을 사용하여 계산 시간을 최대 1/25 이상 단축시킬 수 있었고 9대의 컴퓨터를 이용한 병렬 처리 결과 계산 시간을 1/9로 단축시킬 수 있었다. 계산 곁과의 정확성을 만족할 만한 수준으로 유지할 수 있다면 분산감소 기법을 포함한 간략화된 물리의 적용은 현 시점에서 몬테칼로 선량 계산 시간을 획기적으로 단축시킬 대안이 될 수 있다.

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A Comparison study of Hybrid Monte Carlo Algorithm

  • 황진수;전성해;이찬범
    • 한국통계학회:학술대회논문집
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    • 한국통계학회 2000년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.135-140
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    • 2000
  • 베이지안 신경망 모형(Bayesian Neural Networks Models)에서 주어진 입력값(input)은 블랙 박스(Black-Box)와 같은 신경망 구조의 각 층(layer)을 거쳐서 출력값(output)으로 계산된다. 새로운 입력 데이터에 대한 예측값은 사후분포(posterior distribution)의 기대값(mean)에 의해 계산된다. 주어진 사전분포(prior distribution)와 학습데이터에 의한 가능도함수(likelihood functions)를 통해 계산되어진 사후분포는 매우 복잡한 구조를 갖게 됨으로서 기대값의 적분계산에 대한 어려움이 발생한다. 이때 확률적 추정에 의한 근사 방법인 몬테칼로 적분을 이용한다. 이러한 방법으로서 Hybrid Monte Carlo 알고리즘은 우수한 결과를 제공하여준다(Neal 1996). 본 논문에서는 Hybrid Monte Carlo 알고리즘과 기존에 많이 사용되고 있는 Gibbs sampling, Metropolis algorithm, 그리고 Slice Sampling등의 몬테칼로 방법들을 비교한다.

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포아송-로그정규분포 모형에 관한 연구 (A Study on Poisson-lognormal Model)

  • 김용철
    • 응용통계연구
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    • 제13권1호
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    • pp.189-196
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    • 2000
  • 포아송 분포에서 일반적으로 공액 사전 분포를 이용하여 사후확률의 수학적 계산이 간편하도록 한다. 그러나 모수 집합의 제한적 조건 때문에 비공액 사전 분포를 이용할 수 도 있다. 비공액 사전분포의 사용은 사후분포의 형태가 일상적인 분포집합의 형태를 갖지 않으므로 모형의 가정에 따라서 복잡한 구조를 갖을 수 도 있다. 특히 포아송-로그정규분포 모형에서의 모수 추정문제를 몬테 칼로방법을 이용하여 추정하고자 할 때 필요한 완전한 조건부 분포의 형태는 잘 알려진 분포의 형태를 갖지 않는다. 본 논문에서는 계층적 구조를 갖는 포아송-로그정규분포 모형에 대하여 고찰하고 추정에 있어서 잠재적 변수를 활용하여 필요한 난수발생이 쉽도록 하는 방법에 대하여 알아보았다.

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확률적 활동 네트워크에서 사업완성시간의 적률 추정: 활동시간의 일반적 분포 (Estimating the Moments of the Project Completion Time in Stochastic Activity Networks: General Distributions for Activity Durations)

  • 조재균
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.49-57
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    • 2018
  • Cho는 확률적 활동 네트워크 분석에서 활동시간이 상호 독립적이고 정규분포를 따른다는 가정 하에서 사업완성시간의 적률 (평균, 분산, 왜도, 첨도)을 추정하기 위한 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 활동시간의 분포가 일반적인 분포일 때 사업완성시간의 적률을 추정하기 위한 방법을 제안한다. 제안된 방법은 활동시간 분포의 이산화를 위해 적률매칭 방법을 사용하며, 사업완성시간의 계산에 사용될 활동시간을 결정하는데 이산형 역변환 방법을 사용한다. 제안된 방법은 대규모 네트워크에 적용하기 쉽고, 몬테칼로 시뮬레이션 보다 계산적으로 효율적이며, 제안된 방법의 결과는 몬테칼로 시뮬레이션에 의한 결과와 잘 일치함을 보여준다.

절삭된 연립방정식 모형의 추정에 대한 몬테칼로 비교 (Estimation of nonlinear censored simultaneous equations models : An Application of Quasi Maximum Likelihood Methods)

  • 이회경
    • 응용통계연구
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    • 제4권1호
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    • pp.13-24
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    • 1991
  • 절산된 선형의 단일방정식 회귀모형의 추정은 Tobin(1958)에 의하여 처음으로 조사된 후 Amemiya(1973)를 기점으로 활발한 연구가 진행되었으나, 절삭된 비선형의 연립방정식 모형에 대하여는 연구결과가 거의 전무한 상태이다. 본 논문에서는 단순한 형태의 절삭된 비선형 연립방정식 모형을 가정하고 이 모형을 대상으로 몇가지 가능한 추정방법들 즉, 구조방정식에 대한 최우추정량(MLE)과 Lee and Hurd(1989)에서 소개된 2단계 준최우추정량(2QMLE) 및 또 다른 대안이 될 수 있는 추정량을 서로 몬테칼로 방법으로 비교 검토하였다. 그 결과 MLE의 적용이 실제적으로 불가능한 상황에서는 2QMLE가 MLE의 대안으로 충분히 사용될 수 있음을 보여 주었다.

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