• Title/Summary/Keyword: 불확실성 관리

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Comparative assessment of ensemble kalman filtering and particle filtering for lumped hydrologic modeling (집중형 수문모형에 대한 앙상블 칼만필터와 파티클 필터의 수문자료동화 특성 비교)

  • Garim Lee;Bomi Kim;Songhee Lee;Seong Jin Noh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.233-233
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    • 2023
  • 효율적인 수자원 관리에 필수적인 요소 중 하나는 유역 유출의 정확한 예측이다. 동일한 유역이라 할지라도 과거 기후조건에 대해 매개변수나 모형구조가 최적화된 수문모형은 현재나 미래 기후에 대해 최적이라 할수 없으며, 이에 따라 유역 유출 해석의 불확실성 또한 증가하고 있다. 수문자료동화는 모형의 입력 자료에 따른 불확실성을 줄이고 예측정확도를 향상 시킬 수 있는 방법으로, 수문모형의 상태량이나 매개변수를 업데이트하여 모형 초기 조건의 가능성 높은 추정치를 생성하는 기법이다. 본 연구에서는 국내 댐 상류 유역에 대해 집중형 수문모형과 순차자료동화 기법의 연계 패키지인 airGRdatassim 모형을 적용하여, 앙상블 칼만 필터와 파티클 필터 기법의 수문자료동화 특성을 비교 분석하고, 자료동화와 관련된 하이퍼-매개변수의 불확실성이 수문모의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 자료동화 적용 결과, 두 자료동화 기법 중 파티클 필터에 의한 모의성능이 높았으며 기상강제력 노이즈의 범위, 갱신 대상 상태량 설정, 앙상블 설정 등 수문자료동화의 설정과 관련된 하이퍼 매개변수의 불확실성은 두 기법별 뚜렷한 차이를 보였다. 또한, 본 연구에서는 일단위에서 시단위로 확장한 유량 예측 자료동화의 시험 모의결과 및 앙상블 수문동화기법의 도전과제에 대해서도 논의한다.

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Algorithm for Topological Relationship On an Indeterminate Spatiotemporal Object (불확실한 시공간 객체에 관한 위상 관계 알고리즘)

  • Ji, Jeong-Hui;Kim, Dae-Jung;Ryu, Keun-Ho
    • The KIPS Transactions:PartD
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    • v.10D no.6
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    • pp.873-884
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    • 2003
  • So far, significant achievements have been studied on the development of models for spatial and spatiotemporal objects with indeterminate boundaries which are found in many applications for geographic analysis and image understanding. Therefore, in this paper we propose the spatiotemporal data model which is applicable for spatial and spatiotemporal objects with uncertainty. Based on this model, we defined topological relationships among the indeterminate spatiotemporal objects and designed the algorithm for the operations. For compatibility with existing spatial models, the proposed model has been designed by extending the spatiotemporal object model which is based on the open GIS specification. We defined indeterminate spatial objects, such as the objects whose position and the shape change discretely over time, and the objects whose shape changes continuously as well as the position. We defined topological relationships among these objects using the extended 9-IM. The proposed model can be efficiently applied to the management systems of natural resource data, westher information, geographic information. and so on.

A study of regionalization of streamflow data at ungaged watershed by watershed characteristics (유역특성을 활용한 빈도별 미계측 유역 홍수량 지역화)

  • Kim, Jin-Guk;Lee, Jeong-Ju;Park, Rea-Kon;Kwon, Hyun-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.13-13
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    • 2018
  • 우리나라의 하천 홍수량 자료는 대부분 댐 상류나 홍수위험 지역 등 유역 내 하천관리가 필요한 주요 지점에서만 측정되고 있다. 그러나 매년 관측되는 강우량 자료에 비해 유출량 자료는 유역의 크기가 작아질수록 매우 제한적이며, 신뢰성 있는 홍수량자료의 구축이 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 유역특성인자(유역면적, 유역경사)를 매개변수로 활용하여 권역별 설계홍수량 자료에 대한 지역화 분석을 수행하였으며, 미계측 유역에서 홍수량 추정이 가능하도록 모형을 개발 하였다. 모형에서 발생하는 불확실성을 고려하기 위하여 Bayesian GLM(generalized linear method)기법을 활용하였으며, 최종적으로 모형의 매개변수와 산정되는 홍수량 결과에 대한 불확실성 구간을 정량적으로 제시하였다. 제안된 모형을 통해 일부 유역을 미계측 유역으로 가정하여 홍수량을 추정하였으며, 통계적 지표를 활용하여 기수립된 설계홍수량 자료와의 비교를 통해 모형의 적합성을 평가하였다. 본 연구를 통해 제안된 모형은 검증과정과 도출된 결과를 통해 유역특성에 따른 재현기간별 홍수량을 효과적으로 재현하는데 유리할 뿐만 아니라, Bayesian 기법을 도입하여 매개변수와 도출된 결과에 대한 불확실성의 정량적인 평가가 가능한 장점을 확인하였다.

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Seismic Control of Tuned Mass Damper System with MDOF Sliding Mode Control Accounting for the Uncertainties (불확실성을 고려한 동조질량 감쇠기(TMD) 시스템의 다자유도 슬라이딩 모드 지진동 제어)

  • Lee, Jin Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.15 no.1
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    • pp.235-242
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    • 2011
  • The control performance in active structural control system can be drastically deteriorated when the modeling errors and the uncertainties existing in the disturbances are disregarded in the designing stage. It can even throw the control system into an unstable phase, resulting in out of control against the seismic excitations. The purpose of the study is to investigate the control effectiveness of a non-linear control system called sliding mode controller(SMC) in cooperation with a Tuned Mass Damper subjected to the three seismic excitations selected from the FFT analysis. Even though the transient performance such as settling time and overshoot were deteriorated, the robustness against the system stability was appeared from SMC when the structural masses and stiffness perturbed within the range of ${\pm}30%$. SMC is a feasible technique for active structural control in cooperation with TMD against seismic disturbances, exhibiting robustness in perturbation of system stiffness and mass as well as uncertainties of the disturbances.

Application of 4th Industrial Revolution Technology to Implement Smart-Eco River (스마트 에코 리버 구현을 위한 4차산업혁명 기술의 적용)

  • Kim, Sunghoon;Jang, Suhyung;Lee, Eulrae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.11-11
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    • 2020
  • 18년 물관리일원화 이후 인프라와 사람 중심으로부터 자연과 인간의 조화를 위한 환경·생태계의 자연성 회복으로의 물관리 패러다임 전환이 빠르게 이루어지고 있으며, 대규모 국책사업이후의 하천 관리에 있어서도 기존의 이수, 치수, 환경이라는 단순한 기능적 구분을 벗어나 보다 근본적이고 장기적인 대국민 서비스로의 전환을 도모하고 있다. 또한, ICBAM 등으로 정의되는 4차산업혁명 기반 기술의 접목이 거의 대부분의 분야에서 이루어지고 있는 것을 실질적으로 체감하는 시기가 도래하였다. 그러나, 하천 및 수자원 관리분야에서의 기술은 근대 엔지니어링의 기초가 되는 수로 건설 등으로부터 시발되어 사실상 가장 앞선 과학적 진보의 토대를 갖추었으나 최근의 기술적 트렌드를 잘 추종하지 못하는 것처럼 비추어 지는 것이 사실이다. 주된 이유로서 기후변화라는 광범위하고 장기적인 입력요소를 가진 하천관리 시스템의 특성상 불확실성의 추정 및 즉각적인 응답이 어려운 부분이 분명히 존재하지만, 실질적으로 여전히 해소되지 않는 부분은 하천의 기초자료 수집에 대한 효율성과 신뢰도가 낮은 것이라고 하겠다. 또한, 유역으로부터 댐-다기능보-하천으로 이어지는 의사결정을 위한 다양한 형태의 자료로부터 적절한 정보를 수집하는 체계(거버넌스의 문제이자 기술적/재정적 한계)가 확립되지 않은 점도 고려해야 할 것이다. 본 연구에서는 인공지능을 활용한 하천의 유량 예측 등을 위해 필요한 수자원 기초데이터의 근원적인 수집 및 관리상의 문제점에 대해서 검토하고자 하였으며, ARIMA, Kalman Filtering, MA 및 복합기법을 통한 자료처리 기법을 적용하여 상황에 맞게 오차 및 불확실성의 저감을 위한 방안을 찾고자 하였다. 또한, 이용자 중심의 하천 관리에 근접한다고 볼 수 있는 스마트워터시티 개념에서의 바람직한 하천관리 기법에 대해서 논의하고, 관련하여 근자에 개발한 하천의 물리적 해석 도구들에 대해서 적용 사례를 검토한다. 마지막으로, 지식기반의 하천관리 의사결정 플랫폼 개발을 위해서 기존의 기계학습을 통한 자동화된 의사결정에 부가하여 전문가와 시스템이 상호작용을 통해서 AI를 학습시켜 결정한 사항을 전문가의 의사결정에 참고하는 MCRDR기법의 적용의 적용 가능성과 도입 방향에 대해서 논의하였다.

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Development of climate change uncertainty assessment method for projecting the water resources (기후변화에 따른 수자원 전망의 불확실성 평가기법 개발)

  • Lee, Moon-Hwan;So, Jae-Min;Bae, Deg-Hyo
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.49 no.8
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    • pp.657-671
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    • 2016
  • It is expected that water resources will be changed spatially and temporally due to the global climate change. The quantitative assessment of change in water availability and appropriate water resources management measures are needed for corresponding adaptation. However, there are large uncertainties in climate change impact assessment on water resources. For this reason, development of technology to evaluate the uncertainties quantitatively is required. The objectives of this study are to develop the climate change uncertainty assessment method and to apply it. The 5 RCMs (HadGEM3-RA, RegCM4, MM5, WRF, and RSM), 5 statistical post-processing methods (SPP) and 2 hydrological models (HYM) were applied for evaluation. The results of the uncertainty analysis showed that the RCM was the largest sources of uncertainty in Spring, Summer, Autumn (29.3~68.9%), the hydrological model was the largest source of uncertainty in Winter (46.5%). This method can be possible to analyze the changes in the total uncertainty according to the specific RCM, SPP, HYM model. And then it is expected to provide the method to reduce the total uncertainty.

An Empirical Study on the Information Search Effort by Information Ambiguity Effects (정보의 모호성이 정보탐색 노력에 미치는 영향요인에 관한 연구)

  • Yoon, Jung-Hyeon
    • Journal of the Korean Society for information Management
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    • v.20 no.3
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    • pp.17-30
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    • 2003
  • The purpose of this study is to identify the relationships among information search activities, of which perceived risk, cognitive dissonance, and involvement play a role. A survey of 155 students who have a recent experience on information search activities. Total six hypotheses the research already reported on information search effort, thereby giving decision maker a richer understanding of information search behavior.

Probabilistic Project Duration Estimation by Combination of PERT and PLET in High-Risk Project (고위험 사업에서 PERT와 PLET기법 결합에 의한 확률적 사업공기 추정)

  • Kim, Seon-Gyoo;Kim, Junyoung
    • Korean Journal of Construction Engineering and Management
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    • v.17 no.3
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    • pp.71-80
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    • 2016
  • PERT(Project Evaluation and Review Technique) is typical method in order to probabilistically establish the schedule plan for large scale complex project or mega project. PERT technique is impossible to estimate relationship of each activity probabilistically when there are overlapping relationships because it is limited to Finish-to-Start(FS) relationship. In order to overcome this kind of limitation of PERT technique, PLET(Probabilistic Linkage Evaluation Technique) has been suggested to probabilistically estimate project duration for various overlapping relationships for each activity. However, estimating project duration by PLET technique only considers uncertainty of relationship between activities and not activity time, thus it is not the perfect duration estimating method. The main objective of this research is to propose the integration model of PERT and PLET and verify its probabilistic validity. By verifying application of time calculation method of integration model in practical case, this research will suggest probabilistic project duration estimating method in schedule plan of high-risk construction industry.

The Effect of Uncertainty and Fatigue Perceived by Patients with Systemic Lupus Erythematosus on Resilience (루푸스 환자가 지각하는 불확실성과 피로가 극복력에 미치는 영향)

  • Cho, OK-Hee;Lim, Jong-Mi
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.19 no.11
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    • pp.615-623
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    • 2021
  • The purpose of this study was to identify the factors influencing resilience of patients with systemic lupus erythematosus. The subject(N=118) was a systemic lupus erythematosus patient who visited the E hospital in D city. The collected data were analyzed by descriptive statistics, t-tset, ANOVA, pearson correlation, and multiple regression. As a result of the study, impact domain of uncertainty, fatigue, self-management domain of uncertainty, trust in doctors domain of uncertainty significant effects on resilience. Based on this study, in order to improve the resilience of patients with systemic lupus erythematosus, a multifaceted approach is needed to reduce the uncertainty perceived by the patient and control fatigue. In addition, it is required to develop an effective nursing intervention program to enhance resilience reflecting influencing factors.

Application of Robust Optimization for Reservoir Operation (저수지 운영계획 산정을 위한 로버스트 최적화의 적용)

  • Yoon, Hae Na;Kim, Gi Joo;Kim, Young-Oh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.108-108
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    • 2017
  • 깊은 불확실성이 내재되어 있는 기후변화의 특성을 고려한 의사결정은 강건함(Robustness)의 특성을 지니고 있어야 한다. 강건한(Robust) 의사결정은 광범위한 불확실성의 상황에서 모든 요구사항을 충족시키는 전략을 제시한다. 이러한 강건함의 개념은 저수지운영 규칙 산정에 필요한 최적화 과정에도 적용될 수 있는데, 이를 로버스트(Robust) 최적화 과정이라고 한다. 로버스트 최적화 과정은 기존 최적화과정이 현재의 자료를 바탕으로 최적의 해를 찾기 때문에 미래 입력자료의 불확실성을 반영하지 못하는 한계를 극복하기 위하여 등장하였다. 로버스트 최적화 과정은 크게 두 가지 방법으로 나눌 수 있는데, 확률적 로버스트 최적화 방법과 비확률적 로버스트 최적화 방법이다. 확률적 로버스트 최적화 과정은 전통적인 최적화 과정과 동일하게 불확실 변수의 확률분포를 가정하지만, 비확률적 로버스트 최적화 과정은 불확실 변수의 확률분포를 가정하지 않는다. 본 연구는 최근 수자원의 부족을 겪었던 보령댐의 보다 안정적인 이수기 운영방안 산정을 위해 로버스트 최적화 과정을 적용하였다. 먼저 전통적인 최적화 방법을 적용하여 운영방안을 도출한 뒤 기후변화 상황에서의 취약성, 신뢰성, 지속가능성 그리고 회복탄력성 등을 검토하였다. 다음으로 이에 대한 대안으로 로버스트 최적화 방법으로 운영방안을 산출하였으며 이를 기존의 최적화방법과 여러 기준으로 비교하여 그 타당성을 검토하였다. 또한 두 가지 로버스트 최적화 방법을 비교하여 각 과정의 장단점에 대해 논의 하였으며, 어떤 최적화 과정이 댐 운영방안 산정에 있어 보다 합리적이고 타당한지 비교하였다. 본 연구의 결과를 통해, 기후변화의 영향 하에서 보다 안정적인 수자원 관리 방안을 제안할 수 있었다.

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