• Title/Summary/Keyword: 불확실함

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Pre- and Post-Processors of Ensemble Streamflow Prediction System (앙상블 유량예측 시스템의 사전 및 사후처리에 관한 연구)

  • Kang, Tae-Ho;Kim, Young-Oh;Hong, Il-Pyo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.264-268
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    • 2008
  • 미래 발생 가능한 수문 및 기상현상의 예측과정은 지식의 부족과 자연현상의 다양성으로 인해 불확실성을 포함하게 된다. 하지만 많은 예측들은 아직까지 확정적으로 제공되고 있으며, 결과적으로 예측결과의 불확실성 정도를 제공하지 못하고 있다. 앙상블 유량예측(ESP, Ensemble Streamflow Prediction)은 이러한 불확실성을 고려하여 수자원시스템의 의사결정에 있어 중요한 요소 중 하나인 유량예측을 수행할 수 있는 방법이다. 하지만 ESP의 결과는 기상자료, 유역 초기조건, 수문모형의 매개변수, 단순화된 수문모형에 의해 비교적 큰 불확실성을 포함하게 되며, 따라서 실제적인 현업에서의 사용을 위해서는 불확실성 정도를 줄이기 위한 사전 및 사후처리 과정이 요구된다. 본 연구에서는 국내에서 활용 가능한 기후 예보자료를 사용하여 앙상블 유량예측에 적용할 수 있는 사전처리 방안들을 검토하고, 국내에서 사후처리를 위해 적용되었던 최적선형 보정기법에 더해 다양한 기법들을 강우유출모형인 TANK모형의 모의결과 보정에 적용하였다. 사전 및 사후처리를 적용한 결과 기상자료와 유량예측과정에 존재하는 불확실성을 저감시키는 것이 가능하였다. 특히 사전 및 사후 처리가 동시에 적용되었을 경우 그 향상 정도가 단순히 각각의 방법에 의한 향상 정도를 합한 것보다 높게 나타날 수 있음이 확인되었다. 사전 및 사후처리를 동시에 적용한 경우 이수기에는 RPS(Ranked Probability Score) 평가방법 내에서 54%를, 홍수기에는 8%를 향상시키는 것이 가능하였다.

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Parameter Optimization and Uncertainty Analysis of the Rainfall-Runoff Model Coupled with Hierarchical Bayesian Inference Scheme (Hierarchical Bayesian 기법을 통한 강우-유출모형 매개변수의 최적화 및 불확실성 분석)

  • Mun, Yeong-Il;Gwon, Hyeon-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1752-1756
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    • 2007
  • 정교한 강우-유출 모의를 위해서는 적절한 매개변수의 추정이 필수적이며, 매개변수 추정 방법은 시행착오(trial and error)에 의한 수동보정법과 최적화방법을 사용한 자동보정법으로 구분할 수 있다. 모형의 매개변수의 수가 많은 경우 수동보정법에 의한 매개변수 추정은 매우 어렵다. 자동 보정법에 사용되는 최적화방법은 Rosenbrock 알고리즘, patten search, 컴플렉스(complex) 방법, Powell 방법 등과 같은 지역최적화 방법과 전역최적화 방법으로 나눌 수 있다. 그러나 기존 방법론들은 매개변수의 최적화를 추적하기 위한 알고리즘이 대부분이며 이들 매개변수에 관련된 불확실성을 평가하는데는 미흡한 단접이 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 강우-유출모형의 매개변수 추정에 있어서 불확실성을 평가할 수 있는 새로운 방법론을 검토하고자 한다. 매개변수와 관련된 불확실성을 평가하기 위한 방법은 여러 가지가 있으나 통계적으로 매우 우수한 능력을 보이는 Hierarchical Bayesian 알고리즘을 Probability-Distributed 강우-유출 모형에 적용하였다. 본 방법론은 최적화와 동시에 각 매개변수에 관련된 사후분포(posterior distribution)의 추정이 가능하므로 모형이 갖는 불확실성을 효과적으로 평가할 수 있다. 따라서, 수자원 관리에 있어서 불확실성을 고려할 수 있으므로 보다 수리수문학적 위험도를 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

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A Spatio-temporal model for simple objects with a broad boundary (불확실한 경계를 가진 시공간 객체의 모델 설계)

  • Kim, Dae-Jung;Chi, Jung-Hee;Ryu, Keun-Ho
    • Annual Conference of KIPS
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    • 2002.04a
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    • pp.83-86
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    • 2002
  • 최근 지리 정보 시스템이나 공간 데이터 베이스 시스템이 발전하면서 실세계를 효율적으로 모델링하려는 맡은 연구가 수행되고 있다. 기존의 단순한 point, line, polygon으로 모델링했던 방법들을 multipoint, multiline, multipolygon과 같은 복잡한 객체를 표현하기 위한 연구로 확장되었다. 또한 이러한 공간 객체의 이력을 효율적으로 관리하기 위해 공간 객체를 시간으로 확장하는 연구가 수행되고 있다. 이러한 모델들은 명확한 경계를 가진 시공간 객체를 대상으로 한다. 자연, 사회 문화 현상, 생태 같은 경계가 명확하지 않은 객체를 단순한 경계를 가진 공간 객체로 모델링하기에는 그 표현력이 부족하다. 따라서 이 논문에서는 이런 문제점을 해결하기 위해서 불확실한 경계를 가진 시공간 데이터 모델을 제시한다. 이 논문에서 제시한 불확실한 경제를 가진 시공간 모델의 설계는 상호 운용을 증진하기 위하여 OGC(OpenGIS Consortium)에서 제시한 2차원 기하 객체 모델을 기반으로 불확실한 경계를 가지는 공간 데이터 모델로 확장한다. 또한, 이 불확실한 경계를 가지는 단순한 공간 모델을 시간 영역으로 확장하여 유효시간을 갖는 불확실한 시공간 데이터 모델을 설계한다. 또한, 이 논문에서 제시한 불확실한 경계를 가진 시공간 객체 모델을 바탕으로 실세계의 다양하고 복잡한 객체에 대한 효율적인 질의가 가능한 시공간 연산자를 제시한다.

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Comparison Study of Uncertainty between Stationary and Nonstationary GEV Models using the Bayesian Inference (베이지안 방법을 이용한 정상성 및 비정상성 GEV모형의 불확실성 비교 연구)

  • Kim, Hanbeen;Joo, Kyungwon;Jung, Younghun;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.298-298
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    • 2016
  • 최근 기후변화의 영향으로 시간에 따라 자료 및 통계적 특성이 변하는 비정상성이 다양한 수문자료에서 관측됨에 따라 비정상성 빈도해석에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 비정상성 빈도해석에 사용되는 비정상성 확률 모형은 기존의 매개변수를 시간에 따라 변하는 공변량이 포함된 함수의 형태로 나타내기 때문에, 정상성 확률 모형에 비해 매개변수의 개수가 많으며 복잡한 형태를 가지게 된다. 따라서 본 연구에서는 비정상성 고려 시 모형이 복잡해짐에 따라 매개변수 및 확률 수문량의 불확실성이 어떻게 변하는지 알아보고자 하였다. 베이지안 방법은 매개변수 추정 및 확률 수문량의 산정 뿐 아니라 이에 대한 불확실성을 정량화할 수 있는 방법 중 하나이다. 따라서 베이지안 방법에서 매개변수 추정에 주로 쓰이는 Monte Carlo Markov Chain (MCMC) 방법 중 하나인 Metropolis-Hastings 알고리즘을 이용하여 정상성 및 비정상성 GEV모형에 대한 매개변수 및 확률수문량의 사후분포를 산정하였다. 산정된 사후분포의 사후구간을 통해 각 모형의 불확실성을 정량화하였으며, 계산된 불확실성의 비교를 통해 모형의 복잡성이 불확실성에 미치는 영향을 평가하였다.

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Error Analysis of Equivalence Ratio using Bayesian Statistics (베이지안 확률기법을 이용한 당량비 오차분석에 관한 연구)

  • Ahn, Joongki;Park, Ik Soo;Lee, Ho-il
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.2
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    • pp.131-137
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    • 2018
  • This paper analyzes the probability of failure for the equivalence ratio error. The control error of the equivalence ratio is affected by the aleatory and epistemic uncertainties. In general, reliability analysis techniques are easily incorporated to handle the aleatory uncertainty. However, the epistemic uncertainty requires a new approach, as it does not provide an uncertainty distribution. The Bayesian inference incorporates the reliability analysis results to handle both uncertainties. The result gives a distribution of failure probability, whose equivalence ratio does not meet the requirement. This technique can be useful in the analysis of most engineering systems, where the aleatory and epistemic uncertainties exist simultaneously.

Uncertainty Quantification of Propulsion System on Early Stage of Design (추진체계 개념설계단계에서 불확실성 고려방법에 대한 연구)

  • Ahn, Joongki;Um, Ki In;Lee, Ho-il
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.5
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    • pp.73-80
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    • 2018
  • At the early stages of development of high-speed propulsion systems, associated uncertainties cannot be easily modeled into probabilistic distributions, owing to the lack of test data, cost, and difficulty of simulating real-flight environments on the ground. To tackle this issue, in this research, the combustion efficiencies of dual-combustion ramjet engines are assumed to have been provided by experts and quantified by evidence theory. Using quantified uncertainty, the inlet area and combustor exit are optimized while satisfying reliability margins of thrust and thermal choking. The result shows a reasonable design of the engine under uncertain circumstances.

Intolerance of Uncertainty, Negative Problem Orientation on Worry (불확실성에 대한 인내력 부족과 걱정과의 관계에서 부정적인 문제해결 지향의 매개효과)

  • Suh, Hae Ran;Lee, Bong-Keon
    • Stress
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    • v.26 no.4
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    • pp.350-355
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    • 2018
  • Background: The purpose of this study is to investigate the mediating effect of negative problem orientation in the association between intolerance uncertainty and worry. Methods: Participants who were 531 undergraduate students in Chungbuk were administered Intolerance Uncertainty Scale (IUS), Negative Problem Orientation (NPO; SPSI-R), Penn State Worry Questionnaire (PSWQ). Results: The results are as follows. Intolerance of uncertainty had statistically significant positive correlation with worry. Negative problem orientation had a partial mediating effect in the association between intolerance uncertainty and worry. Conclusions: This result suggested the importance of intolerance of uncertainty and negative problem orientation in psychological approach to university students who have difficulty in worry.

Theoretical Review of the Relationship among Perceived Uncertainty, Transaction Characteristics, Supplier Capability, and Supply Chain Performance (불확실성, 거래특성, 공급업체 역량, 공급망 성과 간의 관계에 대한 이론적 고찰.)

  • Lee, DonHee;Lee, Dong Hyun
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.26 no.4
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    • pp.47-58
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    • 2021
  • This study explores the relationship among perceived uncertainty, transaction characteristics, supplier capability, and supply chain performance through theoretical review in the context of increasing uncertainty such as COVID-19 in the supply chain. Based on comprehensive literature review, it was concluded that transaction characteristics and supplier capability affect perceived uncertainty, and supply chain performance can be affected by perceived uncertainty. These findings are meaningful in that we can estimate how to reduce uncertainty of the supply chain under the same pandemic situation.

Sensitivity Analysis of Uncertainty Sources in Flood Inundation Mapping by using the First Order Approximation Method (FOA를 이용한 홍수범람도 구축에서 불확실성 요소의 민감도 분석)

  • Jung, Younghun;Park, Jeryang;Yeo, Kyu Dong;Lee, Seung Oh
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.6
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    • pp.2293-2302
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    • 2013
  • Flood inundation map has been used as a fundamental information in flood risk management. However, there are various sources of uncertainty in flood inundation mapping, which can be another risk in preventing damage from flood. Therefore, it is necessary to remove or reduce uncertainty sources to improve the accuracy of flood inundation maps. However, the entire removal of uncertainty source may be impossible and inefficient due to limitations of knowledge and finance. Sensitivity analysis of uncertainty sources allows an efficient flood risk management by considering various conditions in flood inundation mapping because an uncertainty source under different conditions may propagate in different ways. The objectives of this study are (1) to perform sensitivity analysis of uncertainty sources by different conditions on flood inundation map using the FOA method and (2) to find a major contributor to a propagated uncertainty in the flood inundation map in Flatrock at Columbus, U.S.A. Result of this study illustrates that an uncertainty in a variable is differently propagated to flood inundation map by combination with other uncertainty sources. Moreover, elevation error was found to be the most sensitive to uncertainty in the flood inundation map of the study reach.

Assessment of Rainfall-Sediment Yield-Runoff Prediction Uncertainty Using a Multi-objective Optimization Method (다중최적화기법을 이용한 강우-유사-유출 예측 불확실성 평가)

  • Lee, Gi-Ha;Yu, Wan-Sik;Jung, Kwan-Sue;Cho, Bok-Hwan
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.43 no.12
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    • pp.1011-1027
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    • 2010
  • In hydrologic modeling, prediction uncertainty generally stems from various uncertainty sources associated with model structure, data, and parameters, etc. This study aims to assess the parameter uncertainty effect on hydrologic prediction results. For this objective, a distributed rainfall-sediment yield-runoff model, which consists of rainfall-runoff module for simulation of surface and subsurface flows and sediment yield module based on unit stream power theory, was applied to the mesoscale mountainous area (Cheoncheon catchment; 289.9 $km^2$). For parameter uncertainty evaluation, the model was calibrated by a multi-objective optimization algorithm (MOSCEM) with two different objective functions (RMSE and HMLE) and Pareto optimal solutions of each case were then estimated. In Case I, the rainfall-runoff module was calibrated to investigate the effect of parameter uncertainty on hydrograph reproduction whereas in Case II, sediment yield module was calibrated to show the propagation of parameter uncertainty into sedigraph estimation. Additionally, in Case III, all parameters of both modules were simultaneously calibrated in order to take account of prediction uncertainty in rainfall-sediment yield-runoff modeling. The results showed that hydrograph prediction uncertainty of Case I was observed over the low-flow periods while the sedigraph of high-flow periods was sensitive to uncertainty of the sediment yield module parameters in Case II. In Case III, prediction uncertainty ranges of both hydrograph and sedigraph were larger than the other cases. Furthermore, prediction uncertainty in terms of spatial distribution of erosion and deposition drastically varied with the applied model parameters for all cases.