• Title/Summary/Keyword: 상한분포함수

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A Study of the high return period flood quantiles Estimation using upper bounded statistical models (상한분포함수를 활용한 고빈도 홍수빈도해석에 관한 연구)

  • Kim, Jang-Gyeong;Park, Rae-Kon;Kim, Kyung-Wook;Kwon, Hyun-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.402-402
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    • 2017
  • 수공구조물 설계 시, 설계홍수량 산정에는 실측 홍수량 자료를 활용한 홍수빈도해석이 필요하다. 그러나 홍수량 자료의 관측연한, 유역변화 등의 신뢰성 문제로 확률강우량을 활용한 빈도홍수량 간접추정방법이 표준화된 실정이다. 문제는 확률강우량 산정에 활용된 확률밀도함수와 그 매개변수에 따른 불확실성이 존재한다는 점이다. 특히 저빈도에서 고빈도로 갈수록 확률밀도함수의 불확실성은 크게 증가하여, 사실상 추정결과에 대한 물리적 의미를 부여하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 PMF를 물리적 상한선으로 설정하는 상한분포함수(Upper bounded distribution functions)를 적용하여, 실측 홍수량에 대한 홍수빈도해석 방법을 제안하고자 한다. 검정방법은 먼저, 임의 유역을 대상유역으로 선정하여 홍수빈도해석을 수행하고, 상한분포함수는 EV4, LN4, TDF를 적용한다. 최종적으로 빈도홍수량 간접추정방법과 비교 분석하여, 적용성을 검토하고자 한다. 본 연구결과는 빈도홍수량 간접추정방법에 대한 비교 검토방법에 대한 적절한 대안이 없다는 측면에서 의의를 찾을 수 있으며, 향후 홍수량 자료 신뢰성이 확보되는 시점에서 지역홍수빈도 분석으로 확장할 수 있을 것으로 판단된다.

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FCM Quantization based Fuzzy Stretching (FCM 양자화 기반 퍼지 스트레칭)

  • Lim, En-young;Kim, Nam-young;Kwon, Hee-young;Kim, Kwang-baek
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2021.05a
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    • pp.59-62
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    • 2021
  • 본 논문에서는 사다리꼴 형태의 소속 함수를 적용하여 스트레칭 하는 과정에서 상한과 하한을 FCM 기반 양자화 기법을 적용하여 동적으로 조정하는 퍼지 스트레칭 기법을 제안한다. 제안된 퍼지 스트레칭 기법은 FCM 기반 양자화 기법을 적용하여 각 클러스터를 생성하고 생성된 각 클러스터의 중심에 해당되는 명암도를 이용하여 사다리꼴 형태의 소속 함수의 구간을 설정한다. 그리고 설정한 구간 정보를 이용하여 스트레칭을 위한 상한과 하한을 구하여 영상을 스트레칭 한다. 제안된 FCM 양자화 기반 퍼지 스트레칭 기법의 성능을 분석하기 위해서 명암도 분포가 좁고 명암 대비가 낮은 결절종 초음파 영상과 컨테이너 영상을 대상으로 실험하였다. 실험 결과에서도 알 수 있듯이 기존의 히스토그램 스트레칭 기법과 삼각형 형태의 소속 함수를 적용한 퍼지 스트레칭 기법보다 명암 대비가 향상되었다. 결절종 초음파 영상에서는 결절종 영역과 그 외의 영역 간의 명암 대비가 뚜렷하게 나타나서 결절종 추출에 효과적인 것을 확인하였고 컨테이너 영상에서는 컨테이너 데미지를 추출하는데 필요한 컨테이너 굴곡선 등과 같은 특징이 다른 기법들에 비해 선명하게 나타났다.

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Influence of Rainfall Intensity and Saturated Permeability on Slope Stability during Rainfall Infiltration (강우침투시 강우강도와 포화투수계수가 안전율에 미치는 영향)

  • Lee, Seung-Rae;Oh, Tae-Kyu;Kim, Yun-Ki;Kim, Hee-Chul
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.25 no.1
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    • pp.65-76
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    • 2009
  • The unsaturated characteristics of Korean weathered granite soils have been studied to investigate the influence of saturated permeability, rainfall intensity and soil-water characteristic curve (SWCC) on the slope stability. The upper, average and lower SWCCs were estimated from the publication and experimental results using the statistical concept. The roughly estimated SWCC can be used for the soils without experimental results by relating SWCC with the particle size distribution curve. An appropriate ratio between the saturated permeability and the rainfall intensity ($k_s$/i) was also suggested for practical use in designing the slopes by investigating the time-dependent variation of slope instability during the rainfall. The slope stability was deteriorated from the initiation of rainfall and recovered again after the factor of safety reached the critical value. The FS of the slope decreased at first and then increased after reaching the critical value during the rainfall. As a result, the slope instability was not related with an absolute rainfall intensity but with the ratio between the saturated permeability and the rainfall intensity. In case of the upper SWCC, the critical condition occurred when the ratio between the saturated permeability and the rainfall intensity was in the range of $1.0{\sim}2.0$.

Uncertainty Assessment of Emission Factors for Pinus densiflora using Monte Carlo Simulation Technique (몬테 카를로 시뮬레이션을 이용한 소나무 탄소배출계수의 불확도 평가)

  • Pyo, Jung Kee;Son, Yeong Mo;Jang, Gwang Min;Lee, Young Jin
    • Journal of Korean Society of Forest Science
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    • v.102 no.4
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    • pp.477-483
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    • 2013
  • The purpose of this study was to calculate uncertainty of emission factor collected data and to evaluate the applicability of Monte Carlo simulation technique. To estimate the distribution of emission factors (Such as Basic wood density, Biomass expansion factor, and Root-to-shoot ratio), four probability density functions (Normal, Lognormal, Gamma, and Weibull) were used. The two sample Kolmogorov-Smirnov test and cumulative density figure were used to compare the optimal probability density function. It was observed that the basic wood density showed the gamma distribution, the biomass expansion factor results the log-normal distribution, and root-shoot ratio showd the normal distribution for Pinus densiflora in the Gangwon region; the basic wood density was the normal distribution, the biomass expansion factor was the gamma distribution, and root-shoot ratio was the gamma distribution for Pinus densiflora in the central region, respectively. The uncertainty assessment of emission factor were upper 62.1%, lower -52.6% for Pinus densiflora in the Gangwon region and upper 43.9%, lower -34.5% for Pinus densiflora in the central region, respectively.

Estimation of Probability Density Function of Tidal Elevation Data using the Double Truncation Method (이중 절단 기법을 이용한 조위자료의 확률밀도함수 추정)

  • Jeong, Shin-Taek;Cho, Hong-Yeon;Kim, Jeong-Dae;Hui, Ko-Dong
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.20 no.3
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    • pp.247-254
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    • 2008
  • The double-peak normal distribution function (DPDF) suggested by Cho et al.(2004) has the problems that the extremely high and low tidal elevations are frequently generated in the Monte-Carlo simulation processes because the upper and lower limits of the DPDF are unbounded in spite of the excellent goodness-offit results. In this study, the modified DPDF is suggested by introducing the upper and lower value parameters and re-scale parameters in order to remove these problems. These new parameters of the DPDF are optimally estimated by the non-linear optimization problem solver using the Levenberg-Marquardt scheme. This modified DPDF can remove completely the unrealistically generated tidal levations and give a slightly better fit than the existing DRDF. Based on the DPDF's characteristic power, the over- and under estimation problems of the design factors are also automatically intercepted, too.

Estimation of the return period of statistical method for probable maximum precipitation (통계학적 가능최대강수량의 재현기간 추정)

  • Kim, Sangdan;Sim, Inkyeong;Lee, Okjeong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.180-180
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    • 2018
  • 가능최대강수량(PMP)은 대규모 수공구조물의 설계 시 기준이 되는 강수량으로, 최근 대규모 거대재난에 대비한 대피계획수립에 PMP를 활용하려는 움직임이 있으며 PMP에 대한 국내 연구가 활발히 수행되고 있다. PMP를 추정하기 위해 Hershfield의 통계적 방법에 대한 간단한 대안이 제안되었다. PMP는 물리적인 강우량 상한계로, 확률론적 개념과는 모순적이다. 또한, Hershfield의 PMP는 연 최대 시계열 평균의 선형함수로 주어지는 모양 매개변수를 가지는 GEV 분포의 약 60,000년 빈도임이 밝혀졌다. 따라서 본 연구에서는 Hershfield의 방법을 확률론적으로 해석하는 것이 바람직할 것으로 판단하였고, 기상청 ASOS 및 AWS 자료를 이용하여 우리나라 각 지점자료 중 10년 이상의 자료를 사용하여 Hershfield 방법을 적용하여 PMP를 산정하였다. 각 지점의 빈도계수를 구하여 우리나라 자료에 적합한 확률분포의 형태를 적용하였고, 분포형의 매개변수 값을 추정하였다. 또한, Hershfield의 빈도계수와, 우리나라 자료에 해당하는 빈도계수가 몇 년 빈도로 계산되는지 각각 확인해 보았다. ASOS 및 AWS 자료를 이용하여 연 최대 강수량 시계열 평균과 모양 매개변수의 관계 공식 또한 구성하였다. 본 연구의 방법을 검증하기 위하여 우리나라에서 제일 오래된 자료(57년)인 서울지점 자료를 이용하여 경험적인 분포함수와 본 연구에서 제안하고 있는 방법을 비롯한 다양한 방법을 통하여 구한 분포함수를 비교하여 도시하였다.

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Analyzing fractal features in rainfall using high-resolution ASOS data (고해상도 ASOS 자료를 이용한 강우의 프랙털 특성 분석)

  • Kang, Hyoungseok;Paik, Kyungrock
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.171-171
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    • 2017
  • 강우의 시간분포는 다양한 시간규모에 걸쳐 프랙털 또는 멀티프랙털 특성을 가지고 있음이 알려졌다. 기존의 연구는 주로 시간단위 이상의 프랙털 특성에 관한 것이었다. 실제로 극한 홍수를 가져오는 집중호우는 짧은 시간 규모에서 발생함에도, 이것에 대해서는 관측 자료가 제한되어 극소수의 실험적 연구만 가능했다. 본 연구에서는 기상청에서 제공한 고해상도(1분 단위) ASOS(Automated Synoptic Observation System) 자료를 이용하여, 강우 사상 안에서의 프랙털 특성을 분석해보았다. 대부분의 사상에서 단일 멱함수보다는 2개의 멱함수로 나누어지는 것이 밝혀졌으며, 나뉘는 시간 규모(T*)는 $3{\times}10$ 분으로 파악되었다. 이 시간 규모는 한 단위의 집중호우를 가져올 수 있는 구름크기의 물리적 상한과 관련이 있는 것으로 보인다. T*보다 작은 시간 규모에서의 멱함수 지수는 그 이후의 값보다 대체로 작은 것으로 나타났다. 이는 호우가 집중되는 기간의 변동성이, 강수가 물리적 한계에 도달한 이후보다 훨씬 작기 때문으로 보인다. 구체적인 멱함수의 지수는 강수의 발생과정과도 관련이 있을 것으로 추정된다.

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DETERMINATION OF UNRELIABILITY BOUNDS IN DESIGN BY STRESS AND STRENGTH INTERFERENCE

  • Oh, Chung Hwan
    • Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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    • v.12 no.20
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    • pp.25-32
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    • 1989
  • 열화수신포에 있어서 확률론적 신뢰도설계 및 단순스트레스와 강도의 고장모형은 렌덤 수치들로 구성된 각 분포의 간섭(Interference) 확률에 의해 이루어진다. 현재까지 이러한 분포모형들의 신경도는 분석적, 수치적 또는 모의실험방법론학에 의해서 단일추정치를 계산및 해석하여 왔으나 현실적으로는 스트레스 강도함수 분포의 간섭구간에 있어서 그 렌덤 변수들에 대한 완전한 실제의 분포들을 파악하기란 너무 복잡하고 때로는 불가능하다. 이를 위해서는 신뢰도의 상·하한 결정으로 신뢰도설계를 하는 방법이 고려된다. 본 연구에서는 스트레스와 강도의 렌덤 변수들에 대한 중복부분(Overlapping tails) 내에 있어서 각각의 주어진 구간확률을 제약조건으로 하여 최적신뢰도 한계를 결정 및 설계하는 새로운 기법을 제시한다. 설계신뢰도의 최적상한 및 하한 값은 제공하기 위하여 비선형모형인 Quadratic programming optimization 기법을 이용하여 신뢰도분석관점에 입각한 특수구조모형을 설정하고 이에 대한 수치예를 들어 예증하였다.

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Fuzzy Neural Networks-Based Call Admission Control Using Possibility Distribution of Handoff Calls Dropping Rate for Wireless Networks (핸드오프 호 손실율 가능성 분포에 의한 무선망의 퍼지 신경망 호 수락제어)

  • Lee, Jin-Yi
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.13 no.6
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    • pp.901-906
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    • 2009
  • This paper proposes a call admission control(CAC) method for wireless networks, which is based on the upper bound of a possibility distribution of handoff calls dropping rates. The possibility distribution is estimated in a fuzzy inference and a learning algorithm in neural network. The learning algorithm is considered for tuning the membership functions(then parts)of fuzzy rules for the inference. The fuzzy inference method is based on a weighted average of fuzzy sets. The proposed method can avoid estimating excessively large handoff calls dropping rates, and makes possibile self-compensation in real time for the case where the estimated values are smaller than real values. So this method makes secure CAC, thereby guaranteeing the allowed CDR. From simulation studies we show that the estimation performance for the upper bound of call dropping rate is good, and then handoff call dropping rates in CAC are able to be sustained below user's desired value.

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Reliability Analysis Offshore Wind Turbine Support Structure Under Extreme Ocean Environmental Loads (극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰성 해석)

  • Lee, Sang Geun;Kim, Dong Hyawn
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.26 no.1
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • Reliability analysis of jacket type offshore wind turbine (OWT) support structure under extreme ocean environmental loads was performed. Limit state function (LSF) of OWF support structure is defined by using structural dynamic response at mud-line. Then, the dynamic response is expressed as the static response multiplied by dynamic response factor (DRF). Probabilistic distribution of DRF is found from response time history under design significant wave load. Band limited beta distribution is used for internal friction angle of ground soil. Wind load is obtained in the form of thrust force from commercial code called GH_Bladed and then, applied to tower hub as random load. In a numerical example, the response surface method (RSM) is used to express LSF of jacket type support structure for 5MW OWF. Reliability index is found using first order reliability method (FORM).