• 제목/요약/키워드: 연구모델

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역학적 모델과 딥러닝 모델을 결합한 저수지 수온 및 수질 예측 (Predicting water temperature and water quality in a reservoir using a hybrid of mechanistic model and deep learning model)

  • 김성진;정세웅
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.150-150
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    • 2023
  • 기작기반의 역학적 모델과 자료기반의 딥러닝 모델은 수질예측에 다양하게 적용되고 있으나, 각각의 모델은 고유한 구조와 가정으로 인해 장·단점을 가지고 있다. 특히, 딥러닝 모델은 우수한 예측 성능에도 불구하고 훈련자료가 부족한 경우 오차와 과적합에 따른 분산(variance) 문제를 야기하며, 기작기반 모델과 달리 물리법칙이 결여된 예측 결과를 생산할 수 있다. 본 연구의 목적은 주요 상수원인 댐 저수지를 대상으로 수심별 수온과 탁도를 예측하기 위해 기작기반과 자료기반 모델의 장점을 융합한 PGDL(Process-Guided Deep Learninig) 모델을 개발하고, 물리적 법칙 만족도와 예측 성능을 평가하는데 있다. PGDL 모델 개발에 사용된 기작기반 및 자료기반 모델은 각각 CE-QUAL-W2와 순환 신경망 딥러닝 모델인 LSTM(Long Short-Term Memory) 모델이다. 각 모델은 2020년 1월부터 12월까지 소양강댐 댐 앞의 K-water 자동측정망 지점에서 실측한 수온과 탁도 자료를 이용하여 각각 보정하고 훈련하였다. 수온 및 탁도 예측을 위한 PGDL 모델의 주요 알고리즘은 LSTM 모델의 목적함수(또는 손실함수)에 실측값과 예측값의 오차항 이외에 역학적 모델의 에너지 및 질량 수지 항을 제약 조건에 추가하여 예측결과가 물리적 보존법칙을 만족하지 않는 경우 penalty를 부가하여 매개변수를 최적화시켰다. 또한, 자료 부족에 따른 LSTM 모델의 예측성능 저하 문제를 극복하기 위해 보정되지 않은 역학적 모델의 모의 결과를 모델의 훈련자료로 사용하는 pre-training 기법을 활용하여 실측자료 비율에 따른 모델의 예측성능을 평가하였다. 연구결과, PGDL 모델은 저수지 수온과 탁도 예측에 있어서 경계조건을 통한 에너지와 질량 변화와 저수지 내 수온 및 탁도 증감에 따른 공간적 에너지와 질량 변화의 일치도에 있어서 LSTM보다 우수하였다. 또한 역학적 모델 결과를 LSTM 모델의 훈련자료의 일부로 사용한 PGDL 모델은 적은 양의 실측자료를 사용하여도 CE-QUAL-W2와 LSTM 보다 우수한 예측 성능을 보였다. 연구결과는 다차원의 역학적 수리수질 모델과 자료기반 딥러닝 모델의 장점을 결합한 새로운 모델링 기술의 적용 가능성을 보여주며, 자료기반 모델의 훈련자료 부족에 따른 예측 성능 저하 문제를 극복하기 위해 역학적 모델이 유용하게 활용될 수 있음을 시사한다.

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대표적 위성영상 카메라 모델링 알고리즘들의 비교연구 (Camera Modelling of Linear Pushbroom Images - Quality analysis of various algorithms)

  • 김태정;김승범;신동석
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.73-86
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    • 2000
  • Pushbroom위성 영상의 카메라 모델링을 위한 대표적 방법들을 구현하고 성능을 분석하였다. 구현된 모델들은 벡터 진행 모델, Gugan and Dowman(GD)의 모델, 상용 소프트웨어의 근간을 이루는 Orun and Natarajan(ON)의 모델, Direct Linear Transformation(DLT)모델이다. 서울/경기지역 의 SPOT 영상에 대해 지상기준점의 수를 1개에서 23개까지 변화하면서 카메라 모델을 수립하였다. 지상기준점이 6개 미만인 경우에는 벡터 진행 모델이 최고 2.7픽셀의 정확도를 보인 반면 이외의 모델들은 사용할 수 없다. 6개 이상인 경우에는 ON모델이 최고 1픽셀의 정확도로 가장 우수한 성능을 보인다. 이때 벡터 진행 모델은 최고 1.5픽셀의 정확도를 갖는다. GD모델은 모델 변수간의 상관관계로 인하여 대부분의 경우 모델 수립에 실패하였다. DLT모델의 정확도는 특정 지상기준점의 포함여부에 따라 1∼4픽셀 사이에서 진동한다. 모델링의 부산물로서 벡터 진행 모델은 위성궤도 추정에 응용할 수 있는 장점이 있다 향후 연구 과제로는 위에서 열거한 정확도로부터 지상기준점에 내재한 오차 제거, 벡터 진행 모델의 성능 향상 등이 있다.

지면모델 특성에 따른 안동댐 유역 수문기상요소 분석 (Comparison Study of Hydrometeorological Components Estimated by Land Surface Models Near the Andong Dam)

  • 배혜득;지희숙;류영;임윤진;김백조;김광섭
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.7-7
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    • 2015
  • 가뭄 및 홍수 등 재해를 방지하고 효율적인 물 관리를 위해서는 지표와 대기 사이에 이루어지는 수문기상 요소의 정량화가 필요하다. 수문기상요소는 관측을 통해 파악하는 것이 가장 정확하지만 광범위한 지역에 대한 관측은 한계가 있으므로 일반적으로 지면모델(Land Surface Model)을 많이 이용한다. 본 연구에서 Noah LSM(Noah Land Surface Model)과 TOPLATS(TOPmodel based Land-Atmosphere Transfer Scheme) 및 DHSVM(Distributed Hydrology Soil Vegetation Model)의 세 모델을 활용하여 안동댐 유역의 수문기상정보를 산출하고 관측자료와 검증함으로 각 모델의 특성을 분석하자 한다. 본 연구에서 사용된 관측자료는 국립기상과학원에서 운영중인 안동댐 유역 플럭스타워의(A6, A7) 지표근처 기상장과 에너지 요소이다. '13년 10월부터 '14년 11월까지 기간에 대해 각 지점에서 관측된 현열 및 잠열 플럭스의 품질관리를 수행하였으며, 이 자료를 본 연구의 검증자료로 활용하였다. 각 모델을 강제하기 위한 지표근처 기상자료는 두 지점에서 관측된 기온, 풍향 풍속, 상대습도, 강수, 지중온도 및 장 단파 복사량이며, 각 모델에서 산출된 잠열 및 현열 플럭스, 토양수분과 증발산량을 관측값과 비교 검증하였다. 본 연구결과는 한국수자원학회 학술발표회를 통하여 소개될 예정이며, 향후 멀티모델 앙상블 시스템 구축에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

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연구데이터 품질관리를 위한 프로세스 모델 제안 (Proposal of Process Model for Research Data Quality Management)

  • 한나은
    • 정보관리학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.51-71
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    • 2023
  • 본 연구는 공공데이터 품질관리 모델, 빅데이터 품질관리 모델, 그리고 연구데이터 관리를 위한 데이터 생애주기 모델을 분석하여 각 품질관리 모델에서 공통적으로 나타나는 구성 요인을 분석하였다. 품질관리 모델은 품질관리를 수행하는 객체인 대상 데이터의 특성에 따라 생애주기에 맞추어 혹은 PDCA 모델을 바탕으로 구축되고 제안되는데 공통적으로 계획, 수집 및 구축, 운영 및 활용, 보존 및 폐기의 구성요소가 포함된다. 이를 바탕으로 본 연구는 연구데이터를 대상으로 한 품질관리 프로세스 모델을 제안하였는데, 특히 연구데이터를 대상 데이터로 하여 서비스를 제공하는 연구데이터 서비스 플랫폼에서 데이터를 수집하여 서비스하는 일련의 과정에서 수행해야하는 품질관리에 대해 계획, 구축 및 운영, 활용단계로 나누어 논의하였다. 본 연구는 연구데이터 품질관리 수행 방안을 위한 지식 기반을 제공하는데 의의를 갖는다.

주전산기 개발을 위한 계층적 라이프싸이클 모델

  • 이준석;박진원
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 1995년도 춘계공동학술대회논문집; 전남대학교; 28-29 Apr. 1995
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    • pp.376-381
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    • 1995
  • 규모가 큰 시스템의 연구개발 사업을 성공적으로 수행하기 위해서는 라이프 싸이클 모델에 의한 인력, 요소 기술 및 시간 자원의 효과적인 세분화와 유기적인 결합을 통해 전체 연구개발 사업에 대한 올바른 계획을 수립하고 이를 종합적으로 관리하여야 한다. 여기서 라이프 싸이클 모델(life-cycle model: 순기모델)이란 연구개발 계획 시점부터 완료 시점까지의 기간을 활동 내용에 따라 여러 단계로 정의한 모델로, 개발하고자 하는 시스템의 품질 향상 및 연구개발 사업의 성공적인 수행을 위해 필수 불가결한 요소이다. 특히 중형급(midrange)이상의 컴퓨터 시스템과 같이 구성 요소들이 순차적으로 연구개발 사업 자체의 성공적인 수행 여부 뿐만 아니라 향후 산출되는 개발 결과물의 품질에도 중요한 영향을 미친다. 그러나 우리나라는 연구개발 측면에서 큰 규모의 프로젝트를 수행한 경험이 많지 않아 이에 대한 기술 축척이 미진하며, 주로 선진 외국의 공학 기술을 그대로 사용하기 때문에 우리나라의 기술이나 연구 환경에 적합하지 않은 경우가 많아 이에 따른 시행 착오를 많이 겪어왔다. 본고에서는 1987년부터 현재까지 수행되고 있는 주전산기 연구개발 사업(주전산기 I, II, III, IV) 수행을 통해 얻은 경험을 중심으로 구성 요소들이 계층적 구조를 갖는 컴퓨터 시스템을 연구 개발하는데 필요한 하나의 라이프 싸이클 모델을 제시하고자 한다.

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정밀묘사 전투모델 특성 및 운용

  • 박래윤
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2001년도 춘계 학술대회 논문집
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    • pp.124-124
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    • 2001
  • 한국군 워게임에서 사용되고 있는 시뮬레이션 모델은 주로 대부대 훈련 및 분석용 모델이 주류를 이루고 있다. 대부대 전투모델은 전투요소를 부대단위로 통합하여 부대를 모의 실체(entity)로 설정하고 부대 대 부대의 교전상황을 개략적으로 묘사하므로 개별무기체계의 성능 및 효과분석을 필요로 하는 정밀 전투실험이나 연구개발 및 획득분야의 적용에 많은 제한을 받게 된다. 이러한 대부대 개략묘사 전투모델과 대조적인 개념의 정밀묘사 전투모델은 단위무기체계별 교전상황을 상세하게 묘사하므로 주로 소부대 전장환경을 대상으로 하는 전투모의에서 활용된다. 최근 군사선진국에서는 국방환경의 변화와 함께 교육훈련 분야에서 합성전장 개념에 의한 과학화 훈련을 추진하고 있는데, 이러한 분야에서 사용되는 전투모델도 보다 상세한 시스템의 상호작용 묘사가 필요하므로 정밀묘사 기법을 적용하여 개발되어야 한다. 현재 국내에서 운용되고 있는 대표적인 정밀묘사 전투모델은 JANUS 모델과 EADSIM 모델을 예로 들 수 있지만, EADSIM 모델은 최근에 도입되어 실용화 연구 중에 있기 때문에 실제로는 한국국방연구원에서 운용하고 있는 JANUS 모델이 유일하다고 할 수 있다. 따라서 본 고에서는 먼저 전투모델 분류방법 고찰을 통하여 정밀묘사 모델의 특성을 분석하고 한국군 정밀묘사 전투모델의 운용실태와 함께 한국형 정밀묘사 모델 개발전략을 모색하기로 한다.

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서비스경제시대의 경영기술 연구 (A Study on the New Management Technology Model in Service Economy Era)

  • 김현수
    • 서비스연구
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    • 제10권4호
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    • pp.101-125
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    • 2020
  • 본 연구는 선행연구에서 정립된 신경영 프레임워크에 기반을 둔 경영기술 모델을 도출하기 위해 수행되었다. 기존 경영학의 대부분을 차지하는 분야인 경영기술 부문은 신경영학에서는 기술적인 부문으로 정의된다. 본 연구에서는 경영프로세스, 경영기능, 경영확장 등 3부문으로 구성되는 경영기술 부문을 정의하고, 서비스경제시대의 새로운 경영학 관점에서 경영기술 이론을 도출하였다. 즉 서비스경제시대의 서비스철학에 기반을 둔 경영기술 이론을 제시하였다. 기존 경영학 체계와는 구조가 다른 경영기술 이론이 제시되었다. 새로운 경영기술 모델은 수평적 체계의 동태적 모델로 구축되었다. 본 연구에서는 새로운 경영기술의 기반이 되는 신경영학의 구조를 먼저 제시하고, 경영이 수행되는 서비스경제시대의 서비스철학을 제시한 후, 서비스철학에 기반한 경영기술 모델을 제시하였다. 경영기술 모델은 불변의 공리에 기반하여 도출되었다. 인류공통사상 및 자연과 인간의 본질을 토대로 새로운 경영의 공리를 제시한 후 각 공리를 근거로 경영기술 모델을 제시하였다. 공리를 토대로 서비스철학의 구조와 운용 모델에 기반하여 각 주제별로 상반되는 두 대립자 간의 치열한 상호작용과 팽팽한 균형이 유지되는 변증법적 발전 모델이 새로운 경영기술 모델로서 도출되었다. 전체적인 조직 경영 모델과 함께 경영기능 모델, 경영확장 모델을 제시하였다. 각 세부 기술은 상반되는 대립자들의 변증법적 발전 모델로 제시되었다. 경영기술은 계속 변화하는 동태적인 기술이며 여러 가지 상황과 시점을 고려하는 전체적인 기술이다. 본 연구는 기존의 정태적 경영기술의 한계를 극복하고 동태적 경영기술을 발전시키기 위한 기초 연구로서 의의를 가진다. 향후 연구는 새로운 경영기술 모델에 대한 실증적 분석적 연구들이 필요하다. 본 연구를 실용적인 모델로 발전시키고 검증하는 연구들이 필요하다.

쿼리를 사용하지 않는 딥러닝 모델 탈취 공격 연구 (A Study on Non-query Based Model Extraction Attacks)

  • 조윤기;이영한;전소희;백윤흥
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2021년도 춘계학술발표대회
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    • pp.219-222
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    • 2021
  • 인공지능 기술은 모든 분야에서 혁신을 이뤄내고 있다. 이와 동시에 인공지능 모델에 대한 여러 보안적인 문제점이 야기되고 있다. 그 중 대표적인 문제는 많은 인적/물적 자원을 통해 개발한 모델을 악의적인 사용자가 탈취하는 것이다. 모델 탈취가 발생할 경우, 경제적인 문제뿐만 아니라 모델 자체의 취약성을 드러낼 수 있다. 현재 많은 연구가 쿼리를 통해 얻는 모델의 입력과 출력을 분석하여 모델의 의사경계면 또는 모델의 기능성을 탈취하고 있다. 하지만 쿼리 기반의 탈취 공격은 획득할 수 있는 정보가 제한적이기 때문에 완벽한 탈취가 어렵다. 이에 따라 딥러닝 모델 연산 과정에서 데이터 스니핑 또는 캐시 부채널 공격을 통해 추가적인 정보 또는 완전한 모델을 탈취하려는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 최근 연구 동향과 쿼리 기반 공격과의 차이점을 분석하고 연구한다.

초고해상도 지표 수문-하도 추적 모델을 통한 역학적 상세화 기술 개발: 금강 유역 사례 연구 (Dynamical Downscaling Technique through Hyper-Resoltion River Routing Modeling: A Case Study of Geum River, South Korea)

  • 감종훈;김병희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.111-111
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    • 2022
  • 우리 사회가 수자원 관리 정책 결정에 사용 가능한 수문 이상 기상 정보를 제공하기 위해서는 초고해상도 지표면 수문 모델 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 기존 저해상도 기후 모델들의 지표 수문학적인 과정들을 개선하기 위해 초고해상도 하도 추적 모델링 기술을 통해 역학적인 상세화가 시도되었다. 100-km 격자의 VIC 모델에서 재생산된 지표 배출량과 기저 배출량을 입력 데이터로 사용하여 다양한 공간 규모의 하도 추적 모델에서 사용하여 산정된 하천유량의 신뢰도를 평가하였다. 본 연구에서는 90미터 (3 arc second), 450 미터(15 arc second), 그리고 900 미터 (30 arc second) 격자 규모의 금강 유역 하천망 지도를 사용하여 과거 장기 하천 유량 데이터(1948년-2016년)를 재생산하였다. 본 연구에서는 금강 유역 내의 지점 관측 하천 유량 데이터와 재생산된 유량 데이터의 불확실성을 평가하였다. 본 연구의 주요 결과는 보다 고해상도의 하천망 지도를 하도 추적 모델에 사용 시 산정된 하천 유량 데이터의 불확실성이 감소하는 경향을 발견하였다. 끝으로, 초고해상도 지표 수문-하도 추적 모델을 통한 상세화 기술의 한계점과 개선 방안을 논의하였다. 본 연구는 기후변화로 인한 이상 기상 또는 기후의 위험성 증가에 효율적으로 선제 대응할 수 있는 핵심 수문 기후 모델링 기술을 개발에 중요한 기여할 것이다.

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유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 비즈니스 모델 혁신 전략

  • 이승준;박성택;김영기
    • 한국디지털정책학회:학술대회논문집
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    • 한국디지털정책학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.315-322
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    • 2007
  • 유비쿼터스 환경은 조직의 구조와 개인의 행위를 변화시킬 뿐만 아니라 기업의 경쟁 패러다임 자체를 변화시킬 것으로 전망하고 있다. 또한 유비쿼터스 컴퓨팅의 기술이 경영경제, 행정, 교육, 문화, 의료등 사회 전반에 걸쳐 도입되고 있으며, 이에 따른 비즈니스 모델에 대한 중요성이 증대되고 있다. 기술에 관련된 RFID, USN, 표준화, 보안등에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 비즈니스 모델에 관련된 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 유비쿼터스 컴퓨팅에 대해 알아보고 비즈니스 모델 사례 검토를 통해 유비쿼터스 컴퓨팅 시대의 비즈니스 모델과 발전 방향 및 혁신 전략을 제시하고자 한다.

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