• 제목/요약/키워드: 장기확률변수

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부정류 모형을 이용한 남한강 구간의 확률 홍수량 및 홍수위 산정 (Estimation of Probable Flood Discharge and Flood Level Using Unsteady flow model in South Han River)

  • 김진수;전경수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.599-603
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    • 2012
  • 본 연구에서는 부정류 계산 모형을 이용한 확률 홍수량 및 홍수위 산정 방법을 개발하고, 이를 한강 살리기 사업이 진행 중인 남한강 구간에 적용하였다. 우선 한강 살리기 사업 전과 후의 하도에 대하여 부정류 계산 모형을 각각 수립하였으며, 과거 발생한 홍수사상을 조사하였다. 사업 전 모형과 최근에 발생한 홍수사상을 이용하여 모형의 보정 및 검증을 실시하고, 추정된 매개변수를 사업 후의 하도에 대한 모형에 적용하였다. 대상 유역에 과거 발생한 홍수사상을 사업 후 모형으로 모의하여 각 홍수사상 별로 최대 홍수량 및 홍수위를 계산하였다. 이때 최대 홍수량 모의 결과들을 빈도해석 대상 자료군으로 사용하여, 연최대치 계열이나 부분 시계열에 대하여 빈도해석을 통하여 확률 홍수량을 산정할 수 있다. 본 연구에서는 장기간의 관측자료의 확보가 어려운 국내의 현실을 고려하여, 부분 시계열의 빈도해석 방법을 사용하여 확률 홍수량을 산정하였다. 다음으로 부정류 계산모형의 모의 결과인 최대 홍수량 및 홍수위 자료를 회귀분석하여 수위-유량 관계식을 유도하고, 각 빈도별 확률 홍수량을 관계식에 대입하여 확률 홍수량에 대응하는 확률 홍수위를 산정하였다.

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가족배경이 청소년의 교육성취에 미치는 영향 - 가족구조와 가족소득, 빈곤의 영향을 중심으로 -

  • 구인회
    • 한국사회복지학회:학술대회논문집
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    • 한국사회복지학회 2003년도 추계학술대회 자료집
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    • pp.473-497
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    • 2003
  • 본 연구는 한국노동패널 1998-2001 자료를 이용하여 성장기에 경험한 가족구조와 저소득, 빈곤 등의 가족배경이 청소년의 교육성취 미치는 영향을 분석하였다. 가족구조와 가족소득, 빈곤의 영향을 각각 분석한 결과 각 변수는 청소년의 학력연수와 대학입학확률, 진학고교유형과 통계적으로 유의미한 관계를 보였다. 19세의 학력연수와 대학진학확률의 경우 이혼 별거가족의 청소년과 한부모가족을 장기적으로 경험한 청소년, 빈곤가족의 청소년은 특히 낮은 수준의 성취도를 보였다. 가족구조가 19세의 교육성취에 미치는 영향은 소득수준이나 빈곤을 통제한 후에도 지속되는 것으로 나타났다. 소득과 빈곤의 영향력 또한 가족구조가 모형에 포함된 후에도 큰 차이가 없었다. 반면에 16세의 진학고교유형에 대해서는 가족구조와 가족소득을 같이 모형에 포함하는 경우 가족구조의 영향은 일관되지 않고 빈곤의 영향 또한 사라진다. 가족구조와 빈곤의 상대적 영향력을 두 변수가 모두 통계적으로 유의한 영향을 미친 대학진학모형에서 비교한 결과 가족구조의 영향력이 큰 것으로 나타났다. 이러한 본 연구의 발견은 한부모가족과 빈곤가족에 대한 사회적 지원 대책이 청소년 교육성취 수준을 향상하는 데에 크게 기여할 수 있음을 시사한다.

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축력을 받는 철근콘크리트조 부재 장기거동 예측의 불확실성 분석 (Uncertainty Analysis of Long-Term Behavior of Reinforced Concrete Members Under Axial Load)

  • 유재욱;김승남;유은종;하태훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.343-350
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    • 2014
  • 이 연구에서 몬테카를로 시뮬레이션을 이용해 확률론적 시공단계해석을 수행한 이유는 재료 특성, 환경 요인 및 하중에 대한 불확실성의 영향을 고려하기 위해서이다. 지금까지의 연구에서는 크리프 및 건조수축이 완전히 독립적인 확률 변수라고 가정되었다. 그러나 크리프 및 건조수축 추정을 위한 재료모델의 공통적인 영향요인 때문에 크리프 및 건조수축 사이에 강한 상관관계를 추정 할 수 있다. 이 논문에서는 CEB-FIB모델의 크리프 및 건조수축식을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하여 실제 두 현상 사이의 상관 계수를 평가 한 후 재료 특성, 환경 요인 및 하중의 확률 변수의 영향을 받는 축방향 변형의 통계적 특성을 평가하기위해 몬테카를로 시뮬레이션을 한번 더 사용하였다. 몬테카를로 시뮬레이션의 결과는 58층 건물의 첫 번째 층의 기둥의 변형률과 비교 했다. 비교 결과는 재료특성에 불확실성에 의한 변화가 가장 큰 것으로 나타났다. 측정된 변형률은 평균+표준 편차 범위 안에 있었다.

앙상블 기반 지역화 기법을 이용한 확률론적 유출량 분석 (Probabilistic Runoff Analysis using Ensemble Technoque with Localization Method)

  • 이한용;장석환;이재경;조준원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.207-207
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    • 2019
  • 최근 우리나라는 지역 특성 및 기후변화의 영향으로 인해 수문학적 요소의 변동성이 커지고 수자원의 지속적인 관리에 있어 유출량은 중요한 문제로 여겨지고 있다. 특히 일부 소하천 또는 접경지역과 같은 미계측유역은 수문학적 요소에 대한 자료가 부족하고 수문모형의 초기치 설정과 과거 유출량 자료를 통하여 최적화한 매개변수를 결정해야하므로 장기유출분석이 어렵다. 본 연구의 적용유역으로 미계측유역인 임진강상류 유역에 대한 유출량 추정을 위해 계측 유역의 자료를 활용하여 모형의 매개변수 등을 추정하는 지역화 기법인 다중선형회귀분석과 공간근접분석을 활용하여 유출량을 산정 및 검증하였다. 또한, 확률론적 예측이 가능한 앙상블 기법 적용을 통한 유출량 예측을 하였고, 이를 예측 정확성 평가지표를 통해 효율성 검토를 수행하여 미계측유역의 유출량에 대해 확률론적 예측을 수행하였다. 대표적 지역화 기법의 적용성을 검토한 결과, 계측유역을 통해 다중선형회귀분석과 공간근접분석을 abcd 모형에 적용하였다. 모의유출량을 산정하고 실측 유출량과 비교 분석 결과 모의정확성이 높게 분석되었다. 이와 같은 검증 결과를 토대로 미계측유역의 유출량을 추정하였다. 또한, 지역화 기법을 앙상블 기법에 적용하여 확률론적 유출량 예측의 효율성을 검토하였다. 적용유역과 같은 지류를 포함하고 있는 임진강하류 유역을 대상으로 수행하였다. 검증기간(2013년~2017년) 동안의 월 예측 유출량 앙상블 생성을 위해 과거 강우량와 증발량(1988년~2012년) 자료를 사용하였으며, 지역화 기법을 적용한 abcd 모형을 이용하였다. 예측 유출량의 정확성 평가를 실시하였으며, 정확성이 비교적 높게 분석되었다. 이와 같은 결과를 토대로 미계측유역의 확률론적 유출량을 예측하였다. 따라서, 대표적 지역화 기법을 앙상블 기법에 적용하여 확률론적 유출량을 예측할 경우 보다 정확한 유출량 예측이 가능하다.

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콘크리트 구조물의 확률론적 탄산화 예측 모델 개발 및 내구성 해석 (Durability Analysis and Development of Probability-Based Carbonation Prediction Model in Concrete Structure)

  • 정현준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권4A호
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    • pp.343-352
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    • 2010
  • 최근에 탄산화 콘크리트 구조물의 정량적인 사용수명과 장기적인 성능을 확보하고 예측하기 위해서 확률론적인 내구성 해석 및 설계를 수행하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이와 관련하여 콘크리트 구조물에 확률론적 내구성 설계 개념을 도입되고 있다. 본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 통계적인 자료를 이용하여 Fick의 첫 번째 법칙에 근거한 탄산화 예측 모델에 적용하였으며, 이를 이용하여 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 이 예측모델에 관련된 설계변수인 $CO_2$ 확산계수, 대기중의 $CO_2$ 농도, $CO_2$ 흡착량, 시멘트 수화도 등의 영향을 검토하였다. 확률론에 기초한 탄산화 예측모델은 여러 환경에 위치한 콘크리트 구조물에 모니터링 자료를 이용하여 탄산화 깊이와 잔존수명을 예측하였다. 그 결과로 본 연구에서 합리적인 탄산화 예측모델을 이용한 적용 방법은 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 구조물의 손상 개시시기를 예측하고 구조물을 유지 관리하기 위한 유연한 의사결정을 할 수 있을 것으로 판단된다.

매개변수와 유역특성인자 사이의 상호연관성을 고려한 강우-유출모형 지역화 (Regionalization of Rainfall-Runoff Model Based on Relationship Between Model Parameters and Watershed Characteristics)

  • 김진국;오랑치맥 솜야;김태정;김장경;권현한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.293-293
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    • 2021
  • 자연유량이란 인위적 행위에 의한 하천의 유량 변화가 없는 개발되지 않은 상태의 하천유량을 말하며, 실제 유량을 측정하거나 관측자료를 활용한 장기유출모형을 통해 산정할 수 있다. 미계측 유역에 대한 강우-유출 모형 구축시, 무엇보다 실제 미계측유역에 적용시 나타날 수 있는 문제점을 최소화할 수 있는 방향으로 모형 개발이 이루어지는 것이 필요하다. 강우-유출 모형 매개변수의 수가 많아질수록 과적합(over-fitting)의 발생 소지가 증가하게 되며, 지역화 모형 구축시 불확실성을 더욱 가중시키게 된다. 이러한 이유로, 모형의 검정보다는 검증에 초점이 맞춰져 있어야 하며, 더불어 사용되는 강우-유출 모형의 매개변수가 적어야 한다. 본 연구에서는 대표 강우-유출모형의 선정시 여러 평가 기준 중 예측의 정확성 측면에서 통계적 지표를 통해 모형의 수행능력에 중점을 두었으며, 적은 개수의 매개변수를 갖음에도 불구하고 상대적 우수한 모의결과를 제공하는 GR4J(Ge'nie Rural a 4 parame tres Journalier)모형을 최적 유출모형으로 선정하여 댐 상류유역에 대한 자연유량 재현성능을 평가하였다. 최종적으로 강우-유출모형의 최적매개변수와 유역특성인자 사이의 상호연관성을 고려해 매개변수를 지역화하기 위하여, 본 연구에서는 두 가지 이상의 변량에 대한 상관성을 효과적으로 재현하는데 효과적이며, 자유로운 주변확률분포 선택과 결합확률분포의 추정이 용이한 장점이 있는 Copula 함수를 활용하였다. 제시된 방법론에 대한 적합성을 평가하기 위해 교차검증 관점에서 지역화된 매개변수의 적합성을 검토하였으며, 본 연구에서 도출된 결과는 유역특성에 따른 미계측유역의 자연유량 산정시 지역 매개변수를 강우-유출모형에 활용함으로써 신뢰성 있는 자연유량 산정 결과를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

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우리나라의 연 강수량, 계절 강수량 및 월 강수량의 확률분포형 결정 (The Determination of Probability Distributions of Annual, Seasonal and Monthly Precipitation in Korea)

  • 김동엽;이상호;홍영주;이은재;임상준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.83-94
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 우리나라의 연 강수량, 계절 강수 량 그리고 월 강수량의 최적 확률분포형을 선정하는 것이다. 이를 위해서 전국 32개의 강우 관측소에서 얻은 자료에 대하여 L-모멘트 비 다이어그램과 평균가중거리 값을 이용하여 각 강수량별 최적 확률분포를 산정하였으며, 최종적으로 선정된 최적 확률분포형을 관측 지점별로 적합도 검정을 실시하였다. 그 결과, 연강수량에서는 3변수 Weibull 분포(W3), 봄과 가을에는 3변수 대수정규분포(LN3), 여름과 겨울에는 일반화된 극치분포(GEV)가 관측값에 가장 잘 적합하는 것으로 나타났다. 또한, 월 강수량에서는 1월은 LN3, 2월과 7월은 W3, 3월은 2변수 Weibull 분포(W2), 4월, 9월, 10월, 11월은 일반화된 Pareto 분포(GPA), 5월과 6월은 GEV, 그리고 8월과 12월은 log-Pearson type III 분포(LP3)가 가장 잘 적합하였다. 하지만, 최적 확률분포형의 지점별 적합도 검정의 결과, 1월, 4월, 9월, 10월, 11월의 GPA와 LN3에 대한 기각율이 확률 분포의 매개변수 추정에서의 오류와 상대적으로 높은 AWD 값으로 인하여 매우 높게 나타났다. 한편, 23개 관측소의 자료를 추가하여 분석해본 결과 기존의 32개 의 관측소 자료를 이용한 것과 큰 차이를 나타내지 않았다. 종합적으로 보다 적합한 확률분포형을 선정하기 위해서는 더 장기간의 표본자료를 이용한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

노인장기요양보험 재가서비스 이용자의 시설서비스 이용 결정요인 (A Study of Determinants on Institutionalization of Elderly using Home Care Services)

  • 한은정;강임옥;권진희
    • 한국노년학
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    • 제31권2호
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    • pp.259-276
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    • 2011
  • 다른 사람의 도움을 받아야 하는 노인도 적절한 재가서비스를 받으면서 가능한 오래 가정에 머물 수 있다면 그들의 삶의 질을 향상시키고 비용을 절감할 수 있다고 알려져 있다. 이 연구는 노인장기요양보험제도를 시행한 후, 재가서비스 이용자가 시설서비스로 전환하여 입소하는 것에 대한 결정요인을 살펴보고자 한 종적 연구이다. 이 연구는 장기요양급여 이용자와 주수발자를 대상으로 한 '2009년 노인장기요양서비스 만족도 조사' 자료를 활용하였다. 이 연구의 분석대상자는 총 1,230명으로, 이들은 시도별, 장기요양등급별, 의료보장형태별로 비례할당으로 추출된 것이다. 종속변수는 연구대상자가 재가서비스를 이용하다가 시설로 입소하는 데까지 걸린 시간이고, 이것은 노인장기요양급여DB를 연계하여 파악하였다. 또한 이 연구는 Cox Proportional Hazard Model을 이용하여 hazard ratio를 산출하였다. 연구결과에 의하면, 다른 변수들을 보정한 후에도 이용자가 골절을 앓고 있는 경우에는 시설에 입소할 확률이 유의하게 높은 것으로 나타났다. 또한 통계적으로 유의하지는 않았지만 저하된 인지기능의 항목수가 많을수록 시설에 입소할 확률이 높은 것으로 나타났다. 이러한 영향요인들을 감안하여 향후에는 이용자의 욕구를 충족시키는 재가서비스 이용체계를 구축하고 보완하는 정책개발이 필요하다.

확률장기예보GloSea5의 물관리 활용을 위한 검증 (Verification for applied water management technology of Global Seasonal forecasting system version 5)

  • 문수진;황진;서애숙;음형일
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.236-236
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    • 2016
  • 현재 댐운영 계획 수립 시 매월 유지해야 하는 저수량의 범위를 나타낸 기준수위가 사용되고 있으며 매년 홍수기 말에 현재의 수문 상황과 장래의 전망을 통한 시기별 연간, 월간 댐운영 계획을 수립하고 있다. 물관리의 이수측면에서 댐수위 운영계획 수립과 홍수기 운영목표 수위를 결정하는데 활용하기 위해서는 계절단위, 연단위의 기상정보가 필요하다. 본 연구에서는 기상청에서 운영하고 제공하는 전지구 계절예측시스템 GloSea5(Global Seasonal forecasting system version 5)자료를 활용하여 금강유역에 적용하고자 하였다. GloSea5는 전지구계절예측시스템으로 대기(UM), 지면(JULES), 해양(NEMO), 해빙(CICE)모델이 서로 결합되어 하나의 시스템으로 구성되어 있으며 공간 수평해상도는 N216($0.83^{\circ}{\times}0.56^{\circ}$)으로 중위도에서 약60km이다. Hindcast자료는 유럽중기예보센터(ECMWF)에서 생산된 ERA-Interim 재분석장을 대기 모델의 초기장으로 사용하며 기간은 1996~2009년의 총 14년이다. 예보자료의 검증은 예보의 질을 결정하는 과정으로 Brier Skill Score (BSS), Reliability Diagrams, Relative Operating, Characteristics (ROC)등을 통해 정확성과 오차에 의한 예보의 성능을 검증하였다. 또한 Glosea5의 통계적 상세화를 수행하여 다양한 변수가 갖는 계통적인 지역 오차를 보정함으로써 자료의 신뢰도를 향상시키고자 하였으며 이는 이후 수문모델과의 연계 시 보다 정확하고 효율적인 댐운영에 활용할 수 있는 기후예측정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

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Bayesian 추론을 적용한 실측유량 빈도해석 기법 평가 (Assessment of actual discharge data frequency analysis method applying Bayesian inference)

  • 김태정;김장경;김호준;송재현;권현한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.225-225
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    • 2022
  • 수자원의 계획 및 설계에 활용되는 홍수량 산정 방법은 홍수량 빈도해석 방법과 강우-유출 모형에 의한 방법으로 구분된다. 홍수량 빈도해석에 의한 방법은 홍수량 자료를 직접 빈도해석 하여 확률홍수량을 산정하며 이론적으로 가장 정확한 방법으로 평가된다. 기존의 홍수량 해석은 자료의 제약으로 인하여 실측유량의 직접 빈도해석은 한계가 있었으나 과거부터 국가적으로 수문조사를 수행하여 10년 이상의 실측유량 자료를 확보할 수 있는 수준에 도달하였다. 본 연구는 수위-유량 관계 곡선식을 통하여 안정적으로 확보된 실측유량 자료를 활용하여 홍수량 빈도해석을 수행하였다. 홍수량 빈도해석을 위하여 Bayesian 기법을 적용하여 매개변수를 산정하고 빈도별 홍수량의 불확실성을 정량화하였다. 확률홍수량 산정 결과는 장기간의 강우량 자료를 적용하여 강우-유출모형으로 산정된 홍수량과 근접한 것을 확인하였다. 수문조사를 통하여 장기간의 실측유량 자료를 활용하여 다각적인 관점으로 수문해석을 가능할 것으로 판단된다.

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