Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제26권3호
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pp.729-738
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2015
품질특성치의 중심과 산포를 하나의 통계량으로 관리하는 단일 관리도는 품질특성치가 정규분포를 따른다고 가정하지만 실제 데이터들은 왜도가 양수이거나 첨도가 양수인 경우가 많다. 본 논문에서는 품질특성치가 정규분포를 따르지 않은 경우에 가짜 알람률 (false alarm rate; FAR)을 이용하여 단일 관리도 성능을 비교하였다. 고려된 단일 관리도는 반원관리도, 최대 관리도 및 평균제곱오차관리도이며 모의실험 결과, 공정이 안정 상태인 경우는 최대관리도의 성능이 좋았으며, 공정이 불안정상태인 경우에는 왜도가 양수일 때 최대관리도, 첨도가 큰 경우에는 평균제곱오차 관리도의 성능이 우수하였다.
본 논문은 선박내부의 센서데이터 이상감지를 위해 실시간 신뢰구간을 설정하고 신뢰구간을 초과하거나 미만이 되면 경보를 통해 관리자에게 알려주는 모니터링을 위한 신뢰구간 추정이다. 여기서, 이상 감지 예측의 정확도 향상을 위해 단순지수평활법과 이동평균법의 평균제곱오차를 비교 평가 하였다. 실험결과, 이동평균법의 평균제곱오차가 단순지수평활법 보다 적게 나와 선박 내부 모니터링을 위한 신뢰구간은 이동평균법을 적용하였다.
강우자료는 수문 모델링 작업에서 가장 기초적인 수문학적 입력자료로 시간과 공간에 따른 변동성이 크므로 규명하기 복잡한 수문현상 중의 하나이다. 산악지역이 많은 우리나라의 지형학적 특성과 태풍, 장마 및 특히, 최근의 게릴라성 집중호우 등으로 인하여 이러한 변동성이 더욱 커지고 있는 실정이다. 장기간 실측된 수문기상 기초 자료가 부족한 우리나라의 실정상 홍수예보 및 수공구조물 설계를 위해 정확한 강우량 자료의 취득이 선행돼야 한다. 따라서 적절한 장소에 수문관측소 설치 및 관리를 통해 양호한 강우량 자료를 획득해야 하지만, 현장 여건상 등의 이유로 미계측 및 결측, 이상자료가 발생하고 있다. 따라서 이러한 미계측 혹은 결측지점의 우량을 추정할 수 있는 방법을 비교, 분석하여 적절한 보정과정을 수행할 필요가 있다. 그간의 연구에서는 미계측 지점 혹은 산악지역에서의 점 강우량 보정방법에 대한 연구가 진행되었지만, 본 연구에서는 '도시홍수재해관리기술연구사업단'에서 운영 중인 도시하천 유역 특히 소배수구역에서의 결측 자료에 대해 여러 추정 방법을 비교, 분석하여 적절한 방안을 찾고자 한다. 이를 위하여 중랑천 유역의 3개 소배수 구역(월계1 배수구역, 군자 배수구역, 어린이대공원 배수구역)에 설치된 3개 우량관측소와 건설교통부 관할 우량관측소 2개소의 우량자료를 사용하였다. 본 연구에서는 결측치 보간을 위하여 널리 이용되고 있는 산술평균법(Arithmetic Average method), 역거리법(Reciprocal Distance Squared method), 거리고도비율법(Ratio of Distance and Elevation method), 인근관측소와의 관계식 이용, 크리깅방법(Simple Kriging method)을 비교, 검토 적용하였다. 중랑천 유역의 소배수구역을 대상으로 연중 발생하는 큰 호우사상에 대해 임의의 강우관측소를 결측지점으로 가정하고 주변의 강우관측소로부터 각각의 방법을 이용해 가중치들을 산정하여 결측지점의 강우량 값을 보정하고자 하였다. 또한 각각의 방법을 이용하여 얻어진 결과에 대해 실측값과 보정값의 오차정도를 평균절대오차법(Mean Absolute Error)과 제곱평균제곱근오차법(Root Mean Squared Error)에 의해 산정하여 보정 방법간의 효율성을 검토하고자 하였다.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제17권3호
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pp.357-365
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2010
통합공정관리란 잡음이 내재하는 공정에 대하여 수정조치를 취하고, 수정활동 중 공정에 이상원인이 발생하면 이를 관리도를 통해 탐지하여 제거하는 절차를 일컫는다. 이 논문에서는 공정의 잡음모형으로 IMA(1,1) 모형을 가정하고 최소평균제곱오차 수정절차를 수행할 때 일반화가능도비 관리도를 사용하여 이상원인을 탐지하는 절차를 고려하고 있으며, 이러한 상황에서 일반화가능도비 관리도의 관리한계를 설정하는 설계 방법을 제안하였다. 이상원인의 효과로는 공정 평균의 지속적 변화와 지속적 흐름 그리고 공정 분산의 지속적 변화를 고려하였다.
본 논문은 센서 데이터의 이상을 감지하기 위하여 실시간 신뢰구간을 추정하였다. 실시간 신뢰구간 추정은 시계열분석 방법인 지수평활법과 이동평균법의 평균제곱오차를 비교하여 오차가 적은 이동평균법을 적용하였다. 이와 같이 추정된 신뢰구간을 측정된 센서 데이터가 이탈하게 되면 이상감지 경보를 통해 관리자에게 알려준다. 제안한 방법은 선박 내부의 실시간 이상감지를 위한 것으로 무선센서네트워크(WSN)와 사용자의 접근성을 높이기 위해 안드로이드 단말기를 사용하였다. 관리자는 실시간 신뢰구간에 따른 이상감지 정보를 활용하여 선박 내부에서 발생한 위급한 상황에서 신속하고 정확하게 의사결정을 함으로써 안전운항을 할 수 있다.
서브네트워크에서 실시간으로 통신 트래픽을 감시하고, 트래픽 정보를 바탕으로 시계열 분석을 이용해 트래픽의 변화추이를 예측할 수 있는 시스템을 설계 및 구현한다. SNMP를 이용한 MIB-II 정보를 바탕으로 하는 분석 방법은 누적 데이터를 기본으로 하는 관리 방법으로 이상 징후의 판단이 실시간 감시에는 적합하지 않은 점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 실시간 트래픽 감시를 위해 서브네트워크에 들어오거나 나가는 트래픽의 양을 측정하여 분석하고, 이 정보를 바탕으로 특정 시점 이후의 트래픽 추이를 시계열 분석 방법을 이용하여 미래의 트래픽 양을 예측하는 알고리즘을 시스템으로 구현한다. 예측 알고리즘으로는 AR, MA, ARMA, ARIMA 모델중에 평균 제곱 오차를 최소로 가지는 알고리즘을 선택하여 예측하도록 설계한다. 개발되는 시스템을 망 관리자가 전체 통신 네트워크의 부하 상태를 예상할 수 있게 하여 신속하고 예방적인 대응을 할 수 있다.
산업용 에너지 소비 예측은 에너지 수요와 공급에 동적이고 계절적인 변화가 있기 때문에 에너지 관리 및 제어 시스템에서 중요한 위치를 차지한다. 본 논문은 철강 산업의 에너지 소비 예측 모델을 제시하고 논의한다. 사용되는 데이터에는 후행 및 선도적인 전류 반응 전력, 후행 및 선도적인 전류 동력 계수, 이산화탄소(TCO2) 배출 및 부하 유형이 포함된다. 테스트 세트에서는 (a) 선형 회귀(LR), (b) 방사형 커널(SVM RBF), (c) Gradient Boosting Machine (GBM), (d) 무작위 포리스트(RF). 평균 제곱 오차(RMSE), 평균 절대 오차(MAE) 및 평균 절대 백분율 오차(ME)의 네 가지 통계 모델을 사용하여 예측하고 평가한다. 회귀 설계의 효율성 모든 예측 변수를 사용할 때 최상의 모델 RF는 테스트 세트에서 RMSE 값 7.33을 제공할 수 있다.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제25권6호
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pp.1333-1343
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2014
본 연구는 일변량 금융지수의 변동성 모형에서 GARCH(1,1) 모형이 여러 복잡한 GARCH 확장 모형에 비교해서 결코 뒤쳐지지 않는다는 Hansen과 Lunde (2005) 연구를 다변량 변동성으로 확장한다. 또한 모형의 비교 방법으로 예측값에 기반한 평균제곱예측오차 (MSPE) 뿐 만 아니라 리스크 관리 측면에서 최대 손실 금액을 나타내는 VaR 및 사후 검정인 실패율을 동시에 고려하였다. 모의실험 결과 다변량 변동성의 경우에서도 GARCH 모형이 예측력은 크게 다르지는 않았으나 리스크 관리 측면에서는 좀 더 신중한 판단을 요구함을 보인다. 또한 최근 10년동안의 KOSPI, NASDAQ 및 HANG SENG의 주가 지수 실증 자료를 통하여 리스크 관리 측면에서의 다변량 GARCH 모형 선택에 대해서 논의한다.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제28권1호
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pp.11-20
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2017
시간의 변화뿐만 아니라 공간 위치의 변화를 함께 고려한 자료를 공간 시계열 자료라고 한다. 공간 시계열 자기회귀 이동평균 모형과 공간 시계열 중선형 모형에 대해 소개하고 각각의 Kalman Filter 방법에 의한 모수 추정의 과정을 거쳐 최종 선택된 모형의 예측력을 비교하였다. 또한 공간 시계열 자료의 모형에 포함되는 가중행렬에 대하여 기존의 방법인 동일한 가중치와 더불어 거리에 비례한 가중치와 인구수에 비례한 가중치를 제안하였다. 실증분석을 위해 한국질병관리본부에서 수집한 유행성 이하 선염 자료를 활용하여 가중치를 달리한 공간 시계열 모형을 적합시키고 예측하였다. 예측 오차 제곱합을 활용하여 어느 모형이 가장 효과적인 모형인지 판정하였다.
실제유역을 선정하여 지속가능 개발량을 평가하였다. 시험유역은 경북 상주시 양촌리 일대(3.89$\textrm{km}^2$)이며, 관측수위와 모형 추정수위를 분석함으로써 visual MODFLOW모형을 검정하였다. 2003년 3월 19일부터 2004년 3월 18일까지 모형 추정수위와 관측수위를 분석한 결과, 잔차의 평균은 0.0009m, 잔차 제곱합은 7.245$m^2$, 절대평균오차는 0.094m 제곱근오차는 0.141m였으며, 모형의 효율은 92%로 나타났다. 강우자료를 분석하여 평년, 10년, 30년 빈도 한발년을 선정하고, 이들에 대한 지속가능 개발량을 평가하였다. 시험유역 침투량에 대한 지속가능 개발량의 비는 평년 빈도 한발년(1992)은 14.5%, 10년 빈도 한발년(1994)은 15.1%, 30년 빈도 한발년(1982)은 15.2%로 각각 나타났다. 본 연구결과는 지역특성을 고려한 지하수 개발 및 관리계획 수립을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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