• 제목/요약/키워드: 확률 기반

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이변량 Copula 모형을 활용한 다목적댐 유입량 가뭄빈도해석 (Drought frequency analysis for multi-purpose dam inflow using bivariate Copula model)

  • 성지영;김은지;강부식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.340-340
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    • 2021
  • 가뭄의 특성상 시점과 종점을 명확하게 정의하기 어렵기 때문에 기준수문량을 설정하고 부족량과 지속기간을 정의하는 것이 일반적이다. 대상 수문량은 강우나 유출량을 사용할 수 있지만, 두 성분간 지체와 감쇄효과로 인하여 빈도해석의 결과는 차이를 보일 수 밖에 없어, 사용 목적에 따라 선별적으로 적용해야 한다. 가뭄빈도해석은 강우를 기반으로 지속기간과 심도를 정의하여 빈도를 해석하는 연구가 선행되어왔지만, 기본적으로 강우의 간헐적 발생특성과 체감도의 한계가 문제로 지적되고 있다. 본 연구에서는 댐 유입량의 Run 시계열 특성을 이용하여 다양한 유황을 기준유량으로 활용하여 가뭄의 시점과 종점에 대한 가뭄사상을 추출하고 지속기간과 누적부족량을 계산하여 가뭄빈도해석의 변수로 설정하였다. 두 변수간의 복잡한 상호 관계를 해석하기 위해 Copula 함수를 이용한 이변량 가뭄빈도해석을 진행하였다. 먼저 소양강댐('74-'19) 유입량, 충주댐('86-'19) 유입량을 연구대상지역으로 설정하여, 두 유역의 유입량의 추세분석을 통해 시간의존성을 파악하였다. 유황분석에 사용되는 분위량중 평수량을 기준값으로 사용하여 각 년별 최대 지속기간과 누적부족량을 추출하였다. Copula 가뭄빈도해석을 수행하기 전에 지속기간에는 GEV, 누적 부족량에는 Log-normal 분포를 적용해 단변량 누적확률분포를 계산하여 재현기간을 도출하였다. 이변량 빈도해석에 Clayton Copula 함수를 적용하여 가뭄빈도해석을 진행하였고, Copula 이변량 재현기간과 SDF곡선을 도출하였다. Clayton Copula를 이용한 이변량 가뭄빈도해석의 결과로 소양강댐의 가장 극심한 가뭄은 1996년으로 단변량 재현기간은 지속기간 기준 9.11년, 누적부족량 기준 17.26년, Copula 재현기간은 141.19년 이며 충주댐의 가장 극심한 가뭄은 2014년으로 단변량 재현기간은 지속기간 기준 17.76년, 누적부족량 기준 18.72년, Copula 재현기간은 184.19년으로 단변량 가뭄빈도해석을 통한 재현기간보다 Copula 재현기간이 높은 결과가 도출되었다. Run 시계열을 바탕으로 한 기준유량의 임계값 기준 Event 산정과 Copula를 이용한 빈도해석은 가뭄분석에 이용되는 자료의 상관관계와 분포특성을 재현하는데 효과적인 특징이 있다. 이를 미루어 보아 Copula 함수를 이용한 가뭄빈도해석의 재현기간은 보다 현실적인 재현기간을 도출할 수 있는 것으로 판단된다. 임계값의 조정을 통해 가뭄빈도해석의 변수의 양이 늘어나면, 보다 정확도 높은 재현기간을 도출하여 수문학적 가뭄을 정의할 수 있을 것이라고 사료된다.

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농업용 난방기의 사용 연식에 따른 이산화탄소 배출농도 비교 (Comparison of Carbon Dioxide Emission Concentration according to the Age of Agricultural Heating Machine)

  • 김나은;김대현;김연중;김현태
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.190-196
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    • 2023
  • 본 연구는 등유를 사용하는 농업용 난방기에서 배출되는 가스를 포집하고, 농업용 난방기의 사용 연식에 따른 이산화탄소의 배출농도를 파악하고자 수행되었다. 선형 회귀분석의 결과로 농업용 난방기의 연식에 따른 이산화탄소의 배출량은 R2 = 0.84로 y = 26.99x+721.98의 식을 따른다고 나타났다. 농업용 난방기의 사용 연식에 따라 세 그룹으로 분류하여 분산분석을 수행하였다. 분산분석을 수행한 결과, 분석을 위해 설정한 유의확률0.05보다 작은 2.1961×10-13으로 나타났으며 이는 적어도 한 그룹에서 차이가 나타난다는 것을 의미한다. 본 연구에서는 농업용 난방기의 기본적인 배출농도의 차이를 분석하고자 기기의 제작사와 상관없이 농업용 난방기의 기기 연식만을 고려하여 배출가스 데이터를 수집하였다. 기기의 연소 방식에는 제작사에 따라 연소 방식에 차이가 미미하게 있었을 것으로 판단되며 데이터 변수의 개수가 늘어난다면, SVR(support vector regression) 기반의 선형회귀 분석 등을 실시하여 농업용 난방기의 이산화탄소 데이터가 온실가스발생량 파악에 더욱 활용도가 높아질 것으로 판단된다. 추후 연구에서는 더욱 세분화된 데이터의 수집 방식을 따라 더욱 높은 정확도를 가진 결과값을 도출할 수 있다고 판단된다. 이처럼 우리나라의 농업 분야에서 용도별 온실가스 발생량을 조사하기 위하여 고정형 농기계인 농업용 난방기의 이산화탄소 발생량을 정확히 파악하여 온실가스 배출량 조사에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

기후변화와 군 대응전략에 관한 연구 (An Analysis on Climate Change and Military Response Strategies)

  • 박찬영;김창준
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권2호
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    • pp.171-179
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    • 2023
  • 인간에 의한 기후변화로 전 지구적 이상 기상현상이 발생해 재난이 증가하고 있다. 주요 선진국(군)은 극한기상 출몰에 따른 재난을 대비 중이다. 다만, 현재 방재계획·설비가 통계 데이터를 바탕으로 한 빈도·강도법을 기준으로 시행되었는데, 잦아지는 극한기상에 따른 재난을 확률 근거 기반 대비로는 부족하다. 미군과 영국군은 가장 빨리 기후변화 및 재난양상 변화 위협 관련 연구 및 정책적 접근을 해왔고, 기후변화 완화 및 적응 모두 고려하고 있다. 우리 군은 재난에 대한 인식을 '풍수해' 정도로 여기며, 기후변화 양상에 따른 극한기상과 재난에 대한 논의가 부족한 편이다. 본 연구에서는 선진국(미국과 영국)의 재난관리시스템 구축과정을 살펴보고 기후위기와 극한기상이 출몰하는 상황에서 각 국(군)의 대응 정책을 문헌분석 기법을 활용해 분석하였다. 우리 군은 빈틈없는 안보를 유지하기 위해 지속가능성과 회복탄력성에 초점을 둔 대응정책을 수립해야하며, 다음 세 가지 정책적 접근이 필요하다. 첫째, 기후변화로 변화될 환경에 대비한 미래 한반도 작전 환경 분석이 필요하다. 둘째, 지속가능성을 위해 기후변화 '적응정책'에 대한 논의가 필요하다. 셋째, 기후변화로 인해 발생 가능한 미래재난에 대한 대비가 필요하다.

현수교의 선박충돌 위험 및 설계박하중 (Ship Collision Risk of Suspension Bridge and Design Vessel Load)

  • 이성로;배용귀
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1A호
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    • pp.11-19
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    • 2006
  • 본 연구에서는 현수교의 선박충돌해석을 위한 설계선박을 결정하기 위하여 선박충돌위험도해석을 수행한다. 선박충돌에 대한 설계선박을 결정하기 위하여 AASHTO 설계기준에서 제시한 3개의 선박충돌 설계방법 중 확률기반 해석방법인 Method II를 사용한다. 선박충돌 위험에 노출된 각각의 교각에 대해 선박충돌위험도 평가를 하여 교각의 충돌설계수평강도를 결정한다. 해석과정은 반복적인 것으로 교량부재의 충돌저항강도를 가정하고 연간파괴빈도를 계산하여 허용기준이 만족하도록 설계 변수를 수정한다. 허용기준은 예상연간파괴빈도에 근거한 가중치를 이용하여 교각에 할당한다. 해석결과에서 안전성과 경제성을 얻기 위해 이 할당방법을 주탑집중 할당방법과 비교한다. 비록 주탑집중 할당방법이 주탑에 비해 과대평가되는 교각의 설계수평강도를 적절히 수정할 경우 보다 경제적인 결과를 가져오지만, 가중치에 의한 할당방법이 설계인자의 특성을 정량적으로 고려하기 때문에 더 합리적인 것으로 보인다. 그리고 선박충돌위험도 평가로부터 얻어지는 충돌설계수평강도에 상응하는 각각의 교각에 대한 설계선박이 결정된다. 같은 교량에 대해서도 충돌설계수평강도가 수로 및 교량의 특성과 선박통행량에 따라 상당히 변화한다. 따라서 허용기준의 할당과 설계선박 선정에 대한 많은 연구가 요구된다.

교량의 선박충돌위험도 평가 (Ship Collision Risk Assessment for Bridges)

  • 이성로;배용귀
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권1A호
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    • pp.1-9
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    • 2006
  • 선박충돌의 위험이 있는 교량의 교각에 대해 연파괴빈도 계산을 수행하였다. 이러한 해석을 통해 각각의 교각에 대한 선박충돌 수평내하력을 결정할 수 있다. 교각의 수평내하력은 선박충돌 위험도 평가로부터 예측된 연파괴빈도와 허용기준을 비교하는 확률기반 해석과정을 통해 결정된다. 해석과정은 교량 각 부재요소에 대한 초기 충돌저항력을 가정하여 계산된 연파괴빈도가 허용기준을 만족하도록 해석변수를 반복 수정하면서 해를 찾는 과정이다. 일반적으로 선박충돌 위험이 있는 교각들에 대한 연파괴빈도 허용기준의 분배는 설계자의 공학적 판단에 근거한다. 본 연구에서는 선박충돌 위험도 평가로부터 사전 계산되는 연파괴빈도 할당 가중치에 의해 각각의 교각에 허용기준을 분배하였다. 주탑과 교각 등 교량 부재요소의 설계 수평내하력을 결정하기 위해 주탑과 교각의 충격저항력 비를 변수로 수치해석을 수행하였다. 설계 수평내하력은 수로의 기하형상, 수심, 교각의 배치, 선박 통행량의 특성에 의해 동일한 교량에서도 많은 변화가 있다. 따라서 연파괴빈도의 분배 모델과 수평내하력 결정에 대한 많은 연구가 요구된다.

회전체의 특성이 시각적 선호에 미치는 영향 (The Variables of Surface of Revolution and its effects on Human Visual Preference)

  • 박희영;김청택;박영진
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제28권4호
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    • pp.31-40
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    • 2022
  • 본 연구는 곡선의 두 가지 물리적 속성인 파의 개수와 파고의 크기를 매끄러움을 구성하는 두 가지 주요 모수로 가정하고, 매끄러움의 감각에 어떠한 모수가 영향을 미치는지, 나아가 아름다움의 감각과 매끄러움 간 관계를 검증하였다. 이전 연구들 가운데 매끄러움이라는 감각을 곡률 개념을 사용해 정의한 연구는 없었으나 본 연구에서 이를 새로운 방법으로 정의하였다. 연구 재료는 3차 스플라인 곡선을 단면으로 삼아 이를 회전하여 만든 3차원 구체로 파의 개수와 파고의 크기를 각 3개 수준으로 나누어 둘을 조합시킨 9개 유형의 형상을 이용하였다. 9개 유형 가운데 어떠한 형상이 선호되는지 관찰한 결과, 파의 개수가 적은 조건이 가장 선호되었으며 파고의 크기에 따라서는 파고의 크기가 큰 조건이 가장 선호되었다. 다음으로 각 형상에 대해 선호를 측정하는 세 가지 문항과 친숙성 그리고 매끄러움을 평가하였다. 매끄러움의 두 가지 파라미터라 가정한 파의 개수와 파고의 크기를 고정효과로, 참여자 및 개인차 변인들을 확률효과로 설정한 선형 혼합 모형을 통해 분석한 결과 매끄러움 평정 값의 분산의 약 80%가 연구에서 가정한 모형으로 설명되었다. 개체의 물리적 속성의 지각에 성별 등의 개인차 변인의 역할은 확인되지 않았으며 형상의 물리적 속성이 중요하게 작용함을 확인하였다. 스플라인 곡선을 기반으로 만든 객체의 매끄러움의 지각에는 파의 개수보단 파고의 크기가 더 큰 영향을 미치는 경향을 확인할 수 있었다.

노인장기요양서비스 이용형태 결정요인 연구 (Determinants of Long-Term Care Service Use by Elderly)

  • 이윤경
    • 한국노년학
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    • 제29권3호
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    • pp.917-933
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    • 2009
  • 본 연구는 새롭게 도입된 노인장기요양보험제도 체계 내에서 공적보호서비스(시설보호서비스와 재가보호서비스)를 이용하게 되는 요인과 두 서비스유형간의 선택을 결정하게 되는 요인을 밝히고자 한다. Andersen의 행동모델에 기반하여 노인장기요양서비스 이용형태를 결정하는 소인요인과 자원요인, 욕구요인의 영향을 검증하는 연구모형을 구성하였으며, 노인장기요양보험 2차 시범사업의 서비스 이용권리가 있는 요양 1~3등급의 노인 5,497명의 서비스 이용자료와 개인적 특성 자료를 활용하여 다항 로지스틱 회귀분석을 실시하였다. 주요 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 서비스 이용의 본인부담금을 나타내는 소득수준에 따라 서비스 이용형태에 차이가 나타났다. 국민기초생활보호대상자, 일반소득계층, 차상위계층의 순으로 서비스 이용이 높았으며, 재가보호서비스에 비해 시설보호서비스의 이용이 높게 나타났다. 둘째, 군지역에 비해 대도시와 중소도시가 시설보호서비스 또는 재가보호서비스를 이용할 확률이 높으며, 특히 중소도시의 경우 재가보호서비스보다는 시설보호서비스 이용이 높은 것으로 나타났다. 셋째, 요양 1~2등급이 3등급에 비해 시설보호서비스 또는 재가보호서비스 이용이 높으나, 등급에 따른 서비스 이용 유형간 차이는 나타나지 않았다. 넷째, 일상생활수행능력(ADL), 수단적 일상생활수행능력(IADL), 인지기능과 문제행동의 기능이 나쁠수록 시설보호서비스 이용이 높으며, 재가보호보다는 시설보호를 이용하는 것으로 나타났다. 그러나 간호처치영역은 기능상태가 나쁠수록 서비스 이용이 적고, 재활영역의 기능상태는 통계적 유의미성을 나타내지 못하였다. 이와같은 연구결과를 통해 현 노인장기요양보험제도의 본인부담금의 조정과 지역별 균형적인 서비스인프라 구축의 필요성을 제기하며, 또한 요양등급판정체계의 재검증의 필요성을 제기하는 바이다.

최적화 설계를 통한 과긴장 앵커의 하중-저항계수 산정 연구 (A Study on the Calculation of Load Resistance Factor of over Tension Anchors by Optimization Design)

  • 이성규;이영진;송용재;조태준;이강일
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.17-26
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    • 2023
  • 강연선의 손상 및 파단위험에 대하여 적극적으로 대처하기 위해서는 기존의 사후 유지관리 체계만으로는 한계가 있으며 시설물의 내구성, 안전성 저하를 정량적으로 평가 및 예측하고 시설물의 자산가치를 고려한 합리적인 유지관리 체계의 구축이 요구된다. 따라서 가설앵커에 큰 결함이 발생하기 전 사전조치가 이루어지도록 하는 선제적 유지관리 방안을 고려해볼 가치가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 선제적 과긴장 공법을 고안하여 설계 및 현장시험을 통해 그 효과를 검토하고 신뢰성 기반 최적화 설계를 수행하여 저항계수를 산정하였다. 이때 과긴장 앵커의 흙막이 가시설 지지효과는 강연선 파단전 유효긴장력에 대한 강연선 파단후 잔존긴장력의 비를 이용하여 평가하였으며 저항계수는 각 확률변수에 대한 최적해를 Excel solver를 이용하여 구하고 이를 한계상태식에 적용하여 산정하였다. 연구결과 과긴장률이 125%~130%인 경우 강연선 파단 후에도 높은 흙막이 가시설 지지효과를 보였으며 최적화 설계결과 하중계수(γ)는 1.25, 저항계수 Φ1, Φ2, Φ3은 0.7, 0.5, 0.6을 적용함이 적절한 것으로 나타났다.

도시침수 시 도로네트워크가 도시회복도에 미치는 영향 분석 (The Effect of Road Networks on Urban Resilience in Flooding)

  • 박형준;김동현;이현중;이승오
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.85-98
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    • 2023
  • 홍수는 전 세계적으로 가장 빈번한 자연재해 중 하나로, 국내의 경우 지구온난화의 진행, 불투수면적의 증가, 기존 시가지 내 치수시설 확충의 한계 등 복합적인 요인으로 인하여 도시침수 발생 확률은 크게 증가하고 있다. 하지만 도시침수 방지를 위한 설계홍수량의 상향 및 대규모 토목공사는 사회·경제적으로 전 국민적인 동의를 받기 어렵다. 따라서 자연재해에 대해 지역공동체가 사회·경제적으로 감당 가능한 수준으로 대비를 하되, 신속한 복구를 통해 재해 이후 원래의 상태로 되돌아가는 능력인 회복도의 중요성이 높아지고 있다. 이에 도시회복도에 관한 다양한 연구가 수행되어지고 있지만 도시의 필수적인 서비스를 제공하는 라이프라인과 연관된 회복도 측정법은 미비한 상황이다. 특히 라이프라인 중 도로네트워크는 자연재해 발생 시 복구자원 수송과 신속한 복구를 진행하기 위한 중요한 시설인 만큼 도로네트워크는 도시의 회복도를 측정할 때 반드시 고려해야하는 주요 요소이다. 따라서 본 연구는 회복도 특성 및 도로네트워크 기반의 회복도 평가법을 제시하고 도로네트워크가 도시회복도에 미치는 영향을 분석하고자 한다.

지게차의 제도적, 기술적, 교육적 요인이 재해감소에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Impact of Forklift Institutional, Technical, and Educational Factors on a Disaster Reduction)

  • 박영민;김진억
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.770-778
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    • 2023
  • 연구목적: 지게차 산업재해 감소를 위해 제도적, 기술적, 교육적인 요인들로 구분하여 각 요인이 재해 감소에 영향을 미치는가에 관한 연구가 필요하다. 연구방법: 리커트 5점 척도를 기반으로 한 오프라인 설문지를 바탕으로 SPSS 18 프로그램을 사용하여 기술통계 분석, 타당도 분석, 신뢰도 분석 및 다중 회귀분석을 실시하였다. 연구결과: 다중 회귀분석 결과 재해감소에 대한 독립 변수인 제도적, 기술적, 교육적 요인이 종속변수인 재해 예방 분산의 약 62.5%를 설명하는 것으로 나타났다. 회귀모형 검증은 F=118.775, 유의확률 p<0.01로 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 결론: 첫째, 3톤 미만 전동식 지게차를 검사제도에 포함하여 재해를 예방할 필요가 있다. 둘째, 지게차 충돌 재해를 예방하기 위한 전·후방 카메라 설치와 지게차 라인 빔(Line Beam) 설치를 의무화할 필요가 있다. 셋째, 지게차 관련 특별교육을 매년 시행할 필요가 있고, 운전자 및 인근 근로자를 지게차 특별교육 대상에 포함할 필요가 있다.