• Wind and Structures
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• 제16권4호
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• pp.355-372
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• 2013

The Gringorten estimator has been extensively used in extreme value analysis of wind speed records to obtain unbiased estimates of design wind speeds. This paper reviews the derivation of the Gringorten estimator for the mean plotting position of extremes drawn from parents of the exponential type and demonstrates how it eliminates most of the bias caused by the classical Weibull estimator. It is shown that the coefficients in the Gringorten estimator are the asymptotic values for infinite sample sizes, whereas the estimator is most often used for small sample sizes. The principles used by Gringorten are used to derive a new Consistent Linear Unbiased Estimator (CLUE) for the mean plotting positions for the Fisher Tippett Type 1, Exponential and Weibull distributions and for the associated standard deviations. Analytical and Bootstrap methods are used to calibrate the bias error in each of the estimators and to show that the CLUE are accurate to better than 1%.

• 한국농공학회논문집
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• 제46권3호
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• pp.31-42
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• 2004

This research seeks to derive the design rainfalls through the L-moment with the test of homogeneity, independence and outlier of data on annual maximum daily rainfall at 38 rainfall stations in Korea. To select the appropriate distribution of annual maximum daily rainfall data by the rainfall stations, Generalized Extreme Value (GEV), Generalized Logistic (GLO), Generalized Pareto (GPA), Generalized Normal (GNO) and Pearson Type 3 (PT3) probability distributions were applied and their aptness were judged using an L-moment ratio diagram and the Kolmogorov-Smirnov (K-S) test. Parameters of appropriate distributions were estimated from the observed and simulated annual maximum daily rainfall using Monte Carlo techniques. Design rainfalls were finally derived by GEV distribution, which was proved to be more appropriate than the other distributions.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.278-278
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• 2023

강우는 수문 현상을 구성하는 가장 기본적인 요소로, 관측된 강우 자료의 정확한 분석 결과는 수자원 정책과 계획·관리에 합리적 판단 근거로 작용한다. 강원도는 지난 2002년 태풍 루사로 인하여 일 강수량 870.5mm의 폭우가 기록된 지역으로, 극한 강우로 인한 막대한 피해가 해마다 발생하고 있다. 특히, 강원도 지역은 태백산맥 중심의 산악지형과 동해의 영향을 직·간접적으로 받는 강우 사상의 특성이 집중호우, 폭설 등으로 나타난다. 본 연구에서는 강원도 지역 극한 강우의 통계적 특성을 파악하기 위하여 국가수자원관리종합정보시스템에서 제공하는 강우 자료를 수집하여 분석하였다. 또한, 최근 5년간 극한 강우의 변동 특성을 정량적으로 분석하고자 2022년까지의 자료를 구축하여 기존 『홍수량 산정 표준 지침』 작성 시 산정한 결과(2017년까지의 자료)와 비교·분석하였다. L-모멘트법 기반의 Generalized Extreme Value (GEV) 분포형을 이용하였고, 지역빈도해석을 수행하여 확률강우량을 산정하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.1-11
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• 2016

PURPOSES : This study estimated the load effect of a single heavy truck to develop a live load model for the design and assessment of bridges located on an expressway with a limited truck entry weight. METHODS : The statistical estimation methods for the live load effect acting on a bridge by a heavy vehicle are reviewed, and applications using the actual measurement data for trucks traveling on an expressway are presented. The weight estimation of a single vehicle and its effect on a bridge are fundamental elements in the construction of a live load model. Two statistical estimation methods for the application of extrapolation in a probabilistic study and an additional estimation method that adopts the extreme value theory are reviewed. RESULTS : The proposed methods are applied to the traffic data measured on an expressway. All of the estimation methods yield similar results using the data measured when the weight limit has been relatively well observed because of the rigid enforcement of the weight regulation. On the other hand, when the estimations are made using overweight traffic data, the resulting values differ with the estimation method. CONCLUSIONS : The estimation methods based on the extreme distribution theory and the modified procedure presented in this paper can yield reasonable values for the maximum weight of a single truck, which can be applied in both the design and evaluation of a bridge on an expressway.

• 한국농공학회논문집
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• 제66권4호
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• pp.41-50
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• 2024

Precipitation is an important component of the hydrological cycle and a key input parameter for many applications in hydrology, climatology, meteorology, and weather forecasting research. Grid-based satellite rainfall products with wide spatial coverage and easy accessibility are well recognized as a supplement to ground-based observations for various hydrological applications. The error properties of satellite rainfall products vary as a function of rainfall intensity, climate region, altitude, and land surface conditions. Therefore, this study aims to evaluate the commonly used new global grid-based satellite rainfall product, Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data (CHIRPS), using data collected at different spatial and temporal scales. Additionally, in this study, grid-based CHIRPS satellite precipitation data were used to evaluate the 2022 extreme drought. CHIRPS provides high-resolution precipitation data at 5 km and offers reliable global data through the correction of ground-based observations. A frequency analysis was performed to determine the precipitation deficit in 2022. As a result of comparing droughts in 2015, 2017, and 2022, it was found that May 2022 had a drought frequency of more than 500 years. The 1-month SPI in May 2022 indicated a severe drought with an average value of -1.8, while the 3-month SPI showed a moderate drought with an average value of 0.6. The extreme drought experienced in South Korea in 2022 was evident in the 1-month SPI. Both CHIRPS precipitation data and observations from weather stations depicted similar trends. Based on these results, it is concluded that CHIRPS can be used as fundamental data for drought evaluation and monitoring in unmeasured areas of precipitation.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권2호
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• pp.469-488
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• 2015

Thermal loads, especially thermal gradients, have a considerable effect on the behaviors of large-scale bridges throughout their lifecycles. Bridge design specifications provide minimal guidance regarding thermal gradients for simple bridge girders and do not consider transversal thermal gradients in wide girder cross-sections. This paper investigates the three-dimensional thermal gradients of arch bridge girders by integrating long-term field monitoring data recorded by a structural health monitoring system, with emphasis on the vertical and transversal thermal gradients of wide concrete-steel composite girders. Based on field monitoring data for one year, the time-dependent characteristics of temperature and three-dimensional thermal gradients in girder cross-sections are explored. A statistical analysis of thermal gradients is conducted, and the probability density functions of transversal and vertical thermal gradients are estimated. The extreme thermal gradients are predicted with a specific return period by employing an extreme value analysis, and the profiles of the vertical thermal gradient are established for bridge design. The transversal and vertical thermal gradients are developed to help engineers understand the thermal behaviors of concrete-steel composite girders during their service periods.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.469-481
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• 1998

한강 인도교 지점의 1918년부터 1992년 간의 총 68년의 연최대 홍수량 계열 자료를 수집하여 지점빈도해석을 실시하였다. 3변수 대수정규분포, 제1형 극치분포, 제3형 극치분포 및 Pearson type-III분포에 의한 확률 홍수량의 값이 대체로 부합하는 결과를 보여주었으며, 100년 및 200년 빈도 홍수량의 값은 각각 35,500 m3/sec 및 39,000 m3/sec로 계산되었다. 또한 유역내에 설치되어 있는 각종 댐의 홍수조절효과를 고려하여 댐이 존재하는 경우를 기준으로 홍수량 계열을 수정한 후 빈도해석을 실시한 결과 빈도 홍수량은 33,500 m3/sec 및 37,500 m3/sec 로 계산되었다. 200년 홍수량 37,500 m3/sec는 현 한강하류부 고시유량인 37,000 m3/sec와 비교하면 비슷한 값이며, 기후 변화에 따른 홍수량의 증가성향을 감안하면 현 고시유량의 고수가 바람직 할 것으로 보인다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권5호
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• pp.700-711
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• 2022

본 연구에서는 칠발도, 거문도, 동해에서 20년 이상 관측된 파랑자료를 16 방위별 극치확률분석을 통해 재현빈도별 심해설계파를 산정하였고, 이 값을 방향을 고려하지 않은 전방향파의 심해설계파와 비교하였다. Weibull 분포함수를 확률분포함수로 사용하였으며, 최소자승법을 사용해서 매개변수를 결정하였다. 추정된 분포함수는 Kolmogorov-Smirnov 방법을 사용하여 적합도를 검증하였다. 그 결과 방향별로 구한 심해설계파가 전방향파의 심해설계파보다 모든 방향에서 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 파향별로 구한 50년 빈도 설계파고는 칠발도, 거문도, 동해에서 각각 7.46 m(NNE), 12.05 m(S), 9.69 m(SSW)가 최대값이지만, 전방향파로 구한 설계파고는 각각 7.91 m, 13.82 m, 10.38 m이었다. 이는 현재 해양 및 연안 구조물 설계에 사용하고 있는 16 방위별 심해설계파고가 과소산정되었을 가능성이 있음을 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권8호
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• pp.733-745
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• 2010

수문자료의 계절성은 수자원관리의 관점에서 매우 중요한 요소로서 계절성의 변동은 댐의 운영, 홍수조절, 관개용수 관리 등 다양한 분야와 밀접한 관계를 가지고 있다. 수문빈도해석을 위해 POT 자료와 같은 부분기간치계열을 사용함으로써 자료의 확충, 계절성 확보, 발생빈도모형의 구축 등이 가능하다. 본 연구에서는 POT 자료의 장점을 효과적으로 빈도해석에 연계시키는 방법론으로서 POT 자료로부터 계절성을 추출하고 이를 빈도해석과 연계시켜 Bayesian 기법을 기반으로 하는 비정상성 빈도해석 모형을 구축하였다. 서울지점의 관측 자료로부터 98% Threshold를 적용하여 POT 자료를 추출하였으며, GEV 분포에 대한적합성을 검토하였다. 위치 및 규모매개변수의 계절적변동성을 Fourier 급수로 표현하고, Bayesian Markov Chain Monte Carlo 모의를 통해 매개변수들의 사후분포를 추정하였으며, 사후분포와 Quantile 함수를 이용하여 재현기간에 따른 확률강수량을 추정하였다. 계절성을 고려한 비정상성빈도해석 결과 7~8월의 비정상성 확률강수량과 기존 정상성빈도해석의 결과가 유사한 값을 나타내고 있으며 동시에 계절성을 반영한 확률강수량의 거동을 효과적으로 모의가 가능하였다.

• 한국관개배수논문집
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• 제5권1호
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• pp.20-31
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• 1998

The Power transformation, the modified Power transformation, the logarithmic transformation, the square-root logarithmic transformation, the SMEMAX transformation, the Extreme value type III, the Weibull, the log Pearson type III, the lognormal distributi