• 한국습지학회지
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• 제14권3호
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• pp.341-352
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• 2012

본 연구의 목적은 미래 확률강우량을 통계적으로 전망하고 홍수취약도 모형을 통하여 미래 서울 지역의 홍수취약도를 정량적으로 가늠해 보는 것이다. 비정상성(non-stationarity)을 고려한 확률강우량 전망을 위하여 서울 지점의 연최대 일강우량을 초기 30년 자료 이후로 1년씩 누적하며 General Extreme Value (GEV) 분포의 매개변수를 추정하였다. 시간 대 위치, 규모 및 형상 매개변수의 선형정도를 비교하여 시간에 따른 위치 매개변수의 선형회귀식을 구성하고, 선형회귀분석에 의한 위치 매개변수를 이용하여 2030년의 확률강우량을 산정하였다. 이 확률강우량을 장옥재와 김영오 (2009)가 제안한 홍수취약도 분석의 모델의 입력자료로 하여, 2030년 서울지역의 홍수취약도를 평가하였다. 연구 결과, 2030년에 재현기간 100년의 강우가 발생한다면 현재에 비해 지역 평균 5 %정도 취약도가 증가하리라 전망되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.493-500
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• 2014

본 연구에서는 농업시설물 중 내재해형 비닐하우스와 축사에 대한 화산재 취약도를 평가하였다. 이들 농업시설물에 대한 화산재 취약도를 평가하기 위해 화산재 하중의 확률밀도함수와 대상 시설물 저항성능의 확률밀도함수를 비교하는 해석적 접근법 기반의 FOSM(first-order second-moment) 방법이 이용되었다. 화산재 취약도 평가를 위하여 폭과 높이 그리고 단면 및 재료적 특성이 상이한 6종의 내재해형 비닐하우스와 표준형, 해안형, 산간형으로 구분된 3종의 축사가 사용되었다. 또한 FOSM 방법으로 평가된 내재해형 비닐하우스와 축사의 취약도는 GEV(generalized extreme value) 분포함수의 모수 형태로 최적화된 후 데이터베이스화되었다. 본 연구에서 평가한 화산재 취약도는 백두산 화산분화에 따른 화산재 퇴적에 대한 농업시설물의 위험도 평가를 위하여 활용될 수 있다.

• 응용통계연구
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• 제35권1호
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• pp.119-129
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• 2022

본 논문에서는 최근 경주와 포항에서 심각한 피해를 주며 발생한 지진의 규모를 과거자료에 근거한 통계적 분석방법을 통해 예측하고자 한다. 이를 위해, 조선시대 역사지진 자료중에서 연단위 밀집도가 상대적으로 높은 1392~1771년의 5년 블록 최대 규모 자료를 이용하였다. 이 자료를 기반으로 일반화 극단값(generalized extreme value) 확률분포에 기초한 극단값 이론을 이용하여 조선시대 재현기간별 지진 규모 예측 및 분석을 제시하고자 한다. 일반화 극단값 분포의 모수추정을 위해 최대가능도추정법(maximum likelihood estimation, MLE)과 L-적률추정법(L-moments estimation, LME)을 사용한다. 특히 본 논문에서는 일반화 극단값 분포가 이러한 역사지진 자료에 대한 적절한 분석 모형이 될 수 있음을 적합도 검정(goodness-of-fit test)을 통해 보인다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권5호
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• pp.499-509
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• 2023

The objective of this study is to perform outlier analysis to obtain the distribution of groundwater levels through the best model. The groundwater levels are measured in 10, 25 and 30 piezometers in Seoul, Daejeon and Suncheon in South Korea. Fifty-eight empirical distribution functions were applied to determine a suitable fit for the measured groundwater levels. The best fitted models based on the measured values are determined as the Generalized Pareto distribution, the Johnson SB distribution and the Normal distribution for Seoul, Daejeon and Suncheon, respectively; the reliability is estimated through the Anderson-Darling method. In this study, to choose the appropriate confidence interval, the relationship between the amount of outlier data and the confidence level is demonstrated, and then the 95% is selected at a reasonable confidence level. The best model shows a smaller error ratio than the GEV while the Mahalanobis distance and outlier labelling methods results are compared and validated. The outlier labelling and Mahalanobis distance based on median shown higher validated error ratios compared to their mean equivalent suggesting, the methods sensitivity to data structure.

• 디지털융복합연구
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• 제18권10호
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• pp.33-39
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• 2020

대형 교통사고는 많은 인명피해를 동반한다. 교통사고를 효율적으로 대처하기 위해선 하루 동안 발생할 수 있는 최대 교통사고 수와 사망자 수, 중상자 수가 정량적으로 제시되어야 한다. 본 연구는 교통사고분석시스템에서 제공하는 2005년부터 2018년까지 전국에서 발생한 일 최대 교통사고 수, 사망자 수, 중상자 수 자료를 사용하여 15년, 30년, 50년에 한 번 발생할 수 있는 최대값을 제시하고자 한다. 지역별 교통사고의 특성을 살펴보기 위해 수도권, 충청권, 경북권, 호남권, 경남권으로 구분하여 일반화극단치분포(GEV분포)에 적합시켰다. GEV분포의 모수는 L-적률추정법으로 추정하였고, Anderson Darling 검정과 Cramer-von Mises 검정으로 분포의 적합성을 확인하였다. 분석결과 50년에 한 번 발생할 수 있는 일 최대 교통사고 수는 수도권 401건, 경남권 168건, 경북권 455건, 충청권 136건, 호남권 205건이다. 인구수와 자동차 등록수가 많은 수도권에 비해 경북권은 면적이 넓고 산지지형이 많으며 산업공단으로 인한 물류이동이 많아 교통사고 수가 상대적으로 높게 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제33권3호
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• pp.256-272
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• 2017

Extreme rainfall has become more frequent over the Korean peninsula in recent years, causing serious damages. In a changing climate, traditional approaches based on historical records of rainfall and on the stationary assumption can be inadequate and lead to overestimate (or underestimate) the design rainfalls. A main objective of this study is to develop a stochastic disaggregation method of seasonal rainfall to hourly extreme rainfall, and offer a way to derive the nonstationary IDF curves. In this study, we propose a novel approach based on a Four-Parameter Beta (4P-beta) distribution to estimate the nonstationary IDF curves conditioned on the observed (or simulated) seasonal rainfall, which becomes the time-varying upper bound of the 4P beta distribution. Moreover, this study employed a Bayesian framework that provides a better way to take into account the uncertainty in the model parameters. The proposed model showed a comparable design rainfall to that of GEV distribution under the stationary assumption. As a nonstationary rainfall frequency model, the proposed model can effectively translate the seasonal variation into the sub-daily extreme rainfall.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.537-537
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• 2015

In recent decades, the independence and identical distribution (iid) assumption for extreme events has been shown to be invalid in many cases because long-term climate variability resulting from phenomena such as the Pacific decadal variability and El Nino-Southern Oscillation may induce varying meteorological systems such as persistent wet years and dry years. Therefore, in the current study we propose a new parameter estimation method for probability distribution models to more accurately predict the magnitude of future extreme events when the iid assumption of probability distributions for large-scale climate variability is not adequate. The proposed parameter estimation is based on a metaheuristic approach and is derived from the objective function of the rth power probability-weighted sum of observations in increasing order. The combination of two distributions, gamma and generalized extreme value (GEV), was fitted to the GEV distribution in a simulation study. In addition, a case study examining the annual hourly maximum precipitation of all stations in South Korea was performed to evaluate the performance of the proposed approach. The results of the simulation study and case study indicate that the proposed metaheuristic parameter estimation method is an effective alternative for accurately selecting the rth power when the iid assumption of extreme hydrometeorological events is not valid for large-scale climate variability. The maximum likelihood estimate is more accurate with a low mixing probability, and the probability-weighted moment method is a moderately effective option.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.252-263
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• 2008

본 연구에서는 L-모멘트법에 의한 지역화 빈도분석에 따른 설계강우량 추정에 관한 연구를 수행하였다. 제주도와 울릉도의 강우관측소를 제외한 분석에 사용된 65개 강우관측소의 강우자료 수집과 선정된 강우관측지점의 강우자료의 지속시간, 즉 1, 3, 6, 12, 24, 36, 48 및 72시간 지속의 연최대치 계열을 구성하였다. 관측지점을 대상으로 Cluster분석을 실시한 결과 우리나라의 강우관측지점에 대한 합리적인 지역화로 5개의 지역으로 구분되었다. 지역화된 지역에 대한 지속기간별 극치강우자료의 적정분포모형 결정을 위한 6가지 분포모형의 적용하고 적용분포의 L-모멘트비를 산정하여 L-모멘트비도를 도시하고 K-S 검정에 의한 적정분포모형을 선정하였다. 선정된 적정분포는 GEV 분포이며 이 분포에 의해 강우관측치의 점빈도 및 지역빈도분석에 의한 설계강우량을 유도하였다. Monte Carlo 기법에 의해 모의발생된 강우량의 점빈도 및 지역빈도분석에 의한 설계강우량을 유도하였다. 실측치 및 모의발생치의 점빈도 및 지역빈도분석에 의한 설계강우량의 비교분석을 위해 상대제곱근오차와 상대편의오차에 의해 분석한 결과 점빈도 분석에 의한 설계강우량보다 지역빈도분석에 의한 설계강우량의 사용이 적정한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.1009-1019
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• 2009

본 연구에서는 우리나라 수위관측소들 중에서 관측 유량이 검증된 총 19개 유역을 선정하고 관측된 홍수량을 사용하여 적정 설계홍수량을 유도함으로써 우리나라의 설계홍수량 특성을 분석하였다. 대상유역별로 관측개시 년도에서부터 분석 시작년을 기준으로 1년씩 증가 시키는 점진적 구성 방식으로 연최대홍수량에 대한 빈도분석을 실시하기 위해, 변동특성을 이동평균법에 의해 분석하였다. 19개 대상유역에 대한 연최대홍수량 계열 구성기간별로 기본통치를 산정하고 독립성, 동질성 및 Outiler 검정을 실시하였다. Gumbel, Generalized Extreme Value, Generalized Logistic 및 Generalized Pareto 분포의 적합도 검정을 LH-모멘트비도와 Kolmogorov-Smirnov 검정에 의해 수행하였다. 적정 확률분포로 선정된 GEV 분포의 매개변수를 확률가중모멘트의 치수 변화에 의한 L, L1, L2, L3 및 L4-모멘트법에 의해 추정하고 대상유역 및 연최대홍수량 계열 구성 기간별 설계홍수량을 유도하였다. 본 연구에서 사용한 변동률 분석에 따라 최근 지구온난화에 따른 우리나라 기후 변화를 고려한 적절한 수리구조물의 설계 조건변경시기는 2002년 전후로 하여야 할 것이다.

• 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.