• 환경영향평가
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• 제33권2호
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• pp.74-83
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• 2024

본 연구에서는 충청남도를 중심으로 로드킬 발생을 예측하고 영향을 미치는 요인을 탐구하여 로드킬 예방 대책 수립에 이바지하고자 하였다. 날씨, 도로 및 환경 정보를 종합적으로 고려하여 기계학습을 기반으로 로드킬 발생을 예측하고 각 변수의 중요성을 분석하여 주요 영향 요인을 도출하였다. 가장 우수한 성능을 보인 Gradient Boosting Machine(GBM)은 정확도 92.0%, 재현율 84.6%, F1-score 89.2%, AUC 0.907을 기록했다. 로드킬에 영향을 미치는 주요 요인은 평균 지역 기압(hPa), 평균 지면 온도(℃), 월, 평균 이슬점 온도(℃), 중앙 분리대 존재 여부, 평균 풍속(m/s)이었다. 이러한 결과는 로드킬 예방 및 교통안전에 이바지할 것으로 기대되며, 생태계와 도로 개발 간의 균형 유지에 중요한 역할을 할 것으로 예상한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.147-155
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• 2022

본 연구에서는 그래디언트 부스팅 기계학습과 유전 알고리즘을 이용하여 일별 주식 포트폴리오를 동적으로 구성하는 시스템을 구축하고 트레이딩 시뮬레이션을 통해 성능을 분석하였다. 이를 위해 유가증권시장과 코스닥시장에 상장된 종목들의 가격 데이터 및 투자자별 거래정보를 포함한 다양한 데이터를 수집하고, 전처리 과정과 변수가공을 통해 학습-예측에 이용될 변수들을 생성하였다. 첫 번째 실험에서는 예측정확도와 정밀도, 재현율 및 F1 점수 등 네 가지 지표를 활용하여 그래디언트 부스팅 기법들(XGBoost, LightGBM, CatBoost)의 성능을 비교 평가하였다. 두 번째 실험에서는 전 단계에서 선택된 LightGBM과 유전 알고리즘을 적용하여 상장 종목들의 일별 수익 여부를 학습-예측하였다. 그리고 예측된 수익 발생확률을 바탕으로 종목을 선별하여 트레이딩 시뮬레이션을 시행하고, CAGR, MDD, 사프지수 및 변동성 측면에서 코스피, 코스닥 지수와의 성능을 비교 평가하였다. 분석 결과, 제안된 전략들 모두 네 가지 성능평가 지표상에서 시장 평균을 넘어서는 것으로 나타났으며, 그래디언트 부스팅과 유전 알고리즘의 결합이 주식 가격 예측에 효과적으로 이용될 수 있음을 보여주었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.492-494
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• 2021

기계학습에서 분류를 위한 기법으로 의사결정트리 기법을 이용한다. 그러나 의사결정트리는 과적합의 문제로 성능이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 개의 부트스트랩을 생성하여 각 자료를 모델링하여 학습하는 Bagging기법, 샘플링한 데이터를 모델링하여 가중치를 조정하여 과적합을 감소시키는 Boosting과 같은 기법으로 이를 해결할 수 있다. 또한, 최근에 Xgboost 기법이 등장하였다. 이에 본 논문에서는 실내 측위를 위한 wifi 신호 데이터를 수집하여 기존 방식과 Xgboost에 적용하고, 이를 통한 성능평가를 수행한다.

• 아태비즈니스연구
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• 제13권2호
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• pp.107-122
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• 2022

Purpose - This study aims to develop machine learning models to predict administrative issue designation in KOSDAQ Market using financial data. Design/methodology/approach - Employing four classification techniques including logistic regression, support vector machine, random forest, and gradient boosting to a matched sample of five hundred and thirty-six firms over an eight-year period, the authors develop prediction models and explore the practicality of the models. Findings - The resulting four binary selection models reveal overall satisfactory classification performance in terms of various measures including AUC (area under the receiver operating characteristic curve), accuracy, F1-score, and top quartile lift, while the ensemble models (random forest and gradienct boosting) outperform the others in terms of most measures. Research implications or Originality - Although the assessment of administrative issue potential of firms is critical information to investors and financial institutions, detailed empirical investigation has lagged behind. The current research fills this gap in the literature by proposing parsimonious prediction models based on a few financial variables and validating the applicability of the models.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권5호
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• pp.605-618
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• 2022

Glass fiber reinforced polymer (GFRP) elastic gridshells consist of long continuous GFRP tubes that form elastic deformations. In this paper, a method for the form-finding of gridshell structures is presented based on the interpretable machine learning (ML) approaches. A comparative study is conducted on several ML algorithms, including support vector regression (SVR), K-nearest neighbors (KNN), decision tree (DT), random forest (RF), AdaBoost, XGBoost, category boosting (CatBoost), and light gradient boosting machine (LightGBM). A numerical example is presented using a standard double-hump gridshell considering two characteristics of deformation as objective functions. The combination of the grid search approach and k-fold cross-validation (CV) is implemented for fine-tuning the parameters of ML models. The results of the comparative study indicate that the LightGBM model presents the highest prediction accuracy. Finally, interpretable ML approaches, including Shapely additive explanations (SHAP), partial dependence plot (PDP), and accumulated local effects (ALE), are applied to explain the predictions of the ML model since it is essential to understand the effect of various values of input parameters on objective functions. As a result of interpretability approaches, an optimum gridshell structure is obtained and new opportunities are verified for form-finding investigation of GFRP elastic gridshells during lifting construction.

• Journal of the Korean Data Analysis Society
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• 제20권6호
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• pp.2933-2940
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• 2018

과일의 경우 다른 작물보다 날씨의 영향을 많이 받으므로, 농업인의 고부가가치 창출을 위해서는 날씨를 고려한 작물모형개발이 필요하다. 본 연구에서는 과실류 중에서 비교적 제한된 조건에서 생산되는 복숭아를 연구대상으로 선정하였으며, 옥답 4.0에서 제공하는 2015년부터 2017년까지 대구에서 거래된 복숭아자료를 사용하였다. 분석에 사용되는 기상자료는 재배면적에 대한 가중치를 부여하여 생성하였으며, 1일 전부터 7일 전까지 날씨자료 중 상관성이 높은 변수를 사용하였다. 분석 방법으로는 기계학습법에 해당하는 랜덤포레스트와 그래디언트부스팅(gradient boosting machine), XGboost을 사용하였다. 분석결과, XGboost의 성능이 가장 우수하게 나타났으며, 경락가격 예측은 비교적 잘 예측할 수 있었지만, 거래량 예측의 정확성은 그리 높지 않았다. 복숭아 거래량 예측에 영향을 미치는 상위 3개의 기상변수로는 최저온도, 평균최대온도, 강수량으로 나타났다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제44권4호
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• pp.12-22
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• 2021

This article suggests the machine learning model, i.e., classifier, for predicting the production quality of free-machining 303-series stainless steel(STS303) small rolling wire rods according to the operating condition of the manufacturing process. For the development of the classifier, manufacturing data for 37 operating variables were collected from the manufacturing execution system(MES) of Company S, and the 12 types of derived variables were generated based on literature review and interviews with field experts. This research was performed with data preprocessing, exploratory data analysis, feature selection, machine learning modeling, and the evaluation of alternative models. In the preprocessing stage, missing values and outliers are removed, and oversampling using SMOTE(Synthetic oversampling technique) to resolve data imbalance. Features are selected by variable importance of LASSO(Least absolute shrinkage and selection operator) regression, extreme gradient boosting(XGBoost), and random forest models. Finally, logistic regression, support vector machine(SVM), random forest, and XGBoost are developed as a classifier to predict the adequate or defective products with new operating conditions. The optimal hyper-parameters for each model are investigated by the grid search and random search methods based on k-fold cross-validation. As a result of the experiment, XGBoost showed relatively high predictive performance compared to other models with an accuracy of 0.9929, specificity of 0.9372, F₁-score of 0.9963, and logarithmic loss of 0.0209. The classifier developed in this study is expected to improve productivity by enabling effective management of the manufacturing process for the STS303 small rolling wire rods.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.617-625
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• 2018

Phishing website has become a crucial concern in cyber security applications. It is performed by fraudulently deceiving users with the aim of obtaining their sensitive information such as bank account information, credit card, username, and password. The threat has led to huge losses to online retailers, e-business platform, financial institutions, and to name but a few. One way to build anti-phishing detection mechanism is to construct classification algorithm based on machine learning techniques. The objective of this paper is to compare different classifier ensemble approaches, i.e. random forest, rotation forest, gradient boosted machine, and extreme gradient boosting against single classifiers, i.e. decision tree, classification and regression tree, and credal decision tree in the case of website phishing. Area under ROC curve (AUC) is employed as a performance metric, whilst statistical tests are used as baseline indicator of significance evaluation among classifiers. The paper contributes the existing literature on making a benchmark of classifier ensembles for web phishing detection.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제5권2호
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• pp.99-104
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• 2018

Phishing website has become a crucial concern in cyber security applications. It is performed by fraudulently deceiving users with the aim of obtaining their sensitive information such as bank account information, credit card, username, and password. The threat has led to huge losses to online retailers, e-business platform, financial institutions, and to name but a few. One way to build anti-phishing detection mechanism is to construct classification algorithm based on machine learning techniques. The objective of this paper is to compare different classifier ensemble approaches, i.e. random forest, rotation forest, gradient boosted machine, and extreme gradient boosting against single classifiers, i.e. decision tree, classification and regression tree, and credal decision tree in the case of website phishing. Area under ROC curve (AUC) is employed as a performance metric, whilst statistical tests are used as baseline indicator of significance evaluation among classifiers. The paper contributes the existing literature on making a benchmark of classifier ensembles for web phishing detection.

• 한국자원식물학회지
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• 제35권2호
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• pp.192-200
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• 2022

본 연구에서는 부지화 잎의 무기양분 농도 측정 결과를 바탕으로 질소를 제외한 다른 무기양분의 함량을 통해서 잎의 질소 결핍 여부를 구분하는 머신러닝 모델을 개발하였다. 그러기 위해서 부지화의 질소결핍구와 대조구의 잎 샘플을 분석한 36개의 데이터를 부트스트랩핑 방법을 통해서 학습용 데이터셋 1,000 여 개로 증량시켰다. 이를 이용해 학습한 각 모델을 테스트한 결과, gradient boosting 모델이 가장 우수한 분류성능을 보여주었다. 본 모델을 이용해 질소함량을 직접적으로 분석할 수 없는 경우, 잎의 무기성분 함량에 기반하여 질소결핍 가능성 여부를 판단해 질소가 부족한 부지화 나무를 분별하고, 정확한 질소함량을 측정하게 유도하여 그에 기초한 적정 질소비료 시비를 가능케 하고자 하였다.