• 제목/요약/키워드: Hierarchical cluster analysis

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Climate Change Scenario Generation and Uncertainty Assessment: Multiple variables and potential hydrological impacts

  • 권현한;박래건;최병규;박세훈
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.268-272
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    • 2010
  • The research presented here represents a collaborative effort with the SFWMD on developing scenarios for future climate for the SFWMD area. The project focuses on developing methodology for simulating precipitation representing both natural quasi-oscillatory modes of variability in these climate variables and also the secular trends projected by the IPCC scenarios that are publicly available. This study specifically provides the results for precipitation modeling. The starting point for the modeling was the work of Tebaldi et al that is considered one of the benchmarks for bias correction and model combination in this context. This model was extended in the framework of a Hierarchical Bayesian Model (HBM) to formally and simultaneously consider biases between the models and observations over the historical period and trends in the observations and models out to the end of the 21st century in line with the different ensemble model simulations from the IPCC scenarios. The low frequency variability is modeled using the previously developed Wavelet Autoregressive Model (WARM), with a correction to preserve the variance associated with the full series from the HBM projections. The assumption here is that there is no useful information in the IPCC models as to the change in the low frequency variability of the regional, seasonal precipitation. This assumption is based on a preliminary analysis of these models historical and future output. Thus, preserving the low frequency structure from the historical series into the future emerges as a pragmatic goal. We find that there are significant biases between the observations and the base case scenarios for precipitation. The biases vary across models, and are shrunk using posterior maximum likelihood to allow some models to depart from the central tendency while allowing others to cluster and reduce biases by averaging. The projected changes in the future precipitation are small compared to the bias between model base run and observations and also relative to the inter-annual and decadal variability in the precipitation.

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수중 무인기의 최적 궤도 이동을 활용하는 계층적 수중 음향 센서 네트워크 구조 (A Hierarchical Underwater Acoustic Sensor Network Architecture Utilizing AUVs' Optimal Trajectory Movements)

  • 웬티탐;윤석훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37C권12호
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    • pp.1328-1336
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    • 2012
  • 수중 음향통신 환경에서는 지상 RF 통신에 비하여 제한된 대역폭, 높은 페이딩효과, 높은 수중음파 전달지연과 같은 제약이 있다. 본 논문에서는 이러한 수중 음향통신의 제약을 극복하여 효과적인 대규모 수중감시시스템의 구축을 가능케 하는 계층적 네트워크 구조를 제안한다. 제안하는 네트워크구조는 수중센서, 클러스터헤드, 수중/해상 싱크 및 수중무인기를 포함하며, 패킷의 전송성공률을 최대화하고 센서노드의 전력소모를 최소화시키기 위하여 복수의 수중무인기를 이용한 하이브리드 형태의 데이터라우팅을 제공한다. 즉, 클러스터 내부에서 클러스터멤버들은 Tree구조기반 라우팅을 사용하여 클러스터헤드에게 데이터를 전송하며, 궤도 이동을 하는 수중무인기는 클러스터헤드로부터 병합된 센싱데이터를 수집하고 Store-carry-forward 방식으로 싱크노드에게 데이터를 전달한다. 수중무인기의 최장 궤도이동 시간을 최소화하기 위하여 Integer Linear Programming 기반의 알고리즘이 사용된다. 시뮬레이션을 이용한 성능분석을 통하여 제안하는 수중센서네트워크 구조가 기존의 Gradient 기반 라우팅과 Geographical Forwarding 방식에 비해 높은 전송성공율과 낮은 전력소모를 획득할 수 있음을 보인다.

헬스케어 센서 네트워크에서 데이터 보안을 지원한 자기구성 라우팅 프로토콜 설계 (Design Self-Organization Routing Protocol for supporting Data Security in Healthcare Sensor Network)

  • 남진우;정영지
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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    • pp.517-520
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    • 2008
  • 헬스케어 환경을 지원하는 무선 센서 네트워크는 사람이나 이동성을 가진 사물에 대하여 연속적인 위치변화와 상태정보 등 해당 상황정보에 따른 맞춤형 서비스를 제공해야 한다. 또한 센서 네트워크를 통해 제공되는 사람의 생체정보와 개인 프라이버시 보안을 보장할 수 있는 데이터 전송을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 노드 간 계층적 클러스터의 구성을 통한 동적 자기구성, 에너지 효율성을 보장하는 LEACH 프로토콜과 노드 간 데이터 전송에 대한 보안을 위해 사용되는 키 분배 프로토콜에 대해 분석한다. 이 분석 결과를 기반으로 센서노드에 메모리 소모량이 적은 키 풀 사전 분배 방식과 클러스터 단위 공용키 방식을 적용함으로써 보안을 강화한 데이터 전송 방식과 기존 LEACH 프로토콜의 취약점인 노드 이동성을 지원하는 자기구성 라우팅 프로토콜을 제안한다.

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무선센서네트워크에서 안전한 데이터 수집 프로토콜 (Secure Data Gathering Protocol over Wireless Sensor Network)

  • 최해원;류명춘;이채수;김현성
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권12호
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    • pp.367-380
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    • 2013
  • 무선센서 네트워크에서 안전한 데이터 수집은 중요한 보안이슈 중에 하나이다. 일반적으로 안전한 데이터 수집이란 데이터 자체의 보안과 안전한 전송 경로 확보를 의미한다. 본 논문은 이와 같은 관점에서 무선센서 네트워크에서 안전한 데이터 수집 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 계층형 센서네트워크를 고려한 계층형 키 보안 기법과 안전을 보장할 수 있는 전송경로 설정을 핵심적으로 제시한다. 프로토콜은 네트워크 부하를 최소화 할 수 있도록 최적화 되었으며 네트워크 공격으로 인해 발생하는 문제점을 효과적으로 차단한다. 성능평가 결과 제안하는 프로토콜은 네트워크 퍼포먼스를 고려한 데이터 수집에 효율적이다. 데이터 수집 시 안전을 확보하기 위한 보안 분석 역시 검증해 보았다.

기상감시 무선 센서 네트워크에 적합한 Threshold-dataset 기반 지역적 클러스터링 기법 (An Adaptive Regional Clustering Scheme Based on Threshold-Dataset in Wireless Sensor Networks for Monitoring of Weather Conditions)

  • 최동민;심검;정일용
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.1287-1302
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    • 2011
  • 무선 센서 네트워크에서 사용하는 클러스터링 기법은 전체 네트워크의 수명을 연장시키는 효율적인 방법이다. 그러나 이 방법은 기상감시 네트워크와 같이 센서 노드의 수집 데이터가 중복되기 쉬운 환경에 적용할 경우 노드가 불필요하게 소모하는 에너지가 많다. 문턱값(threshold)을 이용해 동작하는 클러스터링 기법의 경우 네트워크의 수명은 연장되었으나 수집하는 데이터의 정확도가 낮아 신뢰하기 어려운 문제점이 있어 이에 대한 개선이 필요하다. 또한 멀티 홉 전송을 이용하는 클러스터링 기법은 클러스터 헤드 노드 선정이 확률적으로 발생하므로 노드들의 링크가 단절되는 현상이 자주 일어나 데이터의 정상적인 수집이 어렵다. 이에 본 논문은 불필요한 에너지 소모를 줄이고 링크 단절 현상이 완화된 클러스터 형성 알고리즘을 제안하였다. 성능분석 결과에 의하면 제안하는 방법은 기존의 클러스터링 방법에 비해 노드들의 에너지 소모가 줄어들었으며 전송 효율이 증가하였고 수집 데이터의 정확도가 높아졌으며 전체 수명이 30% 정도 향상되었다.

Improvement of TAOS data process

  • 이동욱;변용익;장서원;김대원
    • 천문학회보
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    • 제36권2호
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    • pp.129.1-129.1
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    • 2011
  • We have applied an advanced multi-aperture indexing photometry and sophisticated de-trending method to existing Taiwanese-American Occultation Survey (TAOS) data sets. TAOS, a wide-field ($3^{\circ}{\times}3^{\circ}$) and rapid photometry (5Hz) survey, is designed to detect small objects in the Kuiper Belt. Since TAOS has fast and multiple exposures per zipper mode image, point spread function (PSF) varies in a given image. Selecting appropriate aperture among various size apertures allows us to reflect these variations in each light curve. The survey data turned out to contain various trends such as telescope vibration, CCD noise, and unstable local weather. We select multiple sets of stars using a hierarchical clustering algorithm in such a way that the light curves in each cluster show strong correlations between them. We then determine a primary trend (PT) per cluster using a weighted sum of the normalized light curves, and we use the constructed PTs to remove trends in individual light curves. After removing the trend, we can get each synthetic light curve of star that has much higher signal-to-noise ratio. We compare the efficiency of the synthetic light curves with the efficiency of light curves made by previous existing photometry pipelines. Our photometric method is able to restore subtle brightness variation that tends to be missed in conventional aperture photometric methods, and can be applied to other wide-field surveys suffering from PSF variations and trends. We are developing an analysis package for the next generation TAOS survey (TAOS II) based on the current experiments.

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시계열자료의 효율적 군집분석을 위한 구간특징화와 계층적 베이지안 기법의 융합 (A Fusion of the Period Characterized and Hierarchical Bayesian Techniques for Efficient Cluster Analysis of Time Series Data)

  • 정영애;전진호
    • 디지털융복합연구
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    • 제13권7호
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    • pp.169-175
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    • 2015
  • 주가지표처럼 동적이며 시간흐름을 따르는 시계열자료들을 이해하는 효과적인 방법은 주어진 시계열자료들에 대하여 모델을 결정함으로서 이해하는 것이 좋다. 주어진 자료들에 대한 모델 결정과정은 수집되어진 대용량 시계열자료 전체를 한 번에 다 살펴보는 것보다 자료를 특정의 중요한 몇 개의 하위그룹으로 군집화하여 각 군집별 모델결정을 통해 자료 전체를 이해하는 것이 효율적이다. 본 연구에서는 주어진 시계열자료들에 대하여 하위그룹으로의 효율적 군집화 과정 그리고 각 군집별 모델결정의 두 과정 중 첫 번째 과정인 하위집단으로 군집화 과정에 자료의 구간특징화 기법과 휴리스틱 베이지안기법의 융합을 이용하여 시간 및 계산비용을 감소시킬 수 있는 기법을 제안하였으며 실제적인 주가지표를 이용한 실험을 통해 제안하는 기법의 유효성을 확인하였다.

패턴분류 방법 적용에 의한 장성호 수문·수질자료의 특성파악 (Characteristics Detection of Hydrological and Water Quality Data in Jangseong Reservoir by Application of Pattern Classification Method)

  • 박성천;진영훈;노경범;김종오;유호규
    • 한국물환경학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.794-803
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    • 2011
  • Self Organizing Map (SOM) was applied for pattern classification of hydrological and water quality data measured at Jangseong Reservoir on a monthly basis. The primary objective of the present study is to understand better data characteristics and relationship between the data. For the purpose, two SOMs were configured by a methodologically systematic approach with appropriate methods for data transformation, determination of map size and side lengths of the map. The SOMs constructed at the respective measurement stations for water quality data (JSD1 and JSD2) commonly classified the respective datasets into five clusters by Davies-Bouldin Index (DBI). The trained SOMs were fine-tuned by Ward's method of a hierarchical cluster analysis. On the one hand, the patterns with high values of standardized reference vectors for hydrological variables revealed the high possibility of eutrophication by TN or TP in the reservoir, in general. On the other hand, the clusters with low values of standardized reference vectors for hydrological variables showed the patterns with high COD concentration. In particular, Clsuter1 at JSD1 and Cluster5 at JSD2 represented the worst condition of water quality with high reference vectors for rainfall and storage in the reservoir. Consequently, SOM is applicable to identify the patterns of potential eutrophication in reservoirs according to the better understanding of data characteristics and their relationship.

의료 센서 네트워크에서의 효율적인 전송 구조 및 Key Provisioning을 사용한 키 관리 기법 연구 (Efficient Transmission Structure and Key Management Mechanism Using Key Provisioning on Medical Sensor Networks)

  • 서재원;김미희;채기준
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제16C권3호
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    • pp.285-298
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    • 2009
  • 유비쿼터스 기술의 발전과 함께 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그 중 특히 의료 분야는 중요한 응용 분야 중의 하나로 바디 센서 네트워크의 표준화 동향과 함께 관심이 집중되고 있다. 의료 센서 네트워크는 기존의 일반적인 환경의 센서 네트워크와는 다른 의료 환경만의 특징들을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 특징들을 반영하여 계층적인 의료 센서 네트워크 구조를 제안하였고, 계층적인 구조를 바탕으로 하여 센싱 데이터 전송 방식을 소개하였다. 즉, 효율적인 센싱 데이터 전송을 위해서는 환자들의 요구 사항과 건강 상태를 고려하여 각 센서 노드들에게 우선 순위(Priority)와 경계값(Threshold Value)을 주었다. 이를 통해 클러스터 헤드에서 응급 데이터를 우선적으로 빠르게 베이스스테이션으로 전송하도록 하였다. 또한 이와 같은 구조와 전송 방식을 바탕으로 센서 네트워크를 위해 Eschenauer와 Gligor가 제안한 키 메커니즘을 기반으로 하여 새로운 키 관리 기법을 제안하였다. 이는 각 클러스터 헤드들이 높은 우선 순위를 갖는 응급 노드들에 대해서 이웃 클러스터로 응급 노드와의 키를 미리 전송해주는 Key Provisioning 방법을 사용하여 응급 노드들에 대해서 키 설립을 준비하도록 하여 키 설립이 보다 빠르게 이루어지도록 하였다. 이를 통해 키 설립 지연으로 인한 데이터 전송의 기다림 없이 바로 응급 노드들의 데이터를 클러스터 헤드로 전송할 수 있도록 한다. 이와 같은 계층적인 구조에서의 데이터 전송 방식과 이를 바탕으로 제안한 키 관리 기법은 수식 및 QualNet 시뮬레이터를 사용한 시뮬레이션을 통하여 네트워크 트래픽 오버헤드와 에너지 소모량을 분석하였으며, TmoteSKY 센서보드를 사용해 구현함으로써 그 효율성을 증명하고 실제 응용환경에서의 실현가능성을 입증하였다.

저염 Sauerkraut (fermented cabbage)의 정량적 묘사분석 및 기호도 연구 (Quantitative Descriptive Analysis and Acceptance Test of Low-salted Sauerkraut (fermented cabbage))

  • 지혜인;김다미
    • 한국식생활문화학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.239-247
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    • 2022
  • This study evaluated the sensory characteristics of sauerkraut prepared by adding 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, and 2.5% (w/w) sea salt to cabbage. The quantitative descriptive analysis (QDA) and acceptance test of sauerkraut were determined for each salt concentration, and the principal component analysis (PCA) and partial least square regression (PLSR) analysis were performed to confirm the correlation between each factor. Results of the QDA determined 14 descriptive terms; furthermore, brightness and yellowness of appearance and the sour, salty, and bitter flavors differed significantly according to the salt concentration. Results from the PCA explained 22.56% PC1 and 65.34% PC2 of the total variation obtained. Sauerkraut prepared using 0.5, 1.0, and 1.5% sea salt had high brightness, moistness, sour odor, green odor, sour flavor, carbonation, hardness, chewiness, and crispness, whereas sauerkraut prepared with 2.0 and 2.5% sea salt had high yellowness, glossiness, salty flavor, sweet flavor, and bitter flavor. Hierarchical cluster analysis classified the products into two clusters: sauerkraut of 0.5, 1.0, and 1.5%, and sauerkraut of 2.0 and 2.5%. Results of PLSR determined that sauerkraut of 1.0 and 1.5% were the closest to texture, taste, and overall acceptance. We, therefore, conclude that sauerkrauts prepared using 1.0 and 1.5% sea salt have excellent characteristics in appearance, taste, and texture.