• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.201-201
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• 2022

본 연구에서는 강우량이 여름에 집중되어있는 우리나라의 강우 특성을 잘 나타낼 수 있는 최적의 확률분포형을 선정하고 해석적 확률모델 (Analytical Probabilistic Model, APM)을 개발하여 유출량을 예측하고자 하였다. 국내 10개 지역인 부산, 춘천, 대구, 대전, 전주, 진주, 서울, 속초, 태백, 원주를 연구 지역으로 설정하였고, 30년 시 단위 강우자료를 지역별 interevent time definition(IETD)을 적용하여 강우 사상으로 그룹화하였다. APM 연구에 일반적으로 사용되는 일변수 지수 분포 이외의 이변수 지수, 감마, 이변수 로그정규 확률밀도함수 (Probability Density Function, PDF)를 강우사상의 특성인 강우량, 강우 지속시간, 무강우 시간의 히스토그램에 적용한 결과, 이 변수 로그정규분포가 우리나라의 강우 특성을 가장 잘 대표하였다. 로그정규분포를 이용하여 APM을 유도하고 유출량을 예측하였다. 예측한 유출량에 대한 빈도분석을 수행하여 Storm Water Management Model (SWMM)의 결과와 비교함으로써 유도한 APM의 적합성을 확인하였다. SWMM의 입력 매개변수 보정을 위해서는 서울 군자 지역에서 관측한 실제 강우량 및 유출량 자료를 사용하였다. 로그정규분포로 유도한 APM과 SWMM의 빈도분석 결과를 비교하였을 때 초과 확률과 재현주기 모두 매우 유사한 결과를 나타내었음을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.279-285
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• 2010

해안 구조물의 신뢰성 설계과정에서 조위자료를 정규분포로 가정하여 설계를 수행하는 경우가 빈번하다. 그러나 조위 자료는 쌍봉형 정규 분포 형태를 따르기 때문에 설계과정에서 등가 정규분포 개념에 근거하여 등가평균 및 등가표준편차를 추정하게 되며, 이 과정에서 정규분포를 가정한 경우의 추정 평균 및 표준편차와는 다른 추정오차가 발생하게 된다. 본 연구에서는 쌍봉형 정규분포 형태를 따르는 조위에 대하여 등가평균 및 등가표준편차를 추정하고, 정규분포를 가정하여 추정한 평균과 표준편차와 비교하였다 그 결과, 등가 매개변수 추정오차는 조위조건과 조위의 크기에 따라 크게 변하고 있는 것으로 파악되었다. 인천의 경우, ${\pm}400cm$ 조건에서 등가평균 및 등 가표준편차 추정편차는 각각 100 cm 이상, 80~100 cm 정도로 파악되었으며, 조석이 약한 포항에서는 ${\pm}60cm$ 조건에서 모두 2~4 cm 정도의 작은 추정 편차를 보이고 있는 것으로 파악되었다.

• 한국음향학회지
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• 제37권1호
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• pp.31-38
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• 2018

2015년 5월 제주 서남부 해역에서 실시된 SAVEX15(Shallow Water Acoustic Variability EXperiment 2015) 데이터를 기반으로 내부파가 소나의 예상탐지확률(Predictive Probability of Detection, PPD)에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 제주 서남부 해역은 내부파, 수중음파채널 등으로 인하여 복잡한 해수 유동이 존재하는 해역이다. 본 논문에서는 확률적인 접근 방법을 통하여 소나의 성능을 예측하였다. SAVEX15 데이터 중 11 kHz ~ 31 kHz 대역대의 LFM(Linear Frequency Modulation), MLS(Maximum Length Sequence) 신호를 데이터 처리 하여 음원과 수신기가 약 2.8 km 떨어진 지점에서의 전달손실(Transmission Loss, TL)과 소음준위(Noise Level, NL) 값을 산출하였다. TL과 NL의 확률밀도함수(Probability Density Function, PDF)를 합성곱하여 신호이득에 대한 확률밀도 함수를 구하고 음원과 수신기의 수심에 따른 예상탐지확률을 산출하였다. 솔리톤 패킷과 내부조석 등의 내부파가 존재할 때 시간에 따른 예상탐지확률의 변화를 분석한 결과 각각 다른 양상으로 예상탐지확률 값에 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권4호
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• pp.262-271
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• 2002

본 연구에서는 지구물리 자료의 베이지안 역산을 효과적으로 수행하는 방법에 관해 논의하였다. 베이지안 처리에서 가장 문제가 되는 사전확률분포를 구하기 위해 지구통계학적 방법을 적용하였으며, 사후확률분포의 추정을 위해 MCMC(Markov Chain Monte Carlo) 방법을 적용하였다. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 자료의 2차원 역산을 위해 슐럼버저배열 전기비저항탐사 자료와 시추공 자료를 사전 정보로 이용하였으며, 이들 사전정보에 대해 지구통계학적 방법을 적용하여 사전확률분포를 작성하였다. 쌍극자배열 전기비저항 탐사 자료를 최대 우도함수로 하는 사후확률분포는 차원이 매우 높은 적분을 요구하므로, 이를 추정하기 위해 MCMC기술을 적용하였으며, 보다 효율적인 접근을 위해 Gibbs샘플링 방법을 이용하였다. 그 결과 비모수적 방식으로 사후확률분포를 분석함으로써 보다 신뢰성 있는 해를 구할 수 있었으며, 주변화(marginalization)된 사후확률분포를 이용하여 다양한 분석을 적용할 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권4호
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• pp.935-956
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• 2015

Structural Health Monitoring (SHM) of steel towers has become a hot research topic. From the literature, it is impractical and impossible to develop a "general" method that can detect all kinds of damages for all types of structures. A practical method should make use of the characteristics of the type of structures and the kind of damages. This paper reports a feasibility study on the use of measured modal parameters for the detection of damaged braces of tower structures following the Bayesian probabilistic approach. A substructure-based structural model-updating scheme, which groups different parts of the target structure systematically and is specially designed for tower structures, is developed to identify the stiffness distributions of the target structure under the undamaged and possibly damaged conditions. By comparing the identified stiffness distributions, the damage locations and the corresponding damage extents can be detected. By following the Bayesian theory, the probability model of the uncertain parameters is derived. The most probable model of the steel tower can be obtained by maximizing the probability density function (PDF) of the model parameters. Experimental case studies were employed to verify the proposed method. The contributions of this paper are not only on the proposal of the substructure-based Bayesian model updating method but also on the verification of the proposed methodology through measured data from a scale model of transmission tower under laboratory conditions.

• Wind and Structures
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• 제36권2호
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• pp.133-147
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• 2023

The random vibration of saddle membrane structures under wind load is studied theoretically and experimentally. First, the nonlinear random vibration differential equations of saddle membrane structures under wind loads are established based on von Karman's large deflection theory, thin shell theory and potential flow theory. The probabilistic density function (PDF) and its corresponding statistical parameters of the displacement response of membrane structure are obtained by using the diffusion process theory and the Fokker Planck Kolmogorov equation method (FPK) to solve the equation. Furthermore, a wind tunnel test is carried out to obtain the displacement time history data of the test model under wind load, and the statistical characteristics of the displacement time history of the prototype model are obtained by similarity theory and probability statistics method. Finally, the rationality of the theoretical model is verified by comparing the experimental model with the theoretical model. The results show that the theoretical model agrees with the experimental model, and the random vibration response can be effectively reduced by increasing the initial pretension force and the rise-span ratio within a certain range. The research methods can provide a theoretical reference for the random vibration of the membrane structure, and also be the foundation of structural reliability of membrane structure based on wind-induced response.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권6호
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• pp.1087-1105
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• 2016

Traffic load and volume is one of the most important physical quantities for bridge safety evaluation and maintenance strategies formulation. This paper aims to conduct the statistical analysis of traffic volume information and the multimodal modeling of gross vehicle weight (GVW) based on the monitoring data obtained from the weigh-in-motion (WIM) system instrumented on the arch Jiubao Bridge located in Hangzhou, China. A genetic algorithm (GA)-based mixture parameter estimation approach is developed for derivation of the unknown mixture parameters in mixed distribution models. The statistical analysis of one-year WIM data is firstly performed according to the vehicle type, single axle weight, and GVW. The probability density function (PDF) and cumulative distribution function (CDF) of the GVW data of selected vehicle types are then formulated by use of three kinds of finite mixed distributions (normal, lognormal and Weibull). The mixture parameters are determined by use of the proposed GA-based method. The results indicate that the stochastic properties of the GVW data acquired from the field-instrumented WIM sensors are effectively characterized by the method of finite mixture distributions in conjunction with the proposed GA-based mixture parameter identification algorithm. Moreover, it is revealed that the Weibull mixture distribution is relatively superior in modeling of the WIM data on the basis of the calculated Akaike's information criterion (AIC) values.

• 한국지진공학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.45-54
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• 2018

The seismically isolated nuclear power plants shall be designed for design basis earthquake (DBE) and considered to ensure safety against beyond design basis earthquake (BDBE). In order to limit the excessive displacement of the seismic isolation system of the seismically isolated structure, the moat is installed at a certain distance from the upper mat supporting the superstructure. This certain distance is called clearance to stop (CS) and is calculated from the 90th percentile displacement of seismic isolation system subjected to BDBE. For design purposes, the CS can be obtained simply by multiplying the median displacement of the seismic isolation system against DBE by scale factor with a value of 3. The DBE and BDBE used in this study were generated by using 30 sets of artificial earthquakes corresponding to the nuclear standard design spectrum. In addition, latin hyper cube sampling was applied to generate 30 sets of artificial earthquakes corresponding to maximum - minimum spectra. For the DBE, the median displacement and the 99th percentile displacement of the seismic isolation system were calculated. For the BDBE, the suitability of the scale factor was assessed after calculating the 90th percentile displacement of the seismic isolation system.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.31-41
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• 2012

본 연구에서는 1995년부터 2008년까지 14년간 국내에서 발생한 5.100건의 가스사고사례를 수집하여 Database를 구축하였으며, 이를 근거로 세부형태 및 원인별로 분석하였다. Poisson 분석법을 적용하여 전체 도시가스사고를 분석한 결과, 향후 5년 동안 "취급부주의-폭발-배관"의 항목의 사고발생확률이 가장 높았으며, "연결이완부식-누출-배관"의 경우는 가장 작은 발생 확률을 나타내었다. 또한 LPG 기화기 관련 사고만을 분석한 결과는 "LPG-기화기-화재"가 가장 높은 사고발생확률을 나타냈으며, "LPG-기화기-제품결함"이 가장 낮은 사고발생확률인 것으로 분석되었다. 아울러 Jet fire를 수반하는 외국의 LPG 사고를 비교 분석한 결과 국내의 경우와 마찬가지로 설비적 결함인 액유출장치 및 열교환기의 결함이 Jet fire를 일으키는 주요 원인으로 분석되었지만 향후 5년간 사고발생횟수는 "LPG-설비적결함-Jet fire" 항목이 가장 많았고, "LPG-설비적결함-Vapor Cloud" 항목은 가장 사고발생확률이 높은 것으로 분석되었다. 향후 가스 사고 발생 예측프로그램에 Poisson 분포 이론을 접목함으로서 일관성 있는 기준제시 및 현장에서 실제적으로 사용할 수 있는 도구로 사용되길 기대한다.

• 대한교통학회지
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• 제23권3호
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• pp.95-108
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• 2005

본 연구는 결정적 경제성분석모형(Deterministic Economic Analysis : DEA)의 한계를 극복할 수 있는 확률적 위험도분석(Probabilistic Risk Analysis : PRA) 모형을 이용하여 ITS사업의 경제성평가모형을 개발하고 사례분석을 통해 모형의 적합성(Goodness-of-fit)과 유용성을 검증하는 것이다. 즉 ITS사업의 경제성에 영향을 미치는 위험변수를 확률밀도함수(PDF), 누적확률밀도함수(CDF)로 산출하고 몬테카를로 시뮬레이션기법(Monte-Carlo Simulation Approach : MCSA)을 통해 산출된 결과변수(사업비, 경제성지표)의 통계값에 대해 합리적인 의사결정 방법론을 정립하였다. 대규모 지방자치단체 ITS사업의 사례분석(대전광역시 첨단교통모델도시사업) 수행결과, 통합시스템의 사업비 총사업비는 PRA모형을 통해 산출된 확률분포 상에서 편의(Bias)된 백분율값으로 나타났으며, 사업비 총사업비의 변동계수가(각각 15, 4) 일반교통사업에 비해 낮아, ITS사업의 위험도가 높은 것으로 나타났다. 또한 PRA모형의 결과변수(B/C, NPA, IRP)가 변동가능한 사업환경 하에서 90%이상 모두 경제성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 총사업비 사업비의 우발성비용(목표관리값 85%기준)이 발생하는 것으로 나타나 경제성은 높으나 사업비 초과 위험도는 높은 사업으로 분류되었다. 또한 DEA모형의 경제성평가지표는 PRA모형의 확률분포 상에 단일 %값(B/C:27%값, NPV:27%값, IRR:33%값)으로 나타나며, 평균값 또는 중앙값과 비교할 때, 경제성이 과소추정(Underestimate)되는 것으로 나타났다. 또한 단위시스템의 우선순위결과정에서 모형에 따라 우선순위가 바꾸는 결과가 나타났다. 특히 대규모 ITS사업의 경제성평가 시 DEA모형이 편의된 하나의 사례만으로 경제성을 평가함으로써, 경제성을 과대 과소추정하거나 비합리적인 투자우선 순위를 도출하는 오류를 범할수 있는 것으로 나타났다.