Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.39
no.1
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pp.25-30
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2016
It is critical to forecast the maximum daily and monthly demand for power with as little error as possible for our industry and national economy. In general, long-term forecasting of power demand has been studied from both the consumer's perspective and an econometrics model in the form of a generalized linear model with predictors. Time series techniques are used for short-term forecasting with no predictors as predictors must be predicted prior to forecasting response variables and containing estimation errors during this process is inevitable. In previous researches, seasonal exponential smoothing method, SARMA (Seasonal Auto Regressive Moving Average) with consideration to weekly pattern Neuron-Fuzzy model, SVR (Support Vector Regression) model with predictors explored through machine learning, and K-means clustering technique in the various approaches have been applied to short-term power supply forecasting. In this paper, SARMA and intervention model are fitted to forecast the maximum power load daily, weekly, and monthly by using the empirical data from 2011 through 2013. $ARMA(2,\;1,\;2)(1,\;1,\;1)_7$ and $ARMA(0,\;1,\;1)(1,\;1,\;0)_{12}$ are fitted respectively to the daily and monthly power demand, but the weekly power demand is not fitted by AREA because of unit root series. In our fitted intervention model, the factors of long holidays, summer and winter are significant in the form of indicator function. The SARMA with MAPE (Mean Absolute Percentage Error) of 2.45% and intervention model with MAPE of 2.44% are more efficient than the present seasonal exponential smoothing with MAPE of about 4%. Although the dynamic repression model with the predictors of humidity, temperature, and seasonal dummies was applied to foretaste the daily power demand, it lead to a high MAPE of 3.5% even though it has estimation error of predictors.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.33
no.4
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pp.1413-1424
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2013
Recently, the frequency of severe storms increases in Korea. Severe storms occurring in a short time cause huge losses of both life and property. A considerable research has been performed for the flood control system development based on an accurate stream discharge prediction. A physical model is mainly used for flood forecasting and warning. Physical rainfall-runoff models used for the conventional flood forecasting process require extensive information and data, and include uncertainties which can possibly accumulate errors during modelling processes. ANFIS, a data driven model combining neural network and fuzzy technique, can decrease the amount of physical data required for the construction of a conventional physical models and easily construct and evaluate a flood forecasting model by utilizing only rainfall and water level data. A data driven model, however, has a disadvantage that it does not provide the mathematical and physical correlations between input and output data of the model. The characteristics of a data driven model according to functional options and input data such as the change of clustering radius and training data length used in the ANFIS model were analyzed in this study. In addition, the applicability of ANFIS was evaluated through comparison with the results of HEC-HMS which is widely used for rainfall-runoff model in Korea. The neuro-fuzzy technique was applied to a Cheongmicheon Basin in the South Han River using the observed precipitation and stream level data from 2007 to 2011.
In recent years, there is a remarkable progress in ICTs (Information and Communication Technologies), and then many attempts to apply ICTs to other industries are being made. In the field of disaster managements, ICTs such as RFID (Radio Frequency IDentification) and USN (Ubiquitous Sensor Network) are used to provide safe environments. Actually, various types of early warning systems using USN are now widely used to monitor natural disasters such as floods, landslides and earthquakes, and also to detect human-caused disasters such as fires, explosions and collapses. These early warning systems issue alarms rapidly when a disaster is detected or an event exceeds prescribed thresholds, and furthermore deliver alarm messages to disaster managers and citizens. In general, these systems consist of a number of various sensors and measure real-time stream data, which requires an efficient and rapid data processing technique. In this study, an event-driven architecture (EDA) is presented to collect event effectively and to provide an alert rapidly. A publish/subscribe event processing method to process simple event is introduced. Additionally, a complex event processing (CEP) technique is introduced to process complex data from various sensors and to provide prompt and reasonable decision supports when many disasters happen simultaneously. A basic concept of CEP technique is presented and the advantages of the technique in disaster management are also discussed. Then, how the main processing methods of CEP such as aggregation, correlation, and filtering can be applied to disaster management is considered. Finally, an example of flood forecasting and early alarm system in which CEP is incorporated is presented It is found that the CEP based on the EDA will provide an efficient early warning method when disaster happens.
Journal of Information Technology Applications and Management
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v.19
no.1
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pp.1-12
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2012
Data mining is the process of searching and analyzing large quantities of data for finding out meaningful patterns and rules. Artificial Neural Network (ANN) is one of the tools of data mining which is becoming very popular in forecasting the future values. Some of the areas where it is used are banking, medicine, retailing and fraud detection. In finance, artificial neural network is used in various disciplines including stock market forecasting. In the stock market time series, due to high volatility, it is very important to choose a model which reads volatility and forecasts the future values considering volatility as one of the major attributes for forecasting. In this paper, an attempt is made to develop two models - one using feed forward back propagation Artificial Neural Network and the other using Autoregressive Conditional Heteroskedasticity (ARCH) technique for forecasting stock market returns. Various parameters which are considered for the design of optimal ANN model development are input and output data normalization, transfer function and neuron/s at input, hidden and output layers, number of hidden layers, values with respect to momentum, learning rate and error tolerance. Simulations have been done using prices of daily close of Sensex. Stock market returns are chosen as input data and output is the forecasted return. Simulations of the Model have been done using MATLAB$^{(R)}$ 6.1.0.450 and EViews 4.1. Convergence and performance of models have been evaluated on the basis of the simulation results. Performance evaluation is done on the basis of the errors calculated between the actual and predicted values.
This study generated the radar-based forecasted rainfall using spatial-scale decomposition method (SCDM) and evaluated the hydrological applicability with forecasted rainfall by KMA (MAPLE, KONOS) in terms of urban flood forecasting. SCDM is to separate the small-scale field (convective cell) and large-scale field (straitform cell) from radar rainfield. And each separated field is forecasted by translation model and storm tracker nowcasting model for improvement of QPF accuracy. As the evaluated results of various QPF for three rainfall events in Seoul and Metropolitan area, proposed method showed better prediction accuracy than MAPLE and KONOS considering the simplicity of the methodology. In addition, this study assessed the urban hydrological applicability for Gangnam basin. As the results, KONOS simulated the peak of water depth more accurately than MAPLE and SCDM, however cannot simulated the timeseries pattern of water depth. In the case of SCDM, the quantitative error was larger than observed water depth, but the simulated pattern was similar to observation. The SCDM will be useful information for flood forecasting if quantitative accuracy is improved through the adjustment technique and blending with NWP.
Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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2005.05a
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pp.795-797
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2005
During the past few years, various traffic-flow forecasting models, i.e. an ARIMA, an ANN, and so on, have been developed to predict more accurate traffic flow. However, these models analyze historical data in an attempt to predict future value of a variable of interest. They make use of the following basic strategy. Past data are analyzed in order to identify a pattern that can be used to describe them. Then this pattern is extrapolated, or extended, into the future in order to make forecasts. This strategy rests on the assumption that the pattern that has been identified will continue into the future. So ARIMA or ANN models with its traditional architecture cannot be expected to give good predictions unless this assumption is valid; The statistical models in particular, the time series models are deficient in the sense that they merely extrapolate past patterns in the data without reflecting the expected irregular and infrequent future events Also forecasting power of a single model is limited to its accurate. In this paper, we compared with an ANN model and ARIMA model and tried to combine an ARIMA model and ANN model for obtaining a better forecasting performance. In addition to combining two models, we also introduced judgmental adjustment technique. Our approach can improve the forecasting power in traffic flow. To validate our model, we have compared the performance with other models. Finally we prove that the proposed model, i.e. ARIMA + ANN + Judgmental Adjustment, is superior to the other model.
High-speed rail (HSR) has been in operation and development in many countries worldwide. The explosive growth of HSR has posed great challenges for operation safety and ride comfort. Among various technological demands on high-speed trains, vibration is an inevitable problem caused by rail/wheel imperfections, vehicle dynamics, and aerodynamic instability. Ride comfort is a key factor in evaluating the operational performance of high-speed trains. In this study, online monitoring data have been acquired from an in-service high-speed train for condition assessment. The measured dynamic response signals at the floor level of a train cabin are processed by the Sperling operator, in which the ride comfort index sequence is used to identify the train's operation condition. In addition, a novel technique that incorporates salient features of Bayesian inference and time series analysis is proposed for outlier detection and change detection. The Bayesian forecasting approach enables the prediction of conditional probabilities. By integrating the Bayesian forecasting approach with time series analysis, one-step forecasting probability density functions (PDFs) can be obtained before proceeding to the next observation. The change detection is conducted by comparing the current model and the alternative model (whose mean value is shifted by a prescribed offset) to determine which one can well fit the actual observation. When the comparison results indicate that the alternative model performs better, then a potential change is detected. If the current observation is a potential outlier or change, Bayes factor and cumulative Bayes factor are derived for further identification. A significant change, if identified, implies that there is a great alteration in the train operation performance due to defects. In this study, two illustrative cases are provided to demonstrate the performance of the proposed method for condition assessment of high-speed trains.
Ramadhani, Adyan Marendra;Kim, Na Rang;Lee, Tai Hun;Ryu, Seung Eui
Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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v.23
no.4
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pp.81-92
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2018
Bitcoin is a cryptographic digital currency and has been given a significant amount of attention in literature since it was first introduced by Satoshi Nakamoto in 2009. It has become an outstanding digital currency with a current market capitalization of approximately $60 billion. By 2019, it is expected to have over 5 million users. Nowadays, investing in Bitcoin is popular, and along with the advantages and disadvantages of Bitcoin, learning how to forecast is important for investors in their decision-making so that they are able to anticipate problems and earn a profit. However, most investors are reluctant to invest in bitcoin because it often fluctuates and is unpredictable, which may cost a lot of money. In this paper, we focus on solving the Bitcoin forecasting prediction problem based on deep learning structures and neural decomposition. First, we propose a deep learning-based framework for the bitcoin forecasting problem with deep feed forward neural network. Forecasting is a time-dependent data type; thus, to extract the information from the data requires decomposition as the feature extraction technique. Based on the results of the experiment, the use of neural decomposition and deep neural networks allows for accurate predictions of around 89%.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.40
no.4
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pp.253-259
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2017
Recent development in science and technology has modernized the weapon system of ROKN (Republic Of Korea Navy). Although the cost of purchasing, operating and maintaining the cutting-edge weapon systems has been increased significantly, the national defense expenditure is under a tight budget constraint. In order to maintain the availability of ships with low cost, we need accurate demand forecasts for spare parts. We attempted to find consumption pattern using data mining techniques. First we gathered a large amount of component consumption data through the DELIIS (Defense Logistics Intergrated Information System). Through data collection, we obtained 42 variables such as annual consumption quantity, ASL selection quantity, order-relase ratio. The objective variable is the quantity of spare parts purchased in f-year and MSE (Mean squared error) is used as the predictive power measure. To construct an optimal demand forecasting model, regression tree model, randomforest model, neural network model, and linear regression model were used as data mining techniques. The open software R was used for model construction. The results show that randomforest model is the best value of MSE. The important variables utilized in all models are consumption quantity, ASL selection quantity and order-release rate. The data related to the demand forecast of spare parts in the DELIIS was collected and the demand for the spare parts was estimated by using the data mining technique. Our approach shows improved performance in demand forecasting with higher accuracy then previous work. Also data mining can be used to identify variables that are related to demand forecasting.
Lee, Woo Chang;Kim, Yang Sok;Kim, Jung Min;Lee, Choong Kwon
Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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v.25
no.2
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pp.57-72
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2020
The price of iron ore has continued to fluctuate with high demand and supply from many countries and companies. In this business environment, forecasting the price of iron ore has become important. This study developed the machine learning model forecasting the price of iron ore a one month after the trading events. The forecasting model used distributed lag model and deep learning models such as MLP (Multi-layer perceptron), RNN (Recurrent neural network) and LSTM (Long short-term memory). According to the results of comparing individual models through metrics, LSTM showed the lowest predictive error. Also, as a result of comparing the models using the ensemble technique, the distributed lag and LSTM ensemble model showed the lowest prediction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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