앙상블 모형을 이용한 단기 용수사용량 예측의 적용성 평가

소병진,권현한,구자용,나봉길,김병섭 대한상하수도학회 2014 상하수도학회지 Vol.28 No.4

In recent years, Smart Water Grid (SWG) concept has globally emerged over the last decade and also gained significant recognition in South Korea. Especially, there has been growing interest in water demand forecast and this has led to various studies regarding energy saving and improvement of water supply reliability. In this regard, this study aims to develop a nonlinear ensemble model for hourly water demand forecasting which allow us to estimate uncertainties across different model classes. The concepts was demonstrated through application to observed from water plant (A) in the South Korea. Various statistics (e.g. the efficiency coefficient, the correlation coefficient, the root mean square error, and a maximum error rate) were evaluated to investigate model efficiency. The ensemble based model with an cross-validate prediction procedure showed better predictability for water demand forecasting at different temporal resolutions. In particular, the performance of the ensemble model on hourly water demand data showed promising results against other individual prediction schemes.

전주장(全州欌) 제작기법과 조형성연구

소병진 한국전통문화대학교 전통문화연구소 2022 한국전통문화연구 Vol.30 No.-

Jangrong(欌籠) is an indispensable daily necessity in traditional Hanok, and the craftsman who made it was called Somok, who were distinguished from the house-building carpenters Daemok. The wardrobe, which has been popular since the Joseon Dynasty, was a well-made wardrobe and was also a symbol of wealth. Jeonjujan g28 style existed in Jeonju, North Jeolla Province, where traditional Hanok was well preserved and passed down, and it was handed down by Somok, but it gradually began to disappear through the modern period. In this research, in order to study the manufacturing techniques shown in the Jeonjujang, two types of prototypes (goljustyle two-tier Beoseonjang and nulpanstyle two-tier Taeguekjang) were measured, and actual measurement drawings were conducted. In addition, the characteristic technique was studied while examining the manufacturing method using traditional tools. According to the results, the wood used for the Jeonjujang was mainly Toona Sinensis, paulownia, and red pine, and the external shape was classified into a plank type mainly made of boards and a frame type with columns. In these wardrobes, techniques commonly used in traditional windows and doors such as Yeongwi zzaim, Jumeok zzaim, Jebichok zzaim, etc were used. The doors were hinged or half of one side hinged, showing two functions in one wardrobe, and various types of steel decorations were attached to express beauty. For the manufacturing of a wardrobe, more than 50 tools were used, such as a traditional planer for cutting out timber, a chisel for digging, a hammer for striking, an awl for drilling holes, a knife for carving patterns, and a file for grinding, etc.

Quantile 회귀분석을 이용한 극대강수량 자료의 경향성 분석

소병진,권현한,안정희,So, Byung-Jin,Kwon, Hyun-Han,An, Jung-Hee 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.8

기존 Ordinary Regression (OR) 방법을 이용한 경향성 분석은 경향성을 과소평가하는 문제점을 나타낸다. 이러한 점에서 본 연구에서는 자료의 정규분포 가정과 평균을 중심으로 경향성 평가가 이루어지는 기존 Ordinary Regression (OR) 방법을 개선한 Quantile Regression (QR) 방법을 제안하였다. 본 연구에서는 64개 강우 관측지점의 연 최대 극대강수량 자료에 대하여 QR 방법과 OR 방법에 대하여 통계적 성능을 평가하였다. QR 방법의경향성 분석결과 47개 지점에서 5% 오차수준 내에서 t-검정을 통과한 반면 OR 방법에서는 13개 지점 만이 통계적 유의성을 가지는 것으로 나타났다. 이는 OR 방법이 자료의 평균을 중심으로 경향성을 평가하는 기법인데 반해 QR은 자료의 다양한 분위에서 경향성을 평가함으로써 극대 및 극소 부분에서의 경향성을 보다 유연하게 감지하는 이유로 판단된다. QR 방법을 통한 경향성 평가는 평균 중심의 해석문제점을 개선할 수 있으며 자료가 정규분포를 따르지 않거나 왜곡된 분포형태를 갖는 자료의 수문학적 경향성 평가에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다. The underestimating trend using existing ordinary regression (OR) based trend analysis has been a well-known problem. The existing OR method based on least squares approximate the conditional mean of the response variable given certain values of the time t, and the usual assumption of the OR method is normality, that is the distribution of data are not dissimilar form a normal distribution. In this regard, this study proposed a quantile regression that aims at estimating either the conditional median or other quantiles of the response variable. This study assess trend in annual daily maximum rainfall series over 64 weather stations through both in OR and QR approach. The QR method indicates that 47 stations out of 67 weather stations are a strong upward trend at 5% significance level while OR method identifies a significant trend only at 13 stations. This is mainly because the OR method is estimating the condition mean of the response variable. Unlike the OR method, the QR method allows us flexibly to detect the trends since the OR is designed to estimate conditional quantiles of the response variable. The proposed QR method can be effectively applied to estimate hydrologic trend for either non-normal data or skewed data.

기상청 차세대 기후변화 시나리오 전망 및 평가 <기상청 RCP 시나리오 중심으로>

소병진,김민지,권현한,So, Byeong-Jin,Kim, Min-Ji,Gwon, Hyeon-Han 한국수자원학회 2012 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.45 No.8

목가구용 적층부재를 활용한 전주장(全州欌) 제작기술 재현

소병진,배고운,정광용 사단법인 한국조형디자인협회 2022 조형디자인연구 Vol.25 No.4

본 연구에서는 전주장의 역사와 함께 구조적 및 형태적 특징에 대해 면밀히 파악하고, 전통 방식을 적용하여 전주장을 직접 제작함으로서 조선 한식가구 제작기술을 전승하고자 한다. 특히 본 연구자의 독특한 기술에 해당하는 적층부재 제작기술을 적용하여 대표적인 조선 한식가구인 전주장의 뛰어난 조형미를 재현하고자 한다.

Large scale 기상정보를 활용한 시공간적 Downscaling 모형 개발 및 수문기상학적 활용

소병진,권현한 한국기상학회 2015 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2015 No.10

기상청 기후변화 시나리오를 이용한 장대레일의 미래 취약성 평가

소병진,노서균,권현한 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

장대레일은 200m~300m 이상에 길이를 갖는 선로를 의미하며 열차진동이 저감되고 무진동, 쾌속운행으로 좋은 승차감을 제공하여 서비스 향상에 기여할 뿐 아니라, 궤도보수주기 연장으로 보수비절감, 궤도재료 절약 등으로 철도경영 합리화에 크게 이바지 하고 있다. 이러한 장대레일의 효율성과 용이성으로 인하여 현재 전국 선로 중 55%가 부설되어 있으며 매년 장대레일의 설치 비율이 증가되고 있다. 장대레일에 설치 즉, 설정방법은 규정된 중위온도 내에서 설치하는 중위온도법을 기준으로 시행되고 있는 실정이며, 장대레일에 나타나는 문제점인 신축과 좌굴 현상은 레일온도 상승으로 인한 축압력 및 횡압력에 증가로 인하여 야기된다. 또한, 온도에 따른 열차 운전 규정에서는 고속선과 일반선로에 따라서 레일온도 범위에 따른 열차운전 최고속도 제한 및 운행중지와 같은 규정이 제시되어 있다. 이처럼, 장대레일 설정 및 운행에 있어서 발생할 수 있는 위험은 모두 온도와 연관되어 나타나고 있는 실정이다. 또한, 최근 지구온난화 현상으로 인한 이상기온에 출현 횟수가 증가하고 대기 온도상승하고 있음이 여러 연구 결과로 제시되고 있으며 국가적으로 미래 기후변화에 따른 온도 변화를 예측하고 대비책을 강구하고 있다.이에 본 연구에서는 미래 온도 변화로 인하여 장대레일에 온도 변화량을 파악하고 장대레일의 온도변화로 인하여 발생할 수 있는 위험성을 장대레일 재설정 규정과 열차 운전 규정을 바탕으로 미래 장대레일에 위험성을 살펴보고자 한다. 이에 본 연구에서는 익산시에서 측정된 대기온도와 레일온도를 통하여 대기-레일온도 관계를 규명하고 기상청에서 제공하는 2011~2100년 기간에 대한 미래 기후변화 시나리오를 이용하여 미래 레일온도를 산출함으로써 미래 레일온도에 따른 장대레일의 취약성을 평가해 보고자 한다. 본 연구결과는 온도상승에 따른 열차운전 규제 규정을 통하여 미래에 발생되어지는 열차운전 규제의 횟수 및 재설정 수행 횟수를 산출해 봄으로써 현행 장대레일 재설정시 규정과 온도상승에 따른 열차운전 규제 규정의 취약성을 평가하고 미래 기후변화에 따른 적응 방안을 강구해 볼 수 있을 것으로 판단된다.

Quantile 회귀분석을 이용한 극대강수량 자료의 경향성 분석

소병진,권현한,안정희 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.8

기존 Ordinary Regression (OR) 방법을 이용한 경향성 분석은 경향성을 과소평가하는 문제점을 나타낸다. 이러한 점에서 본 연구에서는 자료의 정규분포 가정과 평균을 중심으로 경향성 평가가 이루어지는 기존 Ordinary Regression (OR) 방법을 개선한 Quantile Regression (QR) 방법을 제안하였다. 본 연구에서는 64개 강우 관측지점의 연 최대 극대강수량 자료에 대하여 QR 방법과 OR 방법에 대하여 통계적 성능을 평가하였다. QR 방법의 경향성 분석결과 47개 지점에서 5% 오차수준 내에서 t-검정을 통과한 반면 OR 방법에서는 13개 지점 만이 통계적 유의성을 가지는 것으로 나타났다. 이는 OR 방법이 자료의 평균을 중심으로 경향성을 평가하는 기법인데 반해 QR은 자료의 다양한 분위에서 경향성을 평가함으로써 극대 및 극소 부분에서의 경향성을 보다 유연하게 감지하는 이유로 판단된다. QR 방법을 통한 경향성 평가는 평균 중심의 해석문제점을 개선할 수 있으며 자료가 정규분포를 따르지 않거나 왜곡된 분포형태를 갖는 자료의 수문학적 경향성 평가에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다. The underestimating trend using existing ordinary regression (OR) based trend analysis has been a well-known problem. The existing OR method based on least squares approximate the conditional mean of the response variable given certain values of the time t, and the usual assumption of the OR method is normality, that is the distribution of data are not dissimilar form a normal distribution. In this regard, this study proposed a quantile regression that aims at estimating either the conditional median or other quantiles of the response variable. This study assess trend in annual daily maximum rainfall series over 64 weather stations through both in OR and QR approach. The QR method indicates that 47 stations out of 67 weather stations are a strong upward trend at 5% significance level while OR method identifies a significant trend only at 13 stations. This is mainly because the OR method is estimating the condition mean of the response variable. Unlike the OR method, the QR method allows us flexibly to detect the trends since the OR is designed to estimate conditional quantiles of the response variable. The proposed QR method can be effectively applied to estimate hydrologic trend for either non-normal data or skewed data.

댐 위험도 분석을 위한 수문학적 위험도 해석 모형 개발

소병진,권현한,김진영 한국방재학회 2012 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.11 No.-

현재 수문학적 댐 위험도 평가는 극한상황을 고려한 설계수문량과 같은 하중조건을 가정하여 댐의 안전을 판단하고 있다. 하지만 최근 증가하는 기상변동성을 능동적으로 고려하기 위해서는 확률·통계학적 수공구조물 안정성 평가기법을 기반으로 하는 위험도 해석 방안 수립이 요구된다. 본 연구에서는 소양강댐 유역에 12개 강우관측소에 공간상관성을 재현해주며 극치강우량의 변동성을 효과적으로 모의할 수 있는 불확실성을 고려한 Monte Carlo Simulation 모의를 실행하였다. 강우모의 기법을 통해 도출된 결과로 산출된 강수자료는 HEC-1 모형의 매개변수의 불확실성을 고려할 수 있는 Bayesian HEC-1 모형에 이용되었다. BHEC-1 모형을 통하여 산출된 10,000개의 Ensemble 자료를 댐 모의운영이 가능한 HEC-5 모형에 적용하였으며, 이때, 소양강 댐의 상시 만수위를 댐 초기수위로 적용하였으며, 소양강 댐의 여수로 수위-유량곡선을 이용한 일정률 조절방식을 홍수조절방식으로 채택하여 적용하였다. 본 연구는 기상변동성에 따른 강우에 불확실성을 고려하였으며, HEC-1 모형에 매개변수의 불확실성을 Bayesian 모형을 결합하여 정량화 하였으며, 여수로에 파괴에 따른 수위-유량곡선을 이용하여 여수로의 작동 여부에 따른 댐 운영 모의를 실시하여 강우 및 모의 모형과 댐에서 일어날 수 있는 상황을 고려하였다. 또한, 강우모의에서 저수지모의까지의 일련의 과정을 하나의 통합모형으로 구축하여 기존의 이분화된 모형 분석과정을 하나의 모형으로 통합하였다. 본 모형의 결과는 추후 댐 위험도 추정 도구인 ETA(Event Tree Analysis)에 수문학적 사건의 부하확률(Loading probability)로 이용될 수 있다.

TRMM 위성자료를 활용한 한국의 고해상도 강수정보 개발과 평가

소병진,김민지,권현한 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-

컴퓨터의 발달로 인하여 분포형 입력 자료를 기반으로 복잡한 물리현상을 고려할 수 있는 수자원/수문 분야의 다양한 해석 모델이 활발하게 개발 및 연구되어지고 있다. 현재 우리나라에서 운영중인 지상관측장비는 AWS(Automatic Weather System), ASOS(Automated Synoptic Observing System)로 총 668개의 조밀한 자동 관측 장비가 운영 중이지만 공간적인 연속자료의 취득에 있어서 보간법의 적용이 불가피하며, 그에 따른 오차가 발생하고 있다. 위성 자료는 연속적인 자료의 취득이 가능하다는 장점이 있지만 지상 관측 장비와의 오차로 인하여 직접적인 기상 위성자료의 이용이 불가능한 상황이다. 이에 본 연구에서는 TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission) 위성자료와 기상청에서 운영중인 80여개의 지상관측장비 자료, 한국의 지형자료를 이용하여 TRMM 위성자료를 이용한 고해상도 강수정보를 생성해보고자 한다. 본 연구는 지점 강우자료와 지형자료 또는 공간적 연속성을 갖는 위성자료(NDVI) 사이의 비교를 통하여 관계성이 큰 연속자료를 선택한다. 차후 선택된 자료와 TRMM 강우자료 사이의 관계식을 통하여 지점 관측자료와 상응하는 위치에 보정된 TRMM 강우 결과와 지점 관측 자료와의 적합성이 뛰어난 관계식을 도출한다. 마지막으로 도출된 결과에 대한 다양한 적합성 검정을 통하여 상세화 된 TRMM 강우정보의 적용성을 평가하고자 한다. 관계식을 활용한 보정된 TRMM의 상세화 정보는 미계측 지역의 공간적 상관성을 재현함으로서 지점자료가 갖는 한계를 보정할 수 있을 것으로 판단되며 다양한 분포형 기반의 수문/수자원 모형에 활용이 가능할 것으로 판단 된다.