LSTM 모형을 이용한 태양활동지표 F10.7 예측

김병천(Byung Chun Kim),김유광(You Gwang Kim),이서현(Seo Hyun Lee) 한국자료분석학회 2020 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.22 No.1

인공위성에 사용되는 재료가 우주에서 운용되는 동안 원자산소(atomic oxygen)에 의하여 발생하는 침식(erosion)에 중요한 영향을 미치는 태양활동의 지표 중 하나인 F10.7의 예측은 인공위성 최적 설계에 있어서 핵심 요소이다. 그 동안은 최악의 상황을 가정한 예측에 따라 설계하였으나, 인공위성 제작이 민간에게 전이되는 상황에서 이러한 지표의 예측에 통계적 방법뿐만 아니라 최신의 기계학습(machine learning) 기법들을 적용하는 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 F10.7을 예측하는 방법으로 LSTM(long short-term memory) 네트워크를 적용하였다. 특별히 본 논문에서는 전체 자료를 일반적으로 기계학습에서 사용하고 있는 학습 자료(training set), 검증 자료(validation set), 평가 자료(test set)로 나누는 대신, 학습 자료의 크기가 줄어드는 것을 피하기 위하여 검증용 자료를 사용하지 않으면서 과적합 이전에 학습 과정을 멈추는 방안을 제안하였다. 또한 한 개의 시점을 예측하는 것과 12개의 시점을 한번에 예측하는 방법을 함께 제안한다. LSTM 네트워크를 이용한 예측은 모수적 예측 방법인 자기회귀이동평균(ARIMA) 모형보다 더 안정적이고 12개월을 한번에 예측하는 것이 보다 경쟁력 있는 결과를 보여주었다. The prediction of F10.7, which is an indicator showing the solar activity, influencing seriously on atomic oxygen erosion of satellite surface coating materials is one of the key issues in the satellite design. It has been actively conducted recently using not only statistical but machine learning techniques. In this paper, we study a method for using a long short-term memory (LSTM) network in predicting F10.7 data. We suggest a method of model validation to solve the over-fitting problem without extracting a validation sample out of the whole data set which does not reduce the size of the training data set. Also we show that predicting 12 points together at a time provides less forecasting error (RMSE, MAPE) than predicting one point at a time. The results from using LSTM network show more stable and competitively better forecasting performance than those from parametric long range dependent time series model autoregressive integrated moving average (ARIMA) model.

MATLAB을 이용한 송전선로의 아크사고 검출 및 고장거리 추정 소프트웨어 개발에 관한 연구

金秉泉(Byung-Chun Kim),朴南沃(Nam-Ok Park),金東秀(Dong-Su Kim),金喆煥(Chul-Hwan Kim) 대한전기학회 2002 전기학회논문지A Vol.51 No.4

Benign nevus or malignant melanoma?

김병천 ( Byung Chun Kim ) 대한피부과학회 2002 초록집 Vol.40 No.10

두개골 침범을 동반한 선천성 자연치유성 망상조직구증

김창덕 ( Chang Duk Kim ),김기훈 ( Gi Hun Kim ),박재홍 ( Jae Hong Park ),김병천 ( Byung Chun Kim ),이규석 ( Kyu Suk Lee ) 대한피부과학회 2003 대한피부과학회지 Vol.41 No.4

Congenital self-healing reticulohistiocytosis(CSHRH) consists of multiple disseminated papulonodular skin lesions of varying sizes and regress spontaneously in several weeks to months with little or no scarring, and until recently it has been regarded as a benign cutaneous disease without systemic involvement. However, involvement of organ systems other than the skin has been described occasionally and recurrence of disease at sites distant from the skin has been documented. We present a case of CSHRH in a full termed, normal spontaneous vaginal delivered male neonate. He had reddish colored nodules on the whole body without systemic symptoms. Four weeks later, the skin lesions cleared concurrently with bony involvement of the skull. Because multiple organ systems can be involved and recurrences are possible, long-term follow-up of these patients is indicated. (Korean J Dermatol 2003;41(4) : 466~469)

허혈양상화, adenosine 및 pinacidil이 허혈 및 재관류후 흰쥐 넙다리곧은근에서 나타나는 세포자멸의 발현에 미치는 영향

김병천(Byung Chun Kim),백두진(Doo Jin Paik),안동춘(Dong Choon Ahn),조원길(Won Gil Cho),이관형(Kwan Hyung Lee),황규성(Kyu Sung Hwang),정호삼(Ho Sam Chung) 대한체질인류학회 1998 대한체질인류학회지 Vol.11 No.2

본 실험에서는 뼈대근육에서 2시간 허혈 및 재관류시, 허혈양상화후, adenosine 수용체 자극 후 및 KATP 통로 개구 후 2시간 허혈 및 재관류시 나타나는 세포자멸의 반도를 비교 관찰하여 허혈양상화의 효과와 그 기전을 규명하고자 하였다. 실험동물로는 200~250g의 건강한 Sprague -Dawley계 웅성흰쥐를 사용하였으며, pentobarbital(50mg/kg)을 복강 내 투여하여 마취시킨 다음 하복부를 절개하고 왼쪽 온엉덩동맥을 혈관집게로 2시간 차단하여 허혈 시켰고, 2시간 허혈직후와 재관류 1시간, 2시간, 6시간, 12시간 및 24시간 경과 후 왼쪽 넙다리곧은근의 중간 표면부위를 적출하였다. 허혈양상화처치는 2시간 허혈 전에 5분간 허혈과 5분간 재관류를 3회 반복하였고, adenosine(50μg/kg) 혹은 pinacidil(50 mg/kg)은 허혈개시직전 정맥 주사로 투여한 다음 2시간 허혈 시키고 재관류시켰다. 적출한 왼쪽 넙다리곧은근을 적출하여 24시간 내에 파라핀 블록을 제작하고 6μm의 절편을 획득한 다음 세포자멸강지 kit를 이용하여 세포자멸의 발현을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 허혈양상화시와 adenosine 혹은 pinacidil 투여 시 넙다리곧은근에서 세포자멸의 반응은 음성 혹은 미약하게 나타났다. 2 2시간 허혈 및 재관류 시 세포자멸의 반응은 증가하였다. 허혈양상화후와 pinacidil 투여 후 2시간 허혈 및 재관류 시에는 세포자멸의 반응이 음성 혹은 미약하게 나타났다. 3 Adenosine 투여 후 허혈 및 재관류 시에는 넙다리곧은근에서 세포자멸의 반응이 강하게 나타났다. 이상의 결과에서 허혈양상화로 흰쥐의 넙다리곧은근에서 허혈 및 재관류 후 나타나는 세포자멸의 반응이 감소하였으며, 이러한 효과는 KATP통로의 개구와 연관이 있는 것으로 결론지을 수 있다.

초청 총설 : 바이오에너지 및 바이오화학원료인 C4-C6 생산

김병천 ( Byung Chun Kim ),이성철 ( Sung Chul Yi ),상병인 ( Byoung In Sang ) 한국공업화학회 2011 공업화학 Vol.22 No.5

석유자원의 고갈이 에너지 및 화학원료물질로 재생 가능한 바이오매스의 이용성을 증가시키고 있다. 본 총설에서는 바이오에너지 및 바이오화학원료인 C4-C6 생산에 관해 논하고자 한다. 주요한 C4 물질인 n-butanol과 n-butyric acid를 다량 생산하는 미생물은 Clostridium tyrobutyricum, Clostridium beijerinckii, Clostridium acetobutylicum이다. 대표적인 C6 물질인 n-hexanoic acid는 Clostridium kluyveri와 Megasphaera elsdenii가 다량 생산한다. 미생물 발효에 의해 보고된 n-butanol, n-butyric acid, n-hexanoic acid의 최대 생산량은 각각 21, 55, 19 g/L이었다. 배양과정에서 이들 생산물의 제거는 최종산물억제의 감소로 미생물에 의한 n-butanol, n-butyric acid, n-hexanoic acid의 생산량을 증가시켰다. 특히 C6 물질인 n-hexanoic acid는 n-hexanol로 될 수 있는 고 부가가치 물질로 생물학적 생산 연구가 꾸준히 진행 중인데, 신규한 미생물인 Clostridium sp. BS1은 galactitol을 이용하여 5 g/L의 n-hexanoic acid를 생산하였다. Depletion of petroleum increased the need of alternative energy and chemical resources. Biomass, a renewable resource, can be transformed to bioenergy and biomaterials, and the materials from biomass will ultimately substitute petroleum based energy and chemical compounds. In this perspective, production of C4-C6 compounds for bioenergy and biomaterials are described for understating of current research progress. n-Butanol and n-butyric acid, the major C4 compounds, are produced by Clostridium tyrobutyricum, Clostridium beijerinckii, and Clostridium acetobutylicum. n-Hexanoic acid, a typical C6 compound, is produced by Clostridium kluyveri and Megasphaera elsdenii. Reported maximum amount of n-butanol, n-butyric acid and n-hexanoic acid was 21, 55, and 19 g/L, respectively, and extraction of these C4-C6 compounds are induced increase production by those anaerobic bacteria. In addition, a new bacterium Clostridium sp. BS-1 produced 5 g/L of n-hexanoic acid using galactitol.

Controversies in Mycosis Fungoides

김병천 ( Byung Chun Kim ) 대한피부과학회 2003 초록집 Vol.41 No.10

개인용 컴퓨터에서의 통계페키지의 선택과 활용

김병천(Byung Chun Kim) 한국통계학회 1987 응용통계연구 Vol.1 No.1

컴퓨터의 발전에 따라 개인용 컴퓨터에서 통계페키지를 손쉽게 사용할 수 있다. 그러나 통계페키지를 사용할 수 있는 개인용 컴퓨터를 선택하는 문제도 그렇게 쉽지 않다. 본 논문에서는 통계페키지를 사용하기 위한 개인용 컴퓨터의 구성에 관하여 논하고 통계페키지를 구입시 수치적 결과가 좋은 통계페키지를 어떻게 검토하여 선택하느냐를 다루고, 현재 개인용 컴퓨터에서 사용 가능한 통계페키지들을 소개한다. Statistical data analysis using the statisticaal packages can be performed on the personal computers. But it is not easy to select a personal computer in which statisticians could run statistical packages. The paper discusses some of the minimum requirements of the personal computers to use statistical packages and how to choose good statistical packages with better numerical results and introduces the statistical packages which are available in the personal computers.

소아 장중첩증에서 감입부길이에 대한 고찰

김병천(Byung Chun Kim),이재정(Jae Jung Lee),이기주(Ki Chu Lee) 대한외과학회 1990 Annals of Surgical Treatment and Research Vol.39 No.4

Tukey-Kramer 방법을 이용한 4개 평균에 관한 정확한 동시 신뢰구간의 통계적 계산 방법

김병천(Byung Chun Kim),김화선(Wha Sun Kim),조신섭(Sin Sup Cho) 한국통계학회 1989 응용통계연구 Vol.2 No.1

서로 같은 분산을 가지며 정규분포를 따르는 4개의 처리평균의 대응비교에 관한 연구로서, 삼중 t-분포를 이용하여 동시포함 범위 확률값이 정확히 1-α를 갖는 통계적 계산방법과 기법을 고찰하였다. 이 기법을 이용하여 처리사이의 표본 갯수를 변화시켜 대응되는 정확한 신뢰구간을 구하며 기존의 신뢰구간의 길이 비교, 실험적 오차 비, 효율성을 조사하였다. The problem of simultaneously estimating the pairwise differences of means of four independent normal populations with equal variances is considered. A statistical computing procedure involving a trivariate t density constructs the exact confidence intervals with simultaneous co verage probability equal to l-α. For equal sample sizes, the new procedure is the same as the Tukey studentized range procedure. With unequal sample sizes, in the sense of efficiency for confidence interval lengths and experimentwise error rates, the procedure is superior to the various generalized Tukey procedures.