본 논문에서는 요트 계류장과 같은 소형 해상 부유체의 위기수준을 모니터링하기 위한 확률 기반 위기평가기법(Probability based risk Evaluation Techniques, PET)의 이론적인 접근 방법을 기술하였다. PET는 5단계 척도의 위기 기준을 이용한 위기 판단 절차가 핵심 개념이다. 이러한 5단계 척도들은 폐형 공식을 이용한 해상 부유체 운동의 응답함수에 대한 누적확률분포에서 계산했다. 그리고 위기기준을 갖는 PET의 위기판단 절차를 제안하였다. PET의 유용성 검증을 위하여 시뮬레이션 실험을 하였는데, 실험에는 해상 부유체의 운동 측정에 사용할 ADIS16405 센서의 전기특성을 갖는 모의 신호를 이용하였다. 실험결과, PET의 위기평가 오차는 최대 5.0 수준에서 0.38 수준으로 나타났다. 이 결과로부터 제안한 PET가 모니터링 기법으로 사용 가능함을 확인하였다.

An efficient and practical reliability analysis method is required for the development of reliability-based design (RBD) guidelines of coastal structures. Such a novel method is presented in this paper. It is capable of evaluating reliability of real complicated coastal structures considering uncertainties in various sources of design parameters. It is developed by intelligently integrating the Latin hypercube sampling (LHS) method and the finite element method (FEM). The applicability and efficiency of the proposed method are verified using a caisson-type quay wall. in the numerical example.

This study is to evaluate fatigue resisting capacity of insulated sandwich wall panel under wind-induced fatigue loading. The fatigue loading is calculated based on the probability distribution function (Weilbull and Rayleigh). The serviceability of the insulated sandwich panel was evaluated subjected to the probability-based fatigue loading.

상관관계가 높은 복합열화의 완벽한 개별예측모델의 개발은 매우 어려운 문제로, 본 논문에서는 현수교 시스템의 미래열화와 유지 예산을 예측하기 위하여, 10년간의 유지 데이터가 주어진 매개변수(파손지표와 사용성)의 사후 확률 밀도함수를 찾기 위해 베이지언 추론을 적용하였다. 마르코프 연쇄 몬테카를로법을 이용하여 매개변수의 사후 분포를 조사하였다. 감소한 사용성의 모의위험예측은 사전분포와 연간유지 업무에서 업데이트한 데이터의 가능성에 따라 작성한 사후 분포이다. 기존의 선형 예측 모델과 비교하면, 제안된 2차 모델은 교량부품의 사용성, 위험요소, 그리고 유지 예산의 측정 데이터에 대하여 매우 개선된 수렴성과 근접성을 제공한다. 따라서 제안된 2차 추계학적 회귀 모델을 기반으로 복잡한 사회간접설비의 미래 성능과 유지관리예산을 예측하고 제어할 수 있는 기회를 제공할 것으로 기대한다.

최근 다양한 기후변동성으로 인해 전세계적으로 극한호우사상이 동시다발적으로 일어나고 있다. 우리나라의 극한호우사상은 주로 여름철 태풍으로 인한 호우와 국지성 집중호우에 의해서 발생한다. 극한호우사상에 대한 적절한 확률강우량을 추정하기 위해서, 본 연구에서는 연최대치일강우를 태풍으로 인한 강우와 집중호우로 인한 강우로 구분하여 확률적 거동을 고려하였다. 일반적인 강우빈도해석법은 연최대치강우가 단일 모집단을 이룬다고 가정하여 단일 분포함수를 적용하여 확률강우량을 추정하는 반면, 본 연구에서는 연최대치강우를 구성하는 두 가지 호우의 통계적 특성을 수문빈도해석에서 고려하기 위해, 혼합 분포함수를 적용하였다. 비교적 긴 관측강우자료를 보유한 15개 지점을 선정하여, 일강우량에 대한 확률강우량을 산정하고 비교분석을 실시하였다. 혼합 검벨분포모형에 의한 확률강우량은 단일 검벨분포함수를 적용한 확률강우량과 비교하여 지역에 따라 증감이 나타났으며, 이러한 결과는 홍수방어시스템의 계획 및 설계에서 유용한 정보를 제공할 것이다.

본 연구에서는 스케일 특성을 이용하여 기후변화에 따른 일단위 이하의 극한강우를 평가할 수 있는 방법을 제안하였으며, 서울을 비롯한 6개 주요 기상관측소 지점을 대상으로 적용성을 평가하였다. 우선, 과거 관측자료를 이용하여 스케일 특성을 이용한 확률강우량 산정기법의 적용성을 평가하였으며, 평가 결과 빈도분석과 스케일 특성으로 산정된 확률강우량의 절대상대오차가 10% 내외의 범위를 보였다. 또한 기준기간의 기후시나리오를 이용하여 적용성 평가를 수행한 결과 100년 빈도이내에서 20% 내의 절대상대오차를 보였다. 평가 결과를 통해 본 연구에서 적용한 스케일 특성 기법은 미래 확률강우량 산정 시 신뢰성 있는 결과를 도출할 수 있을 것으로 판단된다.

재해영향예보는 기존의 기상요소 중심의 예보에서 벗어나 기상상황에 따른 잠재적 사회경제적 위험도 정보를 함께 제공하는 것을 의미한다. 재해영향예보의 제공시 가장 핵심적 사항은 기상상황에 따라 발생가능한 재해를 예측하고 이에 대한 위험도 정보를 적절히 제공하는 것이다. 하지만 단순히 기상정보와 재해정보를 통합하여 제공하는 재해영향 예보는 기상예보가 확률적 성격을 가지고 있으므로 예보의 내용이 실현된 기상상황과 괴리가 보일 때 재해영향예보 소비자에게 혼동을 줄 수 있다. 따라서 효과적인 재해영향예보는 소비자가 비교적 쉽게 예보의 확률적 성격을 이해할 수 있으며 재해기상상황에 대한 위험도 정보를 미리 숙지할 수 있는 것이어야 한다. 그리고 예보에 기반하여 기상재해에 대한 소비자의 합리적 대응이 가능하도록 하는 것이어야 한다. 본 연구에서는 재해영향예보시 재해기상에 대한 예보정보를 과거재해를 발생시킨 재해기상 및 확률기상 정보와 비교하여 제공하여 기상정보의 소비지가 기상현상이 가져오는 위험도를 보다 직관적으로 이해할 수 있도록 하는 방안을 제시하였다.

최근 지진해일에 의한 막대한 인명 및 재산피해로 인해 지진해일 위험을 경감시키기 위한 연구가 증가하고 있다. 하지만 지진해일에 관한 기존의 연구는 주로 수치모형실험을 통해 처오름 높이를 예측하는 것에 초점이 맞추어졌다. 본 연구에서는 확률론적 개념을 도입함으로써 급작스런 지진해일에 의한 위험지역을 예측하였다. 위험지역 예측을 위해 먼저 범람데이터의 확률분포형이 결정되고, 이후 누적분포함수를 이용하여 기준높이를 초과하는 범람이 발생할 확률이 산출되었다. 앞서 언급한 기준높이를 초과하는 범람 발생 확률은 14가지 지진해일의 경우에 대해 계산되었다. 최종적으로 지진해일 위험지역은 가능최대범람확률(Probable Maximum Flooding Probability) 개념을 도입하여 예측되었다.

This study applied the Bayesian method for the quantification of the parameter uncertainty of spatial linear mixed model in the estimation of the spatial distribution of probability rainfall. In the application of Bayesian method, the prior sensitivity analysis was implemented by using the priors normally selected in the existing studies which applied the Bayesian method for the puppose of assessing the influence which the selection of the priors of model parameters had on posteriors. As a result, the posteriors of parameters were differently estimated which priors were selected, and then in the case of the prior combination, F-S-E, the sizes of uncertainty intervals were minimum and the modes, means and medians of the posteriors were similar to the estimates using the existing classical methods. From the comparitive analysis between Bayesian and plug-in spatial predictions, we could find that the uncertainty of plug-in prediction could be slightly underestimated than that of Bayesian prediction.

수문학 분야에서 중장기 유출량 예측은 입력변수의 불확실성 등으로 인하여 확률론적 방법을 사용하는 것이 바람직한 것으로 알려져 왔다. 본 연구에서는 금강유역을 대상으로 구성된 바 있는 RRFS-ESP 시스템에 PDF-ratio 방법을 기반으로한 사전처리기능을 장착하여 보다 효율적인 중장기 예측시스템으로의 확장을 시도하여 보았다. 이를 위하여 기상청에서 제공하는 확률기상정보를 이용하여 가중치를 산정하고 이를 기반으로 시나리오별 예측확률을 갱신하였다. 예측결

The probability concepts mainly used for rainfall or flood frequency analysis in water resources planning are the frequentist viewpoint that defines the probability as the limit of relative frequency, and the unknown parameters in probability model are considered as fixed constant numbers. Thus the probability is objective and the parameters have fixed values so that it is very difficult to specify probabilistically the uncertianty of these parameters. This study constructs the uncertainty evaluation model using Bayesian MCMC and Metropolis -Hastings algorithm for the uncertainty quantification of parameters of probability distribution in rainfall frequency analysis, and then from the application of Bayesian MCMC and Metropolis- Hastings algorithm, the statistical properties and uncertainty intervals of parameters of probability distribution can be quantified in the estimation of probability rainfall so that the basis for the framework configuration can be provided that can specify the uncertainty and risk in flood risk assessment and decision-making process.

Bootstrap methods is the computer-based resampling method that estimates the standard errors and confidence intervals of summary statistics using the plug-in principle for assessing the accuracy or uncertainty of statistical estimates, and the BCa method among the Bootstrap methods is known much superior to other Bootstrap methods in respect of the standards of statistical validation. Therefore this study suggests the method of the representation and treatment of uncertainty in flood risk assessment and water resources planning from the construction and application of rainfall frequency analysis model considersing the uncertainty based on the nonparametric BCa method among the Bootstrap methods for the assessement of the estimation of probability rainfall and the effect of uncertainty considering the uncertainty of the parameter estimation of probability in the rainfall frequency analysis that is the most fundamental in flood risk assessement and water resources planning.

수공구조물 및 방재시설의 방재규모를 결정하기 위한 설계강우량은 대부분 빈도해석에 의한 확률강우량을 기반으로 결정된다. 그러나 확률강우량은 분석시점(년도)에 따라서 자료적용기간이 다르게 되므로 수공구조물의 규모도 설계시점에 따라서 기준이 다르게 되는 문제가 발생하게 된다. 본 연구에서는 빈도해석 시기에 따라 변화되는 확률강우량의 크기를 비교하기 위하여 서울 및 부산지역의 최근 50년간의 시강우량에 대하여 20년 자료를 하나씩 묶어서 일년씩 이동하며 자료군을 정리하고 지속시간 6, 12, 24시간에 대하여 빈도해석을 실시하여 재현기간 10, 20, 30, 50년에 대하여 적용 자료기간에 따른 확률강우량의 경향성을 분석하였다. 연구결과 연 최대치 강우량의 연별 진폭이 비교적 크게 나타났으며 일부 지속시간 외에는 점차적으로 확률강우량이 증가하고 있는 추세를 나타내었다. 따라서 수공구조물 설계에 있어서 확률강우량에 반영되지 못하는 연도별 최대치의 진폭과 확률강우량의 증가추세를 고려하여 계획강우량이 수공구조물 설계에 반영되어야 할 것으로 판단되었다.

우수관의 성능이 한계상태(performance limit state)에 도달할 확률을 정량적으로 산정할 수 있는 FORM(First-Order Reliability Model)의 AFDA(Approximate Full Distribution Approach) 신뢰성 모형을 개발하였다. 우수관망에서 각각의 관으로 유입하는 유량이 그 관의 허용 가능 배출량을 초과하여 성능한계상태에 도달할 때 이를 파괴상태(failure state)라 정의하여 신뢰함수를 수

본 논문에서는 확률강우량에 대한 공간분포 추정에 있어서 공간변동성에 따른 불확실성을 평가하기 위하여 지구통계 학적 추계모의기법인 CEM과 SGS 기법을 비교하였다. CEM과 SGS를 이용한 추계모의에 있어서 공간상관구조의 재생성, 확률강우량에 대한 불확실성 평가측도로서 실현치에 대한 통계치(표준편차, 변동계수, 사분위수 범위 및 범위)의 공간분포, 유역평균강우량의 불확실성 분포의 경우 두 기법이 대체로 비슷한 결과를 보이는 것으로 분석되었다. 그러나 모

본 논문에서는 목포 대교와 통항 선박 사이의 충돌 확률 계산에 필요한 통계 변수 추정에 관해 기술했다. 먼저 목포대교 통항 선박들의 AIS(Automatic Identification System) 정보를 입수한 후, 선박들의 통항 궤적 분포를 분석하고, 목포대교 중심으로 부터의 이격 거리와 목포대교 통항시의 침로 및 속력 등에 대한 평균과 표준편차를 추정하였다. 궤적 분포 분석 결과, 이격 거리와 통항 침로에 대한 궤적 분포는 정규 분포 형태로 나타났고, 통항 속력 분포는 서로 다른 두 종류의 정규 분포 형태를 나타냈다. 그리고 궤적 분포와 이들의 정규 확률분포와의 상대 비교를 통해서 추정한 확률 변수 값의 유용성을 확인하였다.

Identification of probability distribution for water quality constituents from specific land use is important to achieve successful implementation of TMDL program. In this 3-year study, distribution of discharge and BOD(Biological Oxygen Demand) concentration from paddy rice fields were monitored. Four probability distributions, normal, log-normal, Gamma and Weibull were fitted and the goodness-of-fit was assessed using probability plots and Kolmogorov-Smirnov test. EMCs of BOD in runoff from paddy field ranged 0.37 to 7.99 mgL -1 , and all four probability distributions were acceptable. But the normal distribution would be preferred for BOD from paddy fields considering nature of straight forward application.

본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성을 예측하기 위한 새로운 접근 방법을 제시하였다. 제시된 예측 방법은, 새로운 계측 데이터가 있을 때 베이스 이론에 근거하여 지속적인 업데이팅이 가능하며 모델 매개변수의 확률론적인 특성이 고려된다. 탄산화 내구성 해석 모델의 절차는 라틴 하이퍼큐브 샘플 추출법(LHS)으로 간단하게 정리되고, 이를 통해 얻는 표본으로 결정된다. 이 방법은 콘크리트 구조물의 설계에 유용하게 사용될 수 있으며, 모니터링을 통한 콘크리트 구조물의 잔존수명을 예측할 수 있다. 본 논문에서 사전예측치는 탄산화에 노출된 국내 콘크리트 구조물 데이터(3700개 시편)를 이용하여 콘크리트 탄산계수의 확률 특성을 고려하여 나타내었으며, 우도함수는 현장 모니터링 데이터를 이용하였으며 사후예측치는 사전예측치와 우도함수를 조합하여 나타내었다. 또한, 몬테 카를로 시뮬레이션(MCS)과 LHS의 비교를 통하여 본 논문에서 수행된 LHS를 이용한 샘플링기법이 보다 효율적인 시뮬레이션 수행이 가능함을 확인하였다.

본 연구는 확률강우량에 대한 공간분포 추정시 신뢰도를 향상시키는데 있어서 외부변수 사용의 유효성을 평가하기 위하여 확률강우량과 단일 보조변수로서 지형특성인자들과의 상관관계를 고려한 KED 기법을 적용하였으며, 그 결과 강우공간분포 및 유역평균강우량의 추정에 있어서 확정론적 공간보간기법 및 크리징 기법과 대체로 비슷한 결과를 나타내는 것으로 분석되었으며, KED 및 크리징 기법에 대한 교차검증 결과 보조변수로서 표고를 사용한 KED 기법이 가장 좋은 결과

수문자료의 계절성은 수자원관리의 관점에서 매우 중요한 요소로서 계절성의 변동은 댐의 운영, 홍수조절, 관개용수 관리 등 다양한 분야와 밀접한 관계를 가지고 있다. 수문빈도해석을 위해 POT 자료와 같은 부분기간치계열을 사용함으로써 자료의 확충, 계절성 확보, 발생빈도모형의 구축 등이 가능하다. 본 연구에서는 POT 자료의 장점을 효과적으로 빈도해석에 연계시키는 방법론으로서 POT 자료로부터 계절성을 추출하고 이를 빈도해석과 연계시켜 Bayesian 기법