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시계열 데이터와 랜덤 포레스트를 활용한 시간당 초미세먼지 농도 예측
이득우,이수원,Lee, Deukwoo,Lee, Soowon 한국정보처리학회 2020 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.9 No.4
최근 환경 문제에서 중요한 화두로 떠오른 초미세먼지(PM2.5)는 미세먼지(PM10)보다도 작은 부유물질이다. PM2.5는 안구나 호흡기 질환을 일으키며 뇌혈관에까지 침투할 수 있어서 시간별로 수치를 예측하여 대비하는 것이 중요하다. 그러나 PM2.5의 생성과 이동에 관한 명확한 설명이 아직까지는 제시되지 않고 있어서 예측에 어려움이 따른다. 따라서 PM2.5 예측뿐만 아니라 예측 결과에 대한 설명력을 갖는 예측 방법이 제시될 필요가 있다. 본 연구에서는 서울시의 시간당 PM2.5를 예측하고자 하며, 이를 위해 각기 다른 지상관측 데이터를 시계열로 전처리하고 부트스트랩수를 조정한 랜덤 포레스트(Random Forest)를 데이터 학습 및 예측에 사용하는 방법을 제안한다. 이 방법은 예측 모델이 입력 데이터의 시각별 정보를 균형 있게 학습하게 하며 예측 결과에 대한 설명이 가능하다는 장점을 갖는다. 예측 정확도 평가를 위해 기존 모델과의 비교실험을 수행한 결과 제안 방법은 모든 레이블에서 가장 뛰어난 예측 성능을 보였으며, PM2.5의 생성과 관련된 변수와 중국의 영향과 관련된 변수가 예측 결과에 중요한 영향을 미치는 것을 보여주었다. PM2.5 which is a very tiny air particulate matter even smaller than PM10 has been issued in the environmental problem. Since PM2.5 can cause eye diseases or respiratory problems and infiltrate even deep blood vessels in the brain, it is important to predict PM2.5. However, it is difficult to predict PM2.5 because there is no clear explanation yet regarding the creation and the movement of PM2.5. Thus, prediction methods which not only predict PM2.5 accurately but also have the interpretability of the result are needed. To predict hourly PM2.5 of Seoul city, we propose a method using random forest with the adjusted bootstrap number from the time series ground data preprocessed on different sources. With this method, the prediction model can be trained uniformly on hourly information and the result has the interpretability. To evaluate the prediction performance, we conducted comparative experiments. As a result, the performance of the proposed method was superior against other models in all labels. Also, the proposed method showed the importance of the variables regarding the creation of PM2.5 and the effect of China.
DGR-Tree : u-LBS에서 POI의 검색을 위한 효율적인 인덱스 구조
이득우,강홍구,이기영,한기준,Lee, Deuk-Woo,Kang, Hong-Koo,Lee, Ki-Young,Han, Ki-Joon 한국공간정보시스템학회 2009 한국공간정보시스템학회 논문지 Vol.11 No.3
Location based Services in the ubiquitous computing environment, namely u-LBS, use very large and skewed spatial objects that are closely related to locational information. It is especially essential to achieve fast search, which is looking for POI(Point of Interest) related to the location of users. This paper examines how to search large and skewed POI efficiently in the u-LBS environment. We propose the Dynamic-level Grid based R-Tree(DGR-Tree), which is an index for point data that can reduce the cost of stationary POI search. DGR-Tree uses both R-Tree as a primary index and Dynamic-level Grid as a secondary index. DGR-Tree is optimized to be suitable for point data and solves the overlapping problem among leaf nodes. Dynamic-level Grid of DGR-Tree is created dynamically according to the density of POI. Each cell in Dynamic-level Grid has a leaf node pointer for direct access with the leaf node of the primary index. Therefore, the index access performance is improved greatly by accessing the leaf node directly through Dynamic-level Grid. We also propose a K-Nearest Neighbor(KNN) algorithm for DGR-Tree, which utilizes Dynamic-level Grid for fast access to candidate cells. The KNN algorithm for DGR-Tree provides the mechanism, which can access directly to cells enclosing given query point and adjacent cells without tree traversal. The KNN algorithm minimizes sorting cost about candidate lists with minimum distance and provides NEB(Non Extensible Boundary), which need not consider the extension of candidate nodes for KNN search. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 LBS, 즉 u-LBS는 실세계의 수많은 객체가 위치정보와 밀접히 연관된 대용량 데이타를 대상으로 한다. 특히, 사용자의 위치 정보와 관련하여 검색하려고 하는 객체인 POI에 대한 빠른 검색이 중요하다. 따라서 u-LBS에서 POI의 효율적인 검색을 위한 인덱스 구조에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 u-LBS에서 정적 POI를 대상으로 이를 효율적으로 검색하기 위한 DGR-Tree를 제시한다. DGR-Tree는 변형된 R-Tree를 기본 인덱스로 하고 동적 레벨 그리드를 보조 인덱스로 사용하는 구조이다. DGR-Tree는 점 데이타에 적합하도록 최적화하고 있으며 리프 노드 간 겹침 문제를 해결한다. DGR-Tree에서 동적 레벨 그리드는 점 데이타의 밀집도에 따라 동적으로 구성되며, 각 셀은 DGR-Tree의 리프 노드와 연계를 위한 포인터를 저장하여 리프 노드를 직접 접근하도록 함으로써 인덱스 접근 성능을 향상시킨다. 또한, 본 논문에서는 DGR-Tree를 위한 KNN 검색 알고리즘을 제시한다. 이 알고리즘에서는 KNN 검색 시 후보 셀에 빠르게 접근하기 위하여 동적 레벨 그 리드를 활용하며, 후보를 노드별로 구분하여 저장함으로써 후보 리스트 내에서의 정렬 비용을 감소시킨다. 마지막으로 실험을 통해 DGR-Tree의 우수성을 입증하였다.
이득우,Lee, Deuk-U 대한기계학회 2000 大韓機械學會論文集A Vol.24 No.7
In this paper, the measurement technique of cutting temperatures of shear zone using implanted thermocouples is proposed in ball end milling. K-type thermocouple implanted in the hole of workpieces is directly cut in order to measure temperatures of the shear zone in cutting process. Experiments are performed for a nickel based superalloy(Inconel 718) using a ball nose end mill. The results show that the cutting temperature in shear zone is about 3200C at the cutting speed of 90m/min with dry.
니켈계 합금의 볼엔드밀 가공에서 절삭 방향에 따른 영향
이득우,Lee, Deuk-U 대한기계학회 2000 大韓機械學會論文集A Vol.24 No.10
High speed ball end milling is attracting interest in the aerospace industry for the machining of complex 31) airfoil surfaces in nickel based superalloys, Experimental work is detailed on the effect of cutter orientation on tool life, cutting forces, chip formation, specific force and workpiece surface roughness, when high speed ball end milling nickel based supperalloy(lnconel 718). Dry cutting was performed using 8min diameter solid carbide cutters coated with either TiA1N or CrN for the workpiece mounted at an angle of 45˚ from the cutter axis. A horizontal downwards cutting orientation provided the best tool life with cut lengths~50% longer than for all other directions. Evaluation of cutting forces and associated spectrum analysis of results indicated that cutters employed in a horizontal downwards direction produced the least vibration.