풍속 예측을 위한 선형회귀분석과 비선형회귀분석 기법의 비교 및 인자분석

김동연(Dongyeon Kim),서기성(Kisung Seo) 한국지능시스템학회 2015 한국지능시스템학회논문지 Vol.25 No.5

단기풍속 예측을 위한 진화적 선형 및 비선형 회귀분석 기반의 보정 기법을 비교한다. 모델의 체계적 오류를 교정하기 위한 효율적인 MOS(Model Output Statistics)의 개발이 필요하나, 기존의 선형회귀분석 기반의 보정기법은 다양한 기상요소의 복잡한 비선형 특성을 반영하기 힘들다. 이를 개선하기 위해서 유전 프로그래밍을 사용하여 풍속 예측에 대한 비선형 보정 수식을 생성하는 기법을 제안하고 기본 다중선형회귀분석법 및 Ridge, Lasso 회귀분석법과 비교한다. 더불어, 선형회귀분석법과 진화적 비선형회귀분석 기법의 인자 선택의 차이와 유사성을 비교하고 분석한다. 2007년~2013년의 KLAPS(Korea Local Analysis and Prediction System) 재분석자료를 사용하여 제주도와 부산지역의 격자점에 대한 실험을 수행한다. Linear regressions and evolutionary nonlinear regression based compensation techniques for the short-range prediction of wind speed are investigated. Development of an efficient MOS(Model Output Statistics) is necessary to correct systematic errors of the model, but a linear regression based MOS is hard to manage an irregular nature of weather prediction. In order to solve the problem, a nonlinear and symbolic regression method using GP(Genetic Programming) is suggested for a development of MOS for wind speed prediction. The proposed method is compared to various linear regression methods for prediction of wind speed. Also, statistical analysis of distribution for UM elements for each method is executed. experiments are performed for KLAPS(Korea Local Analysis and Prediction System) re-analysis data from 2007 to 2013 year for Jeju Island and Busan area in South Korea.

비선형 회귀분석과 구조방정식을 이용한 지방부 4지 신호교차로의 사고요인분석

오주택,권일,황정원 대한교통학회 2013 대한교통학회지 Vol.31 No.1

사고발생의 주요지점인 신호교차로 교통사고 발생건수는 해마다 증가하고 있어 교통사고를 감소시키기 위한 원인 규명이 매우 필요하다. 국내에서 연구되어진 기존의 교통사고예측 모형들은 대부분 Poisson 모형 등의 비선형 회귀분석을 이용한 사고원인분석이 주를 이루고 있다. 비선형 Econometrics 분석기법들이 사고의 성격을 분석하는데 가장 중요한 통계적 기법이기는 하지만, 도로에서 발생하는 교통사고의 원인분석적 차원에서 접근하면 이런 사고예측모형들만 가지고 사고발생의 설명변수들을 규명하는데 구조적인 한계가 발생한다. 이는 이러한 통계적 방법들이 사고의 예측력을 높이는데 중점을 두고, 이를 위해 소수의 유효한 설명변수들만을 모형식에 포함시키기 때문이다. 따라서 사고에 대해 보다 구체적인 원인규명을 위해서는 비선형회귀분석모형의 개발과 동시에 비선형 Econometrics 분석기법의 단점을 보완하는 또 다른 통계적 노력이 필요하다. 이에 본 연구에서는 Poisson기법을 이용하여 지방부 4지 신호교차로의 사고예측모형을 개발하였고, 동시에 복합적인 인과관계를 증명하는데 다중변수관계를 포괄적으로 측정하여 탐색하는 구조방정식을 이용하여 사고모형을 개발하여 Poisson 모형의 결과값과 비교·분석하였다. Traffic accidents at signalized intersections have been increased annually so that it is required to examine the causation to reduce the accidents. However, the current existing accident models were developed mainly by using non-linear regression models such as Poisson methods. These non-linear regression methods lack to reveal the complicated causation for traffic accidents, though they are the right choice to study randomness and non-linearity of accidents. Therefore, it is required to utilize another statistical method to make up for the lack of the non-linear regression methods. This study developed accident prediction models for 4 legged signalized intersections with Poisson methods and compared them with structural equation models. This study used structural equation methods to reveal the complicated causation of traffic accidents, because the structural equation method has merits to explain more causational factors for accidents than others.

광양지역 해성점토의 물리적 특성 분석

허열(Heo Yol),권선욱(Kwan Seonwok),강석범(Gang Seokberm),박성훈(Park Seonghoon) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.12

우리나라 서, 남해안은 정규압밀 또는 약간 과압밀된 연약 점토층이 널리 분포하고 있다. 이러한 연약지반의 효율적이고 경제적인 설계와 시공을 위해서는 사전에 지반공학적 및 점토의 물리적 특성을 상세히 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 한반도 남해안 광양지역 해성점토에 대하여 자연함수비, 비중, 전체단위중량, 초기간극비, 액성한계, 소성한계, 활성도의 물리적 특성을 파악하고 토질정수간의 물리적 특성의 상관성을 규명하였다. 분석을 위하여 비교적 신뢰성이 크다고 볼 수 있는 대형 항만공 사용 최근자료를 수집하여 이용하였다. 상관관계분석에서 선형회귀분석과 비선형회귀분석을 통하여 최적의 값을 도출하였다. 본 분석에 사용된 통계 소프트웨어는 SPSS(Version10.0)을 이용하였다. 분석결과 물리적 토질정수 사이의 선형및 비선형 회귀분석결과 함수비와 초기간극비의 상관성이 가장 큰 것으로 나타났으며 선형 및 누승형 회귀분석에서 동일한 결정계수를 나타내 주고 있다. 기타 다른 정수사이의 상관성은 누승식 및 지수승식 형태의 비선형 회귀분석이 선형회귀분석보다 양호한 상관성을 보여주고 있다. Normally consolidated and slightly overconsolidated soft clay layer is widely distributed in the south coast of Korea. To ensure the efficient and economical construction design of any structure to be built on this soft soil, exhaustive studies related to geotechnical and physical engineering properties are required. In this study, the relationship of the physical properties of southern Gwangyang marine clay in the Korea Peninsula were examined, including natural water content, specific gravity, total unit weight, initial void ratio, liquid limit, plastic limit, and physical properties of activity and soil parameters. For the parameter relationship analysis, the latest relatively reliable data on the large harbor construction work were used, optimum values were deducted with linear regression and non-linear regression between soil parameters, water content or initial void ratio appears to be very large. Moreover, in the linear and involution pattern regression, equal coefficient of determination appeared. The relationship of the different parameters was shown to be excellent in the non-linear regression of involution equation and exponential equation pattern compared with the findings of linear regression analysis.

해성점토의 토질정수 상관성 분석

허열(Heo Yol),윤석현(Yun Seokhyun),정근채(Jung Keunchae),오승탁(Oh Seungtak) 한국지반환경공학회 2008 한국지반환경공학회논문집 Vol.9 No.4

우리나라 서, 남해안은 정규압밀 또는 약간 과압밀된 연약 점성토층이 널리 분포하고 있다. 이러한 연약지반의 효율적이고 경제적인 설계와 시공을 위해서는 사전에 공학적 특성을 상세히 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 한반도 남해안 해성점토에 대하여 자연함수비, 비중, 전체단위중량, 초기간극비, 액성한계, 소성한계, 활성도의 물리적 특성을 파악하고 토질정수간의 상관성을 규명하였다. 분석을 위하여 비교적 신뢰성이 크다고 볼 수 있는 대형 항만공사용 최근자료를 수집하여 이용하였다. 상관관계분석에서 선형회귀분석과 비선형회귀분석을 통하여 최적의 값을 도출하였다. 본 분석에 사용된 통계 소프트웨어는 SPSS(Version10.0)을 이용하였다. 분석결과 토질정수 사이의 선형및 비선형 회귀분석결과 함수비와 초기간극비의 상관성이 가장 큰 것으로 나타났으며 선형 및 누승형 회귀분석에서 동일한 결정계수를 나타내 주고 있다. 기타 다른 정수사이의 상관성은 누승식 및 지수승식 형태의 비선형 회귀분석이 선형회귀분석보다 양호한 상관성을 보여주고 있다. Normally consolidated and slightly overconsolidated soft clay layer is widely distributed in the south coast of Korea. To ensure the efficient and economical construction design of any structure to be built on this soft soil, exhaustive studies are required related to geotechnical engineering properties. In this study, the relationship of the physical properties of southern marine clay in the Korea Peninsula were examined, including natural water content, specific gravity, total unit weight, initial void ratio, liquid limit, plastic limit, and physical properties of activity and soil parameters. For the parameter relationship analysis, the latest relatively reliable data on the large harbor construction work were used, optimum values were deducted with linear regression and non-linear regression between soil parameters, water content or initial void ratio appears to be very large. Moreover, in the linear and involution pattern regression, equal coefficient of determination appeared. The relationship of the different parameters was shown to be excellent in the non-linear regression of involution equation and exponential equation pattern compared with the findings of linear regression analysis.

고추 생산량 예측을 위한 환경요인과 생육요인 및 관수시설유무에 대한 고찰

강소라(So Ra Kang),조완현(Wanhyun Cho),나명환(Myung-Hwan Na),최돈우(Don Woo Choi) 한국자료분석학회 2020 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.22 No.1

우리나라에서 고추는 필수적인 조미료로 사용되고 있고, 가장 부가가치가 높은 채소 작물로 간주된다. 이런 이유로 고추를 재배하는 농가에서는 고추의 생산량을 향상시킬 수 있는 재배방법에 큰 관심을 갖는다. 최근 생산현황을 살펴보면 고추는 주로 노지에서 재배하기 때문에 고추의 생산량이 여러 가지 환경요인들과 생육요인들에 많은 영향을 받고 있다. 이에 생육품질에 영향을 주는 환경요인을 규명하고, 생리적인 특성을 고려하여 생산량을 최대로 할 수 있는 고추재배와 관리에 대한 최적기술이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서 우리는 재배환경과 생육요인들에 따라 고추의 수확 개체수와 수확 무게가 어떻게 달라지는가를 파악할 수 있는 상관분석을 실시한다. 또한 선형 회귀분석과 비선형 회귀분석을 통해 고추의 수확 개체수와 수확 무게에 유의적인 영향을 미치는 환경요인들과 생육요인들을 알아내고자 한다. 끝으로 관수유무시설여부를 추가한 모형과 추가하지 않은 모형을 비교하였다. 이를 통해 고추의 생산성과 생육품질을 최대로 향상시킬 수 있는 재배관리전략을 제시하였다. 앞으로 세부적인 관수량 조절과 시기별 영향력을 고려한 분석을 수행하여 더 좋은 결과를 얻을 것으로 기대된다. In Korea, pepper is used as an essential seasoning and is irrigated as the most valuable vegetable crop. For this reason, farmers growing peppers are interested in a growing method that can improve the production of peppers. Looking at the recent production status, since the pepper is mainly grown in the open field, the production of pepper is affected by various environmental factors and growth factors. Therefore, it is necessary to identify the environmental factors affecting the growth quality, and considering the physiological characteristics, optimal technology for pepper cultivation and management that can maximize the yield is required. Therefore, in this study, we carry out a correlation analysis to understand how the number of harvested peppers and the weight of peppers differ depending on the cultivation environment and growth factors. In addition, through the linear regression analysis and nonlinear regression analysis, the environmental factors and growth variables that have a significant effect on the number and weight of harvested peppers are investigated. Finally, the model with and without watering facilities was compared. Through this, a cultivation management strategy was suggested to maximize the productivity and growth quality of pepper.

야구 타격 성과 예측을 위한 배트 트래킹 및 타격 지표 기반 비선형 회귀분석 모델 적용과 분석

최초인,문지연,이의철 국제차세대융합기술학회 2024 차세대융합기술학회논문지 Vol.8 No.12

본 연구는 야구에서 타자의 타격 성과를 예측하기 위한 배트 트래킹 지표와 기존 타격 지표 간의 상관관계를 비선형 회귀분석을 통해 분석하고 해석하는 데 중점을 두었다. MLB Statcast가 제공한 데이터를 바탕으로 평균 배트 스피드, 정타율, 블래스트, 스윙 길이와 타자의 주요 성과 지표인 안타 수, 홈런 수, 타율, 장타율, OPS 간의 관계를 분석하였다. 분석 결과, 정타율은 안타 수에 대해 양의 영향을 미쳤으며, 블래스트는 안타 수와 장타율에 큰 음의 영향을 미쳤다. 특히 홈런 수와 OPS의 경우, 블래스트와 정타율 간의 상호작용이 매우 중요했으며, 이들의 결합은 홈런 수와 OPS에 각각 긍정적인 영향을 나타냈다. 본 연구는 배트 트래킹 지표와 타격 지표 간의 복잡한 상호작용을 명확히 이해 함으로써, 타자의 타격 성과를 보다 정확하게 예측하는 데 중요한 통찰을 제공하며, 이는 야구 분석 및 선수 평가에 실질적인 기여가 가능할 것이다. 또한, 이러한 분석을 통해 배트 트래킹 데이터가 기존 타격 지표와 어떻게 상호작용하 는지를 심층적으로 이해하는 데 중요한 기초 자료를 제공하고, 야구 선수의 평가에 새로운 시각을 제시할 수 있다. This study focuses on analyzing and interpreting the relationship between Bat Tracking metrics and traditional hitting metrics using non-linear regression analysis to predict baseball batter performance. Based on data provided by MLB Statcast, we analyzed the relationships between Average Bat Speed, Squared-up Rate, Blast, Swing Length, and key performance indicators such as Hits, Home Runs, Batting Average, Slugging Percentage, and OPS. The analysis revealed that Squared-up Rate had a significant positive impact on Hits, while Blast showed a substantial negative impact on both Hits and Slugging Percentage. In the case of Home Runs and OPS, the interaction between Blast and Squared-up Rate was crucial, showing positive effects. This study provides important insights into understanding the complex interactions between Bat Tracking metrics and hitting metrics to more accurately predict batter performance, offering practical contributions to baseball analytics and player evaluation.

성역할 정체감과 청소년 비행의 관계; 사회통제이론의 실증분석

임은희,서현숙 한국청소년학회 2007 청소년학연구 Vol.14 No.3

This study empirically examines the nonlinear relationship between gender role identification and juvenile delinquency, which was based on general strain theory. Data from the third-year wave interview of Korea Youth Panel Survey, which was conducted with 3,125 first-grade high school students selected through stratified multi-stage cluster sampling method, were analyzed. Polynomial regressions were performed, with addition of a quadratic term involving parental attachment in one equation model and a quadratic term involving teacher attachment in another. Juvenile delinquency among female students with gender role identification below average is observed to rise steeply as their identity decreases, whereas in the case of female students with high gender role identification had little relation to juvenile delinquency. Analyzed results support the general strain theory on delinquency, but measurement and operationalization of gender role identity remains as the limits of the research. The major findings of the study suggests that there was no significant linear relationships between gender role identification and juvenile delinquency, and that the effect of parental and teacher attachment on juvenile delinquency was nonlinear, which was predicted by general strain theory on delinquency. In cases of female students, a statistically significant non-linear relationship was observed between gender role identity and juvenile delinquency at a right-skewed non-linear regression model. The students with negative attachment to their parents were much more delinquent than positively attached ones, while neutral and positively attached students had similar levels of delinquency. The results for teacher attachment were similar to those for parental attachment. 이 연구는 청소년 비행에 대한 사회통제이론을 바탕으로 성역할 정체감과 청소년 비행의 관계를 실증적으로 분석하는 것이다. 연구대상은 한국청소년패널조사의 중2 패널 3년차 조사 자료를 분석하였는데, 제주도를 제외한 전국의 중학교 2학년 청소년들을 모집단으로 하여 층화다단계집략표집에 의해 표본으로 뽑힌 3,687명 중에서 3년차(2005년)의 추적조사가 가능했던 3,125명으로 하였다. 개인의 인구사회적 특성으로 가족의 구성형태, 가족 구성원의 월 평균소득을, 사회적 통제로는 부모애착, 교사애착, 친구애착, 진로설정과 관련된 전반적 생각, 여가 생활 만족도, 법 준수에 대한 신념을 조건변인으로 분석 모형에 포함시켜 비행에 대한 그 영향을 통제하였다. 비선형분석에서는 성역할 정체감에 대한 2차 방정식을 적용하여 비선형회귀분석을 하였다. 분석의 결과 남학생의 성역할 정체감과 청소년 비행간에는 통계적으로 유의한 선형의 관계가 나타났으나, 비선형의 관계에서는 통계적으로 유의하지 않았다. 반면 여학생의 성역할 정체감에 대한 청소년 비행은 비선형의 회귀모형에서 통계적으로 유의한 비선형의 관계가 나타났다. 비선형의 형태는 아래로 볼록한 비선형형태로 성역할 정체감의 수준이 평균이하의 낮은 수준에서 낮아짐에 따라 청소년 비행은 급속히 증가하다 성역할 정체감이 평균이하의 낮은 수준에서 다시 증가함에 따라 청소년 비행이 증가하나 성역할 정체감이 평균이하의 낮은 수준에서는 비슷한 비행의 경향을 보이고 있다. 이러한 분석결과는 성역할 정체감에 따라서 청소년 비행이 통계적으로 유의한 차이를 보이고 있으며, 여학생의 성역할 정체감이 비행에 영향을 미치는 비선형적 영향에 대한 사회통제이론의 주장을 지지하고 있다. 그러나 성역할 정체감의 측정과 관련한 조작적 정의의 문제는 여전히 연구의 제한점으로 남는다.

비선형 회귀분석을 이용한 산술평균 반복매매지수 산정방법에 관한 연구

류강민(Kang-Min Ryu),박유미(Yu-Mi Park),이창무(Chang-Moo Lee) 한국주택학회 2009 주택연구 Vol.17 No.4

국토해양부 보도자료에 따르면 올해 안에 반복매매지수를 이용한 주택가격지수가 발표될 예정이다. 반복매매지수는 Baily et al(1963)이 제안한 모형으로 두 번 거래된 주택을 대상으로 종속변수인 가격변동률을 로그변환함으로써 선형회귀분석을 통해 지수를 추정하는 방법이다. 그러나 이러한 가격변동률의 로그변환은 추정계수를 변화시켜 산술평균이 아닌 기하평균으로 지수가 만들어져, 지수 저평가의 우려가 있다. 본 연구는 지금까지 연구되어 온 반복매매지수의 여러가지 산정방법을 비교 검정함으로써 모형이 가지고 있는 한계를 제시하였으며, 보다 정확한 산술평균 반복매매지수를 산정할 수 있는 비선형 반복매매모형을 제안하였다. 또한 이에 대한 검증을 위해 시뮬레이션 및 사례 분석을 통해 지수의 정확성을 검증하였으며, 산정된 지수의 비교를 통한 의미를 도출하였다. The government said that the New Housing Price Index using Repeat Sale Estimator(RSE) would be used in this year. RSE, an equally weighted geometric average, is designed to make the price indexes of infrequently sold houses be based only repeated prices and traded dates. But RSE has some well-known econometric flaws, such as Biased Downwards from actual portfolio returns and inefficient data uses. This study introduces Arithmetic Repeat Sale Estimation using Nonlinear Least Squares(NL-ARS). Simple simulation and data analysis were used to compare and to examine the accuracy of NL-ARS as an estimator, which the results showed.

비선형 회귀분석을 이용한 쇄석다짐말뚝의 극한지지력 예측

박준모(Park, Joon Mo),한용배(Han, Yong Bae),장연수(Jang, Yeon Soo) 한국해안해양공학회 2013 한국해안해양공학회 논문집 Vol.25 No.2

쇄석다짐말뚝의 한계상태설계법에서 신뢰성이론에 기반한 저항계수를 보정하기 위해서는 신뢰도 높은 극한지지력의 평가가 요구되고 있으며, 실무에서는 극한지지력을 예측하기 위하여 주로 정재하시험을 이용하고 있다. 정재하시험의 하중-침하량 곡선을 여러 도해법 등을 이용하여 극한지지력을 예측하는 평가법들이 설계기준에 제시되어 있으나, 기술자의 판단에 따라 극한하중이 일정하게 산정되지 못함으로써 신뢰성을 확보하기 어려운 단점이 있었다. 본 연구에서는 쇄석다짐말뚝의 정재하시험 결과를 비선형 회귀분석을 이용하여 극한지지력을 예측하고, 기존의 극한지지력 판정법과 비교함으로써 실제 극한지지력을 예측하는데 적합한 비선형 회귀모형을 제안하였다. 또한 극한지지력 판정법이 저항편향계수에 미치는 영향을 분석하고, 한계상태설계법을 위한 데이터베이스 축적을 목적으로 정재하시험을 계획하는데 필요한 시험조건을 검토하였다. The calibration of resistance factor in reliability theory for limit state design of gravel compaction piles (GCP) requires a reliable estimate of ultimate bearing capacity. The static load test is commonly used in geotechnical engineering practice to predict the ultimate bearing capacity. Many graphical methods are specified in the design standard to define the ultimate bearing capacity based on the load-settlement curve. However, it has some disadvantages to ensure reliability to obtain an uniform ultimate load depend on engineering judgement. In this study, a well-fitting nonlinear regression model is proposed to estimate the ultimate bearing capacity, for which a nonlinear regression analysis is applied to estimate the ultimate bearing capacity of GCP and the results are compared with those calculated using previous graphical method. Affect the resistance factor of the estimate method were analyzed. To provide a database in the development of limit state design, the load test conditions for predicting the ultimate bearing capacity from static load test are examined.

비선형 회귀분석 모형을 이용한 서울지역에서 PM10과 사망자수에 대한 연구

장묘정,최기헌 한국자료분석학회 2009 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.11 No.5

We studied associations between particulate air pollution(PM10) and daily mortality. All deaths occurred at Seoul from 1 January 1995 to 31 December 1999 were supplied by the National Statistics Office. Maximum temperature and relative humidity data of meteorology were supplied by the Korea Meteorological Administration. Also, air pollution were supplied by the National Institute of Environmental Research. The nonlinear regression models were used to investigate a main effects of air particulate pollution, meteorology and daily mortality by using S-PLUS. It could be emphasized that this study was very similar to that of foreign studies. The results indicated that the effects of particulate air pollution (PM10) were significantly associated with all cause mortality. 대기 중 미세먼지(PM10)가 사망자에 미치는 영향을 알아보기 위해 1995년 1월 1일부터 1999년 12월 31일까지 서울시 사망자 자료는 통계청에서 입수하였고 기상요인인 최대기온과 상대습도자료는 기상청에서 얻었다. 대기오염 요인자료는 국립환경연구원에서 입수하였다. 기상요인, 대기오염요인, 사망자수 자료분석은 S-PLUS를 이용하여 비선형 회귀분석 모형에 적합시켰는데, 서울지역 미세먼지와 사망자수와의 관계는 미국, 유럽에서의 유사한 연구와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 미세먼지의 증가는 호흡기 질환원인의 사망자수 증가의 결과를 가져온다.