외재적 변수를 이용한 딥러닝 예측 기반의 도시가스 인수량 예측

김지현,김지은,박상준,박운학 한국가스학회 2019 한국가스학회지 Vol.23 No.5

In this study, we have developed a forecasting model for city- gas acceptance. City-gas corporations have to report about city-gas sale volume next year to KOGAS. So it is a important thing to them. Factors influenced city-gas have differences corresponding to usage classification, however, in city-gas acceptence, it is hard to classificate. So we have considered tha outside temperature as factor that influence regardless of usage classification and the model development was carried out. ARIMA, one of the traditional time series analysis, and LSTM, a deep running technique, were used to construct forecasting models, and various Ensemble techniques were used to minimize the disadvantages of these two methods.Experiments and validation were conducted using data from JB Corp. from 2008 to 2018 for 11 years.The average of the error rate of the daily forecast was 0.48% for Ensemble LSTM, the average of the error rate of the monthly forecast was 2.46% for Ensemble LSTM, And the absolute value of the error rate is 5.24% for Ensemble LSTM. 본 연구에서는 국내 도시가스 인수량에 대한 예측 모델을 개발하였다. 국내의 도시가스 회사는 KOGAS에 차년도 수요를 예측하여 보고해야 하므로 도시가스 인수량 예측은 도시가스 회사에 중요한 사안이다. 도시가스 사용량에 영향을 미치는 요인은 용도구분에 따라 다소 상이하나, 인수량 데이터는 용도별 구분이 어렵기 때문에 특정 용도에 관계없이 영향을 주는 요인으로 외기온도를 고려하여 모델개발을 실시하였다.실험 및 검증은 JB주식회사의2008년부터 2018년까지 총 11년 치 도시가스 인수량 데이터를 사용하였으며, 전통적인 시계열 분석 중 하나인ARIMA(Auto-Regressive Integrated Moving Average)와 딥러닝 기법인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 이용하여 각각 예측 모델을 구축하고 두 방법의 단점을 최소화하기 위하여 다양한 앙상블(Ensemble) 기법을 사용하였다. 본 연구에서 제안한 일별 예측의 오차율 절댓값 평균은 Ensemble LSTM 기준 0.48%, 월별 예측의 오차율 절댓값 평균은 2.46%, 1년 예측의 오차율 절댓값 평균은 5.24%임을 확인하였다

날씨 파생상품을 이용한 국내 도시가스 산업의 날씨 위험 관리

최창희 ( Chang Hui Choi ),신동훈 ( Dong Hoon Shin ),김창기 ( Chang Ki Kim ) 한국파생상품학회(구 한국선물학회) 2012 선물연구 Vol.20 No.4

이 논문의 주요 목적은 매출이 기온의 변화에 매우 민감하고 강한 상관관계를 가지는 한국 도시가스업에 날씨가 미치는 위험을 추정하고 효용 무차별 가치평가(utilityindifference pricing)를 이용하여 개발된 날씨 파생상품의 적용이 한국의 도시가스업의 수익 변동성에 미치는 영향을 실험을 통하여 보여주는 것이다. 도시가스업의 경우 사업의 주요 위험인자가 기온의 변화이고 사업자들이 대부분이 민간 기업으로서 날씨 파생상품 장외거래의 유력한 잠재 참여자라 할 수 있기 때문에 기온의 변화가 도시가스 수요에 미치는 영향을 분석하고 날씨 파생상품의 적용이 도시가스업에 미치는 영향을 분석하여 제시하는 것은 매우 의미 있는 일이라 할 수 있다. 본 논문은 한국의 도시가스업자들이 날씨 파생상품의 거래를 통하여 수익의 변동성을 줄이고 더 나아가 수익을 증대시키는 것이 가능하다는 것을 실험을 통하여 보여 준다. The main objectives of this paper are to measure weather-risks in Korean city-gas industry,Whose revenue is strongly correlated with temperature changes, and show how managing weather-related risks using weather derivatives (priced using a utility indifference pricing technique) affects korean city-gas industry`s volatility of cash-flow through computational tests.Since the tluctuation in temperature is the major risk factor for korean city-gas providers(who are mostly nongovernmental companies). they can considered as strong potential participants in weather-derivatives`market Therefore, it is worthwhile to investigate the impact of temperature changes on city-gas demands and the effectiveness of the application of weather-derivatives to city-gas providers`revenue Our tests indicate that hedging weather- risks using weather derivatives can not only reduce the volatility of cash-flow but also increase cash income for Korean city-gas providers.

국내 도시가스의 시간대별 수요 예측

한정희(Han, Jung-Hee),이근철(Lee, Geun-Cheol) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.2

본 연구에서는 국내 도시가스 수요 데이터를 분석하여 시간대별 도시가스 수요의 특성을 파악하고 정확한 시간대별 도시가스 수요 예측을 위해 다중회귀모형(multiple regression model)을 개발하였다. 시간대별 도시가스 수요를 정확하게 예측 하는 것은 공급자의 비용 절감뿐만 아니라 안정적인 배관망 관리 측면에서도 매우 중요하다. 수요 예측 오류로 인해 가스 공급이 부족한 상황이 발생하면 부족한 공급량을 빠른 시간내에 보충하기 위해 가스 배관망의 압력을 급격히 증가시켜야 하는 응급 상황이 전개될 수 있다. 반면, 시간대별 가스 생산량이 실제 수요보다 많은 경우에는 과다한 저장 시설 운용 및 불필요한 생산 비용이 발생하는 문제가 있다. 과거 시간대별 도시가스 수요 데이터를 분석한 결과 시간대별 도시 가스 수요 는 직전 시간대(즉, 24시간 전) 수요와 매우 높은 상관관계를 보이며 24시간 수요 패턴은 1주일전 동일 요일(즉, 168시간 전)의 24시간 수요 패턴과 매우 높은 상관관계가 있음을 확인하였다. 또한, 외기 온도가 도시가스 수요에 영향을 주는 특수한 조건을 파악하였다. 즉, 시간대별 도시가스 수요와 시간대별 외기 온도는 평균적으로 0.853의 높은 상관계수 절대값을 보여 주며, 상관관계 분석시 같은 요일에 속한 데이터만 분석하면 상관계수의 절대값은 최저 0.861 및 최고 0.965까지 증가한다. 이상의 분석 결과를 바탕으로 본 연구에서는 24시간 전 수요와 168시간 전 수요를 독립변수로 고려한 다중회귀모형 및 외기 온도를 추가한 두 번째 다중회귀모형을 제안하며, 제안한 예측모형의 성능을 확인하기 위해 2009년부터 2013년까지 5년간의 시간대별 수요 예측 결과를 평가하였다. 본 연구에서 제안한 24시간 전 수요와 168시간 전 수요를 독립변수로 고려한 다중회 귀모형의 경우 과거 5년간의 수요 예측 오차율의 절대값 평균(mean absolute percentage error)은 4.5% 수준이며, 외기 온도를 추가한 모형의 경우 오차율의 절대값 평균은 5.13%임을 확인하였다. This study examined the characteristics of the hourly demand of city gas in Korea and proposed multiple regression models to obtain precise estimates of the hourly demand of city gas. Forecasting the hourly demand of city gas with accuracy is essential in terms of safety and cost. If underestimated, the pipeline pressure needs to be increased sharply to meet the demand, when safety matters. In the opposite case, unnecessary inventory and operation costs are incurred. Data analysis showed that the hourly demand of city gas has a very high autocorrelation and that the 24-hour demand pattern of a day follows the previous 24-hour demand pattern of the same day. That is, there is a weekly cycle pattern. In addition, some conditions that temperature affects the hourly demand level were found. That is, the absolute value of the correlation coefficient between the hourly demand and temperature is about 0.853 on average, while the absolute value of the correlation coefficient on a specific day improves to 0.861 at worst and 0.965 at best. Based on this analysis, this paper proposes a multiple regression model incorporating the hourly demand ahead of 24 hours and the hourly demand ahead of 168 hours, and another multiple regression model with temperature as an additional independent variable. To show the performance of the proposed models, computational experiments were carried out using real data of the domestic city gas demand from 2009 to 2013. The test results showed that the first regression model exhibits a forecasting accuracy of MAPE (Mean Absolute Percentage Error) around 4.5% over the past five years from 2009 to 2013, while the second regression model exhibits 5.13% of MAPE for the same period.

에너지가격 측면에서 살펴 본 산업용 도시가스와 전력수요

김수덕 한국자원공학회 2009 한국자원공학회지 Vol.46 No.3

향후 20년 동안 우리나라 전체 에너지소비의 50%를 상회할 것으로 예상되는 산업부문의 중요한 두 가지의 에너지원인 전력과 도시가스수요가 가격에 어떻게 반응하는지를 자기회귀분배시차 모형(ARDL : Autoregressive Distributed Lag)을 통해 실증 분석하였다. 전력과 도시가스의 자기가격 탄력성은 모두 통계적으로 유의하게 나타났으며, 특히 전력수요의 가스가격 교차탄력성보다 가스수요의 전력가격 교차탄력성이 훨씬 더 크게 나타났다. 여름철 전력요금과 겨울철 가스요금의 조절을 통해 지출측면의 부담을 크게 늘리지 않으면서 합리적 에너지소비를 유도하기 위해 필요한 가격정책을 판단하기 위해 실증결과를 이용하여 민감도 분석을 진행하였다. 여타 에너지의 가격을 종합적으로 고려하지 못하였고 현재 가격수준에 대한 평가보다는 방향성에 주목하였다는 점에서 그 해석상 주의가 필요하지만, 에너지소비절약 유도를 위해서는 전력요금 인상보다는 가스요금의 인상이 더 효과적일 수 있다는 결과가 나타났다. Industrial power and city gas demand have been analyzed using ARDL (Autoregressive Distributed Lag) model to see their responsiveness to energy prices. Own price elasticities of both power and city gas demand are found to be statistically significant. Cross power price elasticity of city gas demand is shown significantly larger than the cross city gas price elasticity of power demand with statistical significance of over 99%. Using the empirical results obtained, a sensitivity analysis is done to see the proper energy tariff policy to induce rational energy utilization while maintaining the total expenditure on both power and city gas. Price hike of city gas is found to be more effective than that of power from that perspective although such interpretation of result needs a careful attention.

도시가스 일 최대수요 예측에 관한 연구

박철웅,박철호 재단법인 에너지경제연구원 2020 에너지경제연구 Vol.19 No.2

This study estimates the demand function for forecasting the daily peak demand for city gas using daily time series data from Jan. 2010 to Jan. 2019. As a result of estimation by the (autoregressive distributed lag) model, temperature elasticity and relative price elasticity compared to competitive fuel were 0.334 and -0.085, respectively. The model proposed in this study which takes into account the relative price to competitive fuel as well as the effects of special days and temperatures provided better predictive performance than other time series models applied in the previous studies which did not consider the effect of the relative price. In addition, when the entire sample period was divided into two sub-periods before and after the resumption of the raw material cost interlocking system, which has greatly affected city gas demand, the predictive power of the model was further improved. Therefore, attention should be paid to both the method of estimating the model and the selection of explanatory variables in order to enhance the predictability of the daily peak demand for city gas. It is also necessary to appropriately reflect changes in city gas demand structure. 본 논문은 2010년부터 2019년까지의 시계열 자료를 이용하여 도시가스 일 최대수요 예측을 위한 수요함수를 추정하였다. 본 연구의 목적인 정확한 일 최대수요의 예측은 일별 가스 수요에 대응하는 기화·송출량 조절과 계통의 건전성 유지 등 안정적인 공급을 달성하기 위해 매우 중요하다. 자기회귀시차분포() 모형으로 추정한 결과, 기온 및 경쟁연료 대비 상대가격 탄력성은 각각 0.334와 –0.085로 나타났다. 본 연구가 제안한 모형으로 일 수요의 예측력을 평가한 결과, 특수일과 난방도일, 그리고 경쟁연료 대비 상대가격을 고려한 모형의 경우 이를 고려하지 않는 기존 연구의 다른 시계열 모형들보다 우수한 예측성과를 제공하였다. 또한, 전체 분석기간을 도시가스 수요에 크게 영향을 미친 원료비 연동제 재개 시점 전후로 나누어 분석했을 때, 모형의 예측력이 더욱 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 일 도시가스 최대수요에 대한 예측력을 제고하기 위해서는 모형의 추정 방법과 설명변수의 선정에 주의를 기울여야 하며, 일 최대 판매량이 주로 발생한 기간에 대한 선별적인 샘플링 및 도시가스 수요구조의 변화를 적절히 반영하는 것이 필요하다.

도시가스 용 바이오 가스 정제 시스템 개발

이현진,고상욱,이인동,정인희,고재욱 한국가스학회 2019 한국가스학회지 Vol.23 No.2

Korea is natural gas importer which imports a lot quantities which 20% of the volume of US exports in 2018. Biogas which can satisfy gas demand and respond effectively to climate change, will be an alternative. However, only 20% of biogas production is sold, which is also not efficient and difficult to use. The purpose of this study develops an optimal purification system for supplying biogas as city gas. We develope an optimal system by analyzing biogas for system selection, finding cases for system design, developing scenario, and developing a cost - benefit tool. 우리나라는 천연가스 수입국으로 2018년 미국이 수출한 물량의 20%를 수입할 정도로 많은 양을 수입하고 있다. 이에 가스 수요를 만족시키며, 기후변화 대응에 효과적으로 대응할 수 있는 바이오가스는 대체제가 될 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 바이오가스의 생산량의 20%만이 판매되고 있고, 이 역시 효율이 좋지 못해 활용하기 어려운실정이다. 본 연구에서는 바이오가스를 도시가스로 공급 할 수 있는 최적의 정제 시스템을 개발을 목적으로 하였다. 시스템 선정을 위한 바이오가스에 대한 분석, 시스템 설계를 위한 사례 발굴, 시나리오 구성, 비용편익 툴을 개발하고 사례 적용하여 최적의 시스템을 개발하고자 하였다.

cCCR 프로그램 적용을 위한 여수시 온실가스 배출량 산정

이헌 ( Heon Lee ),김선명 ( Seon-myung Kim ),안병철 ( Byeong-chul Ahn ),정상철 ( Sang-chul Jung ) 한국환경기술학회 2014 한국환경기술학회지 Vol.15 No.3

본 연구에서 ICLEI의 cCCR 프로그램을 위한 여수시의 2005년 및 2009년의 온실가스 배출량을 산정하기 위해 IEAP와 GPC의 적용 가능성을 검토하고 한국환경공단에서 제공하는 지자체 온실가스 산정지침과 비교 평가하였다. 이를 통하여 cCCR 프로그램에 적합한 여수시의 온실가스 배출량산정 방법을 도출하였으며, 지역사회 부문에 대한 온실가스 배출량을 산정하였다. cCCR 프로그램을 위한 여수시의 온실가스 배출량을 살펴보면, 2005년 29,626 ton CO₂eq.에서 2009년 33,282ton CO₂eq.으로 증가하였으며 산업부문이 약 65~67 % 차지하고 있으며, 다음으로 산업공정, 교통, 폐기물, 주거, 상업, AFOLU 순이다. In this study, the greenhousegas(GHG) emission of Yeosu city for ICLEI`s cCCR program was calculated. IEAP and GPC that ICLEI`s guideline were compared with `Guidelines for Local Government Greenhouse Gas` provided by the Korea Environment Corporation Inventories to applicability. Through this comparison, the suitable method for calculating of Yeosu city greenhouse gas emission were derived. The greenhouse gas emission of community sector in Yeosu city was estimated. The results of greenhouse gas emission was calculated 28,626 ton CO₂eq. in 2005 and 33,282 ton CO₂eq. in 2009. The greenhouse gas emission in Yeosu city were emitted approximately 65~67 % by industry and showed in order of industrial processes, transportation, waste, residential, commercial, AFOLU.

공동주택의 지하층 외벽 단열이 지하실 온도와 1층의 난방용 도시가스소비량에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

김진관,문종욱,이병호 대한건축학회 2006 대한건축학회논문집 Vol.22 No.7

A field test was carried out to an apartment houses with 85m2-type actual area in Jinju Territory to observe the effect of insulation of basement external walls and to suggest the basic design data for efficient energy management of buildings and insulation design measures through this observation, so to reduce the consumption of city-gas in the first floor where the consumption of heating energy is the largest in apartment houses; the temperature of basement before insulation was 8.3℃ in average 1.5℃ of outer temperature and it was found that basement receives a large influence from the thermal flows of first floor bottom heating.A correlation equation between external temperature and the insulation of basement was obtained based on the field test of basement. When calculating based on such equation, 7.3㎥/month of city-gas could be saved with internal insulation of basement and 2.4㎥/month of city-gas could be saved with the external insulation of externally exposed part of basement, in case of 85m2-type apartment houses in Jinju in January 2006; this quantities correspond to app. 3.6% and app. 1.2% of the quantity of heating city-gas in ordinary year, respectively.

록펠러 센터 (Rockefeller Center, 1929-1939)의 ‘라디오 시티(Radio City)’ 연구

서연주 미술사문화비평학회 2020 미술사문화비평 Vol.11 No.-

미국 뉴욕 미드타운 5번가의 록펠러 센터(Rockefeller Center)는 존 D. 록펠러 2세(John D. Rockefeller Jr, 1874-1960)의 사유 재산으로 1929년부터 1939년까지 이루어진 대규모 재개발 도시 프로젝트이다. 총 13채의 건축물과 도로와 광장, 정원, 예술작품으로 이루어진 록펠러 센터는 뉴욕의 특징을 고스란히 담은 ‘도시 안의 작은 도시’이다. 이러한 록펠러 센터는 도시 계획과 공공 미술의 표본으로 20세기 의미 있는 건축적 업적을 인정받아, 1988년에 미국 역사 기념물(National Historic Landmark)로 선정되었다. 특히 록펠러 센터 프로젝트에 ‘새로운 라디오 매체’는 강력한 상징이 되어 1930년대 초반까지 ‘라디오 시티(Radio City)’로 불린다. 록펠러 센터의 중심 마천루에는 RCA(Radio Corporation of America) 마천루 와 라디오 시티 뮤직 홀(Radio City Music Hall)이 있다. RCA 마천루는 70층의 폭이 좁은 슬라브(slab) 양식으로, 당시 뉴욕의 종합지역제(Zoning Law)로 인한 ‘웨딩 케이크’와는 다른 독창적인 아르데코 건축물이 완성되었다. 마천루는 폭이 좁고 긴 장방형으로 건물의 양 사이드의 셋백(setbacks)으로 인하여 위로 올라갈수록 무게감을 더는 듯하다. 로어 프라자인 선큰 광장에서 바라 본 RCA 빌딩은 더 높아 보이는 착시 현상이 일어난다. RCA 빌딩 북쪽의 라디오 시티 뮤직 홀은 6300석 규모의 극장이다. 록시가 디자인 한 무대 디자인은 자연의 숭고함을 담은 ‘석양’을 표현한 아 르데코 양식이며, 실내디자인은 아르데코 가구 디자이너 도날드 데스키(Donald Deskey, 1894-1989)가 창조하였다. 센터에는 100여 점의 작품들이 있지만, 예술 프로그램(Art Program)에서 지향 한 ‘새로운 영역들(New frontiers)’과 ‘문명의 행진(The March of Civilization)’ 이라는 주제는 라디오를 표현한 작품에서 독자성이 두드러진다. RCA 빌딩은 라디오 가 매체가 인류에게 선사하는 긍정적인 메시지인 지성과 지혜의 힘을 ‘인류 문명의 진보’와 연결하여 건축적 조각이나 모자이크로 표현하였다. <지혜>, <뉴스>는 대표적인 아르 데코 작품으로 유리, 스테인레스 스틸 등 다양한 재료와 금박이 사용되었다. 록펠러 센터는 라디오의 도움으로 건전하고 인간다운 미래도시를 향한 꿈이 구체화 되었다. 이곳은 문화와 예술, 상업이 하나의 복합체(complex)로서 엔터테인먼트의 중심이자 변화하는 사회의 부산물로 주목할 만한 성과를 이루었다. 더불어 아르데 코 양식의 건축물과 작품들은 센터의 독자적인 특징이다. Rockefeller Center at Fifth Avenue in Midtown, New York City is a private property of John D. Rockefeller Jr. (1874-1960). It was constructed as a large-scale urban regeneration project spanning 1929 to 1939. Rockefeller Center, a complex consisting of 13 buildings, streets, plazas, gardens, and artworks, is 'city within a city' containing the characteristics of New York City. The center has been recognized as a model of urban planning and public art, and a meaningful architectural achievement of the 20th century, and, in 1988, it was chosen as the National Historic Landmark. In particular, 'a new radio medium' was a strong symbol of the Rockefeller Center Project, and, the center had been called 'Radio City' until the early 1930s. The skyscrapers composing the central part of the center are RCA (Radio Corporation of America) and Radio City Music Hall. The 70-story RCA skyscraper is of a narrow slab style. It was built as a unique Art Deco building, different from 'wedding cakes' adopted by the Zoning Law of New York City at the times. The building is a narrow and long skyscraper, and, with setbacks on its sides, the RCA building looks higher than it really is when it is viewed from Sunken Plaza. Radio City Music Hall to the north of RCA is the 6,300-seat theater. The stage designed by Samuel Roxy Rothafel is of an Art Deco style expressing 'twilight' as sublime nature. Its interior was designed by Art Deco designer Donald Deskey. The Rockefeller Center complex houses more than 100 artworks. 'New frontiers and the March of Civilization' of the Art Program was very creative as expression of radio. The RCA building linked power of intelligence and wisdom, positive messages the medium of radio gives to human beings to 'the March of Civilization', and expressed it as architectural sculptures or mosaics. Wisdom, News, typical Art Deco works, were made with various materials such as glass, stainless steel, and gold leaves. Rockefeller Center was the embodiment of a dream of a healthy and humanistic future city with the help of radio. It was a remarkable achievement as the complex of culture, art, and commerce playing the roles of the center of entertainment and a by-product of the changing society. In addition, Art Deco-style architectures and works have become unique characteristics of the center.

부산시 구별 용도별 도시가스 소비 특성 분석

박률(Yool Park),박종일(Jong-Il Park) 한국지열·수열에너지학회 2011 한국지열에너지학회논문집 Vol.7 No.1

??Recently, central and local governments of Korea have established and implemented various energy policies such as making energy map of city level and establishment of environment friendly city plan to materialize low carbon green city. To implement effectively these policies, however, conditions of energy consumption by each administrative district and each usage have to be verified exactly. This study is aimed to suggest a basic data for planning energy policy and energy demand prediction of city level by analyzing energy consumption unit and conditions of city gas by borough and usage in Busan.