신경망을 이용한 기상예측시스템에서 망구조 최적화를 위한 Pruning 알고리즘 = A Pruning Algorithm for Network Structure Optimization in the Forecasting Climate System Using Neural Network

국문 초록 (Abstract)

최근, 기존의 통계적 분석방법과는 달리 시계열 데이터를 이용하여 미래의 연속적인 지배의 법칙을 예측하기 위한 신경회로망 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 빠르고 정확한 기상예측을 위하여 초기 임의 설계된 신경회로망의 은닉층중과(過)설계된 은닉노드를 제거하는 Pruning 알고리즘을 제안하며, 이 제안한 알고리즘의 효율성을 증명하기 위하여 1987년부터 1996년까지의 수집된 기상 데이터 22080건을 이용하여 기상예측 실험을 실행하였다. 실험을 통하여 초기 임의 구성된 $26{\times}50{\times}1$의 신경망은 제안된 pruning 알고리즘을 통하여 $26{\times}2{\times}1$ 구조로 최적화 되었고, 최적화된 신경망($26{\times}2{\times}1$)의 경우 오차온도 ${\pm}0.5^{\circ}C$의 경우 평균 33.55%, ${\pm}1^{\circ}C$의 경우 61.57%로 임의 설계된 구조 ($26{\times}50{\times}1$)dml 29.31%, 54.47%에 비하여 우수하게 나타났고, 또한 계산 횟수에서도 임의 구성 신경망에 비하여 최고 25배이상 계산횟수를 줄일 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, neural network research for forecasting the consecutive controlling rules of the future is being progressed, using the series data which are different from the traditional statistical analysis methods. In this paper, we suggest the pruning algorithm for the fast and exact weather forecast that excludes the hidden layer of the early optional designed nenral network. There are perform the weather forecast experiments using the 22080 kinds of weather data gathered from 1987 to 1996 for proving the efficiency of this suggested algorithm. Through the experiments, the early optional composed $26{\times}50{\times}1$ nenral network became the most suitable $26{\times}2{\times}1$ structure through the pruning algorithm suggested, in the optimum neural network $26{\times}2{\times}1$, in the case of the error temperature ${\pm}0.5^{\circ}C$, the average was 33.55%, in the case of ${\pm}1^{\circ}C$, the average was 61.57%, they showed more superior than the average 29.31% and 54.47% of the optional designed structure, also. we can reduce the calculation frequency more than maximum 25 times as compared with the optional sturcture neural network in the calculation frequencies.