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      Sequence to Sequence based LSTM (LSTM-s2s)모형을 이용한 댐유입량 예측에 대한 연구 = Application of sequence to sequence learning based LSTM model (LSTM-s2s) for forecasting dam inflow

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      https://www.riss.kr/link?id=A107325135

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      다국어 초록 (Multilingual Abstract)

      Forecasting dam inflow based on high reliability is required for efficient dam operation. In this study, deep learning technique, which is one of the data-driven methods and has been used in many fields of research, was manipulated to predict the dam ...

      Forecasting dam inflow based on high reliability is required for efficient dam operation. In this study, deep learning technique, which is one of the data-driven methods and has been used in many fields of research, was manipulated to predict the dam inflow. The Long Short-Term Memory deep learning with Sequence-to-Sequence model (LSTM-s2s), which provides high performance in predicting time-series data, was applied for forecasting inflow of Soyang River dam. Various statistical metrics or evaluation indicators, including correlation coefficient (CC), Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (NSE), percent bias (PBIAS), and error in peak value (PE), were used to evaluate the predictive performance of the model. The result of this study presented that the LSTM-s2s model showed high accuracy in the prediction of dam inflow and also provided good performance for runoff event based runoff prediction. It was found that the deep learning based approach could be used for efficient dam operation for water resource management during wet and dry seasons.

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      국문 초록 (Abstract)

      효율적인 댐 운영을 위해서는 높은 신뢰도를 기반으로 하는 유입량 예측이 요구된다. 본 연구에서는 최근 다양한 분야에서 사용되고 있는 데이터 기반의 예측 방법 중 하나인 딥러닝을 댐 ...

      효율적인 댐 운영을 위해서는 높은 신뢰도를 기반으로 하는 유입량 예측이 요구된다. 본 연구에서는 최근 다양한 분야에서 사용되고 있는 데이터 기반의 예측 방법 중 하나인 딥러닝을 댐 유입량 예측에 활용하였다. 그 중 시계열 자료 예측에 높은 성능을 보이는 Sequence-to-Sequence 구조 기반의 Long Short-Term Memory 딥러닝 모형(LSTM-s2s)을 이용하여 소양강 댐의 유입량을 예측하였다. 모형의 예측 성능을 평가하기 위해 상관계수, Nash–Sutcliffe 효율계수, 평균편차비율, 그리고 첨두값 오차를 이용하였다. 그 결과, LSTM-s2s 모형은 댐 유입량 예측에 대한 높은 정확도를 보였으며, 단일 유량 수문곡선 기반의 예측 성능에서도 높은 신뢰도를 보였다. 이를 통해 홍수기와 이수기에 수자원 관리를 위한 효율적인 댐 운영에 딥러닝 모형의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

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      참고문헌 (Reference)

      1 방윤현, "소하천의 초기계획하폭 산정식 개발에 관한 연구: 강원영서 지역을 대상으로" 한국방재학회 18 (18): 357-367, 2018

      2 김영일, "미계측유역의 수문모형 매개변수 추정을 위한 하이브리드 지역화모형의 개발" 한국수자원학회 51 (51): 677-686, 2018

      3 이기하, "메콩강 유출모의를 위한 물리적 및 데이터 기반 모형의 비교 ․ 분석" 한국수자원학회 51 (51): 503-514, 2018

      4 강나래, "레이더 강우 자료를 이용한 도시유역의 유출 모의" 한국습지학회 15 (15): 413-422, 2013

      5 김동현, "딥러닝을 활용한 산지습지 수위 예측 모형 개발" 한국습지학회 22 (22): 106-112, 2020

      6 목지윤, "딥러닝을 활용한 다목적댐 유입량 예측" 한국수자원학회 53 (53): 97-105, 2020

      7 정성호, "딥러닝 오픈 라이브러리를 이용한 하천수위 예측" 한국방재학회 18 (18): 1-11, 2018

      8 박명기, "다목적댐 유입량 예측을 위한 Recurrent Neural Network 모형의 적용 및 평가" 한국수자원학회 51 (51): 1217-1227, 2018

      9 한정호, "기후변화에 따른 미래 극한호우사상이 소양강댐 유역의 유량 및 유사량에 미치는 영향" 한국물환경학회 33 (33): 160-169, 2017

      10 정의상, "가뭄이 농업유역의 하천 유량에 미치는 영향 분석: 준분포형 유역모델 STREAM의 논산천 유역 적용 사례" 한국해양환경·에너지학회 21 (21): 398-410, 2018

      1 방윤현, "소하천의 초기계획하폭 산정식 개발에 관한 연구: 강원영서 지역을 대상으로" 한국방재학회 18 (18): 357-367, 2018

      2 김영일, "미계측유역의 수문모형 매개변수 추정을 위한 하이브리드 지역화모형의 개발" 한국수자원학회 51 (51): 677-686, 2018

      3 이기하, "메콩강 유출모의를 위한 물리적 및 데이터 기반 모형의 비교 ․ 분석" 한국수자원학회 51 (51): 503-514, 2018

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      6 목지윤, "딥러닝을 활용한 다목적댐 유입량 예측" 한국수자원학회 53 (53): 97-105, 2020

      7 정성호, "딥러닝 오픈 라이브러리를 이용한 하천수위 예측" 한국방재학회 18 (18): 1-11, 2018

      8 박명기, "다목적댐 유입량 예측을 위한 Recurrent Neural Network 모형의 적용 및 평가" 한국수자원학회 51 (51): 1217-1227, 2018

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      2016 0.5 0.5 0.57
      KCIF(4년) KCIF(5년) 중심성지수(3년) 즉시성지수
      0.55 0.54 0.781 0.22
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