[논문]해양사고 예보 시스템 개발 (II): 해양사고 예측 모델 구현

임정빈

doi:10.5394/kinpr.2003.27.5.487

해양사고 예보 시스템 개발 (II): 해양사고 예측 모델 구현
Development of Marine Casualty Forecasting System (II): Implementation of Marine Casualty Prediction Model 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.27 no.5 = no.85, 2003년, pp.487 - 492

초록
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이 논문에서는 해양사고 예보 시스템(K-MACFOS) 개발의 주요부분 중 하나인 해양사고 예측 모델 구현에 관해서 기술했다. 셀분할 선형 파라미터 모델(CD-LIP)을 제안하여 그 유효성을 Baltic 모델과 수정 LIP 모델과 비교하면서 검토하였다. 회귀 분산분석기법에 의한 평가결과, CD-LIP 모델이 연구대상 해역의 해양사고 수량화 D/B에 최적 성능을 나타냈다.

Abstract ▼ AI-Helper

The paper describes on the implementation of marine casualty prediction model that is one of the main part of Korean MArine Casualty FOrecasting System (K-MACFOS). In this work, Cell Distributed Linear-In-the-Parameter (CD-LIP) model is proposed and discussed its usability with comparing Baltic model and revised LIP model. As evaluation results by regression analysis of variance, it is known that the CD-LIP model gives best performance to the marine casualty numerical D/B of the target sea area.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 논문에서는 해양사고 예보 시스템 任Korean MArine Forecasting System : K-MACFOS) 개발을 위한 두 번째 연구 결과를 기술했다. 이 연구에서는 선행연구로 수행한 '해양사고 예보 시스템 개발( I ): 해양사고 수량화 D/B 구축과 분석' (이하 선행연구라 함)에서 논의한 수량화 D/B(Numerical D/B : N-D/B)를 토대로 해양사고 예측 모델을 개발하였다(임, 2003).
그러나, 국내 해양사고에 적합한 모델은 개발된 바 없어 해양선진국 진입을 위한 연구 개발이 시급한 실정이다. 이 연구에서는 연구대상지역인 목포를 중심으로 서남권 일대의 해양사고 특징에 적합한 모델을 개발하고 검토한다.

제안 방법

수정 LIP 모델을 제안하였다. 또한, 더욱 정밀한 예측모델 개발을 위하여 셀분할 LIP 모델(Cell Distributed LIP: CD-LIP)을 제안하였다.
선행연구에서 개발한 해양사고 수량화 D/B를 이용하여 해양사고 예측 모델을 개발하였다. 연구결과 요약은 다음과 같다.
위의 2가지 전제조건을 고려하여 다음과 같이 선형파라미터 모델(LinearTn-the-Parameter: LIP)을 비선형 모델로 확장한 수정 LIP 모델을 제안하였다. 또한, 더욱 정밀한 예측모델 개발을 위하여 셀분할 LIP 모델(Cell Distributed LIP: CD-LIP)을 제안하였다.
기술했다. 이 연구에서는 선행연구로 수행한 '해양사고 예보 시스템 개발( I ): 해양사고 수량화 D/B 구축과 분석' (이하 선행연구라 함)에서 논의한 수량화 D/B(Numerical D/B : N-D/B)를 토대로 해양사고 예측 모델을 개발하였다(임, 2003).
이 연구에서는, 선행연구에서 개발한 해양사고 수량화 DZB 를 이용하여 위의 식(9)가 최소가 되는 제 n차의 LIP 모델 식을 구한 후, 회귀계수 6를 구하여 수정 LIP 모델을 개발하였다.

이론/모형

비교 모델과 개발한 모델에 대한 평가에는 회귀의 분산분석기법(최 등, 1992)을 도입하였다. 1996년부터 2000년까지 5 년간의 해양사고 건수를 N暨"心 3=1, 2.
이 연구에서 개발한 예측 모델과 비교한 모델은 P. Tuovinen 등(1984)이 제안한 Baltic 모델이다. Baltic 모델은 1979년부터 1981년까지 발틱해(Baltic sea)에서 발생한 다국적 선박의 해양사고 통계분석에 적용한 것으로, 근본적으로 해양사고 건수가 지수함수적으로 감소함과, 해양사고의 하루당 사고 건수가 포아송(Poisson) 분포를 갖는다는 전제하에 구축된 모델이다.

성능/효과

(1) 서남해역의 해양사고 발생 유형에 적합한 해양사고 예측 모델로서 CD LIP 모델을 개발하고, 기존 Baltic 모델과 수정 LIP 모델과 비교하여 유효성을 입증하였다.
(1) 연구대상 지역의 해양사고 특징은 1990년부터 1996년까지 해양사고 건수가 꾸준히 유지되다가 1996년부터는 지수함수적으로 감소한다.
(2) 1990년부터 2000년까지 11년간 데이터 중에서 이 연구대상 지역의 경우 1996년부터 2000년까지의 5년간 데이터를 적용하는 것이 정밀한 예측모델 개발에 적합하다.
따라서, 종합적으로 CD-LIP 모델이 세가지 모델 중에서 연구대상 지역에 적합한 모델인 것으로 평가된다. 여기서, 모델적용 시 적용기간과 데이터의 특징 등을 이미 선행연구에서 충분히 검토하였기 때문에 CD-LIP 모델이 다른 모델과 비교하여 최적 특성을 나타낸다고 보여진다.
세가지 예측 모델을 적용하여 SE, SSR, SST 등을 분석한 결과, SE와 SSE 분석측면에서는 CD-LIP 모델이 적합하고, SSR 분석측면에서는 수정 LIP 모델이나 Baltic 모델 SST 측면에서는 CD LIP 모델이나 수정 LIP 모델이 우수하나 특정 연도에 민감한 반응을 보이고 있다.

후속연구

이 연구에서 개발한 CD-LIP 모델을 이용하여 통계결과를 사용자가 쉽게 이해할 수 있는 해양사고 예보 가시화 시스템을 개발할 예정이다.

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