$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] 실시간 댐 유입량 예측을 위한 인공신경망 모형의 활용성 평가
Assessment of artificial neural network model for real-time dam inflow prediction 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.54 no.12 suppl., 2021년, pp.1131 - 1141  

허재영 (세종대학교 건설환경공학과) ,  배덕효 (세종대학교 건설환경공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 국내 주요 댐 상류 유역을 대상으로 장기간 시단위 수문자료를 활용하여 실시간 댐 유입량 예측을 위한 인공신경망 모형의 선행 1, 3, 6시간별 예측유입량을 산정 및 평가하였다. 이를 위해, 각 유역별 15년의 시단위 강수 및 유입량 자료를 활용하였으며 연도별 평균 유입량을 고려하여 데이터세트를 구성하였다. 각 대상유역에 대한 선행시간별 예측 성능NSE 0.57~0.79 이상으로써 비교적 양호한 성능을 나타내었다. 유역면적이 클수록 이수기의 예측 성능이 낮은 것으로 확인되었으며 홍수기 예측성능과의 편차가 증가하는 것으로 확인되었다. 선행 6시간 예측에 대해 입력자료의 과거길이에 따른 성능 변화는 홍수기보다 이수기에서 큰 차이를 보이며 과거길이가 증가할수록 이수기의 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 주요 홍수 사상에 대한 예측 수문곡선은 관측과 비교하여 수문곡선의 형태는 유사한 것으로 나타났다. 다만, 선행시간에 따라 첨두시간의 지연 및 유량의 과소 추정되는 경향이 있으며 이에 대한 개선이 필요함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the artificial neural network model is applied for real-time dam inflow prediction and then evaluated for the prediction lead times (1, 3, 6 hr) in dam basins in Korea. For the training and testing the model, hourly precipitation and inflow are used as input data according to average ...

주제어

표/그림 (7)

참고문헌 (37)

  1. Chang, F.J., Chiang, Y.M., and Chang, L.C. (2007). "Multi-step-ahead neural networks for flood forecasting." Hydrological Sciences Journal, Vol. 52, No. 1, pp. 114-130. 

  2. Chen, S.M., Wang, Y.M., and Tsou, I. (2013). "Using artificial neural network approach for modelling rainfall-runoff due to typhoon." Journal of Earth System Science, Vol. 122, No. 2, pp. 399-405. 

  3. Chollet, F. (2017). Deep learning with Python. Manning, Shelter Island, NY, U.S. 

  4. Cook, B.I., Mankin, J.S., Marvel, K., Williams, A.P., Smerdon, J.E., and Anchukaitis, K.J. (2020). "Twenty-first century drought projections in the CMIP6 forcing scenarios." Earth's Future, Vol. 8, No. 6, e2019EF001461. 

  5. Cui, Z., Zhou, Y., Guo, S., Wang, J., Ba, H., and He, S. (2021). "A novel hybrid XAJ-LSTM model for multi-step-ahead flood forecasting." Hydrology Research. doi: 10.2166/nh.2021.016 

  6. Dawson, C.W., and Wilby, R. (1998). "An artificial neural network approach to rainfall-runoff modelling." Hydrological Sciences Journal, Vol. 43, No. 1, pp.47-66. 

  7. Devia, G.K., Ganasri, B.P., and Dwarakish, G.S. (2015). "A review on hydrological models." Aquatic Procedia, Vol. 4, pp. 1001-1007. 

  8. Eom, J.I., and Jung, K.S. (2019). "Estimation of Hourly Dam inflow using time series data." Journal of Korean Society of Hazard Mitiggation, Vol. 19, No. 2, pp. 163-168. 

  9. Fuente, A., Meruane, V., and Meruane, C. (2019). "Hydrological early warning system based on a deep learning runoff model coupled with a meteorological forecast." Water, Vol. 11, No. 9, pp. 1808. 

  10. Goodfellow, I., Bengio, Y., and Courville, A. (2016). Deep learning. MIT press, Cambridge, MA, U.S. 

  11. Hsu, K.L., Gupta, H.V., and Sorooshian, S. (1995). "Artificial neural network modeling of the rainfall-runoff process." Water Resources Research, Vol. 31, No. 10, pp. 2517-2530. 

  12. Hu, C., Wu, Q., Li, H., Jian, S., Li, N., and Lou, Z. (2018). "Deep learning with a long short-term memory networks approach for rainfall-runoff simulation." Water, Vol. 10, No. 11, 1543. doi: 10.3390/w10111543 

  13. Imrie, C.E., Durucan, S., and Korre, A. (2000). "River flow prediction using artificial neural networks: Generalisation beyond the calibration range." Journal of HYdrology, Vol. 233, No. 1-4, pp. 138-153. 

  14. Jain, A., and Kumar, A.M. (2007). "Hybrid neural network models for hydrologic time series forecasting." Applied Soft Computing, Vol. 7, No. 2, pp. 585-592. 

  15. Jeong, D.M., and Bae, D.H, (2004), "Monthly Dam inflow forecasts by using weather forecasting information." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 37, No. 6, pp. 449-460. 

  16. Kang, M.S., and Park, S.W. (2003). "Short-term flood forecasting using artificial neural networks." Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 45, No. 2, pp. 45-57. 

  17. Kao, I.F., Zhou, Y.L., Chang, L.C., and Chang, F.J. (2020). "Exploring a long short-term memory based encoder-decoder framework for multi-step-ahead flood forecasting." Journal of Hydrology, Vol. 583, 124631. 

  18. Kim, J.H. (1993). A study on hydrologic forecasting of streamflows based on artificial neural network, Ph.D, dissertation. Inha University. 

  19. Kim, S.W. (2000). "A study on the forecasting of daily streamflow using the multilayer neural networks model." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 33, No. 5, pp. 537-550. 

  20. Kim, J.H., Jun, S.M., Hwang, S.H., Kim, H.K., Heo, J.M., and Kang M.S. (2021). "Impact of activation functions on flood forecasting model based on artificial neural networks" Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, Vol. 63, No. 1, pp. 11-25. 

  21. Kingma, D.P., and Ba, J. (2015). "Adam : A method for stochastic optimization." 3rd International Conference on Learning Representations 2015, San Diego, CA, U.S., arXiv:1412.6980. 

  22. Kratzert, F., Klotz, D., Brenner, C., Schulz, K., and Herrnegger, M. (2018). "Rainfall-runoff modelling using long short-term memory (LSTM) networks." Hydrology and Earth System Sciences, Vol. 22, No. 11, pp. 6005-6022. 

  23. Kumar, S., Tiwari, M.K., Chatterjee, C., and Mishra, A. (2015). "Reservoir inflow forecasting using ensemble models based on neural networks, wavelet analysis and bootstrap method." Water Resources Management, Vol. 29, No. 13, pp. 4863-4883. 

  24. Lee, J.Y., Kim, H.I., and Han, K.Y. (2020). "Linkage of hydrological model and machine learning for real-time prediction of river flood." Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol. 40, No. 3, pp. 303-314. 

  25. Mok, J.Y., Choi, J.H., and Moon, Y.I. (2020). "Prediction of multipurpose dam inflow using deep learning." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 53, No. 2, pp. 97-105. 

  26. Mosavi, A., Ozturk, P., and Chau, K.W. (2018) "Flood prediction using machine learning models: Literature review." Water, Vol. 10, No. 11, 1536. 

  27. Noori, N., and Kalin, L. (2016) "Coupling SWAT and ANN models for enhanced daily streamflow prediction." Journal of Hydrology, Vol. 533, pp. 141-151. 

  28. Park, M.K., Yoon, Y.S., Lee, H.H., and Kim, J.H. (2018). "Application of recurrent neural network for inflow prediction into multi-purpose dam basin." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 51, No. 12, pp. 1217-1227. 

  29. Sim, S.B., and Kim, M.S. (1998). "Flood inflow forecasting on multipurpose reservoir by neural network." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 31, No. 1, pp. 45-57. 

  30. Sit, M., Demiray, B.Z., Xiang, Z., Ewing, G.J., Sermet, Y., and Demir, I. (2020). "A comprehensive review of deep learning applications in hydrology and water resources." Water Science and Technology, Vol. 82, No. 12, pp. 2635-2670. 

  31. Tabari, H. (2020). "Climate change impact on flood and extreme precipitation increases with water availability." Scientific Reports, Vol. 10, No. 1, pp. 1-10. 

  32. Taieb, S.B., Sorjamaa, A., and Bontempi, G. (2010). "Multiple-output modeling for multi-step-ahead time series forecasting." Neurocomputing, Vol. 73, No. 10-12, pp. 1950-1957. 

  33. Thomas, V., and Lopez, R. (2015) Global increase in climate-related disasters. ADB Economics Working Paper Series, No. 466, Asian Development Bank, Mandaluyong, Philippines. 

  34. Toth, E., and Brath, A. (2007). "Multistep ahead streamflow forecasting: Role of calibration data in conceptual and neural network modeling." Water Resources Research, Vol. 43, No. 11. 

  35. Xiang, Z., Yan, J., and Demir, I. (2020). "A rainfall-runoff model with LSTM-based sequence-to-sequence learning." Water Resources Research, Vol. 56, No. 1, e2019WR025326. 

  36. Yaseen, Z.M., El-Shafie, A., Jaafar, O., Afan, H.A., and Sayl, K.N. (2015). "Artificial intelligence based models for stream-flow forecasting: 2000-2015." Journal of Hydrology, Vol. 530, pp. 829-844. 

  37. Yoo, C.S., Hwang, J.H., and Kim, J.H. (2012). "Use of the extended Kalman Filter for the real-time quality improvement of runoff data: 1. Algorithm construction and application to one station." Journal of Korea Water Resources Association, Vol. 45, No. 7, pp. 697-711. 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로