초록 ▼

□ 연구개요
딥러닝을 이용하여 근 지구 우주환경에 큰 영향을 미치는 플레어의 발생 예측에 관한 다음과 같은 연구를 수행하였다.

1. Convolutional Neural Network(CNN) 기반의 벡터 자기장 자료를 이용한 플레어 발생 유무 예측 연구
2. 통계 및 Deep Neural Network(DNN) 기반의 과거 플레어 발생의 특성을 이용한 플레어 발생 세기 및 확률 예측 연구
3. Long short-term memory(LSTM) 기반의 플레어 X선 플럭스의 시간적 변화 예측 연구

□ 연구개요
딥러닝을 이용하여 근 지구 우주환경에 큰 영향을 미치는 플레어의 발생 예측에 관한 다음과 같은 연구를 수행하였다.

1. Convolutional Neural Network(CNN) 기반의 벡터 자기장 자료를 이용한 플레어 발생 유무 예측 연구
2. 통계 및 Deep Neural Network(DNN) 기반의 과거 플레어 발생의 특성을 이용한 플레어 발생 세기 및 확률 예측 연구
3. Long short-term memory(LSTM) 기반의 플레어 X선 플럭스의 시간적 변화 예측 연구

□ 연구 목표대비 연구결과
1. CNN 기반의 벡터 자기장 자료를 이용한 플레어 발생 유무 예측 연구
태양의 시선방향 전면 자기장 지도를 입력으로 하여 관측된 시간으로부터 24시간 이내의 C급 이상 플레어의 발생 유무를 예측하는 CNN 기반의 모델을 개발하였다. 모델의 예보 능력을 검증하기 위해 통계 분할표와 그로부터 통계적 인자들을 계산하였다.

2. 통계 및 DNN 기반의 과거 플레어 발생의 특성을 이용한 플레어 발생 세기 및 확률 예측 연구
과거 플레어 발생 이력과 활동성 영역의 자기 물리적 인자 자료를 이용하여 플레어 발생 세기 및 확률을 예측할 수 있는 모델을 통계 및 DNN 기법을 활용하여 개발하였다. 최적화된 플레어 발생 세기 및 확률 예측 모델을 검증할 수 있는 통계 인자들을 계산하였고 향후 활용방안을 모색하였다.

3. LSTM 기반의 플레어 X선 플럭스의 시간적 변화 예측 연구
과거 플레어 발생 이력과 태양 X선 플럭스 관측 자료를 이용하여 플레어 발생 시 X선 플럭스의 변화를 예측할 수 있는 모델을 딥러닝 기법을 활용하여 개발하였다. 여러 모델 구조와 모델 내부 하이퍼 파라미터들을 조정하여 X선 플럭스 예측을 위한 최적화 모델을 개발하였으며 그 성능을 분석하고 다른 모델들과 비교 검증하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1. 우주환경에 영향을 미치는 플레어 발생을 총체적으로 이해
2. 딥러닝 기반 새로운 플레어 발생 예보 모델을 구축하여 국내외 우주기상예보전문기관에서 실제 활용
3. 태양 X선에 의한 전리층 교란 현상의 완화 시기 예측 및 전파 통신 환경 예측에 활용
4. 태양 플레어 위험 예보에 의한 위성 운용 임무 효율성 증대
5. 정확한 플레어 예보에 의한 우주인과 항공기 승무원의 총 피폭량 감소

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구개발의 필요성 ... 4
• (2) 최종 목표 및 연구 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• ① CNN 기반의 벡터 자기장 자료를 이용한 플레어 발생 유무 예측 연구 ... 5
• ② 통계 및 DNN 기반의 과거 플레어 발생의 특성을 이용한 플레어 발생 세기 및 확률 예측 연구 ... 6
• ③ LSTM 기반의 플레어 X선 플럭스의 시간적 변화 예측 연구 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 18
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 35
• 끝페이지 ... 51