겨울철 일 단위 노면온도 패턴에 대한 군집분석

• 영문명: Cluster analysis on the pattern of daily road surface temperature in winter
• 발행기관: 한국자료분석학회
• 저자명: 황영은(Yeongeun Hwang) 전상아(Sanga Jeon) 이민아(Minah Lee) 윤상후(Sanghoo Yoon)
• 간행물 정보: 『Journal of The Korean Data Analysis Society (JKDAS)』Vol.24 No.2, 525~538쪽, 전체 14쪽
• 주제분류: 자연과학 > 통계학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.04.30

국문 초록

도로 표면의 온도는 겨울철 도로안전을 위해 중요한 정보이다. 노면온도가 영하로 내려가면 결빙, 적설, 해빙 등에 따른 미끄럼 사고가 발생하기 때문이다. 일반적으로 노면온도는 대기온도에 비하여 평균 3~5℃ 낮다고 알려졌으나 실 관측자료는 기상 상황에 따른 차이가 있다. 따라서 노면온도와 대기온도 간 차이의 패턴을 일 단위로 군집화하고자 한다. 연구자료는 2017년 11월 5일부터 2020년 12월 31일까지 전라북도 지역의 고정식 관측장비로부터 수집된 도로 기상정보이다. 수집한 자료는 관측 시간 단위가 동일하지 않아 기후 범위 검사, 시간 변동성 검사, 칼만 필터 상태모형을 통해 품질관리 후 일 단위 노면온도 패턴을 군집화하였다. 일 단위 노면온도와 대기온도 간 차이는 3개의 주성분으로 축약하여 노면온도와 대기온도 간 패턴을 파악하기 위한 군집분석을 시행하였다. 군집분석 방법으로 가우시안 혼합 군집분석, 밀도기반 군집분석, 그리고 함수적 군집분석이 고려되었다. 군집분석 결과와 일 단위 기상정보 간 관계를 의사결정나무와 5겹 교차검증으로 평가한 결과 가우시안 혼합 군집분석으로부터 생성된 군집이 일 단위 기상정보로 가장 잘 설명되었다.

영문 초록

The temperature of the road surface is important for road safety during the winter season. Slip vehicle accidents could occur when the road surface temperature drops below zero. It is known that the road surface temperature is on average 3~5℃ lower than the atmospheric temperature, but the actual observation data differs depending on the weather conditions. Therefore, the daily pattern of the difference between the atmospheric temperature and the road surface temperature is to be clustered. The research data is road meteorological information collected from stationary observation equipment in Jeollabuk-do from November 2017 to December 2020. The daily road surface temperature patterns were clustered after quality control through the climate range test, time variability test, and Kalman filter state model. Gaussian mixed clustering analysis, density-based clustering, and functional cluster analysis were considered. Gaussian mixed clustering analysis was explained well, as a result of evaluating the relationship between the clusters and daily weather information using a decision tree with 5-fold cross-validation.

목차

1. 서론

2. 연구방법론

3. 연구자료

4. 연구결과

References

키워드

노면온도 가우시안 혼합 군집분석 밀도기반 군집분석 함수적 군집분석 Road surface temperature Gaussian mixed clustering analysis density-based clustering analysis functional clustering analysis