다계층을 고려한 대중교통 확률적사용자균형 알고리즘 개발

유순경,임강원,임용택,이영인 대한교통학회 2005 대한교통학회지 Vol.23 No.7

The object of this study is a development of a stochastic user equilibrium transit assignment algorithm for multiple user classes considering stochastic characteristics and heterogeneous attributes of passengers. The existing transit assignment algorithms have limits to attain realistic results because they assume a characteristic of passengers to be equal. Although one group with transit information and the other group without it have different trip patterns, the past studies could not explain the differences.For overcoming the problems, we use following methods. First, we apply a stochastic transit assignment model to obtain the difference of the perceived travel cost between passengers and apply a multiple user class assignment model to obtain the heterogeneous quality of groups to get realistic results. Second, we assume that person trips have influence on the travel cost function in the development of model. Third, we use a C-logit model for solving IIA(independence of irrelevant alternatives) problems. According to repetition, assigned trips and equivalent path cost have difference by each group and each path. The result comes close to stochastic user equilibrium and converging speed is very fast. The algorithm of this study is expected to make good use of evaluation tools in the transit policies by applying heterogeneous attributes and OD data. 본 논문은 기존에 제대로 다루지 못한 대중교통 통행자의 확률적 속성과 이질적 특성을 고려한 다계층 확률적 사용자균형 통행배정모형을 개발하는데 연구의 목적이 있다. 기존 대중교통 통행배정모형은 통행자의 특성이 모두 동일하다고 가정하기 때문에 현실적인 결과를 도출하는데 한계를 갖고 있다. 예를 들어 대중교통에 대한 정보를 제공받는 그룹과 그렇지 못한 그룹이 존재하는 경우, 이들 간에는 분명히 통행패턴에 차이가 있음에도 불구하고 이를 정확히 표현하는데 어려움이 있었다. 이러한 한계를 극복하기 위해 통행자의 확률적 속성과 이질적 특성을 반영한 알고리즘을 개발하였다. 통행자간 인지비용의 차이는 확률적 통행배정으로 구현되었으며, 그룹간의 이질성은 다계층 통행배정모형으로 구현하여 현실성 있는 대중교통 분석결과를 도출해 내도록 하였다. 모형구축에 있어 각 계층의 통행량에 영향을 받는 통행비용함수를 구축하였고, 기존 로짓모형의 단점으로 나타난 비관련대안의 독립성(IIA)문제를 해결하기위해 C-로짓모형을 적용하였다. 연구결과 계층별/경로별로 배정통행량 및 동등경로통행시간에 뚜렷한 차이를 보이고 있으며, 확률적 사용자균형 상태에 이르렀다. 또한 수렴속도도 빠르게 나타났으며, 반복횟수가 증가함에 따라 확률적 사용자 균형에 좀 더 가까워지고 각 계층별/경로별로 수렴함을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 알고리즘은 향후 통행목적별 OD자료와 대중교통 승객의 이질적 속성 파라미터를 다양하게 적용해 봄으로써 대중교통정책의 평가도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

확률적 사고 수준과 영재교육

이경화 韓國英才學會 2010 영재교육연구 Vol.20 No.1

확률적 사고 수준의 의미를 밝히고 이를 고려하여 교육하는 관점에 대한 강조가 국 내외 많은 연구자들에 의해 이루어져 왔다. 그러나 국내외 영재교육 연구에서는 확 률 영역의 소재를 활용하는 경우가 매우 드물고, 영재아들이 확률적으로 어떤 수준 에 있는지, 이를 어떻게 확인하고 교육에 반영할 것인지에 대한 연구도 거의 없다. 이 연구에서는 확률적 사고 수준의 의미를 살펴보고, 영재교육을 통해 확률적 사고 수준과 수준의 상승을 관찰할 수 있는지, 영재교육 담당 교사 연수에 참여한 교사들 이 이에 대해 어떻게 파악하는지 알아보았다. 연구 결과, 영재아들은 선행연구에서 제시한 확률적 사고 수준보다 높은 수준을 보였으며, 문제를 해결하면서 수준의 상 승을 보였다. 교사들은 확률 과제와 학생들의 반응을 세부적으로 분석하여, 확률 과 제를 이용한 영재교육의 의미와 가능성, 관찰평가 방안 등에 대한 인식을 획득하였 다.

교통상황과 확률적 수요를 고려한 차량경로문제의 Hybrid 유전자 알고리즘

김기태,전건욱 대한교통학회 2010 대한교통학회지 Vol.28 No.5

The vehicle travel time between locations in a downtown is greatly influenced by both complex road conditions and traffic situation that changes real time according to various external variables. The customer's demands also stochastically change by time period. Most vehicle routing problems suggest a vehicle route considering travel distance, average vehicle speed, and deterministic demand; however, they do not consider the dynamic external environment, including items such as traffic conditions and stochastic demand. A realistic vehicle routing problem which considers traffic (smooth, delaying, and stagnating) and stochastic demands is suggested in this study. A mathematical programming model and hybrid genetic algorithm are suggested to minimize the total travel time. By comparing the results considering traffic and stochastic demands, the suggested algorithm gives a better solution than existing algorithms. 도심지에서 수요지간의 이동시간은 복잡한 도로사정과 외부환경으로 인하여 실시간 변화하는 교통상황에 큰 영향을 받고 있으며, 수요는 시기나 성향에 따라 확률적으로 변화하고 있다. 대부분의 차량경로문제 연구는 차량경로를 선정함에 있어 수요지간의 이동거리와 평균속력, 확정된 수요를 고려하여 경로를 구성하고 있으며, 교통상황과 확률적인 수요의 동적인 외부환경 반영이 미흡하였다. 본 연구에서는 원활ㆍ지체ㆍ정체의 교통상황과 확률적인 수요를 고려한 현실적인 차량경로문제를 제안하였다. 수리모형을 구축하고, CPLEX 11.1을 이용하여 검증하였으며, 총 소요시간을 최소화하는 Hybrid 유전자 알고리즘을 제안하였다. 교통상황과 확률적 수요를 고려한 차량경로문제의 결과를 기존의 휴리스틱 알고리즘과 비교하였으며, 본 연구에서 제안한 알고리즘이 가장 우수한 해를 제공하였다.

시내버스 운송업의 기술적 효율성 분석 : 버스준공영제 시행 이전과 이후 비교

권용재,이재민 한국교통연구원 2019 交通硏究 Vol.26 No.2

In this study, we analyze how the technical efficiency of the city bus transportation industry is affected by the semi public operating system using the stochastic frontier production function and the first order stochastic dominance. Using the transportation industry survey data of Microdata Integrated Service in Statistics Korea in 2004 and 2014, we construct the technical efficiency indices of six metropolitan cites and the other regions using stochastic frontier production function. Then, we analyze the first-order stochastic dominance of the indices in six metropolitan cities and the other regions applying the Kolmogorov- Smirnov test. According to the results, the technical efficiency indices of the six metropolitan cities are lower than those of the other regions in 2004. However, we find that the technical efficiency indices of the six metropolitan cities are higher than those of the other regions in 2014. We also find that the technical efficiency of the six metropolitan cities increases from 2004 to 2014 while the opposite is found from the other regions. We conclude that the technological efficiency of the city bus transportation industry is increasing through the semi public operating system such as the joint management of revenue, the reorganization of the fare system, the introduction of the bus operation management system and the management and service evaluation of operating companies. 본 연구에서는 준공영제 시행으로 인하여 시내버스 운송업의 기술적 효율성(technical efficiency)이 어떻게 변화되고 있는 지를 확률적경계 생산함수(stochastic frontier production function)와 1계 확률적 우위(first order stochastic dominance)를 이용하여 분석하였다. 2004년과 2014년의 통계청 마이크로데이터의 운수업통계조사 자료를 이용하였으며 준공영제가 시행되고 있는 6대 특별시 및 광역시와 그렇지 않은 다른 지역의 시내버스 운송업의 기술적 효율성 계수를 확률적경계 생산함수를 이용하여 구축하였다. 또한 6대 특별시 및 광역시와 다른 지역의 기술적 효율성 계수의 1계 확률적 우위를 누적분포함수(cumulative distribution function)와 Kolmogorov-Smirnov 검정을 통해 분석하였다. 검증결과에 따르면 2004년에는 다른 지역의 기술적 효율성 계수가 6대 특별시 및 광역시의 그것보다 높게 분석되었고 2014년에는 6대 특별시 및 광역시의 기술적 효율성 계수가 높게 산정되었다. 또한 2004년에 비해 2014년에는 6대 광역시 및 특별시의 기술적 효율성 계수가 증가하였지만 다른 지역의 기술적 효율성 계수는 오히려 감소하였다. 결국 준공영제 시행으로 인한 수입금공동관리제, 요금체계 개편, 버스운행관리시스템 도입 및 운행업체 경영 및 서비스 평가를 통해 시내버스 운송업의 기술적 효율성이 증가하고 있는 것으로 판단된다.

우리나라 소득빈곤 및 자산빈곤의 이행추이 분석

김성태 ( Sung Tai Kim ),김명규 ( Myoungkyu Kim ),임병인 ( Byung In Lim ) 한국재정학회(구 한국재정공공경제학회) 2016 재정학연구 Vol.9 No.3

본 연구는 재정패널 1-7차 자료를 이용하여 빈곤을 소득과 자산기준으로 4분한뒤, 소득빈곤과 자산빈곤에 동시에 직면하는 구조적 빈곤과 소득은 빈곤하나 자산은 빈곤하지 않은 확률적 빈곤에 초점을 맞추어 그 실태를 분석하였다. 분석결과, 첫째 시장소득 기준구조적 빈곤율은 추세가 지속적으로 유지되고 있다. 또한 구조적 빈곤계층은 부채가 부동산자산 및 금융자산에 비하여 현저하게 많아 일단 소득빈곤에 떨어지면 자산이 거의 없어 말그대로 빈곤에서 벗어나기가 쉽지 않은 구조적인 문제를 가지고 있음을 확인하였다. 둘째, 확률적인 빈곤계층은 구조적 빈곤계층에 비하여 자산규모는 현저하게 많고, 부채도 작아 자산구조가 전체적으로 양호하게 나타났다. 셋째, 이행확률의 추이를 보면 확률적 빈곤계층은 일시적 소득빈곤 상태에 있음이 확인되었음에 반해, 구조적 빈곤계층은 빈곤 함정에서 벗어날확률이 점차 줄어들고 있는 것으로 확인되었다. 특히 구조적 빈곤계층은 소득이 증가하여 소득빈곤에서 벗어나더라도 단기적으로 자산 빈곤에서 벗어나기 어려웠다는 것이다. 본 논문의 정책적 시사점은 구조적 빈곤을 개선하여 일정 기간 확률적 빈곤 또는 자산 비빈곤계층으로 이행시키려면 자산형성 지원 프로그램, 더 나아가 빈곤계층의 부채를 줄일 수 있는 현실적인방안을 수립하여 실행하되, 장기적이고 지속적인 정책 추진이 필요하다는 것이다. We use the 1-7th waves of National Survey of Tax and Benefit panel data, divide households into four types by the income- and asset-based poverty criteria, and analyze the status quo and their determinants of both the structural and the stochastic poverty class. The following findings come from empirical results. First, the structural poverty ratio based on the market income has remained constant. Also the debt in the structural poverty class is much more than the asset in the non-structural poverty class, and it continues to be under the structural poor status even if they earn the money more and thus escape from the poverty trap on the basis of the income. Second, the asset of the stochastic poor class is still more than in structurally the poor, and also the debt of the former is less than that of the latter. It says that the net asset is under a good condition. Third, trends of the transition probability show that the stochastic poor class faces the poverty trap temporarily, while the probability of structural poverty class to escape from the poverty trap has been decreased. It is striking that the structural poverty class is less likely to escape from the asset poverty in the short-run, even if they earn more money enough to get out of the poverty. These imply that an individual development account program and a program to reduce the debt of the poor class should be required. Furthermore, the action plans have to continue persistently from the long-run perspective.

소프트웨어 정의 네트워크의 확률적 컨트롤러 선택 기법

신민수(Minsu Shin),송태원(Taewon Song),백상헌(Sangheon Pack),신명기(Myung-Ki Shin) 한국정보과학회 2013 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.19 No.11

본 논문은 다수의 컨트롤러로 이루어진 소프트웨어 정의 네트워크 (Software-defined network: SDN)에서 전체 네트워크의 부하를 균형적으로 분산시키고, 동시에 개별 플로우의 처리 지연시간 성능을 향상시키기 위해 확률적으로 컨트롤러를 선택하는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 기법에서는 새로운 플로우 발생 시 확률적으로 컨트롤러를 선택하며 컨트롤러의 선택 확률은 큐잉 모델을 통하여 유도되고, 유도 과정에서 전체 네트워크 부하의 균형적인 분산과 개별 플로우의 처리 지연시간 성능 향상이 모두 고려된다. 시뮬레이션 결과는 제안 기법을 통해 네트워크 부하 분산과 처리 지연 시간을 균형적으로 향상시킬 수 있음을 보여준다. In this paper, we propose a probabilistic controller selection scheme to attain both the networkwide load balancing and the flow-specific latency performance improvement in a software-defined network (SDN) with multiple controllers. In the probabilistic controller selection scheme, a new flow selects its serving controller in a probabilistic manner, and then requests its processing to the chosen controller. The controller selection probability is based on the queuing model by considering the network-wide load balancing and the flowspecific latency minimization. Simulation results show that the proposed scheme can improve both the networkwide load balancing and the flow-specific latency compared to the random controller selection scheme.

위험요인을 고려한 농지연금 월지급금의 적정성에 관한 연구

노진수,장운욱 아시아.유럽미래학회 2016 유라시아연구 Vol.13 No.1

우리나라는 2000년 고령화사회에 진입한 이후에도 고령인구의 비중이 급속도로 증가하여 2018년에는 고령사회, 2026년에는 초고령사회를 맞이할 것으로 전망되고 있다. 농촌의 경우 고령화 문제는 더욱 심각한 상황으로, 2013년 통계청 농업조사에 따르면 전체인구 고령화율은 12.2%인데 반해 농가인구의 고령화율은 37.3%로 이미 초고령사회에 진입할 만큼 빠른 속도로 진행되고 있다. 정부에서는 이와 같은 농촌 고령인구의 노후 문제에 대한 대책의 하나로 농지를 담보로 하는 농지연금제도를 2011년 1월부터 시행하였다. 농지연금제도의 운영에서는 농지가격 위험, 이자율 위험, 장수 위험 등이 주요 위험요인이며 월지급금 역시 가입자의 담보 농지가격 및 연령, 그리고 연금산정 이자율을 주요변수로 하여 결정되고 있다. 본고에서는 현 농지연금 제도에서 적용되고 있는 확정적(deterministic)인 농지가격 모형, 상수의 연금산정이자율, 그리고 통계청 사망률 가정을 대신하여 보다 현실적인 확률적 농지가격 모형 및 확률적 이자율 기간구조 모형, 그리고 보험개발원의 경험생명표를 적용하여 적정 월지급금을 산출하여 현행 농지연금의 월지급금과 비교하였다. 우선 2.85%의 농지가격 상승률을 적용하는 현행 농지연금 모형의 확정적인 농지가격 동학 대신에 확률적으로 변동하는 농지가격 모형으로 기하브라운 운동(geometric Brow- nian motion)을 적용하였다. 농지가격 확률과정의 확산항(diffusion term) 모수는 현재 농지연금의 농지가격상승률 산출에 사용되었던 1994년부터 2009년까지 시・군지역 농지가격 변화율의 표준편차 5.37%를 적용하였으며, 추세항(drift term)에는 현 농지가격상승률과 동일하게 2.85%를 적용하였다. 농지연금 월지급금 산출 결과, 농지가격 변화율의 변동성위험이 반영되어 현행보다 적은 월지급금이 산출됨을 확인할 수 있었다. 다음으로 4%의 상수의 이자율을 가정하는 농지연금과 달리 3요인 선형 이자율 모형을 적용하여 경제상황에 따라 유연하게 변화하는 이자율 가정을 농지연금 산출에 적용하였다. 이자율 모형은 최우추정법을 이용하 추정하였으며 이자율 자료는 2002년 1월부터 2014년 7월까지 국고채와 은행채AAA 각각 7개의 만기(1, 2, 3, 4, 5, 7, 10년)의 매주 금요일 종가를 사용하였다. 그 결과 2008년 금융위기 이후의 저금리기조가 반영되어 현 수준보다 상향조정된 월지급금이 산출되는 것을 확인하였다. 마지막으로 현행 농지연금에서 적용하는 2011년 통계청의 국민생명표 대신 보험개발원의 경험생명표를 적용하여 농지연금 월지급금을 산출하였다. 그 결과 상대적으로 장수위험이 더 고려되어 현행보다 감소한 월지급금을 산출되는 것을 알 수 있었다. 세 가지의 모형상의 가정을 동시에 적용하였을 경우, 기하브라운 운동의 농지가격 동학 및 경험생명표에서의 월지급금 하락요인과 3요인 선형 이자율 모형의 월지급금 상승요인이 서로 상쇄되어 현 농지연금과 크게 차이가 나지 않는 월지급금이 산출되는 것을 확인할 수 있었다. 본고의 분석결과는 현재의 농지연금 월지급금 수준이, 연금모형의 각 요인에 대한 현실적인 가정을 적용하는 경우에서도 적정한 수준임을 보여주고 있다. 하지만 이는 현재의 농지연금 모형 및 적용 변수 값이 적절하다는 것까지 보여주는 결과로 해석할 수는 없다. 단지, 현실적인 모형상의 가정을 하는 경우 월지급금 상승요인과 하락요인의 상쇄로 현재 ...

확률적인 이자율 및 확률적인 사망률을 고려한 금리연동형 종신보험의 수익성 분석에 관한 연구

장성원,심현우,최양호 한국리스크관리학회 2021 리스크 관리연구 Vol.32 No.3

An insurer calculates future cash flows using actuarial assumptions such as yield rates, mortality rates, expense, and lapse rates for an insurance product. Based on these cash flows, the insurer conducts profitability analysis and determines an insurance premium until a profit reaches a target level. In order to calculate cash flows of interest-sensitive whole-life insurance, it is crucial to accurately understand and predict actuarial variables, especially the interest rate and mortality rate. Prior studies in the literature, however, are somewhat limited in that they lacked in special treatment for mortality at advanced ages and they separately analyzed the effect of either interest rate or mortality rate on profitability. In this study, after correcting the old-age mortality rate via the Coale-Kisker model, we estimate and forecast the interest rate by the one-factor Hull-White model and the mortality rate by the Lee-Carter model. We analyze profitability of normal and low-surrender interest-sensitive whole-life insurance with such estimated and forecasted scenarios. We find that there exists a difference in average profitability between when the stochastic interest rate scenarios are applied and when the deterministic interest rate scenario with their averages is applied. We find, however, that there is no difference in average profitability between the stochastic mortality scenarios and the deterministic mortality scenario. In addition to that, our analysis shows that compared to an otherwise identical scenario, the profitability in stochastic mortality scenarios with a decreasing mortality trend is lower due to its lower premium. Likewise, compared to a normal insurance, the profitability of a low-surrender insurance is usually lower due to its lower premium.

확률적 방법을 이용한 질병 확산 모형 추정 방법

서미옥,최보승 한국자료분석학회 2015 Journal of the Korean Data Analysis Society Vol.17 No.3

One of the most representative models for explaining the spread of disease is the SIR (susceptible - infected - recovered) model. General epidemic model assumed that the spread of disease followed a deterministic process. However, we considered model fitting based on the stochastic process of disease spread. We also assumed that the happening of the species in the model followed the Poison process and constructed the model using the stochastic chemical reaction model. We utilized the Bayesian estimation approach using MCMC (Markov chain Monte Carlo) based on likelihood function given by the Gillespie algorithm. We applied the proposed method to Korean real pandemic data, which is the number of influenza A virus subtype H1N1 patients accumulated for 118 days during the period between May 2009 when the first domestic influenza A virus subtype H1N1 patient was identified and August 2009. It would be like to propose that this study be used to estimate the number of patients with epidemic diseases in the future and have some viable alternatives prepared in advance. 질병의 확산 과정을 설명할 수 있는 대표적인 모형은 SIR(susceptible - infected - recovered) 모형이다. 기존의 SIR 모형에서 가정하였던 결정적 흐름에 대한 가정 대신에 본 연구에서는 질병의 확산 과정이 확률적이라는 가정 하에서 모형 적합을 시도하였다. 모형 내에서 각 종의 발생이 포아송 확률과정을 따른 다는 가정 하에 확률적 화학 반응 모형을 이용하여 모형을 구축하였다. 구축된 모형은 Gillespie의 알고리즘으로부터 다항반응의 이산 확률 분포와 지수 분포를 가지는 연속 확률 분포가 결합된 우도함수를 구한 후 베이지안 접근법으로 마코프 연쇄 몬테 카를로 방법을 이용하여 모형 추정을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 방법은 실제 자료에 적용하여 그 유용성을 확인하고자 하였다. 우리나라에서 2009년 5월 2일부터 2009년 8월 27일까지 총 118일동안 관찰된 신종플루의 신규 감염자 자료에 적용하여 자료 분석을 수행하였다. 본 연구를 통하여 앞으로의 질병 환자수를 예측하고 그것을 바탕으로 대안을 세울 수 있는데 활용할 것을 제안하고자 한다.

확률적 방법에 기반한 질병 확산 모형의 구축

류수락,최보승 한국데이터정보과학회 2015 한국데이터정보과학회지 Vol.26 No.2

The purpose of this paper is to establish the epidemic model to explain the processof disease spread. The process of disease spread can be classified into two types:deterministic process and stochastic process. Most studies supposed that the process follows the deterministic process and established the model using the ordinary differential equation. In this article, we try to build the disease spread prediction modelbased on the SIR (Suspectible – Infectious – Recovered) model. we first estimated themodel parameters using least squared method and applied to a deterministic modelusing ordinary differential equation. we also applied to a stochastic model based onGillespie algorithm. The methods introduced in this paper are applied to the data onthe number of cases of malaria every week from January 2001 to March 2003, releasedby Korea Centers for Disease Control and Prevention. As a result, we conclude thatour model explains well the process of disease spread. 본 연구는 전염병의 확산 과정을 설명하기 위한 질병 확산 모형을 구축 하고자 하였다. 질병의 확산 과정은 결정적인 과정과 확률적인 과정으로 크게 분류할 수 있다. 대부분의 연구가 질병의 확산 과정을 결정적 과정으로 움직인다고 가정을 하고 상미분방정식을 이용하여 모형을 구축하였다. 본 연구에서는 질병 확산 모형인 SIR (Suspectible – Infectious – Recovered) 모형을 기반으로 하여 질병의 확산 예측 모형을 구현하고자 하였다. 최소제곱법을 이용하여 모수를 추정한 후, 상미분방정식을 이용한 결정적 모형 방법과 더불어 Gillespie가 제안한 방법에 기반하여 확률적인 과정을 따르는 모형 적합을 함께 시도하였다. 본 연구에서 소개된 방법들은 질병관리본부의 2001년 1월부터 2002년 3월까지의 국내 말라리아 주별 발병자 수 자료를 이용하여 모형 적합을 시도 하였으며, 그 결과 구현된 모형이 실제 질병의 확산과정을 잘 설명하였다.