KR102059472B1 - A System and Method for Prediction of Geomagnetic Disturbance Strength based on Solar Coronal Hole Information - Google Patents

A System and Method for Prediction of Geomagnetic Disturbance Strength based on Solar Coronal Hole Information Download PDF

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KR102059472B1 KR1020180150917A KR20180150917A KR102059472B1 KR 102059472 B1 KR102059472 B1 KR 102059472B1 KR 1020180150917 A KR1020180150917 A KR 1020180150917A KR 20180150917 A KR20180150917 A KR 20180150917A KR 102059472 B1 KR102059472 B1 KR 102059472B1
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Abstract

The present invention relates to a system and method for predicting a geomagnetic disturbance intensity using solar coronal hole information. Specifically, the present invention relates to a system and method for predicting a geomagnetic disturbance intensity using solar coronal hole information wherein a correlation between the information on an occurrence of solar coronal holes accumulated over the past one solar activity cycle (10-11 years) and a change of the earth′s geomagnetic disturbance intensity index is analyzed using a machine learning neural network technique, and the correlation allows the trained neural network to predict a magnitude of the geomagnetic disturbance depending on the occurrence of the solar coronal hole.

Description

태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템 및 방법{A System and Method for Prediction of Geomagnetic Disturbance Strength based on Solar Coronal Hole Information}System and Method for Prediction of Geomagnetic Disturbance Strength based on Solar Coronal Hole Information}

본 발명은 태양의 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템 및 방법에 관한 것이다. 세부적으로는 과거 1회의 태양활동주기(10~11년) 이상의 기간에 걸쳐 누적된 태양의 코로나홀 발생 정보와 지구의 지자기 교란 강도 지수의 변화 사이의 상관 관계를 기계학습 신경망 기법을 사용하여 분석하고, 해당 상관 관계가 학습된 신경망을 통해 태양의 코로나홀의 발생 상황에 따라 지자기 교란 강도를 예측할 수 있도록 지원하는 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for predicting geomagnetic disturbance intensity using corona hole information of a sun. Specifically, the correlation between the information of the solar corona hole occurrence accumulated over the past one solar activity cycle (10-11 years) and the change of the Earth's geomagnetic disturbance intensity index is analyzed using the machine learning neural network technique. The present invention relates to a system and method for predicting geomagnetic disturbance intensity using solar corona hole information for predicting geomagnetic disturbance intensity according to the occurrence of solar corona holes through a learned neural network.

태양 코로나 홀(Coronal Hole)은 태양을 극자외선이나 X선으로 관측할 때 태양 표면상에서 마치 거대한 구멍처럼 검고 어둡게 보이는 부분을 뜻한다. 코로나 홀은 플라즈마의 밀도가 태양면의 다른 부분보다 상대적으로 낮아서 어둡게 보이며, 이러한 부분에서는 태양 자기장이 열려있는 형태(Open Magnetic Field)를 띄고 있기 때문에 약 500Km/s 이상의 속도를 갖는 강한 태양풍이 뿜어져 나온다. 코로나 홀 영역으로부터 우주 공간으로 뻗어 나온 열린 자기장의 자기력선 구조는 태양 자전 효과로 인해 나선형 형태로 휘어지며 태양계 전반에 걸쳐 그 영향력을 발휘한다. 이때, 고속의 태양풍은 태양으로부터 앞서 방출된 저속의 태양풍을 압축하여 고밀도의 태양풍 영역(Co-rotating Interaction Region)을 만들면서 지구 자기권에 도달하여 지구 자기장에 영향을 끼친다.The solar corona hole refers to the dark and dark part of the sun that looks like a huge hole when the sun is viewed in extreme ultraviolet or X-rays. The corona hole appears dark because the density of the plasma is relatively lower than other parts of the sun's surface, and in this part, the solar magnetic field has an open magnetic field, causing strong solar wind with a speed of about 500 km / s or more. Comes out. The magnetic field structure of the open magnetic field, extending from the corona hole domain into space, bends in a spiral form due to the sun's rotating effect and exerts its influence throughout the solar system. At this time, the high speed solar wind compresses the low speed solar wind emitted from the sun to create a high density co-rotating interaction region, reaching the Earth's magnetic field and affecting the earth's magnetic field.

태양 코로나 홀은 태양 자전 수 주기 동안 그 세력을 유지하는 일이 많아 코로나 홀에 따른 지구 자기장 영향은 27일의 태양 자전 주기에 따라 반복적으로 나타나는 특성이 있다. 이렇게 반복적으로 나타나는 지구 자기장의 교란은 특히 태양 활동이 극대기에서 극소기로 낮아지는 시기에 빈번하게 발생하는 것으로 알려져 있다.The solar corona hole often maintains its force for several cycles of solar rotation, so the effect of the earth's magnetic field on the corona hole is repeated over the 27 days of the solar rotation cycle. This repetitive disturbance of the Earth's magnetic field is known to occur frequently, especially when solar activity falls from the extremes to the smallest.

따라서 지자기 교란을 조금이라도 먼저 예측하기 위하여, 태양 활동 현상들을 기반으로 지자기 교란을 예측하는 모델의 개발이 과거로부터 다양하게 시도되어왔다. 그런데, 이러한 예측 모델들은 주로 지구 근방에서 인공위성에 의하여 측정되는 태양풍 관련 물리량들을 주요 예보인자로 이용하는 경우들이 많다. 즉 과거 일정 기간 동안의 태양풍 물리량에 따른 지자기 교란 강도 지수의 변화 데이터를 분석하여 이 결과를 기반으로 지자기 교란의 강도를 예측하는 방식으로 되어 있는 경우가 대부분이다.Therefore, in order to predict geomagnetic disturbance at least a little, various attempts have been made in the past to develop a model for predicting geomagnetic disturbance based on solar activity phenomena. However, these prediction models often use solar wind-related physical quantities measured by satellites as the main forecasting factors, mainly around the earth. That is, in most cases, it is a method of predicting the intensity of geomagnetic disturbance based on this result by analyzing the change data of the geomagnetic disturbance intensity index according to the solar wind physical quantity during the past period.

이와 같은 기존의 예측 모델들은 시시각각 변화하는 태양풍 물리량에 따라 지자기 교란의 강도를 예측할 수 있다는 장점이 있지만, 예측에 사용되는 예보인자인 태양풍 물리량의 측정과 지자기 교란 사이의 시간 간격이 길어도 약 1~2시간 정도에 불과하기 때문에 예측 선행시간이 비교적 짧다는 한계가 있다. 따라서 좀 더 긴 선행시간을 두고 예측이 가능한 모델에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다. 이를 위해서는 지자기 교란의 요인이 되는 좀 더 근원적인 현상을 기반으로 한 예측 모델의 개발이 필요하다.The existing prediction models have the advantage of predicting the intensity of geomagnetic disturbance according to the solar wind physical quantity that changes every time, but it is about 1 ~ 2 even if the time interval between the measurement of solar wind physical quantity and the geomagnetic disturbance is long. Since it is only about time, there is a limit that the prediction leading time is relatively short. Therefore, there is a need for a model that can be predicted with a longer leading time. This requires the development of predictive models based on more fundamental phenomena that cause geomagnetic disturbances.

그러한 차원에서 코로나 홀의 발생 정보를 예보인자로 사용하는 예측 모델의 개발이 새로운 대안이 될 수 있다. 코로나 홀은 지자기 교란과 충분히 연관성이 있는 현상으로 알려져 있으며 태양 자체에서 비교적 상시적으로 관측되는 현상이기 때문에 충분히 긴 예보 선행시간(최대 약 7일까지)을 갖는 예측 모델을 위한 예보인자로서의 역할을 충분히 수행할 수 있다. 더구나 코로나 홀의 발생을 감지하기 위한 태양 극자외선 이미지 데이터의 확보 및 처리를 위한 디지털 기법들을 함께 활용하여 새로운 방향의 지자기 교란 예측 모델로서의 충분한 잠재력을 갖는다.To that end, the development of a predictive model that uses corona hole occurrence information as a predictor could be a new alternative. Corona Hall is known to be sufficiently associated with geomagnetic disturbances and is a relatively constant phenomenon observed in the sun itself, and thus serves as a predictor for a predictive model with a sufficiently long forecast lead time (up to about 7 days). Can be done. Moreover, it has the full potential as a new direction of geomagnetic disturbance prediction model by utilizing digital techniques together to acquire and process solar extreme ultraviolet image data to detect the occurrence of corona hole.

한국등록특허 제10-1845762호Korea Patent Registration No. 10-1845762

본 발명은 코로나홀이 발생하는 영역의 태양면상의 위치 정보와 지자기 교란 강도를 나타내는 다양한 지자기 지수들(Kp, Dst, AE)에 대하여 과거 장기간에 걸쳐 축적된 관련 데이터를 인공지능 기반의 신경망에 학습시켜서, 코로나홀의 발생 영역에 따른 발생 시점을 기준으로 소정의 예측 시간에 대한 지자기 교란 강도와 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계가 신경망에 학습되도록 하고, 이러한 상관 관계가 학습된 신경망을 기반으로 하여 코로나홀의 발생시 발생 시점을 기준으로 소정의 시간 예측 시간에 대한 지자기 교란의 강도에 대한 신뢰성 있는 예측 결과가 산출될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In the present invention, AI-based neural networks learn relevant data accumulated over a long period of time for various geomagnetic indices (Kp, Dst, AE) representing the location information on the solar surface of the region where corona holes are generated and geomagnetic disturbance intensities. The correlation between the geomagnetic disturbance intensity and the corona hole generation state for a predetermined prediction time is learned by the neural network based on the occurrence time according to the generation area of the corona hole, and the correlation is corona based on the learned neural network. The purpose of the present invention is to provide a reliable prediction result of the strength of geomagnetic disturbances for a predetermined time prediction time based on the occurrence time of the hole.

본 발명의 실시예에 따른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템은, 태양에서 코로나홀 발생시마다 발생 일시 및 발생 영역을 포함하는 발생 정보와 지자기 교란 강도 관련 지수인 Kp, AE 및 Dst를 포함하는 복수의 서로 다른 지수별 지자기 교란 강도를 수집하여 저장하는 데이터 수집부와, 상기 태양 관련 태양 모델의 표면을 미리 설정된 크기의 복수의 격자들로 분할한 미리 설정된 태양 표면 격자 체계에 상기 발생 정보를 매칭하여 상기 격자별로 코로나홀이 차지하는 면적이 미리 설정된 기준치 이상인지 여부에 따라 코로나홀 발생 여부를 판단하여 상기 격자별 코로나홀 발생 여부를 포함하는 코로나홀 발생 상태 관련 코로나홀 상태 정보를 생성하고, 상기 발생 정보에 따른 특정 발생 일시를 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 상기 지자기 교란 강도에 대한 복수의 지수정보와 상기 특정 발생 일시에 대응되는 상기 코로나홀 상태 정보를 상호 매칭한 매칭 정보를 상기 지수별로 생성하는 전처리부 및 상기 복수의 지수와 각각 대응되는 복수의 신경망을 포함하며, 상기 코로나홀 발생시마다 상기 전처리부로부터 수신되는 상기 매칭 정보를 대응되는 신경망에 적용하여 상기 신경망에 상기 코로나홀의 발생 시점 기준 미리 설정된 기간 동안의 지자기 교란 강도와 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계를 학습시키고, 특정 코로나홀 발생에 따라 상기 전처리부를 통해 특정 코로나홀에 대응되는 코로나홀 상태 정보 수신시 상기 복수의 신경망을 통해 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보에 대응되는 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 예측 기간에 대하여 지수별로 예측되는 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 생성하여 제공하는 분석부를 포함할 수 있다.The geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention includes occurrence information including the occurrence date and time and occurrence region of each corona hole occurrence in the sun and Kp, AE, and Dst which are indexes related to geomagnetic disturbance intensity. The data collection unit collects and stores a plurality of different geomagnetic disturbance intensities for each exponent, and a predetermined solar surface grating system in which a surface of the sun-related solar model is divided into a plurality of gratings having a predetermined size. Corona hole generation state related information including corona hole generation by grid is generated by determining whether corona hole is generated according to whether or not the area occupied by the corona hole for each lattice is equal to or greater than a preset reference value. For a preset period of time based on a specific date and time of occurrence A pre-processing unit that generates matching information for each of the exponents and the plurality of exponents of the geomagnetic disturbance intensity and the corona hole state information corresponding to the specific occurrence date and time; And a correlation between the geomagnetic disturbance intensity and the corona hole generation state for a predetermined period of time based on the generation point of the corona hole in the neural network by applying the matching information received from the preprocessor to a corresponding neural network each time the corona hole is generated. Learning and correlating to the corona hole state information of the specific corona hole through the plurality of neural networks when receiving the corona hole state information corresponding to the specific corona hole through the pre-processing unit according to the generation of a specific corona hole. Predicted by index over the forecast period. May include an analysis unit for generating and providing prediction information about the geomagnetic disturbance intensity.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 분석부로부터 수신된 상기 예측 정보를 기초로 상기 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 상기 예측 기간을 미리 설정된 간격의 예보 기간들로 나누어 상기 예측 기간에 속한 상기 예보 기간별로 지자기 교란 강도를 지수별로 기준값 초과 여부에 근거하여 카테고리화한 지수별 카테고리값을 포함하는 지자기 교란 예보를 위한 예보 정보를 생성하여 출력하는 정보 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the prediction period, which is preset based on the occurrence time, based on the prediction information received from the analysis unit, is divided into prediction periods of a predetermined interval for each prediction period belonging to the prediction period. The method may further include an information processor configured to generate and output forecast information for a geomagnetic disturbance prediction including a category value for each index, which is categorized based on whether the geomagnetic disturbance intensity is exceeded by a reference value for each index.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 정보 처리부는 상기 예보 정보에 대응되는 코로나홀 상태 정보를 상기 예보 정보에 포함시켜 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the information processing unit may include corona hole state information corresponding to the forecast information and include the output in the forecast information.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 발생 정보는 코로나홀의 자기장 극성 관련 극성 정보를 더 포함하고, 상기 전처리부는 상기 발생 정보에 포함된 상기 극성 정보를 기초로 상기 격자별로 극성을 판별하여 상기 단위 격자별 극성이 반영된 코로나홀 상태 정보를 생성하며, 상기 분석부는 상기 극성이 반영된 코로나홀 상태 정보에 따른 코로나홀 발생 상태와 상기 미리 설정된 기간 동안의 상기 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계를 상기 복수의 신경망에 지수별로 학습시키는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the generation information further includes polarity-related polarity information of the magnetic field of the corona hole, and the preprocessing unit determines the polarity for each lattice based on the polarity information included in the generation information to determine the unit grid. Generating the corona hole state information reflecting polarity, and the analysis unit is further configured to correlate a correlation between the corona hole generation state according to the corona hole state information reflecting the polarity and the geomagnetic disturbance intensity for each exponent during the predetermined period of time; It can be characterized by learning by index.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 분석부는 코로나홀 발생시마다 발생 정보와 상기 발생 정보에 따른 코로나홀 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 시간 동안에 상기 데이터 수집부에 의해 수집되어 저장되는 지수별 지수정보를 실측 정보로 미리 설정된 상관관계 신경망에 학습시켜 상기 상관관계 신경망에 코로나홀 발생 상태에 대응되어 복수의 지수 상호간 상관 관계를 학습시키며, 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보를 상기 복수의 신경망에 적용하여 얻어지는 예측 정보와 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보를 상기 상관관계 신경망에 적용하여 상기 예측 정보에 포함된 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관관계에 따른 패턴과 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 발생 상태에 대응되는 상기 상관관계 신경망에 학습된 실측정보 기반 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계에 대한 패턴 상호간 차이를 보정하기 위한 상기 예측 정보 관련 패턴 보정정보를 산출하고, 상기 패턴 보정정보를 기초로 상기 예측 정보를 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the analysis unit detects index information for each index collected and stored by the data collection unit for a preset time based on generation information and corona hole generation time according to the generation information whenever corona hole is generated. A correlation obtained by applying information to a correlation neural network preset by the information to correlate the corona hole generation state to the correlation neural network, and learning the correlation between a plurality of exponential corona hole state obtained by applying the corona hole state information of the specific corona hole to the plurality of neural networks. The pattern corresponding to the correlation between the geomagnetic disturbance intensity for each exponent included in the prediction information by applying the information and the corona hole state information of the specific corona hole to the correlation neural network, and the correlation corresponding to the corona hole occurrence state of the specific corona hole. Based on learned information on relationship neural network Calculated by number of the prediction related information pattern correction information for correcting the difference between the pattern of the relationship between the geomagnetic disturbances strength, and on the basis of the pattern correction information may be characterized in that to correct the prediction information.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전처리부는 상기 단위 격자별로 미리 설정된 번호에 따라 순번을 결정하고, 상기 단위 격자별 순번에 따라 상기 단위 격자별 코로나홀 발생 여부에 대한 이진수형 값을 정렬하여 상기 단위 격자별 이진값을 포함하는 코로나홀 상태 정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, the preprocessor determines the sequence number according to a preset number for each unit grid, and sorts the binary type value for whether or not a corona hole is generated for each unit grid according to the sequence number for each unit grid. Corona hole state information including binary values for each grid may be generated.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 분석부로부터 예측 정보를 수신시 상기 예측 정보에 포함된 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 상기 예측 기간에 대하여 상기 데이터 수집부에 의해 수집되어 저장되는 지수별 지수정보를 실측정보로 수집하고, 상기 예측 정보에 따른 상기 예측 기간에 대한 지수별 지자기 교란 강도와 상기 실측정보에 따른 기간에 대한 지수별 지자기 교란 강도를 상호 비교하여 지수별로 오차 정보를 생성한 후 복수의 지수와 각각 대응되는 복수의 서로 다른 오차정보 중 미리 설정된 기준치 이상의 오차가 발생한 오차 정보를 상기 분석부에 제공하여 상기 분석부에서 상기 오차 정보를 기반으로 상기 복수의 신경망 중 어느 하나의 오차가 보정되도록 하는 검증부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.As an example related to the present invention, when the prediction information is received from the analysis unit, an index for each index collected and stored by the data collection unit for the preset prediction period based on the generation time point of the corona hole included in the prediction information. Collect information as actual information, compare geomagnetic disturbance intensity by index for the prediction period according to the prediction information, and geomagnetic disturbance intensity by index for the period according to the measurement information, and generate error information for each index, The error information of which error is greater than a preset reference value among a plurality of different error information corresponding to the exponent of the index is provided to the analysis unit so that the error of any one of the plurality of neural networks is corrected based on the error information. It may be characterized by further comprising a verification unit.

본 발명의 실시예에 따른 태양 코로나홀 정보를 이용하여 지자기 교란 강도를 예측하는 서비스 제공 장치의 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 방법은, 태양에서 코로나홀 발생시마다 발생 일시 및 발생 영역을 포함하는 발생 정보와 지자기 교란 강도 관련 지수인 Kp, AE 및 Dst를 포함하는 복수의 서로 다른 지수별 지자기 교란 강도를 수집하여 저장하는 단계와, 상기 태양 관련 태양 모델의 표면을 미리 설정된 크기의 복수의 격자들로 분할한 미리 설정된 태양 표면 격자 체계에 상기 발생 정보를 매칭하여 상기 격자별로 코로나홀이 차지하는 면적이 미리 설정된 기준치 이상인지 여부에 따라 코로나홀 발생 여부를 판단하여 상기 격자별 코로나홀 발생 여부를 포함하는 코로나홀 발생 상태 관련 코로나홀 상태 정보를 생성하고, 상기 발생 정보에 따른 특정 발생 일시를 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 상기 지자기 교란 강도에 대한 복수의 지수정보와 상기 특정 발생 일시에 대응되는 상기 코로나홀 상태 정보를 상호 매칭한 매칭 정보를 상기 지수별로 생성하는 단계와, 상기 코로나홀 발생시마다 생성되는 상기 매칭 정보를 상기 복수의 지수와 각각 대응되어 미리 설정된 복수의 신경망 중 상기 매칭 정보에 대응되는 신경망에 적용하여 상기 코로나홀의 발생 시점 기준 미리 설정된 기간 동안의 지자기 교란 강도와 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계를 학습시키는 단계 및 특정 코로나홀 발생에 따라 생성한 코로나홀 상태 정보를 상기 복수의 신경망에 적용하여 상기 복수의 신경망을 통해 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보에 대응되는 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 예측 기간에 대하여 지수별로 예측되는 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 생성하여 제공하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of predicting geomagnetic disturbance intensity using solar corona hole information of a service providing apparatus for predicting geomagnetic disturbance intensity using solar corona hole information includes a date and time of occurrence of each occurrence of corona hole in the sun. Collecting and storing a plurality of different exponential geomagnetic disturbance intensities including Kp, AE, and Dst, which are related to occurrence information and indexes related to geomagnetic disturbance intensity, and a plurality of grids having a predetermined size And matching the occurrence information to a predetermined solar surface grid system divided into a plurality of grids, and determining whether corona holes are generated according to whether or not the area occupied by the corona holes for each of the grids is greater than or equal to a predetermined reference value. Generating corona hole state information related to a corona hole generation state; Generating, by the index, matching information in which a plurality of index information of the geomagnetic disturbance intensity and the corona hole state information corresponding to the specific occurrence date and time are matched with each other based on a specific occurrence date and time according to occurrence information. And applying the matching information generated each time the corona hole is generated to a neural network corresponding to the matching information among a plurality of preset neural networks corresponding to the plurality of indices, respectively, for the geomagnetic field during a preset period based on the generation time point of the corona hole. Learning the correlation between the disturbance intensity and the corona hole generation state and applying the corona hole state information generated according to the specific corona hole generation to the plurality of neural networks, and through the plurality of neural networks, corona hole state information of the specific corona hole. Based on the occurrence time corresponding to With respect to the specified prediction time period may include the step of providing to generate a prediction about the geomagnetic disturbances strength is predicted by each index.

본 발명의 실시예에 따른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템은 태양 모델을 복수의 격자들로 분할한 태양 표면 격자 체계에서 코로나홀 발생에 따른 발생 영역을 상기 태양 표면 격자 체계의 단위 격자별로 판단하여 코로나홀의 발생 상태를 규격화할 수 있는 동시에 코로나홀 발생에 따라 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 기간 동안 지자기 교란 강도에 대한 지수별 지수값을 규격화된 코로나홀 발생 상태와 매칭하여 신경망에 학습시켜 코로나홀 발생 상태와 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계를 도출할 수 있도록 지원함으로써, 이러한 상관 관계가 학습된 신경망을 통해 특정 코로나홀 발생시 해당 특정 코로나홀이 태양에서 발생한 영역에 대응되어 지자기 교란 강도가 코로나홀의 발생 시점부터 소정의 예측 기간에 대하여 예측되도록 하여 코로나홀 발생 상태와 지자기 교란 강도 사이의 관계를 기초로 지자기 교란 인자인 코로나홀 발생에 따른 지자기 교란 강도의 예측 정확도 및 신뢰성을 크게 높이는 효과가 있다.The geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention is a unit grid of the solar surface lattice system that generates a generation region according to the corona hole generation in the solar surface lattice system in which the solar model is divided into a plurality of lattice In addition, it is possible to standardize the state of occurrence of corona holes and to train the neural network by matching the exponential value of the exponential strength of geomagnetic disturbances with the normalized state of corona hole generation for a preset period of time based on the occurrence of corona holes. By supporting the correlation between the corona hole occurrence state and the geomagnetic disturbance intensity by index, this correlation is learned through the neural network learned, and when the corona hole occurs, the specific corona hole corresponds to the region generated by the sun. Is a predetermined predictor from the time of occurrence of the corona hole To ensure that prediction with respect to a coronal hole generating state and the effect greatly improve the prediction accuracy and reliability of the disturbed terrestrial magnetism according to the strength of geomagnetism disturbance factor corona holes generated on the basis of the relationship between the geomagnetic disturbances strength.

또한, 본 발명은 태양 표면에서 코로나홀의 위치하는 영역 뿐만 아니라 해당 코로나홀의 극성 분포에 따른 지자기 교란 강도의 변화를 정확하게 예측할 수 있도록 지원하여 지자기 교란 강도에 대한 신뢰성을 높이도록 지원할 수 있다.In addition, the present invention can support to accurately predict the change of the geomagnetic disturbance intensity according to the polar distribution of the corona hole as well as the region of the corona hole on the sun surface can support to increase the reliability of the geomagnetic disturbance intensity.

도 1은 본 발명의 실시예에 다른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템의 구성도.
도 2는 태양 코로나홀의 분포에 대한 예시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 다른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템의 태양 코로나홀에 대한 태양 모델을 이용한 규격화 과정에 대한 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 다른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템에 의해 산출되는 태양 코로나홀 정보에 대한 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 다른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템의 예측 정보 및 예보 정보 제공에 대한 동작 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 다른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템의 예측정보 보정 과정에 대한 예시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 다른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 방법에 대한 순서도.
1 is a block diagram of a geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention.
2 is an illustration of the distribution of solar corona holes.
3 and 4 are exemplary views illustrating a standardization process using a solar model for solar corona holes of a geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram of solar corona hole information calculated by a geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary operation diagram for providing prediction information and forecast information of a geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary diagram illustrating a prediction information correction process of a geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method for predicting geomagnetic disturbance intensity using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 코로나홀(Coronal Hole) 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템의 구성도로서, 도시된 바와 같이 데이터 수집부(110), 전처리부(120), 분석부(130), 정보 처리부(140) 및 검증부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.1 is a block diagram of a geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention, as shown in the data collection unit 110, the preprocessor 120, and the analysis unit ( 130, the information processing unit 140 and the verification unit 150 may be configured.

이때, 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템은 단일 서비스 제공 장치(100)로 구성될 수 있으며, 상기 서비스 제공 장치(100)에 데이터 수집부(110), 전처리부(120), 분석부(130), 정보 처리부(140) 및 검증부(150)가 포함되어 구성될 수 있다.At this time, the geomagnetic disturbance intensity prediction system using the solar corona hole information may be configured as a single service providing apparatus 100, the data collection unit 110, pre-processing unit 120, analysis unit in the service providing apparatus 100 130, the information processor 140 and the verification unit 150 may be included.

또한, 상기 서비스 제공 장치(100)는 서버로 구성될 수 있으며, 이때 상기 분석부(130)는 상기 서비스 제공 장치(100)의 전반적인 제어 기능을 수행하며 상기 서비스 제공 장치(100)의 각 구성부를 제어하는 제어부로서 구성될 수 있다. 이때, 상기 제어부는 RAM, ROM, CPU, GPU, 버스를 포함할 수 있으며, RAM, ROM, CPU, GPU 등은 버스를 통해 서로 연결될 수 있다.In addition, the service providing apparatus 100 may be configured as a server, in which the analysis unit 130 performs the overall control function of the service providing apparatus 100 and each component of the service providing apparatus 100. It can be configured as a control unit for controlling. In this case, the controller may include a RAM, a ROM, a CPU, a GPU, a bus, and the RAM, a ROM, a CPU, a GPU, and the like may be connected to each other through a bus.

또한, 상기 데이터 수집부(110), 전처리부(120), 분석부(130), 정보 처리부(140) 및 검증부(150)가 각각 개별 서버로 구성될 수 있으며, 상기 데이터 수집부(110), 전처리부(120), 분석부(130), 정보 처리부(140) 및 검증부(150) 상호 간 통신망을 통해 연결되어 상기 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템을 구성할 수도 있다. 이때, 상기 통신망은 널리 알려진 다양한 유무선 통신 방식이 적용될 수 있다.In addition, the data collector 110, the preprocessor 120, the analyzer 130, the information processor 140 and the verification unit 150 may be configured as individual servers, respectively, the data collector 110 The preprocessing unit 120, the analysis unit 130, the information processing unit 140, and the verification unit 150 may be connected to each other to form a geomagnetic disturbance strength prediction system using the solar corona hole information. At this time, the communication network may be applied to a variety of wired and wireless communication methods well known.

이하에서는 서비스 제공 장치(100)를 기준으로 설명하나, 이에 한정되지 않고 상술한 바와 같이 데이터 수집부(110), 전처리부(120), 분석부(130), 정보 처리부(140) 및 검증부(150)가 각각 통신망을 통해 상호 통신하는 개별 서버로 구성되어 상기 서비스 제공 장치(100)가 구현하는 다양한 실시예를 구현할 수 있음은 물론이다.Hereinafter, a description will be given based on the service providing apparatus 100, but is not limited thereto. As described above, the data collection unit 110, the preprocessor 120, the analysis unit 130, the information processing unit 140, and the verification unit ( Of course, each of the 150 may be configured as individual servers communicating with each other through a communication network to implement various embodiments implemented by the service providing apparatus 100.

상술한 구성을 토대로, 본 발명은 코로나홀이 태양에서 발생하는 영역에 따른 지구에서 발생한 지자기 교란 강도를 나타내는 다양한 지수 종류별로 과거 누적된 일시별 변화값을 인공지능 기반 신경망에 학습시켜 코로나홀의 발생 영역에 따른 발생 시점 기준 소정 시간 동안의 지자기 교란 강도와 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계가 신경망에 학습되도록 하고, 이러한 상관 관계가 학습된 신경망을 기반으로 지자기 교란을 발생시키는 태양풍의 발생 인자인 코로나홀 발생시 발생 시점을 기준으로 소정의 미래 기간(예측 기간) 동안 지자기 교란 강도에 대한 예측 결과가 신뢰성있게 예측되도록 하는데 그 목적이 있다.Based on the above-described configuration, the present invention is to learn the area of the corona hole by learning the AI-based neural network by the time-dependent change value of the past accumulated by various index types representing the geomagnetic disturbance intensity generated in the earth according to the region where the corona hole occurs in the sun The correlation between the geomagnetic disturbance intensity and the corona hole occurrence state for a predetermined time based on the occurrence time point according to the occurrence time is learned by the neural network, and the correlation is corona hole which is a generation factor of the solar wind that generates geomagnetic disturbance based on the learned neural network. The purpose of the present invention is to reliably predict the prediction result of the geomagnetic disturbance intensity for a predetermined future period (prediction period) based on the occurrence time.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 데이터 수집부(110)는 외부 서버로부터 태양의 표면에서 코로나홀 발생시마다 발생 일시(발생 시점)와 발생 영역을 포함하는 발생 정보를 수신하여 수집한 후 코로나홀 DB에 저장할 수 있다.First, as illustrated in FIG. 1, the data collecting unit 110 receives and collects generation information including a generation date and time (occurring time of occurrence) and a generation region from the external server every time a corona hole is generated on the surface of the sun and then collects the corona hole. Can be stored in DB.

이때, 상기 발생 영역은 태양의 표면에서 코로나홀이 차지하는 영역을 의미할 수 있다.In this case, the generation region may mean an area occupied by corona holes on the surface of the sun.

또한, 상기 데이터 수집부(110)는 외부 서버로부터 태양의 코로나홀 발생에 따른 지자기 교란 강도와 관련되어 미리 설정된 복수의 서로 다른 지수(지자기 지수)인 Kp 지수, AE 지수, Dst 지수를 포함하는 상기 복수의 서로 다른 지수별 지자기 교란 강도에 대한 지수별 지수 정보를 수신하여 복수의 서로 다른 지수와 각각 대응되는 복수의 서로 다른 지수 DB에 저장할 수 있다.In addition, the data collection unit 110 includes a plurality of different indices (geomagnetic index) Kp index, AE index, Dst index which is preset in relation to the geomagnetic disturbance intensity according to the generation of corona holes of the sun from an external server Index information for each of the geomagnetic disturbance strengths of a plurality of different exponents may be received and stored in a plurality of different exponent DBs respectively corresponding to the plurality of different exponents.

이때, 상기 Kp 지수(Kp index)는 지자기(지구 자기장, Geomagnetic Field)의 교란의 강도를 나타내는 대표적인 지수이다. 이 지수는 지구 전역에 흩어진 13개의 지자기 관측소들에서 산출되는 현지 지자기 교란 지수인 K 지수를 미국 우주환경예보센터(SWPC)에서 모두 모아서 종합적인 전지구적 지자기 교란 지수로서 3시간 단위로 산출된다. 이 13개의 각 관측소들은 위도상으로 북위 또는 남위 44도에서 60도 사이에 위치하며, 표준화된 방식을 사용하여 관측소별 지자기 교란 지수인 K 지수를 산출한다. Kp의 명칭은 Planetary K 지수이며 전지구적 지자기 교란 지수라는 의미로 붙은 것이다. Kp 지수의 값은 최소 0부터 최대 9까지의 값을 가질 수 있으며, 통상적으로 4~5를 넘어가면 지자기 교란이 강한 상태에 대응된다. 산출 과정의 특성상 지구상 중위도 지역의 평균적인 지자기 교란의 강도를 나타내는 척도로 사용된다. Kp 지수의 개념은 1938년에 처음 고안되었으며, 1949년부터 공식적으로 산출되기 시작하여 그 데이터는 전세계적으로 지속적으로 제공되어오고 있다.At this time, the Kp index (Kp index) is a representative index indicating the intensity of disturbance of the geomagnetic field (earth magnetic field, Geomagnetic Field). The index is a comprehensive global geomagnetic disturbance index that is collected from the U.S. Space Environment Forecast Center (SWPC), a local geomagnetic disturbance index from 13 geomagnetic stations scattered across the globe, and is calculated in units of three hours. Each of these 13 stations is located at latitude 44 degrees to 60 degrees north latitude or south latitude and uses a standardized method to calculate the K index, a geomagnetic disturbance index for each station. Kp is called the Planetary K Index and is meant to mean the Global Geomagnetic Disturbance Index. The value of the Kp index may have a value from minimum 0 to maximum 9, and typically exceeds 4 to 5 to correspond to a strong geomagnetic disturbance. Due to the nature of the calculation process, it is used as a measure of the intensity of the mean geomagnetic disturbances in the mid-latitude regions of the Earth. The concept of the Kp index was first conceived in 1938 and has been officially calculated since 1949, and the data has been continuously available worldwide.

또한, AE 지수(AE index)는 Auroral Electrojet Index로서 주로 오로라(Aurora) 영역 내 전리층에 존재하는 전류에 의한 지자기 교란의 강도를 나타내는 지수이다. 이 지수는 북반구 고위도 지역에 위치한 10~13개의 관측소들에서 산출되는 지자기장의 교란 강도 데이터를 기반으로 한다. AE 지수의 값은 대략 0부터 1000까지의 범위를 가지며, 지자기 교란의 강도가 클수록 큰 값을 나타낸다. AE 지수는 1시간 단위이며 1957년부터 공식적으로 산출되기 시작하여 지속적으로 제공되어 오고 있다.In addition, the AE index (AE index) is an Auroral Electrojet Index is an index indicating the intensity of geomagnetic disturbance caused by the current present in the ionosphere in the Aurora region. This index is based on the disturbance intensity data of geomagnetic fields produced by 10 to 13 stations located in the northern high latitudes. The value of the AE index is in the range of approximately 0 to 1000, and the greater the intensity of geomagnetic disturbance, the larger the value. The AE Index is an hourly unit and has been officially calculated since 1957 and has been continuously available.

또한, Dst 지수(Dst index)는 지구 적도 지역 상공의 전리층(Ionosphere) 내에 존재하는 환형 전류(Ring Current)에 의한 지자기 교란의 강도를 나타내는 지수이다. 따라서 주로 적도 근방의 저위도 지역에 위치하는 4개의 지자기 관측소들에서 관측되는 지자기 교란 강도 데이터를 기반으로 한다. 지자기 폭풍(Geomagnetic Storm)이라고 부르는 강한 지자기 교란 현상이 발생할 때에는 Main Phase Depression이라고 하는 현상이 저위도 전리층의 환형 전류에 의하여 발생하게 되고, 이로 인한 적도 영역 지자기장의 교란 현상이 저위도 지역에서 관측된다. 따라서, 이러한 교란 현상의 강도를 나타내는 것이 Dst 지수이다. Dst는 Disturbance Storm Time의 약자이다. Dst 지수의 값은 대략 +100부터 -500 정도까지의 범위를 갖는데, 지자기 교란이 강할수록 (-) 방향으로 커지는 특성을 갖는다. Dst 지수는 1시간 단위이며 1957년부터 공식적으로 산출되기 시작하여 지속적으로 제공되어 오고 있다.In addition, the Dst index (Dst index) is an index indicating the intensity of geomagnetic disturbance caused by the ring current (Ring Current) present in the ionosphere over the Earth equator region. Therefore, it is mainly based on geomagnetic disturbance intensity data from four geomagnetic stations located at low latitudes near the equator. When a strong geomagnetic disturbance called Geomagnetic Storm occurs, a phenomenon called Main Phase Depression is caused by the annular current of the low latitude ionospheric layer, which causes the disturbance of the equatorial geomagnetic field to be observed in the low latitude region. Therefore, it is Dst index which shows the intensity | strength of this disturbance phenomenon. Dst stands for Disturbance Storm Time. The value of the Dst index is in the range of about +100 to -500, and the stronger the geomagnetic disturbance, the larger the negative direction. The Dst index is an hourly unit and has been officially calculated since 1957 and has been continuously available.

이하에서는, Kp 지수를 Kp로 명칭하며, AE 지수를 AE로 명칭하고, Dst 지수를 Dst로 명칭하기로 한다.Hereinafter, the Kp index will be named Kp, the AE index will be named AE, and the Dst index will be named Dst.

이때, 상기 복수의 서로 다른 지수 DB는 Kp 관련 제 1 지수 DB, AE 관련 제 2 지수 DB 및 Dst 관련 제 3 지수 DB를 포함할 수 있다.At this time, the plurality of different index DB may include a Kp-related first index DB, AE-related second index DB and Dst-related third index DB.

또한, 상기 코로나홀 DB, Kp 관련 제 1 지수 DB, AE 관련 제 2 지수 DB 및 Dst 관련 제 3 지수 DB는 상기 데이터 수집부(110)에 포함되어 구성될 수 있다.In addition, the corona hole DB, Kp-related first index DB, AE-related second index DB and Dst-related third index DB may be included in the data collection unit 110.

상술한 구성에서, 상기 데이터 수집부(110)는 상기 코로나홀 발생과 관련하여 미리 설정된 기간 동안의 상기 복수의 지수별 지수정보를 수집한 후 상기 제 1 내지 제 3 지수 DB에 저장할 수도 있다.In the above-described configuration, the data collection unit 110 may collect the plurality of index information for each index for a predetermined period in relation to the corona hole generation, and then store the index information in the first to third index DB.

일례로, 상기 데이터 수집부(110)는 Kp 관련 지수 정보를 상기 제 1 지수 DB에 저장하고, AE 관련 지수 정보를 상기 제 2 지수 DB에 저장하며, Dst 관련 지수 정보를 상기 제 3 지수 DB에 저장할 수 있다.For example, the data collection unit 110 stores Kp related index information in the first index DB, AE related index information in the second index DB, and Dst related index information in the third index DB. Can be stored.

이때, 상기 미리 설정된 기간은 상기 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 7일이 경과한 시점까지의 기간일 수 있다.In this case, the preset period may be a period up to a point where seven days have elapsed based on the occurrence time of the corona hole.

한편, 상기 전처리부(120)는 상기 데이터 수집부(110)에 의해 수집되어 저장된 발생 정보와 지수별 지수 정보를 신경망을 통해 학습시키기 위한 매칭 정보를 생성할 수 있는데, 이를 상술한 도 1의 구성을 참고로 도 2 내지 도 4를 참고하여 상세히 설명한다.On the other hand, the preprocessor 120 may generate matching information for learning the occurrence information and index information for each index collected by the data collection unit 110 through a neural network, the configuration of FIG. With reference to Figures 2 to 4 will be described in detail.

우선, 도 2는 태양의 코로나홀 분포에 대한 예시도로서, 도시된 바와 같이 상기 발생 정보는 상기 코로나홀의 발생 일시와 태양 표면에서의 코로나홀 관련 발생 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.First, FIG. 2 is an exemplary diagram of the distribution of corona holes of the sun. As illustrated, the occurrence information may include information on the date and time of occurrence of the corona hole and a corona hole-related generation region on the sun surface.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전처리부(120)에는 상기 태양과 관련되어 태양 모델(10)이 미리 설정될 수 있으며, 상기 전처리부(120)는 상기 태양 모델(10)의 표면을 미리 설정된 크기의 복수의 격자(단위 격자)(A)로 분할 수 있다. 또한 상기 전처리부(120)는 복수의 격자 각각의 구분을 위해 격자(A)별로 번호를 설정할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the pretreatment unit 120 may be set in advance with respect to the sun, and the sun model 10 may be set in advance, and the preprocessor 120 may adjust the surface of the sun model 10. It can be divided into a plurality of grids (unit grids) A having a preset size. In addition, the preprocessor 120 may set a number for each grid A to distinguish each of the plurality of grids.

이를 통해, 상기 전처리부(120)에는 표면이 복수의 격자들로 분할되고, 상기 복수의 격자(A) 각각의 구분을 위한 격자별 번호가 설정된 태양 모델(10)인 태양 표면 격자 체계가 상기 전처리부(120)에 미리 설정될 수 있다.Through this, the pretreatment unit 120 is divided into a plurality of gratings of the surface, the solar surface grating system of the solar model 10 is set to the grid number for each of the plurality of gratings (A) is the pre-treatment The unit 120 may be set in advance.

이때, 상기 복수의 격자(A) 상호 간은 면적이 일정하고 등방성을 가지도록 구성될 수 있으며, 일례로 상기 격자(A)는 정육각형으로 구성될 수 있다.At this time, the plurality of gratings (A) may be configured to have a constant area and isotropic between each other, for example, the grating (A) may be configured as a regular hexagon.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전처리부(120)는 상기 데이터 수집부(110)에 의해 수집된 특정 발생 일시에 대응되는 코로나홀의 특정 발생 정보를 상기 데이터 수집부(110)로부터 수신하거나 상기 코로나홀 DB에서 추출할 수 있으며, 상기 특정 발생 정보에 따른 코로나홀의 발생 영역을 상기 태양 표면 격자 체계에 매칭할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 4, the preprocessor 120 receives specific occurrence information of corona holes corresponding to a specific occurrence date and time collected by the data collector 110 from the data collector 110 or The corona hole DB may be extracted, and a generation area of the corona hole according to the specific generation information may be matched to the solar surface grid system.

일례로, 상기 태양 표면 격자 체계를 구성하는 상기 태양 모델은 실재 태양의 크기(또는 표면 크기)와의 대응관계가 미리 설정되고, 이를 통해 상기 전처리부(120)는 상기 특정 발생 정보에 따른 실재 태양의 표면에서 발생한 코로나홀의 발생 영역에 대응되는 상기 태양 모델의 특정 영역을 상기 대응관계에 따라 상기 태양 표면 격자 체계를 구성하는 상기 태양 모델에서 식별할 수 있으며, 상기 특정 발생 정보에 대응되어 식별된 상기 태양 모델의 특정 영역을 상기 특정 발생 정보에 따른 상기 코로나홀의 발생 영역으로 설정함으로써, 상기 특정 발생 정보에 따른 코로나홀의 발생 영역을 상기 태양 표면 격자 체계의 태양 모델에 적용하여 매칭할 수 있다.For example, the solar model constituting the solar surface lattice system has a corresponding relationship with a size (or surface size) of a real sun, and the preprocessing unit 120 determines the actual sun according to the specific generation information. The specific region of the solar model corresponding to the generation region of the corona hole generated on the surface may be identified in the solar model constituting the solar surface lattice system according to the correspondence relationship, and the identified region corresponding to the specific occurrence information. By setting a specific area of the model as the generation area of the corona hole according to the specific generation information, the generation area of the corona hole according to the specific generation information may be applied to the solar model of the solar surface grid system and matched.

즉, 상기 전처리부(120)는 상술한 태양 표면 격자 체계와 상기 특정 발생 정보 사이의 매칭을 통해 상기 특정 발생 정보에 따른 코로나홀의 발생 영역을 상기 태양 표면 격자 체계에 적용할 수 있다.That is, the preprocessing unit 120 may apply the generation region of the corona hole according to the specific occurrence information to the solar surface grating system through matching between the above-described solar surface grating system and the specific occurrence information.

이에 따라, 상기 전처리부(120)는 상기 태양 표면 격자 체계에 매칭된 특정 발생 정보를 기초로 상기 태양 표면 격자 체계의 단위 격자별로 단위 격자에서 상기 특정 발생 정보에 따른 코로나홀이 차지하는 면적이 미리 설정된 기준치 이상인지 여부를 판단하고, 이러한 판단에 따라 단위 격자별로 코로나홀 발생 여부를 판단할 수 있다.Accordingly, the preprocessor 120 presets an area occupied by the corona hole according to the specific occurrence information in the unit grid for each unit grid of the solar surface grid system based on the specific occurrence information matched with the solar surface grid system. It may be determined whether the reference value is greater than or equal to the reference value, and according to the determination, it may be determined whether the corona hole is generated for each unit grid.

일례로, 상기 전처리부(120)는 상기 기준치가 25%이고, 특정 격자에서 코로나홀이 차지하는 면적이 25%를 초과하는 경우 상기 특정 격자에서 코로나홀이 발생된 것으로 판단할 수 있다.For example, when the reference value is 25% and the area occupied by the corona hole in the specific lattice exceeds 25%, the preprocessing unit 120 may determine that the corona hole is generated in the specific lattice.

또한, 상기 전처리부(120)는 상기 단위 격자별 코로나홀 발생 여부를 포함하는 코로나홀 발생 상태 관련 코로나홀 상태 정보를 생성할 수 있다.In addition, the preprocessor 120 may generate corona hole state information related to a corona hole generation state including whether corona holes are generated for each unit grid.

이때, 상기 전처리부(120)는 상기 코로나홀 상태 정보에 대응되는 발생 정보의 발생 일시를 상기 코로나홀 상태 정보에 포함시킬 수 있다.In this case, the preprocessor 120 may include the generation date and time of occurrence information corresponding to the corona hole state information in the corona hole state information.

일례로, 상기 전처리부(120)는 특정 단위 격자의 전체 영역에서 상기 특정 발생 정보에 따른 코로나홀이 차지하는 영역이 미리 설정된 기준치 이상인 경우 상기 특정 단위 격자에서 코로나홀이 발생된 것으로 판단하고 상기 특정 단위 격자에 1을 설정하며, 상기 특정 단위 격자에서 코로나홀이 차지하는 영역이 미리 설정된 기준치 미만인 경우 상기 특정 단위 격자에서 코로나홀이 발생되지 않은 것으로 판단하여 상기 특정 단위 격자에 0을 설정할 수 있다.For example, the preprocessing unit 120 determines that the corona hole is generated in the specific unit grid when the area occupied by the corona hole according to the specific occurrence information is greater than or equal to a preset reference value in the entire area of the specific unit grid. 1 may be set to the grid, and if the area occupied by the corona hole in the specific unit grid is less than a predetermined reference value, it may be determined that no corona hole is generated in the specific unit grid, and 0 may be set to the specific unit grid.

즉, 상기 전처리부(120)는 단위 격자별로 코로나홀의 발생 여부를 판단하고, 코로나홀 발생 여부를 이진수(Binary)형 값(이진값)으로 단위 격자별로 설정할 수 있다.That is, the preprocessor 120 may determine whether or not corona holes are generated for each unit grid, and set whether or not corona holes are generated for each unit grid as a binary value (binary value).

이를 통해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전처리부(120)는 단위 격자별로 코로나홀 발생 여부에 따라 이진값을 설정하고, 상기 태양 표면 격자 체계를 기반으로 상기 단위 격자별 이진값을 포함하는 코로나홀 발생 상태에 대한 코로나홀 상태 정보를 생성할 수 있다. 즉, 상기 전처리부(120)는 복수의 단위 격자로 구분된 태양 모델인 상기 태양 표면 격자 체계를 기반으로 태양에서 코로나홀이 차지하는 영역을 단위 격자별 이진값으로 규격화한(나타낸) 코로나홀 상태 정보를 상기 특정 발생 정보에 대응되어 산출(생성)할 수 있다.Through this, as illustrated in FIG. 5, the preprocessor 120 sets a binary value according to whether or not a corona hole is generated for each unit grid, and includes a binary value for each unit grid based on the solar surface grid system. Corona hole state information about the corona hole generation state may be generated. That is, the preprocessing unit 120 standardizes (shown) the corona hole state information of the area occupied by the corona hole in the sun based on the solar surface lattice system, which is a sun model divided into a plurality of unit grids, by a binary value per unit grid. May be calculated (generated) corresponding to the specific occurrence information.

이때, 상기 전처리부(120)는 상기 단위 격자별로 미리 설정된 번호에 따라 순번을 결정하고, 상기 단위 격자별 순번에 따라 상기 단위 격자별 코로나홀 발생 여부에 대한 이진수형 값(이진값)을 정렬하여 상기 단위 격자별 이진값을 포함하는 코로나홀 상태 정보를 생성할 수 있다.In this case, the preprocessing unit 120 determines a sequence number according to a preset number for each unit grid, and sorts binary values (binary values) for whether or not corona holes are generated for each unit grid according to the sequence number for each unit grid. Corona hole state information including binary values for each unit grid may be generated.

또한, 상기 전처리부(120)는 상기 특정 발생 정보의 특정 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 기간 동안 상기 데이터 수집부(110)에 의해 수집되어 상기 제 1 지수 DB, 제 2 지수 DB 및 제 3 지수 DB에 저장된 지수별 지수 정보를 상기 제 1 지수 DB, 제 2 지수 DB 및 제 3 지수 DB로부터 추출한 후 상기 코로나홀 상태 정보와 매칭한 매칭 정보를 지수별로 생성할 수 있으며, 해당 복수의 지수별 매칭 정보를 상기 분석부(130)에 제공할 수 있다.In addition, the preprocessing unit 120 is collected by the data collection unit 110 for a predetermined period based on a specific occurrence time of the specific occurrence information, the first index DB, the second index DB and the third index DB After extracting the exponent information for each index stored in the first index DB, the second index DB and the third index DB, the matching information matched to the corona hole state information may be generated for each index, and the matching information for each of the plurality of indexes May be provided to the analysis unit 130.

이때, 상기 지수별 매칭 정보는 상기 코로나홀 상태 정보에 따른 상기 특정 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 Kp 관련 복수의 지수 정보, 특정 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 AE 관련 복수의 지수 정보 및 특정 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 Dst 관련 복수의 지수 정보 중 어느 하나와 상기 코로나홀 상태 정보를 포함할 수 있다.In this case, the matching information for each index includes a plurality of Kp related index information for a predetermined period based on the specific occurrence time point according to the corona hole state information, and a plurality of AE related indexes for a predetermined period based on the specific occurrence time point. The information may include any one of a plurality of Dst-related index information for a predetermined period based on the information and the specific occurrence time point and the corona hole state information.

또한, 상기 미리 설정된 기간은 상기 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 7일이 경과한 시점까지의 기간일 수 있다.The preset period may be a period up to a point in which seven days have elapsed based on the occurrence point of the corona hole.

또한, 상기 전처리부(120)는 상기 데이터 수집부(110)와 연동하여 코로나홀 발생시마다 상기 지수별 매칭 정보를 생성하여 상기 분석부(130)에 제공할 수 있다.In addition, the preprocessing unit 120 may generate the matching information for each index whenever the corona hole is generated in association with the data collection unit 110 and provide the matching information to the analysis unit 130.

한편, 상기 분석부(130)에는 인공 지능 기반의 복수의 신경망(제 1 내지 제 3 신경망)이 지수별로 구성될 수 있으며, 상기 분석부(130)는 지수별 복수의 신경망에 상기 전처리부(120)로부터 제공되는 지수별 매칭 정보를 학습시킬 수 있다.Meanwhile, the analysis unit 130 may include a plurality of artificial intelligence based neural networks (first to third neural networks) for each exponent, and the analysis unit 130 may include the preprocessor 120 for a plurality of exponential neural networks. The matching information for each index provided from) can be learned.

이때, 상기 신경망은 입력층(Input Layer), 하나 이상의 은닉층(Hidden Layers) 및 출력층(Output Layer)으로 구성된 딥러닝(Deep Learning) 알고리즘으로 구성될 수 있으며, 상기 신경망에는 RNN(Recurrent Neural Network), CNN(Convolutional Neural Network), SVM(Support Vector Machine) 등과 같은 다양한 종류의 신경망이 적용될 수 있다.In this case, the neural network may include a deep learning algorithm including an input layer, one or more hidden layers, and an output layer. The neural network may include a recurrent neural network (RNN), Various types of neural networks such as a convolutional neural network (CNN) and a support vector machine (SVM) may be applied.

또한, 상기 분석부(130)는 상기 코로나홀 발생시마다 상기 전처리부(120)로부터 수신되는 상기 복수의 지수별 매칭 정보를 상기 신경망에 적용하여 상기 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 상기 복수의 서로 다른 지수별 지자기 교란 강도와 상기 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계를 학습시킬 수 있다.In addition, the analysis unit 130 applies the plurality of index-specific matching information received from the preprocessor 120 each time the corona hole is generated to the neural network for the preset period based on the generation time of the corona hole. Correlation between a plurality of different exponential geomagnetic disturbance strengths and the corona hole generation state may be learned.

이때, 상기 분석부(130)에 미리 설정된 기간은 상기 데이터 수집부(110)의 상기 코로나홀 발생 시점을 기준으로 지수별 지수정보의 수집을 위해 미리 설정된 기간과 동일한 기간일 수 있으며, 일례로 상기 분석부(130)에 미리 설정된 기간은 상기 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 7일이 경과한 시점까지의 기간일 수 있다.In this case, the period set in advance in the analysis unit 130 may be the same period as the period set in advance for the collection of index information for each index on the basis of the corona hole generation time of the data collection unit 110, for example The period set in advance by the analyzer 130 may be a period of up to 7 days after the generation of the corona hole.

상술한 분석부(130)의 동작 구성에 대한 일례로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분석부(130)는 Kp, AE, Dst를 포함하는 복수의 지수와 각각 대응되는 복수의 신경망(제 1 내지 제 3 신경망)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 분석부(130)는 미리 설정된 복수의 신경망 중 상기 전처리부(120)로부터 수신되는 매칭 정보에 포함된 지수 정보의 지수와 대응되는 신경망에 상기 매칭 정보를 학습시킬 수 있다.As an example of the operation configuration of the above-described analysis unit 130, as shown in FIG. 6, the analysis unit 130 is a plurality of neural networks (corresponding to a plurality of indices including Kp, AE, Dst, respectively) 1 to 3 neural network), wherein the analysis unit 130 may be configured to a neural network corresponding to an index of exponential information included in matching information received from the preprocessor 120 among a plurality of preset neural networks. The matching information can be learned.

즉, 상기 분석부(130)는 상기 매칭 정보에 포함된 지수정보에 따른 지수가 Kp인 경우 상기 Kp 관련 지수 정보가 포함된 매칭 정보를 상기 복수의 신경망 중 Kp 관련 제 1 신경망에 학습시킬 수 있다.That is, when the index according to the index information included in the matching information is Kp, the analyzing unit 130 may train the matching information including the Kp-related index information to the first Kp-related neural network among the plurality of neural networks. .

또한, 상기 분석부(130)는 상기 매칭 정보에 포함된 지수정보에 따른 지수가 AE인 경우 상기 AE 관련 지수 정보가 포함된 매칭 정보를 상기 복수의 신경망 중 AE 관련 제 2 신경망에 학습시킬 수 있다.In addition, when the index according to the index information included in the matching information is AE, the analyzing unit 130 may train the AE-related second neural network among the plurality of neural networks, the matching information including the AE-related index information. .

또한, 상기 분석부(130)는 상기 매칭 정보에 포함된 지수정보에 따른 지수가 Dst인 경우 상기 Dst 관련 지수 정보가 포함된 매칭 정보를 상기 복수의 신경망 중 Dst 관련 신경망에 학습시킬 수 있다.Also, when the index according to the index information included in the matching information is Dst, the analyzing unit 130 may train the matching information including the Dst related index information to the Dst related neural network among the plurality of neural networks.

이를 통해, 상기 분석부(130)는 상기 복수의 신경망에 상기 지수별 매칭 정보를 적용하여 학습시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 복수의 신경망 각각은 복수의 지수 중 어느 하나에 대해 상기 코로나홀 상태 정보에 따른 코로나홀의 발생 시점 및 발생 영역 관련 코로나홀 발생 상태(코로나홀 발생 양태(樣態))와 미리 설정된 기간 동안 특정 지수 관련 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계를 학습할 수 있다.In this way, the analysis unit 130 may learn by applying the matching information for each index to the plurality of neural networks, so that each of the plurality of neural networks to the corona hole state information for any one of the plurality of indices Correlation between the occurrence time and the corona hole generation state (corona hole generation mode) related to the occurrence of the corona hole and the specific index-related geomagnetic disturbance intensity during the predetermined period can be learned.

한편, 상술한 구성을 토대로 상기 분석부(130)는 현재 발생한 최근의 특정 코로나홀에 대응되어 특정 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 차후 도래하는 미래의 소정 기간 동안 예측되는 복수의 지수별 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 제공할 수 있는데, 이를 상세히 설명한다.On the other hand, based on the above-described configuration, the analysis unit 130 corresponds to a recent specific corona hole that occurred at present to the geomagnetic disturbance intensity for each of a plurality of exponents predicted for a predetermined period of time to come based on the time of occurrence of the specific corona hole. Prediction information may be provided, which will be described in detail.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분석부(130)는 최근(또는 현재)에 발생하여 상기 데이터 수집부(110)에 의해 지수별 지수 정보가 수집되지 않은 특정 코로나홀 발생시 상기 특정 코로나홀에 대한 코로나홀 상태 정보를 상기 전처리부(120)로부터 수신할 수 있다.As shown in FIG. 6, the analysis unit 130 may be generated recently (or presently), and when a specific corona hole is generated in which index information for each index is not collected by the data collecting unit 110, the specific corona hole may be generated. Corona hole state information may be received from the preprocessor 120.

또한, 상기 분석부(130)는 상기 특정 코로나홀에 대한 코로나홀 상태 정보를 상기 복수의 신경망(제 1 내지 제 3 신경망) 각각에 적용할 수 있으며, 상기 복수의 신경망을 통해 상기 특정 코로나홀 상태 정보에 따른 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 예측 기간에 대하여 지수별로 예측되는 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 제공할 수 있다.In addition, the analysis unit 130 may apply corona hole state information for the specific corona hole to each of the plurality of neural networks (first to third neural networks), and the specific corona hole state through the plurality of neural networks. Prediction information on the geomagnetic disturbance intensity predicted for each index may be provided for a preset prediction period based on the occurrence time according to the information.

이때, 상기 예측 기간은 상기 분석부가 상기 복수의 신경망 각각에 학습시킨 상관 관계에 따른 기간일 수 있다.In this case, the prediction period may be a period according to a correlation that the analyzer learns each of the plurality of neural networks.

즉, 상기 분석부(130)는 복수의 지수와 각각 대응되며 코로나홀 발생 상태에 따른 미리 설정된 기간 동안 특정 지수의 지자기 교란 강도와 상기 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계가 학습된 복수의 신경망(제 1 내지 제 3 신경망) 각각에 상기 특정 코로나홀에 대한 코로나홀 상태 정보 적용시 상기 복수의 신경망을 통해 상기 특정 코로나홀의 태양 표면에서 발생된 영역(발생 위치 포함)에 대응되어 상기 특정 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 지수별로 미리 설정된 기간(예측 기간) 동안에 예측되는 지자기 교란 강도(지수별 지수값)를 산출할 수 있다.That is, the analysis unit 130 corresponds to a plurality of indices, respectively, and a plurality of neural networks learned from correlations between the geomagnetic disturbance intensity of a specific index and the corona hole generation state during a preset period according to the corona hole generation state. When the corona hole state information for the specific corona hole is applied to each of the first to third neural networks, the point of time of occurrence of the specific corona hole corresponds to an area (including the occurrence position) generated on the sun surface of the specific corona hole through the plurality of neural networks. The geomagnetic disturbance intensity (exponent value for each index) predicted during a predetermined period (prediction period) for each index can be calculated based on.

상술한 구성을 통해, 상기 분석부(130)는 상기 복수의 신경망에 코로나홀이 발생한 시점을 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 지수별 지수값 변화와 상기 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계를 학습시킴으로써, 최근에 발생한 특정 코로나홀의 코로나홀 발생 상태를 상기 상관관계가 학습된 상기 복수의 신경망에 적용시 상기 상관 관계에 의하여 상기 특정 코로나홀 발생 시점을 기준으로 상기 코로나홀 발생시 지수별 지자기 교란 강도의 학습 대상 기간인 미리 설정된 기간만큼 미래의 예측 기간 동안의 지수별 지자기 교란 강도를 도출할 수 있다.Through the above-described configuration, the analysis unit 130 by learning the correlation between the index value change for each exponent for a predetermined period on the basis of the time when the corona hole occurs in the plurality of neural networks and the corona hole generation state, When applying a corona hole generation state of a specific corona hole recently generated to the plurality of neural networks that the correlation has been learned, the subject of the study of geomagnetic disturbance intensity by index when the corona hole occurs based on the correlation time point It is possible to derive the geomagnetic disturbance intensity by index for the future prediction period by the preset period which is the period.

즉, 상기 복수의 신경망 각각은 학습 대상이 아닌 코로나홀 발생 상태를 입력받은 경우 상기 상관 관계를 통해 코로나홀 발생 상태와 연관된 미리 설정된 기간 동안의 지수별 지자기 교란 강도의 변화를 도출하며, 이때 상기 상관 관계에 따라 도출되는 지자기 교란 강도의 도출 대상 기간은 미래의 예측 기간이 된다.That is, when each of the plurality of neural networks receives a corona hole occurrence state that is not a learning target, the neural network derives a change in geomagnetic disturbance intensity for each exponent during a predetermined period associated with the corona hole occurrence state, wherein the correlation The period for which the geomagnetic disturbance intensity derived from the relationship is derived is the future forecast period.

또한, 상기 분석부(130)는 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보에 대응되어 상기 복수의 신경망을 통해 상기 특정 코로나홀의 발생 시점 기준 미리 설정된 예측 기간 동안의 지수별로 산출된 지자기 교란 강도를 포함하는 예측 정보를 생성하여 제공할 수 있다.In addition, the analysis unit 130 is predicted to include the geomagnetic disturbance intensity calculated for each index during a preset prediction period based on the generation time point of the specific corona hole through the plurality of neural networks corresponding to the corona hole state information of the particular corona hole. Information can be generated and provided.

또한, 상기 정보 처리부(140)는 상기 분석부(130)로부터 상기 예측 정보를 수신할 수 있으며, 상기 분석부(130)로부터 수신된 상기 예측 정보를 기초로 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보에 따른 발생 시점을 기준으로 하는 미리 설정된 상기 예측 기간을 미리 설정된 간격의 예보 기간들(예를 들어, 발생 시점 기준 +1일 ~ +7일)로 나누어 상기 예측 기간에 속한 상기 예보 기간별로 지자기 교란 강도(지수값)를 지수별로 평균하여 카테고리화한 지수별 카테고리값을 포함하는 지자기 교란 예보를 위한 예보 정보를 생성하여 출력할 수 있다.In addition, the information processing unit 140 may receive the prediction information from the analysis unit 130, and based on the corona hole state information of the specific corona hole based on the prediction information received from the analysis unit 130. The geomagnetic disturbance intensity for each prediction period belonging to the prediction period is divided by dividing the preset prediction period based on the occurrence time point into prediction periods of a predetermined interval (for example, +1 day to +7 days based on the occurrence time point). It is possible to generate and output forecast information for geomagnetic disturbance forecasts including category values for indexes that are categorized by averaging index values).

이외에도, 상기 정보 처리부(140)는 상기 예측 정보를 기초로 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보에 따른 발생 시점을 기준으로 하는 상기 예측 기간을 미리 설정된 간격의 예보 기간들로 나누어 상기 예측 기간에 속한 상기 예보 기간별로 지자기 교란 강도를 지수별로 기준값 초과 여부에 근거하여 카테고리화한 지수별 카테고리값을 포함하는 지자기 교란 예보를 위한 예보 정보를 생성하여 출력할 수도 있다.In addition, the information processing unit 140 divides the prediction period based on the occurrence time according to the corona hole state information of the specific corona hole based on the prediction information into prediction periods of a predetermined interval, and belongs to the prediction period. It is also possible to generate and output forecast information for geomagnetic disturbance forecasts, including category values for indexes, categorized based on whether the geomagnetic disturbance intensity by index exceeds the reference value for each forecast period.

이때, 상기 정보 처리부(140)는 상기 분석부(130)와 연동하여 상기 예보 정보에 대응되는 코로나홀 상태 정보를 상기 예보 정보에 포함시켜 출력할 수 있으며, 이를 통해 상기 정보 처리부(140)는 코로나홀의 발생 상태와 더불어 지수별 지자기 교란 강도 관련된 일별 카테고리값을 제공함으로써, 사용자가 태양에서의 코로나홀 발생 상태에 따라 일별 지자기 교란 강도를 판단할 수 있도록 제공할 수 있다.In this case, the information processing unit 140 may interoperate with the analysis unit 130 to include corona hole state information corresponding to the forecast information in the forecast information, and thereby output the corona hole state information. By providing the daily category value related to the geomagnetic disturbance intensity by index in addition to the occurrence state of the hole, it is possible to provide a user to determine the daily geomagnetic disturbance intensity according to the corona hole generation state in the sun.

상술한 구성을 통해, 본 발명의 실시예에 따른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템은 본 발명의 실시예에 따른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템은 태양 모델을 복수의 단위 격자로 분할한 태양 표면 격자 체계를 기반으로 코로나홀 발생에 따른 발생 영역을 상기 태양 표면 격자 체계의 단위 격자별로 판단하여 코로나홀의 발생 상태를 규격화할 수 있는 동시에 코로나홀 발생에 따라 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 기간 동안 지자기 교란 강도에 대한 지수별 지수값을 정규환된 코로나홀 발생 상태와 매칭하여 신경망에 학습시켜 코로나홀 발생 상태와 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계를 도출할 수 있도록 지원함으로써, 이러한 상관 관계가 학습된 신경망을 통해 특정 코로나홀 발생시 해당 특정 코로나홀이 태양에서 발생한 영역에 대응되어 지자기 교란 강도가 코로나홀의 발생 시점부터 소정의 기간 동안 예측되도록 하여 코로나홀 발생 상태와 지자기 교란 강도 사이의 관계를 기초로 지자기 교란 인자인 코로나홀 발생에 따른 지자기 교란 강도의 예측 정확도 및 신뢰성을 크게 높일 수 있다.Through the above-described configuration, the geomagnetic disturbance intensity prediction system using the solar corona hole information according to the embodiment of the present invention, the geomagnetic disturbance intensity prediction system using the solar corona hole information according to an embodiment of the present invention is a plurality of units of the solar model Based on the solar surface grid system divided into grids, the generation area according to the corona hole generation can be judged for each unit grid of the solar surface grid system to standardize the generation state of the corona hole and at the time of occurrence according to the generation of the corona hole. By matching exponential values of geomagnetic disturbance intensities with a normalized corona hole occurrence state for a predetermined period, the neural network is trained to assist in deriving the correlation between corona hole occurrence states and geomagnetic disturbance intensities by exponent. When a particular corona hole occurs through a learned neural network The specific corona hole corresponds to the sun-generated region so that the geomagnetic disturbance intensity is predicted for a predetermined period from the time of the corona hole generation. The accuracy and reliability of the geomagnetic disturbance intensity can be greatly increased.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템은 상기 예측 정보의 정확도를 검증하기 위한 검증부(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, the geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention may further include a verification unit 150 for verifying the accuracy of the prediction information. have.

상기 검증부(150)는 상기 분석부(130)로부터 예측 정보를 수신할 수 있으며, 상기 예측 정보에 포함된 코로나홀의 발생 시점을 식별할 수 있다.The verification unit 150 may receive prediction information from the analysis unit 130, and may identify a time point of generation of a corona hole included in the prediction information.

또한, 상기 검증부(150)는 상기 예측 정보에 따른 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 상기 예측 정보의 예측 기간에 대하여(예측 기간 동안에) 상기 데이터 수집부(110)에 의해 수집되어 상기 제 1 내지 제 3 지수 DB에 저장되는 지수별 지수정보를 상기 제 1 내지 제 3 지수 DB로부터 실측정보로 수집할 수 있다.In addition, the verification unit 150 is collected by the data collection unit 110 for the prediction period of the prediction information (during the prediction period) on the basis of the occurrence time of the corona hole according to the prediction information, and the first to the first to the second. Index information for each index stored in the third index DB may be collected as actual information from the first to third index DB.

또한, 상기 검증부(150)는 상기 예측 정보에 따른 미리 설정된 예측 기간에 대한(미리 설정된 예측 기간 동안의) 지수별 지자기 교란 강도와 상기 실측정보에 따른 미리 설정된 기간(예측 기간 상응)에 대한(미리 설정된 기간 동안의) 지수별 지자기 교란 강도를 상호 비교하여 지수별로 오차 정보를 생성할 수 있다.Further, the verification unit 150 may determine the geomagnetic disturbance intensity for each index (during the preset prediction period) for the preset prediction period according to the prediction information and the preset period (corresponding to the prediction period) according to the measurement information ( Error information for each index may be generated by comparing the geomagnetic disturbance intensities for each index (for a predetermined period).

이에 따라, 상기 검증부(150)는 복수의 지수와 각각 대응되는 복수의 서로 다른 오차정보 중 미리 설정된 기준치 이상의 오차가 발생한 오차 정보를 상기 분석부(130)에 제공할 수 있다.Accordingly, the verification unit 150 may provide the analysis unit 130 with error information in which an error equal to or greater than a preset reference value is generated among a plurality of different error information corresponding to a plurality of indices, respectively.

이를 통해, 상기 분석부(130)는 상기 검증부(150)로부터 오차 정보 수신시 상기 분석부(130)에 구성된 복수의 신경망 중 상기 오차 정보에 대응되는 지수의 신경망에 상기 오차 정보를 적용하여 상기 신경망을 구성하는 입력층, 하나 이상의 은닉층 및 출력층 사이의 연결 강도에 대한 가중치(weight) 및 상기 입력층, 은닉층 및 출력층에 구성된 유닛의 바이어스(bias)를 가변시켜 오차가 보정되도록 할 수 있다.When the error information is received from the verification unit 150, the analyzer 130 applies the error information to the neural network of the exponent corresponding to the error information among the plurality of neural networks configured in the analyzer 130. The error may be corrected by varying a weight of a connection strength between an input layer, one or more hidden layers, and an output layer constituting a neural network, and a bias of units configured in the input layer, hidden layer, and output layer.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 분석부(130)는 코로나홀 발생 상태를 기반으로 지자기 교란 강도를 나타내는 복수의 서로 다른 지수 사이의 상관 관계를 학습하고, 해당 상관 관계를 기초로 예측 정보의 정확도를 높이기 위한 보정값을 생성하는 상관관계 신경망을 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 7, the analysis unit 130 learns correlations between a plurality of different indices representing geomagnetic disturbance intensities based on a corona hole generation state, and based on the correlations, It may further comprise a correlation neural network for generating a correction value for increasing the accuracy.

즉, 상기 분석부(130)는 상기 코로나홀 발생시마다 발생 정보와 상기 발생 정보에 따른 코로나홀 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 시간 동안에 상기 데이터 수집부(110)에 의해 수집되어 상기 제 1 내지 제 3 지수 DB에 저장되는 지수별 지수정보를 실측 정보로 상기 상관관계 신경망에 학습시킬 수 있으며, 이를 통해 상기 상관관계 신경망에 코로나홀 발생 상태에 대응되어 복수의 지수 상호간 상관 관계를 학습시킬 수 있다.That is, the analysis unit 130 is collected by the data collection unit 110 for a predetermined time based on the occurrence information and the corona hole generation time according to the generation information for each occurrence of the corona hole is the first to third Index information for each index stored in the index DB can be learned in the correlation neural network as measured information, and through this, the correlation neural network can learn correlations between a plurality of exponents corresponding to the corona hole generation state.

이에 따라, 상기 분석부(130)는 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보를 상기 제 1 내지 제 3 신경망에 적용하여 얻어지는 예측 정보와 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보를 상기 상관관계 신경망에 적용할 수 있으며, 상기 실측정보를 기반으로 코로나홀 발생 상태와 관련되어 지수간 상관관계가 학습된 상기 상관관계 신경망을 통해 상기 예측 정보에 포함된 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관관계에 따른 패턴과 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 발생 상태에 대응되는 상기 상관관계 신경망에 학습된 실측정보 기반 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계에 대한 패턴 상호간 차이를 보정하기 위한 예측 정보 관련 패턴 보정정보를 산출할 수 있다.Accordingly, the analyzer 130 may apply prediction information obtained by applying the corona hole state information of the specific corona hole to the first to third neural networks and the corona hole state information of the specific corona hole to the correlation neural network. And a pattern according to a correlation between geomagnetic disturbance intensities for each index included in the prediction information through the correlation neural network, in which correlations between the indexes are learned based on the corona hole generation state based on the measured information, and the specific coronas. Prediction information-related pattern correction information for correcting a mutual difference between patterns of correlations between geomagnetic disturbance intensities for each of the measured information-based indexes learned in the correlation neural network corresponding to the corona hole generation state of the hole may be calculated.

이때, 상기 패턴 보정정보는 상기 실측정보와 예측 정보 사이의 패턴 보정을 위한 복수의 서로 다른 지수별 보정값 또는 복수의 서로 다른 지수별 가중치를 포함할 수 있다.In this case, the pattern correction information may include a plurality of different index-specific correction values or a plurality of different index-specific weights for pattern correction between the measured information and the prediction information.

즉, 상기 분석부(130)는 상기 예측 정보에 대응되는 코로나홀 발생 상태와 유사한 과거에 발생된 복수의 서로 다른 코로나홀 발생 상태에 대응되는 복수의 지수별 실측정보를 기반으로 상기 상관관계 신경망에 학습된 복수의 서로 다른 지수 상호 간 상관관계에 따른 패턴이 상기 예측 정보를 상기 상관관계 신경망에 적용하여 얻어진 복수의 지수 상호간 상관관계에 따른 패턴과 차이 발생시 이를 보정하기 위한 패턴 보정정보를 상기 상관관계 신경망을 통해 산출할 수 있다.That is, the analysis unit 130 may be configured to the correlation neural network based on a plurality of exponentially measured information corresponding to a plurality of different corona hole generation states generated in the past similar to the corona hole generation state corresponding to the prediction information. Correlation pattern correction information for correcting a pattern and a difference according to a plurality of exponential correlations obtained by applying the prediction information to the correlation neural network has a pattern according to the correlation between a plurality of different exponentials learned Can be calculated through neural network.

또한, 상기 분석부(130)는 상기 상관관계 신경망을 통해 산출된 상기 패턴 보정정보를 상기 예측 정보에 적용하여 상기 예측 정보의 지수별 지자기 교란 강도를 보정하거나 상기 지수별로 가중치를 설정할 수 있으며, 이를 통해 상기 예측 정보를 상기 패턴 보정정보에 따라 보정하여 상기 예측 정보의 정확도를 높일 수 있다.In addition, the analysis unit 130 may apply the pattern correction information calculated through the correlation neural network to the prediction information to correct the geomagnetic disturbance intensity for each index of the prediction information or set a weight for each index. The prediction information may be corrected according to the pattern correction information to increase the accuracy of the prediction information.

한편, 상술한 구성에서, 상기 발생 정보는 코로나홀의 자기장 극성(Magnetic Polarity) 관련 극성 정보를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in the above-described configuration, the generation information may further include polarity information related to magnetic polarity of the corona hole.

또한, 상기 전처리부(120)는 상기 발생 정보에 포함된 상기 극성 정보를 기초로 상기 단위 격자별로 극성(자기장 극성)을 판별하여 상기 단위 격자별 극성이 반영된(설정된) 코로나홀 상태 정보를 생성할 수 있다.In addition, the preprocessor 120 may determine the polarity (magnetic field polarity) for each unit grid based on the polarity information included in the generation information to generate corona hole state information in which the polarity for each unit grid is reflected (set). Can be.

이에 따라, 상기 분석부(130)는 상기 극성이 반영된(설정된) 코로나홀 상태 정보에 따른 코로나홀 발생 상태와 상기 미리 설정된 기간 동안의 상기 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계를 복수의 지수와 각각 대응되는 복수의 신경망에 학습시킬 수 있다.Accordingly, the analyzer 130 may determine a correlation between the corona hole generation state according to the corona hole state information in which the polarity is reflected (set) and the geomagnetic disturbance intensity for each exponent for the predetermined period and a plurality of indices, respectively. A plurality of corresponding neural networks can be trained.

또한, 상기 분석부(130)는 상기 전처리부(120)로부터 특정 코로나홀 발생에 따른 지수별 지자기 교란 강도의 예측을 위한 상기 특정 코로나홀과 관련하여 극성정보가 설정된 코로나홀 상태 정보 수신시 상기 코로나홀 상태 정보에 포함된 특정 코로나홀의 극성 분포 및 상기 특정 코로나홀의 배치 상태(배치 분포)에 대응되어 복수의 지수별로 상기 신경망을 통해 미리 설정된 기간 동안의 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 제공할 수 있다.In addition, the analyzer 130 receives the corona hole state information in which the polarity information is set in relation to the specific corona hole for predicting the geomagnetic disturbance intensity for each exponent according to the occurrence of a specific corona hole from the preprocessor 120. The polarity distribution of the specific corona hole included in the hole state information and the arrangement state (arrangement distribution) of the specific corona hole may provide prediction information about the geomagnetic disturbance intensity for a predetermined period through the neural network for each index. .

즉, 상기 분석부(130)는 상기 코로나홀의 발생 영역과 더불어 코로나홀의 자기장 극성에 따른 지자기 교란 강도의 변화를 상기 복수의 신경망에 학습시킬 수 있으며, 이를 통해 코로나홀의 태양 표면에서의 배치 상태와 더불어 코로나홀의 자기장 극성 분포를 더 고려한 상기 특정 코로나홀의 발생 시점 기준으로 차후 도래하는 미리 설정된 기간 동안에 관측이 예상되는 지수별 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 제공할 수 있다.That is, the analysis unit 130 may learn the change of the geomagnetic disturbance intensity according to the magnetic field polarity of the corona hole along with the generation region of the corona hole to the plurality of neural networks. Prediction information about the geomagnetic disturbance intensity for each index that is expected to be observed during a preset period of time may be provided based on the occurrence time point of the specific corona hole in consideration of the magnetic field polarity distribution of the corona hole.

이를 통해, 본 발명은 태양 표면에서 코로나홀의 위치하는 영역 뿐만 아니라 해당 코로나홀의 극성 분포에 따른 지자기 교란 강도의 변화를 정확하게 예측할 수 있도록 지원하여 지자기 교란 강도에 대한 신뢰성을 높이도록 지원할 수 있다.Through this, the present invention can support to accurately predict the change of the geomagnetic disturbance intensity according to the polar distribution of the corona hole as well as the region of the corona hole on the sun surface can support to increase the reliability of the geomagnetic disturbance intensity.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 태양 코로나홀 정보를 이용하여 지자기 교란 강도를 예측하는 서비스 제공 장치(100)의 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 방법에 대한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method for predicting geomagnetic disturbance strength using solar corona hole information of the service providing apparatus 100 that predicts geomagnetic disturbance strength using solar corona hole information according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 상기 서비스 제공 장치(100)는 태양에서 코로나홀 발생시마다 발생 일시 및 발생 영역을 포함하는 발생 정보와 지자기 교란 강도 관련 지수인 Kp, AE 및 Dst를 포함하는 복수의 서로 다른 지수별 지자기 교란 강도를 수집하여 저장할 수 있다(S1).As shown, the service providing apparatus 100 includes a plurality of different indexes each including occurrence information including the occurrence date and time and occurrence region and geomagnetic disturbance intensity indexes Kp, AE, and Dst each time a corona hole is generated in the sun. Geomagnetic disturbance intensity can be collected and stored (S1).

또한, 상기 서비스 제공 장치(100)는 미리 설정된 상기 태양 관련 태양 모델의 표면을 미리 설정된 크기의 복수의 격자들로 분할한 미리 설정된 태양 표면 격자 체계에 상기 발생 정보를 매칭하여 상기 격자별로 코로나홀이 차지하는 면적이 미리 설정된 기준치 이상인지 여부에 따라 코로나홀 발생 여부를 판단하여 상기 격자별 코로나홀 발생 여부를 포함하는 코로나홀 발생 상태 관련 코로나홀 상태 정보를 생성하고(S2), 상기 발생 정보에 따른 특정 발생 일시를 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 상기 지자기 교란 강도에 대한 복수의 지수정보와 상기 특정 발생 일시에 대응되는 상기 코로나홀 상태 정보를 상호 매칭한 매칭 정보를 상기 지수별로 생성할 수 있다(S3).In addition, the service providing apparatus 100 matches the generation information to a preset solar surface grid system obtained by dividing a surface of the preset solar-related solar model into a plurality of grids having a preset size, thereby generating corona holes for each grid. It is determined whether corona holes are generated according to whether an area occupied is greater than or equal to a predetermined reference value, and corona hole state information related to corona hole generation states including whether corona holes are generated for each lattice is generated (S2), and the specific information according to the generation information Based on the occurrence date and time, matching information obtained by mutually matching the exponential information of the geomagnetic disturbance intensity and the corona hole state information corresponding to the specific occurrence date and time may be generated for each index (S3). .

또한, 상기 서비스 제공 장치(100)는 상기 코로나홀 발생시마다 생성되는 상기 매칭 정보를 상기 복수의 지수와 각각 대응되어 미리 설정된 복수의 신경망 중 상기 매칭 정보에 대응되는 신경망에 적용하여 상기 코로나홀의 발생 시점 기준 미리 설정된 기간 동안의 지자기 교란 강도와 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계를 학습시킬 수 있다(S4).The service providing apparatus 100 may apply the matching information generated each time the corona hole is generated to a neural network corresponding to the matching information among a plurality of preset neural networks corresponding to the plurality of indices, respectively, to generate the corona hole. The correlation between the geomagnetic disturbance intensity and the corona hole occurrence state during the reference preset period may be learned (S4).

또한, 상기 서비스 제공 장치(100)는 특정 코로나홀 발생에 따라 생성한 코로나홀 상태 정보를 상기 복수의 신경망에 적용하여 상기 복수의 신경망을 통해 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보에 대응되는 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 예측 기간에 대하여 지수별로 예측되는 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 생성하여 제공할 수 있다(S5).In addition, the service providing apparatus 100 applies the corona hole state information generated according to the generation of a specific corona hole to the plurality of neural networks to determine the occurrence time point corresponding to the corona hole state information of the specific corona hole through the plurality of neural networks. As a reference, prediction information about the geomagnetic disturbance intensity predicted for each index with respect to the preset prediction period may be generated and provided (S5).

본 명세서에 기술된 다양한 장치 및 구성부는 하드웨어 회로(예를 들어, CMOS 기반 로직 회로), 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 전기적 구조의 형태로 트랜지스터, 로직게이트 및 전자회로를 활용하여 구현될 수 있다.The various devices and components described herein may be implemented by hardware circuitry (eg, CMOS based logic circuitry), firmware, software, or a combination thereof. For example, it may be implemented using transistors, logic gates, and electronic circuits in the form of various electrical structures.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description may be modified and modified by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 서비스 제공 장치 110: 데이터 수집부
120: 전처리부 130: 분석부
140: 정보 처리부 150: 검증부
100: service providing device 110: data collection unit
120: preprocessing unit 130: analysis unit
140: information processing unit 150: verification unit

Claims (8)

태양에서 코로나홀 발생시마다 발생 일시 및 발생 영역을 포함하는 발생 정보와 지자기 교란 강도 관련 지수인 Kp, AE 및 Dst를 포함하는 복수의 서로 다른 지수별 지자기 교란 강도를 수집하여 저장하는 데이터 수집부;
상기 태양 관련 태양 모델의 표면을 미리 설정된 크기의 복수의 격자들로 분할한 미리 설정된 태양 표면 격자 체계에 상기 발생 정보를 매칭하여 상기 격자별로 코로나홀이 차지하는 면적이 미리 설정된 기준치 이상인지 여부에 따라 코로나홀 발생 여부를 판단하여 상기 격자별 코로나홀 발생 여부를 포함하는 코로나홀 발생 상태 관련 코로나홀 상태 정보를 생성하고, 상기 발생 정보에 따른 특정 발생 일시를 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 상기 지자기 교란 강도에 대한 복수의 지수정보와 상기 특정 발생 일시에 대응되는 상기 코로나홀 상태 정보를 상호 매칭한 매칭 정보를 상기 지수별로 생성하는 전처리부; 및
상기 복수의 지수와 각각 대응되는 복수의 신경망을 포함하며, 상기 코로나홀 발생시마다 상기 전처리부로부터 수신되는 상기 매칭 정보를 대응되는 신경망에 적용하여 상기 신경망에 상기 코로나홀의 발생 시점 기준 미리 설정된 기간 동안의 지자기 교란 강도와 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계를 학습시키고, 특정 코로나홀 발생에 따라 상기 전처리부를 통해 특정 코로나홀에 대응되는 코로나홀 상태 정보 수신시 상기 복수의 신경망을 통해 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보에 대응되는 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 예측 기간에 대하여 지수별로 예측되는 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 생성하여 제공하는 분석부
를 포함하며,
상기 분석부는 코로나홀 발생시마다 상기 발생 정보와 상기 발생 정보에 따른 코로나홀 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 시간 동안에 상기 데이터 수집부에 의해 수집되어 저장되는 지수별 지수정보를 실측 정보로 미리 설정된 상관관계 신경망에 학습시켜 상기 상관관계 신경망에 코로나홀 발생 상태에 대응되어 복수의 지수 상호간 상관 관계를 학습시키며, 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보를 상기 복수의 신경망에 적용하여 얻어지는 예측 정보와 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보를 상기 상관관계 신경망에 적용하여 상기 예측 정보에 포함된 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관관계에 따른 패턴과 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 발생 상태에 대응되는 상기 상관관계 신경망에 학습된 실측정보 기반 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계에 대한 패턴 상호간 차이를 보정하기 위한 상기 예측 정보 관련 패턴 보정정보를 산출하고, 상기 패턴 보정정보를 기초로 상기 예측 정보를 보정하는 것을 특징으로 하는 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템.
A data collector configured to collect and store a plurality of different geomagnetic disturbance intensities for each index including Kp, AE, and Dst, which are related to occurrence information including the occurrence date and time and occurrence region of the corona hole in the sun;
Corona is determined according to whether or not the area occupied by the corona hole for each of the grids is equal to or larger than a predetermined reference value by matching the generation information to a preset solar surface grid system that divides the surface of the sun-related solar model into a plurality of grids having a predetermined size. Corona hole state information related to a corona hole generation state including whether a corona hole occurs for each lattice is determined by determining whether a hole is generated, and based on the geomagnetic disturbance intensity for a predetermined period based on a specific occurrence date and time according to the occurrence information. A pre-processing unit generating matching information for each index by matching the plurality of index information with respect to the corona hole state information corresponding to the specific date and time; And
And a plurality of neural networks respectively corresponding to the plurality of indices, wherein the matching information received from the preprocessing unit is applied to a corresponding neural network every time the corona hole is generated, based on the generation time point of the corona hole in the neural network. Correlation between geomagnetic disturbance intensity and corona hole generation state, and corona hole of the specific corona hole through the plurality of neural networks when corona hole state information corresponding to a specific corona hole is received through the preprocessing unit according to a specific corona hole generation An analysis unit that generates and provides prediction information on the geomagnetic disturbance intensity predicted for each index for a preset prediction period based on the occurrence time corresponding to the state information.
Including;
The correlation unit is a correlation neural network preset with the exponential index information collected and stored by the data collection unit for a predetermined time on the basis of the occurrence information and the corona hole generation time according to the occurrence information each time corona hole occurs as the measurement information. Learning correlation between a plurality of exponentials corresponding to a corona hole generation state in the correlation neural network, and predicting information obtained by applying corona hole state information of the specific corona hole to the plurality of neural networks and the corona hole of the specific corona hole. Actual information learned in the correlation neural network corresponding to the corona hole generation state of the specific corona hole and the pattern according to the correlation between the geomagnetic disturbance intensity for each index included in the prediction information by applying the hole state information to the correlation neural network. Geomagnetic Disturbance Intensity by Base Index Computing the prediction information-related pattern correction information for correcting the difference between the patterns for the correlation between the correlation, and geomagnetic disturbance intensity using the solar corona hole information, characterized in that for correcting the prediction information based on the pattern correction information Prediction system.
청구항 1에 있어서,
상기 분석부로부터 수신된 상기 예측 정보를 기초로 상기 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 상기 예측 기간을 미리 설정된 간격의 예보 기간들로 나누어 상기 예측 기간에 속한 상기 예보 기간별로 지자기 교란 강도를 지수별로 기준값 초과 여부에 근거하여 카테고리화한 지수별 카테고리값을 포함하는 지자기 교란 예보를 위한 예보 정보를 생성하여 출력하는 정보 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템.
The method according to claim 1,
On the basis of the prediction information received from the analysis unit, the prediction period preset based on the generation time is divided into prediction periods of a predetermined interval, and the geomagnetic disturbance intensity exceeds the reference value by index for each prediction period belonging to the prediction period. The geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information, characterized by further comprising an information processing unit for generating and outputting forecast information for geomagnetic disturbance forecasting, including category values for each index categorized based on whether or not.
청구항 2에 있어서,
상기 정보 처리부는 상기 예보 정보에 대응되는 코로나홀 상태 정보를 상기 예보 정보에 포함시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템.
The method according to claim 2,
And the information processing unit outputs the corona hole state information corresponding to the forecast information in the forecast information and outputs it.
청구항 1에 있어서,
상기 발생 정보는 코로나홀의 자기장 극성 관련 극성 정보를 더 포함하고,
상기 전처리부는 상기 발생 정보에 포함된 상기 극성 정보를 기초로 상기 격자별로 극성을 판별하여 상기 단위 격자별 극성이 반영된 코로나홀 상태 정보를 생성하며,
상기 분석부는 상기 극성이 반영된 코로나홀 상태 정보에 따른 코로나홀 발생 상태와 상기 미리 설정된 기간 동안의 상기 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계를 상기 복수의 신경망에 지수별로 학습시키는 것을 특징으로 하는 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템.
The method according to claim 1,
The generation information further includes polarity-related polarity information of the corona hole,
The preprocessing unit determines the polarity for each lattice based on the polarity information included in the generation information and generates corona hole state information reflecting the polarity of the unit lattice.
The analyzer correlates the correlation between the corona hole generation state according to the corona hole state information reflecting the polarity and the geomagnetic disturbance intensity for each exponent for the predetermined time period in the plurality of neural networks by index. Geomagnetic Disturbance Strength Prediction System Using Hall Information.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전처리부는 상기 단위 격자별로 미리 설정된 번호에 따라 순번을 결정하고, 상기 단위 격자별 순번에 따라 상기 단위 격자별 코로나홀 발생 여부에 대한 이진수형 값을 정렬하여 상기 단위 격자별 이진값을 포함하는 코로나홀 상태 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템.
The method according to claim 1,
The preprocessing unit determines a sequence number according to a preset number for each unit grid, and sorts binary values for whether or not corona holes are generated for each unit grid according to the sequence number for each unit grid to include a binary value for each unit grid. Geomagnetic disturbance intensity prediction system using solar corona hole information, characterized in that for generating the hole state information.
청구항 1에 있어서,
상기 분석부로부터 예측 정보를 수신시 상기 예측 정보에 포함된 코로나홀의 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 상기 예측 기간에 대하여 상기 데이터 수집부에 의해 수집되어 저장되는 지수별 지수정보를 실측정보로 수집하고, 상기 예측 정보에 따른 상기 예측 기간에 대한 지수별 지자기 교란 강도와 상기 실측정보에 따른 기간에 대한 지수별 지자기 교란 강도를 상호 비교하여 지수별로 오차 정보를 생성한 후 복수의 지수와 각각 대응되는 복수의 서로 다른 오차정보 중 미리 설정된 기준치 이상의 오차가 발생한 오차 정보를 상기 분석부에 제공하여 상기 분석부에서 상기 오차 정보를 기반으로 상기 복수의 신경망 중 어느 하나의 오차가 보정되도록 하는 검증부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 시스템.
The method according to claim 1,
Upon receiving the prediction information from the analysis unit, index information for each index collected and stored by the data collection unit for the preset prediction period based on the occurrence time of the corona hole included in the prediction information is collected as actual information, After comparing the geomagnetic disturbance intensity by index for the prediction period according to the prediction information and the geomagnetic disturbance intensity by index for the period according to the measured information, error information is generated for each index and a plurality of indexes corresponding to the plurality of indexes, respectively, The apparatus may further include a verification unit configured to provide error information in which an error equal to or greater than a predetermined reference value among different error information is generated to the analysis unit to correct an error of any one of the plurality of neural networks based on the error information. Geomagnetic Disturbance Intensity Using Solar Corona Hole Information Prediction system.
태양 코로나홀 정보를 이용하여 지자기 교란 강도를 예측하는 서비스 제공 장치의 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 방법에 있어서,
태양에서 코로나홀 발생시마다 발생 일시 및 발생 영역을 포함하는 발생 정보와 지자기 교란 강도 관련 지수인 Kp, AE 및 Dst를 포함하는 복수의 서로 다른 지수별 지자기 교란 강도를 수집하여 저장하는 단계;
상기 태양 관련 태양 모델의 표면을 미리 설정된 크기의 복수의 격자들로 분할한 미리 설정된 태양 표면 격자 체계에 상기 발생 정보를 매칭하여 상기 격자별로 코로나홀이 차지하는 면적이 미리 설정된 기준치 이상인지 여부에 따라 코로나홀 발생 여부를 판단하여 상기 격자별 코로나홀 발생 여부를 포함하는 코로나홀 발생 상태 관련 코로나홀 상태 정보를 생성하고, 상기 발생 정보에 따른 특정 발생 일시를 기준으로 미리 설정된 기간 동안의 상기 지자기 교란 강도에 대한 복수의 지수정보와 상기 특정 발생 일시에 대응되는 상기 코로나홀 상태 정보를 상호 매칭한 매칭 정보를 상기 지수별로 생성하는 단계;
상기 코로나홀 발생시마다 생성되는 상기 매칭 정보를 상기 복수의 지수와 각각 대응되어 미리 설정된 복수의 신경망 중 상기 매칭 정보에 대응되는 신경망에 적용하여 상기 코로나홀의 발생 시점 기준 미리 설정된 기간 동안의 지자기 교란 강도와 코로나홀 발생 상태 사이의 상관 관계를 학습시키는 단계;
특정 코로나홀 발생에 따라 생성한 코로나홀 상태 정보를 상기 복수의 신경망에 적용하여 상기 복수의 신경망을 통해 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보에 대응되는 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 예측 기간에 대하여 지수별로 예측되는 지자기 교란 강도에 대한 예측 정보를 생성하여 제공하는 단계;
코로나홀 발생시마다 상기 발생 정보와 상기 발생 정보에 따른 코로나홀 발생 시점을 기준으로 미리 설정된 시간 동안에 수집되어 저장되는 지수별 지수정보를 실측 정보로 미리 설정된 상관관계 신경망에 학습시켜 상기 상관관계 신경망에 코로나홀 발생 상태에 대응되어 복수의 지수 상호간 상관 관계를 학습시키는 단계; 및
상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보를 상기 복수의 신경망에 적용하여 얻어지는 예측 정보와 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 상태 정보를 상기 상관관계 신경망에 적용하여 상기 예측 정보에 포함된 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관관계에 따른 패턴과 상기 특정 코로나홀의 코로나홀 발생 상태에 대응되는 상기 상관관계 신경망에 학습된 실측정보 기반 지수별 지자기 교란 강도 사이의 상관 관계에 대한 패턴 상호간 차이를 보정하기 위한 상기 예측 정보 관련 패턴 보정정보를 산출하고, 상기 패턴 보정정보를 기초로 상기 예측 정보를 보정하는 단계
를 포함하는 태양 코로나홀 정보를 이용한 지자기 교란 강도 예측 방법.
In the method of predicting the geomagnetic disturbance intensity using the solar corona hole information of the service providing device for predicting the geomagnetic disturbance intensity using the solar corona hole information,
Collecting and storing the occurrence information including the occurrence date and time and the geomagnetic disturbance intensity indexes including Kp, AE, and Dst, each time the corona hole occurs in the sun;
Corona is determined according to whether or not the area occupied by the corona hole for each of the grids is equal to or larger than a predetermined reference value by matching the generation information to a preset solar surface grid system that divides the surface of the sun-related solar model into a plurality of grids having a predetermined size. Corona hole state information related to a corona hole generation state including whether a corona hole occurs for each lattice is determined by determining whether a hole is generated, and based on the geomagnetic disturbance intensity for a predetermined period based on a specific occurrence date and time according to the occurrence information. Generating matching information for each index by matching the plurality of index information with respect to the corona hole state information corresponding to the specific date and time;
Geomagnetic disturbance intensity during a preset period of time based on the generation time point of the corona hole by applying the matching information generated each time the corona hole is generated to the neural network corresponding to the matching information among a plurality of preset neural networks corresponding to the plurality of indices, respectively; Learning correlations between corona hole occurrence states;
Corona hole state information generated according to a specific corona hole generation is applied to the plurality of neural networks, and for each index for a preset prediction period based on an occurrence time corresponding to the corona hole state information of the specific corona hole through the plurality of neural networks. Generating and providing prediction information on the predicted geomagnetic disturbance intensity;
When the corona hole is generated, the index information for each exponent collected and stored for a predetermined time on the basis of the occurrence of the corona hole according to the occurrence information and the occurrence information is learned by the correlation neural network set as the actual measurement information. Learning a correlation between a plurality of exponentials corresponding to a hole occurrence state; And
Correlation between prediction information obtained by applying the corona hole state information of the specific corona hole to the plurality of neural networks and geomagnetic disturbance intensity for each index included in the prediction information by applying the corona hole state information of the specific corona hole to the correlation neural network Correcting the pattern related to the prediction information to correct the difference between patterns for the correlation between the pattern according to the relationship and the geomagnetic disturbance intensity for each index based on the measured information based on the correlation neural network corresponding to the corona hole generation state of the specific corona hole Calculating information and correcting the prediction information based on the pattern correction information;
Geomagnetic disturbance intensity prediction method using solar corona hole information comprising a.
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