불연속면 군 분류를 위한 유전자알고리즘의 응용

The Application of Genetic Algorithm for the Identification of Discontinuity Sets

  • 선우춘 (한국지질자원연구원 지반안전연구부) ;
  • 정용복 (한국지질자원연구원 지반안전연구부)
  • 발행 : 2005.02.01

초록

암반 불연속면의 조사 및 분석 과정에서 거쳐야할 필수적인 단계 중 하나는 방대한 불연속면 자료로부터 군을 판별하는 것이다. 불연속면 군 분류는 암반분류, 키블록 해석. 개별요소해석 및 불연속연결망 생성과 같은 암반공학적 업무에 있어서 필수적이다. 일반적으로 등고선도를 이용한 수작업 군 분류가 적용되었으나 이 방법은 수작업에 의존한 주관적인 결과를 제공한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 유전자알고리즘을 이용한 불연속면 군 분석기법을 도입하였으며 방향성 자료에 적용하기 위해 기본적인 유전자알고리즘을 변경하였다. 최종적으로 이러한 이론을 적용한 FORTRAN 프로그램 GAC를 개발하였으며 두 가지 형태의 불연속면 자료의 군 분석에 적용하였다. 적용 결과 GAC를 적용한 군 분류는 빠르고 효율적인 군 분석방법임을 확인하였으며 최적의 불연속면 군 수를 결정하는 데 있어서 분산에 근거한 적합도 함수가 Davis-Bouldin 지수에 근거한 적합도 함수보다 효율적인 것으로 나타났다.

One of the standard procedures of discontinuity survey is the joint set identification from the population of field orientation data. Discontinuity set identification is fundamental to rock engineering tasks such as rock mass classification, discrete element analysis, key block analysis. and discrete fracture network modeling. Conventionally, manual method using contour plot had been widely used for this task, but this method has some short-comings such as yielding subjective identification results, manual operations, and so on. In this study, the method of discontinuity set identification using genetic algorithm was introduced, but slightly modified to handle the orientation data. Finally, based on the genetic algorithm, we developed a FORTRAN program, Genetic Algorithm based Clustering(GAC) and applied it to two different discontinuity data sets. Genetic Algorithm based Clustering(GAC) was proved to be a fast and efficient method for the discontinuity set identification task. In addition, fitness function based on variance showed more efficient performance in finding the optimal number of clusters when compared with Davis - Bouldin index.

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참고문헌

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