본 논문은 지금까지 해결하지 못한 난제 중 하나인 외판원 문제의 최적 해를 구하는 발견적 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 초기 경로를 결정하기 위해 기존의 DNN을 변형한 SW-DNN, DW-DNN과 DC-DNN을 제안하였다. 초기 해는 DNN, SW-DNN, DW-DNN과 DC-DNN을 적용하여 최소 경로 길이를 가진 방법을 선택한다. 초기 해에 대해 최적 해를 구하기 위해 먼저 삭제 대상 간선을 선택하는 방법을 결정하였으며, 이들 간선들에 대해 지역 탐색 방법인 k-opt 중에서 2, 2.5, 3-opt를 먼저 적용하고, 삭제 대상 간선들 중 삭제되지 않은 간선들에 대해 4-opt를 적용하였다. 제안된 알고리즘을 대규모의 TSP인 26개의 유럽 도시들을 방문하는 TSP-1과 49개의 미국 도시들을 방문하는 TSP-2에 적용한 결과 모두 최적 해를 구하는데 성공하였다. 제안된 알고리즘은 지금까지 발견적 방법으로는 TSP의 최적 해를 구하지 못한다는 미신을 타파하였고, TSP의 알고리즘으로 적용할 수 있을 것이다.
최근 소방대상물의 대형화는 소방전기계통의 용량과 간선길이를 급격하게 증가시키고 있어, 과거의 소규모 소방대상물에서는 문제가 되지 않았던, 소방전원의 용량부족과 간선의 전압강하 증가로 규정전압을 벗어나는 문제점를 발생시키고 있다. 이러한 문제점은 소방용 전원전압이 규정전압에 미달되어 각종 전기설비가 동작하지 못하는 심각한 결과를 초례할 수 있다. 이에 본 논문에서는 실제 준공된 소방대상물을 대상으로 전원공급장치의 용량 및 소방전기간선의 전압강하를 이론적으로 계산하여 문제점을 도출하고 분석하여, 소방전원계통에서 소방용 전원의 안정적이고 합리적인 설계와 운용에 대한 대책이 요구됨을 확인하였다.
n개의 정점으로 구성된 화랑 P에 대한 최대 이동 경비원 수는 단순 다각형은 ${\lfloor}n/4{\rfloor}$, 직각 다각형은 ${\lfloor}(3n+4)/16{\rfloor}$이며, 최소 경비원수를 구하는 다항시간 알고리즘은 알려져 있지 않아 NP-난제 (NP-Hard)이다 . 본 논문은 화랑 문제의 최소 이동 경비원 수를 구하는 다항시간 알고리즘을 제안하였다. 첫 번째로, 모든 정점에서 볼 수 있는 다른 정점으로 간선을 그린 가시성 그래프를 얻는다. 두 번째로 ${\Delta}(G)$인 정점 u와 $N_G(u)$에 있는 ${\Delta}(G)$ 정점 v를 선택하고 가시성 간선과 부속 간선을 삭제한다. 세 번째로, 남아 있는 부분 그래프 각각에 대해 정점 $w_i$를 선택하여 이동 경비원이 위치할 간선을 선택하였다. 제안된 알고리즘을 다양한 단순 다각형과 직각 다각형 화랑 문제에 적용한 결과 선형시간으로 최소 이동 경비원 수를 얻었다.
서울시의 버스체계개편 시행 후 약 4년이 지난 현재 대중교통 이용승객의 증가에도 불구하고 서울시의 재정부담은 크게 개선되지 못하였다. 이에 서울시는 버스의 경쟁력을 강화하고 효율성을 제고하기 위한 정책들을 수립할 계획이며, 이러한 정책의 효과를 객관적으로 평가하기 위해서는 버스수단 경쟁력의 기반이 되는 노선의 효율성 추정과 이에 영향을 미치는 요인들의 분석이 요구된다. 본 연구에서는 2008년 서울시 간선버스 노선의 자료와 DEA 모형의 하나인 BCC 모형을 이용하여 각 노선의 효율성을 추정하였다. 효율성 추정시 각 노선은 차량대수, 노선거리, 정류장개수, 배차간격, 운영비를 투입하여 승객수와 수익금을 산출하는 것으로 가정하였다. 투입지향 BCC 모형으로 분석한 결과, 평가노선 18개 중 규모수익불변(CRS)인 노선은 총 2개이며, 나머지 16개 노선은 규모수익체증(IRS)인 노선으로 분석되었다. 또한 분석에 사용된 요소들이 효율성 점수에 미치는 영향을 파악하기 위하여 토빗회귀분석을 수행한 결과, 현재 간선버스에 가장 큰 영향을 미치는 변수는 배차간격인 것으로 분석되었다.
개미 집단 시스템은 조합 최적화 문제를 해결하기 위한 메타 휴리스틱 탐색 방법으로, 그리디 탐색뿐만 아니라 긍정적 피드백을 사용한 모집단에 근거한 접근법으로 순회 판매원 문제를 풀기 위해 처음으로 제안되었다. 본 논문에서는 이전 전역 최적 경로와 현재 전역 최적 경로의 중복 간선을 고려한 탐색 방법을 제안하였다. 이 방법은 이전전역 최적 경로와 현재 전역 최적 경로에서의 중복 간선은 최적 경로로 구성될 가능성이 높다고 판단하고, 해당 중복 간선에 대해 페로몬을 강화시켜 최적 경로를 구성할 확률을 높이게 하였다. 그리고, 실험을 통해 ACS-3-opt 알고리즘, ACS-Subpath 알고리즘, ACS-Iter 알고리즘에 비해 최적 경로 탐색 및 평균 최적 경로 탐색의 성능이 우수함을 보여 주었다.
교차로의 신호시간 계획이나 간선도로 축의 제어에 있어서 가장 대표적인 문제는 수시로 변화하는 교통상황이다. 또한 이러한 변화로 인해 정확한 교통 데이터를 얻기 힘들고, 그에 대한 분석 또한 어렵다. 따라서 본 논문에서는 이러한 불명확한 교통데이터를 이용하여 교차로 및 간선도로의 제어를 하기 위해, 인간의 사고와 유사한 추론이 가능하다고 판단되는 Fuzzy Logic을 적용함으로써 불명확한 상황에 대하여 수학적인 함수로 표현되지는 않지만 언어적인(Linguistic) 제어가 가능하도록 하여, 기존의 교통제어 방법보다 교통상황에 민감하게 대처할 수 있는 새로운 제어전략을 제시하였다. 본 연구는 "영상검지기를 이용한 실시간 교통신호 감응제어(김성호, 1996)"의 독립교차로의 신호 제어 부분을 기초로 하여 간선도로 상의 연속진행 제어에 대한 전략을 제안하고, 그 효과를 기존의 제어 방법에 의한 효과와 비교·분석하였다. 또한 각 제어 방법에 대한 분석을 위하여, 교통 시뮬레이션 소프트웨어인 TRAF-NETSIM을 이용하여 각각의 효과를 비교하였다.
이 논문에서는 차량 또는 도로 인프라 센서에 의해 검출된 도로상의 각 객체들 간의 상황인지를 효과적으로 하기 위해서 그래프 데이터 모델을 도입한다. 제안하는 방법은 도로상의 각 객체들을 그래프의 정점(Vertex)로, 객체들 간의 관계를 그래프의 간선(Edge)로 모델링하여 그래프 데이터베이스를 구축하고, 객체의 속성과 간선의 속성을 실시간으로 업데이트한다. 이때 간선으로 표현되는 객체들 간의 관계는 각 객체의 위치, 이동방향, 이동속도 등을 고려하여 객체들 간에 근접 가능성이 있을 경우 설정한다. 또한, 제안하는 그래프 모델링 방법을 통해 표현한 도로 객체 그래프 데이터베이스를 실시간으로 업데이트하기 위해 그래프 정점과 간선에 대한 공간 색인 기법을 제안한다. 제안하는 색인기법 기반의 그래프 데이터베이스 업데이트 성능을 평가하기 위해서 색인 없이 업데이트하는 방법과 비교하였으며 비교결과 제안하는 방법이 10배 더 빠르게 업데이트를 할 수 있음을 확인하였다.
섬(정점)이 요구하는 가교(간선)를 대각선을 제외한 가로와 세로 직선 가교를 교차없이 연결하여 모든 섬들이 연결된 망을 형성하는 가교 퍼즐 문제는 관련 연구가 전혀 없는 연구의 불모지라 할 수 있다. 이 문제에 대해서는 일반적으로 알려진 지수시간이 소요되는 전수 탐색법이나 분기한정 법조차도 제시된 알고리즘이 없는 실정이다. 본 논문은 주어진 BP에 대해 대각선이 없는 격자 그래프를 작도하고, 불필요한 간선은 삭제하고, 필수적인 가교는 보충하여 격자 그래프 초기 해를 구하였다. 다음으로 부족한 섬 쌍 매칭을 통해 해당 경로에 부족한 간선은 추가하고, 교차되는 잉여 간선(가교)은 삭제하는 방식을 채택하였다. 제안된 알고리즘을 24개 벤치마킹 실험 데이터에 적용한 결과 모든 문제에 대해 정확한 해를 구할 수 있음을 보였다.
내부순환로의 진출램프 중 성산, 홍은, 홍제, 길음, 마장 진출램프에서는 램프의 지체가 심각하여, 진출차량의 대기행렬이 내부순환로 본선에까지 이르는 대기행렬 역류현상이 발생하고 있다. 이러한 본선으로의 대기행렬 역류는 본선의 혼잡을 가중시키고 교통사고의 위험도 증가시킨다. 본 논문에서는 이러한 도시고속도로의 진출램프 혼잡을 개선하기 위해 진출램프 제어전략을 개발하였다. 진출램프 제어전략의 목표는 진출램프의 대기차량이 본선으로 역류하지 않도록 하는 것이다. 대기행렬의 역류를 막기 위해서는 진출램프의 차량이 인접한 간선도로로 원활하게 진행하도록 해야 하며, 간선도로와 진출램프의 대기행렬을 제어정책에 따라 관리할 수 있어야 한다. 이를 위해서 진출램프 진출부에 신호를 설치하여 간선도로차량의 흐름을 제어하고, 진출부 하류부 교차로와 연동제어를 하여 진출공간을 확보하였다. 또한, 대기행렬의 관리를 위해서는 대기행렬 관리계수를 정의하고 이 값에 따라 현시를 결정할 수 있는 제어식을 유도하였다. 진출램프 제어전략은 과포화 신호제어 기법을 응용하여 개발하였으며, 그 중 Equity offset과 내부미터링 기법을 연동제어에 응용하였고, Imbalanced split 기법은 대기행렬 관리계수에 따라 현시가 결정되는 제어식의 개발에 응용하였다. 진출램프 제어전략을 평가하기 위하여 진출램프의 혼잡으로 인해 본선으로 대기행렬 역류가 발생하는 내부순환로의 홍은, 홍제 진출램프를 선정하였으며, NETSIM을 통해 진출램프 제어전략의 효과를 분석하였다. 분석결과 진출램프의 혼잡이 크게 개선되며, 운영자의 관리목적에 따라 대기행렬의 관리가 이루어지는 것을 볼 수 있었다. 진출램프 제어전략은 내부순환 도시고속도로뿐만 아니라 진출램프 제어가 필요한 타도시고속도로에서도 적용을 하면 좋은 효과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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