• 제목/요약/키워드: 공간 최적화 문제

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다목적최적화와 최소최대 후회도 방법에 의한 부정류 계산모형의 매개변수 추정 (Parameter estimation of unsteady flow model using mulit-objective optimization and minimax regret approach)

  • ;정은성;전경수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.310-310
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    • 2017
  • 홍수추적 모형의 적절성을 결정하는 중요한 요소 중 하나는 모형의 매개변수이다. 특히 자연하천에 관한 부정류 계산모형의 매개변수인 조도계수는 하상재료의 특성에 따라 좌우되는 표피마찰뿐만 아니라 하상의 굴곡 등 단면형의 변화에 따른 형상손실 및 하천의 사행에 따른 손실 효과 등을 포괄적으로 내포하고 있기 때문에 모든 하천구간에 대하여 일반적으로 적용할 수 있는 조도계수의 값을 하나로 결정하기는 어렵다. 또한 조도계수는 흐름조건, 즉 유량 또는 수위의 변화에 따른 가변성을 갖고 있기 때문에, 흐름이 시간 및 공간적으로 변화하는 부정류 계산모형에 있어서는 더욱 그러하다. 그러므로 본 연구에서는 조도계수의 가변성과 다수 지점의 관측치를 고려한 모형보정의 결과로부터 얻은 파레토 최적화와 최소최대 후회도 방법(Minimax regret approach, MRA)을 결합하여 부정류 계산모형의 안정적인 매개변수를 선정할 수 있는 방법을 제안하였다. 여러 지점의 관측치를 고려한 모형의 보정은 다목적 최적화 문제로서, 여러 지점에 대한 가중치를 결합하여 얻은 하나의 목적함수에 대하여 여러 번의 개별 최적화를 수행함으로써 다수의 파레토 최적해들을 구할 수 있는 통합접근법을 적용하였다. 이때 유량에 따른 조도계수의 가변성을 나타내는 두 개의 매개변수로 구성된 관계식을 이용하여 두 구간에 대한 매개변수들을 모형의 추정 대상 매개변수로서 최적화하였다. 이 후 각기 다른 홍수사상에 대해 보정과 검증을 수행하였으며 각각에 대한 평가지표의 후회도를 정량화하였고 최종 안정적인 매개변수를 추정하기 위해 MRA를 이용하여 종합적인 순위를 도출하였다. MRA는 완전히 불확실한 의사결정 상황에서 유용한 방법으로 알려져 있는데 가장 나쁜 순위가 가장 좋은 것을 선택할 수 있게 하는 보수적인 의사결정기법이다. 계산결과 추정된 모형의 가변조도계수와 그로부터 얻은 두 개 지점에서의 평가지표인 RMSE는 두 지점에 대한 가중치의 조합에 따라 선택되는 매개변수 값에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 제시한 방법은 수문 및 수리모형의 다수의 관측지점의 자료를 이용한 매개변수 산정문제에 있어서 안정적인 해를 도출할 수 있다.

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진화 알고리즘을 이용한 경수로 폐연료의 중수로 재사용을 위한 최적 조합 탐색에 관한 연구 (A Study for searching optimized combination of Spent light water reactor fuel to reuse as heavy water reactor fuel by using evolutionary algorithm)

  • 안종일;정경숙;정태충
    • 지능정보연구
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    • 제3권2호
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    • pp.1-9
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    • 1997
  • 본 논푼에서는 경수로 원자력 발전소의 사용 후 핵연료를 중수로의 핵연료로 재사용하기 위해 사용 후 경수로 핵연료의 최적 조합을 찾는데 진화 알고리즘(Evolutionary Algorithm)을 이용하여 해결해 보고자 한다. 진화 알고리즘은 대규모 문제 공간에서 최적화 문제를 해결하는데 적합한 알고리즘이다. 사용 후 경수로 핵연료에는 중수로에서 사용할 수 있는 유용한 원자들을 많이 포함하고 있지만 핵연료 봉마다 그 함량이 다양하고, 중수로 연료가 되기 위한 제약 조건 때문에 최적 조합 전략이 펼요하다. 사용후 핵연료의 조합 문제는 알고리즘 분야에서 대표적인 조합 최적화 문제인 0/1 Knapsack문제와 같이 Non-Polynomial (NP) Complete문제에 해당한다. 이러한 문제를 해결하기 위해셔는 고전적언 전화 알고리즘의 전략에 기반하여 랜덤 연산자를 이용하되 평가 함수 값이 좋은 방향으로만 탐색을 수행하는 방법이 있으나 이것은 탐색의 효율면에셔 좋지 않다. 따라서 본 연구에서는 벡터 연산자를 이용하여 최적의 해를 보다 빨리 얻을 수 있는 휴리스틱을 사용하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 경수로 핵연료 조합 문제 영역의 모든 지식을 벡터화하여 벡터의 연산만으로 가능성 검사, 해를 평가 하는 방법을 소개한다. 또한 벡터 휴리스틱이 고전적인 진화 알고리즘에 비해 어느 정도의 성능을 보이는지 비교한다.

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인터넷을 통한 벡터 공간 데이타의 효율적 전송을 위한 최적화 기법 (An Optimization Strategy for Vector Spatial Data Transmission onover the Internet)

  • Liang Chen;Chung-Ho Lee;Hae-Young Bae
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제30권3호
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    • pp.273-285
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    • 2003
  • 일반적으로 공간 벡터 데이타는 래스터 데이타에 비해 많은 정보를 포함하고 있으므로, 좀 더 융통적이고 효율적으로 데이타에 대한 처리가 가능하다. 그러나 인터넷을 통한 공간 벡터 데이타의 조작 시 해결해야 할 문제로 좁은 대역폭을 갖는 인터넷에서 크기가 크고 복잡한 벡터 데이타를 어떻게 효율적으로 전송하는가 라는 문제이다. 본 논문은 좁은 대역폭을 갖는 인터넷을 통한 공간 벡터 데이타를 효율적으로 전송하기 위한 새로운 전송 기법인 스케일에 기반한 전송 기법을 제안한다. 제안된 기법의 아이디어는 보여질수 있는 것만을 전송하는 것이다. 특정 스케일에서 일부 피쳐만이 사용자에게 보여지므로, 자연히 스케일은 공간 피쳐와 연관된 요소이다. 제안된 기법은 웨이블릿에 기반한 지도 일반화 알고리즘을 통해 공간 객체 중에서 출력되는 스케일에 따라 보여질 필요가 없는 피쳐들을 필터링하고, 보여지는 피쳐만을 최종적으로 전송한다. 본 논문에서는 실험을 통해 제안된 기법을 사용하는 경우, 개개의 공간 연산들에 대한 응답 시간이 대체적으로 향상됨을 보인다.

반응면 기법과 크리깅 기법을 이용한 설계공간의 타당성 향상 (Improvement of the Design Space Feasibility Using the Response Surface and Kriging Method)

  • 구요천;전용희;김유신;이동호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.32-38
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    • 2005
  • 본 연구에서는 근사모델을 이용하여 설계공간의 타당성을 높일 수 있는 방법을 제시하였다. 이때 설계공간을 이동시키기 위한 기준으로 Chebyshev Inequality를 사용하였다. 이를 공탄성을 고려한 항공기 익형 설계문제에 적용함으로써 타당성이 크게 향상됨을 확인하였으며 이렇게 구한 설계공간 내에서 최적화를 수행함으로써 보다 우수한 최적값도 얻을 수 있었다. 즉 설계공간 내에서 주어진 제약조건을 만족할 확률이 증가하였으며, 설계공간을 이동시킴으로써 보다 우수한 최적점이 설계공간 내에 포함되었다고 할 수 있다. 또한 이 과정에서 반응면 모델과 크리깅 모델, 두 가지 근사모델을 사용하여 정확성과 효율성, 실험점에 대한 강건성 등을 비교하였으며, 본 연구에서 설계한 문제의 경우 비교적 선형적인 특징으로 인해 반응면이 보다 우수한 결과를 보여줌을 확인하였다.

센서 네트워크에서 동적 영역 분할을 이용한 다차원 범위 질의 인덱스 (A Multi-dimensional Range Query Index using Dynamic Zone Split in Sensor Networks)

  • 강홍구;김정준;홍동숙;한기준
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (D)
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    • pp.52-54
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    • 2006
  • 최근 데이타 중심 저장 방식의 센서 네트워크에서 다차원 범위 질의를 위한 인덱스들이 제시되고 있다. 기존에 제시된 다차원 범위 질의 인덱스는 일반적으로 다차원 속성 도메인과 센서 노드의 공간 도메인을 직접 매핑하여 데이타를 관리하는 구조로 되어있다. 그러나, 이러한 구조는 센서 노드의 공간 도메인을 정적으로 분할하기 때문에 센서 노드를 포함하지 않는 영역이 생성되어 데이타 저장 및 질의 처리에서 불필요한 통신이 발생하는 문제가 있다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 센서 노드의 공간 도메인이 센서 노드를 포함하도록 센서 네트워크 영역을 동적으로 분할하는 다차원 범위 질의 인덱스를 제안한다. 제안하는 인덱스는 센서 노드의 위치에 따라 센서 네트워크 영역을 동적으로 분할하여 데이타 저장 및 질의 처리시 목적 영역으로의 라우팅 경로를 최적화한다. 그리고, 분할된 영역은 모두 센서 노드를 포함함으로 센서 노드에서 발행하는 저장 부하를 분산시켜 전체 네트워크에서 발생하는 전체 통신비용을 줄인다. 실험 결과 제안한 인덱스는 DIM보다 전체 센서 네트워크와 hotspot의 통신비용에서 각각 최대 35%, 60%의 성능 향상을 보였다.

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퍼지 공간 분할에 따른 퍼지 규칙의 자동생성 (Producting Fuzzy Rules throungh Partition of Fuzzy Space)

  • 이양원
    • 인지과학
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    • 제4권1호
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    • pp.123-152
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    • 1993
  • 본 논문에서는 주어진 문제 영역상의 자료를 특성에 따라 분류하고,자동적으로 퍼지규칙을 생성할 수 있는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 방법에 비하여 효율적으로 퍼지 공간을 분할하고,분할된 퍼지공간의 부분적인 합병을 통하여 퍼지규칙의 수를 최적화한다.또한,본 논문에서는 생성된 퍼지규칙들이 정형적인 형태를 유지하도록 하며,이용상의 적응력을 높이기 위하여 누적-히스토그램을 이용하여 귀속 함수를 정의하는 방법을 제안한다.

거점정보기반 효율적 경로탐색 알고리즘 (Efficient Path Search Algorithm Using Storage Information)

  • 신수민;이정원
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2015년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.319-320
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    • 2015
  • 본 논문은 제한된 공간 상에서 방문 위치와 순서가 결정되어 있고, 짐을 보관할 수 있는 거점에 대한 정보가 주어진 문제에서 운행거리와 짐의 무게를 고려한 효율적인 사용자 최적화 경로탐색 알고리즘을 제안하고 이를 한국과학영재학교 학생들의 시간표에 따른 효율적 이동경로 생성에 적용하였다.

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문법 코딩을 이용한 그래프 구조 퍼지 시스템의 설계 (A Design of Graph Structured Fuzzy Systems using Grammatic Coding)

  • 길준민;황종선
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (2)
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    • pp.24-26
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    • 1998
  • 본 논문에서는 그래프 구조 퍼지 시스템을 유전자 알고리즘을 이용하여 최적화할 때, 해개체를 직접 코딩함으로써 발생되는 해개체 길이의 폭발적 증가 문제를 해결하기 위하여 문법 코딩 기법을 이용한 그래프 구조 퍼지 시스템을 제안한다. 문법적 코딩 기법은 퍼지 소속 함수와 퍼지 규칙의 상호 연관적인 규칙을 유전형으로 표현하여 퍼지 규칙의 반복적 패턴 혹은 재귀적 특성을 문법 규칙에 반영시킴으로써 유전자 알고리즘의 탐색공간을 효율적으로 줄인다.

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분산된 데이터의 최적화를 통한 3차원 특성점 검출 알고리듬 (3-D Vertex Detection Algorithm for Optimization of Scattered Data)

  • 문성환;조임현;강훈
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 춘계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.139-142
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    • 1998
  • 3차원 공간의 자료는 그 자료의 크기, 처리속도 잡음 및 측정 오차 등의 불규칙성 등의 한계를 가지고 있다. 최근 인터넷과 같은 통신 속도의 증가와 함께 대용량의 자료 교환이 가능하계 되면서 3차원 정보에 대한 연구는 매우 중요한 문제로 대두되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 3차원 물체를 표현해 줄 수 있는 특성점(vertex)를 찾는 알고리듬을 제시함으로써 자료의 양을 줄일 수 있는 방법을 제시하고 있다.

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콘크리트 구조의 재료 물성 재구성을 위한 전기 임피던스 단층촬영 기법 (Electrical Impedance Tomography for Material Profile Reconstruction of Concrete Structures)

  • 정봉구;김보영;강준원;황진하
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권4호
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    • pp.249-256
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    • 2019
  • 이 논문은 재료의 전기 전도도 분포를 재구성하는 전기임피던스 단층이미지 기법(electrical impedance tomography; EIT)을 제시한다. 이 문제는 구조물 표면의 전극에서 측정된 전위와 계산된 전위의 차를 최소화하여 전기 전도도의 공간적 분포를 재구성하는 최적화 문제로 정의된다. 전류 입력 시 전위를 구하는 정해석 문제의 수학적 모델로서 완전전극모델(complete electrode model; CEM)을 사용하였다. 완전전극모델은 전기 포텐셜에 대한 라플라스 방정식과 전류 입력에 따른 경계조건들로 구성되는 경계값 문제이다. 완전전극모델 해의 정확성을 검증하기 위하여 유한요소법을 이용해 구한 원형 구조물의 전위해와 Technology Computer Aided Design(TCAD) 소프트웨어를 사용해 얻은 결과를 비교하였다. 완전전극모델의 지배방정식과 경계조건을 구속조건으로 하는 최적화 문제를 라그랑주 승수법(lagrange multiplier method)을 이용해 비구속 최적화 문제로 전환하고 라그랑지안의 1차 최적화 조건으로부터 전극에서의 전위 차를 최소화하는 최적의 전기전도도 분포를 도출하였다. 원형 균일영역의 전기 전도도 분포를 재구성하는 역해석 예제를 통해 완전전극모델 기반 EIT 프레임워크의 적용성을 검토하였다.