• 제목/요약/키워드: 메타 휴리스틱

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동적분할 기법을 이용한 배전망의 정전복구 시스템에 관한 연구 (A Study on the Restoration System for Distribution Networks Using Dynamic Division Method)

  • 임찬호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.64-72
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    • 2003
  • 배전망은 그 구조가 매우 복잡하고, 수용가와 인접되어 있으므로 송전망에 비하여 사고의 발생도 매우 빈번하다. 또한 배전망에서의 사고는 수용가에게 직접적인 피해를 발생시킬 수 있다. 따라서 수용가의 피해를 줄이고 전력공급의 안정성 확보를 위한 배전망에서의 고장진단과 정전복구는 필수적으로 요구되는 기능이다. 배전망의 정전복구는 시간적인 제약성에 종속되며, 정전복구 과정에서 발생하는 스위칭 수를 최소화하는 것이 가장 중요한 요소이다. 폭, 모든 정전구역을 한번의 스위칭으로 복구하는 것이 가장 이상적이며, 그렇지 못한 경우 여러 번의 스위칭으로 복구하여야 한다. 본 논문에서는 조작되는 스위치의 수를 최소화시키기 위한 배전망의 정전 복구 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템에서는 휴리스틱 탐색방법과 메타-알고리즘의 동적분할 기법의 계층구조를 사용하고 있다. 제안된 정전복구 시스템의 성능을 검증하기 위하여 모의 배전망을 대상으로 성능평가를 수행하였다.

병렬 타부 탐색을 이용한 발전기 기동정지계획의 최적화 (Optimization of Unit Commitment Schedule using Parallel Tabu Search)

  • 이용환;황준하;류광렬;박준호
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제29권9호
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    • pp.645-653
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    • 2002
  • 발전기 기동정지 계획은 하나의 전력시스템을 형성하는 다수의 발전기에 대해서 주어진 여러 제약을 따르는 일간 또는 주간의 기동 및 정지시간을 결정하는 작업으로 다양한 제약과 방대한 탐색공간으로 인해 최적의 경제적 계획 수립이 매우 어려운 대규모 최적화 문제이다. 타부 탐색은 보통의 지역적 탐색법에 비해 국지적 최적해에 빠질 위험이 적고 다른 전역적 탐색기법에 비해 대상문제에 관한 지식을 충분히 활용하기에 유리하여 많은 최적화 문제에 사용되고 있다. 그러나 규모가 방대하면서 많은 제약조건이 존재하는 대규모 최적화 문제들은 타부 탐색으로도 빠른 시간내에 최적의 해를 찾아내기 힘들다. 본 논문은 대규모 최적화 문제의 하나인 발전기 기동정지 계획 문제를 타부 탐색의 병렬화를 통해 해결함으로써 탐색 소요시간의 단축과 함께 해의 질 또한 향상시킬 수 있음을 보여준다.

군 정비시설 운용 최적화를 위한 시뮬레이션 분석 연구 (Simulation Analysis to Optimize the Management of Military Maintenance Facility)

  • 김경록;이종문
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.2724-2731
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    • 2014
  • 최근 국가의 향후 국방 계획이 첨단 무기체계로 향하는 만큼, 이를 위한 군 정비시설도 점점 중요해지고 있다. 하지만 현재 군 정비시설은 관리자의 경험적인 방법과 단순 수리적 계산으로 운용되고 있다. 그래서 본 연구에서는 좀 더 과학적이고 논리적인 방법을 이용하여 군 정비시설 운용 최적화 방법을 제시한다. 연구는 다음과 같은 절차를 따른다. 첫째, 군 정비시설 운용을 분석하여 시뮬레이션을 설계한다. 둘째, 최적화를 위해 독립변수와 종속변수를 정의한다. 독립변수는 군 정비시설 운용 세부사항으로 볼 수 있는 정비장비, 운반장비, 그리고 작업자 수이고, 종속변수는 독립변수에 영향을 받는 총 정비시간으로 결정한다. 셋째, 설계된 시뮬레이션 모델을 기준으로 Warmup 기간을 얻기 위해 Warmup 분석 한다. 넷째, 군 정비시설 운용 최적화를 위해 독립변수의 최적 조합을 메타휴리스틱인 진화전략을 이용하여 산출한다. 이 최적 조합을 통해 군 정비시설 운용은 제한된 비용 내 최대 효과를 얻을 수 있다. 향후 복수의 무기체계 장비를 정비하는 군 정비시설의 다목적 분석 연구를 할 것이다.

HS 알고리즘을 이용한 CNN의 Hyperparameter 결정 기법 (Method that determining the Hyperparameter of CNN using HS algorithm)

  • 이우영;고광은;김종우;심귀보
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.22-28
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    • 2017
  • Convolutional Neural Network(CNN)는 특징 추출과 분류의 두 단계로 나눌 수 있다. 그 중 특징 추출 단계의 커널의 크기, 채널의 수, stride 등의 hyperparameter는 CNN의 구조를 결정할 뿐만 아니라 특징을 추출하는 데에도 영향을 주기 때문에 CNN의 전체적인 성능에도 영향을 준다. 본 논문에서는 Parameter-Setting-Free Harmony Search(PSF-HS) 알고리즘을 이용하여 CNN의 특징 추출 단계에서의 hyperparameter를 최적화 하는 방법을 제안하였다. CNN의 전체 구조를 설정한 뒤 hyperparameter를 변수로 설정하였고 PSF-HS 알고리즘을 적용하여 hyperparameter를 최적화 하였다. 시뮬레이션은 MATLAB을 이용하여 진행하였고 CNN은 mnist 데이터를 이용하여 학습과 테스트를 했다. 총 500번 동안 변수를 업데이트했고 제안하는 방법을 이용하여 구한 CNN 구조 중 가장 높은 정확도를 가지는 구조는 99.28%의 정확도로 mnist 데이터를 분류하는 것을 확인할 수 있었다.

순회 외판원 문제에서 최악 경로를 고려한 개미 알고리즘 (The Ant Algorithm Considering the Worst Path in Traveling Salesman problems)

  • 이승관;이대호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권12호
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    • pp.2343-2348
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    • 2008
  • 개미 알고리즘은 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 논문은 개선된 $AS_{rank}$ 알고리즘을 제안한다. 기존 $AS_{rank}$ 알고리즘은 최적 경로로 구성될 가능성이 높은 경로에 대해서만 페로몬 갱신을 수행하고 최적 경로를 구성할 가능성이 낮은 경로에 대해서는 전혀 고려하지 않는다. 이것을 고려해 본 논문에서는 최적 경로로 구성될 가능성이 낮은 경로(에이전트들이 구성한 경로 중 최악 경로)에 대해 페로몬을 증발시켜 다음 탐색 과정에서 해당 경로 탐색을 줄이고자 하였다. 이를 통해 다음 사이클에서 에이전트들이 해당 간선의 선택 확률을 줄여줌으로써 기존 ACS 알고리즘에 비해 평균 탐색 시간과 평균 반복 횟수를 줄일 수 있음을 보여준다.

트래픽 중복 제거로 네트워크 에너지 소비를 최소화하기 위한 최적화 알고리즘 (Optimization Algorithm for Minimizing Network Energy Consumption with Traffic Redundancy Elimination)

  • 장길웅
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권7호
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    • pp.930-939
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    • 2021
  • 최근 네트워크에서 안정된 전송을 위해 광대역의 대역폭과 중복 링크를 사용함으로써 과도하게 에너지를 소비하고 전송효율을 떨어뜨리는 결과를 낳고 있다. 본 논문에서는 트래픽 중복이 허용되는 네트워크에서 중복 트래픽을 제거함으로써 전송 링크의 수를 줄이고 전송에너지를 최소화하는 최적화 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 최적화 알고리즘은 타부서치 알고리즘을 이용한 메타휴리스틱방식을 사용한다. 제안된 최적화 알고리즘은 중복되는 트래픽을 효율적으로 경로 설정할 수 있도록 이웃해 생성방식을 설계하여 전송에너지를 최소화한다. 제안된 최적화 알고리즘의 성능평가는 네트워크에서 발생하는 모든 트래픽을 전송하기 위해 사용되는 링크의 수와 소모되는 전송에너지 관점에서 수행되었다. 성능평가 결과에서 제안된 알고리즘이 이전에 제안된 다른 알고리즘에 비해 더 우수한 성능 결과가 나타남을 확인할 수 있었다.

자가 적응형 메타휴리스틱 최적화 알고리즘 개발: Self-Adaptive Vision Correction Algorithm (Development of Self-Adaptive Meta-Heuristic Optimization Algorithm: Self-Adaptive Vision Correction Algorithm)

  • 이의훈;이호민;최영환;김중훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.314-321
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    • 2019
  • 본 연구에서 개발된 Self-Adaptive Vision Correction Algorithm (SAVCA)은 광학적 특성을 모방하여 개발된 Vision Correction Algorithm (VCA)의 총 6개의 매개변수 중 자가 적응형태로 구축된 Division Rate 1 (DR1) 및 Division Rate 2 (DR2)를 제외한 Modulation Transfer Function Rate (MR), Astigmatic Rate (AR), Astigmatic Factor (AF) 및 Compression Factor (CF) 등 4개의 매개변수를 변경하여 사용성을 증대시키기 위해 제시되었다. 개발된 SAVCA의 검증을 위해 기존 VCA를 적용하였던 2개 변수를 갖는 수학 문제 (Six hump camel back 및 Easton and fenton) 및 30개 변수를 갖는 수학 문제 (Schwefel 및 Hyper sphere)에 적용한 결과 SAVCA는 비교한 다른 알고리즘 (Harmony Search, Water Cycle Algorithm, VCA, Genetic Algorithms with Floating-point representation, Shuffled Complex Evolution algorithm 및 Modified Shuffled Complex Evolution)에 비해 우수한 성능을 보여주었다. 마지막으로 공학 문제인 Speed reducer design에서도 SAVCA는 가장 좋은 결과를 보여주었다. 복잡한 매개변수 조절과정을 거치지 않은 SAVCA는 여러 분야에서 적용이 가능할 것이다.

화음 탐색법을 활용한 가상머신 재배치 연구 (Harmony Search for Virtual Machine Replacement)

  • 최재호;김장엽;서영진;김영현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.26-35
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    • 2019
  • 데이터센터는 서버, 스토리지, 네트워킹 기기 등을 운영하는 과정에서 냉각시설, 공조시설, 비상발전시설 등 많은 전력이 소비된다. 미국의 경우에는 2004년 데이터센터에서 소비하는 전력은 전체 전력 소비량의 1.8% 정도를 차지하기도 하였다. 데이터센터 산업은 큰 규모로 점진적으로 발전해왔으며, 향후에는 규모가 큰 하이퍼스케일 데이터센터의 수가 늘어날 것으로 전망되고 있다. 하지만 데이터센터의 서버 점유율을 조사해 본 결과, 평균 점유율이 15~20% 정도 밖에 되지 않는 등 서버가 효율적으로 사용되지 않는 문제가 존재하였다. 이러한 현상 및 문제점을 개선하고자 가상머신 마이그레이션 기능을 활용하여 가상머신 재배치 연구를 제안하고자 한다. 본 연구에서는 효과적인 가상머신 재배치를 위해 메타 휴리스틱 기법 중 하나인 화음 탐색법을 활용하였다. 유휴 서버 최대화를 목표로 하는 가상머신 재배치 문제를 설계하였으며 실험을 통해 풀이하였다. 본 연구는 가상머신 재배치를 통해 데이터센터 서버의 절전을 유도하여, 데이터센터의 운영비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.

자가적응 화음탐색 알고리즘을 이용한 복합형 최적 구조제어 시스템 설계 (Optimal Design of a Hybrid Structural Control System using a Self-Adaptive Harmony Search Algorithm)

  • 박원석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.301-308
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    • 2018
  • 이 논문에서는 다중 재난을 고려한 복합 구조제어 시스템의 최적 설계방법을 제시한다. 한 가지 유형의 위험에 대해 하나의 시스템이 설계되는 전형적인 구조제어 시스템과는 달리, 구조물의 지진 및 바람에 의한 진동응답을 저감하기 위해 능동 및 수동제어 시스템에 대한 동시 최적 설계방법을 제안하였다. 수치 예로서, 30층 빌딩 구조물에 설치된 30개의 점성 댐퍼와 복합형 질량 감쇠기에 대한 최적 설계문제를 보였다. 최적화 문제를 풀기 위해 자체적응 화음탐색(harmony search, HS)알고리즘을 채택하였다. 화음탐색 알고리즘은 사람이 연주하는 악기의 튜닝 과정을 모방한 전역 최적화를 위한 메타 휴리스틱 진화 연산방법의 하나이다. 또한 전역 탐색 및 빠른 수렴을 위해 자가적응적이고 동적인 매개변수 조정 알고리즘을 도입하였다. 최적화 설계 결과, 능동 및 수동 시스템이 독립적으로 최적화된 표준적인 복합제어 시스템에 비해 제안한 동시 최적제어 시스템의 성능과 효율성이 우수함을 보였다.

네트워크 침입 탐지를 위한 최적 특징 선택 알고리즘 (An optimal feature selection algorithm for the network intrusion detection system)

  • 정승현;문준걸;강승호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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    • pp.342-345
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    • 2014
  • 기계학습을 이용한 네트워크 침입탐지시스템은 선택된 특징 조합에 따라 정확성 및 효율성 측면에서 크게 영향을 받는다. 하지만 일반적으로 사용되는 침입탐지용 특징들로부터 최적의 조합을 찾아내는 일은 많은 계산량을 요구한다. 예를 들어 n개로 구성된 특징들로부터 가능한 특징조합은 $2^n-1$ 개이다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 최적 특징 선택 알고리즘을 제시한다. 제안한 알고리즘은 최적화 문제 해결을 위한 대표적인 메타 휴리스틱 알고리즘인 지역탐색 알고리즘에 기반 한다. 또한 특징 조합을 평가를 위해 선택된 특징 요소와 k-means 군집화 알고리즘을 이용해 구해진 군집화의 정확성을 비용함수로 사용한다. 제안한 특징 선택 알고리즘의 평가를 위해 NSL-KDD 데이터와 인공 신경망을 사용해 특징 모두를 사용한 경우와 비교한다.

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