• 제목/요약/키워드: 불확실 동적 시스템

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플랜트 건설 공사를 위한 사업관리 전문가 시스템의 개발 (Development of Expert system for Plant Construction Project Management)

  • 김우주;최대우;김정수
    • 정보기술응용연구
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    • 제2권1호
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    • pp.1-24
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    • 2000
  • 건설업에 있어서의 프로젝트 관리 즉, 사업 관리는 다른 분야에 비해 여러 가지 요인들로 인해 상대적으로 매우 높은 불확실성과 위험을 수반하게 되며, 이러한 불확실성과 위험으로 인해 건설업에서의 사업관리의 중요성이 매우 크게 인식되고 있다. 사업관리 단계에 있어 사업 정의 및 사업 계획 단계와 사업 설게 및 사업 수행 단계를 자동 또는 반자동적으로 동시에 일관성을 유지시킬 수 있는 체제의 확립이 절실하다고 판단되며, 이를 지원할 수 있는 지원시스템의 필요성이 부각되고 있다. 그러나 이들 초기 단계의 업무는 사업 설계 및 사업 수행 단계와 비교해 상대적으로 비정형적으며, 해당 기업의 축적된 노하우나 전문적 지식에 대한 의존성이 강함으로 인해 쉽게 시스템적 지원을 제공하는데 어려움을 가지고 있다. 특히 이러한 문제는 본 연구에서 대상으로 하고 있는 플랜트 건설 분야에서는 매우 두드러지게 나타나고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 사업 관리 시스템과 연계될 수 있도록 할 수 있는 체계적 접근 방법을 제시하고 이를 구현함으로써 이상의 문제에 대한 하나의 해결 방법을 제시하고 있다. 이러한 해결 방안을 위한 주요 방법론으로서는 지식 기반 추론과 사례기반 추론 및 신경회로망 기법을 체택하고 있으며 덧붙여, 본 연구에서 개발된 사업 관리 전문가 시스템은 국내 굴지의 건설 회사의 열병 합발전소와 하수처리장 건설을 위한 실제 사업 관리 업무에 적용되어 그 성과를 경험적으로 검증하고 있다. 나아가 이러한 실제 적용 사례는 본 방법론 및 시스템이 다른 플랜트 건설 분야에서도 성공적으로 적용될 수 있으며, 따라서 플랜트 건설 분야에서의 사업 관리 업무의 질적 향상과 생산성의 제고에 기여할 수 있음을 시사하고 있다.

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The Simulation and Research of Information for Space Craft(Autonomous Spacecraft Health Monitoring/Data Validation Control Systems)

  • Kim, H;Jhonson, R.;Zalewski, D.;Qu, Z.;Durrance, S.T.;Ham, C.
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.81-89
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    • 2001
  • 우주 항공위성 시스템은 변하는 불확실한 우주항공 환경에(서) 운행되고 지상기지국으로부터의 원격통신 없이 장시간 동안 동작해야 할 자율적인 능력이 요구되고, 결함 없이 임무를 수행하여야 하며, 시스템에서 계측된 데이터의 신뢰성을 유지하기 위한 고장 상태 검출과 오류 수정 시스템을 차보하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 확장 칼만 필터 기법을 적용한 동적모델 시뮬레이션 기법(High Fidelity, Dynamic Model-based Simulation)을 제안하였으며, 제안된 시스템은 비정상적인 데이터의 효과적인 검출과 대응이 가능해짐으로써 신뢰성 있는 우주항공위성시스템을 구축하도록 자동 상태 진단/데이터 시스템에 고장검출/오류수정 시스템을 적용하는 것이다. (Autonomous Spacecraft Health Monitoring/Data Validation Control System : ASHMDVCS).

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내고장 실시간 시스템의 신뢰도 향상을 위한 확률 명세 및 실행 예측 분석 방법 (An Analysis Methodology for Probabilistic Specification and Execution Prediction for Improving of Reliability of Fault-Tolerant Real-Time Systems)

  • 이철;이문근
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제29권12호
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    • pp.926-939
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    • 2002
  • 시스템이 실행 중 다양한 환경 요인에 의해 발생할 수 있는 불확실성을 명세하기 위해 확률의 개념을 적용한 명세 방범이 요구되고 있다. 본 논문에서는 실행에 영향을 주는 많은 환경 요인들을 고려하여, 변화하는 실행 환경에서 시스템의 행위를 예측, 분석하기 위한 확률 정형 기법인 확률 추상 시간 기계(PATM:Probabilistic Abstract Timed Machine)를 제안한다. PATM에서는 확률에 영향을 주는 환경요인을 실행 도중 변경이 가능한 가변 확률 요인과 변경이 불가능한 고정 확률 요인으로 분류하고 있다. 시스템의 행위에 대한 분석은 PATM의 동적 실행모델인 확률 도달성 그래프를 통해서 이루어진다. 분석결과를 토대로 시스템의 동작 실패 가능성을 예측하고, 이에 영향을 미치는 가변 환경 요인을 변경하여 궁극적으로 시스템의 신뢰도를 향상할 수 있도록 한다.

태양 에너지 기반 센서 네트워크에서 데이터의 안정성을 향상시키기 위한 적응형 저장 시스템 (An Adaptive Storage System for Enhancing Data Reliability in Solar-powered Sensor Networks)

  • 노동건
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제36권5호
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    • pp.360-370
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    • 2009
  • 태양 에너지 기반 센서 네트워크는 배터리 기반과는 다른 에너지 최적화 기법이 필요하다. 태양 에너지는 주기적으로 계속해서 공급되므로, 기본적으로는 센서 시스템을 영원히 동작하게 할 수 있지만, 공급되는 에너지양의 불확실성과 이를 저장하는 배터리의 용량 제한 등 고려해야 할 사항이 많다. 이 논문에서 우리는 태양 에너지 기반 센서 네트워크를 위한 안정적인 스토리지 시스템인 SolarSS를 제안한다. SolarSS는 계층적인 구조로 되어 있는데 각 계층마다 센싱 데이터의 수집, 노드 고장으로 인한 데이터 손실을 줄이기 위한 데이터 복제, 그리고 리소스 고갈로 인한 데이터 손실을 줄이기 위한 데이터 균등화 기능이 포함되어 있다 특히, 우리 시스템은 사용 가능한 에너지의 양에 따라 활성화/비활성화 되는 계층을 동적으로 결정하고, 데이터의 손실을 최소화하기 위한 효율적인 리소스(에너지 및 저장 공간) 할당 기법과 데이터 분배 기법을 제공한다.

적응형 사용자 프로파일기법과 검색 결과에 대한 실시간 필터링을 이용한 개인화 정보검색 시스템 (PIRS : Personalized Information Retrieval System using Adaptive User Profiling and Real-time Filtering for Search Results)

  • 전호철;최중민
    • 지능정보연구
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    • 제16권4호
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    • pp.21-41
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    • 2010
  • 본 논문은 다양한 사용자의 개인적 검색요구를 충족시키지 못하는 기존 검색시스템의 문제점을 해결하기 위해 사용자의 묵시적 피드백을 이용한 적응형 사용자 기호정보 기반의 개인화 검색을 실현하고, 검색결과에 대한 실시간 필터링을 통해 사용자에게 적합한 검색 결과를 제공하는 시스템을 제안한다. 기존의 검색 시스템들은 검색의도의 불확실성 때문에 사용자의 검색실패율이 높다. 검색 의도의 불확실성은 동일한 사용자가 "java"와 같은 다의어에 대해 동일한 질의어를 사용하더라도 다른 검색 결과를 원할 수 있다는 것이며, 단어의 수가 적을수록 불확실성은 가중될 것이다. 실시간 필터링은 사용자의 도메인 지정여부에 따라 주어진 도메인에 해당하는 웹문서들만 추출하거나, 적절한 도메인을 추론하고 해당하는 웹문서들만 검색 결과로 보여주는 것으로, 일반적인 디렉토리 검색과 유사하지만 모든 웹문서에 대해 이루어진다는 것과 실시간으로 분류된다는 것이 다르다. 실시간 필터링을 개인화에 활용함으로써 검색 결과의 수를 줄이고 검색만족도를 개선했다. 본 논문에서 생성한 기호정보파일은 계층적 구조로 이루어지며, 상황정보의 반영이 가능하기 때문에 의도의 불확실성을 해결 할 수 있다. 또한 사용자의 도메인별 웹문서 검색 동작을 효과적으로 추적(track) 할 수 있으며, 사용자의 기호 변화를 적절하게 알아낼 수 있다. 각 사용자 식별을 위해 IP address를 사용했으며, 기호정보파일은 사용자의 검색 행동에 대한 관찰을 기반으로 지속적으로 갱신된다. 또한 사용자의 검색결과에 대한 행동 관찰을 통해, 사용자 기호를 인지하고, 기호정보를 동적으로 반영했으며, 검색결과에 대한 만족도를 측정했다. 기호정보파일과 반영비율은 사용자가 검색을 수행할 때 시스템에 의해 생성되거나 갱신된다. 실험결과 적응형 사용자 기호정보파일과 실시간 필터링을 함께 사용함으로써, 상위 10개의 검색결과 중 평균 4.7개의 결과들에 대해 만족하는 것으로 나타났으며, 이는 구글의 결과에 비해 약 23.2% 향상된 만족도를 나타내었다.

동적전단시험을 이용한 토목섬유-흙 접촉면에 대한 교란도함수의 확률특성 분석 (Probabilistic Characteristics Analysis of Disturbed Function for Geosynthetic-Soil Interface Using Cyclic Shear Tests)

  • 허정원;박인준
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권11호
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    • pp.81-91
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    • 2012
  • 이 논문은 폐기물 매립지에 사용되는 차수시설로서 토목섬유-흙 시스템의 접촉면에 대한 동적거동을 예측하기 위하여 제안된 교란도함수의 확률적 특성 분석에 대한 내용을 다루고 있다. 우선 다기능 접촉면 전단시험기(M-PIA)에 의한 다수의 시험자료를 활용하여 토목섬유-흙의 접촉면에 대한 교란도함수 모델의 매개변수를 보정하고 그 통계특성을 산정하였다. 다음으로 화학적인자와 상재하중의 영향을 고려한 교란도함수의 확률적 특성분석을 위하여, 산정된 A와 Z의 통계특성과 매우 효율적인 샘플링기법인 LHS기법을 적용함으로써 교란도함수 모델의 확률적 특성인 평균, 변동계수 및 분포형태를 분석하였다. 그 결과로서 ${\xi}_D$의 수준에 따라 교란도함수의 변동성은 약 최소 10%에서 최대 28% 정도로 나타났으며, 분포형태는 대부분의 ${\xi}_D$수준에서 Weibull 분포가 가장 적합한 것으로 나타났다. 이 연구를 통하여 획득한 교란도함수의 확률특성을 활용하면 향후 접촉면 전단강도의 불확실성과 변동성을 정량적으로 명확하게 고려할 수 있는 토목섬유-흙 접촉면의 확률론적 안전성 평가기법의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

전이학습 기법을 이용한 철도교량의 동적응답 예측 (Predicting Dynamic Response of a Railway Bridge Using Transfer-Learning Technique)

  • 김민수;최상현
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권1호
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    • pp.39-48
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    • 2023
  • 철도교량의 설계는 장기간에 걸쳐 수행되고 대규모의 부지를 대상으로 하기 때문에 다양한 환경적인 요인과 불확실성을 동반하게 된다. 이러한 연유로 초기 설계단계에서 충분히 검토하였더라도 설계변경이 종종 발생하고 있다. 특히 철도교량과 같은 대규모 시설물의 설계변경은 많은 시간과 인력을 소모하며, 매번 모든 절차를 반복하는 것은 매우 비효율적이다. 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘 중 전이학습을 통해 설계변경 전의 학습 결과를 활용하여 설계변경 후의 학습의 효율성을 향상시킬 수 있는 기법을 제안하였다. 분석을 위해 기개발한 철도교량 딥러닝 기반 예측 시스템을 활용하여 시나리오들을 작성하고 데이터베이스를 구축하였다. 제안된 기법은 설계변경 전 기존 도메인에서 학습에 사용한 8,000개의 학습데이터 대비 새로운 도메인에서 1,000개의 데이터만을 학습하여 유사한 정확도를 나타내었고 보다 빠른 수렴속도를 가지는 것을 확인하였다.

새로운 윤곽 모델링에 의한 퍼지논리형 상호결합제어기 설계 (Design of the Fuzzy Logic Cross-Coupled Controller using a New Contouring Modeling)

  • 김진환;이제희;허욱열
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제37권1호
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    • pp.10-18
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    • 2000
  • 본 논문에서는 2축 서보시스템에 적용하기 위한 새로운 윤곽 모델링을 이용하여 퍼지논리형 상호결합제어기를 제안한다. 일반적인 각 축 독립제어기는 각 축의 동적 변수와 루프 이득의 불일치로 인해 윤곽 성능을 감소시킨다. 실제적으로 이러한 시스템은 많은 불확실성도 보유하고 있다. 상호결합제어기는 정확한 윤곽을 구하기 위해 모든 축의 위치 오차 정보를 동시에 이용한다. 그러나 일반적인 상호결합제어기는 마찰, 백래쉬 그리고 매개변수 변화를 극복하지 못한다. 또한 정확한 다축 시스템의 수학적 모델을 얻기 힘들기 때문에 서보시스템의 퍼지논리형 상호결합제어기를 제안한다. 이와 더불어 새로운 윤곽 오차 벡터 계산법을 제시한다. 제안한 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 실험결과를 나타낸다.

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고속도로 사고존속시간 분석을 위한 퍼지시스템에 관한 연구 (A Study on the Fuzzy System for Freeway Incident Duration Analysis)

  • 최회균
    • 대한교통학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.143-163
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    • 1997
  • 도시고속도로의 원활한 운영을 위해서는 신속하고 정확한 교통사고관리체계가 요구된다. 교통사고의 동적인 특질과 이에 관련된 불확실성은 교통사고 운영자(관리자) 판단에 의한 해결을 필요로 하고 있다. 퍼지시스템은 인간의 전문가적 의견에 적응시키려는 시도와 운영자의 결정을 내리는 능력을 반복적으로 할 수 있도록 설계된다. 퍼지시스템은 복합적인 교통정보를 처리하고, 그 정보를 단순화하여 이해할 수 있는 형태로 교통운영자에게 전달한다. 이 논문에서 퍼지규칙들은 미국 Los Angeles에 있는 Santa Monica 고속도로의 실제 교통사고로부터 조사된 자료에 근거하여 개발되었다. 이러한 퍼지규칙들은 언어학에 기초를 두었기 때문에 사용자가 편리하게 이용할 수 있다. 언어학적 모형에 의한 사고존속시간과 실제 사고존속시간 조건을 비교한 결과 서로 신뢰할 수 있는 일치를 보았다. 이 모형은 고속도로 교통사고 존속시간을 거의 확실하게 예측(예보)하는 것을 가능하게 한다. 이는 고속도로 응답시스템 및 급파(급송)체계 개발에도 적용이 가능할 것이다.

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유전자알고리즘을 이용한 스마트 면진시스템의 퍼지제어 (Fuzzy Control of Smart Base Isolation System using Genetic Algorithm)

  • 김현수
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권2호통권42호
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    • pp.37-46
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    • 2005
  • 현재까지 많은 스마트 면진시스템이 제안되었고 연구되어 왔다. 본 연구에서는 스마트 면진시스템의 면진장치와 보조감쇠 장치로서 새로운 형태의 마찰진자시스템(FPS)과 MR 감쇠기를 각각 사용한다. 퍼지로직제어기(FLC)가 고유의 견실성과 비선형 및 불확실성을 쉽게 다룰 수 있는 능력이 있기 때문에 MR 감쇠기의 감쇠력을 조절하는데 FLC를 사용한다. 또한 FLC의 성능을 최적화 하기 위해서는 유전자알고리즘(GA)을 사용한다. GA를 사용함으로써 소속함수의 형상을 조절하는 것뿐만 아니라 적절한 퍼지제어규칙을 결정할 수 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 부분개선 유전자알고리즘을 사용하였다. 이 방법은 유전자의 특정부분을 향상시키는데 효율적이다. FPS와 MR 감쇠기의 동적거동을 표현하기 위해서는 뉴로?퍼지 모델을 사용한다. FLC의 최적설계를 위하여 본 연구에서 제안된 방법의 효율성은 여러 가지 역사지진을 사용하여 계산된 동적응답을 기초로 하여 평가한다. 예제해석결과 제안된 방법은 적절한 퍼지규칙을 찾을 수 있고 GA로 최적화된 FLC는 수동제어기 뿐만 아니라 전문가의 지식에 기반한 FLC와 전통적인 준능동제어기보다 더 좋은 성능을 발휘한다.