저수지군을 최적으로 운영하려고 할때 일반적으로 동적계획법을 이용하는데 저수지 수의 증가와 변수의 이산화에 따라 계산 용량이 지수적으로 팽창하는 결점을 내포하고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 저수지 시스템 변수가 LP(Laguerre Polynomial)로 표현된 새로운 모형 개발을 시도하였다. 새로운 계획모형은 QP(Quadratic Programming) 형태이다. 이 모형의 해는 확장 라그란지안 곱수 방법(Augmented Lagrangian Multiplier Method)의 비선형계획법에 의해서 QP해를 구하였다. 그 결과 저수 수준은 기존의 결과보다 높게 유지하려는 경향을 보였으며, 평가된 편익 값은 다른 방법들과 비슷한 값이었다.
본 논문은 삼차원 공간에서 방향정보를 이용하여 위치측정을 위한 방향탐지장비의 최적배치 방법을 제시한다. 방향탐지장비는 전파를 발신하는 적의 위치를 탐지하는 장비로써 현재 육군에서 전력화되어 운용 중에 있다. 위치측정을 위해서는 두 대 이상의 장비를 동시에 운용해야 한다. 만일 한 대 이상의 장비를 공중에서 운용할 경우, 보다 나은 장비배치 형상을 이룸으로써 위치측정 정확도를 향상시킬 수 있다. 제안된 방법에서는 이차원 위치측정 알고리즘을 비선형계획법을 활용하여 삼차원으로 확장하고 수리적으로 그 해를 구하였다. 삼차원 위치측정 알고리즘을 토대로 시뮬레이션 기법과 탐색 기법을 융합한 최적배치 알고리즘을 고안하였다. 실험을 통하여 제안된 최적배치 방법은 적이 존재하는 지역에 대한 위치측정 정확도를 향상시킴으로써 방향탐지장비의 운용효과를 증대시킬 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 방사성시설에서 원격취급 작업을 위해 사용되는 서보조작기와 같은 장비의 이송을 위해 개발된 텔레스코픽 튜브를 갖는 천정이동장치의 설계에 관해 소개한다. 천정이동장치는 z-방향으로 신장, 수축이 가능한 텔레스코픽 튜브, 전력 및 신호 케이블의 관리를 위한 케이블 시스템, 횡행 움직임과 서보구동부 모듈수납을 위한 트롤리 시스템으로 이루어져 있다. 천정이동장치의 작업환경은 설계에 기하학적인 제약을 주게 되는데, 시설의 높이가 낮고 텔레스코픽 튜브의 수축시 길이가 짧아야하며 스트로크는 커야한다는 요구사항을 갖는다. 텔레스코픽 튜브 어셈블리는 위 제약조건을 만족하도록 비선형계획법을 풀어 최적의 치수를 선정하였다. 텔레스코픽 모션으로 발생하는 케이블 길이의 변화를 수용할 수 있는 케이블 시스템을 소개하였고, 또한 천정이동장치 시스템의 충분한 구동을 위한 서보구동부의 선택지침을 소개하였다.
전력 계통의 운용 계획을 최적화 하기 위해서 수요예측에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 수요예측 기법의 최대 오차는 특수일이 토요일과 월요일인 경우와 연휴인 경우에 발생한다. 이 중 특수일이 토요일과 월요일인 경우는 퍼지 선형회귀분석법과 상대계수법을 이용하여 우수한 결과를 도출한 바 있다. 구정과 추석은 특수일 중 평일과의 부하 차이가 가장 큰 특수일이며 약 $45{\sim}50%$ 정도가 감소된다. 이러한 부하의 감소 폭은 서서히 줄어서 연휴 당일 4일 후에는 완전히 복구가 되며 연휴 전 부하가 낮아지는 시점은 연휴 당일 3일 전이다. 연휴 예측의 불확실성은 연휴 기간의 길이 변동 및 기타 다양한 변수들에 의한 유동성에 기인한다. 특히 추석의 경우 과거 데이터 이용에 더욱 신중해야 하며 타 특수일에 비해 부하 값의 예측이 힘들다. 또한 직전 평일 대비 추석 연휴의 부하는 변화가 심하게 나타나며 본 논문에서는 퍼지 선형회귀분석법을 기본으로 변형된 알고리즘으로 향상된 예측도를 제시한다.
본 연구에서는 한강 및 낙동강유역의 유량관측망에 대하여 개발된 지역화회귀모형을 이용하여 모형이 지니는 평균표본오차의 최소화를 목적함수로 하는 비선형 정수계획법에 의하여 5,6,10,15 및 20년의 계획년수를 갖는 각 운영계획에 따른 기존 관측망의 유효성을 평가하며, 경제적인 측면에서 관측망효율을 증가시킬 수 있도록 하천유량관측망을 조정·계획하였다.
로드헤더에 미치는 변수의 영향력을 분석하기 위해 픽커터 절삭시험 관련 참고문헌들을 조사하였고, 수록된 데이터들을 수집하였다. 입력 인자는 일축압축강도, 절삭 깊이, 절삭 간격, 받음각, 비틀림각, 출력 인자는 비에너지, 절삭력, 수직력으로 결정했다. 입력 인자와 출력 인자로 분류 후 실험계획법을 작성하였고 분산분석을 이용해 변수들에 대한 기여도를 조사하였다. 그 결과, 절삭력과 비에너지에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 일축압축강도와 절삭 간격으로 분석되었다.
쇄석다짐말뚝의 한계상태설계법에서 신뢰성이론에 기반한 저항계수를 보정하기 위해서는 신뢰도 높은 극한지지력의 평가가 요구되고 있으며, 실무에서는 극한지지력을 예측하기 위하여 주로 정재하시험을 이용하고 있다. 정재하시험의 하중-침하량 곡선을 여러 도해법 등을 이용하여 극한지지력을 예측하는 평가법들이 설계기준에 제시되어 있으나, 기술자의 판단에 따라 극한하중이 일정하게 산정되지 못함으로써 신뢰성을 확보하기 어려운 단점이 있었다. 본 연구에서는 쇄석다짐말뚝의 정재하시험 결과를 비선형 회귀분석을 이용하여 극한지지력을 예측하고, 기존의 극한지지력 판정법과 비교함으로써 실제 극한지지력을 예측하는데 적합한 비선형 회귀모형을 제안하였다. 또한 극한지지력 판정법이 저항편향계수에 미치는 영향을 분석하고, 한계상태설계법을 위한 데이터베이스 축적을 목적으로 정재하시험을 계획하는데 필요한 시험조건을 검토하였다.
The concept of criterion function is proposed as a framework for comparing the geometric and computational characteristics of various nonlinear programming approaches to linear programming such as the method of centers, Karmakar's algorithm and the gravitational method. Also, we discuss various computational issues involved in obtaining an efficient parallel implementation of these methods. Clearly, the most time consuming part in solving a linear programming problem is the direction finding procedure, where we obtain an improving direction. In most cases, finding an improving direction is equivalent to solving a simple optimization problem defined at the current feasible solution. Again, this simple optimization problem can be seen as a least squares problem, and the computational effort in solving the least squares problem is, in fact, same as the effort as in solving a system of linear equations. Hence, getting a solution to a system of linear equations fast is very important in solving a linear programming problem efficiently. For solving system of linear equations on parallel computing machines, an iterative method seems more adequate than direct methods. Therefore, we propose one possible strategy for getting an efficient parallel implementation of an iterative method for solving a system of equations and present the summary of computational experiment performed on transputer based parallel computing board installed on IBM PC.
분위수 회귀모형은 반응변수의 조건부 분위수 함수를 추정함으로써 반응변수와 예측변수의 관계에 대한 포괄적인 정보를 제공한다. 특히 커널 분위수 회귀모형은 비선형 관계식을 고려하기 위하여 양정치 커널함수(kernel function)에 의해 만들어지는 재생 커널 힐버트 공간(reproducing kernel Hilbert space)에서 비선형 조건부 분위수 함수를 추정한다. 그러나 KQR은 이차계획법으로 공식화되어 많은 계산비용을 필요로 하므로 컴퓨터 메모리 능력의 제한으로 대용량 자료의 분석은 불가능하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 분할정복(divide and conquer) 알고리즘을 활용한 KQR 추정법(DC-KQR)을 제안한다. DC-KQR은 먼저 전체 훈련자료를 몇 개의 부분집합으로 무작위로 분할(divide)한 후, 각각의 부분집합에 대하여 KQR 분위수 함수를 추정하고 이들의 산술 평균을 이용하여 최종적인 추정량으로 통합(conquer)하는 기법이다. 본 논문에서는 모의실험과 실제자료 분석을 통해 제안한 DC-KQR의 효율적인 성능과 활용 가능성을 확인하였다.
본 논문에서는 열병합발전설비의 최적운용계획을 위한 새로운 수리적 모델을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 에너지생산량에 따른 비용의 비선형적인 문제를 구간별로 선형화된 함수를 이용하여 혼합정수 계획법으로 모델링하였다. 제안한 수리적 모델은 종래 제시되었던 열병합발전설비의 최적운용을 위한 모델링 기법에서 해결하지 못했던 한계사항을 극복한 것으로서, 더욱 현실에 근접한 최적운용을 위한 모델이 되었다. 또한 본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 다양한 사례에 대한 열병합발전설비의 최적 운용계획을 제시함으로서 수리적 모델의 유용성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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