• 제목/요약/키워드: 선형계획 모형

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최적화 기법을 적용한 효율적인 철도 연결선 구축 전략 (The Strategy for Interconnection Branch Line Construction used Optimization Program)

  • 김용석;김시곤
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권6호
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    • pp.853-858
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    • 2019
  • 철도 네트워크를 효율적으로 사용하는 방법 중 하나는 연결선 건설을 통해 여러 노선이 하나의 선로를 공유하는 방법인데, 국내에서도 이미 사용하고 있거나 사업화 추진 중인 노선이 존재한다. 본 연구는 철도 연결선 건설시 사업화 단계가 아닌 계획 단계에서 연결선 건설의 위치 선정, 우선순위 산정 등에 필요한 연결선 설계 모형을 구축하고 이에 대한 해법을 제시하였다. 모형은 연결선건설비용, 노선운영비용, 이용자 총통행비용을 최소화하기 위한 비선형 최적화문제로 구축하였고, 결정변수로는 연결선 건설여부 및 방향, 노선의 열차 운행 빈도로 설정하였다. 본 연구에서는 문제 풀이 알고리즘과 경로선택 알고리즘을 각각 제시하였고, 예제네트워크에 적용을 통하여 모형의 실용성을 검증하였다. 향후 현실을 반영한 실제네트워크와 파라미터를 설정하여 연구의 결과를 발전시킬 여지가 있다.

주거환경유형과 거주자의 주거만족 (Housing Environment Type And Resident Housing Satisfaction)

  • 진양교;수와이드만;제임스앤더슨
    • 한국조경학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.45-59
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    • 1991
  • 본 연구에서는 객관적 환경지표와 그에 대한 인간의 주관적 반응간 의 인과적 관련도의 중요성이 강조된다. 좀 더 구체적으로, 거주자의 주관 적 반응인 주거만족과 객관적 환경지표의 하나인 주거환경유형들(건물유형 과 건물배치유형)과의 인과적 관련도가 본 연구에서 중점적으로 토의된다. 한국의 6개 대단위 공동주택단지가 본 연구의 대상지로 선정되었고, 표본 추출시 건물유형과 건물배치유형을 고려한 다단계 표집방법(multistage sampling)이 사용되었다. 설문면답방법(modified structured survey)에 의해 646명의 처리 가능한 응답이 수거되었다. 인과모형 검증의 첫 단계로서 다 수의 설문문항을 원래 관심있는 소수의 변수로 정선, 추출하기 위한 방법 으로 요인분석이 사용되었다. 요인분석으로부터 정선, 추출된 변수를 이용 해서 본 연구의 가설모형이 정립되고, 그 모형을 검증하기 위한 방법으로 경로분석이 사용되었다. 분석결과를 요약해 볼 때, 건물유형과 건물배치유 형 모두가 거주자의 지각, 인식, 태도 등의 적절한 매개변수들을 통해 거주 자의 주거만족에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 건물유형은 일반 적으로 저층주거에서 고충주거로 바뀌면서, 거주자의 주거만족에 부정적인 영향을 미치고 있음이 확인되었고, 고층주거가 거주자에게 주는 시각적 단 조로움, 과밀감, 그리고 주차장을 포함한 옥외공간 이용상의 불편들과 또 그들로 인한 낮은 안전성 및 경관에 대한 불만족 등이 그 이유로서 밝혀졌 다. 건물배치유형의 경우, U자형의 배치유형이 선형배치유형에 비해 과밀 감 해소, 시각적 명료성 향상, 그리고 옥외공간 이용상의 편리 등 및 또 그 에 따른 경관에 대한 만족의 향상 때문에 거주자의 주거만족을 높이는 데 유리한 것으로 나타났다. 주거와 관련된 설계 및 계획분야를 위한 여러 다 양한 제안들이 본 연구에서 제시되고, 추후 관련 연구들을 위한 가능성들 도 토의되었다. 그 유용성 때문에, 아직 많은 이론적, 방법론적, 그리고 분 석상의 문제에도 불구하고, 객관적 환경지표들과 이용자들의 만족을 포함 한 다양한 주관적 변수들과의 관계를 경험적으로 밝히려는 시도가 계속되 어야 할 것으로 사료된다.

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도수터널 운영에 따른 최적 수질 관리 (Optimal Water Quality Management due to Operation of Diversion Tunnel)

  • 장석환;오경두;오지환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.358-358
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    • 2016
  • 본 연구에 앞서 가뭄에 따른 충청남도 서부권의 물 부족을 해결하기 위하여 금강 본류로부터 보령댐으로 일정 유량을 도수(diversion)하는 계획이 금강 본류에 미치는 수리적 영향을 1차원 비정상류 해석(unsteady flow analysis)을 통하여 분석하였으며, 본 연구에서는 수리모형 결과와 연계하여 수질 모형을 구축하여 금강 본류 수질에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 조위 영향에 따른 염도의 역류 모의를 위하여 전자해도와 위성영상자료를 활용하여 금강 하굿둑에서 외해 방향으로 약 9km에 이르는 모의 구간을 확장하였으며, 상류단의 진두수위표를 포함한 8개 지천의 유입유량 및 수질, 하구의 조위와 염도, 농공용수 취수시설의 취수량 및 회귀수 수질, 금강 배수갑문 운영, 대상 구간에 인접한 기상대의 기상자료 등을 고려하고 금강 본류를 따라 9개 수질측정소의 수질자료를 이용하여 모형의 보정을 실시하였다. 또한 대상 구간 내 2015년의 갈수기 유황 분석을 토대로 비선형 회귀분석식을 도출하여 2016년 갈수기 예측 유량과 함께 수질-유량 관계식을 도출하여 대상 구간의 수온, 염도, 용존산소(DO), BOD, 조류 등 영향을 분석하였다. 수온 분석 결과, 지점에 따라 2015년 유황 대비 평균 수온 1.79~3.83도, 최고 수온 1.74~4.30도 상승할 것으로 모의되었으며, 염도는 2016년 갈수기 동안의 금강 하굿둑 외해 염도는 담수 방류량의 감소로 전년 동기 대비 평균 53% 증가하는 것으로 모의되어 기수역 생태계에 상당한 영향을 줄 것으로 분석되었으며, 갈수기 동안의 금강 하굿둑 내수의 염도는 배수갑문 개방 빈도, 개방 시간, 개방 정도의 감소에 따른 해수 역류의 감소로 전년 동기 대비 크게 감소할 것으로 모의되었다. 용존산소는 2016년 갈수기 동안의 용존산소 농도는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 4~11% 감소하는 것으로 모의되었으며, 2016년 갈수기 동안의 BOD 농도는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 30~57% 증가하는 것으로 분석되었다. 조류는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 29~67% 증가하는 것으로 모의되었다. 유량의 감소에 따른 수온 증가 및 수질 악화의 영향이 있을 것으로 분석되나, 도수에 따른 영향은 상대적으로 제한적인 것으로 분석되었다.

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인공신경망 이론을 이용한 홍수유출 예측 시스템 개발 - GUI_FFS 개발 및 적용 - (Development of Flood Runoff Forecasting System by using Artificial Neural Networks - Development & Application of GUI_FFS -)

  • 박성천;오창열;김동렬;진영훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권2B호
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    • pp.145-152
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    • 2006
  • 본 연구에서는 영산강 유역의 본류를 대표하는 나주지점과 황룡강 유역을 대표하는 선암지점에 대하여 물리적인 매개변수를 이용하지 않는 인공신경망 이론을 이용하여 강우-유출 과정의 비선형 모형을 개발하였다. 본 연구결과 나주지점에서는 ANN_NJ_9 모형이 선암지점에서는 ANN_SA_9 모형이 강우-유출 특성을 가장 잘 반영하였다. 또한, 본 연구에서 개발한 GUI_FFS에 대하여 기 확보된 강우 및 유출량을 적용한 결과 실측치와 예측치 간에 0.98이상의 $R^2$값을 보임으로서 향후 수자원 및 하천계획 수립과 그에 따른 운영 및 관리에 효율성을 더할 수 있을 것이라 판단된다.

두 가지 속도에서 운항하는 선박의 형상설계에 관한 연구 (A Study on Hull-Form Design for Ships Operated at Two Speeds)

  • 김태훈;최희종
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.467-474
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 2가지 선속에서 운항하는 선박의 선형 설계 자동화에 관한 것이다. 가장 기본적인 선박의 형상을 가지는 60계열($C_B=0.6$) 선박을 대상선박으로 선택하여 연구를 수행하였다. 선박 형상의 향상 방향은 저항성능 향상의 관점이며, 특히 선박의 형상과 밀접한 관계를 가지는 조파저항성능을 향상하기 위한 선박 형상 설계 자동화를 수행하였다. 본 연구의 목적을 실현하기 위하여 최적화 기법과 저항 성능을 예측하는 기법 그리고 선형의 형상을 변경하는 기법을 접목하여 선박 형상 설계 자동화 소프트웨어를 개발하였으며, 개발된 소프트웨어를 대상선박에 적용하였다. 최적화 기법으로는 순차이차계획법(sequential quadratic programming method)를 사용하였으며, 조파저항성능을 예측하기 위하여 포텐셜기저 패널법(potential-based panel method)을 사용하였다. 선박 형상의 변경은 가우시안형 수정함수법(Gaussian-type modification function method)를 개발하여 적용하였다. 개발된 소프트웨어를 사용하여 대상선박의 서로 다른 두 가지 선속에 대하여 설계를 수행하고 그 결과를 서로 비교하였다. 그리고 개발된 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 모형시험을 수행하여 구한 실험값과 수치해석을 수행하여 구한 계산값을 서로 비교하였다.

임상의를 위한 다변량 분석의 실제 (Multivariate Analysis for Clinicians)

  • 오주한;정석원
    • Clinics in Shoulder and Elbow
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    • 제16권1호
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    • pp.63-72
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    • 2013
  • 임상 의학의 연구에 사용되는 대표적 다변량 분석 방법은 다중 회귀 분석 방법인데, 이는 인과 관계를 토대로 여러 개의 변수에 의한 한꺼번에의 영향력을 분석하기 위한 방법이다. 다중 회귀 분석은 기본적으로 회귀 분석의 기본 가정을 만족해야 함은 물론, 여러 개의 독립 변수들이 포함되기 때문에 변수들을 모형에 포함시키는 방법 및 다중 공선성 문제에 대한 고려가 필요하다. 다중 회귀 분석 모형의 설명력은 결정 계수 $R^2$으로 표현되어 1에 가까울수록 설명력이 크며, 각 독립 변수들의 결과에의 영향력은 회귀 계수인 ${\beta}$값으로 표현된다. 다중 회귀 분석은 종속 변수의 형태에 따라 다중 선형 회귀 분석, 다중 로지스틱 회귀 분석, 콕스 회귀 분석으로 나눌 수 있다. 종속 변수가 연속 변수인 경우 다중 선형 회귀 분석, 범주형 변수인 경우 다중 로지스틱 회귀 분석, 시간의 영향을 고려한 상태 변수인 경우는 콕스 회귀 분석을 시행해야 하며, 각각 결과에의 영향력은 회귀 계수 ${\beta}$, 교차비, 위험비로 평가한다. 이러한 다변량 분석에 대한 이해는 연구를 계획하고 결과를 분석하고자 하는 임상 의사에게 있어 보다 효율적인 연구를 위해 필수적인 소양이라고 할 수 있다.

한강수계 복합 저수지 시스템의 최적 수력발전 운영을 위한 LINEAR TRACKING의 적용 (Application of Linear Tracking to the Multi-reservours System Operation in Han River for Hydro-power Maximization)

  • 유주환;김재한;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제32권5호
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    • pp.579-591
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    • 1999
  • 저수지의 시스템 조작은 수자원 계획 또는 관리 측면에서 저수지 설계 뿐 아니라 운영 기준을 마련하기 위해서 필수적이다. 한편 수자원 체계가 확장되고 복잡해짐에 따라 시스템 조작기법 또한 진보적인 방법이 요구된다. 이에 따라 다양한 기법이 도입되어 시스템 조작에 적용되어 왔다. 본 연구에서는 국내에서 최대 규모인 한강수계 저수지 계통의 시스템 조작에 최적제어이론인 선형추적 모형을 적용하여 이용 가능성을 평가한다. 이때 한강 수계 저수지 계통은 수력발전 사용수량을 통하여 하류에 용수를 공급함으로써 수도권의 용수공급을 담당하고 있다. 이에 이수측면의 수자원 이용을 극대화하기 위해서 수력발전 최대화에 조작 목적을 두고 용수공급은 제약조건으로 하여 우선적으로 공급하도록 선형추적 모형을 설계하고 최적 제어율의 유도 및 적용을 통하여 저수지 조작을 수행한다. 이때 조작은 화천댐, 소양강댐, 춘천댐, 의암댐, 청평댐, 충주댐, 팔당댐 등 주요 7개 댐을 포함하고 월단위로 21년간을 수행한다. 그리고 조작결과는 수력발전과 용수공급 및 보장수량 측면에서 분석되고 조작 연산 효율성이 검토된다.

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저탄소 에너지 전환을 위한 2030년 최적전력구성비: 노후 원전 단계적 폐쇄와 INDC를 고려한 시나리오 (The Optimal Energy Mix in South Korea's Electricity Sector for Low Carbon Energy Transition in 2030: In Consideration of INDC and Sequential Shutdown of Decrepit Nuclear Power Plants)

  • 김동윤;황민섭
    • 환경영향평가
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    • 제26권6호
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    • pp.479-494
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    • 2017
  • 후쿠시마 사태 이후 형성된 원전에 대한 부정적인 여론은 몇몇 국가에서 '탈원전'이라는 정책으로 표출됐다. 한국도 문재인 정부가 들어서면서 원전의 비중을 단계적으로 낮추는 에너지 정책 전환 계획을 발표했다. 이로써 기후변화와 에너지 안보라는 두 가지 문제를 동시에 해결할 주요 에너지원으로 꼽혔던 원전 사용에 제한이 발생했다. 이 연구는 원전의 단계적 폐쇄를 주요 내용으로 하는 에너지 정책 전환 이행과 기후변화체제라는 상황 속에서 2016년부터 2030년까지 한국의 최적전력구성비를 찾는 것이 목적이다. 최적전력구성비는 시간당 전력수요와 INDC를 최소비용으로 만족하는 구성비를 의미한다. 이 연구에서는 선형계획법을 통해 에너지 정책 전환을 이행하는 시나리오와 원전을 2017년 수준으로 유지하는 시나리오로 나누어 비용을 비교분석했다. 그 결과 두 시나리오 모두 풍력은 2018년부터 꾸준히 증가하는 반면 태양광은 2021년부터 경제성을 갖춰 발전량이 대폭 늘어났다. 한편 총 비용은 에너지 전환 시나리오가 약 56조원으로 원전 유지 시나리오에 비해 약 5.5조원 더 비싼 것으로 나타났다.

환경 친화적 도로 설계를 위한 기초 연구 (노선대 지형 및 지역 요소를 고려한 일반국도 주행속도 예측 모형) (A Study On Context Sensitive Highway Design Based On Improved Operating Speed Prediction Methods in National Roads)

  • 김상엽;최재성
    • 대한교통학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.17-33
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    • 2005
  • 도로설계속도는 해당도로 규격을 결정하는 매우 중요한 설계요소이다. 설계속도 결정시 개통후 차량 주행속도를 예측하여 상관성이 높도록 계획해야 하는데, 기존 일반국도 주행속도 예측 모형은 설계속도에 따른 기하구조 요인만을 고려하여 도로의 주변환경을 고려하지 못하는 한계가 있다. 주변환경을 충분히 고려하지 않을 경우 과도한 공사비 지출과 지나친 환경 파괴우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 도로 주변환경요소를 고려하는 주행속도 예측모형식의 정립을 시도했고, 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 우리나라 일반국도의 지형 및 지역 요소를 운전자의 시각 특성과 GIS 프로그램을 활용하여 정의하였다. 둘째, 이렇게 구축한 지형 및 지역 특성이 차량의 주행속도에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과, 지형 및 지역 별로 95% 신뢰도에서 속도차이가 있는 것으로 판단되었다. 섯째, 일반선형 모형(GLM)을 통하여 기하구조 요인과 지형 및 지역 요인을 모두 고려한 예측 모형식을 수립해 보았는데, R-Square가 양방향 2차로는 0.67, 양방향 4차로가 0.85로 나타났다. 끝으로 본 연구에서 개발한 모형을 바탕으로 지형 및 지역요소를 감안한 적정 도로 설계속도 범위를 제시했다. 이 방법론에 따라 산출된 관련 설계속도 범위는 일반국도에 대해 적용할 수 있지만, 지방도등 타 도로에 대해서는 직접 적용하기 곤란하다.

단일할당 복합운송 허브 네트워크 설계 모형 개발 (A Single Allocation Hub Network Design Model for Intermodal Freight Transportation)

  • 김동규;강성철;박창호;고승영
    • 대한교통학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.129-141
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    • 2009
  • 복합운송은 두 개 이상의 수송수단을 이용하는 기점에서 종점까지의 수송으로 정의될 수 있다. 복합운송이 허브 네트워크에 활용되면 집화된 수송량이 보다 적절한 수단들과 기술들에 의해 수송되기 때문에 네트워크 효율성이 제고될 수 있다. 이러한 장점에도 불구하고 문제의 복잡성 등으로 인하여 복합운송 허브 네트워크 설계 문제에 관한 연구는 그동안 활발하게 수행되지 않았다. 본 연구의 목적은 단일할당 전략을 이용하는 복합운송 허브 네트워크 설계 최적화 모형을 개발하는 것이다. 본 연구에서 개발된 모형은 수송비용, 재고비용, 서비스지체비용 등 복합운송 허브 네트워크에서 발생하는 다양한 비용요소들을 고려하는 한편, 운행빈도 변수를 사용함으로써 수송량 집화에 따른 수송 규모의 경제 효과를 내생적으로 결정할 수 있어 복합운송을 활용하는 실제 허브 네트워크의 특성들을 잘 반영할 수 있다. 개발된 모형은 비선형 정수계획 문제의 복잡한 구조를 가지고 있기 때문에, 본 연구에서는 모형에 대한 해석적 연구를 통하여 모형을 단순화함으로써 향후 알고리즘을 개발하기 위한 이론적 출발점을 제시한다. 본 연구는 복합운송 허브 네트워크의 설계뿐만 아니라 기존의 물류시스템 평가에도 기여할 수 있을 것으로 사료된다.