유전자 알고리즘은 전통적인 등반 알고리즘을 이용하여 구하기 어려웠던 최적화 문제를 해결하기 위한 강인한(Robust) 탐색 기법이다. 특히 목적함수가 (1)여러 개의 국부 최대치를 가지는 경우, (2)수학적으로 표현이 불가능하거나 어려운 경우, (3)목적함수에 교란 항(disturbance term)이 섞여 있을 경우도 우수한 탐색 능력을 갖는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 나타나는 다양한 해집합을 형성하는 개체군을 군집성 분석(cluster analysis)을 이용하여 군집화하고, 각 군집에 부여된 군집 적합도에 따라서 최적해를 구함으로써 단순 유전자 알고리즘에 의한 최적화보다 훨씬 향상된 탐색 알고리즘을 제안하였다. 반응표면의 형태가 정형화한 테스트 함수의 형태로 나타난다고 가정한 경우에 대하여 몬테 칼로 시뮬레이션을 통하여 본 알고리즘을 적용하여 평가하고 분석하였다.
예선이 부선을 예인줄로 연결하여 운항할 시 예인줄에 걸리는 장력 및 형상을 예인줄을 다물체로 분할하여 모델링하였다. 이러한 예인줄 요소에 대한 횡동요를 제외한 5자유도 운동방정식을 구성하고, 각 요소들에 작용하는 힘을 정식화하여 연성 운동방정식을 도출하였다. 예인줄 요소들 간에는 예인줄의 재료 특성에 따른 강성을 가진 스프링과 감쇠장치로 연결하여 동력학적 조건을 부가하였고, 요소의 변형을 허용하는 형태로 운동학적 조건은 설정하지 않았다. 예인줄의 다물체 모델링의 검증을 위하여 단순 낙하, 직진, 사인파 형태로 지그재그로 움직이는 예선과 단순 항력체로 가정한 부선의 운동에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.
계산유체 역학 분야에서는 유체 시뮬레이션 계산에 있어 계산 시간과 컴퓨터 메모리의 한계를 뛰어 넘는 유효 해상도를 달성하기 위하여 다양한 형태의 적응적 메쉬 기법들이 제시되어 왔다. 특히 최근에 컴퓨터 그래픽스 분야에서는 팔진 트리 기반의 메쉬 구조를 사용하여 중요 지역에 높은 해상도를 적용하려는 유체 애니메이션 방법이 제시되었다 [1]. 본 논문에서는 계산시간과 메모리 사용량을 보다 절약하기 위해, 이러한 적응적 방법을 확장하여 카메라의 특성을 이용하여 보이는 지역에 상대적으로 높은 해상도의 메쉬를 적용해주는 시점의존 방법을 제시한다. 이와 함께 시뮬레이션 과정에서 동적으로 변하는 메쉬 구조를 효율적으로 구현하기 위하여 기존의 팔진 트리와는 다른, 단순한 형태의 가변 메쉬 구조를 제시한다. 또한 실제 구현을 통하여 본 논문이 제시하는 시점의존기법이 유체 시뮬레이션 결과의 질을 비교적 잘 유지하면서, 계산에 필요한 자원을 효과적으로 줄일 수 있다는 사실을 보이도록 한다.
LNG고압펌프계통은 천연가스 고압 송출에 있어 가용도가 매우 중요한 계통이다. 본 연구에서는 현재 적용되고 있는 예방(계획)정비주기를 가용성 측면에서 재검토했다. 확률적인 운전대수와 운전 및 보전 형태에 연관된 여러제약이 고려할 때 계통 불가용도를 정량화하기 위하여 시뮬레이션 기법을 적용했다. 중도 절단된 형태의 펌프 수명 데이터를 분석해 욕조형의 고장율 함수를 도출했으며 보수시간 데이터를 분석해 확률분포모수를 구했다. 또한 주요 펌프부대설비에 대해서는 상수형의 고장율과 보전율을 도출했다. 분석된 확률모수를 작성된 시뮬레이션 모형에 입력하고 과거의 운전대수 시나리오를 설정해 실험한 결과와 실제 보수 및 운전 자료를 비교해 모형의 유효성을 보였다. 그리고 차후 예상되는 운전요구대수 시나리오를 기정하고 각 예방정비주기별로 반복 실험하여 계통의 불가용도를 보이고 적합한 예방정비주기를 도출했으며 펌프부품 교체비용의 기대 절감액을 보였다.
초고속 정보통신망의 구축과 개인용 컴퓨터의 보급이 늘어나면서 인터넷을 비롯한 다양한 형태의 정보 서비스들이 크게 증가하고 있다. 그러한 서비스를 위한 정보들은 대부분 대규모 데이터 전송을 요구하는 음성이나 동영상과 같은 멀티미디어 정보들로 이루어지며, 그들은 전자도서관이나 거대한 정보 저장소에 디지털로 인코딩 되어진 형태로 저장된다. 그런데 사용자들이 원하는 정보가 하나의 서버에만 저자오디는 중앙집중적인 환경에서는 그 서버가 모든 서비스 요구들을 처리해야 하기 때문에 병목 현상이 발생할 수 있고, 네트워크의 과부하로 인하여 양질의 서비스를 제공하기 어려워진다. 본 연구는 멀티미디어 정보중에서도 가장 많은 전송량이 요구되는 VOD 서비스를 효율적으로 지원할 수 있는 환경 구축방안을 찾는 것을 목표로 한다. 이를 위하여 비디오 정보들을 다수의 서버들에 분산 저장하고, 서버의 위치와 정보의 배치 방법에 따른 서비스 시간과 throughput을 시뮬레이션으로 분석하고, 각각의 경우에 대한 비용을 추정하여 가격대성능비 측면에서 가장 효율적인 방법을 제안하였다.
본 논문은 고차 뉴런의 문제점으로 지적되고 있는 뉴런이 방대하게 증가하는 문제를 해결하고자, 최적의 뉴런을 생성하고 생성되어진 고차 뉴런 중 일정 비율로 뉴런의 연결강도를 도태시켜 감에 따라 네트워크상에 나타나는 특성을 비교하였다. 본 논문은 고차 뉴런을 이용한 Kohonen의 자기 조직화 맵의 고차 뉴런부에 일정 비율로 연결강도를 도태한 후 인식률을 얻는 형태로 시뮬레이션을 하였다. 특히, 종래 형태의 고차 뉴런을 이용한 Kohonen 자기 조직화 맵의 알고리즘을 변형없이 사용하였으며 중복되는 뉴런을 최대한 억제하기 위해 2차 뉴런만을 생성한 네트워크 구조 위에 입력 데이터의 특징을 유지하고 고차 뉴런의 특징을 더욱 활성화하기 위해 일정한 양의 연결강도를 도태시킴으로써 출력면에서 국소집중 반응에 의한 정확한 인식률 향상 등을 조사하는 시뮬레이션을 하였다. 본 제안 모델의 특성을 살펴보기 위해 60개의 데이터로 이루어진 금속 소나 음데이터와 암석 소나 음 데이터를 이용하여 금속인지 암석인지를 판별하는 시뮬레이션을 하였다.
Synthesis 기술은 요구사항을 입력 받아서 자동적으로 시스템을 생성한다. 그러므로 생성된 시스템에 대한 추가적인 테스팅과 검증을 요구하지 않는다는 장점이 있지만 자연어가 아닌 특별한 형태의 논리식으로 요구사항을 기술하기 때문에 정확하게 변환되었는지, 누락된 요구사항이 있는지 확인하는 과정이 반드시 필요하다. 이러한 Synthesis 기술을 로봇 계획 분야에 적용하면 다중 로봇의 작업 계획도 단일 로봇과 동일한 형태로 확장하는 것이 가능하다. 그러나 기존의 LTLMoP 시뮬레이터는 단일 로봇의 시뮬레이션만을 지원해서 다중 로봇의 시뮬레이션은 어려움이 많았다. 따라서 본 연구에서는 다중 로봇들의 작업 계획도 시뮬레이션 할 수 있도록 LTLMoP 시뮬레이터를 확장하였고 사례연구를 통하여 이를 확인하였다.
시뮬레이션 방법론에 있어서 모델기반 시뮬레이션과 프로세스기반 시뮬레이션으로 나눌 수 있는데, 재사용성, 확장성, 시뮬레이터 기술 용이성 등의 장점으로 모델기반 시뮬레이션이 많이 사용되고 있다. 이러한 이유로 근래에는 컴퓨터 시스템, 항공, 자동차 등에서 모델 기반 시뮬레이션 방법이 사용되고 있다. 모델기반 시뮬레이션 방법으로 수학적 이론을 기반으로 모델을 정의하는 DEVS(Discrete Event System Specification) 형식론은 계층적이고 모듈화 된 형태로 이산사건 시스템을 기술한다. 대규모의 복잡한 시뮬레이션 모델을 검증 할 목적으로 분산 시뮬레이션 방법론이 있는데, 이들은 크게 동기적인 방법과 비동기적인 방법이 있다. 동기적 방식보다 빠른 수행을 위해 비동기적 방법은 전체 Time-order 순이 아닌 로컬 Time-order를 가진다. 그러나 비동기적 방식에는 분산된 시뮬레이터들 간의 전체 Time-order를 유지하기 위해 전 처리된 시뮬레이터 결과들을 저장하는데, Time-order 상으로 현재의 시뮬레이션 시간보다 과거의 사건이 왔을 때 그 이벤트를 처리해주어야 되기 때문이다. 이러한 비동기적 분산 시뮬레이션 방법론에서는 전체 Time-order를 유지하기 위해 과거의 Time-order를 가지는 이벤트가 왔을 때 rollback operation을 수행한다. 그러나 rollback operation은 분산 시뮬레이션 방법론에서 성능 장애요소 중 하나이다. 본 논문에서는 rollback operation을 최소할 할 수 있는 DEVS 모델 분배 방법을 제안한다.
교류전동기 구동을 위한 산업용 전력전자 시스템은 전력회생용 양방향 컨버터, VVVF 인버터, 교류전동기 벡터제어기, 및 다양한 전기ㆍ기계적 연계 장치들을 포함하는 전기기계 복합시스템 특성을 지니기 때문에 전체 시스템에 대한 컴퓨터 시뮬레이션이 용이하지 않다. 일반적으로 이러한 복잡성을 해결하기 위한 방안으로서 시스템을 근사화시키고 이에 대한 수학적인 등가모델을 유도한 후 이를 이용하여 시뮬레이션을 행하고 있지만, 이 경우 실계통의 다이나믹특성을 정확히 표현할 수 없기 때문에 시뮬레이션 신뢰성이 저하될 수 있다 본 논문에서는 가변구조 제어기법에 의해 역률1 제어기능을 갖는 PWM 컨버터, VVVF 인버터 및 유도기 간접벡터제어기 둥을 포함하는 유도전동기 구동전력전자 시스템을 다이나믹 노드 기법(Dynamic Node Technique DNT)과 시뮬링크(Simulink)를 이용하여 실제회로 구성상태와 유사한 형태로 시뮬링크 윈도우상에서 설계하고, 이를 통해 시뮬레이션을 행할 수 있는 기법을 제시한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 전력전자 시스템의 특성과 제시된 다이나믹 노드 기법과 시뮬링크를 이용한 시뮬레이션 기법의 유용성을 보였다.
네트워크 보안은 정보통신 및 인터넷 기술이 발전함에 따라 그 중요성과 필요성이 더욱 절실해지고 있다. 본 연구에서는 네트워크 보안의 대표적인 침입 차단 시스템의 패킷 필터 및 네트워크 구성요소들을 모델링하였다. 각 모델은 DEVS 모델을 참조한 MODSIM III 기반의 기본 모델(Basic Model)과 결합 모델(Compound Model)의 두 가지 유형으로 정의하였다. 기본 모델은 독립적인 기능을 수행하는 단위 모델을 표현하고, 결합 모델은 여러 개의 모델이 연동되어 상위 레벨의 시스템을 표현한다. 시뮬레이션을 위한 모델링과 그래픽 기능이 강력한 MODSIM III를 기반으로 모델들을 비롯한 시뮬레이션 환경을 구현하였다. 대상 네트워크 환경에서 사용한 공격은 서비스 기부 공격 형태인 SYN flooding 공격과 Smurf 공격을 발생하였다. 이 공격들에 대하여, 패킷 필터 모델에 다양한 보안 정책을 적용하여 시뮬레이션을 실행하였다. 본 연구에서의 시뮬레이션을 통하여, 과거의 단순 패킷 필터링에서 진일보한 Stateful Inspection의 우수한 보안 성능과, 보안 정책의 강도를 점점 높였을 때 보안 성능이 향상되는 점을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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