• Title/Summary/Keyword: 최적화프로그램

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Real-time Optimal Pump Operation for Water Transmission Network (송·배수시스템의 실시간 최적 펌프운영)

  • Kim, Kyung Wan;Choi, Jeong Wook;Kang, Doosun;Kim, Byug Seop;Kang, Min Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.158-158
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    • 2015
  • 대부분의 대규모 배수지는 고지대에 위치함으로써 자연유하를 통해 배, 급수지역으로 용수를 공급한다. 이를 위해 배수지 전단에는 가압장이 위치하여 정수장에서 처리된 용수를 고지대에 위치한 배수지로 송수한다. 이때 가압장에서 발생하는 전력소비량이 매우 높은 것으로 알려져 있으며, 효율적인 펌프운영을 통해 상당한 전력비용 절감이 가능할 것으로 판단된다. 일반적인 가압장의 운영은 시스템 운영자의 경험을 토대로 해당 가압장에 연결된 배수지의 수위에 따라 펌프의 작동여부를 결정하는 방법이 주로 사용되고 있다. 이러한 운영방법은 용수공급의 안전성을 우선시함으로써 배수지의 수위를 일정하게 유지하고자 빈번하게 펌프를 작동하게 되고 따라서 가압장에서 소모되는 전력량이 커서 운영효율 측면에서는 바람직하지 않다고 할 수 있다. 또한 빈번한 펌프의 작동으로 인해 펌프의 수명이 단축될 뿐만 아니라, 배수지내 용수의 수질저하 문제도 발생할 수 있다. 본 연구에서는 효율적인 펌프장 운영을 위해 급수지역의 24시간 용수사용량을 예측하고, 그에 따른 펌프장의 가압 유량 및 양정을 파악하여 적정용량의 펌프를 선정하고 운영함으로써 펌프의 운영비용의 최소화 및 안정적인 용수공급을 동시에 달성하고자 한다. 이를 위해, 실시간 최적화 모형을 개발하였다. 개발된 최적화 모형은 상수관망해석 프로그램(EPAENT)을 연계하여 수요절점의 수압조건 및 운영상황을 모의하였다. 최적화 기법으로는 유전자알고리즘을 사용하였으며, 실제 시스템의 운영상황를 반영하기 위한 다양한 제약조건(operational constraints)을 적용하였다. 개발된 모형은 정속펌프(혹은 On/Off 펌프) 뿐만 아니라, 최근 실무에서 널리 사용되고 있는 변속펌프(variable speed pump)를 추가적으로 고려하였다. 개발된 모형은 국내에서 실제 운영되고 있는 송, 배수 시스템에 적용하여 모형의 실무 적용가능성을 검증하였다.

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Optimization of Booster Disinfection Scheduling in Water Distribution Systems using Artificial Neural Networks (인공신경망을 이용한 상수관망 염소 재투입 스케줄링 최적화)

  • Jeong, Gimoon;Kang, Doosun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.18-18
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    • 2018
  • 상수관망 시스템(Water Distribution System, WDS)은 이용자에게 양질의 상수도를 공급하기 위해 구축된 사회기반시설물로써, 정수된 물이 사용처에 도달하기까지 송수과정에서 발생 가능한 수질저하를 고려해야 한다. 일반적으로 정수장에서 염소처리를 한 후, 도달시간을 고려한 시스템 내 잔류 염소농도를 유지함으로써 수질저하를 예방한다. 여기서 상수도 내 잔류 염소농도는 미생물 번식 및 관내 부식물 등 다양한 생물 화학적 오염을 효과적으로 예방하는 반면, 과다할 경우 이용자의 음용성을 저해할 수 있어 시스템 전반에 걸쳐 염소농도의 적절한 관리가 요구된다. 특히, 상수관망에서는 공급경로 및 공급량에 따라 각 수요처의 도달 염소농도가 다르게 분포할 수 있으므로, 시설운영자는 균등하고 적절한 염소농도를 유지하기 위해 추가적인 염소 재투입시설을 설치하여 함께 관리하고 있다. 이 때, 염소투입 시설의 운영계획은 EPANET과 같은 상수관망 해석모형의 수질모의를 바탕으로 수립된다. 그러나 일반적으로 수질모의는 수리해석과는 달리 긴 시간이 소요되는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 단점을 개선하기 위해, 특정 네트워크의 수질모의 결과를 학습시킨 인공신경망(ANN) 모형을 구축하고 이를 이용하여 상수관망 수질모의 계산시간을 단축하고자 하였다. 여기서 ANN모형의 학습은 EPANET을 통해 미리 선정된 다양한 염소 투입지점의 염소 투입농도와 용수 공급량 자료, 그리고 주요 관측지점에서 측정된 염소농도자료를 이용하였다. 학습된 ANN모형을 EPANET 수질모의 결과와 비교 및 검증을 실시한 결과, 사전에 소요된 학습시간을 제외하면 수질모의 소요시간 측면에서 큰 개선효과를 보였으며, 대표지점에서의 수질모의 결과가 유사하였다. 추가적으로, 본 연구에서는 학습된 ANN모형과 최적화 알고리즘인 GA(Genitic Algorithm)를 연계하여 상수관망에서의 염소 재투입 스케줄링을 최적화하는 프로그램을 개발함으로써, 안전하고 경제적인 상수관망의 수질운영에 기여하고자 하였다.

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Optimized hardware implementation of CIE1931 color gamut control algorithms for FPGA-based performance improvement (FPGA 기반 성능 개선을 위한 CIE1931 색역 변환 알고리즘의 최적화된 하드웨어 구현)

  • Kim, Dae-Woon;Kang, Bong-Soon
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.25 no.6
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    • pp.813-818
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    • 2021
  • This paper proposes an optimized hardware implementation method for existing CIE1931 color gamut control algorithm. Among the post-processing methods of dehazing algorithms, existing algorithm with relatively low computations have the disadvantage of consuming many hardware resources by calculating large bits using Split multiplier in the computation process. The proposed algorithm achieves computational reduction and hardware miniaturization by reducing the predefined two matrix multiplication operations of the existing algorithm to one. And by optimizing the Split multiplier computation, it is implemented more efficient hardware to mount. The hardware was designed in the Verilog HDL language, and the results of logical synthesis using the Xilinx Vivado program were compared to verify real-time processing performance in 4K environments. Furthermore, this paper verifies the performance of the proposed hardware with mounting results on two FPGAs.

Optimal Structural Design Framework of Composite Rotor Blades Using PSGA (PSGA를 이용한 복합재료 블레이드의 최적 구조설계 프레임워크 개발 연구)

  • Ahn, Joon-Hyek;Bae, Jae-Seong;Jung, Sung Nam
    • Composites Research
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    • v.35 no.1
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    • pp.31-37
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    • 2022
  • In this study, an optimal structural design framework has been developed for the structural design of composite helicopter blades. The optimal design framework is constructed using PSGA (Particle Swarm assisted Genetic Algorithm), which combines the genetic algorithm and particle swarm optimizer. The optimization process consists of a finite element (FE) modeling over the blade section, two-dimensional (2D) cross-sectional FE analysis, and 1D rotating blade analysis. In the design process, the geometric curves and surfaces are formed using the B-spline scheme while discretizing the sections via a FE mesh generation program Gmsh. The blade cross-sections are created in accordance with the design variables when performing the blade structural analysis. The proposed optimization design framework is applied to a modernization of the HART II (Higher-harmonic Aeroacoustics Rotor Test II) blades. It is demonstrated that an improved blade design is reached through the current optimization framework with the satisfaction of all design requirements set for the study.

Development of a Daily Reservoir Operating Model for Nakdong-River Basin (낙동강수계 일별 저수지군 최적 운영 모형 개발)

  • Lee YongDae;Cho Namwoong;Kim Jaehee;Park Myung-ky;Kim Sheung-Kown
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.284-288
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    • 2005
  • 본 연구에서는 낙동강수계 일별 운영 계획 수립을 위한 저수지군 최적 연계운영 모형(CoMOM, Coordinated Multiple Reservoir Operating Model)을 개발하였다. 이를 위하여 동적 네트워크 흐름 모형을 기반으로 한 다중목적 혼합 정수 목표계획 모형 (MOMIGP, Multiple Objective Mixed Integer Goal-Programming)을 수립하였다. 이 모형은 월말 목표 수위 및 운영 제약 등을 목표 계획법으로 구성하였으며, 일별 운영의 특성을 고려하여 하도추적의 효과를 반영하였고, 선형화된 발전함수를 이용하여 발전량을 최대화 하도록 한 후 정확한 발전량을 사후에 산정하였다. 이와 같이 수립된 수학 모형을 GUI를 비롯한 프로그램(CoMOM)으로 개발하여 사용자가 편리하게 수행 할 수 있도록 하였다. 이 프로그램은 의사결정자의 운영 목표와 의도를 효과적으로 반영할 수 있도록 대화형 목표 계획법을 구현하였으며, 상충되는 여러 목적에 대하여 가능한 파래토(Pareto) 최적해를 제시하고 의사결정자가 가장 선호하는 해를 선택하도록 대화형 다중목적 계획법 CBITP(Convex hull of individual maxima Based Interactive Tchebycheff Procedure)를 활용하여 구현하였다. 한편 객체지항적 프로그램 기법을 활용하여 수계 내의 노드(저수지, 수요지, 발전소 등)를 추가 하거나 삭제 할 수 있도록 하여, 다른 수계로의 확장이 용이하도록 개발하였다.

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Real-Time Implementation of the AMR-WB Speech Codec Using TMS320VC5510 DSP (TMS320VC5510을 이용한 AMR-WB 음성부호화기의 실시간 구현)

  • Joh Jae Min;Kim Jun;Kim Jung Min;Bae Keun Sung
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • spring
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    • pp.57-60
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    • 2004
  • 본 연구에서는 ETSI 및 3GPP에 의해 개발된 광대역 음성부호화의 표준안인 AMR-WB 알고리즘을 분석하고, TMS320VC5510 DSK를 이용한 실시간 구현 결과를 제시하였다. AMR-WB 음성부호화기의 실시간 구현을 위해 프로그램 최적화 작업을 수행하였고, 구현된 음성 부호화기의 성능을 평가하기 위해서 프로그램 메모리와 데이터 메모리의 크기, 그리고 한 프레임당 수행 시간을 측정하였다. 구현된 시스템의 프로그램 메모리는 약65.6 kbytes, 데이터 메모리는 약 73.8kbytes 정도의 크기를 나타내었으며, 한 프레임인 20 msec를 처리하는데 소요되는 cycle 수가 평균 1,247,115 정도로 약 6.24 msec 내에 처리 할 수 있음을 보였다. 마지막으로 DSP로 구현한 AMR-WB 음성부호화기의 결과가 PC에서 시뮬레이션 한 결과와 일치함을 검증하였고 실시간으로 동작됨을 확인하였다.

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Analysis of the GPGPU Performance for Various Combinations of Workloads Executed Concurrently (동시에 실행되는 워크로드 조합에 따른 GPGPU 성능 분석)

  • Kim, Dongwhan;Eom, Hyeonsang
    • KIISE Transactions on Computing Practices
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    • v.23 no.3
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    • pp.165-170
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    • 2017
  • Many studies have utilized GPGPU (General-Purpose Graphic Processing Unit) and its high computing power to compute complex tasks. The characteristics of GPGPU programs necessitate the operations of memory copy between the host and device. A high latency period can affect the performance of the program. Thus, it is required to significantly improve the performance of GPGPU programs by optimizations. By executing multiple GPGPU programs simultaneously, the latency hiding effect of memory copy is achieved by overlapping the memory copy and computing operations in GPGPU. This paper presents the results of analyzing the latency hiding effect for memory copy operations. Furthermore, we propose a performance anticipation model and an algorithm for the limitations of using pinned memory, and show that the use of the proposed algorithm results in a 41% performance increase.

RDF Query Optimization Technique based on Program Analysis (프로그램 분석을 통한 RDF 질의 최적화 기법)

  • Choi, Nak-Min;Cho, Eun-Sun
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.47 no.4
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    • pp.54-62
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    • 2010
  • Semantic Web programming is such an immature area that it is yet based on API calls, and does not provide high productivity in compiler time and sufficient efficiency in runtime. To get over this limitation, some efforts have been devoted on dedicated programming languages for Semantic Web. In this paper, we introduce a sophisticated cashing technique to enhance the runtime efficiency of RDF (Resource Description Framework) processing programs with SPARQL queries. We use static program analysis on those programs to determine what to be cashed, so as to decrease the cash miss ratio. Our method is implemented on programs in 'Jey' language, which is one of the programming languages devised for RDF data processing.

A Study of Construct Dictionary File for Password Recovery in Digital Forensics Investigation (디지털 포렌식 관점에서 패스워드 복구를 위한 사전 파일 구축 방안 연구)

  • Lim, Jong-Min;Kwon, Hyuk-Don;Choi, Jae-Min;Lee, Sang-Jin
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2008.02a
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    • pp.155-158
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    • 2008
  • 기술이 발전함에 따라 컴퓨터 범죄는 점차 증가하고 있으며, 용의자는 사건의 증거가 될 수 있는 파일들에 대해 패스워드 기능을 제공하는 응용프로그램을 활용하여 증거물에 대해 의도적인 접근을 막고 있다. 이로 인해 수사관은 암호화된 파일들에 대해 접근이 매우 어려운 상황이며, 해결 방안으로써 패스워드 복구 프로그램이 대안이 될 수 있다. 하지만 대다수의 패스워드 복구 프로그램들은 단순한 전수조사 공격 방식을 지원하거나 국가별 특징을 고려하지 않은 영문용 사전파일을 적용하여 복구하고 있기 때문에, 국내수사 환경에서 패스워드 검색에 한계가 따르고 있다. 따라서 수사관이 암호화된 파일에 대해 효율적으로 검색할 수 있는 방안이 필요하며, 이를 통해 빠른 시간 내에 증거물을 복구할 수 있는 방안이 강구되어야 한다. 본 논문에서는 최근 국내외 사전구축 사례 및 동향을 조사함으로써 효율적인 패스워드 사전 파일을 구축할 수 있는 방안을 제시하며, 이와 함께 용의자의 개인적인 정보를 이용하여 최적화된 사전파일을 생성할 수 있는 방안에 대해 설명한다.

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Implementation and Analysis of Multi-precision Multiplication for Public Key Cryptography Based on NDK (NDK 기반 공개키 암호를 위한 곱셈기 구현 및 분석)

  • Seo, Hwa-Jeong;Kim, Ho-Won
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.16 no.11
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    • pp.2347-2354
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    • 2012
  • On Android environment, program development is conducted with JAVA SDK. However, using JAVA, it is operated over virtual machine which shows lower performance in terms of speed than traditional C language programming. The method writes program in C language, which conducts operation efficiently. In the paper, we implement multiplication using NDK and SDK to analyze the public key cryptography over Android environment. In case of SDK, we used BigInteger package and in case of NDK, we used Comb method. Moreover, execution time of arithmetic, branch and call operations over Android environment is compared to understand performance enhancement using NDK package.