• 제목/요약/키워드: 최적 규모 결정

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도로화물수송의 단일할당 제약 허브네트워크 설계 (A Strict Hub Network Design with Single Allocation for Road Freight Transportation)

  • 김남주;김용진
    • 대한교통학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.91-100
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    • 2011
  • 허브네트워크 설계는 수송량의 증가에 따라 단위 수송비가 감소하는 규모의 경제효과를 이용하여 네트워크의 총 물류비용을 최소화시키는 허브입지, 기종점별 수송경로를 결정하는 최적화과정이다. 본 연구에서는 비허브가 한 개의 허브에만 연결되고, 기종점간의 직결수송이 허용되지 않고 허브간 수송만을 허용하는 단일할당 제약 허브네트워크 설계를 통해 네트워크의 최적 허브입지를 제시하지 못했던 김남주 외 (2008)의 한계를 극복하여 최적 허브입지를 결정적으로 제시하였다. 허브집합 결정과정에서는 greedy-interchange algorithm을 사용하였고, 수송경로탐색에서는 EMME/2를 사용하였다. 우리나라 전국 도로수송 네트워크에 적용한 결과, 최적 허브입지는 수도권, 경남권, 충남권, 전남권, 경북권, 충북권 등의 순서로 선정되었으며, 수송의 간선축인 경부축에 집중되었다. 단일할당 제약 허브정책으로 각 기종점간 직접운송 대신에 허브를 경유하는 운송 방식을 취함으로써 운송거리는 증가했으나, 수송비용은 오히려 감소하였다. 또한 기종점-허브간 우회거리 단축으로 인한 수송비용 절감보다 허브간 수송량 분산으로 인한 규모의 경제효과 감소가 더 커 허브수가 늘어남에 따른 수송비용 감소폭은 점차 감소하였다. 본 연구는 GIS프로그램을 이용한 공학적 접근방법을 통해 국내 화물수송의 대부분을 차지하는 도로수송의 최적 허브입지와 수송경로를 결정적으로 제시한 것으로 국가물류비용을 절감하려는 정책적 측면에서 의미가 있을 것으로 판단된다.

대규모 비선형 시스템의 새로운 계층별 최적제어 (A New Approach for Hierarchical Optimization of Large Scale Non-linear Systems)

  • 박준훈;김종부
    • 전자공학회논문지T
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    • 제36T권2호
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    • pp.21-31
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    • 1999
  • 대규모 시스템 제어와 관련하여 몇 개의 부시스템으로 분할하여 처리하는 계층별 제어이론이 많이 연구되어 왔으며 특히 치수가 높은 대규모 비선형 시스템의 경우에 고차의 비선형 미분방정식을 동시에 적분을 해야하고 많은 계산량을 필요로 하므로 해를 구하기가 어려운 문제가 있다. 1980년대 Singh과 Hassan은 상호예측 알고리즘(two level prediction algorithm)을 제시한바 있고 이 방법은 비선형 대규모 시스템의 최적제어에 효과적이나 시스템 행렬 Q, R, S, H에 따라 제한된 최적화 구간에서만 성립되는 등 최적화 구간의 길이와 수렴성 여부가 행렬 값에 영향을 받는 알고리즘상의 단점이 있다. 본 연구에서는 수렴조건으로부터 평가함수에 구속조건(quadratic penalty term)을 부여하지 않는 새로운 개선된 알고리즘을 제시 적용하여 시스템 행렬 결정을 위한 과정 없이 수렴속도의 향상과 함께 최적의 수렴성 및 최적화 구간을 얻도록 했다. 분할된 비선형 시스템의 최적제어를 위해서는, 대수 반복연산만으로 2점 경계치 문제(two point boundary value problem)를 해결함으로써 기존의 수치 해석법에 비해 연산이 간단한 블록펄스 변환 방법을 사용해서 처리했다.

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대규모 노천광산의 배수 및 운반설계를 위한 GIS 활용방안 (Application of GIS for Haulage and Water Management in Open-Pit Mines)

  • 최요순;박형동;선우춘
    • 한국GIS학회:학술대회논문집
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    • 한국GIS학회 2007년도 추계학술대회
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    • pp.227-230
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    • 2007
  • 대규모 노천광산의 개발과정에서 배수 및 운반 설계는 매우 중요한 작업 요소이며, 그 결과에 따라 채광 효율성과 광산 운영비용이 크게 달라질 수 있다. 본 연구에서는GIS를 이용하여 노천광산의 배수 및 운반 시스템을 최적화할 수 있는 새로운 채굴적 설계 방안을 제시하였다. 대부분의 노천광산에서 빈번하게 수행되는 지상 지형측량 결과를 이용하여 수치표고모델을 생성하였고, 수계분석 알고리즘을 적용하여 강우시 노천광산 배수 시스템의 특성을 분석하였다. 또한, 최적경로 분석 알고리즘과 다중 의사결정 기법을 접목하여 폐석 트럭의 최적 운반경로를 분석하고, 트럭 운반 시스템의 효율성을 평가할 수 있는 방법을 제시하였다. 인도네시아 파시르 석탄 노천광산을 대상으로 적용시험을 수행한 결과, 배수 및 운반 설계 과정에서 GIS가 효과적으로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

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경부고속철도축을 중심으로 한 물류단지 입지설정에 관한 연구 (A Study on the Location Selection of Distribution Center on the KyongBu Expressway Axis)

  • 송태호
    • 대한교통학회:학술대회논문집
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    • 대한교통학회 1998년도 Proceedings 제34회 추계 학술발표회
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    • pp.510-519
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    • 1998
  • 사회전반에 걸친 물류단지의 필요성에 대한 인식은 날로 높아지고 있으나, 물류단지의 입지를 정작 어느 곳으로 할 것인가에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 본 논문에서는 물류단지의 입지를 결정하는 여러 요인들 중 일반적으로 계량화 작업이 많이 이루어진 수송비와 ,대규모 개발 사업시 가장 먼저 고려해야 하는 토지보상비를 결정하는 지가를 물류단지의 입지를 결정하는 입지비용이라 가정하고, 현재 화물수송이 가장 많이 이루어지고 있는 경부고속도로축을 중심으로 입지비용을 결정하는 지가와 소송비의 산출을 위한 근거를 제시하며, 이를 설명할 수 있는 지가와 수송비의 모형을 지가와 수송비의 산출을 위한 근거를 제시하며, 이를 설명할 수 있는 지가와 수송비의 모형을 개발하여, 이 모형을 토대로 물류단지의 규모와 서울도심에서의 거리의 변화에 따라 물류단지의 입지가 어떻게 변화하는 가를 밝혀, 물류단지의 최적입지를 제시하는데 그 목적이 있다. 본 논문의 결론을 요약하면 다음과 같다. 1) 물동량의 증가에 따라 수송비가 증가하고, 물동량을 처리하기 위한 소요부지면적이 증가하면, 지가와 수송비의 교차구간은 도심에서약 15~20km 떨어진 구간에서 형성되고, 이 때의 최적입지는 물동량과 소요부지면적에 상관없이, 도심에서 약 60km 떨어진 안성군 및 평택시지역(경부고속도로 주변지역에 한함)이 최적입지로 분석되었다. 2) 수송비와 지가, 건설비와의 장래 20년을 기준으로 한 누적비용분석결과 0~40km 구간의 경우 수송비의 누적비용이 지가와 건설비의 누적비용을 초과하지 않으며, 수송비의 누적비용이 지가와 건설비의 누적비용을 초과하는 기간이 가장 빠른 것은 물류단지가 50~55km 구간과 60~65km 구간에 입지 하였을 경우로, 이 구간에서의 수송비 누적비용이 지가와 건설비의 누적비용을 초과하는 기간은 9년 후인 2004년으로 분석되었다. 이는 도심과 인접한 지역의 경우 물류단지가 입지하지 못하는 것은 물류단지의 건설에 따른 수송비의 절감이 물류단지 건설에 따른 지가 및 건설비에 대한 비용부담에 못 미치기 때문인 것으로 분석되었으며, 화물의 특성상 불가피하게 도심지역과 가까운 곳에 물류단지의 입지를 고려해야 할 경우, 물류단지 조성시 정부에서의 세금완화, 물류단지 조성가능지역 설정, 지가에 대한 보조 등 정책적인 지원대책이 필요할 것으로 판단된다. 3) 입지 비용중 수송비를 누적시킨 수송누적비용과 지가와의 비교분석결과 수송비를 5년, 10년 누적시켰을 때 이 물류단지의 최적입지는 도심에서 약 60km떨어진 곳으로 분석되었으며, 수송비를 20년 누적시켰을 경우 물류단지의 최적입지는 도심에서 약 50km떨어진 지점의 물류단지의 최적입지로 분석되었다.

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에너지회수 및 누수감소를 위한 상수도시스템 최적 운영기술 개발 (Development of optimal operation of water distribution system for energy recovery and leakage reduction)

  • 권희근;김민준;김률;최영환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.425-425
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    • 2023
  • 상수도시스템의 지속가능한 운영을 위해서는 에너지를 효율적으로 활용하는 것이 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 상수도시스템에서 고압구간의 압력조절을 통해 에너지 측면의 최적 운영기법을 제안하였다. 제안된 최적 운영기법은 마이크로 터빈을 이용하여 에너지 회수를 통한 압력저하와 이로 인한 누수량 저감을 동시에 고려하였다. 본 연구에서 사용한 최적화기법으로는 Multi-objective harmony search 알고리즘을 사용하였으며, 상수도 시스템에서 마이크로 터빈을 모의하기 위해서 EPANET의 압력조절 밸브 (Pressure reduction valve)를 활용하여 압력강하에 따른 에너지 회수를 고려하였다. 제안된 최적운영 기법을 검증하기 위해 Benchmark networks (e.g., 5-nodes network, 25-nodes network)을 적용하였으며, 본 연구를 통해 마이크로 터빈의 최적 규모와 설치위치, 개수를 결정할 수 있으며, 이에 따른 에너지 회수와 누수감소 측면에서 상수도시스템의 지속가능한 운영에 효과적으로 이용될 수 있을 거라 기대된다.

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낙동강유역에서의 천변저류지에 의한 홍수 저감영향 분석 (Flood Mitigation Analysis by Applying Off-line Storage Basins in Nakdong River)

  • 한건연;조완희;백진규
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.231-236
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    • 2006
  • 본 연구에서는 단일 첨두를 갖는 가상의 균일하도구간과 홍수피해가 극심하게 나타나고 있는 낙동강유역에 대하여 Saint-Venant 방정식을 음해적으로 유한차분하여 수치적으로 해석한 수리학적 하도추적을 FLDWAV 모형을 이용하여 수행함으로써 홍수파의 전달양상과 천변저류지의 홍수 저감영향을 분석하였다. 균일하도구간에 대한 적용은 천변저류지의 규모와 운영조건 그리고 설치위치에 따른 홍수 저감영향을 비교검토함으로써 천변저류지의 최적 규모 및 설치위치를 결정하는데 효과적인 참고 자료가 될 것으로 기대된다. 또한 낙동강유역에 대한 적용에서는 낙동강 하천정비 기본계획에 근거한 계획홍수량으로 모의를 수행하였다. 낙동강 유역종합 치수계획 보고서에 제시된 10개의 천변저류지에 대한 모의를 통해 실제 낙동강유역의 홍수 저감영향을 분석함으로써 하천제방 계획시 경제적인 하천 제방단면 결정을 위한 참고 자료 및 효과적인 홍수피해 경감대책 수립을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.

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물수지 분석을 통한 빗물이용시설 최적용량 결정 (Determination of optimal capacity for rainwater use facilities through water balance analysis)

  • 함대헌;송양호;최경민;이정호
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.329-329
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    • 2020
  • 일정규모 이상의 공공건축물에 대하여 빗물이용시설의 설치는 의무화 되어있으나, 빗물이용시설의 용량결정의 관한 기준은 부처별, 기관별로 상이하고, 동일한 기관의 기준내에서도 적용방법에 따라 용량 결정의 기준 범위는 광범위 하다. 본 연구에서는 대전광역시에 위치한 토지주택연구원을 대상으로 빗물이용시설의 물수지 분석을 수행하고, 그에 따른 편익을 용량 및 집수면적별로 산정하여 최적용량 결정을 위한 가이드를 제시하였다. 빗물이용시설의 편익은 우수유출 저감, 폭염 저감, 미세먼지 저감, 조경용수 사용으로 설정하였으며, 대전광역시의 2019년 실제 강우사상을 대상으로 물수지 분석을 수행하였다. 빗물이용시설은 일반적으로 B/C가 낮게 산정되어 경제성 측면에서는 부정적인 평가를 받아왔다. 빗물이용시설의 경제성은 빗물이용시설의 용량에 따른 빗물의 활용정도를 계산하여 산정하였으나, 실제 빗물이용시설의 경제성에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 강우패턴과 빗물의 용도에 따른 사용량이다. 강우에 의한 공급량과 빗물의 소비량이 1차적인 요소이고, 2차적으로는 공급량을 수용할 수 있는 정도인 빗물이용시설의 집수면적과 용량, 소비되는 빗물의 용도별 편익에 따라 빗물이용시설의 경제성이 결정된다.빗물이용시설의 설치를 위한 선행단계로 빗물의 사용용도와 그에 따른 사용량을 설정하고, 각 용도에 따라 편익을 설정한 후 용량별 집수면적별 B/C를 산정한다. 이렇게 작성된 B/C 테이블을 현장에 제공하고, 현장여건에 맞추어 공사감독자가 용량을 결정한다면, 기존의 광범위한 용량기준의 문제점을 해결하고, 효율적인 빗물이용시설 용량 결정에 도움이 될 수 있을 것이다.

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Factored POMDP를 이용한 가상군의 자율행위 모델링 사례연구 (A Case Study on Modeling Computer Generated Forces based on Factored POMDPs)

  • 이강훈;임희진;김기응
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(B)
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    • pp.333-335
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    • 2012
  • 가상군의 자율행위 모델링은 전장모의모델링 시스템의 성능을 결정하는 주요한 요소이다. 불확실한 상황을 확률적으로 고려하여 최적의 의사결정을 가능하게 하는 POMDP (partially observable Markov decision process) 모델은 가상군의 자율행위 모델링에 있어서 매우 자연스러운 프레임워크이다. 그러나 POMDP 모델의 높은 계산복잡도로 인한 최적 행동정책 계산의 어려움은 POMDP 모델을 이용한 가상 군의 자율행위 모델링을 저해하는 요소이다. 본 논문에서는 대규모 가상군의 자율행위 모델링을 위해 factored POMDP 모델을 이용한다. 그리고 "Hasty Defense" 사례연구를 통해 그 효과를 확인한다.

도암댐 홍수조절효과 향상을 위한 최적운영 방안에 대한 연구 (Study on The Optimum Operation Plan for the Improvement of Do-am Dam Flood Control Effect)

  • 문형근;최흥식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1778-1782
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    • 2007
  • 강원도 평창군 송천 유역 상류에 위치한 도암댐 및 골지천 상류에 위치한 광동댐에 대한 홍수조절 능력 및 효과를 분석하였으며, 도암댐 및 광동댐 유역의 강우특성, 강우-유출해석, 저수지 추적 및 저수지 운영, 하도추적에 의한 홍수조절 효과, 홍수조절용 댐 전환에 따른 저수지운영계획을 수립하였다. 댐의 단독 및 연계 운영에 따른 홍수조절 가능성을 평가하여 홍수조정능력을 향상하기 위한 도암댐의 규모결정과 최적댐 운영방안을 결정하였으며, 그 결과 홍수조절용량댐으로의 전환에 따른 방류구조의 변경에 대한 분석이 필요하다고 사료된다.

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