최근 들어 택지개발사업이 크게 증가하는 추세이지만, 무분별한 택지개발은 개발대상 부지의 기존 녹지나 수목을 훼손시키게 되며 지형에도 많은 변화를 가져와 절개지가 발생하게 하는 등 환경을 많이 훼손하고 있다. 택지개발 등 개발사업을 시행할 때 지구지정시 수행하는 사전환경성검토제도와 개발계획의 승인전 협의를 하게 되어 있는 환경영향평가제도가 있다. 사전환경성검토는 택지개발계획 수립 후에 시행하며 환경영향평가는 실시설계 완료 후에 수행하기 때문에 선정된 택지개발지에서 발생할 수 있는 환경문제에 대한 저감방안 강구 등 소극적이고 수동적인 대처에 그치는 경우가 많다. 본 논문의 목적은 초기 입지선정단계에서 택지개발사업을 환경친화적으로 지속가능하게 수행할 수 있도록 대안평가모형을 구축하는 것이다. 이를 위해 선행연구에서 조사된 택지개발사업의 환경평가요인을 바탕으로 퍼지추론과 AHP기법을 이용하여 대안평가 모형을 구축하였다. 의사결정자가 각 대안의 환경훼손도를 10점 척도법에 의해 평가하면 퍼지추론에 의해 환경성능(EP: Environmental Performance)으로 변환하고, AHP기법에 의해 미리 산정된 항목별 가중치를 적용하여 통합환경성능(TEP: Total Environmental Performance)을 산정한다. 통합환경성능이 가장 높은 대안이 최적안으로 선택된다. 이 연구에서 제시한 평가방법을 적용하면 토지이용계획이 확정되지 않은 상태에서 두 가지 이상의 택지개발 예정지역 대안을 정량적으로 평가할 수 있을 것이다. 이로써 택지개발 사업시행으로 발생할 수 있는 환경훼손을 초기 입지단계에서 확인하여 환경오염을 원천적으로 제거해 나갈 수 있을 것이다.
본 논문에서는 기동표적의 위치오차에서 구해지는 가속도를 보상하는 지능형 추적 알고리즘을 소개한다. 관측치와 예상위치와의 차이값은 가속도와 순수잡음으로 분리된다. 이때, 최적의 가속도를 얻기 위하여 퍼지 c-means 클러스터링 기법과 예상명중위치기법이 이용되었다. 분리된 가속도와 잡음에 대한 퍼지 이론의 멤버쉽 함수를 결정되고, 이에 따라 기동표적의 기동특성이 인식되어진다. 분리된 가속도와 잡음은 추적 알고리즘 내에서 추정된 오차값을 보상하는데 이용된다. 표적의 추정값을 계산하는 일련의 과정중 필터링 과정은 기동표적의 비선형성을 선형성으로 인식하게 된다. 이것은 필터가 위치오차에서 가속도를 추출하여 남겨진 잡음만을 인식하기 때문이다. 필터링 과정 이후 추출된 가속도를 보상하여 표적의 추정값을 구해낸다. 제안된 기법은 퍼지 시스템의 멤버쉽 함수에서 파라미터를 조절하여 적응성과 강인성을 향상 시켰다. 제안된 시스템의 효율성을 극대화하기 위하여 제안된 기법을 다중모델 구조로 형성한다. 또한 제안된 기법은 온라인 시스템으로서의 수행이 가능하다. 마지막으로 제안된 알고리즘의 효율성을 보여주기 위하여 몇 가지 예를 추가하였다.
본 논문은 VoIP 서비스 네트워크에서 UDP, ICMP, Echo, TCP Syn 패킷 등을 조작한 SYN Flooding 방법, TCP/UDP을 이용한 어플리케이션을 통한 DoS 공격, IP Source Address Spoofing과 Smurf을 이용한 공격, 웜과 트로이목마를 혼합한 알려지지 않는 DoS 공격을 하였다. IPS에서 방어를 위한 동적 업데이트 엔진의 필요성을 정의하고, 엔진의 설계 시에 내 외부의 RT통계에서 트래픽 양을 측정하며, 학습모듈과 통계적 공격에 대한 퍼지 로직 엔진모듈을 설계한다. 엔진은 3가지 공격 등급(Attack, Suspicious, Normal)을 판단하여, Footprint Lookup 모듈에서 AND나 OR 연산을 통해 최적의 필터링 엔진 상태를 유지한다. 실험을 통해 IPS 차단 모듈과 필터링엔진의 실시간 업데이트되어 DoS 공격의 차단이 수행됨을 확인하였다. 실시간 동적으로 업데이트되는 엔진과 필터는 DoS 공격으로부터 VOIP 서비스를 보호하여 유비쿼터스 보안성을 강화시킨 것으로 판명되어졌다.
본 논문은 VoIP 서비스 네트워크에서 UDP, ICMP, Echo, TCP Syn 패킷 등을 조작한 SYN Flooding 방법, TCP/UDP을 이용한 어플리케이션을 통한 DoS 공격, IP Source Address Spoofing과 Smurf을 이용한 공격, 웜과 트로이목마를 혼합한 알려지지 않는 DoS 공격을 하였다. IPS에서 방어를 위한 동적 업데이트 엔진의 필요성을 정의하고, 엔진의 설계 시에 내 외부의 RT통계에서 트래픽 양을 측정하며, 학습모듈과 통계적 공격에 대한 퍼지 로직 엔진모듈을 설계한다. 엔진은 3가지 공격 등급(Attack, Suspicious, Normal)을 판단하여, Footprint Lookup 모듈에서 AND나 OR 연산을 통해 최적의 필터링 엔진 상태를 유지한다. 실험을 통해 IPS 차단 모듈과 필터링엔진의 실시간 업데이트되어 DoS 공격의 차단이 수행됨을 확인하였다. 실시간 동적으로 업데이트되는 엔진과 필터는 DoS 공격으로부터 VoIP 서비스를 보호하여 유비쿼터스 보안성을 강화시킨 것으로 판명되어졌다.
본 논문에서는, HCM 클러스러팅 방법과 유전자 알고리즘을 이용하여 다중 FNN 모델을 동정하고 최적화 한다. 제안된 다중 FNN은 Yamakawa의 FNN을 기본으로 하며, 퍼지 추론 방법으로 간략 추론을, 학습으로는 오류 역전파 알고리즘을 사용한다. 다중 FNN 모델의 구조와 파라미터를 동정하기 위해 HCM 클러스터링과 유전자 알고리즘을 사용한다. 여기서, 시스템 모델링을 위해 데이터 전처리 기능을 수행하는 HCM클러스터링 방법은 I/O 프로세서 공정 데이터를 이용하여 입출력 공간분할에 의한 다중 FNN 구조를 결정하기 위해 사용된다. 또한 유전자 알고리즘을 사용하여 멤버쉽함수의 정점, 학습율, 모멘텀 계수와 같은 다중 FNN 모델의 파라미터들을 동조한다. 모델의 근사화와 일반화 능력 사이에 합히적 균형을 얻기 위해 하중계수를 가진 합성 성능지수를 사용한다. 이 합성 성능지수는 근사화 및 예측 능력사이의 상호 균형과 의존성을 고려한 하중계수를 가진 합성 목적함수를 의미한다. 데이터 개수, 비선형성의 정도에 의존하는 이 합성 목적함수의 하중계수의 선택, 조절을 통하여 최적의 다중 FNN 모델을 설계하는 것이 유용하고 효과적임을 보인다. 제안된 모델의 성능 평가를 위하여 가스로 공정의 시계열 데이터와 비선형 함수의 수치 데이터를 사용한다.
This paper suggests an optimal identification method for complex and nonlinear system modeling that is based on Fuzzy-Neural Networks(FNN). The proposed Hybrid Identification Algorithm is based on Yamakawa's FNN and uses the simplified inference as fuzzy inference method and Error Back Propagation Algorithm as learning rule. In this paper, the FNN modeling implements parameter identification using HCM algorithm and hybrid structure combined with two types of optimization theories for nonlinear systems. We use a HCM(Hard C-Means) clustering algorithm to find initial apexes of membership function. The parameters such as apexes of membership functions, learning rates, and momentum coefficients are adjusted using hybrid algorithm. The proposed hybrid identification algorithm is carried out using both a genetic algorithm and the improved complex method. Also, an aggregated objective function(performance index) with weighting factor is introduced to achieve a sound balance between approximation and generalization abilities of the model. According to the selection and adjustment of a weighting factor of an aggregate objective function which depends on the number of data and a certain degree of nonlinearity(distribution of I/O data), we show that it is available and effective to design an optimal FNN model structure with mutual balance and dependency between approximation and generalization abilities. To evaluate the performance of the proposed model, we use the time series data for gas furnace, the data of sewage treatment process and traffic route choice process.
아웃리거 시스템은 지진이나 풍하중에 의한 동적 응답을 줄이기 위하여 고층 건물의 횡방향 강성을 증가시키는데 널리 사용되고 있다. 풍하중과 지진하중의 동적 특성은 매우 다르기 때문에 스마트 진동 제어 시스템이 아웃리거 시스템과 함께 사용된다면 두 가지 동적 하중에 대해서 효과적으로 사용될 수 있을 것이다. 본 논문에서는 아웃리거 댐퍼 시스템 기반 멀티 해저드 적응형 스마트 구조 제어 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 스마트 아웃리거 댐퍼 시스템을 개발하기 위하여 MR 댐퍼를 사용하였다. 수치 해석을 위해 미국에 있는 LA, 찰스턴, 앵커리지의 세 도시에 대한 멀티 해저드 지진하중과 풍하중을 생성하였다. 스마트 아웃리거 댐퍼 시스템의 최적 설계를 위하여 MR 댐퍼 용량에 대한 파라메터 연구를 수행하였다. 유전자 알고리즘으로 최적화된 퍼지 논리 제어기를 이용하여 스마트 제어 알고리즘을 개발하였다. 해석결과를 통하여 아웃리거 댐퍼 시스템 기반 적응형 스마트 구조제어 시스템이 풍하중과 지진하중의 멀티 해저드에 대해서 우수한 제어성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
In this study, we introduce the design methodology of an optimized fuzzy cascade controller with the aid of hierarchical fair competition-based genetic algorithm(HFCGA) for ball & beam system. The ball & beam system consists of servo motor, beam and ball, and remains mutually connected in line in itself. The ball & beam system determines the position of ball through the control of a servo motor. The displacement change the position of ball leads to the change of the angle of the beam which determines the position angle of a servo motor. Consequently the displacement change of the position of the moving ball and its ensuing change of the angle of the beam results in the change of the position angle of a servo motor. We introduce the fuzzy cascade controller scheme which consists of the outer(1st) controller and the inner(2nd) controller as two cascaded fuzzy controllers, and auto-tune the control parameters(scaling factors) of each fuzzy controller using HFCGA. The inner controller controls the position of lever arm which corresponds to the position angle of a servo motor and the outer controller decides the set-point value of the inner controller. HFCGA is a kind of parallel genetic algorithms(PGAs), and helps alleviate the premature convergence being generated in conventional genetic algorithms (GAs). For a detailed comparative analysis from the viewpoint of the performance results and the design methodology, the proposed method for the ball & beam system which is realized by the fuzzy cascade controller based on HFCGA, is presented in comparison with the conventional PD cascade controller based on serial genetic algorithms.
In this paper, new architectures and comprehensive design methodologies of Genetic Algorithms(GAs) based Genetically optimized Neurofuzzy Networks(GoNFN) are introduced, and a series of numeric experiments are carried out. The proposed GoNFN is based on the rule-based Neurofuzzy Networks(NFN) with the extended structure of the premise and the consequence parts of fuzzy rules being formed within the networks. The premise part of the fuzzy rules are designed by using space partitioning in terms of fuzzy sets defined in individual variables. In the consequence part of the fuzzy rules, three different forms of the regression polynomials such as constant, linear and quadratic are taken into consideration. The structure and parameters of the proposed GoNFN are optimized by GAs. GAs being a global optimization technique determines optimal parameters in a vast search space. But it cannot effectively avoid a large amount of time-consuming iteration because GAs finds optimal parameters by using a given space. To alleviate the problems, the dynamic search-based GAs is introduced to lead to rapidly optimal convergence over a limited region or a boundary condition. In a nutshell, the objective of this study is to develop a general design methodology o GAs-based GoNFN modeling, come up a logic-based structure of such model and propose a comprehensive evolutionary development environment in which the optimization of the model can be efficiently carried out both at the structural as well as parametric level for overall optimization by utilizing the separate or consecutive tuning technology. To evaluate the performance of the proposed GoNFN, the models are experimented with the use of several representative numerical examples.
로켓이나 2족 보행 로봇(Biped Robots)의 자세 제어에 응용되는 도립진자 시스템(Inverted Penduhum System)은 대표적 비선행 시스템으로 수학적 모델링이 대단히 어려우며, 모델링올 하였다 하더라도 복잡한 구조가 된다. 이의 해결을 위한 고전적인 제어 기법으로 1970년대 이후부터는, 신경회로망과 퍼지, 카오스, 유전 알고리증을 이용한 제어 기법들이 도립진자의 안정화 제어에 적용되어져고 있으며, 최근 신경회로망의 자동설계 기법들과 유전 또는 전화 알고리즘올 이용한 신경회로망의 구축 기법인 종래의 진화형 선정회로 제어기(ENNC : Evohing Neural Network Controller)가 시도되어지고 있다. 그러나 종래의 ENNC의 전화방식은 노드(뉴런)단위로 교배하며, 특히, 활성화 함수를 지닌 은닉층의 뉴런이 입력층의 뉴런으로 대체되는 경우, 입력층 뉴런과 출력층 뉴런 사이의 결합 가중치가 삭제되지 않는 등의 문제점이 지적될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 도립진자 시스템의 안정화 제어를 위하여 선택, 교배, 돌연변이의 진화 연산자에 의해 일시에 최적의 구조와 결합가중치로 진화시켜 가능 새로운 형태의 ENNC를 제안하고자 한디. 또한, 다양한 초기치에 적응된 최적 구조와 결합가중치를 갖는 새로운 형태의 ENNC를 시뮬레이션율 통하여 얻고, 이를 ADA-2310보드 및 80586 마이크로 프로세서로 실현하여, 도립진자 시스템의 안정화 제어에 적용함으로써 본 논운에서 제안한 ENNC의 우수성과 강인성을 입증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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