• 제목/요약/키워드: 혼합 정수 비선형 계획법

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혼합정수선형계획법을 이용한 다수 이종 근접 방어 시스템의 최적 무장 할당 (Optimal Weapon-Target Assignment of Multiple Dissimilar Closed-In Weapon Systems Using Mixed Integer Linear Programming)

  • 노희건;오영재;탁민제;정영란
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권11호
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    • pp.787-794
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    • 2019
  • 본 논문에서는 다수 이종 근접 방어 시스템(Closed-In Weapon System, CIWS)의 최적 무장 할당 문제를 제시하고, 이를 혼합정수선형계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)으로 변형해 해결하는 기법을 제안한다. 일반적인 무장 할당 문제의 경우 다양한 경우의 수를 고려해야하기 때문에 계산 시간이 기하급수적으로 증가하는 경우가 잦다. 하지만 주어진 문제를 MILP와 같은 혼합정수 최적화 문제로 변형하면 준실시간 내에 전역 최적해를 찾을 수 있다. 본 논문에서는 다수 위협이 각각 다른 시점에 다른 방향에서 방어 자산을 공격하는 상황을 고려한다. 또한, 제원이 다른 다수 CIWS를 동시 운용하는 경우를 추가로 고려한다. 본 논문에서는 이와 같은 문제 상황을 비선형 혼합정수계획 문제로 정식화하고, 이를 MILP로 변형하는 기법을 제시하였다. 또한, 이를 상용 최적화 프로그램으로 구현해 최적화 성능을 검증하였다.

선형계획법을 활용한 장기 전력계통 계획수립 기법개발 (Long-term Power System Planning by using Mixed-Integer Programming)

  • 유헌수;조강욱;이조련;김태훈;김진이;박만근
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.100-102
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    • 2007
  • 본 논문에서는 혼합정수 선형계획 법을 이용하여 장기 전력계통 계획수립시 최적의 설비를 투자할 수 있는 기법을 제안하였다. 발전설비와 송변전설비는 하나의 망으로 연결되어 상호 보완적 영향을 주기 때문에 계통계획시 두 설비를 동시에 평가하는 것이 무엇보다 중요하다. 또한 계획기간 전체에 대해 투자비를 고려하여 비용을 최소화해야 한다. 이를 위해 선형계획법을 계통계획에 도입하여 최소비용의 투자비를 가지고 공급 신뢰도 기준를 만족할 수 있는 최적 장기 전력계통 계획 수립기법을 개발하였다. 개발된 기법을 Garver 6모선 계통 및 제3차 전력수급기본계획에 대해 모의하여 결과의 타당성을 검증하였다.

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혼합 정수 비선형 계획법 기반 토공사 최적 장비 선정 방법 제시 (A Mixed Integer Nonlinear Programming Approach towards Optimal Earthmoving Equipment Selection)

  • 고용호;키앙;이수민;신도형;한승우
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.223-224
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    • 2023
  • Optimal fleet management in the planning stage is one of the most critical activities that guarantee successful construction projects. In South Korea, the construction standard production rate database (CSPRD) is normally employed. However, when it comes to a trade-off problem that involves decision-making on optimal sets of equipment to perform a certain task, the method will require the planners' in-depth knowledge and experience regarding the target process and a time consuming estimation of the performance of every possible scenario must be conducted for the deduction of the optimal fleet management. On this account, this research paper proposes a lightweight method of using mixed integer nonlinear programming (MINLP) in multi-objective problems based on CSPRD-based mathematical equations to assist planners in the preplanning stage of choosing the optimal sets of types and size machinery to efficiently arrange the construction scheduling and budgeting.

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혼합정수계획법을 이용한 처리수 재이용 모형의 개발 (Development of Water Reuse System using Mixed Integer Programming)

  • 정건희;김중훈;김태웅
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.292-296
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    • 2009
  • 우리나라의 용수공급체계는 주로 여름에 집중된 강우를 댐이나 저수지에 저류하였다가 연중고르게 사용자들에게 공급하는 방법을 취하고 있다. 이때 도시지역의 생활용수는 갈수기에도 가장먼저 공급되어져야하는 우선순위를 가지는 반면, 농업용수는 가장 우선적으로 그 사용을 제한받는다. 하지만, 도시화로 인해 도시의 하수처리장 배출수량은 지속적으로 증가하고 있으며, 그 처리수의 대부분은 하천으로 방류되어 유실되고 있다. 방류수 수질기준에 맞추어 방류되는 처리수는 대량방류로 인해 자주 하천에 수질문제를 야기하기도 한다. 그러나 실제로 하수처리장의 처리수는 갈수기에 매우 유용하게 사용될 수 있는 수원 중 하나이다. 그러므로 그 처리수의 재이용에 관한 연구를 적절히 수행한다면, 갈수기에도 농업용수사용의 제한을 최소화할 수 있을 것이다. 그러므로 본 연구에서는 처리수 재이용 모형을 혼합정수계획법으로 개발하고, 하수처리장 처리수의 농업용수나 공공용수로의 사용을 제안하였다. 개발된 처리수 재이용 모형에서는 하천으로 방류되던 처리수를 농업용수나 공공용수로 재사용하는 시스템을 구축한다는 가정 하에, 그 공사비를 최소화하는 것을 목적으로 하였다. 또한 관말의 최소유지압력 등 수리학적인 제약조건을 만족시키도록 설계하였으며, 이 때문에 야기되는 비선형성을 선형화하여 계산시간이 짧은 동시에 전역해에 가까운 해를 찾을 수 있도록 하였다. 개발된 모형은 가상의 처리수 재이용 모형에 적용되어 시스템의 설계자에게 갈수기 용수공급의 최적 대안을 제시해 줄 수 있는 가능성을 보였다.

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MIP를 이용한 수요입찰 Scheduling 프로그램 개발 (Development of Demand Response Scheduling Program Using MIP)

  • 김성수;문경섭;김두중;옥기열;서남석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.432-434
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    • 2008
  • 전력거래소에서는 수요관리에 대한 지원금을 수요측의 입찰제도를 통하여 결정하는 시범사업을 실시하고 있다. 본 논문은 수요입찰에 의한 지원금의 결정에 관여하는 급전계획 프로그램에 대한 내용을 기술하고 있다. Scheduling 프로그램은 수요의 비선형 특성을 고려하기 위하여 혼합정수계획법(MIP)을 이용하여 작성하였으며 효용성을 입증하기 위한 사례검토를 수행하였다.

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혼합정수계획법에 의한 열병합발전설비의 최적운용 (Optimum Operational Schedule for Cogeneration Systems using the Mixed Integer Programming)

  • 차재상
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.75-82
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    • 2002
  • 본 논문에서는 열병합발전설비의 최적운용계획을 위한 새로운 수리적 모델을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 에너지생산량에 따른 비용의 비선형적인 문제를 구간별로 선형화된 함수를 이용하여 혼합정수 계획법으로 모델링하였다. 제안한 수리적 모델은 종래 제시되었던 열병합발전설비의 최적운용을 위한 모델링 기법에서 해결하지 못했던 한계사항을 극복한 것으로서, 더욱 현실에 근접한 최적운용을 위한 모델이 되었다. 또한 본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 다양한 사례에 대한 열병합발전설비의 최적 운용계획을 제시함으로서 수리적 모델의 유용성을 입증하였다.

상수도 관망개선의 최적설계 (Optimal Rehabilitation Model for Water Distribution Systems)

  • 김중훈
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 1993년도 수공학연구발표회논문집
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    • pp.535-543
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    • 1993
  • 이 논문의 목적은 기존의 상수도 관망을 개선하는데 있어 어느 관을 교체 또는 재생할 것인가와 펌프용량을 얼마나 늘릴 것인가를 결정함으로써 관망내 각 급수지점에서의 요구유량및 수압을 만족시킴은 물론 그에 드는 비용을 최소화시키는 모델을 개발하는데 있다. 이 논문은 관교체 비용, 세관 및 재생 비용, 관보수 비용, 펌핑 비용, 펌프시설 확충비용 등의 다섯가지 비용들을 비교 검토함으로써 의사결정을 하게 된다. 제약조건식으로는 급수 조건식, 에너지 방정식, 수리학적 방정식, 결정 조건식, 한계 조건식, 정수 조건식 등이 있다. 이 모델을 수식화하면 정수혼합 비선형계획법 (mixed-integer nonlinear programming, MINLP) 문제가 된다. 이 문제를 풀기 위해 비선형해법의 GRG (generalized reduced gradient) 방법과 분기와 한계 (banch and bound) 기법을 통한 implicit enumeration 기법을 접목시키는 방법을 제안하였다.

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단일 저수지의 위험도 평가기준을 고려한 가뭄대비 Hedging Rule 개발 (Development of Hedging Rule for Drought Management Policy Reflecting Risk Performance Criteria of Single Reservoir System)

  • 박명기;김재한;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제35권5호
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    • pp.501-510
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    • 2002
  • 가뭄상황 또는 가뭄이 임박한 상황에서의 저수지 운영은 수요관리개념(단계별 급수)에서의 운영률을 필요로 한다. 본 연구는 저수지 갈수대응 차원에서 수문상황에 따른 단계별 방류량 감소를 고려할 수 있는 heding 효과를 고려한 단일 저수지 운영률 개발을 목표로 하였다. hedging 효과를 고려한 최적운영률 결정에는 혼합정수계획기법이 적용되었으며, 정식화단계에는 Shih 등(1994)의 hedging효과를 고려한 운영률을 개선하여 정식화 요소에 Hashimoto 등(1982)의 위험도 평가기준을 포함시켰다. 또한 hedging항의 비선형 해석을 수행하기 위하여 축차 선형계획기법을 도입ㆍ정식화에 적용하였다. 본 hedging운영률의 적용결과 대청다목적댐에 대하여 hedging 매개변수론 산정하였으며, 이를 통하여 각 월별 갈수대응 제한공급 시점 저수량(trigger volume)을 산정할 수 있었다.

전력수급기본계획 수립을 위한 발송전 전력설비의 최적구성 방안 분석 (Analysis of Optimal Long-term Planning for Korea Power Systems)

  • 류헌수;조강욱;김태훈;이조련
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.214-216
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    • 2008
  • 현재 전력수급기본계획은 전국을 한일권으로 하여 발전계획을 수립하고 송변전설비계획을 수립하고 있다. 그러나 발전설비와 송변전설비는 하나의 망으로 연결되어 상호 보완적 영향을 주기 때문에 수급계획시 두 설비를 동시에 평가하는 것이 무엇보다 중요하다. 본 논문에서는 혼합정수형 선형계획법(MIP)을 이용하여 발송전 전력설비를 통합적으로 최적 구성할 수 있는 방안에 대하여 분석하였다. 전력수급기본계획 수립시 제출된 건설의향설비에 대해 송변전설비와 통합하여 적정 예비율을 갖는 최적설비 구성방안을 수립하고, 이때의 설비투자비와 운전비를 분석하였다.

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혼합정수 선형계획법 기반의 비선형 패턴 분류 기법 (An MILP Approach to a Nonlinear Pattern Classification of Data)

  • 김광수;류홍서
    • 대한산업공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.74-81
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    • 2006
  • In this paper, we deal with the separation of data by concurrently determined, piecewise nonlinear discriminant functions. Toward the end, we develop a new $l_1$-distance norm error metric and cast the problem as a mixed 0-1 integer and linear programming (MILP) model. Given a finite number of discriminant functions as an input, the proposed model considers the synergy as well as the individual role of the functions involved and implements a simplest nonlinear decision surface that best separates the data on hand. Hence, exploiting powerful MILP solvers, the model efficiently analyzes any given data set for its piecewise nonlinear separability. The classification of four sets of artificial data demonstrates the aforementioned strength of the proposed model. Classification results on five machine learning benchmark databases prove that the data separation via the proposed MILP model is an effective supervised learning methodology that compares quite favorably to well-established learning methodologies.