• 제목/요약/키워드: Agent-Based Modeling (ABM)

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Developing an Evacuation Evaluation Model for Offshore Oil and Gas Platforms Using BIM and Agent-based Model

  • Tan, Yi;Song, Yongze;Gan, Vincent J.L.;Mei, Zhongya;Wang, Xiangyu;Cheng, Jack C.P.
    • 국제학술발표논문집
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    • The 7th International Conference on Construction Engineering and Project Management Summit Forum on Sustainable Construction and Management
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    • pp.32-41
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    • 2017
  • Accidents on offshore oil and gas platforms (OOGPs) usually cause serious fatalities and financial losses considering demanding environment platforms locate and complex topsides structure platforms own. Evacuation planning on platforms is usually challenging. The computational tool is a good choice to plan evacuation by emergency simulation. However, the complex structure of platforms and varied evacuation behaviors usually weaken the advantages of computational simulation. Therefore, this study developed a simulation model for OOGPs to evaluate different evacuation plans to improve evacuation performance by integrating building information modeling (BIM) and agent-based model (ABM). The developed model consists of four parts: evacuation model input, simulation environment modeling, agent definition, and simulation and comparison. Necessary platform information is extracted from BIM and then used to model simulation environment by integrating matrix model and network model. During agent definition, in addition to basic characteristics, environment sensing and dynamic escape path planning functions are also developed to improve simulation performance. An example OOGP BIM topsides with different emergent scenarios is used to illustrate the developed model. The results showed that the developed model can well simulate evacuation on OOGPs and improve evacuation performance. The developed model was also suggested to be applied to other industries such as the architecture, engineering, and construction industry.

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에이전트 기반 모의를 이용한 방위충분성 기동전단 전력판단 연구 (A Study on War Potential Judgement of Defense Sufficiency Task Group Using Agent-Based Modeling and Simulation)

  • 김영진;이재영
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2007년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.397-407
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    • 2007
  • 본 연구는 에이전트 기반 모의(ABMS:Agent Based Modeling and Simulation)을 이용하여 미래 주변국과의 불확실한 분쟁상황을 모의하고, 상황의 이해(Understandering)와 결과를 예측하여 주변국에 대한 방위충분성(Defense Sufficiency)이 고려된 기동전단의 전력수준을 판단하고 발전방향을 제시하는데 있다. 모의에 앞서 기존문헌과 관련자료, 연구사례를 통하여 ABMS의 이해를 증진하였으며, 방위충분성의 개념을 통하여 연구의 당위성을 제고하였고, 한국과 주변국의 해군력 현황을 살펴 보았다. 그리고 한국 기동전대와 주변국 전력의 분쟁상황을 ABS 모델 MANA(Map Aware Non-uniform Automata)로 모의하였다. 연구결과로 방위충분성 기동전단의 전력수준은 최소한 광개토-III급 4척과 충무공이순신급 $16p{\sim}20$척으로 구성된 $20{\sim}24$척으로 되어야 한다. 한국해군의 발전방향은 현재의 전력증강 계획과 더불어 광개토-III급 1척을 추가 계획하여야 하며 차기 호위함의 전력을 $10{\sim}14$척 규모로 추진해야할 것이다. 또한 차기호위함의 전투체계 능력은 충무공이순신급 이상의 수준으로 개발하여 기동전단 전력으로 활용하는 것이 타당할 것이다.

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메시지 복잡도를 중심으로한 UGV 통신효과 분석 (Analysis of UGV Communication Effectiveness focused on Message Complexity)

  • 장유상;신선우;서다윤;이재영;김종만;유철우;배성민
    • 품질경영학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.503-520
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    • 2017
  • Purpose: In the near future, it is expected that UGV(unmanned ground vehicle) will be put into battle due to IT technology and unmanned technology development. In this study, we analyze the combat effectiveness considering communication effect where complex combat information and commands are transmitted. Methods: We use ABM(agent-based modeling) and wireless channel module which provides sophisticated communication effect through geographic information and UGV performance. And UGV combat simulation using wireless channel module is used to grasp the combat effectiveness according to the number of packets, which is a unit for storing all information and commands having high complexity. Results: The result of this study is to derive the optimal number of packets which does not decrease the combat effectiveness and the number of lost tanks. The number of packet increases, the survival ratio of our tanks are decreased. Conclusion: In this study, we reveal that the communication success or failure could affect the combat effectiveness. Also, it helps develope the standard communication protocol between UGVs and could be applied to analyze the cost effectiveness analysis in UGV combat environment.

에이전트 기반 모델링 및 네트워크 통신 환경을 고려한 UGV 효과분석 (Analysis of UGV Effectiveness Based on ABM(Agent Based Modeling) and Communication Network Environments)

  • 이재영;신선우;김종만
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.89-97
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    • 2018
  • 미래전에서는 무기체계의 상당부분이 무인체계로 대체될 것이며 이들은 상호 통신으로 연결되어 네트워크중심전으로 변화하고 있다. 이에 따라 무인체계 효과분석이 중요한 이슈가 될 것이다. 하지만 무인체계의 주요통제 수단인 통신장애 상황에서 UGV에 대한 효과분석 연구는 매우 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 지형을 고려한 통신장애 상황에서 무인체계의 운용효과분석을 위한 새로운 에이전트기반 모델링 절차를 제시하였다. 추가적으로, 통신장애 상황을 극복할 수 있는 통신중계기를 추가하였을 경우 UGV운용효과의 변화에 대한 분석결과도 제시하였다.

유통매장 내 쇼핑 동선 분석을 위한 에이전트 기반 시뮬레이터 개발 (Development of an Agent-based Simulator for Shopping Path Analysis in Retail Stores)

  • 김상희;메디 케사바즈;이용한
    • 한국전자거래학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.91-110
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    • 2012
  • 최근 유통업체의 운영 효율화를 위한 IT 활용 노력이 증대되고 있다. 이 가운데 유통매장 내 고객 흐름에 대한 분석은, 매대 배치와 상품 그룹핑의 최적화 및 매대별, 지역고객 특성별 서비스 개발에 있어서 핵심적인 부분이다. 에이전트 기반 모델링 및 시뮬레이션(ABMS)은 유통매장 내 고객 흐름을 분석하는데 가장 유망한 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 고객 흐름 분석 기반의 유통매장운영 최적화를 위한 ABMS의 기초 연구로서 고객들의 행동을 분석하여 모델링하고 시뮬레이션 하였다. 고객 행동 모델링을 위하여 구매 물품 리스트에 따른 실제 고객의 행동 특성을 조사하였고, 이를 바탕으로 BDI 기반의 고객 에이전트 모델을 제시하였다. 고객 모델은 BDI 이론의 구성요소인 믿음(Beliefs), 소망(Desires), 그리고 의도(Intentions)와 고객의 특성(Characteristics)을 포함하고 있다. 본 연구 결과는, 향후 매장 내 혼잡도 분석을 위한 모델링 및 시뮬레이션, 그리고 이를 바탕으로 한 상품 그룹핑 및 매대 배치 최적화에 활용될 수 있을 것이다.

네트워크 분석방식 선택에 따른 복잡계 모형과 공간구문론의 상호검증 (Mutual Verification of an Analytic Model of a Complex System and Space Syntax Using Network Analyses)

  • 김석태;윤소희
    • 한국실내디자인학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.45-54
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    • 2017
  • A social phenomenon that occurs in a physical space is said to be a complex system. However, space syntax, which is commonly employed by researchers to identify such social phenomena, has various limitations in interpreting their complexity. On the other hand, agent-based modeling considers a variety of factors including the personality of the agent, objective-oriented work flows, estimation according to time flows and better prediction of space use through diverse parameters depending the situation, as well as the characteristics of the space. The agent-based method thus has the potentials to be developed as an alternative to space syntax techniques. In particular, discrete event driven simulation(DEVS), which is part of the agent-based modeling method, embraces the concept of networks just like space syntax, which allows a possible theoretical linkage in the future. This study suggests a procedural model of agent-based DEVS reflecting two different connection methods, i.e. connections between adjacent areas and those of the entire space, and attempts to identify the relationship between the local and regional indices of space syntax. A number of spaces were selected as examples-one for a preliminary experiment and eight modified for the main experiment-and space syntax and DEVS were applied to each of them. The comparative analysis of the results led to the conclusions as follows: 1) Adjacent connections were closely related to local indices, while the whole-space approach to regional indices. Local integration shows both characteristics. 2) Observation of the time flow model indicated a faster convergence with the range of 1 to 3-fold of the total time of one lap, with the error of less than 10%. 3) The heat map analysis showed more obvious characteristics of using the space for the entire space rather than adjacent connections. 4) Space syntax shows higher eligibility than ABM.

그린카 산업의 학제적 분석 방안에 관한 연구 (A Multidisciplinary Research Framework for Green Car Industry)

  • 최진호;정선양;박경배;장대철;조형례;강승규
    • 기술혁신연구
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    • 제22권3호
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    • pp.101-133
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    • 2014
  • 전 세계적으로 기후변화와 저탄소 소비행태를 향한 움직임이 일어남에 따라 이에 대한 대처가 요구되고 있으며, 국제적인 유가상승은 그린카에 대한 소비자들의 니즈를 촉발시키고 있다. 본 논문은 그린카 산업 플랫폼 구축 정책과 기업전략을 도출하기 위한 선행연구로서 이를 위해 정책프레임 및 실증분석, 개념적/수리적 모델링, 시스템 다이내믹스, ABM 등의 다양한 방법론을 사용하여 다각적으로 접근, 통합하여 플랫폼 관점에서의 학제적 연구 프레임워크를 제시하고자 한다. 먼저 그린카 사례 분석을 위한 산업플랫폼 분석 프레임워크를 도출하고, 필요한 구성 요소들을 제시하였으며 계량경제학 모형을 적용하여 그린 플랫폼(양면시장)에 관련된 기본 모델을 수립하였다. 또한 동태적인 관점에서의 분석을 위해 시스템 다이내믹스 모형을 그린카 환경에 접목하여, 특정 그린카 산업분석에 적용할 수 있는 시스템 다이내믹스 분석 모델을 수립하였다. 마지막으로 보다 미시적 관점에서 한국의 하이브리드 자동차 시장의 활성화 방안에 대하여 ABM을 이용하여 개별 소비자 관점에서 연구하였다. 이를 기반으로 현 한국시장에서 실행 중 혹은 실행 예정인 하이브리드 자동차 정책에 대한 분석 방안을 제시하였다.

기후 변화의 생태계 영향에 대한 ABMS 연구 -빙하감소와 북극곰의 모의실험을 바탕으로- (Analysis of the Ecological Impact of Climate Change using ABMS: A Case Study of Polar Bears and Glacier)

  • 조성진;나유경;이준영;조창현
    • 대한지리학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.291-303
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    • 2011
  • 최근 기후 변화에 따른 생태계의 변화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 생태계 연구에 새로운 연구방법으로서 행위자 기반 모델(ABMS)을 소개하고, 사례연구를 통해 이 분야에 대한 활용 가능성을 제안하고자 한다. ABMS의 활용 가능성을 제안 평가하기 위하여, 기후 변화로 인한 빙하의 감소와 그에 따른 북극곰의 멸종 위기에 대해서 에이전트기반의 모형을 수립하고 모의실험을 실행하였다. 연구 결과는 중요 변수 간 상호작용에 신뢰할 만한 일관성을 발견할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 제안한 빙하-북극곰 모델이 환경 변화에 따른 북극곰 멸종 시기 예측에 기여할 것을 기대할 수 있게 한다. 이에 따라, ABMS는 생태계의 다양한 변화 과정의 분석 일반에 적용이 가능할 것을 기대할 수 있다.

행위자 기반 공간 모델을 이용한 구제역 확산 시뮬레이션 (Foot-and-mouth disease spread simulation using agent-based spatial model)

  • ;염재홍
    • 한국측량학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.209-219
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    • 2013
  • 역학 모델은 질병 확산에 대한 시뮬레이션 및 관련 방역대책을 수립하는데 유용하며, 개체들의 접촉을 통해 전파되는 질병의 공간 확산에 대한 자세한 이해를 가능하게 한다. 이 연구에서는 공간에서 개체 간의 상호작용에 의한 결과로 구제역 전염병의 확산을 시뮬레이션하기 위해 GIS와 통합된 행위자 기반 공간 모델을 제안하고자 한다. 설계된 모델은 모집단, 시간, 공간이라는 세 요소를 고려하여 축산장 간의 간접접촉을 묘사하였다. 모집단의 역학관계는 2010년 경상북도 안동시에서 발생한 구제역 사례를 기준으로 하였으며, 도로를 주행하는 차량에 의한 간접접촉으로 전염병이 전파하는 것으로 설계하였다. 확산 모델은 구제역 전파 확률, 질병에 대한 여러 상태, 질병의 확산 시간, 감염률, 잠복기 및 기타 매개변수 간의 관계를 수식으로 표현하였다. 모델을 이용하여 구제역 발생 상황을 예측하면서 다양한 시나리오를 적용해서 모의실험하였다. 구제역 발생 상황에서 방역 전략을 선정하기 위해 제시된 방법을 이용하여 방역조치를 다양하게 실험하는 것은 구제역 확산을 통제하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

공간 빅데이터를 활용한 행위자 기반 전염병 확산 예측 모형 구축에 관한 연구 -서울특별시 메르스 사태를 중심으로- (A Study on the Agent Based Infection Prediction Model Using Space Big Data -focusing on MERS-CoV incident in Seoul-)

  • 전상은;신동빈
    • 한국지리정보학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.94-106
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    • 2018
  • 역학 모델은 질병 확산에 대한 시뮬레이션 및 관련 방역대책을 수립하는데 유용하며, 개체들의 접촉을 통해 전파되는 질병의 공간 확산에 대한 자세한 이해를 가능하게 한다. 이 연구에서는 공간에서 개체 간의 상호작요에 의한 결과로 메르스 전염병의 확산을 실시간적으로 시뮬레이션하기 위해 공간 빅데이터와 통합된 행위자 기반 공간 모델을 제안하고자 한다. 설계된 모델은 모집단, 시간, 공간이라는 세 요소를 고려하여 병원간의 직접접촉을 묘사하였다. 모집단의 역학관계는 2015년 서울특별시에서 발생한 메르스 사례를 기준으로 하였으며, 도로를 이동하는 사람과 메르스 환자가 발생한 병원과의 직접접촉으로 전염병이 전파하는 것으로 설계하였다. 모델을 이용하여 메르스 발생 상황을 예측하면서 시계열별로 실제 메르스 확산과 본 모형의 결과를 비교분석 하여 모형의 타당성을 검증하였으며, 다양한 시나리오를 적용해서 모의실험을 수행하였다. 메르스 발생 상황에서 방역 전략을 선정하기 위해 제시된 방법을 이용하여 방역조치를 다양하게 실험하는 것은 메르스 확산을 통제하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.