• 제목/요약/키워드: DP - 동적 계획법

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주행문제를 위한 최신 근사적 동적계획법의 적용 (Application of Recent Approximate Dynamic Programming Methods for Navigation Problems)

  • 민대홍;정근우;권기영;박주영
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.737-742
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    • 2011
  • 주행문제는 불확실한 외란의 영향을 받는 이동로봇 등의 시스템에 대하여 각종 제약조건들을 만족하도록 하는 제어 입력을 결정하는 과제를 포함한다. 이러한 과제는 제약조건을 갖는 확률 제어 문제로 모델링될 수 있다. 이러한 종류의 제어문제를 풀기 위하여, 최적 가치함수 개념에 의존하는 동적 계획법의 활용을 시도해볼 수 있다. 하지만, 대부분의 실제 문제에서 이러한 시도는 많은 어려움, 예컨대, 시스템의 완벽한 모델이 알려지지 않거나, 최적 제어정책을 구하기 위한 계산이 불가능하거나, 수없이 많은 계산 자원을 필요로 하는 등의 문제점을 안겨줄 수 있다. 이러한 동적 계획법의 어려움을 극복하기 위한 전략으로, 근사적 가치함수에 의존하여 준최적 제어정책을 구하는 근사적 동적 계획법을 사용할 수 있다. 본 논문에서는 최근에 제시된 근사 동적 계획법들을 복잡한 제약조건을 갖는 주행 문제에 적용하여 보고 그 결과로 얻어지는 성능 특성을 관찰해 본다.

위험도를 고려한 최소비용 도시우수관망 설계의 최적화 모형개발 (I): 모형의 개발과 시험유역의 적용 (Development of Optimal Design Simulation Model for Least Cost Urban Sewer System Considering Risk (I))

  • 장석환;박상우
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권12호
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    • pp.1021-1028
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    • 2005
  • 본 연구는 도시 우수관망 설계 시 주어진 설계유랑을 효율적이고 경제적인 단면 구성과 관망에 따른 우수배제능력을 극대화시키기 위해 최적화된 설계를 통하여 경제적인 우수시스템을 설계할 수 있는 모형의 개발이 이루어져야 할 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 최적화 기법으로 동적계획법(Dynamic Programming : DP)의 특수한 방법인 이산미분형 동적계획법(Discrete Differential Dynamic Programming : DDDP)를 이용해 최적화된 설계조건을 구할 수 있도록 하였다. 이산미분형 동적계획법의 기법은 설계유랑과 맨홀의 위치가 결정되면 그에 따른 최적 우수시스템이 될 수 있는 관의 용량, 경사, 수위, 수심, 위험도, 회수비용 등을 결정할 수 있는 방법으로 이는 공사비용에 따른 최소비용을 목적함수로 위험도 분석을 통하여 최적화된 조건을 찾는 방법으로 모형개발을 하였다.

라오스 남능강 발전소의 최대전력생산을 위해 동적계획법을 활용하여 저수지 운영규정곡선 개발 (Development of reservoir operation rule curve using DP for max hydro-power generation of power station in the Nam Ngum River in Lao PDR.)

  • 이현재;장웅철;이일주;이진희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.106-106
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    • 2021
  • 라오스 남능강 유역에는 현재 11개의 수력 발전 댐이 운영되고 있으며 최근에 설치된 댐을 제외하고는 오래전에 개발된 운영규정 곡선에 근거하여 운영하고 있다. 즉 댐의 증설에 따른 하천 유량의 변동과 발전소의 설비용량증설 등의 발전환경이 충분히 반영되지 못한 상태로 운영하고 있으며, 이로 인해 통합수자원 관리의 최적화 차원의 일환으로 최대 전력생산을 위한 새로운 저수지 운영규정 곡선 개발이 필요하게 되었다. 저수지 운영규정 곡선(reservoir operation rule curve)은 일반적으로 주어진 저수지의 규모와 저수지로의 유입량 그리고 발전소의 설비용량 등의 발전환경을 종합적으로 고려하여 연간 발전량을 최대로 생산할 수 있도록 최적화 기법 등을 활용하여 개발한다. 본 고에서는 이를 위해 범용적인 동적 계획법(Dynamic Programming:DP)프로그램인 CSUDP를 활용하여 최초의 최적 저수지 운영규정 곡선을 제시하고 이에 의한 발전량을 모의하기 위해 HEC-ResSim package를 활용하였으며, 최종적으로는 기존의 운영규정 곡선, 운영실적, 그리고 현장 운영자의 의견 등을 종합적으로 고려하여 댐 운영 시나리오(단독, 연결, 댐별 상업 발전 시기 등)별로 운영규정 곡선을 개발하고 라오스 정부(EdL)에 제시하였다.

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우수관망 시스템 설계에 있어서의 최적화기법의 비교 (Comparison of Optimization Techniques in Cost Design of Stormwater Drainage Systems)

  • 김명수;이창용;김태진;이정호;김중훈
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.51-60
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm), 음정탐색법(Harmony Search)과 같은 발견적 방법과 동적계획법과 같은 최적화 기법들이 분기형 우수관망시스템의 최적비용 설계법에 적용됨에 있어 효율성을 비교하는데 있다. 이 목적에 맞추어 본 연구에서는 두 개의 우수관거 설계모형을 개발하였다.. 하나는 SEWERGA이고 다른 하나는 SEWERHS로서 각각의 모형은 결정변수로 최적의 파이프 매설깊이를 채택하였다. 이 두 모형은 유량과 유속의 제약조건을 만족시키는 가운데 파이프의 적절한 매설깊이에 따른 최적관경도 결정한다. 이 두 모델을 1975년 동적계획법(Dynamic Programming)을 이용하여 Mays와 Yen에 의해 계산된 예제에 적용하였다. SEWERGA와 SEWERHS에 의해 계산된 결과는 동적계획법에 의한 연구결과보다 약 4%의 비용 절감 효과가 있는 것으로 나타났다.

위험도를 고려한 최소비용 도시우수관망 설계의 최적화 모형개발 (II): 위험도를 고려한 최적화 모형 (Development of Optimal Design Simulation Model for Least Cost Urban Sewer System Considering Risk (II))

  • 박상우;장석환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권12호
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    • pp.1029-1037
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    • 2005
  • 본 연구는 도시 우수관망 설계 시 주어진 설계유량을 효율적이고 경제적인 단면 구성과 관망에 따른 우수배제 능력을 극대화시키기 위해 최적화 기법인 동적계획법(Dynamic Programming : DP)의 특수한 방법인 이산미분형 동적계획법(Discrete Differential Dynamic programming DDDP)를 이용해 최적화된 설계조건을 구할 수 있도록 하였다. 이산미분형 동적계획법의 기법은 설계유량과 맨홀의 위치가 결정되면 그에 따른 최적 우수시스템이 될 수 있는 관의 용량, 경사, 수위, 수심, 위험도, 회수비용 등을 결정할 수 있는 방법으로 이는 공사비용에 따를 최소비용을 목적함수로 위험도 분석을 통하여 최적화된 조건을 찾는 방법으로 모형개발을 하였다. 개발된 모형을 실제 단지계획의 합리식으로 설계된 우수관망 계획과 비교 검증하여 보다 경제적이고 효율적인 우수관망 시스템을 구축하는 모형을 제시하였다.

효율적인 동적계획법을 이용한 최적 교통 신호제어 (Optimal Traffic Signal Control Using an Efficient Dynamic Programming)

  • 박윤선;김창욱
    • 대한산업공학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.315-324
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    • 2000
  • This paper presents an efficient dynamic programming(DP) method, so called EDPAS (Efficient Dynamic Programming Algorithm for Signal), for optimally controlling traffic signal in real-time mode at a single intersection. The objective of EDPAS is to minimize total vehicle delay. It applies reaching method to solve forward DP functional equation, which does not need any priori knowledge on the states of DP network. Two acceleration techniques within reaching method are the main feature of EDPAS. They are devised to eliminate inferior DP states by comparing between states and maintaining incumbent value, resulting in a great amount of computational efficiency. An example is shown to verify the advantage of EDPAS.

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순서 의존적인 작업시간을 갖는 작업들의 스케쥴링을 위한 동적계획법 (Dynamic Programming Algorithms for Scheduling Jobs with Sequence-Dependent Processing Times)

  • 이문규;이승주
    • 대한산업공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.431-446
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    • 1998
  • In this paper, we consider the problem of scheduling n jobs with sequence-dependent processing times on a set of parallel-identical machines. The processing time of each job consists of a pure processing time and a sequence-dependent setup time. The objective is to maximize the total remaining machine available time which can be used for other tasks. For the problem, we first propose a dynamic programming(DP) algorithm for sequencing jobs processed on a single machine. The algorithm is then extended to handle jobs on parallel-identical machines. Finally, we developed an improved version of the algorithm which generates optimal solutions using much smaller amount of memory space and computing time. Computational results are provided to illustrate the performance of the DP algorithms.

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라오스 남능강 유역 다중 저수지 시스템의 최적 수력발전 운영규정 곡선 개발 (Development of Multi-Reservoir System Operation Rule Curves for Hydropower Maximization in the Nam Ngum River Basin of Lao PDR)

  • 이현재;장웅철;이일주;이진희
    • 대한토목학회논문집
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    • 제42권6호
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    • pp.803-814
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    • 2022
  • 라오스 정부는 증가할 것으로 예상되는 전기 수요량을 충족하기 위해, 남능강 유역 내에 기존 8개소의 발전소 외에도 발전소 댐을 지속적으로 개발하고 있거나 기존 발전소의 발전 설비용량을 증설하고 있다. 이에 따라 라오스 정부는 발전소를 효율적으로 운영하기 위해 기존 저수지 운영규정 곡선(reservoir operation rule curve)을 갱신할 필요성을 제기하였다. 본 연구는 이를 위해 범용적인 동적 계획법(Dynamic Programming:DP) 프로그램인 CSUDP를 활용하여 발전소에서 생산되는 연간 발전량을 극대화하기 위해 현재의 단독 운영체계 외에 연계 운영체계도 검토하였다. 이의 결과로부터 적절한 운영규정 곡선 형태(URC/LRC, MRC)를 추출하였고, 이를 HEC-ResSim 프로그램의 저수지 운영 세트의 운영기초 자료로 입력하여 연간 발전량을 모의하였다. 모의된 연간 발전량과 기존의 운영규정 곡선, 운영실적, 그리고 현장 운영자의 의견 등을 종합하여, 대상 발전소의 연간 발전량을 최대화하는 최적의 저수지 운영규정 곡선(reservoir operation rule curve)을 개발하였다. 이 경우, 저수지를 연계하여 운영하는 체계가 저수지 단독의 운영체계보다 연계에 따른 시너지 효과로 약 2.5 %의 발전량을 더 생산하는 것으로 모의 되었다.

동적계획법과 적응 비용 변환을 이용한 영상 모자이크의 seam-line 결정 (Seam-line Determination in Image Mosaicking using Adaptive Cost Transform and Dynamic Programming)

  • 전재춘;서용철;김형석
    • 한국지리정보학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.16-28
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    • 2004
  • 영상 모자이크 작업에서 두 영상 간의 경계선이 보이지 않는 최적의 seam-line을 구하기 위해 화소값 차이 변환과 동적계획법 이용 알고리즘을 제안하였다. 영상 간의 경계선은 두 영상의 화소값 차이가 적은 화소를 따라 형성되는 것이 시각적 부담이 적다. 이 화소들을 연결하는 것은 최적 경로를 찾는 알고리즘을 이용할 수 있다. 최적 경로 결정에 효과적인 동적계획법을 seam-line 결정에 직접 적용하변 화소값의 차이뿐만 아니라, seam-line의 길이에 따라 영향을 받는 거리영향문제가 발생한다. 이 논문에서는 적응적 변환함수를 사용하여 비용 변환을 수행하고, 변환된 비용공간 상에서 동적계획법을 적용하여 거리영향이 억제된 최적 seam-line을 구할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 또한 결정된 seam-line을 평가하기 위해 일정한 개수의 상위 화소값의 차이를 누적한 값(SFBPD)을 척도로 제시하였다. 제안한 seam-line 결정방법을 다양한 종류의 영상에 대해 적용 실험하였으며, 시각적 및 SBPD 값에 의한 수치적 결과를 제시하였다.

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Laguerre Polynomial을 이용한 저수지군의 최적제어 (Optimal Control of Multireservoirs Using Discrete Laguerre Polynomials)

  • 이재형;김민환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.91-102
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    • 1991
  • 저수지군을 최적으로 운영하려고 할때 일반적으로 동적계획법을 이용하는데 저수지 수의 증가와 변수의 이산화에 따라 계산 용량이 지수적으로 팽창하는 결점을 내포하고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 저수지 시스템 변수가 LP(Laguerre Polynomial)로 표현된 새로운 모형 개발을 시도하였다. 새로운 계획모형은 QP(Quadratic Programming) 형태이다. 이 모형의 해는 확장 라그란지안 곱수 방법(Augmented Lagrangian Multiplier Method)의 비선형계획법에 의해서 QP해를 구하였다. 그 결과 저수 수준은 기존의 결과보다 높게 유지하려는 경향을 보였으며, 평가된 편익 값은 다른 방법들과 비슷한 값이었다.

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