• 제목/요약/키워드: Dynamic Shortest Path

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GIS기반 최적 경로안내 시스템 개발 (Development of Optimal Routes Guidance System based on GIS)

  • 유환희;우해인;이태수
    • 대한공간정보학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.59-66
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    • 2002
  • 산업구조의 급속한 변화로 인해 물류비가 증대되고, 물류체계의 필요성이 절실히 요구되고 있다. 한정된 도로상황에서 날로 심해져가는 교통체증은 물류비의 20%이상을 차지하는 물류배달 비용의 비중을 더 더욱 높이고 있는 현실에서 물류배달을 위한 최단 및 최적경로 탐색 시스템의 요구는 기업뿐 아니라 많은 시간을 차 속에서 허비해야하는 현대인들에게 긴요한 것이다. 이러한 경로탐색을 위한 시스템의 필요로 최단경로 알고리즘을 GIS와 접목시켜 최단경로 탐색을 위한 시스템을 개발하고, 이 시스템에 도시교통 및 도시 가로망의 특성을 고려하여 보다 현실성을 갖춘 최단경로 시스템을 개발하고자 하였다. 또한 향후에 실시될 실시간 교통정보 제공 등의 교통상황의 동적변화를 고려하여, 최신의 교통상황을 경로탐색에 반영할 수 있도록, 경로탐색에서 고려될 경중률 데이터의 동적 갱신을 가능하게 하였다. 이렇게 구축된 시스템을 최종적으로 웹 상에 서비스할 수 있도록 MapObjects IMS를 이용하여 개발하였다.

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무인 주행 차량의 주행 특성과 주행 시간을 고려한 경로 생성 및 주행 알고리즘 (Path Planning for the Shortest Driving Time Considering UGV Driving Characteristic and Driving Time and Its Driving Algorithm)

  • 노치범;김민호;이민철
    • 로봇학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.43-50
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    • 2013
  • $A^*$ algorithm is a global path generation algorithm, and typically create a path using only the distance information. Therefore along the path, a moving vehicle is usually not be considered by driving characteristics. Deceleration at the corner is one of the driving characteristics of the vehicle. In this paper, considering this characteristic, a new evaluation function based path algorithm is proposed to decrease the number of driving path corner, in order to reduce the driving cost, such as driving time, fuel consumption and so on. Also the potential field method is applied for driving of UGV, which is robust against static and dynamic obstacle environment during following the generated path of the mobile robot under. The driving time and path following test was occurred by experiments based on a pseudo UGV, mobile robot in downscaled UGV's maximum and driving speed in corner. The experiment results were confirmed that the driving time by the proposed algorithm was decreased comparing with the results from $A^*$ algorithm.

Performance Improvement on MPLS On-line Routing Algorithm for Dynamic Unbalanced Traffic Load

  • Sa-Ngiamsak, Wisitsak;Sombatsakulkit, Ekanun;Varakulsiripunth, Ruttikorn
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.1846-1850
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    • 2005
  • This paper presents a constrained-based routing (CBR) algorithm called, Dynamic Possible Path per Link (D-PPL) routing algorithm, for MultiProtocol Label Switching (MPLS) networks. In MPLS on-line routing, future traffics are unknown and network resource is limited. Therefore many routing algorithms such as Minimum Hop Algorithm (MHA), Widest Shortest Path (WSP), Dynamic Link Weight (DLW), Minimum Interference Routing Algorithm (MIRA), Profiled-Based Routing (PBR), Possible Path per Link (PPL) and Residual bandwidth integrated - Possible Path per Link (R-PPL) are proposed in order to improve network throughput and reduce rejection probability. MIRA is the first algorithm that introduces interference level avoidance between source-destination node pairs by integrating topology information or address of source-destination node pairs into the routing calculation. From its results, MIRA improves lower rejection probability performance. Nevertheless, MIRA suffer from its high routing complexity which could be considered as NP-Complete problem. In PBR, complexity of on-line routing is reduced comparing to those of MIRA, because link weights are off-line calculated by statistical profile of history traffics. However, because of dynamic of traffic nature, PBR maybe unsuitable for MPLS on-line routing. Also, both PPL and R-PPL routing algorithm we formerly proposed, are algorithms that achieve reduction of interference level among source-destination node pairs, rejection probability and routing complexity. Again, those previously proposed algorithms do not take into account the dynamic nature of traffic load. In fact, future traffics are unknown, but, amount of previous traffic over link can be measured. Therefore, this is the motivation of our proposed algorithm, the D-PPL. The D-PPL algorithm is improved based on the R-PPL routing algorithm by integrating traffic-per-link parameters. The parameters are periodically updated and are dynamically changed depended on current incoming traffic. The D-PPL tries to reserve residual bandwidth to service future request by avoid routing through those high traffic-per-link parameters. We have developed extensive MATLAB simulator to evaluate performance of the D-PPL. From simulation results, the D-PPL improves performance of MPLS on-line routing in terms of rejection probability and total throughput.

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Design and Implementation of the Systolic Array for Dynamic Programming

  • Lee, Jae-Jin;Tien, David;Song, Gi-Yong
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제4권3호
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    • pp.61-67
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    • 2003
  • We propose a systolic array for dynamic programming which is a technique for solving combinatorial optimization problems. We derive a systolic array for single source shortest path Problem, SA SSSP, and then show that the systolic array serves as dynamic Programming systolic array which is applicable to any dynamic programming problem by developing a systolic array for 0 1 knapsack problem, SA 01KS, with SA SSSP for a basis. In this paper, each of SA SSSP and SA 01KS is modeled and simulated in RT level using VHDL, then synthesized to a schematic and finally implemented to a layout using the cell library based on 0.35${\mu}{\textrm}{m}$ 1 poly 4 metal CMOS technology.

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디지털 로드맵 데이터베이스에서 효율적인 동적 경로 질의어 처리 방안 (An Efficient Dynamic Path Query Processing Method for Digital Road Map Databases)

  • 정성원
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제28권3호
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    • pp.430-448
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    • 2001
  • 차량 항법 시스템에서 가장 중요한 기능중의 하나는 현재 위치로부터 목적지까지의 가능한 경로들 최단경로를 계산하는 일이다. 차량 항법 시스템의 중요한 어려움 중 하나는 대용량 디지털 로드맵상에서 최단경로를 구할 때 많은 계산 시간이 소요된다는 점이다. 차량 항법 시스템은 실시간 시스템이므로, 제한 시간을 만족하여 최소 비용 경로를 계산하는 것은 매 우 중요하다. 본 논문에서는 대용량의 디지털 로드맵(Road Maps)에서 최단 경로 계산을 효 율적이고 빠르게 하기 위해서 디지털 로드맵을 효율적으로 계층 구조화하는 HiTi(Hierarchical MulTi) 그래프 모델을 개발하였다. 제안된 HiTi 그래프 모델에 기반을 둔 SPAH라는 새로운 최단 경로 알고리즘을 제안하고, SPAH가 계산한 최단경로의 최적성 (Optimality)을 증명하였다. SPAH의 성능분석을 통하여 SPAH가 기존의 다른 최단 경로 계 산 알고리즘들 보다 훨씬 빠르게 최단경로를 계산한다는 것을 보여주었다. HiTi 그래프 방 법은 여러 가지 측면에서 다른 유사한 방법들과 상세하게 성능실험을 통하여 장.단점이 비 교 분석되어 졌다.

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동적 프로그래밍을 이용한 최적복합운송 알고리즘 (An Optimal Intermodal-Transport Algorithm using Dynamic Programming)

  • 조재형;김현수;최형림;박남규;김소연
    • 한국산업정보학회:학술대회논문집
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    • 한국산업정보학회 2006년도 춘계 국제학술대회 논문집
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    • pp.95-108
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    • 2006
  • 본 논문은 수출입 컨테이너 화물의 국제물류에 대한 최적의 복합운송 경로를 도출하기 위한 동적 프로그램 알고리즘을 제시한다. 현재 3자물류 시장의 급부상, 운송업계의 경쟁가열화, 운송경로의 다양화 및 글로벌화가 추구되면서 복합운송을 고려한 수송계획의 효율화가 필요한 실정이다. 그러므로 2가지 이상의 운송수단을 이용하는 복합운송의 특징을 살펴보고, 운송비용과 운송시간을 고려한 WCSPP(Weighted Constrained Shortest Path Problem) 모형을 제시한다. 본 모형을 통해 도출된 목적함수 결과값을 이용하여 실행가능영역을 설정한 뒤, 동적 프로그래밍(Dynamic Programming)중 하나인 Label Setting 알고리즘을 응용하여, 두가지 목적함수를 동시에 만족할 수 있는 파레토 최적해를 도출하였다. 또한 본 알고리즘의 성능을 향상시키기 위해 가지치기 규칙을 함께 제안한다. 본 알고리즘을 부산에서 출발하여 로테르담까지 도착하는 실제 운송경로에 적용하였으며, 단일운송수단 및 기존의 복합운송 경로와 비교해 봄으로써 운송비용 및 운송시간의 절감효과를 정량적으로 측정하였다.

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미로 환경에서 최단 경로 탐색을 위한 실시간 강화 학습 (Online Reinforcement Learning to Search the Shortest Path in Maze Environments)

  • 김병천;김삼근;윤병주
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제9B권2호
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    • pp.155-162
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    • 2002
  • 강화 학습(reinforcement teaming)은 시행-착오(trial-and-er개r)를 통해 동적 환경과 상호작용하면서 학습을 수행하는 학습 방법으로, 실시간 강화 학습(online reinforcement learning)과 지연 강화 학습(delayed reinforcement teaming)으로 분류된다. 본 논문에서는 미로 환경에서 최단 경로를 빠르게 탐색할 수 있는 실시간 강화 학습 시스템(ONRELS : Outline REinforcement Learning System)을 제안한다. ONRELS는 현재 상태에서 상태전이를 하기 전에 선택 가능한 모든 (상태-행동) 쌍에 대한 평가 값을 갱신하고 나서 상태전이를 한다. ONRELS는 미로 환경의 상태 공간을 압축(compression)하고 나서 압축된 환경과 시행-착오를 통해 상호 작용하면서 학습을 수행한다. 실험을 통해 미로 환경에서 ONRELS는 TD -오류를 이용한 Q-학습과 $TD(\lambda{)}$를 이용한 $Q(\lambda{)}$-학습보다 최단 경로를 빠르게 탐색할 수 있음을 알 수 있었다.

Top-n 스카이라인 질의를 이용한 다차원 외판원 순회문제 기법 (Multi-Dimensional Traveling Salesman Problem Scheme Using Top-n Skyline Query)

  • 진창균;오덕신;김종완
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제9권1호
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    • pp.17-24
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    • 2020
  • 외판원 순회문제(Traveling Salesman Problem)는 세일즈맨이 한 도시(node)를 출발하여 모든 도시를 한 번씩 방문한 후 다시 출발점으로 되돌아오는 최적 경로를 반환한다. 이 기법은 도시의 수가 늘어날수록 연산횟수가 기하급수적으로 늘어나는 단점으로 인해 실생활에서 여러 노드(node)를 방문해야 하는 놀이동산이나 택배에 적용하기에는 탐색 성능에 한계가 있다. 또한, 최적 경로 탐색은 각 노드 사이의 거리를 1차원 속성으로 사용하기 때문에 이동시간, 관심도, 대기시간 등의 다차원속성을 고려하는 사용자의 요구를 만족하기 어렵다. 본 논문에서는 이와 같은 단점을 해결하기 위하여 Top-n 스카이라인 질의(Skyline query)를 이용한 다차원 외판원 순회문제(TS-MDT, Top-n Skyline-Multi Dimensional TSP) 알고리즘을 제안한다. 제안기법은 스카이라인의 지배원칙에 따라 다중 속성의 노드들을 제거함으로써 연산횟수의 감소를 통한 신속한 연산과 최적 경로를 반환한다. 실험에서는 1차원 속성의 데이터를 사용한 기존의 동적 계획법과 다차원속성을 처리하는 제안기법의 연산시간을 비교한 결과, 같은 데이터 개수일 때 다차원속성을 처리하는 제안기법이 더 빠른 것으로 나타났다.

OSPF라우팅 프로토콜의 패킷 처리 분석 (Packet Processing Analysis of OSPF Routing Protocol)

  • 최승한;주성순
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.477-480
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    • 2000
  • Open Shortest Path First(OSPF) is a dynamic, hierarchical routing protocol designed to support routing in TCP/IP networks. Currently, OSPF is used as Interior Gateway Protocol(IGP) in many routers. In this paper, we analyze the variation of number of OSPF routing packets in case of changing the network configuration. The results show that the number of packets in case of adding new link increase five times than one in case of normal operation.

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퍼지시스템과 포텐셜 필드를 이용한 다중 이동로봇의 충돌회피 최적경로 연구 (Study on the Collision Free Optimal Path for Multi Mobile Robots Using Fuzzy system and Potential Field)

  • 이종호;김동원
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제47권2호
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    • pp.66-72
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    • 2010
  • 자율적인 다중이동 로봇환경에서는 현시점에서 목표점까지 장애물과 충돌없이 연결하는 최적 경로를 설정하는 것은 필수불가결하며 매우 중요하다. 실제 많은 이동로봇은 주위 장애물에 대하여 주어진 정보 없이 미지의 환경에서 자율적 이동이 가능해야 한다. 따라서 본 논문에서는 다중이동 로봇환경에 적합한 새로운 형태의 충돌회피 최적경로에 대한 방법을 연구한다. 잘 알려진 포텐셜필드 방법을 이용하여 다중이동 로봇의 전역경로를 계획하고, 퍼지로직 시스템을 이용하여 각 로봇에 근접하는 혹은 경로를 가로막는 장애물과의 충돌을 피하기 위한 지역경로를 계획한다. 제안된 방법의 성능 및 정확성을 검증하기 위해 다양한 모의실험을 진행하여 결과를 검증하고 이의 결과를 토의한다.