• 제목/요약/키워드: Graph Theory

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Spatial target path following and coordinated control of multiple UUVs

  • Qi, Xue;Xiang, Peng;Cai, Zhi-jun
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제12권1호
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    • pp.832-842
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    • 2020
  • The coordination control of multiple Underactuated Underwater Vehicles (UUVs) moving in three dimensional space is investigated in this paper. The coordinated path following control task is decomposed into two sub tasks, that is, path following control and coordination control. In the spatial curve path following control task, path following error dynamics is build in the Serret-Frenet coordinate frame. The virtual reference object can be chosen freely on the desired spatial path. Considering the speed of the UUV, the line-of-sight navigation is introduced to help the path following errors quickly converge to zero. In the coordination control sub task, the communication topology of multiple UUVs is described by the graph theory. The speed of each UUV is adjusted to achieve the coordination. The path following system and the coordination control system are viewed as the feedback connection system. Input-to-state stable of the coordinated path following system can be proved by small gain theorem. The simulation experiments can further demonstrate the good performance of the control method.

Dynamic Configuration and Operation of District Metered Areas in Water Distribution Networks

  • Bui, Xuan-Khoa;Kang, Doosun
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.147-147
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    • 2021
  • A partition of water distribution network (WDN) into district metered areas (DMAs) brings the efficiency and efficacy for water network operation and management (O&M), especially in monitoring pressure and leakage. Traditionally, the DMA configurations (i.e., number, shape, and size of DMAs) are permanent and cannot be changed occasionally. This leads to changes in water quality and reduced network redundancy lowering network resilience against abnormal conditions such as water demand variability and mechanical failures. This study proposes a framework to automatically divide a WDN into dynamic DMA configurations, in which the DMA layouts can self-adapt in response to abnormal scenarios. To that aim, a complex graph theory is adopted to sectorize a WDN into multiscale DMA layouts. Then, different failure-based scenarios are investigated on the existing DMA layouts. Here, an optimization-based model is proposed to convert existing DMA layouts into dynamic layouts by considering existing valves and possibly placing new valves. The objective is to minimize the alteration of flow paths (i.e., flow direction and velocity in the pipes) while preserving the hydraulic performance of the network. The proposed method is tested on a real complex WDN for demonstration and validation of the approach.

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Multidimensional Analysis of Consumers' Opinions from Online Product Reviews

  • Taewook Kim;Dong Sung Kim;Donghyun Kim;Jong Woo Kim
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제29권4호
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    • pp.838-855
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    • 2019
  • Online product reviews are a vital source for companies in that they contain consumers' opinions of products. The earlier methods of opinion mining, which involve drawing semantic information from text, have been mostly applied in one dimension. This is not sufficient in itself to elicit reviewers' comprehensive views on products. In this paper, we propose a novel approach in opinion mining by projecting online consumers' reviews in a multidimensional framework to improve review interpretation of products. First of all, we set up a new framework consisting of six dimensions based on a marketing management theory. To calculate the distances of review sentences and each dimension, we embed words in reviews utilizing Google's pre-trained word2vector model. We classified each sentence of the reviews into the respective dimensions of our new framework. After the classification, we measured the sentiment degrees for each sentence. The results were plotted using a radar graph in which the axes are the dimensions of the framework. We tested the strategy on Amazon product reviews of the iPhone and Galaxy smartphone series with a total of around 21,000 sentences. The results showed that the radar graphs visually reflected several issues associated with the products. The proposed method is not for specific product categories. It can be generally applied for opinion mining on reviews of any product category.

심양 서탑 코리아타운의 도시 포용성 연구: 행위자-연결망 이론을 중심으로 (Examining the Urban Inclusivity of Xita Koreatown in Shenyang: With a Focus of the Actor-Network Theory)

  • 이심홍;김민형
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.177-189
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    • 2020
  • 본 연구는 심양 서탑 코리아타운의 장소성을 새롭게 규명하기 위하여 포용도시의 주요 담론을 토대로 행위자-연결망 이론에 기반한 도시 포용성의 개념적 구조를 확립하고, 이를 해당 공간에 적용하여 분석하였다. 사례 분석의 과정은 신중국 건국부터 현재까지의 시기를 서탑 코리아타운의 맹아기와 발전기로 나누어 주요 행위자를 추출하고, 이 지역의 변화를 대표하는 여섯 개의 시기별로 각각의 행위자-연결망의 네트워크 그래프를 작성하였다. 이를 통하여 해당 공간의 도시 표용성 변화 추이를 해석하고 포용도시의 실현가능성을 전망하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 서탑 코리아타운을 구성하는 행위자의 수와 종류는 한중 수교를 기점으로 빠르게 증가하였으며, 행위자-연결망 역시 도시 포용성의 전 지표에서 지속적으로 강화되었다. 둘째, 서탑 코리아타운의 특수성을 대표하는 조선족, 한국인, 현지인, 북한인 등의 주요 인간 행위자들의 행위성이 비약적으로 증진하였다. 셋째, 문화교류와 관련 정책 행위자가 성장하면서 이 지역의 행위자-연결망은 유래없는 도약을 성취하였다. 결론적으로, 심양 서탑 코리아타운의 도시 포용성은 지속적으로 상승하고 있으며, 이 지역의 도시 포용성을 더욱 향상시킬 잠재적 요인 또한 다수 관찰된다.

개인통신망 설계를 위한 최소 비용 경로 (Minimum Cost Path for Private Network Design)

  • 최홍식;이주영
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제26권11호
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    • pp.1373-1381
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    • 1999
  • 이 논문에서는 통신망 설계 응용분야의 문제를 그래프 이론 문제로써 고려해 보았다. 개별 기업체가 서로 떨어진 두 곳을 연결하고자 할 때 공용통신망의 회선을 빌려 통신망을 구축하게 되는데 많은 경우 여러 종류의 회선들이 공급됨으로 어떤 회선을 선택하느냐의 문제가 생긴다. 일반적으로 빠른 회선(low delay)은 느린 회선(high delay)에 비해 비싸다. 그러나 서비스의 질(Quality of Service)이라는 요구사항이 종종 종단지연(end-to-end delay)시간에 의해 결정되므로, 무조건 낮은 가격의 회선만을 사용할 수는 없다. 결국 개별 기업체의 통신망을 위한 통로를 공용 통신망 위에 덮어씌워(overlaying) 구축하는 것의 여부는 두 개의 상반된 인자인 가격과 속도의 조절에 달려 있다. 따라서 일반적인 최소경로 찾기의 변형이라 할 수 있는 다음의 문제가 본 논문의 관심사이다. 두 개의 지점을 연결하는데 종단지연시간의 한계를 만족하면서 최소경비를 갖는 경로에 대한 해결을 위하여, 그래프 채색(coloring) 문제와 최단경로문제를 함께 포함하는 그래프 이론의 문제로 정형화시켜 살펴본다. 배낭문제로의 변환을 통해 이 문제는 {{{{NP-complete임을 증명하였고 {{{{O($\mid$E$\mid$D_0 )시간에 최적값을 주는 의사선형 알고리즘과O($\mid$E$\mid$)시간의 근사 알고리즘을 보였다. 특별한 경우에 대한 {{{{O($\mid$V$\mid$ + $\mid$E$\mid$)시간과 {{{{O($\mid$E$\mid$^2 + $\mid$E$\mid$$\mid$V$\mid$log$\mid$V$\mid$)시간 알고리즘을 보였으며 배낭 문제의 해결책과 유사한 그리디 휴리스틱(greedy heuristic) 알고리즘이 그물 구조(mesh) 그래프 상에서 좋은 결과를 보여주고 있음을 실험을 통해 확인해 보았다.Abstract This paper considers a graph-theoretic problem motivated by a telecommunication network optimization. When a private organization wishes to connect two sites by leasing physical lines from a public telecommunications network, it is often the cases that several categories of lines are available, at different costs. Typically a faster (low delay) lines costs more than a slower (high delay) line. However, low cost lines cannot be used exclusively because the Quality of Service (QoS) requirements often impose a bound on the end-to-end delay. Therefore, overlaying a path on the public network involves two diametrically opposing factors: cost and delay. The following variation of the standard shortest path problem is thus of interest: the shortest route between the two sites that meets a given bound on the end-to-end delay. For this problem we formulate a graph-theoretical problem that has both a shortest path component as well as coloring component. Interestingly, the problem could be formulated as a knapsack problem. We have shown that the general problem is NP-complete. The optimal polynomial-time algorithms for some special cases and one heuristic algorithm for the general problem are described.

장기요양보험제도의 도입에 따른 노인요양시설의 공간구조 변화에 관한 연구 (A Study on the Spatial Structure Change of Elderly Care Facility according to Introduction of Long-Term Care Insurance)

  • 윤소희;김석태
    • 의료ㆍ복지 건축 : 한국의료복지건축학회 논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.67-80
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    • 2014
  • Purpose : Long-term Care Insurance sets up facility standard and installation standard of aged care facilities and decides the presence of minimum number of rooms and its size in care facilities by using systematic instruments. Therefore, most aged care facilities had renovation in expansion and reconstruction following the revised regulations and even facility space structure and space composition are continuously improving. The study is to determine the purpose and trend by comparing before and after space composition of facilities which followed the implementation of Long-term Care Insurance and also to suggest hierarchical space composition suitable for aged care facilities through derived problems and to provide basic materials to plan the most appropriate facility for the aged. Methods : J-graph based on Space Syntax Theory will be schematized through in-site facility survey and before and after facility floor plan. Space composition trend will be analyzed by comparing indexes through S3 program. Results : As a result of 5 cases analysis, the following results were found; the average of whole space depth is increasing due to the Extension, the number of volunteers is decreasing and rooms for geriatric care helpers are being created due to the geriatric care helper introduction duty. Also, there are solariums being created to improve the health of the aged and dispensaries are being placed on every floor with the increase of documentary work for geriatric care helpers. With the policy implementation, care facility space composition and structure are changing with facility standard and it was analyzed that facilities were mostly put under the control of limited number of people in care room and total ground area per person. It was also found that there is increase in care space integration through before and after comparison of whole integration value. This is considered as the important result not only in facility standard satisfaction, but also in care support of geriatric care helpers and the aged, its main users. Implication : In order for elderly care facilities to have quality improvement and to develop as suitable facilities for characteristics of the aged, independent environmental facility standard preparation of elderly care facilities is needed through mutual cooperation of construction fields with regulation and policy related researches.

다차원 토러스 네트워크의 고장지름과 서로소인 경로들 (Fault Diameter and Mutually Disjoint Paths in Multidimensional Torus Networks)

  • 김희철;임도빈;박정흠
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제34권5_6호
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    • pp.176-186
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    • 2007
  • 상호연결망은 그래프로 모델링 할 수 있다: 노드는 정점으로 대응시키고, 링크는 에지로 대응시킨다. 상호연결망(그래프)의 지름은 서로 다른 모든 두 정점 사이의 최단경로 길이 중 최대이다. 상호연결망의 고장지름이란 연결도-1 개 이하의 임의의 정점에 고장이 있을 경우, 이들 고장 정점들을 제거한 연결망에서 모든 두 정점사이의 최단경로 길이 중 최대이다. 지름이 3이상이고 연결도가 r인 r-정규(regular) 그래프의 고장지름은 지름+1이상이다. 이 논문에서는 $m,n{\geq}3$ 인 2-차원 $m{\times}n$ 토러스에서 m=3 혹은 n=3일 때 고장지름은 max(m,n)이고, m,n>3일 때 고장지름은 지름 +1임을 보인다. 그리고 $k_i{\geq}3(1{\leq}i{\leq}d)$이고 $d{\geq}3$인 d- 차원 $k_1{\times}k_2{\times}{\cdots}{\times}k_d$ 토러스에서 서로 다른 임의의 두 정점 사이에 길이가 지름+1이하인 서로소인 경로들이 2d 개 존재함을 보인다. 두 정점 u와 v 사이의 서로소인 경로들이란, 공통의 정점들이 u와 v만 있는 경로들을 말한다. 이들 서로소인 경로들을 이용하여 $k_i{\geq}3(1{\leq}i{\leq}d)$이고 $d{\geq}3$인 d-차원 $k_1{\times}k_2{\times}{\cdots}{\times}k_d$ 토러스의 고장지름이 지름+1임을 보인다.

Analysis of a Large-scale Protein Structural Interactome: Ageing Protein structures and the most important protein domain

  • Bolser, Dan;Dafas, Panos;Harrington, Richard;Schroeder, Michael;Park, Jong
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2003년도 제2차 연례학술대회 발표논문집
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    • pp.26-51
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    • 2003
  • Large scale protein interaction maps provide a new, global perspective with which to analyse protein function. PSIMAP, the Protein Structural Interactome Map, is a database of all the structurally observed interactions between superfamilies of protein domains with known three-dimensional structure in thePDB. PSIMAP incorporates both functional and evolutionary information into a single network. It makes it possible to age protein domains in terms of taxonomic diversity, interaction and function. One consequence of it is to predict the most important protein domain structure in evolution. We present a global analysis of PSIMAP using several distinct network measures relating to centrality, interactivity, fault-tolerance, and taxonomic diversity. We found the following results: ${\bullet}$ Centrality: we show that the center and barycenter of PSIMAP do not coincide, and that the superfamilies forming the barycenter relate to very general functions, while those constituting the center relate to enzymatic activity. ${\bullet}$ Interactivity: we identify the P-loop and immunoglobulin superfamilies as the most highly interactive. We successfully use connectivity and cluster index, which characterise the connectivity of a superfamily's neighbourhood, to discover superfamilies of complex I and II. This is particularly significant as the structure of complex I is not yet solved. ${\bullet}$ Taxonomic diversity: we found that highly interactive superfamilies are in general taxonomically very diverse and are thus amongst the oldest. This led to the prediction of the oldest and most important protein domain in evolution of lift. ${\bullet}$ Fault-tolerance: we found that the network is very robust as for the majority of superfamilies removal from the network will not break up the network. Overall, we can single out the P-loop containing nucleotide triphosphate hydrolases superfamily as it is the most highly connected and has the highest taxonomic diversity. In addition, this superfamily has the highest interaction rank, is the barycenter of the network (it has the shortest average path to every other superfamily in the network), and is an articulation vertex, whose removal will disconnect the network. More generally, we conclude that the graph-theoretic and taxonomic analysis of PSIMAP is an important step towards the understanding of protein function and could be an important tool for tracing the evolution of life at the molecular level.

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균일 격자 구조 탐색을 이용한 마이크로어레이 반점 주소 결정 알고리즘 (An Algorithm for Spot Addressing in Microarray using Regular Grid Structure Searching)

  • 진희정;조환규
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제31권9호
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    • pp.514-526
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    • 2004
  • 최근 마이크로어레이 실험기술의 개발로 인해서 생물학자들은 한꺼번에 수천 혹은 수만 개의 유전자 발현실험이 가능하게 되었다. 마이크로어레이를 이용한 유전자 발현 패턴 분석에 필요한 이미지의 분석 작업은 사용자의 많은 수작업이 필요하며, 올바른 결과를 얻기 위해서 많은 주의가 필요하다. 그러므로 사용자의 수작업을 최소화하고 정확한 발현결과를 얻기 위해서 마이크로어레이 이미지의 자동 분석 방법이 필요하다. 일반적으로 마이크로어레이 데이타는 반점(spot) 위치의 변동이나 모양, 크기가 고르지 않는 것과 같은 다양한 문제로 인하여 자동 분석이 어렵다. 특히 블록과 반점의 주소를 결정하는 것은 마이크로어레이 분석 중 어려운 단계이며, 대부분 상용 프로그램에서는 수작업을 통해서 해결하거나, 수작업이 필요한 반자동시스템을 이용하고 있다. 본 논문에서는 균일 격자(regular grid) 구조 탐색을 이용하여 새로운 블록과 반점의 주소를 결정하는 알고리즘을 소개한다. 본 알고리즘에서는 입력된 반점들의 중심점을 이용하여, 균등 일직선 서열(equally spaced and collinear sequence)을 생성하고 이를 통하여 이미지의 기울기와 단위길이를 계산한다. 계산되어진 기울기와 단위길이를 이용하여 가상점을 허용한 균등 일직선서열을 다시 생성하고, 이를 이용하여 마이크로어레이의 주소를 결정한다. 실험 결과 다양한 실험 데이터에 대하여 매우 안정적이며, 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있었다. 본 알고리즘에 대한 자세한 정보는 http://jade.cs.pusan.ac.kr/~autogrid에 정리되어 있다.

국내 7대 광역시 산림 연결성 비교 분석 (Comparing Connectivity in Forest Networks of Seven Metropolitan Cities of South Korea)

  • 강완모;김지원;박찬열;성주한
    • 한국농림기상학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.93-102
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    • 2014
  • 본 연구에서는 그래프 이론을 적용하여 7대 광역시의 산림 연결성을 정량적으로 분석하였다. 다중공간규모의 전파 거리(100m~20km)에서 광역시별 산림 연결망의 전체 연결성을 평가하고, 소규모 산림(<10ha)이 연결성에 기여하는 정도를 측정하였다. 연구결과, 대구와 대전, 울산은 연결성이 높은 상위지역으로, 광주와 부산, 서울, 인천은 연결성이 낮은 하위지역으로 크게 양분화 되는 경향을 나타냈다. 소규모 산림들은 면적이 큰 산림들을 연결시키는 징검다리로서 특히 하위지역의 연결성을 크게 향상시키는 역할을 하였다. 생물 다양성에 중요한 연결성 보전을 위해서 상위지역에서는 잘 연결된 대규모 산림지역을 주요 거점으로 보전해야 한다. 하위지역에서는 우선적으로 연결성 유지에 중요한 소규모 산림들의 보전이 필요하다. 또한 연결성이 취약한 곳에 새로운 산림녹지를 조성해주는 전략이 요구된다.