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Big Data Processing and Performance Improvement for Ship Trajectory using MapReduce Technique

  • Kim, Kwang-Il;Kim, Joo-Sung
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제24권10호
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    • pp.65-70
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    • 2019
  • 최근 선박자동식별장치의 도입으로, 육상에서 선박위치, 침로, 속력, 선박종류 등 선박 항적데이터 수집이 가능해 졌다. 본 연구는 맵리듀스 알고리즘을 분산처리 환경에 적용하여 선박 항적데이터를 효율적으로 처리하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 데이터 전처리 단계, 맵핑 단계, 리듀싱 단계로 나뉘어져 있다. 데이터 전처리 단계는 선박의 동적 및 정적 데이터를 통합하고, 비관심지역의 선박정보는 필터링한다. 맵핑 단계는 선박 위치를 지오해시 코드로 변환하여 맵리듀스의 키 데이터로 할당하고, 선박의 ID는 값 데이터로 분리한다. 리듀싱 단계에서는 키 데이터가 같은 키-값 쌍 데이터를 추출하여 해당 그리드에서 선박의 수를 계산하여 시각화 한다. 제안한 방법은 항적데이터 분석에 있어서 기존 프로그램 성능에 비해 1~4배 성능 개선이 되었다.

듀얼 벨 노즐과 E-D 노즐을 결합한 한국형발사체의 비추력 증가 (Specific Impulse Gain for KSLV-II with Combination of Dual Bell Nozzle and Expansion-Deflection Nozzle)

  • 문태석;허환일
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.16-27
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    • 2018
  • 듀얼 벨 노즐과 확장-굴절(E-D) 노즐을 결합한 형상의 가능성을 확인하기 위해 기초 전산수치해석 연구를 수행하였다. 듀얼 벨 노즐은 한국형발사체 1단 노즐을 기반으로 설계하였고, 그 형상에 확장-굴절(E-D) 노즐 개념을 적용하였다. 입구 조건은 8 화학종 동결유동 해석을 진행하였고, 난류 모델은 k-${\omega}$ SST로 선정하였다. 격자 민감도 해석을 통해 24만개의 최적 격자수를 선정하였다. 해석 결과 듀얼 벨 노즐에 확장-굴절(E-D) 노즐 개념을 적용시 과대팽창으로 인해 듀얼 벨 노즐의 천이고도는 상승하였고, 한국형발사체 1단 엔진에 비해 고고도에서 비추력 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.

함침된 나노결정립 리본을 이용한 광대역 유도형 결합기 연구 (A Study on Broadband Inductive Coupler using Impregnated Nanocrystalline Ribbon)

  • 김현식;주우진;손경락
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.599-605
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    • 2019
  • 페라이트 코어는 연자성 재료로서 유도형 전력선 통신을 위한 결합기 제작에 사용되고 있다. 그러나 전력선 통신환경에 따라 크기를 자유롭게 조절하기 어려운 재료이다. 본 논문에서는 페라이트 보다 투자율이 높은 나노 결정립합금을 이용하여 광대역 전력선 통신용 유도형 결합기 재료로 적용할 수 있음을 보고한다. 나노결정립은 얇은 리본 형태로 제조되므로 토로이달 코어에 감긴 리본의 횟수로 결합기의 크기를 자유롭게 조절할 수 있다. 함침법으로 만든 코어를 이용하여 유도형 결합기를 제작하였고, 이를 비접촉식 전력선 통신용에 적용할 수 있음을 보여주었다. 실험결과 100 A 이하의 선로 전류변동 조건에서 통신거리 100 m 까지는 45 Mbps, 200 m 까지는 8 Mbps의 대역폭을 보였으며 수신율은 100 %이였다.

보로노이 기법과 밀도분석을 활용한 미세먼지 측정소 공간적 위치 문제 연구 (A Study on the Spatial Position Problem of PM Monitoring Stations Using Voronoi Technique and Density Analysis)

  • 정종철
    • 지적과 국토정보
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    • 제48권2호
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    • pp.185-195
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    • 2018
  • 서울시에서 시민들이 사용하는 미세먼지 앱은 위치기반으로 자신의 위치에서 가장 가까운 측정소의 미세먼지 농도를 제공받는다. 현재 환경부에서 고려하는 미세먼지 측정망 선정 방법은 측정소의 분포 및 인구밀도를 고려한 방식과 지도상의 표현방식이 주 결정방법이나 인위적인 변수 및 다른 환경요인을 고려하지 않는다. 본 연구에서는 미세먼지 측정소와 행정동의 대표성을 보여주는 행정동 중심점을 활용하여 측정소와 동중심의 거리에 대해 분석하였으며, 측정값을 제공하는 측정소의 개수를 확인하였다. 또한 보로노이 알고리즘과 헥사곤 격자를 활용하여 각 측정소의 제공범위를 면적으로 나타내며 현 측정소의 공간적인 위치의 문제점을 지적하였다. 공간분석을 위한 환경변수는 단독주택, 공동주택, 제1종 근린생활권, 제2종 근린생활권, 쓰레기처리장, 위험물처리시설, 공장이며 분석결과로 만들어진 신규 측정소 위치는 기존의 환경부에서 제공하는 선정기준이 아닌 추가적인 변수를 고려한 선정기준을 제시하였다.

전산유체역학을 이용한 유도무기 선두부 절단 비율에 대한 공력해석 (Aerodynamic Analysis Based on the Truncation Ratio of Guided-Weapon Nose Using CFD)

  • 정기연;강동기;이대연;노경호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.245-255
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    • 2019
  • 본 논문에서는 유도무기의 선두부 형상 절단 비율에 따라서 달라지는 공력특성에 대해 전산유체역학을 이용하여 분석하였다. 해석을 수행하는 형상은 유도무기 동체만 있으며 직경대 길이비는 10.7이다. 선두부 형상은 세 가지를 선택했으며 구형, 25% 절단, 50% 절단형을 비교하였다. 유도무기 동체의 정확한 해석을 위해서 NASA의 풍동시험 데이터를 이용하여 격자 구성법과 해석 기법을 선택하고 검증하였다. 선두부 세 가지 형상에 대해서 비행마하수에 대해 항력을 분석한 결과 절단과 구형이 6~20% 정도 차이 났으며, 동체의 선두부와 기저부의 압력분포를 통해 특성을 분석하였다.

지역별 에너지 소요량과 생산량을 반영한 제로에너지건축물의 설계 방안에 관한 연구 (A Study on the Design Method of Zero Energy Building considering Energy Demand and Energy Generation by Region)

  • 이순명;이태규;김정욱
    • 대한건축학회논문집:계획계
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    • 제34권8호
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    • pp.13-22
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    • 2018
  • The purpose of this study was to consider the energy generation of the building as well as the energy demand of the building in terms of zero energy building design. The reason why the zero energy building viewpoint should be discussed is that direction of the building, heat transfer rate of the building, and the S/V ratio of the building are variables related to energy demand and solar panels installed on the building roof and building envelope are variables related to energy generation. This study proceeded as follows; Firstly, the simulation model of large office and elementary school has the same mutual volume and total floor area, and the each floor area and number of floors are adjusted so that the S/V ratio is different. To the next, the energy demand and energy generation of the simulation model were derived based on the meteorological data of Seoul, Daejeon, Busan. Finally, energy demand, energy generation, and final energy demand were compared with heat transfer rate, S/V ratio, building type, region, and orientation. The results of this study is that consideration of solar power generation in terms of energy generation should be taken into consideration at the same time in consideration of the heat transfer rate, the shape, the region and the direction of the zero energy building design.

매장 에너지 절감을 위한 LSTM 기반의 전력부하 예측 시스템 설계 (LSTM-based Power Load Prediction System Design for Store Energy Saving)

  • 최종석;신용태
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.307-313
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    • 2021
  • 소상공인 업체들의 매장은 다수의 전기기기를 사용하는 매장들이 대부분이며 특히 냉장 시스템을 이용한 매장이 많아 여름, 겨울의 계절 변화에 따라 전력의 수요가 변화하고 온도의 급변에 냉장 시스템을 적용시키지 못할 시에 많은 전력부하가 발생되어 심할 경우 전력공급의 차단이 발생됨에 따라 매장 내 자산에 손실을 미칠 수 있다. 이에 따라 본 논문에서는 매장의 에너지 수요율을 측정하고 에너지를 절감하기 위하여 LSTM 기반의 전력 부하 예측 시스템을 설계하였다. 이는 데이터 기반의 중소 매장용 전력절감 시스템으로 사용될 수 있어 향후 소상공인 데이터 기반의 전력 수요 예측 시스템으로 사용되고, 전력 부하로 인한 피해 방지 분야에서 사용될 것으로 예상된다.

호우 영향예보를 위한 머신러닝 기반의 수문학적 정량강우예측(HQPF) 최적화 방안 (Optimizing Hydrological Quantitative Precipitation Forecast (HQPF) based on Machine Learning for Rainfall Impact Forecasting)

  • 이한수;지용근;이영미;김병식
    • 한국환경과학회지
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    • 제30권12호
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    • pp.1053-1065
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    • 2021
  • In this study, the prediction technology of Hydrological Quantitative Precipitation Forecast (HQPF) was improved by optimizing the weather predictors used as input data for machine learning. Results comparison was conducted using bias and Root Mean Square Error (RMSE), which are predictive accuracy verification indicators, based on the heavy rain case on August 21, 2021. By comparing the rainfall simulated using the improved HQPF and the observed accumulated rainfall, it was revealed that all HQPFs (conventional HQPF and improved HQPF 1 and HQPF 2) showed a decrease in rainfall as the lead time increased for the entire grid region. Hence, the difference from the observed rainfall increased. In the accumulated rainfall evaluation due to the reduction of input factors, compared to the existing HQPF, improved HQPF 1 and 2 predicted a larger accumulated rainfall. Furthermore, HQPF 2 used the lowest number of input factors and simulated more accumulated rainfall than that projected by conventional HQPF and HQPF 1. By improving the performance of conventional machine learning despite using lesser variables, the preprocessing period and model execution time can be reduced, thereby contributing to model optimization. As an additional advanced method of HQPF 1 and 2 mentioned above, a simulated analysis of the Local ENsemble prediction System (LENS) ensemble member and low pressure, one of the observed meteorological factors, was analyzed. Based on the results of this study, if we select for the positively performing ensemble members based on the heavy rain characteristics of Korea or apply additional weights differently for each ensemble member, the prediction accuracy is expected to increase.

효율적인 경로 선택을 위한 Q-Learning 정책 및 보상 설계 (Q-Learning Policy and Reward Design for Efficient Path Selection)

  • 용성중;박효경;유연휘;문일영
    • 한국항행학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.72-77
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    • 2022
  • 강화학습의 기법 중 Q-Learning은 주어진 상태에서 행동을 수행하면서 미래의 효율적인 기댓값을 예측하는 Q 함수를 학습하면서 최적의 정책을 학습하는 것이다. Q-Learning은 강화학습의 기본적인 알고리즘으로 많이 활용하고 있다. 본 논문에서는 Q-Learning을 바탕으로 정책과 보상을 설계하여 효율적인 경로를 선택하고 학습하는 효용성에 대하여 연구하였다. 또한 Frozen Lake 게임의 8x8 그리드 환경에 동일한 학습 횟수를 적용하여 기존 알고리즘 및 처벌 보상 정책과 제시한 처벌강화 정책의 결과를 비교하였다. 해당 비교를 통해 본 논문에서 제시한 Q-Learning의 처벌강화 정책이 통상적인 알고리즘의 적용보다 학습 속도를 상당히 높일 수 있는 것으로 분석되었다.

Implicit Large Eddy Simulations of a rectangular 5:1 cylinder with a high-order discontinuous Galerkin method

  • Crivellini, Andrea;Nigro, Alessandra;Colombo, Alessandro;Ghidoni, Antonio;Noventa, Gianmaria;Cimarelli, Andrea;Corsini, Roberto
    • Wind and Structures
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    • 제34권1호
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    • pp.59-72
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    • 2022
  • In this work the numerical results of the flow around a 5:1 rectangular cylinder at Reynolds numbers 3 000 and 40 000, zero angle of attack and smooth incoming flow condition are presented. Implicit Large Eddy Simulations (ILES) have been performed with a high-order accurate spatial scheme and an implicit high-order accurate time integration method. The spatial approximation is based on a discontinuous Galerkin (dG) method, while the time integration exploits a linearly-implicit Rosenbrock-type Runge-Kutta scheme. The aim of this work is to show the feasibility of high-fidelity flow simulations with a moderate number of DOFs and large time step sizes. Moreover, the effect of different parameters, i.e., dimension of the computational domain, mesh type, grid resolution, boundary conditions, time step size and polynomial approximation, on the results accuracy is investigated. Our best dG result at Re=3 000 perfectly agrees with a reference DNS obtained using Nek5000 and about 40 times more degrees of freedom. The Re=40 000 computations, which are strongly under-resolved, show a reasonable correspondence with the experimental data of Mannini et al. (2017) and the LES of Zhang and Xu (2020).