• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.203-209
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• 2023

Harmony search(HS)는 새로운 하모니를 구성할 때 HM을 참조하는 경우 개별 하모니의 평가를 이용하지 않지만 PSO(particle swarm optimization)는 개별 입자의 평가와 모집단의 평가를 이용하여 해를 찾아간다. 그러나 본 연구에서는 HS와 PSO의 유사점을 찾아 PSO의 입자 개선 과정을 HS에 적용하여 알고리즘의 성능을 향상시키고자 하였다. PSO 알고리즘을 적용하기 위해서는 개별 입자의 local best와 떼(swam)의 global best가 필요하다. 본 연구에서는 HS가 harmony memory(HM)에서 가장 나쁜 하모니을 개선하는 과정을 PSO와 매우 유사한 과정으로 보았다. 이에 따라 HM의 가장 나쁜 하모니를 입자의 PSO의 local best로, 가장 좋은 하모니는 PSO의 global best 최고로 간주하였다. 이와 같이 PSO의 입자 개선과정을 HS 하모니 개선과정에 도입하여 HS의 성능을 향상시킬 수 있었다. 본 연구의 결과는 다양한 함수에 대한 최적화 예시를 통해 비교 확인하였다. 그 결과 정확성과 일관성에 있어 기존 HS보다 제안한 HS-PSO가 매우 우수함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.630-637
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• 2018

본 연구에서는 최적화 기법의 하나인 화음탐색법 (HS: Harmony Search)에 클러스터링 기법을 적용하여 개선된 형태의 HS를 제안하였다. HS는 음악의 즉흥연주를 모방하여 개발되었으며 무작위선택, 기억회상, 음조조정의 세 가지 연산을 이용하여 최적해를 반복적으로 탐색해 나간다. 기존의 HS의 경우, 세 가지 연산 중 기억회상을 진행할 때 해집단의 저장 공간인 해저장소 (HM: Harmony Memory)에 있는 해를 선택하는데, 이 과정에서 적합도를 정량화한 목적함수 값에 상관없이 모두 동일한 확률로 해의 선택이 이루어지고, 이에 따라 최적의 해를 탐색하는 속도가 상대적으로 낮다. 본 연구에서 제안한 개선 클러스터링 화음탐색법 (ICHS: Improved Clustering Harmony Search)는 HM에서 목적함수의 값을 기준으로 클러스터링 기법을 적용하여 목적함수 값이 유사한 솔루션들이 하나의 해집단을 형성하도록 클러스터링을 수행한다. 이를 통해 만들어진 클러스터 중 상대적으로 목적함수 값이 우수한 클러스터에는 더 높은 선택 확률을 부여하여, 적합도가 높은 클러스터에 포함된 해의 결정변수가 선택될 확률을 높게 하는 역할을 한다. 본 연구에서는 ICHS의 효율성을 검증하기 위하여 개발 기법을 기존 논문에서 제시된 수학적 최적화 문제에 적용하였고 우수한 해탐색 성능을 확인할 수 있었다. 또한 실제 공학 문제에 대한 적용성 평가를 위해 개발 기법을 대규모 상수도관망 관경최적화 문제에 적용하였다. 상수도관망 최적설계에 대한 ICHS의 적용 결과, 기존 최적화 기법에 비해 우수한 해를 안정적으로 도출할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.8-18
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• 2020

본 연구에서는 기존의 Harmony Search(HS)의 성능을 강화한 Exponential Bandwidth Harmony Search with Centralized Global Search(EBHS-CGS)를 개발하였다. EBHS-CGS는 HS의 성능 강화를 위해 총 두 가지 방법을 추가하였다. 첫 번째 방법은 지역탐색을 강화하기 위한 Bandwidth(bw) 개량방안이다. 이 방법은 기존 bw를 지수형태의 bw로 대체하여 적용함으로써 반복시산이 진행되면서 bw값을 줄인다. 이러한 형태의 bw는 정밀한 지역탐색을 가능하고, 이를 통해 알고리즘은 더욱 정밀한 값을 구할 수 있다. 두 번째 방법은 효과적인 전역탐색을 위한 탐색범위 축소이다. 이 방법은 Harmony Memory(HM) 내에서 가장 좋은 결정변수를 고려하여 탐색범위를 축소한다. 이를 Centralized Global Search(CGS)라 하며, 이 과정은 새로운 매개변수 Centralized Global Search Rate(CGSR)에 의해 HS의 전역탐색과는 별도로 진행된다. 축소된 탐색범위는 효과적인 전역탐색을 가능하게 하며, 이를 통해 알고리즘의 성능이 향상된다. EBHS-CGS를 대표적인 최적화 문제(수학 및 공학 분야)에 적용하고, 그 결과를 HS와 Improved Harmony Search(IHS)와 비교하여 제시하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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• pp.29-30
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• 2019

본 논문에서는 다중 컨트롤러가 존재하는 분산 SDN 환경에서 과도한 제어 메시지로 인한 과부하된 컨트롤러의 부하를 줄이기 위하여 이주할 스위치를 K-means 군집화와 Harmony Search(HS)를 기반으로 선정 하는 기법을 제안하였다. 기존에 HS를 이용하여 이주할 스위치를 선택하는 기법이 제시되었으나, 시간 소모에 비하여 정확도가 부족한 단점이 있다. 또한 Harmony Memory(HM) 구축을 위해 메모리 소모 또한 크다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 유클리드 거리를 기반으로 하는 K-means 군집화를 이용하여 이주할 스위치를 골라내어 HM의 크기를 줄이고 이주 효율을 향상 시킨다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.299-307
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• 2022

Harmony Search(HS)는 비교적 최근에 개발된 메타 휴리스틱 최적화 알고리즘으로 최근 이에 관한 연구가 다양하게 진행되고 있다. HS는 음악인의 즉홍 연주를 기반으로 하고 있으며 목적변수는 악기의 역할을 한다. 그러나 각 악기는 음대역만 주어질 뿐 음악의 기본이라 할 수 있는 음계의 개념이 없다. 본 연구에서는 기존 HS에 음계를 도입하고 대역폭을 양자화하여 알고리즘의 성능을 향상시키고자 한다. 도입한 음계는 음대역 범위에서 무작위로 초기화되던 기존 방식을 대신하여 HM 초기화에 적용하였다. 양자화 단계는 임의로 정할 수 있도록 하였으며 이를 통해 알고리즘 초반에는 상대적으로 큰 대역폭을 사용하여 알고리즘의 탐색성을 향상시키고 후반에는 작은 대역폭을 통해 탐지성을 향상시키고자 하였다. 음계 도입과 대역폭 양자화를 통하여 기존 HS보다 초기값에 따른 알고리즘 성능 편차를 줄이고 알고리즘 수렴속도 및 성공률을 향상시킬 수 있었다. 본 연구의 성과는 여러 함수에 대한 최적화 수치 예를 종래의 방식과 비교하여 확인하였다. 구체적인 비교 수치는 모의실험에 서술하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.150-158
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• 2014

최근 급격한 기후 변화에 관련하여 아스팔트 도로의 손상이 다발적으로 발생하고 있다. 이러한 현상을 해결 및 방지하기 위해서 세계 각국에서 다양한 연구를 수행하고 있다. 이와 관련하여, 본 연구에서는 서울시에서 발생하는 포트홀 수에 대한 예측모형을 개발하였다. 예측모델을 개발함과 동시에 다양한 독립변수 중 실제 포트홀 발생에 영향을 미치는 요소를 파악하기 위해 경험적인 방법과 통계적인 방법을 활용하였다. 예측모형은 BHS (Basic Harmony Search) 알고리즘을 이용하여 결정하였으며, 기후자료와 교통량 자료 및 포트홀 발생 자료를 기반으로 예측이 이루어진다. 하모니 검색 알고리즘을 이용하여 예측모델을 결정하는 과정에서 PAR(Pitch Adjusting Rate)과 HMCR(Harmony Memory Considering Rate)의 영향을 파악하기 위해 이 값을 변화시키며 적합성을 판단하였다. 예측모델은 Training Data(2011년, 2012년 및 2013년 자료)로 인해 구성되며, 결정된 모델의 적합성을 판단하기 위해 Testing Set에 적용하도록 하였다. 기본적인 예측모델의 적합성 판단은 RMSE(Root Mean Squared Error), MAE(Mean Absolute Error), 결정계수(Coefficient of Determination)를 이용하도록 하였다.