• 제목/요약/키워드: Model-predictive-control

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An A2CL Algorithm based on Information Optimization Strategy for MMRS

  • Dong, Qianhui;Li, Yibing;Sun, Qian;Tian, Yuan
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권4호
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    • pp.1603-1623
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    • 2020
  • Multiple Mobile Robots System (MMRS) has shown many attractive features in lots of real-world applications that motivate their rapid and wide diffusion. In MMRS, the Cooperative Localization (CL) is the basis and premise of its high-performance task. However, the statistical characteristics of the system noise should be already known in traditional CL algorithms, which is difficult to satisfy in actual MMRS because of the numerous of disturbances form the complex external environment. So the CL accuracy will be reduced. To solve this problem, an improved Adaptive Active Cooperative Localization (A2CL) algorithm based on information optimization strategy for MMRS is proposed in this manuscript. In this manuscript, an adaptive information fusion algorithm based on the variance component estimation under Extended Kalman filter (VCEKF) method for MMRS is introduced firstly to enhance the robustness and accuracy of information fusion by estimating the covariance matrix of the system noise or observation noise in real time. Besides, to decrease the effect of observation uncertainty on CL accuracy further, an observation optimization strategy based on information theory, the Model Predictive Control (MPC) strategy, is used here to maximize the information amount from observations. And semi-physical simulation experiments were carried out to verity the A2CL algorithm's performance finally. Results proved that the presented A2CL algorithm based on information optimization strategy for MMRS cannot only enhance the CL accuracy effectively but also have good robustness.

첨점 격변 모형에 기반 한 불연속 혁신의 유형별 사례 연구: 예측적 위기관리 측면 (A Case Study of Discontinuous Innovation Based on Cusp Catastrophe Model : Implications for Predictive Risk Management)

  • 김성철;신민수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.2140-2149
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    • 2013
  • 혁신에서 불확실성이나 불연속을 경영한다는 것은 대부분의 기업에게 어려운 과제이다. 기업의 지속 가능한 장기적인 생존을 위해 불연속 혁신이 내포하고 있는 문제 중 하나는 혁신가의 딜레마이다. 특히 불연속 혁신과 기존 사업자간의 동태적인 상황은 연구자들과 기업 경영자들에게 큰 관심사항이다. 본 논문은 불연속 혁신이라는 현상을 설명하는 이론적 배경으로 격변이론을 도입한다. 즉, 불연속 혁신에 대한 기업전략의 동태적인 현상을 격변이론의 틀에서 해석함으로써 혁신딜레마를 극복하는 제어인자를 도출한다. 이를 위해 본 논문은 불연속 혁신의 네 가지 유형으로 기술 불연속, 제품 불연속, 사업 불연속, 그리고 소비자 선호도 불연속을 정의하고, 각각의 유형별로 불연속 혁신 실사례를 격변이론의 관점에서 해석함으로써 불연속 혁신을 중심으로 한 기업간 경쟁의 동태적인 상황을 분석하였다. 이러한 분석 과정은 기업 간 경쟁 속에서 예측이 떨어지는 불연속적인 상황에 미리 대처할 수 있는 제어인자를 발굴할 수 있도록 해준다.

머신러닝 알고리즘을 이용한 온실 딸기 생산량 예측 (Prediction of Greenhouse Strawberry Production Using Machine Learning Algorithm)

  • 김나은;한희선;아룰모지엘렌체쟌;문병은;최영우;김현태
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.1-7
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    • 2022
  • 서부 경남 지역 중 딸기재배로 유명한 지역 40개 농가를 대상으로 한 조사에 따르면 국산품종 중에서 "설향"이 65.0%으로서 가장 선호하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 현재의 농업은 4차 산업혁명으로 스마트팜(Smart Farm)의 기술이 더욱 발전하고 있는 실정이다. 그러나 각 생육단계가 어떤 상황일 때 딸기의 생산량이 최적에 달하는지 대한 기준이 없으며, 이러한 판단기준은 아직까지 스마트팜에 경험이 있는 농업인의 의사에 달려있다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 딸기의 생육상황에 대한 생산량 예측을 통해 선진화된 스마트팜 시스템을 구축하고자 한다. 실험 장소는 경상남도 사천시의 딸기 농가에서 수행하였으며, 총 3곳을 대상으로 데이터 수집을 진행하였다. 실험 대상의 모든 온실 내에서 재배하는 딸기의 품종은 '설향'이다. 작물 데이터의 수집 항목은 작물의 엽수, 꽃수, 과실수, 초장, 잎의 길이, 엽록소 함량이며, 환경 데이터의 수집 항목은 온도, 습도, 조도이다. 기존의 농가 단위의 스마트팜의 문제점 보완 및 개선을 통하여 고품질의 작물 생장 상태를 유지하기 위해 K-fold 교차검증, Lasso 회귀분석, MAPE 검증을 통해 예측모델을 도출하였으며, MAPE 검증 결과 값으로 0.511(꽃 예측)과 0.488(과일 예측)의 값이 나타났다. 본 연구는 스마트팜 데이터 구축을 위해서는 AI를 통해 성장상태별 수확량을 예측하였으며, 이를 농가 및 농업 관련 기업에 활용해 농업 서비스가 편리할 것으로 판단된다.

시간지연을 갖는 LonWorks/IP 가상 디바이스 네트워크에서 직류모터의 위치추종제어 (Tracking Position Control of DC Motor on LonWorks/IP Virtual Device Network with Time Delay)

  • 송기원
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제43권4호
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    • pp.35-44
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    • 2006
  • LonWorks/IP 가상 디바이스 네트워크(VDN) 상의 전달지연은 실시간 분산제어 시스템의 성능과 안정성을 악화시킨다. LonWorks/IP VDN은 LonWorks 디바이스 네트워크와 IP( 데이터) 네트워크와의 통합네트워크이다. LonWorks/IP VDN 상에서의 서보제어를 수행할 경우 시간지연은 확률적인 특성을 강하게 나타낸다. 산업현장에 대한 예지보전을 위한 실시간 분산제어 환경에서 즉각적인 응답은 필수불가결한 요소이다. 그러므로 네트워킹 된 분산제어시스템의 안정성을 보장하고 성능을 개선하기 위해서는 시간에 따라 가변적인 불확실한 시간지연을 보상할 필요가 있다. 본 논문에서는 출력 되먹임 루프에 적절한 필터와 외란관측기를 이용한 제어기를 제안한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 제안된 제어기의 성능과 안정성이 Smith 예측기 기반의 내부모델제어기 (IMC)의 제어결과와 비교 제시된다. 제안된 제어기는 IMC 보다 안정성과 추종성능을 상당히 개선시킬 수 있으며 외란과 잡음에 강인한 특성을 갖는 것을 보인다. 그러므로 제안된 제어기는 가변적인 시간지연을 갖는 LonWorks/IP VDN 상에서 예지보전을 위한 실시간 분산제어에 매우 적합하다.

Forecasting of the COVID-19 pandemic situation of Korea

  • Goo, Taewan;Apio, Catherine;Heo, Gyujin;Lee, Doeun;Lee, Jong Hyeok;Lim, Jisun;Han, Kyulhee;Park, Taesung
    • Genomics & Informatics
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    • 제19권1호
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    • pp.11.1-11.8
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    • 2021
  • For the novel coronavirus disease 2019 (COVID-19), predictive modeling, in the literature, uses broadly susceptible exposed infected recoverd (SEIR)/SIR, agent-based, curve-fitting models. Governments and legislative bodies rely on insights from prediction models to suggest new policies and to assess the effectiveness of enforced policies. Therefore, access to accurate outbreak prediction models is essential to obtain insights into the likely spread and consequences of infectious diseases. The objective of this study is to predict the future COVID-19 situation of Korea. Here, we employed 5 models for this analysis; SEIR, local linear regression (LLR), negative binomial (NB) regression, segment Poisson, deep-learning based long short-term memory models (LSTM) and tree based gradient boosting machine (GBM). After prediction, model performance comparison was evelauated using relative mean squared errors (RMSE) for two sets of train (January 20, 2020-December 31, 2020 and January 20, 2020-January 31, 2021) and testing data (January 1, 2021-February 28, 2021 and February 1, 2021-February 28, 2021) . Except for segmented Poisson model, the other models predicted a decline in the daily confirmed cases in the country for the coming future. RMSE values' comparison showed that LLR, GBM, SEIR, NB, and LSTM respectively, performed well in the forecasting of the pandemic situation of the country. A good understanding of the epidemic dynamics would greatly enhance the control and prevention of COVID-19 and other infectious diseases. Therefore, with increasing daily confirmed cases since this year, these results could help in the pandemic response by informing decisions about planning, resource allocation, and decision concerning social distancing policies.

전처리 나물류 및 구근류에서 병원성 미생물의 성장예측모델 개발 및 검증 (Development and Validation of Predictive Model for Foodborne Pathogens in Preprocessed Namuls and Wild Root Vegetables)

  • 엔크자갈 라왁사르나이;민경진;윤기선
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제42권10호
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    • pp.1690-1700
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    • 2013
  • 본 연구에서 사용한 전처리 나물류 중 고사리 경우 $13^{\circ}C$에서 B. cereus 영양세포 및 포자가, $8^{\circ}C$에서 S. aureus는 성장하지 않았다. 전처리 나물류 및 구근류에서 B. cereus 영양세포 및 포자의 성장특성을 비교한 결과, 도라지와 취나물에서 LT, SGR 및 MPD는 B. cereus 영양세포와 포자사이에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 반면 우엉은 $13^{\circ}C$에 저장한 경우 B. cereus 영양세포와 포자의 유도기는 유의적인 차이를 보였으며 고사리의 경우, 17, 24, $35^{\circ}C$ 온도에서 B. cereus 포자의 유도기는 영양세포의 유도기 값보다 2배 연장된 것으로 유의적인 차이를 나타내었다(P<0.05). $24^{\circ}C$$35^{\circ}C$의 상온에서는 모든 나물류 및 구근류에서 B. cereus 포자 유도기는 영양세포의 유도기보다 연장되었고, SGR 값은 포자가 빠른 것으로 나타났다. 한편, $13^{\circ}C$$17^{\circ}C$에서는 B. cereus 영양세포와 포자의 유도기가 고온에 비하여 연장되어 B. cereus 영양세포와 포자의 성장을 억제하기 위해서는 $13^{\circ}C$ 이하의 온도 관리가 중요하다. 또한 B. cereus와 S. aureus 영양세포의 성장특성 비교 결과, $13^{\circ}C$ 이하에서는 B. cereus 성장이 관찰되지 않았으나 S. aureus는 $8^{\circ}C$에서도 성장하였다. 전반적으로 $13^{\circ}C$에서 모든 나물류 및 구근류는 B. cereus의 유도기가 S. aureus 의 유도기보다 3배 이상 연장되었다. 전처리 나물류 및 구근류에서 개발된 설사형 B. cereus 영양세포 및 포자 성장예측모델을 구토형 B. cereus 영양세포 및 포자의 실험값으로 검증한 결과, 도라지와 고사리의 LT 모델과 고사리의 SGR 모델을 제외한 모든 모델에서 Bf 값이 허용범위(0.07~1.15)에 속하여 설사형 B. cereus 영양세포, 포자 성장모델이 구토형 B. cereus 영양세포, 포자의 성장을 예측하는데 적합한 것으로 나타났다. 또한 전처리 나물류 및 구근류에서 $8{\sim}35^{\circ}C$ 사이에 개발된 S. aureus의 성장예측 모델을 실험에 사용하지 않은 온도(18, $30^{\circ}C$)로 적합성을 검증한 결과, 도라지의 SGR 모델을 제외한 모든 모델에서 Bf와 Af 값이 가장 이상적인 1에 가까운 값으로 나타나 실험값과 예측값 사이의 일치성을 보였다. 본 연구 결과 개발된 전처리 나물류 및 구근류의 성장예측 모델은 병원성 미생물의 증식을 억제하는 기준과 규격 설정 시 활용 가능할 것이며, 전처리 나물류의 HACCP 공정의 CCP(critical control point) 및 CL(critical limit)을 설정하는데 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

중년후기 여성의 건강증진행위 모형구축 (A Model for Health Promoting Behaviors in Late-middle Aged Woman)

  • 박재순
    • 여성건강간호학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.298-331
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    • 1996
  • Recent improvements in living standard and development in medical care led to an increased interest in life expectancy and personal health, and also led to a more demand for higher quality of life. Thus, the problem of women's health draw a fresh interest nowadays. Since late-middle aged women experience various physical and socio-psychological changes and tend to have chronic illnesses, these women have to take initiatives for their health control by realizing their own responsibility. The basic elements for a healthy life of these women are understanding of their physical and psychological changes and acceptance of these changes. Health promoting behaviors of an individual or a group are actions toward increasing the level of well-being and self-actualization, and are affected by various variables. In Pender's health promoting model, variables are categorized into cognitive factors(individual perceptions), modifying factors, and variables affecting the likelihood for actions, and the model assumes the health promoting behaviors are affected by cognitive factors which are again affected by demographic factors. Since Pender's model was proposed based on a tool broad conceptual frame, many studies done afterwards have included only a limited number of variables of Pender's model. Furthermore, Pender's model did not precisely explain the possibilities of direct and indirect paths effects. The objectives of this study are to evaluate Pender's model and thus propose a model that explains health promoting behaviors among late-middle aged women in order to facilitate nursing intervention for this group of population. The hypothetical model was developed based on the Pender's health promoting model and the findings from past studies on women's health. Data were collected by self-reported questionnaires from 417 women living in Seoul, between July and November 1994. Questionnaires were developed based on instruments of Walker and others' health promotion lifestyle profile, Wallston and others' multidimensional health locus of control, Maoz's menopausal symptom check list and Speake and others' health self-rating scale. IN addition, items measuring self-efficacy were made by the present author based on past studies. In a pretest, the questionnaire items were reliable with Cronbach's alpha ranging from .786 to .934. The models for health promoting behaviors were tested by using structural equation modelling technique with LISREL 7.20. The results were summarized as follows : 1. The overall fit of the hypothetical model to the data was good (chi-square=4.42, df=5, p=.490, GFI=.995, AGFI=.962, RMSR=.024). 2. Paths of the model were modified by considering both its theoretical implication and statistical significance of the parameter estimates. Compared to the hypothetical model, the revised model has become parsimonious and had a better fit to the data (chi-square =4.55, df=6, p=.602, GFI=.995, AGFI=.967, RMSR=.024). 3. The results of statistical testing were as follows : 1) Family function internal health locus of control, self-efficacy, and education level exerted significant effects on health promoting behaviors(${\gamma}_{43}$=.272, T=3.714; ${\beta}_[41}$=.211, T=2.797; ${\beta}_{42}$=.199, T=2.717; ${\gamma}_{41}$=.136, T=1.986). The effect of economic status, physical menopausal symptoms, and perceived health status on health promoting behavior were insignificant(${\gamma}_{42}$=.095, T=1.456; ${\gamma}_{44}$=.101, T=1.143; ${\gamma}_{43}$=.082, T=.967). 2) Family function had a significance direct effect on internal health locus of control (${\gamma}_{13}$=.307, T=3.784). The direct effect of education level on internal health locus of control was insignificant(${\gamma}_{11}$=-.006, T=-.081). 3) The directs effects of family functions & internal health locus of control on self-efficacy were significant(${\gamma}_{23}$=.208, T=2.607; ${\beta}_{21}$=.191, T=2.2693). But education level and economic status did not exert a significant effect on self-efficacy(${\gamma}_{21}$=.137, T=1.814; ${\beta}_{22}$=.137, T=1.814; ${\gamma}_{22}$=.112, T=1.499). 4) Education level had a direct and positive effect on perceived health status, but physical menopausal symptoms had a negative effect on perceived health status and these effects were all significant(${\gamma}_{31}$=.171, T=2.496; ${\gamma}_{34}$=.524, T=-7.120). Internal health locus and self-efficacy had an insignificant direct effect on perceived health status(${\beta}_{31}$=.028, T=.363; ${\beta}_{32}$=.041, T=.557). 5) All predictive variables of health promoting behaviors explained 51.8% of the total variance in the model. The above findings show that health promoting behaviors are explained by personal, environmental and perceptual factors : family function, internal health locus of control, self-efficacy, and education level had stronger effects on health promoting behaviors than predictors in the model. A significant effect of family function on health promoting behaviors reflects an important role of the Korean late-middle aged women in family relationships. Therefore, health professionals first need to have a proper evaluation of family function in order to reflect the family function style into nursing interventions and development of strategies. These interventions and strategies will enhance internal health locus of control and self-efficacy for promoting health behaviors. Possible strategies include management of health promoting programs, use of a health information booklets, and individual health counseling, which will enhance internal health locus of control and self-efficacy of the late-middle aged women by making them aware of health responsibilities and value for oneself. In this study, an insignificant effect of physical menopausal symptoms and perceived health status on health promoting behaviors implies that they are not motive factors for health promoting behaviors. Further analytic researches are required to clarify the influence of physical menopausal symptoms and perceived health status on health promoting behaviors with-middle aged women.

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병원간호사의 의료관련감염 관리지침 수행에 관한 융합연구-계획된 행위이론(TPB) 기반 (A Convergence Study about the Performance of Healthcare-Associated Infection Control Guidelines of Hospital Nurses-based on the Theory of Planned Behavior)

  • 문정은;송미옥
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.117-125
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    • 2017
  • 본 연구는 병원간호사의 의료관련감염 관리지침 수행에 관한 영향요인 간 상호 인과관계를 검증함으로써 수행 증진을 위한 전략을 제시하고자 시도된 융합연구이다. 연구 대상자는 국내 16개 상급종합병원 및 종합병원에서 모집된 388명의 병원간호사이다. 자료수집은 자가보고식 질문지를 이용하여 수집되었고, SPSS 21.0과 AMOS 21.0 프로그램을 이용하여 분석되었다. 연구결과, 모형 적합도는 ${\chi}^2=99.64$ (df=14, p<.01), GFI=.94, RMSEA=.10, NFI=.84, CFI=.90이였다. 의도에 대한 예측요인의 설명력은 23.8%였으며, 행위에 대한 예측요인의 설명력은 17.7%였다. 이상의 결과로 의료관련감염 관리지침 수행을 설명하는데 계획된 행위이론이 적절한 이론임을 알 수 있었으며, 향후 경력에 따른 다층모형검정과 사회적 특성이 강한 행위에 대한 조직차원의 영향요인을 포함한 반복 연구가 필요하다.

무선망의 자원예측에 의한 호 수락제어방식의 성능비교 (Performance Comparison of Call Admission Control Based on Predictive Resource Reservations in Wireless Networks)

  • 이진이
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.372-377
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    • 2009
  • 본 연구에서는 무선망에서 모바일 터미널의 호가 요구하는 무선자원의 예측방법으로 위너모델에 의한 예측방법, MMOSPRED 예측방법, 신경망기법에 의한 예측방법 과 이들 예측방법을 이용한 호 수락제어기법의 성능을 평가한다. 호 수락제어는 무선자원을 핸드오프호에 우선적으로 할당하는 핸드오프호 우선수락방법을 사용하며, 이를 위해 핸드오프호가 필요로 하는 자원의 양을 예측하여 예약하고, 나머지 용량으로 신규호의 수락/거절을 결정한다. 시뮬레이션을 통하여 자원예측방법들에 의한 자원예측의 정확성(예측오차)과 예측된 자원을 이용한 핸드오프호의 손실확률 및 신규호의 차단확률을 비교한다. 그 결과 자원예측 방법에 의해 핸드오프호의 요구자원량을 정확히 예측함으로써 핸드오프호의 손실확률과 신규호의 차단확률이 감소하였고, 위너모델에 의한 자원예측 및 호 수락제어의 성능이 우수함을 보였다.

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Applying Theory of Planned Behavior to Examine Users' Intention to Adopt Broadband Internet in Lower-Middle Income Countries' Rural Areas: A Case of Tanzania

  • Sadiki Ramadhani Kalula;Mussa Ally Dida;Zaipuna Obeid Yonah
    • Journal of Information Science Theory and Practice
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    • 제12권1호
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    • pp.60-76
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    • 2024
  • Broadband Internet has proven to be vital for economic growth in developed countries. Developing countries have implemented several initiatives to increase their broadband access. However, its full potential can only be realized through adoption and use. With lower-middle-income countries accounting for the majority of the world's unconnected population, this study employs the theory of planned behavior (TPB) to investigate users' intentions to adopt broadband. Rural Tanzania was chosen as a case study. A cross-sectional study was conducted over three weeks, using 155 people from seven villages with the lowest broadband adoption rates. Non-probability voluntary response sampling was used to recruit the participants. Using the TPB constructs: attitude toward behavior (ATB), subjective norms (SN), and perceived behavioral control (PBC), ordinal regression analysis was employed to predict intention. Descriptive statistical analysis yielded mean scores (standard deviation) as 3.59 (0.46) for ATB, 3.34 (0.40) for SN, 3.75 (0.29) for PBC, and 4.12 (0.66) for intention. The model adequately described the data based on a comparison of the model with predictors and the null model, which revealed a substantial improvement in fit (p<0.05). Moreover, the predictors accounted for 50.3% of the variation in the intention to use broadband Internet, demonstrating the predictive power of the TPB constructs. Furthermore, the TPB constructs were all significant positive predictors of intention: ATB (β=1.938, p<0.05), SN (β=2.144, p<0.05), and PBC (β=1.437, p=0.013). The findings of this study provide insight into how behavioral factors influence the likelihood of individuals adopting broadband Internet and could guide interventions through policies meant to promote broadband adoption.