• 제목/요약/키워드: Multi-objective optimization problem

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다수차고지와 예약시간 위반을 고려한 교통약자 차량 서비스에 대한 연구 (A Study for Solving Multi-Depot Dial-a-Ride Problem Considering Soft Time Window)

  • 김태형;박범진;강원의
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.70-77
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    • 2012
  • 교통약자들을 위한 차량서비스는 dial-a-ride, demand responsive 또는 paratransit으로 불리며 미국과 유럽에서 널리 제공되고 있는 대중교통의 하나이다. 본 연구는 이러한 교통약자 차량서비스의 배차와 차량경로문제에 관한 것으로 다수차고지와 예약시간 위반을 고려한다. 본 연구에서는 기존의 연구에서 제안된 clustering first-routing second에 기초한 휴리스틱 알고리즘을 실제 큰 규모의 교통약자 차량서비스에 적용하였다. 사례연구로서 Maryland Transit Administration (MTA)의 교통약자 차량서비스를 소개하고 실제 MTA의 운영결과와 제안된 휴리스틱 알고리즘의 결과를 비교하였다. 제안된 모형의 목적함수는 서비스제공자의 비용과 고객들의 불편비용으로 이루어진 전체비용을 최소화하는 것이다. 실제 MTA의 운영자료에 차량대기시간, 서비스지연시간과 초과승차시간에 대한 정보가 없는 관계로 비교를 위해서 clustering first-routing second에 기초한 휴리스틱 알고리즘의 목적함수 값은 차량의 대기비용, 고객들의 서비스지연비용과 초과 승차시간 비용를 포함하지 않는다. MTA의 실제운영에 의한 목적함수 값보다 HCR의 목적함수 값이 보다 나은 것으로 나타났으며 이 결과는 본 연구에서 제안된 휴리스틱 방법이 실제운영을 보다 효율적으로 바꿀 수 있음을 보여준다.

축하중을 고려한 스크롤 압축기 하부 프레임의 최적설계 (Approximate Multi-Objective Optimization of Scroll Compressor Lower Frame Considering the Axial Load)

  • 김정환;이종수
    • 한국생산제조학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.308-313
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    • 2015
  • In this research, a multi-objective optimal design of a scroll compressor lower frame was approximated, and the design parameters of the lower frame were selected. The sensitivity of the design parameters was induced through a parameter analysis, and the thickness was determined to be the most sensitive parameter to stress and deflection. All of the design parameters regarding the mass are sensitive factors. It was formulated for the problem about stress and deflection to be caused by the axial load. The sensitivity of the design variables was determined using an orthogonal array for the parameter analysis. Using the central composite and D-optimal designs, a second polynomial approximation of the objective and constraint functions was formulated and the accuracy was verified through an R-square. These functions were applied to the optimal design program (NSGA-II). Through a CAE analysis, the effectiveness of the central composite and D-optimal designs was determined.

고장 난 다리가 있는 사족 보행 로봇을 위한 최적 힘 배분 (Optimal Force Distribution for Quadruped Walking Robots with a Failed Leg)

  • 양정민
    • 전기학회논문지
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    • 제58권3호
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    • pp.614-620
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    • 2009
  • The force distribution in multi-legged robots is a constrained, optimization problem. The solution to the problem is the set points of the leg contact forces for a particular system task. In this paper, an efficient and general formulation of the force distribution problem is developed using linear programming. The considered walking robot is a quadruped robot with a locked-joint failure, i.e., a joint of the failed leg is locked at a known place. For overcoming the drawback of marginal stability in fault-tolerant gaits, we define safety margin on friction constraints as the objective function to be maximized. Dynamic features of locked-joint failure are represented by equality and inequality constraints of linear programming. Unlike the former study, our result can be applied to various forms of walking such as crab and turning gaits. Simulation results show the validity of the proposed scheme.

신경회로망 모델을 이용한 철도 현가장치 설계변수 최적화 (Optimization of Design Variables of a Train Suspension Using Neural Network Model)

  • 김영국;박찬경;황희수;박태원
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제12권7호
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    • pp.542-549
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    • 2002
  • Computer simulation is essential to design the suspension elements of railway vehicle. By computer simulation, engineers can assess the feasibility of given design variables and chance them to get a bettor design. Even though commercial simulation codes are used, the computational time and cost remains non-trivial. Therefore, malty researchers have used a mesa model made by sampling data through simulation. In this paper, four mesa-models for each index group such as ride comfort, derailment Quotient, unloading radio and stability index, are constructed by use of neural network. After these meta models are constructed, multi-objective optimization are achieved by using the differential evolution. This paper shows that the optimization of design variables using the neural network model is very efficient to solve the complex optimization Problem.

추계학적 선형화 방법 및 다목적 유전자 알고리즘을 이용한 지진하중을 받는 인접 구조물에 대한 비선형 감쇠시스템의 최적 설계 (Optimal design of nonlinear damping system for seismically-excited adjacent structures using multi-objective genetic algorithm integrated with stochastic linearization method)

  • 옥승용;송준호;고현무;박관순
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제11권6호
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    • pp.1-14
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    • 2007
  • 인접 구조물의 지진응답 제어를 위한 비선형 감쇠시스템의 최적 설계 방법에 관하여 연구하였다. 최적 설계를 위한 목적 함수로는 구조물의 응답과 감쇠기의 총 사용량을 고려하였으며, 상충하는 두 목적함수를 합리적인 수준에서 동시에 최소화하는 해를 구하기 위하여 유전자 알고리즘에 기반한 다목적 최적화 방법을 도입하였다. 또한, 최적화 과정에서 요구되는 비선형 시간이력해석을 수행하지 않고도, 비선형 이력감쇠기로 연결된 구조물의 지진응답을 효율적으로 평가하기 위하여 추계학적 선형화 방법을 접목하였다. 제시하는 방법의 효율성을 검증하기 위한 수치 예로서 20층과 10층의 인접 빌딩을 고려하였으며, 두 빌딩을 연결하는 비선형 감쇠시스템으로는 입력전압의 크기에 따라 변화하는 감쇠성능을 보이는 MR 감쇠기를 도입하였다. 제시하는 방법을 통하여 MR 감쇠기의 각 층별 최적 개수 및 감쇠용량을 결정할 수 있었으며, 이는 일반적인 균등분포 시스템에 비해 유사한 제어성능을 보이면서도 훨씬 경제적이었다. 또한, 인접구조물간 충돌에 대하여도 확률적으로 안정적인 거동을 보임을 검증하였으며, 제시하는 방법이 준능동 제어시스템의 최적 배치를 결정하기 위한 설계문제에도 적용할 수 있음을 보였다.

수리계획법을 이용한 서포트 벡터 기계 방법에 관한 연구 (Study on Support Vector Machines Using Mathematical Programming)

  • 윤민;이학배
    • 응용통계연구
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    • 제18권2호
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    • pp.421-434
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    • 2005
  • 기계학습은 패턴분류의 한 도구로써 광범위하게 연구되고 있다. 기계학습 방법들 중에서 서포트 벡터 기계(Support Vector Machines)는 많은 분야에서 연구되어지는 것으로 이진 패턴 분류문제에서 고차원의 특징공간에서 두 집합들 사이에 가장 큰 분리를 제공하는 최대 여유도(margin)를 가지는 분리 초평면을 찾는 것이다. 최대 여유도의 분리의 개념에 기초하여 Mangasarian(1968)은 다중-표면 방법(multi-surface method)을 제안하였고, 1980년대에 목적 계획법을 이용한 방법들이 광범위하게 개발되었다. 본 논문에서는 다목적 계획법과 목적 계획법을 이용한 수리계획법인 서포트 벡터 기계의 두가지 방법들을 제안하고 수치 예제들을 통하여 효용성에 대하여 논의하고자 한다.

Joint Optimization of Mobile Charging and Data Gathering for Wireless Rechargeable Sensor Networks

  • Tian, Xianzhong;He, Jiacun;Chen, Yuzhe;Li, Yanjun
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제13권7호
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    • pp.3412-3432
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    • 2019
  • Recent advances in radio frequency (RF) power transfer provide a promising technology to power sensor nodes. Adoption of mobile chargers to replenish the nodes' energy has recently attracted a lot of attention and the mobility assisted energy replenishment provides predictable and sustained power service. In this paper, we study the joint optimization of mobile charging and data gathering in sensor networks. A wireless multi-functional vehicle (WMV) is employed and periodically moves along specified trajectories, charge the sensors and gather the sensed data via one-hop communication. The objective of this paper is to maximize the uplink throughput by optimally allocating the time for the downlink wireless energy transfer by the WMV and the uplink transmissions of different sensors. We consider two scenarios where the WMV moves in a straight line and around a circle. By time discretization, the optimization problem is formulated as a 0-1 programming problem. We obtain the upper and lower bounds of the problem by converting the original 0-1 programming problem into a linear programming problem and then obtain the optimal solution by using branch and bound algorithm. We further prove that the network throughput is independent of the WMV's velocity under certain conditions. Performance of our proposed algorithm is evaluated through extensive simulations. The results validate the correctness of our proposed theorems and demonstrate that our algorithm outperforms two baseline algorithms in achieved throughput under different settings.

A retrofitting method for torsionally sensitive buildings using evolutionary algorithms

  • Efstathakis, Nikos C.;Papanikolaou, Vassilis K.
    • Earthquakes and Structures
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    • 제12권3호
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    • pp.309-319
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    • 2017
  • A new method is suggested for the retrofitting of torsionally sensitive buildings. The main objective is to eliminate the torsional component from the first two natural modes of the structure by properly modifying its stiffness distribution via selective strengthening of its vertical elements. Due to the multi-parameter nature of this problem, state-of-art optimization schemes together with an ad-hoc software implementation were used for quantifying the required stiffness increase, determine the required retrofitting scheme and finally design and analyze the required composite sections for structural rehabilitation. The performance of the suggested method and its positive impact on the earthquake response of such structures is demonstrated through benchmark examples and applications on actual torsionally sensitive buildings.

Sensitivity Analysis on the Priority Order of the Radiological Worker Allocation Model using Goal Programming

  • Jung, Hai-Yong;Lee, Kun-Jai
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.577-582
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    • 1998
  • In nuclear power plant, it has been the important object to reduce the occupational radiation exposure (ORE). Recently, the optimization concept of management science has been studied to reduce the ORE in nuclear power plant. In optimization of the worker allocation, the collective dose, working time, individual dose, an total number of worker must be considered and their priority orders must be thought because the main constraint is necessary for determining the constraints variable of the radiological worker allocation problem. The ultimate object of this study s to look into the change of the optimal allocation of the radiological worker as priority order changes. In this study, the priority order is the characteristic of goal programming that is a kind of multi-objective linear programming. From a result of study using goal programming, the total number of worker and collective dose of worker have changed as the priority order has changed and the collective dose limit have played an important role in reducing the ORE.

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강교량의 최적 유지관리 시나리오 선정 모델 (The Model to Generate Optimum Maintenance Scenario for Steel Bridges considering Life-Cycle Cost and Performance)

  • 박경훈;이상윤;김정호;조효남;공정식
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.677-686
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    • 2006
  • 본 논문에서는 생애주기비용뿐만 아니라 생애주기성능 조건을 함께 고려하여 열화되는 교량의 최적 유지관리 전략 수립을 위한 보다 실제적이고 현실적인 방법을 제안하였다. 교량의 성능 및 비용과 관련된 다중목적 조합 최적화 문제인 교량 유지관리 시나리오 집합의 생성을 위해 유전자 알고리즘을 적용하였으며, 다중목적함수에 대한 최적의 균형 잡힌 유지관리 시나리오의 선정이 가능한 기법을 제안하였다. 최적 유지관리 시나리오는 부재수준뿐만 아니라 교량 시스템 수준에서도 생성 가능하도록 하였다. 실제 공용중인 교량에 적용하여 제안된 방법의 실 적용성을 검증하고 분석하였다. 제안된 방법은 기존의 유지관리방법의 한계를 극복하고, 실질적인 예방유지관리체계의 도입을 위한 교량 유지관리 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.