• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권2호
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• pp.117-125
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• 2016

도시 내 인구집중과 기후변화로 인해 다양한 형태의 도시 물 문제가 발생한다. 이에 대한 피해 예방과 사회적 손실 최소화를 위해 회복탄력적인 대안 수립이 필요하다. 본 연구는 도시 물 문제 저감을 위한 회복탄력적 사회기반시설 구축 전략 수립에 관한 기초연구로서, 대표적인 도시 물 문제 중 하나인 도시홍수를 사례로 하여 구조적 대안의 내구성을 평가하였다. 내구성 평가를 위한 지표로 내구성 지수 (robustness index, RI) 및 비용지수 (cost index, CI)를 결합한 내구성-비용지수 (robustness cost index, RCI)를 제안하고, 이를 강남역 상습침수구역에 적용하여 기존 기반시설과 구조적 대안 (하수관거 확충, 저류조 설치, 옥상녹화)을 평가하였다. 그 결과, 2~20년 빈도의 강우강도범위에서 저류조와 옥상녹화설치가 상대적으로 높은 RCI 값을 나타내었고 두 대안 중 RCI가 보다 높은 대안은 강우강도에 따라 달라지는 경향을 보였다. 30년 빈도 강우강도에 대하여는 저류조와 옥상녹화를 병용 설치하는 대안이 가장 높은 RCI 값을 나타내어 가장 회복탄력적인 대안으로 확인되었다. 최종적으로 재해의 계획규모에 따른 현행 사회기반시설의 내구성 평가 및 최적의 구조적 대안 선택 절차를 수립하여, 도시홍수 문제에 대한 회복탄력적 사회기반시설 구축 전략을 제시하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.85-90
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• 2019

본 논문에서는 QAM 신호 전송시 채널에서 발생되는 부호간 간섭을 줄일 수 있는 기존 MMA (Multi Modulus Algorithm) 적응 등화 알고리즘의 잔류 isi와 robustness 성능을 개선시키기 위한 M-CMA (Multi-Constant Modulus Algorithm)에 관한 것이다. 기존 MMA 알고리즘은 고정된 dispersion constant를 이용한 비용 함수와 오차 함수에 의존하지만, 제안하는 M-CMA 알고리즘은 복수개의 dispersion constant를 이용한 새로운 비용 함수와 오차 함수를 이용한다. 이로 인하여 CMA의 robustness와 MMA의 진폭과 위상의 동시 보상이 가능하게 된다. 제안 M-CMA 알고리즘의 성능을 기존 MMA 알고리즘과 비교하기 위하여 동일한 채널과 잡음 환경하에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 위한 지수로는 등화기 출력 신호 성상도, 잔류 isi, MD 및 MSE learning 곡선과 robustness를 나타내는 SER을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 모든 성능 지수에서 M-CMA가 기존 MMA 보다 robustness와 나머지 성능의 우월함을 확인하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권3호
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• pp.182-188
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• 2016

본 연구는 도시 홍수문제의 구조적 해결방안을 도출하기 위하여 내구성-비용지수 (robustness cost index, RCI)를 수질오염 문제 사례에 재해석 및 적용하였다. 처리기준 산정방식이 다른 하수 처리수 내 내생호르몬 오염과 취수원 원생동물 번성을 대표 사례로 선정하여 기존시설과 대안시설 (구조적 대안)의 내구성 지수 (RI) 값이 1 이상인 경우를 내구성을 확보한 대안으로 판정하고 내구성 지수와 비용지수 (CI)를 결합한 RCI 값을 산정하였다. 하수 처리수 내 내생호르몬 오염은 인체로부터 기인하는 $17{\beta}$-estradiol 을 대상 오염물질로 하여 현재 하수처리시설과 대안시설 (고도처리공정 증축)을 비교하였고, 고도처리공정을 증축한 사례에서 RI뿐만 아니라 RCI 값이 큰 결과가 나타났다. 취수원 원생동물 번성의 경우 크립토스포리디움을 처리하기 위한 소독방안으로 자외선 소독과 오존 소독을 대상으로 RCI를 산정하였고 오존 소독시설이 RCI값이 더 높은 것을 확인하였다. 처리기준이 다른 수질오염사례의 RCI 산정과정과 도출한 값을 바탕으로 재해 발생 시 피해 복구와 피해 방지를 위한 구조적 대안 수립과정의 방향을 제시하고 그 구축전략을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권7호
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• pp.1234-1242
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• 2003

In this paper we present a simple and efficient robust optimal design formulation for MEMS structures and its application to a resonant-type micro probe. The basic idea is to use the gradient index (GI) to improve robustness of the objective and constraint functions. In the robust optimal design procedure, a deterministic optimization for performance of MEMS structures is followed by design sensitivity analysis with respect to uncertainties such as fabrication errors and change of operating conditions. During the process of deterministic optimization and sensitivity analysis, dominant performance and uncertain variables are identified to define GI. The GI is incorporated as a term of objective and constraint functions in the robust optimal design formulation to make both performance and robustness improved. While most previous approaches for robust optimal design require statistical information on design variations, the proposed GI based method needs no such information and therefore is cost-effective and easily applicable to early design stages. For the micro probe example, robust optimums are obtained to satisfy the targets for the measurement sensitivity and they are compared in terms of robustness and production yield with the deterministic optimums through the Monte Carlo simulation. This method, although shown for MEMS structures, may as well be easily applied to conventional mechanical structures where information on uncertainties is lacking but robustness is highly important.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1254-1261
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• 2003

In this paper we present a simple and efficient robust optimal design formulation and its application to a resonant-type micro probe. The basic idea is to use the Gradient Index (GI) to improve robustness of the objective and constraint functions. In the robust optimal design procedure, a deterministic optimization for performance of MEMS structures is followed by design sensitivity analysis with respect to uncertainties such as fabrication errors and change of operating conditions. During the process of deterministic optimization and sensitivity analysis, dominant performance and uncertain variables are identified to define GI. The GI is incorporated as a term of objective and constraint functions in the robust optimal design formulation to make both performance and robustness improved. While most previous approaches for robust optimal design require statistical information on design variations, the proposed GI based method needs no such information and therefore is cost-efficient and easily applicable to early design stages. For the micro probe example, robust optimums are obtained to satisfy the targets for the measurement sensitivity and they are compared in terms of robustness and production yield with the deterministic optimums through the Monte Carlo simulation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권5호
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• pp.535-543
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• 2014

강건최적설계 분야에서 목적함수의 강건성은 목적함수의 변화가 둔감한 해를 강조한다. 일반적으로 목적함수의 강건성은 설계변수나 파라미터에 대한 목적함수의 변동을 줄임으로써 달성할 수 있다. 하지만, 기존의 방법들에서는 변동에 둔감한 목적을 달성하기 위해 목적함수의 값이 희생되는 경우가 있다. 또한, 설계변수의 수가 증가할수록 비선형계획법을 이용한 강건최적설계의 수치적 계산비용은 증가한다. 본 연구에서는 상한함수를 사용한 새로운 강건성지수와 비선형계획법에서의 강건최적설계 방법을 제안한다. 또한, 제안한 방법의 효율성을 향상시키기 위하여 선형화된 함수의 상한 값을 이용한 방법도 소개한다. 이를 다양한 수학예제에 적용하고 기존의 강건성지수와 수치적 성능 비교를 통해 제안한 방법의 유용성을 검증한다. 제안한 강건성지수는 목적함수의 성능에 손실이 발생하지 않으며 효율성을 크게 향상시킬 수 있다.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권5호
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• pp.115-124
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• 2018

Resilience has been widely used in various fields including design and operation of infrastructures. The resilient infrastructures not only reduce the damage scale of various disasters but also reduce the time and cost required for restoration. However, resilience rarely applied to promote efficient management of agricultural infrastructures. Recently, drought is an aggravating disaster by climate change and need countermeasures. Therefore, we tried to demonstrate evaluating measures in case of drought under consideration of resilience. This study applied the robustness-cost index (RCI) to evaluate alternative solution of the supply problem of a large agricultural reservoir under drought conditions. Four structural alternatives were selected to estimate the robustness index (RI) and the cost index (CI) to obtain the RCI values. Structural alternatives are classified into temporary measures and permanent measures. Temporary measures include the development of a tube wells and the installation of the portable pump, while the permanent measures include the installation of a pumping stations and the pumping water to the reservoir (Yeongsan River-Naju reservoir). RCI values were higher in permanent measures than those of temporary measures. Initial storage of the reservoir also affected RCI values of the drought measures. Permanent measures installation and management of early stage of the reservoir storage shortage was identified as the most resilient system.

• 국제초고층학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.245-253
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• 2020

With the ever-increasing height of timber buildings, the complexity of timber as a structural material gives rise to behaviors not previously studied by engineers. An urgent call is needed regarding their performance in damage scenarios: activating alternative load paths in tall timber buildings is not the same as in tall buildings made with steel and concrete. In this paper we propose a robustness framework covering all building materials, whose application in timber may lead to new conceptual designs for the next generation of tall timber buildings. Qualitatively, the importance of building scale and the distinction between localized and systematic exposures are discussed, and how existing supertall structures can be an example for future generations of tall timber buildings. Quantitatively, the robustness index is introduced alongside a method to calculate the performance of a given building regarding robustness, in order to find the most cost-effective structural solutions for improved robustness. A three-level application recommendation is made, depending on the importance of the building in question. Primarily, the paper highlights the importance of conceptual design to achieve structural robustness and encourages the practicing engineering community to use the proposed framework to quantitatively come up with the new generation of tall timber buildings.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권1호
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• pp.31-45
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• 2020

The purpose of this study is to develop an effective iterative two-stage method (ITSM) for structural damage identification of offshore platform structures. In each iteration, a new damage index, Modal Energy-Based Damage Index (MEBI), is proposed to help effectively locate the potential damage elements in the first stage. Then, in the second stage, the beetle antenna search (BAS) algorithm is used to estimate the damage severity of these elements. Compared with the well-known particle swarm optimization (PSO) algorithm and genetic algorithm (GA), this algorithm has lower computational cost. A modal energy based objective function for the optimization process is proposed. Using numerical and experimental data, the efficiency and accuracy of the ITSM are studied. The effects of measurement noise and spatial incompleteness of mode shape are both considered. All the obtained results show that under these influences, the ITSM can accurately identify the true location and severity of damage. The results also show that the objective function based on modal energy is most suitable for the ITSM compared with that based on flexibility and weighted natural frequency-mode shape.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권5호
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• pp.1729-1742
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• 2017

In designing System Protection Schemes (SPSs) in power systems, protecting transmission network against extreme undesired conditions becomes a significant challenge in mitigating the transmission line overloading. This paper presents an intelligent Special Protection and Control Scheme (SPCS) using of Differential Evolution with Adaptive Mutation (DEAM) approach to obtain the optimum generation rescheduling to solve the transmission line overloading problem in system contingency conditions. DEAM algorithm employs the attraction-repulsion idea that is applied in the electromagnetism-like algorithm to support the mutation process of the conventional Differential Evolution (DE) algorithm. Different N-1 contingency conditions under base and increase load demand are considered in this paper. Simulation results have been compared with those acquired from Genetic Algorithm (GA) application. Minimum severity index has been considered as the objective function. The final results show that the presented DEAM method offers better performance than GA in terms of faster convergence and less generation fuel cost. IEEE 30-bus test system has been used to prove the effectiveness and robustness of the proposed algorithm.