• 제목/요약/키워드: Scale-free Network

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Energy-Aware Preferential Attachment Model for Wireless Sensor Networks with Improved Survivability

  • Ma, Rufei;Liu, Erwu;Wang, Rui;Zhang, Zhengqing;Li, Kezhi;Liu, Chi;Wang, Ping;Zhou, Tao
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권7호
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    • pp.3066-3079
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    • 2016
  • Recent years have witnessed a dramatic increase in topology research of wireless sensor networks (WSNs) where both energy consumption and survivability need careful consideration. To balance energy consumption and ensure survivability against both random failures and deliberate attacks, we resort to complex network theory and propose an energy-aware preferential attachment (EPA) model to generate a robust topology for WSNs. In the proposed model, by taking the transmission range and energy consumption of the sensor nodes into account, we combine the characters of Erdős -Rényi (ER) model and Barabasi-Albert (BA) model in this new model and introduce tunable coefficients for balancing connectivity, energy consumption, and survivability. The correctness of our theoretic analysis is verified by simulation results. We find that the topology of WSNs built by EPA model is asymptotically power-law and can have different characters in connectivity, energy consumption, and survivability by using different coefficients. This model can significantly improve energy efficiency as well as enhance network survivability by changing coefficients according to the requirement of the real environment where WSNs deployed and therefore lead to a crucial improvement of network performance.

이동로봇을 이용한 자원탐사 축소모형 실험 시스템 구축 응용 (Mobile Robot Based Down-Scaled Mineral Resources Exploration Test System)

  • 유선철;정현기;윤중선;표주현;조성호;오동문;강동중
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제12권4호
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    • pp.355-360
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    • 2009
  • USN (Ubiquitous Sensor Network, 유비쿼터스 무선네트워크) 융합기술을 기반으로 하는 자원탐사 축소모형 시스템을 구축하였다. 실제 환경의 재현을 위해, 비금속 모형판 아래 금속판을 설치하고, 모형판 위에서 이동로봇에 설치된 고정밀 3축 자기센서를 이용하여 실제 자장값을 계측한다. 측정된 자장값은 무선네트워크를 이용하여 이동로봇이 중앙 컴퓨터로 전송한다. 이러한 하드웨어 기반의 테스트 시스템은 현장 상황을 물리적으로 유사하게 재현함으로써, 시뮬레이션의 신뢰도가 높고, USN기반 자원탐사시스템 설계지침을 다각도로 검토할 수 있다. 본 연구에서는 금속물체 탐지시스템을 재현하기 위해, 평판 위에서 이동로봇을 사용하여, 평판 아래에 설치된 금속판의 위치를 탐지하는 실험을 성공적으로 실시하였다.

네트워크 기반 세계종교 분석 (Analysis of the World Religions Based on Network)

  • 김학용
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.24-34
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    • 2022
  • 하나의 종교를 집중적으로 본다면 신앙과 믿음의 문제이지만, 세계종교 전체를 보면 역사, 문화, 인간의 삶과 생활이 담겨진 콘텐츠가 된다. 종교를 콘텐츠로 보고 세계종교 13개를 중심으로 각 네트워크를 만들어 네트워크의 구조를 분석하였다. 13개 종교를 합쳐 전체 네트워크를 구축하였는데, 일반적인 사회네트워크와 같은 멱함수 분포를 가지는 척도없는 네트워크의 특성을 보여주었다. 세계종교 네트워크는 일반적인 척도없는 네트워크와 달리 뭉침계수 값이 매우 적었다. 이는 종교를 설명하는 용어들의 다양성의 결과라 보여 진다. 전체 네트워크에 단순하지만 핵심 네트워크를 만드는데 사용되는 K-코어 알고리즘을 적용하여 코어 네트워크를 구축하였으나 K-3를 적용했을 때는 너무 복잡하고, K-4를 적용했을 때는 너무 단순하여 유의미한 결과를 얻기 어려웠다. 뭉침계수가 낮은 네트워크에 K-코어 알고리즘을 적용하기 어려운 것으로 판단되어, 허브 노드 중심의 핵심단어 수에 따른 네트워크를 구축하여 세계종교의 특성을 분석하였다. 이외에도 세계 5대 종교 네트워크와 동아시아 종교 네트워크를 만들어 유의미한 정보를 도출하였다. 본 연구에서는 세계종교를 콘텐츠로 보고 분석하여 다양한 정보를 얻었으며, 뭉침계수 값이 적은 네트워크는 핵심단어를 기반으로 코어 네트워크를 만들어 분석하는 새로운 방법을 제시하였다.

네트워크 기반 조선왕조 건국과정 분석 (Analysis of Foundation Procedure for Chosun Dynasty Based on Network)

  • 김학용
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.582-591
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    • 2015
  • 고려 공민왕에서부터 조선이 건국되는 과정을 다양한 시각에서 기록된 네 가지 다른 역사서로부터 등장인물을 추출하여 서로 다른 네트워크를 구축하였다. 본 연구에서 구축한 모든 네트워크는 일반적인 사회네트워크와 마찬가지로 척도 없는 네트워크의 특성을 보여주었다. 다른 역사서와는 달리 태조 총서는 이성계와 그 가문 중심으로 주관적으로 기록된 역사임을 네트워크 기반으로 확인할 수 있었다. 이는 이미 잘 알려져 있는 사실이지만 네트워크 연구를 통해서 확인할 수 있다는 것에 의의가 있다. 또 다른 사실은 정도전이 조선건국의 설계자로 알려져 있으나 네트워크 연구에서는 조선건국에 있어서 실제 그의 역할이 두드려지지 않았는데, 이 사실은 다양한 역사적 기록에서도 확인할 수 있었다. 따라서 네트워크를 기반으로 하는 본 연구는 고려말과 조선건국 사이의 역사적 사실을 좀 더 객관적으로 바라볼 수 있는 정보를 제공할 수 있는데 의의가 있다. 네트워크 연구에서 중심인물 또는 허브 노드를 결정하는 구조인자는 연결계수다. 응집 중심성은 네트워크상에서 위치의 중요성을 나타내는 척도다. 본 연구에서는 연결계수 값에 응집 중심성 값을 추가하여 상호 비교함으로써 중심인물을 결정하는데 보완할 수 있는 방법론을 도입하였으며, 역사네트워크에서 주관성과 편향성을 반영하는 척도로 활용할 수 있음을 제시하였다. 향후 네트워크 연구에서 연결계수와 응집 중심성을 동시에 고려하는 알고리즘을 개발한다면 허브 노드를 결정하는 새로운 방법으로 활용할 수 있을 것이다.

네트워크 기반 2000년대 한국영화의 관객 동원력 분석 (Analysis of Spectator Mobilizing Power for 2000's Korea Movies Based on Construction of Network)

  • 김학용
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.429-437
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    • 2011
  • 영화 네트워크도 다른 사회 네트워크와 마찬가지로 멱함수 분포 특성을 지닌 척도 없는 네트워크로 알려져 있다. 본 연구는 2000년부터 2009년까지 10년간 상영된 한국영화 799편에 등장하는 배우 및 감독의 네트워크를 구축하고 특성을 분석하였다. 영화감독 네트워크를 구축하고, 이 네트워크로 부터 3편 이상을 연출하고 70%이상의 백만 관객을 동원한 감독 중에서 영화 편당 관객 수가 높은 상위 10명의 감독을 추출하였다. 한국영화 799편을 관객 동원력에 따라 3등급으로 구분하고 각 등급에 일정 편수 이상 출연한 배우들을 중심으로 네트워크를 구축하였다. 그리고 70% 이상의 백만 관객 동원율을 가진 편당 관객 동원수가 높은 상위 20명의 배우를 추출하였다. 배우 및 감독 30명이 출연하거나 연출한 영화를 중심으로 2000년대 한국 영화의 중심을 이루고 있는 핵심 영화 네트워크를 구축하여 장르별 상위 관중 동원력을 가진 영화배우와 영화감독을 도출하였다. 이 핵심 네트워크로부터 향후 관중 동원력이 높은 영화를 제작할 수 있는 감독, 배우, 장르의 조합을 2010년의 실제 상황과 비교분석하였다. 본 연구 결과는 궁극적으로 네트워크를 바탕으로 한국 영화 관객 동원력을 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

Network Analyses of Gene Expression following Fascin Knockdown in Esophageal Squamous Cell Carcinoma Cells

  • Du, Ze-Peng;Wu, Bing-Li;Xie, Jian-Jun;Lin, Xuan-Hao;Qiu, Xiao-Yang;Zhan, Xiao-Fen;Wang, Shao-Hong;Shen, Jin-Hui;Li, En-Min;Xu, Li-Yan
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권13호
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    • pp.5445-5451
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    • 2015
  • Fascin-1 (FSCN1) is an actin-bundling protein that induces cell membrane protrusions, increases cell motility, and is overexpressed in various human epithelial cancers, including esophageal squamous cell carcinoma (ESCC). We analyzed various protein-protein interactions (PPI) of differentially-expressed genes (DEGs), in fascin knockdown ESCC cells, to explore the role of fascin overexpression. The node-degree distributions indicated these PPI sub-networks to be characterized as scale-free. Subcellular localization analysis revealed DEGs to interact with other proteins directly or indirectly, distributed in multiple layers of extracellular membrane-cytoskeleton/ cytoplasm-nucleus. The functional annotation map revealed hundreds of significant gene ontology (GO) terms, especially those associated with cytoskeleton organization of FSCN1. The Random Walk with Restart algorithm was applied to identify the prioritizations of these DEGs when considering their relationship with FSCN1. These analyses based on PPI network have greatly expanded our comprehension of the mRNA expression profile following fascin knockdown to future examine the roles and mechanisms of fascin action.

수중음향 센서네트워크를 위한 슬롯시간 최적화 기법 (Slot-Time Optimization Scheme for Underwater Acoustic Sensor Networks)

  • 이동원;김선명;이해연
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39C권4호
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    • pp.351-361
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    • 2014
  • 무선 센서네트워크의 데이터 전송을 위해서 각 노드는 백오프(Back-off)기법을 이용하여 이웃노드와 채널을 경쟁한다. 수중음향 센서네트워크에서도 일반적으로 백오프를 이용하여 노드 간 채널을 경쟁한다. 그러나 수중음향 센서네트워크의 백오프에 이용되는 슬롯타임(Slot-time)은 무선 센서네트워크와는 달리 매우 긴 지연시간을 갖는다. 따라서, 수중음향 센서네트워크에서는 긴 슬롯타임에 의해 각 노드간의 통신성능 저하 문제가 발생한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 실제 노드가 배치된 상태를 이웃 노드와의 전파지연 시간을 이용하여 계산하고, 슬롯타임을 노드 스스로 최적화한다. 이러한 방법을 통해 각 노드들 간의 통신에 낭비되는 시간을 줄이고 네트워크 성능을 향상 시킨다. 본 논문에서는 제안하는 기법을 구체적으로 기술하고 제안하는 기법과 기존의 연구와의 성능차를 확인한다. 성능 비교결과 제안하는 기법이 기존의 기법에 비하여 우수한 성능을 갖는 것을 확인 하였다.

광양만권 트라이앵글 도시의 공간구조 변화: 중심지형에서 네트워크형으로 (Spatial Structure Change of Triangle-Cities in Gwangyang Bay Region: From Central Place Structure to Network City)

  • 이정록
    • 한국경제지리학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.93-109
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    • 2020
  • 이 연구는 광양만권에 위치한 여수시·순천시·광양시 등 3개 도시 간 도시체계 및 공간구조 변화를 고찰한 것이다. 중앙정부가 광양만권에서 수행한 대규모 개발사업, 1960년대 중반 제2정유공장 건설, 1980년대 중반 POSCO 광양제철소 준공, 1987년 시작된 광양항컨테이부두 착공과 2003년 광양만권경제자유구역 지정, 2012년 여수세계박람회 개최 등에 힘입어 3개 도시의 산업화와 도시화가 진행되어 광양만권은 우리나라 대표적인 임해형 산업벨트를 형성한다. 그러나 역사적으로 순천은 광양만권을 포함한 전남 동부지역에서 독점적인 중심지 기능을 수행하였다. 중앙정부가 추진한 전술한 개발사업은 광양만권에 위치한 3개 도시 간 도시체계와 공간구조를 순천 중심의 단핵형에서 네트워크형으로 변화를 만들어낸다. 그리고 2012여수세계박람회 개최 이후 3개 도시 간 연결성과 통합성이 강화되면서 광양만권 공간구조는 네트워크형 공간구조로 재편되고 있고, 이런 추세는 향후 더욱 강화될 것으로 전망된다.

화음탐색법을 이용한 교통망 링크 통행비용함수 정산기법 개발 (Calibration of a Network Link Travel Cost Function with the Harmony Search Algorithm)

  • 김현명;황용환;양인철
    • 대한교통학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.71-82
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    • 2012
  • 본 연구에서는 최근 개발된 화음 탐색법을 이용해 교통망 통행배정 모형의 통행비용 함수의 하나인 BPR 함수의 계수들을 추정하였다. 기존 연구에서는 교통량과 통행시간 자료를 실측해 이를 통계적으로 분석해 계수를 추정하는 방법과 관측교통량과 통행배정 교통량을 일치시키는 계수값을 찾는 것을 목표로 통행배정 모형과 최적화 기법을 결합시킨 방법을 이용하여왔다. 이중 대형 교통망의 계수 정산에 자주 이용되어온 최적화 기법은 관측 통행패턴을 최대한 근접하게 재현하는 계수를 추정할 수 있다는 장점이 있으나 그 수학적 성질과 추정 계수값에 대한 수학적 검토가 충분히 이루어지지 못했다. 본 연구에서는 이러한 문제 인식아래 최근 개발된 전역 탐색 기법인 화음탐색법 기반의 교통망 비용함수 정산 방법을 개발하였다. 화음탐색법은 2000년대 초반 개발된 이후 다양한 분야에서 기존에 사용되던 전역탐색기법들에 비해 우수한 성질을 입증하여 왔으나 교통분야에는 그 적용 예가 거의 없었다. 본 연구는 화음탐색법의 개념을 설명하고 이를 이용해 개발된 정산 알고리즘을 기존 연구에서 사용된 점진증가법 및 황금율법과 성능 비교하였다. 화음탐색법 기반 정산기법은 기존 기법들에 비해 관측 통행패턴을 보다 근접하게 재현할 수 있는 비용함수 계수값들을 찾을 수 있는 것으로 나타났다. 또, 관측 교통량 기반 계수추정법은 BPR식의 ${\beta}$값 추정에는 적합하지만 초기속도나 ${\alpha}$값 정산을 위해서는 통행 속도나 시간과 같은 추가 자료가 필요한 것으로 판단된다.

네트워크 기반 자동화 변전소에서 SOAP을 이용한 IED간 정보교환기술 연구 (A Study on the Information Exchange Technology Between IEDs Using SOAP in Network Based Substation Automation System)

  • 고윤석
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제55권9호
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    • pp.376-383
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    • 2006
  • In this paper, autonomous information exchange methodology is studied between IEDs using SOAP protocol based on XML and PtP communication to archive the safety and reliability of large-scale system operation. The SOAP protocol has the advantages in the independency Problem for operating systems, using language, platforms and the security problem because it is XML-based RPC protocol. Inference-based solution of the IED is designed as rule-based solution so that the IED internal status, the system status or the faulted zone can be inferred autonomously using the internal data as well as information data obtained from free information exchange among other IEDS, Also, it is designed so that the inference results and the operation information are transmitted to the above SCADA system, and determined autonomously whether the commands from the SCADA are executed or not. Finally, The inference-based solution of IED and information exchange system among IEDS is implemented using MS Visual C++ MFC, MS SOAP and MS XML. Availability and accuracy of the proposed methodology and the design is verified from diversity simulation reviews for typical distribution substation.