• 제목/요약/키워드: Set Covering Problem

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일간승무계획문제의 정수계획해법 (An Integer Programming Approach to the Problem of Daily Crew Scheduling)

  • 변종익;이경식;박성수
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 2000년도 춘계공동학술대회 논문집
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    • pp.613-616
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    • 2000
  • This paper considers the problem of subway crew scheduling. Crew scheduling is concerned with finding a minimum number of assignments of crews to a given timetable satisfying various restrictions. Traditionally, crew scheduling problem has been formulated as a set covering or set partitioning problem possessing exponentially many variables, but even the LP relaxation of the problem is hard to solve due to the exponential number of variables. In this paper, we propose two basic techniques that solve the problem in a reasonable time, though the optimality of the solution is not guaranteed. To reduce the number of variables, we adopt column-generation technique. We could develop an algorithm that solves column-generation problem in polynomial time. In addition, the integrality of the solution is accomplished by variable-fixing technique. Computational results show column-generation makes the problem of treatable size, and variable fixing enables us to solve LP relaxation in shorter time without a considerable increase in the optimal value. Finally, we were able to obtain an integer optimal solution of a real instance within a reasonable time.

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Valid Inequalities and Facets for the Steiner Problem in a Directed Graph

  • Myung, Young-Soo
    • 한국경영과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.131-146
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    • 1996
  • In this paper, we describe the facial structure of the steiner problem in a directed graph by formulating it as set covering problem. We first characterize trivial facets and derive a necessary condition for nontrival facets. We also introduce a class of valid inequalities with 0-1 coefficients and show when such inequalities define facets.

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지하철 일간승무계획문제의 정수계획해법 (An Integer Programming Approach to the Subway Daily Crew Scheduling Problem)

  • 변종익;이경식;박성수;강성열
    • 한국경영과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.67-86
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    • 2002
  • This paper considers subway crew scheduling problem. Crew scheduling is concerned with finding a minimum number of assignments of crews to a given timetable satisfying various restrictions. Traditionally, crew scheduling problem has been formulated as a set covering or set partitioning problem possessing exponentially many variables, but even the LP relaxation of the problem is hard to solve due to the exponential number of variables. In this paper. we propose two basic techniques that solve the subway crew scheduling problem in a reasonable time, though the optimality of the solution is not guaranteed. We develop an algorithm that solves the column-generation problem in polynomial time. In addition, the integrality of the solution is accomplished by variable-fixing technique. Computational result for a real instance is reported.

미사일 방어를 위한 KDX 최적배치모형 연구 (Optimal Allocation Model of KDX for Missile Defense)

  • 이상헌;정인철
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.69-77
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    • 2006
  • 위치 선정이나 설비배치문제를 기존의 정성적 접근방법에서 벗어나 수학적 방법을 통해 해결하려는 시도가 여러 분야에서 이루어지고 있다. 지역담당모형은 이러한 연구 분야중 하나로 주어진 문제를 수학적으로 현실과 유사하게 구현시킬 수 있고 모형에 대한 해법절차도 다양하기 때문에 여러 형태의 배치문제들에도 폭넓게 적용되어 왔으며 최근 들어서는 군사설비분야에서도 그 활용도가 높아지고 있다. 본 연구는 미사일 방어를 위하여 한국해군 KDX 함정의 최적배치에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하였다. 시뮬레이션 모델은 부분지역담당모형을 바탕으로 공격자와 방어자의 측면을 단계적으로 평가하는 방법으로 구현되어 있으며, 구축된 모형에 대하여 가능한 시나리오를 설정하고 실험을 통하여 결과를 분석하였다. 구현된 모형실험은 공격자의 공격계획과 공격계획에 따른 최적의 KDX 배치선정과 방어미사일 할당에 대한 의사결정방안을 제시하고 있다. 본 연구의 최적배치모형은 한국적 미사일방어 체계구축을 위하여 도입될 최신무기체계의 위치선정에 대한 최적의 대안을 제시하고 효율적인 부대배치를 위한 참고자료로 활용할 수 있을 것이다.

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단거리 지대공 미사일의 최적배치에 관한 연구 (A Study on Optimal Allocation of Short Surface-to-Air Missile)

  • 이영해;남상억
    • 한국국방경영분석학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.34-46
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    • 2000
  • The object of this study is to construct a model for an optimal allocation of short surface to air missile defending our targets most efficiently from hostile aircraft´s attack. For the purpose of this, we analyze and establish facility allocation concept of existing models, apply set covering theory appropriate to problem´s properties, present the process of calculating the probability of target being protected, apply Sherali-Kim´s branching variable selection strategy, and then construct the model. As constructed model apply the reducing problem with application, we confirm that we can apply the large scale, real problem.

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발견적 승무계획 해법의 연구 (A Heuristic Algorithm for Crew Scheduling Problems)

  • 김정식
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제9권13호
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    • pp.79-86
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    • 1986
  • This paper presents a heuristic algorithm for a crew scheduling problem with dead head flights. This paper modifies and improves saving method for finding the Multiple Salesman tours in the graph. The results show that the computing time from this algorithm is implemented very much than those from general crew scheduling algorithms by set covering models.

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MGIS 및 유전자 알고리즘을 활용한 정보자산 최적배치에 관한 연구 (A Study on the Optimal Allocation for Intelligence Assets Using MGIS and Genetic Algorithm)

  • 김영화;김수환
    • 대한산업공학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.396-407
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    • 2015
  • The literature about intelligence assets allocation focused on mainly single or partial assets such as TOD and GSR. Thus, it is limited in application to the actual environment of operating various assets. In addition, field units have generally vulnerabilities because of depending on qualitative analysis. Therefore, we need a methodology to ensure the validity and reliability of intelligence asset allocation. In this study, detection probability was generated using digital geospatial data in MGIS (Military Geographic Information System) and simulation logic of BCTP (Battle Commander Training Programs) in the R.O.K army. Then, the optimal allocation mathematical model applied concept of simultaneous integrated management, which was developed based on the partial set covering model. Also, the proposed GA (Genetic Algorithm) provided superior results compared to the mathematical model. Consequently, this study will support effectively decision making by the commander by offering the best alternatives for optimal allocation within a reasonable time.

최적화에 기반을 둔 LAD의 패턴 생성 기법 (Optimization-Based Pattern Generation for LAD)

  • 장인용;류홍서
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.11-18
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    • 2006
  • LAD(Logical Analysis of Data)는 Boolean-logic에 기반을 둔 데이터 마이닝 방법론이다. LAD에 의한 데이터 분석 시 중요한 과정은 데이터 집합에 숨겨진 구조적 정보를 패턴의 형식으로 발견해내는 패턴 생성 단계이다. 기존의 패턴 생성 방법은 열거법에 기반을 두고 있어 높은 차수의 패턴을 생성하는 것은 실질적으로 불가능하였다. 본 논문에서는 최적화에 기반을 둔 패턴 생성 방법론을 제안하고 혼합 정수 선형 모형과 SCP(Set Covering Problem)의 두 가지 모형을 제안한다. 기계학습 분야에서 널리 쓰이는 데이터 집합에 대해 제안된 패턴 생성 방법을 이용한 분석 실험을 통하여 기존의 패턴 생성 방법으로는 생성될 수 없는 패턴을 쉽게 생성하는 효율성을 입증하였다.

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데드라인을 고려하는 효율적인 지능형 로봇 커버리지 알고리즘 (An Efficient Coverage Algorithm for Intelligent Robots with Deadline)

  • 전흥석;정은진;강현규;노삼혁
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제16A권1호
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    • pp.35-42
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    • 2009
  • 이 논문은 지능형 로봇을 위한 새로운 커버리지 알고리즘을 제안한다. 커버리지 알고리즘의 성능을 향상하기 위한 많은 연구들은 전체 커버리지 완료 시간을 최소화하는데 초점을 맞추어왔다. 그러나, 만일 전체 커버리지를 완료하기에 충분한 시간이 없다면, 최적의 경로는 달라질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 MaxCoverage라고 하는 데드라인이 있을 경우에 가능한 많은 면적을 커버하기 위한 새로운 커버리지 알고리즘을 제안한다. MaxCoverage 알고리즘은 이동 경로를 셋 커버 문제를 위한 그리디 알고리즘을 이용하여 결정한다. 실험 결과에 의하면 MaxCoverage 알고리즘은 임의의 데드라인에 대하여 다른 알고리즘들에 비해 향상된 성능을 보여준다.

Set Covering과 Minisum 기법을 활용한 시설물 최적위치 선정에 관한 연구 (119 구급대 위치선정사례에의 적용) (A Optimal Facility Location Using Set Covering and Minisum (Application to Optimal Location of 119 Eru))

  • 오세창;김정민
    • 대한교통학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.103-113
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    • 2009
  • 교통사고 발생시 119구급대의 신속한 사고현장 도착이 사고심도 감소에 가장 중요한 역할을 한다. 교통사고가 발생하여 부상자가 심정지후 4분이 경과하면 뇌손상이 시작되고 10분이 경과하면 사망할 가능성이 높은 것으로 조사되고 있다. 이에 따라 119구급대의 설치 고려시 교통사고 발생지역까지 통행시간을 고려하여 위치를 결정할 필요가 있다. 본 논문에서는 119구급대의 위치를 결정하는 방안에 대해서 기존 location theory를 검토하여 SCLM과 minisum location theory를 상호활용하는 방안을 모색하였다. 또한 기존 minisum location theory를 적용할 경우 최대통행시간($\lambda$)보다 통행 시간이 증가하는 경우가 발생할수 있는 문제점을 개선한 수정 minisum location theory를 제안한다. 수정 minisum location theory를 적용할 경우 모든 수요를 최대거리($\lambda$)내에 도착하면서 수요량과 통행시간에 대해서 최적화된 119구급대의 위치를 알 수 있다.