• 제목/요약/키워드: Spatial optimization problem

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개선된 유전자 알고리즘을 이용한 산형 골조의 최적화 (Optimization of Gable Frame Using the Modified Genetic Algorithm)

  • 이홍우
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제3권4호
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    • pp.59-67
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    • 2003
  • Genetic algorithm is one of the best ways to solve a discrete variable optimization problem. Genetic algorithm tends to thrive in an environment in which the search space is uneven and has many hills and valleys. In this study, genetic algorithm is used for solving the design problem of gable structure. The design problem of frame structure has some special features(complicate design space, many nonlinear constrants, integer design variables, termination conditions, special information for frame members, etc.), and these features must be considered in the formulation of optimization problem and the application of genetic algorithm. So, 'FRAME operator', a new genetic operator for solving the frame optimization problem effectively, is developed and applied to the design problem of gable structure. This example shows that the new opreator has the possibility to be an effective frame design operator and genetic algorithm is suitable for the frame optimization problem.

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유전알고리즘을 이용한 지속가능 공간최적화 모델 기초연구 - 선행연구 분석을 중심으로 - (Basic Study on Spatial Optimization Model for Sustainability using Genetic Algorithm - Based on Literature Review -)

  • 윤은주;이동근
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.133-149
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    • 2017
  • As cities face increasing problems such as aging, environmental pollution and growth limits, we have been trying to incorporate sustainability into urban planning and related policies. However, it is very difficult to generate a 'sustainable spatial plans' because there are trade-offs among environmental, society, and economic values. This is a kind of non-linear problem, and has limitations to be solved by existing qualitative expert knowledge. Many researches from abroad have used the meta heuristic optimization algorithms such as Genetic Algorithms(GAs), Simulated Annealing(SA), Ant Colony Optimization(ACO) and so on to synthesize competing values in spaces. GAs is the most frequently applied theory and have been known to produce 'good-enough plans' in a reasonable time. Therefore we collected the research on 'spatial optimization model based GAs' and analyzed in terms of 'study area', 'optimization objective', 'fitness function', and 'effectiveness/efficiency'. We expect the results of this study can suggest that 'what problems the spatial optimization model can be applied to' and 'linkage possibility with existing planning methodology'.

TABU 알고리즘을 이용한 대공간 구조물의 최적설계 (Optimum Design of the Spatial Structures using the TABU Algorithm)

  • 조용원;이상주;한상을
    • 한국공간구조학회:학술대회논문집
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    • 한국공간구조학회 2005년도 춘계학술발표회 및 정기총회 2권1호(통권2호)
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    • pp.246-253
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    • 2005
  • The design of structural engineering optimization is to minimize the cost. This problem has many objective functions formulating section and shape as a function of the included discrete variables. simulated annealing, genetic algerian and TABU algorithm are searching methods for optimum values. The object of this reserch is comparing the result of TABU algorithm, and verifying the efficiency of TABU algorithm in structural optimization design field. For the purpose, this study used a solid truss of 25 elements having 10 nodes, and size optimization for each constraint and load condition of Geodesic one, and shape optimization of Cable Dome for verifying spatial structures by the application of TABU algorithm

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가압경수형 원자로 부하추종 운전시 제논진동 최적화 (Optimization for Xenon Oscillation in Load Following Operation of PWR)

  • 김건중;오성헌;박인용
    • 대한전기학회논문지
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    • 제38권11호
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    • pp.861-869
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    • 1989
  • 본 논문에서는 폰트라이긴의 최대원리를 이용한 가압경수형 원자로(PWR)의 부하추종 운전시 제논진동 최적화 문제가 제시되었다. 최적화 모델은 2차 목적함수를 갖고 있는 최적 추적제어문제로 정식화 하였으며, 1군 확산방정식과 제논-아이오다인 동특성 방정식을 등호 제약조건으로 고려하였다. 최적화 모델에 최대원리를 적용하므로서, 문제는 제약조건이 없는 단일시간 문제로 분리되었으며, 분리된 부 문제는 공액 경사법을 이용하여 최적화 하였다. 계산결과는 제논진동이 최소화되어 원자로가 규정된 출력분포를 유지하면서 전력계총에서 요구하는 출력을 잘 추종 하였다.

TABU 알고리즘을 이용한 대공간 구조물의 최적설계 (Optimum Design of the Spatial Structures using the TABU Algorithm)

  • 조용원;이상주;한상을
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.273-280
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    • 2005
  • The design of structural engineering optimization is to minimize the cost. This problem has many objective functions formulating section and shape as a function of the included discrete variables. simulated annealing, genetic algerian and TABU algerian are searching methods for optimum values. The object of this reserch Is comparing the result of TABU algorithm, and verifying the efficiency of TABU algorithm in structural optimization design field. For the purpose, this study used a solid truss of 25 elements having 10 nodes, and size optimization for each constraint and load condition of Geodesic ome, and shape optimization of Cable Dome for verifying spatial structures by the application of TABU algorithm.

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기하학적 비선헝 구조물의 설계 민감도해석 및 위상최적설계 (Design Sensitivity Analysis and Topology Optimization of Geometrically Nonlinear Structures)

  • Cho, Seonho;Jung, Hyunseung;Yang, Youngsoon
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.335-342
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    • 2002
  • A continuum-based design sensitivity analysis (DSA) method fur non-shape problems is developed for geometrically nonlinear elastic structures. The non-shape problem is characterized by the design variables that are not associated with the domain of system like sizing, material property, loading, and so on. Total Lagrangian formulation with the Green-Lagrange strain and the second Piola-Kirchhoff stress is employed to describe the geometrically nonlinear structures. The spatial domain is discretized using the 4-node isoparametric plane stress/strain elements. The resulting nonlinear system is solved using the Newton-Raphson iterative method. To take advantage of the derived analytical sensitivity In topology optimization, a fast and efficient design sensitivity analysis method, adjoint variable method, is employed and the material property of each element is selected as non-shape design variable. Combining the design sensitivity analysis method and a gradient-based design optimization algorithm, an automated design optimization method is developed. The comparison of the analytical sensitivity with the finite difference results shows excellent agreement. Also application to the topology design optimization problem suggests a very good insight for the layout design.

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Near-optimum trajectory planning for robot manipulators

  • Yamamoto, Motoji;Marushima, Shinya;Mohri, Akira
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1989년도 한국자동제어학술회의논문집; Seoul, Korea; 27-28 Oct. 1989
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    • pp.621-626
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    • 1989
  • An efficient algorithm for planning near-optimum trajectory of manipulators is proposed. The algorithm is divided into two stages. The first one is the optimization of time trajectory with given spatial path. And the second one is the optimization of the spatial path itself. To consider the second problem, the manipulator dynamics is represented using the path parameter "s", then a differential equation corresponding to the dynamics is solved as two point boundary value problem. In this procedure, the gradient method is used to calculate improved input torques.t torques.

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유전자알고리즘에 의한 골조구조물의 부재설계 (Member Design of Frame Structure Using Genetic Algorithm)

  • 이홍우
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.91-98
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    • 2004
  • 유전자 알고리즘은 가장 훌륭한 이산최적화 기법 중 하나이다. 그러나, 유전자 알고리즘은 무제약 최적화 기법이기 때문에 제약조건은 간접적으로 표현된다. 가장 일반적인 방법은 벌칙함수를 사용하여 제약 문제를 무제약 문제로 변환하는 것이다. 본 연구에서는 적합도에 벌점함수를 적용하여 거부전략, 벌점전략, 복합전략 등에 따른 3가지 함수를 구성하였다. 그리고, 이 적합도 함수들을 사용한 설계프로그램을 구현하고, 산형골조와 2층 3경간 골조의 설계문제에 적용시켜 설계결과를 비교하였다. 이를 통하여 유전자 알고리즘을 이용한 유용한 골조 설계프로그램의 구현이 가능할 것으로 판단된다.

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공간분석 및 모델링을 이용한 지방행정구역 재설정에 관한 연구 (A Study on Reconstructing of Local Administrative Districts Using Spatial Analysis and Modeling)

  • 김감영;이건학;신정엽
    • 한국지역지리학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.673-688
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 공간분석 및 모델링을 이용하여 지방행정구역을 재설정하는 최적화 모델을 개발하는 데에 있다. 이를 위해 먼저 기존의 지방행정체제 개편과 관련된 논의들을 비판적으로 검토하여 구역 설정을 위한 기준을 도출하였다. 도출된 기준을 바탕으로 행정구역 재설정을 위한 최적화 모델을 정의하였다. 구역내 동질성, 구역간 형평성, 공간적 배열이라는 세 가지 요소를 행정구역 재설정 최적화 모델의 주요 기준으로 고려하였다. 행정구역과 실제 생활권(경제권)을 일치시키기 위한 구역내 동질성은 구역에 포함된 단위 지역간 상호작용의 형태로 정량화되었다. 인구, 면적, 재정력 등의 차이를 이용하여 구역간 형평성을 평가하였다. 마지막으로 조밀하고 연속적인 구역이 형성되도록 공간적 배열을 제약하였다. 제시된 행정구역 재설정 최적화 모델은 GIS 환경에서 자동구획절차(AZP) 알고리즘을 이용하여 구현되었으며, 시군 공간 단위의 합역을 통한 광역체계 행정구역을 설정하는 문제에 적용되었다. 적용 결과 제시된 모델은 목적함수 대안에 따른 최적화된 구획체계를 도출하였다.

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토지 획득 문제에서 공간적 밀집도 측정을 위한 최적화 연구 (An Optimization Approach for a Spanning Tree-Based Compactness Measure in Contiguous Land Acquisition Problems)

  • 김명진
    • 대한지리학회지
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    • 제46권6호
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    • pp.724-737
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    • 2011
  • 토지 획득 문제(land acquisition problems)란 일련의 목적에 맞게 서로 인접하고 있는 최적의 토지 필지들을 찾는 것이다. 이 문제는 도시 및 지역 계획과 각종 구획 문제 등에서 사회적 활용도가 높은 분야로서, 공간적 요소인 인접성(contiguity)와 밀집도(compactness)는 중요한 제약요소로 다루어지고 있다. 그렇지만, 공간적 밀집도(spatial compactness)는 완벽한 측정방법이 존재하지 않고, 획득된 필지들의 둘레를 제거나, 모양을 측정하는 등의 여러 가지 방법으로 측정되고 있다. 그리하여 이 논문에서는 공간적 밀집도를 측정하는 새로운 방법을 제시하고자 한다. 인접한 토지 필지간의 내부적인 구조적 특징을 바탕으로 proximity degree라고 불리는 공간적 밀집도를 측정하는 최적화 연구모델(optimization model)을 발전시켰다. 일련의 실험을 통해 proximity degree에 따라 다양한 공간적 밀집도를 가진 모습을 확인할 수 있다.