• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1976-1978
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• 2001

In this paper, a new robust deadbeat minimax FIR filter (DMFF) is proposed for continuous-time state space signal models. Linearity, deadbeat property, FIR structure, and independence of the initial state information will be required in advance, in addition to a performance index of the worst case gain between the disturbance and the current estimation error. The proposed DMFF is obtained by directly minimizing a performance index with the deadbeat constraint. The proposed DMFF is represented first in a standard FIR form and then in an iterative form. The DMFF will be shown to be used also for the IIR structure. It is shown that the DMFF is similar in form to the existing receding horizon unbiased FIR filter (RHUFF) with some noise covariances. The former is a deterministic filter, while the latter is a stochastic filter.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권7호
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• pp.3370-3392
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• 2017

Next Generation Beyond 4G/5G systems will rely on the deployment of small cells over conventional macrocells for achieving high spectral efficiency and improved coverage performance, especially for indoor and hotspot environments. In such heterogeneous networks, the expected performance gains can only be derived with the use of efficient interference coordination schemes, such as Fractional Frequency Reuse (FFR), which is very attractive for its simplicity and effectiveness. In this work, femtocells are deployed according to a spatial Poisson Point Process (PPP) over hexagonally shaped, 6-sector macro base stations (MeNBs) in an uncoordinated manner, operating in hybrid mode. A newly introduced intermediary region prevents cross-tier, cross-boundary interference and improves user equipment (UE) performance at the boundary of cell center and cell edge. With tools of stochastic geometry, an analytical framework for the signal-to-interference-plus-noise-ratio (SINR) distribution is developed to evaluate the performance of all UEs in different spatial locations, with consideration to both co-tier and cross-tier interference. Using the SINR distribution framework, average network throughput per tier is derived together with a newly proposed harmonic mean, which ensures fairness in resource allocation amongst all UEs. Finally, the FFR network parameters are optimized for maximizing average network throughput, and the harmonic mean using a fair resource assignment constraint. Numerical results verify the proposed analytical framework, and provide insights into design trade-offs between maximizing throughput and user fairness by appropriately adjusting the spatial partitioning thresholds, the spectrum allocation factor, and the femtocell density.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.83-93
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• 2020

BMORE(Bivariate measure of risk and error) 도표는 본래 확률적 시뮬레이션에서의 이변량 성과 데이터와, 그와 관계된 표본 평균, 중앙값, 이상점, 특정 백분위 내의 결과 데이터의 범위 등과 같은 통계량들을 시각화하기 위해 설계되었으며, 정적인 정보들만 제공하는 것에 비해 사용자들이 시뮬레이션 결과 데이터에 담긴 가변성을 더욱 직관적으로 쉽게 이해할 수 있도록 돕는다. 본 연구에서는 BMORE 도표를 단순히 한 시스템의 가변성을 시각화하기 위한 것이 아닌, 특정 확률적 제약 아래 대상 시스템들의 실행 가능성을 타진하고, 통계적 배경 아래 여러 시스템들의 성과 비교를 행하며, 매개변수들의 민감도 분석을 실시하기 위한 의사결정 도구로써 활용할 수 있음을 보이고 이를 위한 여러 방안을 제안한다. 그 활용 예시를 보이고자 본 연구에서는 간단한 재고 관리 문제를 차용하였으나, 제시된 방안들 자체는 이변량 성과 척도를 가지는 시뮬레이션/실험 데이터를 근거로하여 여러 시스템들을 비교하는 문제라면 어디든 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.158-169
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• 2019

추계학적 확률과정의 하나인 감마 확률과정을 이용하여 구조물의 잔류유효수명을 확률론적으로 예측할 수 있는 수학적 모형을 수립하였다. 수립된 모형은 과거부터 현재 시점까지 관측된 피해자료와 관련된 표본의 불확실성과 장래 시간 진행에 따른 누적피해의 불확실성을 올바로 고려할 수 있다. 또한 최소자승법과 모멘트법을 함께 사용하여 경사제의 재령, 운용환경 그리고 피해이력을 고려할 수 있는 모수 추정법을 제시하였다. 먼저 현재 재령의 단일 피해 자료를 갖는 임의의 조건에서 모수에 대한 민감도 분석을 수행하여, 잔류유효수명과 관련된 여러가지 거동 특성들을 분석하였다. 또한 잔류유효수명 예측모형을 경사제에 적용하였다. 경사제 피복재의 피해 이력에 대한 실험자료를 이용하여 감마 확률과정의 모수를 추정하였는데 실험자료와 매우 잘 일치하였다. 해석 결과에 의하면 현재 시점으로부터 상당히 오랜 시간이 경과하면 파괴한계를 초과할 확률이 일정한 값으로 수렴해야 하는 제약 조건을 잘 만족하였다. 한편 기대 잔류유효수명은 피해 이력의 거동 특성에 따라 각기 다르게 산정되었다. 특히 피해의 변동계수가 크면 추계학적으로 산정된 기대 잔류유효수명은 결정론적 회기모형의 해석 결과와 큰 차이를 보인다. 이는 해석과정에 포함된 불확실성의 영향으로 판단된다. 변동계수가 크면 파괴한계에 도달하는 시간의 분포가 넓게 퍼지기 때문이다. 따라서 본 연구에서 수립된 추계학적 잔류유효수명 예측모형은 현재 재령에서 경사제의 피해에 대한 확률적 평가를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 장래 시간의 진행에 따른 누적피해의 불확실성을 올바로 고려할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2215-2219
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• 2009

For model calibration in rainfall-runoff modeling, streamflow data at a specific outlet is obviously required but is not sufficient to identify parameters of a model since numerous parameter combinations can result in very similar model performance measures (i.e. objective functions) and indistinguishable simulated hydrographs. This phenomenon has been called 'equifinality' due to inherent parameter uncertainty involved in rainfall-runoff modeling. This study aims to investigate catchment responses in time and space to various uncertain parameter sets in distributed rainfall-runoff modeling. Seven plausible (or behavioral) parameter sets, which guarantee identically-good model performances, were sampled using deterministic and stochastic optimization methods entitled SCE and SCEM, respectively. Then, we applied them to a computational tracer method linked with a distributed rainfall-runoff model in order to trace and visualize potential origins of streamflow at a catchment outlet. The results showed that all hydrograph simulations based on the plausible parameter sets were performed equally well while internal catchment responses to them showed totally different aspects; different parameter values led to different distributions with respect to the streamflow origins in space and time despite identical simulated hydrographs. Additional information provided by the computational tracer method may be utilized as a complementary constraint for filtering out non-physical parameter set(s) (or reducing parameter uncertainty) in distributed rainfall-runoff modeling.

• 로봇학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.76-85
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• 2022

One of the most fundamental challenges when designing controllers for dynamic systems is the adjustment of controller parameters. Usually the system model is used to get the initial controller, but eventually the controller parameters must be manually adjusted in the real system to achieve the best performance. To avoid this manual tuning step, data-driven methods such as machine learning were used. Recently, reinforcement learning became one alternative of this problem to be considered as an agent learns policies in large state space with trial-and-error Markov Decision Process (MDP) which is widely used in the field of robotics. However, on initial training step, as an agent tries to explore to the new state space with random action and acts directly on the controller parameters in real systems, MDP can lead the system safety-critical system failures. Therefore, the issue of 'safe exploration' became important. In this paper we meet 'safe exploration' condition with Control Barrier Function (CBF) which converts direct constraints on the state space to the implicit constraint of the control inputs. Given an initial low-performance controller, it automatically optimizes the parameters of the control law while ensuring safety by the CBF so that the agent can learn how to predict and control unknown and often stochastic environments. Simulation results on a quadrotor UAV indicate that the proposed method can safely optimize controller parameters quickly and automatically.

• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.222-229
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• 2022

Although stochastic programming and feedback control approaches could efficiently mitigate the overdue risks caused by inherent uncertainties in ground conditions, the lack of formal representations of planners' rationales for resource allocation still prevents planners from applying these approaches due to the inability to consider comprehensive resource allocation policies for hard rock tunnel projects. To overcome the limitations, the authors developed an ontology that represents the project duration estimation rationales, considering the impacts of ground conditions, excavation methods, project states, resources (i.e., given equipment fleet), and resource allocation policies (RAPs). This ontology consists of 5 main classes with 22 subclasses. It enables planners to explicitly and comprehensively represent the necessary information to rapidly and consistently estimate the excavation durations during construction. 10 rule sets (i.e., policies) are considered and categorized into two types: non-progress-related and progress-related policies. In order to provide simplified information about the remaining durations of phases for progress-related policies, the ontology also represents encoding principles. The estimation of excavation schedules is carried out based on a hypothetical example considering two types of policies. The estimation results reveal the feasibility, potential for flexibility, and comprehensiveness of the developed ontology. Further research to improve the duration estimation methodology is warranted.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제1권3호
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• pp.187-193
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• 2014

One of the hottest challenges in automotive industry is related to weight reduction in sheet metal forming processes, in order to produce a high quality metal part with minimal material cost. Stamping is the most widely used sheet metal forming process; but its implementation comes with several fabrication flaws such as springback and failure. A global and simple approach to circumvent these unwanted process drawbacks consists in optimizing the initial blank shape with innovative methods. The aim of this paper is to introduce an efficient methodology to deal with complex, computationally expensive multicriteria optimization problems. Our approach is based on the combination of methods to capture the Pareto Front, approximate criteria (to save computational costs) and global optimizers. To illustrate the efficiency, we consider the stamping of an industrial workpiece as test-case. Our approach is applied to the springback and failure criteria. To optimize these two criteria, a global optimization algorithm was chosen. It is the Simulated Annealing algorithm hybridized with the Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation in order to gain in time and in precision. The multicriteria problems amounts to the capture of the Pareto Front associated to the two criteria. Normal Boundary Intersection and Normalized Normal Constraint Method are considered for generating a set of Pareto-optimal solutions with the characteristic of uniform distribution of front points. The computational results are compared to those obtained with the well-known Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II. The results show that our proposed approach is efficient to deal with the multicriteria shape optimization of highly non-linear mechanical systems.

• 대한교통학회지
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• 제26권5호
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• pp.175-184
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• 2008

도로용량 증대를 위한 소요예산 추정문제는 관련주체인 이용자와 공급자의 입장을 모두 반영할 필요가 있다. 본 연구에서는 총통행시간, 형평성, 환경비용을 평가지표로 설정하고, 3가지 평가지표에 대한 관련주체의 요구사항이 만족되는 대안 중 소요예산을 최소화하는 최적 도로용량 증대 대안을 선정하는 문제를 모형화하였다. 일반적으로 도로용량 증대를 위한 소요예산 추정문제는 Network Design Problem(NDP)로 다루어지며, 이용자와 공급자의 다른 입장을 고려하기 위해 Bi-level 최적화문제로 모형화된다. 본 연구에서는 장래 교통수요의 불확실성을 반영하기 위해 확률모형(Stochastic model)을 적용하고, 평가지표별 신뢰도를 차별화하기 위해 Chance-constrained model(CCM)를 적용하였으며, 3가지 평가지표의 제약식을 만족하면서 소요예산을 최소화하는 목적함수를 만족하는 최적대안을 선정하기 위해 렉시코그라픽(Lexicographic) 최적화문제로 접근하였다. 예제 네트워크를 통하여 분석한 결과, 평가지표별 신뢰도 및 교통수요 변화율이 클수록 더욱 많은 소요예산이 요구되며, 평가지표별 신뢰도가 클수록 장래 교통수요의 변화에 더욱 탄력적으로 대응할 수 있는 대안이 선정되었다. 제안된 모델은 다양한 관련주체의 입장을 모두 고려한 최적 도로용량 증대 대안과 소요예산을 선정함과 동시에, 도로용량 증대량의 변화에 따른 평가지표간 상쇄관계(Tradeoff)와 도로 네트워크 개선을 위한 예산 배분의 포트폴리오를 정책결정자에게 제공 가능하다.

• 대한교통학회지
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• 제27권6호
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• pp.147-156
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• 2009

본 논문에서는 기 운영되고 있는 도시부 대중교통을 대상으로 노선의 운행빈도 설계 문제의 모델링 및 해법 개발을 위한 방법론을 제시하였다. 개발된 운행빈도 모형은 이중구조 모형으로서 상위 운영자 모형은 이용 가능한 총 차량 대수제약과 최소/최대 운행빈도 제약 하에 비용과 수익을 모두 포함한 순비용을 최소화하는 비선형 최적화 모형이고, 하위 사용자 모형은 가변수요와 용량제약으로 인한 노선의 혼잡, 그리고 노선 간환승에 따른 지체를 고려한 확률적 사용자 평형수단/경로선택 모형이다. 모형의 해법으로는 상위 모형의 경우 목적함수의 그레디언트를 기반으로 하는 "그레디언트 투사 해법"을 제안하였고, 하위모형의 경우는 기존의 "반복조정해법"을 활용하였다. 또한, 구축된 모형과 해법을 소규모 예제네트워크에 적용하여 그 수렴성과 도출된 해를 분석하였다. 본 논문의 운행빈도 설계방법론은 노선의 운영 효율성을 진단 평가하고, 투입 차량대수 제약 하에 대중교통 운영 효율을 개선하는 방안을 마련하는 데 있어 이론적인 토대로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.