• 제목/요약/키워드: System Optimization

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Design, calibration and application of wireless sensors for structural global and local monitoring of civil infrastructures

  • Yu, Yan;Ou, Jinping;Li, Hui
    • Smart Structures and Systems
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    • 제6권5_6호
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    • pp.641-659
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    • 2010
  • Structural Health Monitoring (SHM) gradually becomes a technique for ensuring the health and safety of civil infrastructures and is also an important approach for the research of the damage accumulation and disaster evolving characteristics of civil infrastructures. It is attracting prodigious research interests and the active development interests of scientists and engineers because a great number of civil infrastructures are planned and built every year in mainland China. In a SHM system the sheer number of accompanying wires, fiber optic cables, and other physical transmission medium is usually prohibitive, particularly for such structures as offshore platforms and long-span structures. Fortunately, with recent advances in technologies in sensing, wireless communication, and micro electro mechanical systems (MEMS), wireless sensor technique has been developing rapidly and is being used gradually in the SHM of civil engineering structures. In this paper, some recent advances in the research, development, and implementation of wireless sensors for the SHM of civil infrastructures in mainland China, especially in Dalian University of Technology (DUT) and Harbin Institute of Technology (HIT), are introduced. Firstly, a kind of wireless digital acceleration sensors for structural global monitoring is designed and validated in an offshore structure model. Secondly, wireless inclination sensor systems based on Frequency-hopping techniques are developed and applied successfully to swing monitoring of large-scale hook structures. Thirdly, wireless acquisition systems integrating with different sensing materials, such as Polyvinylidene Fluoride(PVDF), strain gauge, piezoresistive stress/strain sensors fabricated by using the nickel powder-filled cement-based composite, are proposed for structural local monitoring, and validating the characteristics of the above materials. Finally, solutions to the key problem of finite energy for wireless sensors networks are discussed, with future works also being introduced, for example, the wireless sensor networks powered by corrosion signal for corrosion monitoring and rapid diagnosis for large structures.

구매종속성을 고려한 근사적 연속검토 재고모형 (Approximate Continuous Review Inventory Models with the Consideration of Purchase Dependence)

  • 박창규;서준용
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.98-108
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    • 2015
  • This paper introduces the existence of purchase dependence that was identified during the analysis of inventory operations practice at a sales agency of dealing with spare parts for ship engines and generators. Purchase dependence is an important factor in designing an inventory replenishment policy. However, it has remained mostly unaddressed. Purchase dependence is different from demand dependence. Purchase dependence deals with the purchase behavior of customers, whereas demand dependence deals with the relationship between item-demands. In order to deal with purchase dependence in inventory operations practice, this paper proposes (Q, r) models with the consideration of purchase dependence. Through a computer simulation experiment, this paper compares performance of the proposed (Q, r) models to that of a (Q, r) model ignoring purchase dependence. The simulation experiment is conducted for two cases : a case of using a lost sale cost and a case of using a service level. For a case of using a lost sale cost, this paper calculates an order quantity, Q and a reorder point, r using the iterative procedure. However, for a case of using a service level, it is not an easy task to find Q and r. The complexity stems from the interactions among inventory replenishment policies for items. Thus, this paper considers the genetic algorithm (GA) as an optimization method. The simulation results demonstrates that the proposed (Q, r) models incur less inventory operations cost (satisfies better service levels) than a (Q, r) model ignoring purchase dependence. As a result, the simulation results supports that it is important to consider purchase dependence in the inventory operations practice.

시공간 네트워크를 이용한 열차 경합해소모형 (The Train Conflict Resolution Model Using Time-space Network)

  • 김영훈;임석철
    • 한국철도학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.619-629
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    • 2015
  • 열차 경합해소 문제는 열차의 경합이 발생되거나 예측될 때 지연 확산을 최소화하기 위해 열차 운행스케줄을 조정하는 것이다. 기존연구에서는 폭발적으로 증가하는 변수로 인해 풀 수 있는 문제의 크기가 제한적이다. 본 논문에서는 열차 운영단계에서 열차 경합을 해소하기 위해 시공간 네트워크를 이용한 열차 경합해소모형을 제안한다. 제안한 모형은 시공간 네트워크에서 경합발생 이후 운행 열차들에 대해 정차 역에서의 정차 허용치만을 부여함으로써 문제의 크기를 조절하였다. 또한, 경로흐름변수를 사용해 대형문제도 풀 수 있도록 하였다. 제안한 모형을 이용하여 열차경합의 지연파급분석과 경합해소 실험결과를 제시하였다.

Manual model updating of highway bridges under operational condition

  • Altunisik, Ahmet C.;Bayraktar, Alemdar
    • Smart Structures and Systems
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    • 제19권1호
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    • pp.39-46
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    • 2017
  • Finite element model updating is very effective procedure to determine the uncertainty parameters in structural model and minimize the differences between experimentally and numerically identified dynamic characteristics. This procedure can be practiced with manual and automatic model updating procedures. The manual model updating involves manual changes of geometry and analyses parameters by trial and error, guided by engineering judgement. Besides, the automated updating is performed by constructing a series of loops based on optimization procedures. This paper addresses the ambient vibration based finite element model updating of long span reinforced concrete highway bridges using manual model updating procedure. Birecik Highway Bridge located on the $81^{st}km$ of Şanliurfa-Gaziantep state highway over Firat River in Turkey is selected as a case study. The structural carrier system of the bridge consists of two main parts: Arch and Beam Compartments. In this part of the paper, the arch compartment is investigated. Three dimensional finite element model of the arch compartment of the bridge is constructed using SAP2000 software to determine the dynamic characteristics, numerically. Operational Modal Analysis method is used to extract dynamic characteristics using Enhanced Frequency Domain Decomposition method. Numerically and experimentally identified dynamic characteristics are compared with each other and finite element model of the arch compartment of the bridge is updated manually by changing some uncertain parameters such as section properties, damages, boundary conditions and material properties to reduce the difference between the results. It is demonstrated that the ambient vibration measurements are enough to identify the most significant modes of long span highway bridges. Maximum differences between the natural frequencies are reduced averagely from %49.1 to %0.6 by model updating. Also, a good harmony is found between mode shapes after finite element model updating.

GPS와 단안카메라, HD Map을 이용한 도심 도로상에서의 위치측정 및 맵핑 정확도 향상 방안 (Method to Improve Localization and Mapping Accuracy on the Urban Road Using GPS, Monocular Camera and HD Map)

  • 김영훈;김재명;김기창;최윤수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권5_1호
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    • pp.1095-1109
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    • 2021
  • 안전한 자율주행을 위해 정확한 자기위치 측위와 주변지도 생성은 무엇보다 중요하다. 고가의 고정밀위성항법시스템(Global Positioning System, GPS), 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU), 라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR), 레이더(Radio Detection And Ranging, RADAR), 주행거리측정계(Wheel odometry) 등의 많은 센서를 조합하여 워크스테이션급의 PC장비를 사용하여 센서데이터를 처리하면, cm급의 정밀한 자기위치 계산 및 주변지도 생성이 가능하다. 하지만 과도한 데이터 정합비용과 경제성 부족으로 고가의 장비 조합은 자율주행의 대중화에 걸림돌이 되고 있다. 본 논문에서는 기존 단안카메라를 사용하는 Monocular Visual SLAM을 발전시켜 RTK가 지원되는 GPS를 센서 융합하여 정확성과 경제성을 동시에 확보하였다. 또한 HD Map을 활용하여 오차를 보정하고 임베디드 PC장비에 포팅하여 도심 도로상에서 RMSE 33.7 cm의 위치 추정 및 주변지도를 생성할 수 있었다. 본 연구에서 제안한 방법으로 안전하고 저렴한 자율주행 시스템 개발과 정확한 정밀도로지도 생성이 가능할 것으로 기대한다.

블룸 필터와 최적화를 이용한 SSD-Insider 알고리즘의 탐지 성능 향상 (AdvanSSD-Insider: Performance Improvement of SSD-Insider using BloomFilter with Optimization)

  • 김정현;정창훈;양대헌;이경희
    • 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.7-19
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    • 2019
  • 랜섬웨어(ransomware)는 사용자 데스크톱의 파일들을 암호화한 뒤, 복호화 비용을 요구하는 악성 프로그램이다. 랜섬웨어 공격의 빈도와 피해금액은 매년 증가하고 있기 때문에 랜섬웨어 예방과 탐지 및 복구 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 Baek 등이 제안한 랜섬웨어 탐지 알고리즘인 SSD-Insider가 덮어쓰기 검사를 위해 사용하는 해시테이블을 블룸 필터로 교체한 AdvanSSD-Insider 알고리즘을 제안한다. 실험 결과 AdvanSSD-Insider 알고리즘은 SSD-Insider 알고리즘에 비해 메모리 사용량이 최대 90%, 수행시간이 최대 77% 감소하였고 동일한 탐지 정확도를 얻었다. 또한 SSD-Insider 알고리즘과 동일한 조건의 메모리 사용량으로 AdvanSSD-Insider 알고리즘은 10배 더 긴 시간을 관찰할 수 있으며, 이를 통해 기존에 탐지하기 어려웠던 랜섬웨어에 대해 탐지 정확도가 증가하는 결과를 얻었다.

일반 공정시간을 갖는 버퍼 공유 라인 생산시스템의 스프레드시트 모형 분석 (Spreadsheet Model Approach for Buffer-Sharing Line Production Systems with General Processing Times)

  • 서동원
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.119-129
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    • 2019
  • 유한 버퍼를 갖는 라인 생산시스템은 오랜 기간 동안 연구되어왔지만, 몇몇 특별한 경우 외에는 대기시간(체류시간), 차단 확률과 같은 시스템 성능 값에 대한 분석 결과는 많지 않다. 최근에, max-plus 대수를 활용하여 상수 공정시간을 갖고 버퍼 완전 공유 정책을 따르는 시스템에서 대기시간의 고차평균과 꼬리확률에 대한 분석 결과가 소개되었다. 이와 같은 max-plus 대수를 활용한 분석이 이론적으론 일반 공정시간 모형에도 응용 가능하지만, 도출된 표현식에 대한 적절한 계산방법을 제공하지 못한다. 이러한 이유로, 본 연구에서는 max-plus 대수로 도출된 표현식과 @RISK 소프트웨어를 활용하여 스프레드시트 시뮬레이션 모형을 개발하고, 두 가지 차단정책(통신차단과 제조차단) 하에서 시스템 특성값인 대기시간(또는 체류시간)과 차단확률을 비교 분석하였다. 또한 차단확률에 대한 제약을 만족하는 공유 버퍼의 크기를 결정하는 최적화 문제도 분석하였다.

유통물류센터의 최적 보관면적 산출 방법에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Optimal Storage Area in the Distribution Center)

  • 박정현;김동명;여기태
    • 디지털융복합연구
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    • 제17권7호
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    • pp.59-71
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    • 2019
  • 유통물류센터는 재고를 보유하고 있어 효율적인 보관면적에 관한 설계는 매우 중요하다. 이에 본 연구는 표준 파렛트 유닛로드 이용을 고려한 유통물류센터의 최적 보관면적 산출방안 제시를 연구 목적으로 하며, 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 국내에서 주로 사용되는 T-11형과 T-12형 파렛트를 보관하는 표준 랙 모듈을 정의하였다. 둘째, 다양한 파렛트 운반 장비를 조사 및 분석하여, 유형별 표준 운반장비 작업통로를 정의하였다. 그리고 최종으로 보관 공간 내에서 랙 모듈 배치 시 발생할 수 있는 비활용 공간 최소화 방안 제시와 함께 유통물류센터 보관 공간에 대한 손쉬운 최적면적 산출 방안을 제안하였다는 측면에서 큰 시사점을 갖는다. 향후 연구에서는 Mini-Load용 표준 랙 모듈 및 GTP(Goods to Person) 피킹 시스템 등 최근 물류 기술이 반영된 표준화된 전체 물류센터 레이아웃 배치에 관한 연구가 필요하다.

전력수요의 중첩 불확실성을 고려한 원전축소 정책의 실물옵션 연구 (Real Options Study on Nuclear Phase Down Policy under Knightian Uncertainty)

  • 박호정;이상준
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제28권2호
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    • pp.177-200
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    • 2019
  • 전력수급계획의 근간이 되는 전력수요 전망은 GDP와 기상변수 등 다양한 요인에 의해 영향을 받기 때문에 확률 프로세스로 이해할 수 있다. 이 전망치를 바탕으로 전력설비의 구성 방안이 수립되는데, 실제 의사결정 과정은 주어진 확률분포에 대한 정보가 온전하다고 가정한다는 한계를 가진다. 그러나 현실적으로는 확률분포 자체의 중첩 불확실성이 존재하기 때문에 강건한 최적계획(robust optimization)의 수립이 필요하다. 본 논문은 중첩 불확실성을 포함한 발전설비 조정의 최적의사결정을 연구한다. 구체적으로 원자력의 감축투자 관련 실물옵션 모형을 수립하고 우리나라 전력수급기본계획의 특성을 고려한 중첩 불확실성하에서 원전감축 투자를 분석한다. 분석 결과, 현재의 원전축소 정책은 전력수요 증가율이 낮다는 것을 전제로 한 정책으로서 전력수요 증가에 대응할 수 있는 정책 강건성을 갖추지는 못한다는 것을 보여준다.

표적탐지를 위한 소형 SAR 군집위성의 성능지수 분석 (Analysis on Figure of Merits of Small SAR Constellation Satellites for Targets Detection)

  • 송수아;김홍래;장영근
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.130-142
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    • 2019
  • 이동식미사일발사대(TEL)와 같은 시한성 긴급표적(TCT)에 대한 선제타격을 위해서는 관심지역(AoI)에서의 발사징후를 포착하는 탐지성능이 중요하다. 탐지성능의 극대화를 위해서는 재방문주기 및 시스템응답주기의 최소화를 위해 가능한 한 다수의 군집위성 전개가 필요하다. 본 연구에서는 6~48기의 소형 SAR 군집위성 전개 시 재방문주기와 응답주기의 특성을 분석하였다. 재방문주기는 북한의 전지역 및 특정지역에 대해 분석하였으며, 응답주기는 고정표적을 식별하는 [시나리오 1]과 이동표적을 탐지 및 식별하는 [시나리오 2]로 분류하여 분석을 수행하였다. 특히, [시나리오 2]의 TCT 탐지임무 운용에 대한 응답주기 분석은 특정 면적에 대한 관측 누적 커버리지의 최적화 분석을 통해 수행하였다. 그리고 탐지임무의 최적 성능을 위한 군집궤도 형상을 분석하였다.