• 제목/요약/키워드: stochastic expected cost model

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다계층을 고려한 대중교통 확률적사용자균형 알고리즘 개발 (A Stochastic User Equilibrium Transit Assignment Algorithm for Multiple User Classes)

  • 유순경;임강원;이영인;임용택
    • 대한교통학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.165-179
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    • 2005
  • 본 논문은 기존에 제대로 다루지 못한 대중교통 통행자의 확률적 속성과 이질적 특성을 고려한 다계층 확률적 사용자균형 통행배정모형을 개발하는데 연구의 목적이 있다. 기존 대중교통 통행배정모형은 통행자의 특성이 모두 동일하다고 가정하기 때문에 현실적인 결과를 도출하는데 한계를 갖고 있다. 예를 들어 대중교통에 대한 정보를 제공받는 그룹과 그렇지 못한 그룹이 존재하는 경우, 이들 간에는 분명히 통행패턴에 차이가 있음에도 불구하고 이를 정확히 표현하는데 어려움이 있었다. 이러한 한계를 극복하기 위해 통행자의 확률적 속성과 이질적 특성을 반영한 알고리즘을 개발하였다. 통행자간 인지비용의 차이는 확률적 통행배정으로 구현되었으며, 그룹간의 이질성은 다계층 통행배정모형으로 구현하여 현실성 있는 대중교통 분석결과를 도출해 내도록 하였다. 모형구축에 있어 각 계층의 통행량에 영향을 받는 통행비용함수를 구축하였고, 기존 로짓모형의 단점으로 나타난 비관련대안의 독립성 (IIA) 문제를 해결하기위해 C-로짓모형을 적용하였다. 연구결과 계층별 / 경로별로 배정통행량 및 동등경로통행시간에 뚜렷한 차이를 보이고 있으며, 확률적 사용자균형 상태에 이르렀다. 또한 수렴속도도 빠르게 나타났으며, 반복횟수가 증가함에 따라 확률적 사용자 균형에 좀 더 가까워지고 각 계층별 / 경로별로 수렴함을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 알고리즘은 향후 통행목적별 OD자료와 대중교통 승객의 이질적 속성 파라미터를 다양하게 적용해 봄으로써 대중교통정책의 평가도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.민원을 고려한 노선대안 선정이 이루어진다면, 철도사업 뿐만 아니라 여러 공공사업을 시행함에 있어 정부와 시민 그리고 지방단체의 합의를 통한 원활하고 효율적인 사업진행이 이루어 질 수 있을 것으로 기대된다.$Gal^3Man_4$를 첨가후 측정한 결과 $Gal^3Man_4$이 첨가되지 않은 MRS broth에 비해 생육촉진 활성을 보였다. 특히 B. longum에 대해서는 $Gal^3Man_4$를 dextrose대체 탄소원으로 처리시 10배의 생육활성이 증가하였다.charide와 thiourea, phenylthiourea의 반응혼합물의 항산화력은 AsA에 미치지는 못하였다. ${\beta}-1,4-Mannobiose$와 thiourea, phenylthiourea의 반응혼합물이 강한 전자공여능을 나타내고 있고, $Gal^3Man_4$와 phenylthiourea의 반응혼합물 및 D.P 7의 galactosyl manooligosaccharide와 phenylthiourea와의 반응혼합물이 전자공여능을 나타내고 있다.가하였으므로 혈청 내 ALT 함량도 따라 증가할 것으로 추정되었으며 이에 대한 연근 추출물 경구 투여가 간 조직을 보호할 수 있는지를 확인하기 위해 분리한 혈청으로부터 ALT 함량을 측정한 결과 대조군에 비하여 유의한 감소를 나타내었다. 또한 연근 추출물이 혈청 내 지질 과산화물의 생성을 억제할 수 있다면 질병의 예방과 치료에 효과적일 것으로 추정할 수

환승객을 고려한 버스 정류장 승객 대기 시뮬레이션: 청주 시외 버스 터미널 정류장 사례 연구 (Bus stop passenger waiting simulation considering transfer passengers: A case study at Cheongju Intercity Bus Terminal)

  • 이종성
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.217-228
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    • 2021
  • 버스카드를 활용한 통합 요금제 시행 이 후 대중교통 통행량 및 환승 통행량은 증가하였다. 이에 따라 버스운영에 있어서 환승객을 고려하는 것은 보다 중요해졌다. 기존 연구들에서는 환승객을 고려할 때 결정적 수리모델을 제안하여 승객과 버스의 확률적인 움직임을 반영하지 못하는 한계가 있었으나 본 연구에서는 미시 시뮬레이션 모델을 바탕으로 하여 보다 실제적인 버스 정류장 모델을 제안하였다. 제안한 시뮬레이션 모델을 기반으로 버스 도착 간격과 승객 대기 시간의 관계를 회귀 모델로 표현하였으며 환승객을 고려할 때와 고려하지 않을 때의 차이를 실증적으로 검증하였다. 또한 승객 대기 시간을 비용으로 변환하는 방법을 제안하고 이를 바탕으로 하여 최적 버스 도착 간격을 제안하였다. 연구에서 제안한 방법을 활용하면 버스 운영에 있어서 보다 현실을 반영한 상향식 의사결정을 가능하게 해줄 것으로 기대된다.

A Stochastic Bilevel Scheduling Model for the Determination of the Load Shifting and Curtailment in Demand Response Programs

  • Rad, Ali Shayegan;Zangeneh, Ali
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권3호
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    • pp.1069-1078
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    • 2018
  • Demand response (DR) programs give opportunity to consumers to manage their electricity bills. Besides, distribution system operator (DSO) is interested in using DR programs to obtain technical and economic benefits for distribution network. Since small consumers have difficulties to individually take part in the electricity market, an entity named demand response provider (DRP) has been recently defined to aggregate the DR of small consumers. However, implementing DR programs face challenges to fairly allocate benefits and payments between DRP and DSO. This paper presents a procedure for modeling the interaction between DRP and DSO based on a bilevel programming model. Both DSO and DRP behave from their own viewpoint with different objective functions. On the one hand, DRP bids the potential of DR programs, which are load shifting and load curtailment, to maximize its expected profit and on the other hand, DSO purchases electric power from either the electricity market or DRP to supply its consumers by minimizing its overall cost. In the proposed bilevel programming approach, the upper level problem represents the DRP decisions, while the lower level problem represents the DSO behavior. The obtained bilevel programming problem (BPP) is converted into a single level optimizing problem using its Karush-Kuhn-Tucker (KKT) optimality conditions. Furthermore, point estimate method (PEM) is employed to model the uncertainties of the power demands and the electricity market prices. The efficiency of the presented model is verified through the case studies and analysis of the obtained results.

이산화탄소 원료 공급의 불확실성을 고려한 미세조류 기반 바이오 디젤 공급 네트워크 최적화 (Optimization of Microalgae-Based Biodiesel Supply Chain Network Under the Uncertainty in Supplying Carbon Dioxide)

  • 안유찬;김정환;한지훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권3호
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    • pp.396-407
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    • 2020
  • 전세계적으로 화석 연료가 고갈 되면서 화석 연료를 대체할 수 있는 자원이 필요한 실정이며, 대체 자원으로는 바이오 연료가 각광을 받고 있다. 바이오 연료는 바이오 매스로부터 생산되는데 바이오 매스는 바이오 연료 및 바이오 화학제품 생산이 가능한 재생 가능 자원이다. 특히, 화석 연료를 대체하기 위하여 이산화탄소와 바이오 매스를 이용하여 바이오 연료(바이오 디젤)를 생산하는 연구가 주목을 받고 있다. 바이오 매스를 기반으로 하여 바이오 디젤을 생산하기 위해서는 바이오 디젤 생산에 필요한 원료(예, 이산화탄소, 물)와 잠재적인 바이오 매스 리파이너리 용량 및 설치 위치, 생산된 바이오 디젤의 수요 도시까지의 공급을 모두 고려하는 공급 네트워크 개발이 필요하다. 바이오 매스를 이용한 바이오 디젤 공급 네트워크에 대하여 많은 연구가 수행이 되었지만, 미세조류 기반 최적의 바이오 디젤 생산 전략에 상당히 영향이 있는 이산화탄소 공급량에 대한 불확실성을 고려한 연구는 거의 수행되지 않았다. 미세조류 기반 바이오 디젤을 생산 시 상당히 중요한 원료로 이용되는 이산화탄소는 화력발전소에서 발생하는 배출 가스로부터 포집하여 사용하기 때문에 이산화탄소 공급량의 불확실성은 최적의 바이오 디젤 네트워크를 구축하는데 큰 영향이 있다. 따라서, 본 연구에서는 이산화탄소 공급량의 불확실성을 고려하는 최적 공급 네트워크 설계를 결정하기 위해 2단계 확률 모델을 개발한다. 이 모델의 목표는 이산화탄소 공급량 불확실성을 고려하고 각 지역의 디젤 요구량을 충족시키면서 총 네트워크 비용을 결정하는 것이다. 이 모델은 대한민국의 디젤 수요량의 10%를 충족시키는 사례 연구를 평가하였다. 확률론적 모델(연간 갤런당 12.9 미국 달러)에 의해 결정된 최적의 바이오 디젤 공급 비용은 결정론적 모델(연간 갤런당 10.5 미국달러)의 결과보다 약간(26%) 높다. 이산화탄소 공급량이 변동되는 경우(확률론적 모델)는 바이오 디젤 공급 네트워크 전략에 상당한 영향을 미쳤다.

교통량 위험을 고려한 도로 민간투자사업 적정 관리운영기간 산정 모형 개발 (Development of Model for Optimal Concession Period in PPPs Considering Traffic Risk)

  • 구석모;이승재
    • 대한교통학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.421-436
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    • 2016
  • 민간투자사업은 많은 프로젝트 개발 비용이 투입되며, 관리운영기간 동안의 미래 수입을 통하여 투자비를 회수하는 구조로 추진된다. 일반적으로 긴 관리운영기간은 민간사업자의 더 많은 수입을 가져가게 하고 짧은 관리운영기간은 민간사업자의 수입회수 기간이 짧아져 더 적은 수입을 가져가게 된다. 관리운영기간의 설정은 민간투자사업의 중요 요인임에도 불구하고 전통적으로 정부가 사전에 결정하거나 민간이 제안한 기간으로 결정되고 있다. 특히 교통분야 사업에서 관리운영기간의 설정은 정확한 교통량 예측이 전제되어야 하나, 교통량 예측은 실제 교통량과 차이가 발생하는 등 위험 및 불확실성이 뒤따른다. 따라서 정부 및 민간사업자는 관리운영기간 설정시 교통량 예측 위험을 고려할 필요가 있다. 본 연구는 도로사업에 있어 교통량 위험을 고려한 적정 관리운영기간을 설정하는 모형을 제시하였다. 이를 위해 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 적용하였으며, 시뮬레이션 과정에서 교통량 위험은 확률 분포(single probability distribution)와 확률 과정(stochastic process)을 함께 고려하였다. 본 연구에서 제시한 방법론 및 시뮬레이션 모형을 바탕으로 모의 분석을 수행하였다. 모의 분석 결과 기대수익률 7%인 경우, 평균 관리운영기간은 21.2년으로 산정되었으며, 정부의 할인율 5.5%를 적용한 경우 관리운영기간은 평균 17.2년으로 산정되었다. 그 밖에 도출된 통계량은 다각적인 해석을 통해 민간투자사업 관련 의사결정자들이 관리운영기간을 설정함에 있어 직관에 의존하거나 동일한 운영기간을 적용하기보다는 객관적이고 합리적인 관리운영기간 설정하도록 도움을 줄 것으로 기대된다.

투자(投資)와 보험수요(保險需要)의 상관관계(相關關係)에 관한 재무경제학적(財務經濟學的) 연구(硏究) (A Financial Theory of the Demand for Insurance With Simultaneous Investment Opportunities)

  • ;홍순구
    • 재무관리연구
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    • 제9권1호
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    • pp.223-262
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    • 1992
  • 보험수요자(保險需要者)로서의 개인이나 기업은 보험증권과 함께 은행 예금과 같은 무위험자산, 혹은 실물자산 자본자산과 같은 위험자산을 보유하고 있는 것이 보통이다. 본 논문은 보험 수요자가 보유하는 전체 포트폴리오의 맥락에서 최적보험수요(最適保險需要)를 분석하는 데 목적이 있다. 이 연구에서 설정(設定)한 분석규모(分析規模)에서는 기대효용가설(期待效用假說)(expected utility hypothesis)에 기초하여 무위험자산과 위험자산에 대한 수요를 보험수요와 동시에 고려하여 보험료(保險料)의 기회비용이 균형보험료(均衡保險料) 개념에 명백히 반영되게 하였다. 이 경우 보험계약은 재난 재해에 대한 위험관리(危險管理)(insurable risk management) 방법의 하나로써 다른 투자기회들과 함께 경쟁관계에서 전체 포트폴리오의 위험을 감소시키는 역할을 담당한다. 본 모형의 분석 결과는 기존의 보험경제학설과 다음과 같은 근본적인 상이점을 보이고 있다. 첫째로, 투자자의 효용함수가 일정절대위험회피(一定絶對危險回避)(CARA)일 경우, 투자위험(投資危險)(speculative risk)과 재산 재해위험(財産 災害危險) (insurable risk)이 확률적으로 상호의존 관계에 있더라도, 최적보험수요(最適保險需要)는 다른 투자기회들과 분리(分離)(separation)결정될 수 있음을 보였다. 그러나 일반적으로 재산 재해위험이 투자위험과 확률적으로 독립분포되어 있더라도, 보험과 투자간의 상호작용 때문에, 최적보험수요는 다른 투자기회들과 분리결정 될 수 없음을 보였다. 이 논문에서는 특별히, 무위험자산 혹은 위험자산에 대한 투자가 재산 재해(財産 災害)의 위험(危險)(insurable risk)을 헷징(hedging)하는 데 기여하는 고유한 역할을 규명하였고, 또 그 역할을 보험 계약에 의해 중복될 수 없는 것임을 보였다. 둘째로, 베르누이 원칙(Bernoulli Principle)을 재검토하여 기존의 베르누이 원칙이 본(本) 분석모형에서는 제한적으로 성립함을 보였다. 이 논문에서는 보다 일반적으로 베르누이 기준이 유지 혹은 위배되는 충분조건을 제시하였고, 그 조건을 전체 포트폴리오 위험에 대한 평균보지확산(平均保持擴散)(mean preserving spread)의 개념을 도입해 직관적으로 해석하였다. 전통적으로 베르누이 원칙은 보험시장 존재근거에 대해 가장 강력한 이론적 타당성을 부여해 왔으나, 이 논문의 분석결과는 보험수요자의 투자에 대한 기회비용이 보험가격 책정에 반영되지 않으면 보험시장이 붕괴할 수 있음을 시사해 주고 있다.

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