• Title/Summary/Keyword: 연속형 최적화 문제

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Estimation of Distribution Algorithm for Continuous Function Optimization (연속 변수 함수 최적화를 위한 탐색점 분포 학습 알고리즘)

  • 신수용;장병탁
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2000.10b
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    • pp.51-53
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    • 2000
  • 기존의 진화 연산의 한계를 극복하기 위해서 탐색점 분포 학습 알고리즘(Estimation of Distribution Algorithm)이 부각되고 있다. 탐색점 분포 학습 알고리즘은 데이터의 분포를 파악하고, 파악된 분포를 이용해서 새로운 학습 데이터를 생성하는 일련의 과정을 통하여 최적화 문제를 해결하는 방법이다. 그런데, 기존의 탐색점 분포 학습 알고리즘들은 대부분 이진 벡터값을 가지는 최적화 문제들만을 대상으로 하고 있다. 본 논문에서는 비감독 확률 신경망 모델인 헬름홀츠 머신을 이용해서 데이터의 분포를 학습하여 연속 함수 최적화 문제를 해결하는 방법을 개발하였다. 테스트 함수들에 대해서 실수 표현형을 사용한 유전자 알고리즘과 결과를 비교하여 제안하는 방법의 우수성을 검증하였다.

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Development of a Continuous Network Design Model Based on Sensitivity Analysis (민감도 분석을 이용한 연속형 교통망설계모형의 개발)

  • Lim, Yong-Taek
    • Journal of Korean Society of Transportation
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    • v.22 no.2 s.73
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    • pp.65-76
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    • 2004
  • 교통망설계문제란, 교통시스템을 최적상태로 만들기 위한 최적의 설계변수를 결정하는 문제이다. 대표적인 교통망설계문제로는 도로를 신설하거나 확장하는 문제가 있으며, 이외에 교통신호시간의 결정, 교통정보의 제공, 혼잡통행료 부과, 새로운 교통수단의 도입 등 여러 교통정책분야가 교통망설계문제에 포함된다고 볼 수 있다. 일반적으로 교통망설계문제는 bi-level 구조로 구축되는데, 기존 대부분의 연구들은 상위문제와 하위문제를 서로 협력없이(Noncooperative) 자신들만의 목적을 최적화시키는 Cournot-Nash게임형태로 구성하여 풀고 있으나, 실제 교통분야에서 다루는 문제들은 리더(leader)와 추종자(follower)가 존재하는 Stackelberg게임에 가깝다고 할 수 있다. 기존 bi-level 문제들이 Cournot-Nash게임형태로 구성되어 풀고 있는 이유는 Stackelberg게임으로 구성할 경우 풀기가 어렵기 때문이다. 이런 측면에서 본 연구는 리더와 추종자가 존재하는 Stackelberg게임으로 교통망설계문제를 구성하며, 설계 변수값에 따른 통행자의 행태변화도 인지오차(perceived error)를 고려한 확률적 통행배정문제로 구성하여 좀더 현실적인 결과를 도출하도록 한다. 제시된 모형을 풀기 위하여 민감도분석(Sensitivity analysis)을 이용하며, 설계문제의 해를 구하는 알고리듬도 제시한다. 또한, 이 기법을 일반 도로교통망(general transportation road network)에 적용할 수 있도록 민감도(sensitivity) 유도과정을 자세히 기술하였다. 개발된 모형을 평가하기 위하여 2개의 예제 교통망을 대상으로 모형을 적용한 결과, 합리적인 값들을 도출하고 있음을 확인할 수 있었다.

A Genetic Algorithm Approach to the Continuous Network Design Problem with Variational Inequality Constraints (유전자 알고리즘을 이용한 변동부등식 제약하의 연속형 가로망 설계)

  • 김재영;임강원
    • Journal of Korean Society of Transportation
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    • v.18 no.1
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    • pp.61-73
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    • 2000
  • The equilibrium network design problem can be formulated as a mathematical Program with variational inequality constraints. We know this problem may have may multiple local solutions due to its inherent characteristics - Nonlinear Objective function and Nonlinear, Nonconvex constraints. Hence, it is difficult to solve for a globally optimal solution. In this paper, we propose a genetic algorithm to obtain a globa1 optimum among many local optima. A Proposed a1gorithm is compared with 4 different solution algorithms for 1 small test network and 1 real-size network. The results of some computational testing are reported.

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The Role of the Cauchy Probability Distribution in a Continuous Taboo Search (연속형 타부 탐색에서 코시 확률 분포의 역할)

  • Lee, Chang-Yong;Lee, Dong-Ju
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.37 no.8
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    • pp.591-598
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    • 2010
  • In this study, we propose a new method for generating candidate solutions based on the Cauchy probability distribution in order to complement the shortcoming of the solutions generated by the normal distribution. The Cauchy probability distribution has infinite mean and variance, and it has rather large probability in the tail region relative to the normal distribution. Thus, the Cauchy distribution can yield higher probabilities of generating candidate solutions of large-varied variables, which in turn has an advantage of searching wider area of variable space. In order to compare and analyze the performance of the proposed method against the conventional method, we carried out an experiment using benchmarking problems of real valued function. From the result of the experiment, we found that the proposed method based on the Cauchy distribution outperformed the conventional one for all benchmarking problems, and verified its superiority by the statistical hypothesis test.

Selecting the Number and Location of Knots for Presenting Densities

  • An, Jeong-Yong;Mun, Gil-Seong;Han, Gyeong-Su
    • Proceedings of the Korean Statistical Society Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.31-34
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    • 2003
  • 본 연구에서는 연속형 확률밀도함수의 그래프를 표현하기 위한 하나의 방법으로 보간점을 이용하는 문제에 대해 살펴보고자 한다. 이를 위해 최적화 기법을 이용하여 보간점의 수와 위치를 선택하는 알고리즘을 제안하고, 제안한 방법을 이용하여 확률밀도함수의 그래프를 구현한다.

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A Continuous Network Design Model for Target-Oriented Transport Mode Choice Problem (목표지향 교통수단선택을 위한 연속형 교통망설계모형)

  • Im, Yong-Taek
    • Journal of Korean Society of Transportation
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    • v.27 no.6
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    • pp.157-166
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    • 2009
  • A network design problem (NDP) is to find a design parameter to optimize the performance of transportation system. This paper presents a modified NDP, called target-oriented NDP, which contains a target that we try to arrive in real world, and also proposes a solution algorithm. Unlike general NDP which seeks an optimal value to minimize or to maximize objective function of the system, in target-oriented NDP traffic manager or operator can set a target level prior and then try to find an optimal design variable to attain this goal. A simple example for mode choice problem is given to test the model.

Discrete Optimization of Unsymmetric Composite Laminates Using Linear Aproximation Method (선형 근사화방법을 이용한 비대칭 복합 적층평판의 이산최적화)

  • 이상근;구봉근;한상훈
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.255-263
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    • 1997
  • The optimum design of most structural systems used in practice requires considering design variables as discrete quantities. The present paper shows that the linear approximation method is very effective as a tool for the discrete optimum designs of unsymmetric composite laminates. The formulated design problem is subjected to a multiple in-plane loading condition due to shear and axial forces, bending and twisting moments, which is controlled by maximum strain criterion for each of the plys of a composite laminate. As an initial approach, the process of continuous variable optimization by FDM is required only once in operating discrete optimization. The nonlinear discrete optimization problem that has the discrete and continuous variables is transformed into the mixed integer programming problem by SLDP. In numerical examples, the discrete optimum solutions for the unsymmetric composite laminates consisted of six plys according to rotated stacking sequence were found, and then compared the results with the nonlinear branch and bound method to verify the efficiency of present method.

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A Study on Optimal Earth-Moon Transfer Orbit Design Using Mixed Impulsive and Continuous Thrust (순간 및 연속 추력을 이용한 지구-달 최적 전이궤도 설계에 관한 연구)

  • No, Tae-Soo;Jeon, Gyeong-Eon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.38 no.7
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    • pp.684-692
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    • 2010
  • Based on the planar restricted three body problem formulation, optimized trajectories for the Earth-Moon transfer are obtained. Mixed impulsive and continuous thrust are assumed to be used, respectively, during the Earth departure and Earth-Moon transfer/Moon capture phases. The continuous, dynamic trajectory optimization problem is reformulated in the form of discrete optimization problem by using the method of direct transcription and collocation, and then is solved using the nonlinear programming software. Representative results show that the shape of optimized trajectory near the Earth departure and the Moon capture phases is dependent upon the relative weight between the impulsive and the continuous thrust.

A Development of dynamic Multi-labelling Vine Algorithm for Urban ATIS Application (도시부 ATIS 적용을 위한 다중 표지 덩굴망 알고리즘의 개발)

  • 박상준
    • Proceedings of the KOR-KST Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.161-170
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    • 1998
  • 기존에 건설된 교통시설의 운영효율을 극대화하기 위한 지능형 교통체계의 한 분야인 ATIS는 도로를 이용하는 통행자에게 편리성을 제공하는 동시에 도로를 효율적으로 운영할 수 있는 정보체계이다. ATIS 체계하에서 통행자에게 신뢰성 있는 정보를 제공하기 위해서는 교차로서의 회전에 의한 지체를 정확하게 반영함은 물론이고 실시간으로 변화하는 교통상황을 반영할 수 있는 동적인 최단경로 탐색 알고리즘이 요구된다. 하지만 기존에 발표된 동적인 최단경로 탐색 알고리즘은 회전에 대한 정보를 반영하지 못하며 정적인 최단경로 탐색 알고리즘은 회전에 대한 정보를 반영하지 못하며 정적인 탐색알고리즘 조차 회전에 대한 정보를 정확히 반영하지 못한다. 본 연구에서는 이러한 이유에서 알고리즘 내부에서 회전을 반영하기 위해 수정형 덩굴망 알고리즘의 표지기법을 이용하여 동적인 최단경로 탐색알고리즘을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 동적 최단경로 탐색 알고리즘은 정적인 상태의 수정형 덩굴망 알고리즘에 시간에 따라 변화하는 교통상황을 반영하기 위해 시간에 대한 변수를 추가하였다. 이렇게 해서 알고리즘은 시간대별로 변화하는 통행시간을 고려하여 최단 경로를 탐색하게 되며 출발시점을 기준으로 표지를 설정하여 모든 앞선 시간에 대해 경로를 고려하도록 하였다. 매 단계에서 전 노드를 추적하여 회전에 관한 정보를 반영하도록 하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 최단경로 탐색 알고리즘은 교차로에서의 회전에 대한 정보와 통행금지 등을 정확히 반영하며 실시간으로 변화하는 통행시간을 반영함으로써 신뢰성 있는 노선 정보를 ATIS를 이용하는 통행자들에게 제공하는데 활용될 수 있는 기법이다.적으로 세부적 차종분류로 접근한다.의 영향들을 고려함으로써 가로망 설계 과정에서 가로망의 상반된 역할인 이동성과 접근성의 비교가 가능한 보다 현실적인 가로망 설계 모형을 구축하고자 한다. 지금까지 소개된 가로망 설계모형들은 용량변화에 대한 설계변수의 형태에 따라 이산적 가로망 설계 모형과 연속적 가로망 설계모형으로 나뉘어지게 된다. 본 논문의 경우, 계산속도의 향상 측면에서는 연속적 가로망 설계 모형을 도입할 수 있지만, 이때 요구되는 도로용량이 이산적인 변수(차선 수)로 결정되어야만 신호제어 변수를 결정할 수 있기 때문에, 이산적 가로망 설계 모형이 사용된다. 하지만, 이산적 설계모형의 경우 조합최적화 문제이므로 정확한 최적해를 구하기 위해서는 상당한 시간이 소요되며, 경우에 따라서는 국부 최적해에 빠지게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 우선 이상적 모형의 근사화, 혹은 조합최적화문제를 위해 개발된 Simulated Annealing기법의 적용, 연속적 모형의 변수를 이산화하는 방법 등 다양한 모형들을 고려해 본 뒤, 적절한 모형을 적용할 것이다. 가로망 설계 모형에서 신호제어를 고려하기 위해서는 주어진 가로망에 대한 통행 배정과정에서 고려되는 통행시간을 링크통행시간과 교차로 지체시간을 동시에 고려해야 하는데, 이러한 문제의 해결을 위해서 최근 활발히 논의되고 있는 교차로에서의 신호제어에 대응하는 통행배정 모형을 도입하여 고려하고자 한다. 이를 위해서 지금까지 연구되어온 Global Solution Approach와 Iterative Approach를 비교, 검토한 뒤 모형에 보다 알맞은 방법을 선택한다. 차량의 교차로 통행을 고려하는 perf

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Generating Adaptive Fuzzy Classification Rules using An Efficient Evolutionary Algorithm (효율적인 진화알고리즘을 이용한 적응형 퍼지 분류 규칙 생성)

  • Ryu, Joung-Woo;Kim, Sung-Eun;Kim, Myung-Won
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2005.11b
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    • pp.769-771
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    • 2005
  • 데이터 특성이 연속적이고 애매할 때 퍼지규칙으로 분류 규칙을 표현하는 것은 매우 유용하고 효과적이다. 그러나 일반적으로 정확하지 않은 데이터 특성에 대해서 소속함수를 결정한다는 것은 어려운 일이다. 본 논문에서는 진화알고리즘을 이용하여 효과적인 퍼지 분류 규칙을 자동으로 생성하는 방법을 제안한다. 제안한 방법에서 규칙의 정확성과 이해성을 고려하여 최적화된 소속함수를 생성하기 위해 진화알고리즘을 사용한다. 먼저 지도 군집화로 진화를 위한 초기 소속함수를 생성한다. 진화알고리즘은 전역적 최적 해를 찾는데 효과적이다. 그러나 시간에 대한 효율성이 낮다. 특히 모델 최적화 문제에서는 개체 평가 단계에서 많은 시간이 소요된다. 따라서 본 논문에서는 전체 데이터를 여러 개의 부분 데이터들로 나누고 개체들은 전체 데이터 대신 매번 부분 데이터를 임의적으로 선택하여 개체를 평가함으로써 수행 시간을 단축시킬 수 있는 진화 방법을 제안한다. 제안한 퍼지 분류 규칙 생성 방법의 타당성을 검증하기 위한 실험 데이터로 UCI에서 제공하는 데이터들을 사용하였으며, 실험 결과는 기존 방법에 비해 평균적으로 더 효과적임을 확인하였다.

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