• Title/Summary/Keyword: 이산최적화

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Development of a Vehicle Classification Algorithm Using an Micro-Cell Detector on a Freeway (자석식 검지기를 이용한 차종인식 알고리즘 개발)

  • 김수희;조형기;이철기;오영태
    • Proceedings of the KOR-KST Conference
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    • 1998.10b
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    • pp.149-149
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    • 1998
  • 차종구분의 필요성은 교통공학 및 계획분야에서 교통패턴을 파악할 필요가 있으며 도로의 포장설계와 같은 구조적 측면, 교통관련자료구축 등에서도 중요하다. 현재 국내에서 운영중에 있는 각종검지기 체계들은 외국에서 개발한 체계로서 여러 가지 다양한 센서를 복합구성하여 차종을 구분하는 고가의 장비들이다. 이에 대한 국내의 연구사례는 극히 드물다고 볼 수 있다. 지금까지 주를 이룬 국내 연구사례를 보면 루프검지기를 이용한 차종구분이 주를 이루고 있다. 현재 루프검지기의 대체검지기(영상검지기, 자석검지기)개발이 활발히 진행되고 있으며 본 연구에서 이용되는 검지기는 자석검지기로서 루프검지기에 비하여 설치가 간단하고 파손의 우려가 적으며 유지관리 및 보수가 손쉽고 비용면에서도 저렴하다는 것이 장점이라 하겠다. 이에 최근에 개발되어진 단일 자석검지기를 이용한 실시간 차종인식 알고리즘을 개발하고, 현장실험을 통한 현장 적용성을 검토한다. 고속도로에 설치되어 있는 자석검지기를 이용하여 자료를 수집하며 분석에 이용되는 자료는 개별차량에 대하여 자속밀도의 변화를 주파수값으로 변환한 Digital Data값이다. 그 수치를 토대로 각 차량의 점유시간을 파악하여 각 차량의 점유시간동안 파형의 특징을 추출하여 각 특징들을 기초로 하여 각 차량이 나타내는 고유의 파형을 식별하는 패턴인식 방법으로 접근한다. 본 연구에서는 검지기 매설장소의 유한성 및 연구대상 도로의 특성으로 인하여 다양한 차종의 자료수집이 용이하지 못하여 시험가능한 자료수가 많은 차종을 대상으로 분석한다. 차종인식 알고리즘상의 차종분류는 건설교통부 차종분류기준에 따라 우선 구분이 확실한 차종으로 나눈후 단계적으로 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 performance function의 경우 비신호 교차로와 신호교차로에 대

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Multi-UAV Mission Allocation and Optimization Technique Based on Discrete-Event Modeling and Simulation (이산 사건 모델링 및 시뮬레이션 기반의 다수 무인기 임무 할당 및 최적화 기법)

  • Lee, Dong Ho;Jang, Hwanchol;Kim, Sang-Hwan;Chang, Woohyuk
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.48 no.2
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    • pp.159-166
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    • 2020
  • In this paper, we propose a heterogenous mission allocation technique for multi-UAV system based on discrete event modeling. We model a series of heterogenous mission creation, mission allocation, UAV departure, mission completion, and UAV maintenance and repair process as a mathematical discrete event model. Based on the proposed model, we then optimize the number of UAVs required to operate in a given scenario. To validate the optimized number of UAVs, the simulations are executed repeatedly, and their results are analyzed. The proposed mission allocation technique can be used to efficiently utilize limited UAV resources, and allow the human operator to establish an optimal mission plan.

A study on the Stability of Discrete-time Affine Type III Fuzzy Control System (이산 시간 어핀 Type III 퍼지 제어 시스템의 안정도에 대한 연구)

  • Kim, Eun-Tai;Lee, Hee-Jin
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.38 no.4
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    • pp.1-10
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    • 2001
  • In this paper, we propose the stability analysis and design methodology for the discrete-time affine Type III fuzzy system via the convex optimization technique. First, the stability condition is derived under which the discrete-time affine Type III fuzzy system is quadratically stable in the large. Next, the derived condition is reformulated into the convex optimization problem called Linear Matrix Inequalities (LMI) and numerically addressed. Finally, the effectiveness and the feasibility of the proposed analysis and design methodology is highlighted via an example and its computer simulation result.

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Robust Stabilization of Discrete Singular Systems with Parameter Uncertainty and Controller Fragility (변수 불확실성과 제어기 악성을 가지는 이산 특이시스템의 강인 안정화)

  • Kim, Jong-Hae
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.45 no.5
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • This paper presents not only the robust stabilization technique but also robust non-fragile controller design method for discrete-time singular systems and static state feedback controller with multiplicative uncertainty. The condition for the existence of robust stabilization controller, the admissible controller design method, and the measure of non-fragility in controller are proposed via LMI(linear matrix inequality) approach. In order to get the maximum measure of non-fragility, the obtained sufficient condition can be rewritten as LMI optimization form in terms of transformed variable. Therefore, the presented robust non-fragile controller for discrete-time singular systems guarantees robust stability in spite of parameter uncertainty and controller fragility. Finally, a numerical example is given to show the validity of the design method.

A Study on Strengthened Genetic Algorithm for Multi-Modal and Multiobjective Optimization (강화된 유전 알고리듬을 이용한 다극 및 다목적 최적화에 관한 연구)

  • Lee Won-Bo;Park Seong-Jun;Yoon En-Sup
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.1 no.1
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    • pp.33-40
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    • 1997
  • An optimization system, APROGA II using genetic algorithm, was developed to solve multi-modal and multiobjective problems. To begin with, Multi-Niche Crowding(MNC) algorithm was used for multi-modal optimization problem. Secondly, a new algorithm was suggested for multiobjective optimization problem. Pareto dominance tournaments and Sharing on the non-dominated frontier was applied to it to obtain multiple objectives. APROGA II uses these two algorithms and the system has three search engines(previous APROGA search engine, multi-modal search engine and multiobjective search engine). Besides, this system can handle binary and discrete variables. And the validity of APROGA II was proved by solving several test functions and case study problems successfully.

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Sequential Convex Programming Based Performance Analysis of UAV Design (순차 컨벡스 프로그래밍 기반 무인기 설계 형상의 성능 분석)

  • Ko, Hyo-Sang;Choi, Hanlim;Jang, Jong-Youn;Kim, Joon;Ryu, Gu-Hyun
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.50 no.11
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    • pp.771-781
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    • 2022
  • Sequential convex programming based performance analysis of the designed UAV is performed. The nonlinear optimization problems generated by aerodynamics are approximated to socond order program by discretization and convexification. To improve the performance of the algorithm, the solution of the relaxed problem is used as the initial trajectory. Dive trajectory optimization problem is analyzed through iterative solution procedure of approximated problem. Finally, the maximum final velocity according to the performance of the actuator model was compared.

Lightweight Optimization of Infant Pop-up Seat Frame Using DMTO in Static Condition (DMTO 기법을 활용한 정적 하중환경의 유아용 팝업시트 프레임의 경량화)

  • Hong, Seung Pyo;Cha, Seung Min;Shin, Dong Seok;Jeon, Euy Sik
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.21 no.1
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    • pp.102-110
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    • 2022
  • This paper proposes a solution to the problems of manufacturing cost and processability by applying discrete material and thickness optimization (DMTO) and minimizing the use of high-strength, lightweight materials in the optimization process. A simple infant pop-up seat model was selected as the application target, and the weight reduction effect and variation in strength according to the optimization results were observed. In this study, a simplified finite element model of an infant pop-up seat frame was first constructed. The model was used to perform a static structural analysis to verify the weight and strength of each part. The D-optimal design of the experimental method was then used to observe the influence of each part on the weight and strength. This process was applied using discrete thickness optimization (DTO) (which applies high-strength, lightweight materials and optimizes only the thickness) and DMTO (which considers both the material and thickness). The DTO and DMTO results were compared to verify the design method that determines the major parts and simultaneously considers the material and thickness. Accordingly, in this study, an optimal lightweight design that satisfied the strength standards of the seat frame was derived. Furthermore, discretization parameters were used to minimize the application of high-strength, lightweight materials.

Robust Digital Redesign for Observer-based System (관측기 기반 시스템에 대한 강인 디지털 재설계)

  • Seong, Hwa-Chang;Ju, Yeong-Hun;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.193-196
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    • 2007
  • 본 논문은 관측기 기반 시스템에 대한 강인 디지털 재설계 방안을 제안한다. 디지털 재설계란, 기존의 안정화된 연속시간 플랜트와 이산 시간에서 설계된 디지털 제어기와의 상태 접합 및 안정도 분석을 통해 전체 시스템을 재구성 하는 것을 말한다. 그리고 전 역적 접근을 위한 방안으로서 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 후, 에러가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화 하여 상태 접합을 이루고자 하였다. 본 논문에서는 관측기 기반 시스템에 대한 디지털 재설계를 목표로 하되, 추가적인 파라미터 불확실성을 고려한 강인 디지털 재설계를 구성하게 된다. 파라미터 불확실성은 이산화 과정에서 구조적 형태가 변화하기 때문에, 이를 고려하여 주어진 식을 선형 행렬 부등식 형태로 나타내게 된다. 이 조건들을 통해 디지털 재설계의 상태 접합 및 안정도가 유도 가능하다는 것을 본 논문에서 증명하게 된다.

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Development of an Optimization Algorithm Using Orthogonal Arrays in Discrete Space (직교배열표를 이용한 이산공간에서의 최적화 알고리즘 개발)

  • Yi, Jeong-Wook;Park, Joon-Seong;Lee, Kwon-Hee;Park, Gyung-Jin
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2001.06c
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    • pp.408-413
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    • 2001
  • The structural optimization is carried out in the continuous design space or discrete design space. Methods for discrete variables such as genetic algorithms are extremely expensive in computational cost. In this research, an iterative optimization algorithm using orthogonal arrays is developed for design in discrete space. An orthogonal array is selected on a discrete design space and levels are selected from candidate values. Matrix experiments with the orthogonal array are conducted. New results of matrix experiments are obtained with penalty functions for constraints. A new design is determined from analysis of means(ANOM). An orthogonal array is defined around the new values and matrix experiments are conducted. The final optimum design is found from iterative process. The suggested algorithm has been applied to various problems such as truss and frame type structures. The results are compared with those from a genetic algorithm and discussed.

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Global Optimization Using a Sequential Algorithm with Orthogonal Arrays in Discrete Space (이산공간에서 순차적 알고리듬(SOA)을 이용한 전역최적화)

  • Cho, Bum-Sang;Lee, Jeong-Wook;Park, Gyung-Jin
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.858-863
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    • 2004
  • In the optimized design of an actual structure, the design variable should be selected among any certain values or corresponds to a discrete design variable that needs to handle the size of a pre-formatted part. Various algorithms have been developed for discrete design. As recently reported, the sequential algorithm with orthogonal arrays(SOA), which is a local minimum search algorithm in discrete space, has excellent local minimum search ability. It reduces the number of function evaluation using orthogonal arrays. However it only finds a local minimum and the final solution depends on the initial value. In this research, the genetic algorithm, which defines an initial population with the potential solution in a global space, is adopted in SOA. The new algorithm, sequential algorithm with orthogonal arrays and genetic algorithm(SOAGA), can find a global solution with the properties of genetic algorithm and the solution is found rapidly with the characteristics of SOA.

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