• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.402-402
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• 2019

최근 기후변화에 따른 용수사용량의 계절별 변화가 나타나고 있다. 따라서, 효율적인 용수 관리에 대한 관심은 배수지 및 송수 시스템의 운영을 넘어 정수장의 운영에서도 그 변화가 나타나고 있다. 수질관리 측면에 다소 집중되었던 정수장 운영의 중요도는 수량을 함께 관리하는 방향으로 변화할 것으로 전망되며, 따라서 취수 단계에서부터 용수 공급의 전 과정을 고려하는 지능형 정수장 관리시스템이 주목받고 있다. 상수도 공급을 위한 정수장의 운영은 크게 원수의 취수 및 도수, 정수처리, 정수된 용수의 저장, 배수 및 급수의 과정으로 구분할 수 있다. 이때, 원수의 취수와 도수, 정수처리 과정에는 상대적으로 긴 시간이 소요되므로, 정수장의 운영 관리자는 이러한 지연시간을 감안해서 배수지의 상태를 예측하여 취수계획을 결정해야 한다. 한편, 정수장 시설을 운영하기 위해서는 전력이 소모되며, 산업전력 단가는 시간대별 변동폭이 큰 것으로 알려져 있다. 따라서, 정수장의 효율적인 운영을 위해서는 용수의 수요예측과 배수지 수위변동, 취수 및 정수설비의 규모 등을 고려하는 동시에, 전력 단가가 낮은 시간대에 설비를 집중적으로 운영할 수 있는 계획을 수립해야 한다. 본 연구에서는 선형계획법(Linear Programming, LP)을 이용하여, 수요예측을 바탕으로 장기취수계획을 수립하기 위한 방안을 세 가지로 구분하였으며, 각각의 장단점을 다음과 같이 예상하였다. 1) 24시간 간격으로 시간당 취수계획을 수립하는 최적화 방안, 2) 24시간의 시간당 취수계획을 1시간 간격으로 수립하는 실시간 최적화 방안, 3) 전체 모의기간 동안의 시간당 취수계획을 한번에 수립하는 최적화 방안. 24시간 간격 최적화는 수립 및 적용이 간단한 반면, 실시간 수요변화를 고려할 수 없어 단위시간(24시간) 후반부의 최적화 효율이 떨어지는 단점이 있다. 1시간 간격의 실시간 최적화는 수요변화를 가장 정확히 반영하는 반면, 최적화 수행 횟수가 증가하는 단점이 있다. 전체 모의기간 최적화는 장기 수요예측을 고려한 탄력적 취수계획을 수립하는 반면, 수요예측의 불확실성에 따른 오차 발생위험이 크다. 본 연구에서는 국내 H 정수장을 대상으로 각각의 최적 취수계획 수립 방안을 정수장 운영의 안정성, 탄력성, 경제성 등을 기준으로 비교, 분석하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.32 no.5
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• pp.525-535
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• 1999

An optimal unit commitment model for efficient management of water and energy resources in a basin using combined mixed integer programming is developed. The combined mixed integer programming model is able to solve the inconsistency problem that may occur from mixed integer programming models. The technique which enables the use of conditional constraints and either-or constraints in the linear programming is also suggested. As a result of applying the combined mixed integer programming model to Lower Colorado River Basin in United States. the basin efficiency is decreased by 1.53% from the results of the mixed integer programming, while it is increased by 0.67% from the results of the historical operation. It is found that the decreased allowable error between power supplies and demands in the combined mixed integer programming causes the decreased basin efficiency.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.17 no.6
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• pp.13-27
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• 2012

Integer programming-based local search(IPbLS) is a kind of local search based on simple hill-climbing search and adopts integer programming for neighbor generation unlike general local search. According to an existing research [1], IPbLS is known as an effective method for the multidimensional knapsack problem(MKP) which has received wide attention in operations research and artificial intelligence area. However, the existing research has a shortcoming that it verified the superiority of IPbLS targeting only largest-scale problems among MKP test problems in the OR-Library. In this paper, I verify the superiority of IPbLS more objectively by applying it to other problems. In addition, unlike the existing IPbLS that combines simple hill-climbing search and integer programming, I propose methods combining other local search algorithms like hill-climbing search, tabu search, simulated annealing with integer programming. Through the experimental results, I confirmed that IPbLS shows comparable or better performance than the best known heuristic search also for mid or small-scale MKP test problems.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.52 no.8
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• pp.565-573
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• 2019

An optimization model of water intake planning is developed based on a linear programming (LP) for the intelligent water purification plant operation system. The proposed optimization model minimizes the water treatment costs of raw water purification by considering a time-delay of treatment process and hourly electricity tariff, which is subject to various operation constraints, such as water intake limit, storage tank capacity, and water demand forecasts. For demonstration, the developed model is applied to H water purification center. Here, we have tested three optimization strategies and the results are compared and analyzed in economic and safety aspects. The optimization model is expected to be used as a decision support tool for optimal water intake scheduling of domestic water purification centers.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2015.07a
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• pp.173-174
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• 2015

컨테이너 터미널에서 이적작업은 적하작업과 반출작업을 신속하게 처리하기 위해 장치장에 흩어져 있는 컨테이너들을 재배치하는 것이다. 본 연구는 수직 배치형 장치장 블록 내에서 컨테이너 재배치 작업계획 문제를 다룬다. 재배치 작업계획은 대상 컨테이너, 옮겨질 위치 그리고 재배치 작업 순서를 정하는 것이다. 본 연구는 재배치 작업시간, 반출작업, 적하작업의 가중시간 비용을 최소화하면서 재배치 작업동안 공간 가용성이 만족되도록 장치위치와 작업순서를 함께 결정하는 혼합정수계획모형을 개발하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2014.06a
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• pp.229-231
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• 2014

조선 프로젝트는 일반적으로 많은 블록 공정들을 거쳐 완성된다. 하나하나의 블록들이 일정에 따라 완성되면 다음 단계의 공정을 위한 플랜트로 이동하게 되는데 이러한 공정에 따른 블록 수송을 원활하게하기 위해 블록 수송계획을 세운다. 블록 트랜스포터는 블록 수송을 위한 주요 장비인데 트랜스포터의 일정 계획은 계획된 조선 프로젝트 완성을 위한 전체적인 일정 관리에 매우 중요한 문제이다. 본 연구에서는 트랜스포터의 일정계획 문제를 0-1 정수계획 모형으로 정식화하여 최적일정계획을 수립하는 방법을 제안하였다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.19 no.10
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• pp.13-21
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• 2014

The set covering problem (SCP) is one of representative combinatorial optimization problems, which is defined as the problem of covering the m-rows by a subset of the n-columns at minimal cost. This paper proposes a method utilizing Integer Programming-based Local Search (IPbLS) to solve the set covering problem. IPbLS is a kind of local search technique in which the current solution is improved by searching neighborhood solutions. Integer programming is used to generate neighborhood solution in IPbLS. The effectiveness of the proposed algorithm has been tested on OR-Library test instances. The experimental results showed that IPbLS could search for the best known solutions in all the test instances. Especially, I confirmed that IPbLS could search for better solutions than the best known solutions in four test instances.

• Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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• 1993.04a
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• pp.162-173
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• 1993

항공기 운항계획은 항공사의 계획업무 중 핵심적인 문제로 운항편수와 항공기 출발시간 그리고 운항할 항공기의 기종을 결정하는 문제이다. 본 연구에서는 이익을 최대로 하는 운항계획을 수립하기 위한 새로운 최적해법을 제안한다. 일반적으로 항공기 운항계획은 대규모의 정수 선형계획 문제이기 때문에 기존의 정수 최적해법으로 최적해를 계산하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 모든 결정변수를 사용하지 않고 필요에 따라 일부분의 결정변수만을 생성하여 선형 최적해를 계산하는 열 생성 최적해법을 제안한다. 이 해법을 이용하여 대규모 정수계획인 운항계획의 최적해를 매우 효율적으로 계산할 수 있는 해법을 제안한다. 실제 항공기 운항계획에 본 연구에서 제안하는 최적해법을 적용한 결과를 보여 그 효율성이 월등함을 보인다.

• Journal of KIISE:Software and Applications
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• v.31 no.6
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• pp.829-839
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• 2004

Methods based on integer programming have been shown to be very effective in solving various crew pairing optimization problems. However, their applicability is limited to problems with linear constraints and objective functions. Also, those methods often require an unacceptable amount of time and/or memory resources given problems of larger scale. Heuristic methods such as neighborhood search, on the other hand, can handle large-scaled problems without too much difficulty and can be applied to problems having any form of objective functions and constraints. However, neighborhood search often gets stuck at local optima when faced with complex search spaces. This paper presents ,i hybrid algorithm of neighborhood search and integer programming, which nicely combines the advantages of both methods. The hybrid algorithm has been successfully tested on a large-scaled crew pairing optimization problem for a real subway line.

• Journal of Korean Society of Transportation
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• v.20 no.7
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• pp.117-133
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• 2002

열차운영계획은 수송수요 산정, 운행노선계획, 열차시간표 작성 기관차 및 인원의 할당 등 광범위한 내용을 포괄하고 있으나, 본 논문에서는 계획의 초기단계에서 결정 가능한 운행노선계획을 대상으로 범위를 설정하였다. 운영목표에 따른 전략은 사용자, 운영자, 사회전체의 입장에서 고려될 수 있는데, 이러한 전략에 의해 운행 될 수 있는 열차운행패턴을 운영비용의 최소화, 통행시간의 최소화. 운영자 수익의 최대화 모형으로 해결하고자 하였다. 2004년 이후에 운행이 예상되는 고속철도/기존철도는 운영계획의 변경이 예상되는 바, 상기의 목표에 따라 열차운영패턴을 작성하여 개발된 효과척도의 적용을 통해 정책적인 적용가능성을 평가하였으며 기존 계획된 철도청의 운영계획과도 아울러 비교, 최적대안을 선정하였다. 본 고에서는 수리계획모형인 비선형정수계획모형(MINLP)으로서 국내 철도망에 부합하는 운영계획을 작성하였으며, 이에 따른 열차-km는 수익최대화 모형, 인-km는 철도청의 열차운영계획이 가장 많은 것으로 나타났다. 인-hour는 수익 최대화 모형과 통행시간 최소화 모형이 가장 적은 것으로 나타났는데, 이는 장거리 노선의 편성이 증가된 것으로 사료된다. 이러한 결과를 산출함에 있어. 어려운 점은 각 구간의 기하급수적 증가, 결정변수의 초기값 선정 등이 있으나, 그동안 연구된 각종 경험적 기법의 적용과 실제 편성 가능한 변수의 적용을 통해 이를 해결하였다. 추후 설정된 모형의 비교에 적합한 효과척도의 개발과 전국적으로 사례구간의 확장 및 모형의 최적대안 선택 시 효과척도의 가중치에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.