• Title/Summary/Keyword: 제약성 최적화

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홍수유출 모형 자동 보정의 벌칙함수를 이용한 기능 향상 연구 (Application of a Penalty Function to Improve Performance of an Automatic Calibration for a Watershed Runoff Event Simulation Model)

  • 강태욱;이상호
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권12호
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    • pp.1213-1226
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    • 2012
  • 유역유출 모의 모형의 자동 보정에 주로 사용되는 진화계열의 알고리즘은 무제약 최적화 알고리즘이다. 이러한 진화계열 알고리즘에 제약조건을 반영하기 위해서는 제약조건을 다룰 수 있는 별도의 방법이 요구된다. 본 연구의 목적은 진화계열 알고리즘의 일종인 집합체 혼합진화 알고리즘에 벌칙함수를 적용하여 제약조건을 고려할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 제약조건을 고려할 수 있는 집합체 혼합진화 알고리즘을 SWMM의 자동 보정 모듈에 적용하여 기존 자동 보정 모듈의 기능을 개선하는 것이다. 홍수유출 해석에서는 첨두유량과 관련된 지표가 중요하므로 첨두유량의 오차와 첨두유량 발생시간의 오차를 제어할 수 있는 제약조건을 구성하였다. 제약조건을 포함하여 구성된 자동 보정 모듈은 밀양댐 유역과 구로1 빗물펌프장 배수유역의 홍수유출 모의 모형에 대하여 적용되었다. 자동 보정의 결과는 제약조건의 포함 유무에 따른 결과를 비교하여제시되었다. 그 결과, 제약조건을 고려함에 따라 본래의 목적함수를 크게 위배하지 않으면서, 첨두유량과 첨두유량 발생시간의 오차가 크게 개선되었다. 또한, 검증을 통해서도 제약최적화를 통한 자동보정의 적절성이 검토되었다. 결론적으로 벌칙함수를 이용한 제약조건의 반영을 통해 자동 보정 모듈의 기능을 향상시킬 수 있었다.

동적 거동을 받는 철근 콘크리트 뼈대 구조의 최적화 (Optimization of Reinforced Concrete Frames Subjected to Dynamic Loads)

  • 박문호;김상진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.439-452
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    • 1994
  • 본 논문에서는 동적하중을 받는 철근 콘크리트 뼈대구조의 경비 최적설계방법과 한계상태 설계 최적화 알고리즘을 제시하였다. 뼈대구조의 동적반응은 모드 중첩법을 이용하여 해석하였으며 뼈대구조의 각 부재를 두 개 이상의 요소로 구성하여 각 요소의 절점에서는 축방향, 횡방향 및 휨방향의 거동을 규명할 수 있도록 3 d.o.f(자유도)로 구성된 강성 매트릭스와 질량 매트릭스를 사용하였다. 철근과 콘크리트의 주 재료 경비로 유도한 목적함수는 한계 상태 설계 규정에 따라 철근 콘크리트 뼈대구조의 역학적 거동의 문제와 사용성 제약조건을 만족하면서 최적화를 이루도록 하였다. 목적함수와 제약조건은 단면의 유효깊이, 보의 폭, 인장과 압축 철근의 단면적, 기둥의 전단 철근 단면적들의 설계변수로 유도하였으며 최적화 문제를 형성하였다. 몇가지 예제를 통하여 동적거동을 고려한 철근 콘크리트 뼈대구조의 자동화된 최적 설계 알고리즘의 가능성, 타당성 및 효율성을 검토하였다.

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초음속 날개의 천음속 순항성능 향상을 위한 플랩 꺽임각 최적화 (FLAP DEFLECTION OPTIMZATION FOR TRANSONIC CRUISE PERFORMANCE IMPROVEMENT OF SUPERSONIC TRANSPORT WING)

  • 김형진
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.9-21
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    • 2001
  • 초음속 여객기의 천음속 순항 성능을 개선하기 위하여 날개의 플랩 꺽임각을 최적화하였다. 이를 위하여 3차원 Euler 코드와 adjoint 코드를 이용한 최적설계기법을 적용하였다. 설계변수로서, 앞전플랩 5개, 뒷전 플랩 5개 등 총 10개의 플랩의 꺽임각이 사용되었다. 설계과정중에 격자계 내부격자점의 수정을 위해 타원형방정식법을 이용하였다. 계산 시간의 단축을 위해 내부격자의 민감도는 무시하였다. 또한 본 설계문제에 근사구배기법의 적용가능성 여부를 조사하였다. 충격파가 없는 경우 앞전 플렙에 한하여 근사구배기법을 적용할 수 있음을 알았다. 최적설계기법으로 BFGS기법을 적용하여 항력을 최소화하였으며, 양력 및 날개 표면 마하수에 대한 제약조건을 적용하였다. 앞전 플랩의 최적화 및 앞전과 뒷전 플랩의 최적화 등 두 개의 설계 문제를 고려하였다. 성공적인 결과를 얻음으로써 본 설계방법의 타당성 및 효율성을 확인하였다.

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EMS 최적화기능의 실계통 적용시험 소개 (The Introduction of EMS Network Optimization Field Test in KPX)

  • 강형구;황경식;김광호;이건웅
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.106-108
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    • 2007
  • EMS 계통해석 최적화기능은 전압계획(VVD), 안전도개선(SENH), 최적조류계산(OPF) 기능을 지원하고 있다. 그러나 이들 기능은 부등호 제약처리, 이산 제어요소 처리, 제어DB 구축과 최적화 파라미터 튜닝의 어려움, 급전 가능한 제어대상 최소화, 수렴특성 난조 등 프로그램의 강인성의 문제로 전 세계적으로 실 계통에서 활발히 사용되지 못하고 있다. 본고에서는 전력거래소(KPX) EMS 최적화 프로그램 기능소개와 실계통 활용을 위한 제어DB 재구축, 튜닝, 특성시험 결과와 향후계획을 소개하고자 한다.

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이방성 연속 곡평면 슬래브 시스템의 수치해석과 최적화 알고리즘의 개발 (Development of Numerical Analysis and Optimization AIgorithms for Orthotropic Continuous Curved Floor Slab Systems)

  • 박문호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.1-15
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    • 1992
  • 본 논문에서는 열 두가지의 가능한 지지조건을 갖는 연속 곡평면 2방향 슬래브 시스템에 대하여 실용적이고 간편한 수치해석과 최적 설계 방법을 제시하였다. 얇은 곡평판의 탄성이론에 의하여 유도된 설계모멘트 계수를 이용하여, 구조해석을 하는 수치해석 방법을 본 연구에서는 사용하였다. 최적화의 결과는 한계상태 설계법에 의해서 정의된 feasible 영역내에서 결정되도록 유도하였으며 슬래브의 주재료 경비함수를 변형시켜 유도한 목적함수는 한계상태 설계의 규정에 따라 역학적 거동의 문제와 사용성 제약조건을 모두 만족하연서 최적화에 이르도록 하였다. 형성된 최적화 문제는 고차의 비선형 문제로 유도 되었으며 이 비선형 최적화 문제를 연속 선형계획법을 이용하여 해석하므서 슬래브의 유효깊이와 중간대 및 주열대의 단위폭당 변형시킨 철근비들의 최적 설계변수들을 구하였다.

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모바일 개인정보관리시스템(PIMS)의 설계 및 구현 (Design and Development of Mobile PIMS)

  • 최이권;이상범
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2003년도 추계학술발표대회(하)
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    • pp.699-702
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    • 2003
  • 본 논문에서는 무선 인터넷 주요 기술로 관심을 받고 있는 분산데이터 동기화 표준인 SyncML을 이용한 개인정보관리 시스템의(PIMS) 설계 및 구현에 대한 소개하고자 한다. 객체 지향 설계 기법을 사용하여 분석, 설계하여 최적화 된 시스템을 도출하고 그것을 통해 우선인터넷상에서 경량화 된 동기화 최적의 시스템을 설계와 구현하는데도 목적이 있다. 특히 무선인터넷의 여러 제약 사항 특히 데이터의 관리에 있어서의 문제점을 동기화 기술을 통해 많은 데이터를 효과적으로 관리함으로써 대용량의 데이터 베이스와 디바이스에 상관없이 데이터 일관성을 유지하여 지연성 및 복수성에 신뢰성을 유지 할 수 있도록 시스템을 개발하였다.

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제약조건을 가지는 컨테이너 크레인 시스템용 최적 상태궤환 제어기 설계 (Design of an Optimal State Feedback Controller for Container Crane Systems with Constraints)

  • 주상래;진강규
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제24권2호
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    • pp.50-56
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    • 2000
  • This paper presents the design of an optimal state feedback controller for container cranes under some design specifications. To do this, the nonlinear equation of a container crane system is linearized and then augmented to eliminate the steady-state error, and some constraints are derived from the design specifications. Designing the controller involves a constrained optimization problem which classical gradient-based methods have difficulties in handling. Therefore, a real-coding genetic algorithm incorporating the penalty strategy is used. The responses of the proposed control system are compared with those of the unconstrained optimal control system to illustrate the efficiency.

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우선순위 목적 선형 프로그래밍을 위한 Backrouting 방법의 개발 및 적용성 검토 (Development and Validation of Backrouting Method for Preemptive Goal Linear Programmingver Basin)

  • 정태성;강신욱;황만하;고익환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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    • pp.393-397
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    • 2007
  • KModSim은 수자원배분에 관련된 물리적, 수문학적, 제도적, 그리고 행정적인 요구들을 동시에 만족하도록 디자인된 범용 우선순위 목적 선형최적화 모형으로써 자연유입량과 기득 수리권 혹은 기득 저류권 등과 같은 다양한 형태의 저수권 사이의 조화운영이 가능하다. KModSim 목적함수에 관련된 제약조건의 유연한 설정과 변경이 가능하며, 기존의 최적화 방법과 다르게 유역통합모의에 관련한 모형변수가 모형내에서 자동적으로 생성되도록 프로그램화 되어있다. 본 연구에서는 유역내 수자원의 효율적인 운영을 위하여 우선순위 목적 선형최적화 모형을 위한 Backrouting 방법을 개발하고 금강유역 일단위 KModSim 네트워크에 Backrouting 방법을 적용하여 적용성을 검토하였다. 금강유역에 KModSim을 적용하고 모의한 결과 Backrouting 방법을 사용한 모의결과가 Backrouting 방법을 사용하지 않은 경우에 비해 실측치를 보다 잘 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 Backrouting 방법은 다중목적 우선순위 선형최적화 모형을 이용하여 일단위 모의 시에 발생할 수 있는 과도한 손실을 방지하고자 할 때 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

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프로세서 공유를 이용한 데이터 플로우 어플리케이션의 동시 스케줄링 기법 (Co-scheduling Technique of Dataflow Applications with Shared Processor Allocation)

  • 강두석;강신행;양회석;하순회
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • 동일하지 않은 주기와 시작 시간을 가지는 여러 개의 어플리케이션을 멀티프로세서 시스템에서 동시에 수행하면 어플리케이션 간의 간섭이 발생하게 되고, 이에 따라 각 어플리케이션이 실시간 시간 제약을 만족시키는지에 대한 보장이 어려워진다. 본 연구에서는 데이터 플로우 어플리케이션을 대상으로 하여, 주어진 시간 제약 조건을 지키면서 프로세서를 공유할 수 있도록 하는 간섭 분석 모델을 제안하였다. 그리고 이 기법을 바탕으로 여러 개의 어플리케이션들이 프로세서 공유를 통하여 자원사용량을 최소화하는 스케줄링 방법을 제안하였다. 그리하여 태스크 그래프를 실시간 태스크로 변환하여 스케줄 하는 최근의 동시 스케줄링 기법과 비교해보았을 때, 어플리케이션의 반응시간 제약이 빠듯할 때 제안한 기법이 더 적은 자원을 사용하는 스케줄을 생성함을 실험을 통해 확인하였다.

다중 평가지표에 기반한 도로용량 증대 소요예산 추정 (Budget Estimation Problem for Capacity Enhancement based on Various Performance Criteria)

  • 김주영;이상민;조종석
    • 대한교통학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.175-184
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    • 2008
  • 도로용량 증대를 위한 소요예산 추정문제는 관련주체인 이용자와 공급자의 입장을 모두 반영할 필요가 있다. 본 연구에서는 총통행시간, 형평성, 환경비용을 평가지표로 설정하고, 3가지 평가지표에 대한 관련주체의 요구사항이 만족되는 대안 중 소요예산을 최소화하는 최적 도로용량 증대 대안을 선정하는 문제를 모형화하였다. 일반적으로 도로용량 증대를 위한 소요예산 추정문제는 Network Design Problem(NDP)로 다루어지며, 이용자와 공급자의 다른 입장을 고려하기 위해 Bi-level 최적화문제로 모형화된다. 본 연구에서는 장래 교통수요의 불확실성을 반영하기 위해 확률모형(Stochastic model)을 적용하고, 평가지표별 신뢰도를 차별화하기 위해 Chance-constrained model(CCM)를 적용하였으며, 3가지 평가지표의 제약식을 만족하면서 소요예산을 최소화하는 목적함수를 만족하는 최적대안을 선정하기 위해 렉시코그라픽(Lexicographic) 최적화문제로 접근하였다. 예제 네트워크를 통하여 분석한 결과, 평가지표별 신뢰도 및 교통수요 변화율이 클수록 더욱 많은 소요예산이 요구되며, 평가지표별 신뢰도가 클수록 장래 교통수요의 변화에 더욱 탄력적으로 대응할 수 있는 대안이 선정되었다. 제안된 모델은 다양한 관련주체의 입장을 모두 고려한 최적 도로용량 증대 대안과 소요예산을 선정함과 동시에, 도로용량 증대량의 변화에 따른 평가지표간 상쇄관계(Tradeoff)와 도로 네트워크 개선을 위한 예산 배분의 포트폴리오를 정책결정자에게 제공 가능하다.