• 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.

• 전산구조공학
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• 제7권1호
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• pp.117-124
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• 1994

본 논문에서는 다단계다목적함수 최적화(MLMO)를 통해 철근콘크리트 뼈대구조의 최적해를 일단계단일 목적함수 최적화(SLSO)에 의한 결과와 비교하였다. MLMO방법에 의해서 간단히 가중치(Weighting factor)를 도모함으로써 경비와 처짐의 두가지 목적함수를 만족시키는 것이 가능했으며, 단계별로 제약조건식의 수를 감소시키고, 문제형성의 비선형성을 감소시킴으로써 최적화의 과정을 효율적으로 수행할 수 있었다. 또한 각 부구조물간의 설계변수의 변화에 의한 부재력의 변화를 제약조건에 반영하기 위하여 부재력변화량 추정을 하였고 부구조물의 최적화시 부재감 결합(coupling)이 가능하도록 하였다. 부구조물의 최적화시 선형화된 구조시스템의 선형화된 목적함수와 제약조건식을 사용하여 재해석 과정을 효율적으로 감소시킬 수 있었다. 최적화 과정중 초기에는 설계변수에 대한 비교적 큰 이동한계의 사용이 가능하였으며 반복회수 4호 정도에 최적해로의 효율적인 수렴이 이루어졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.51-57
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• 2019

LNG 플랜트의 설비 배치는 안전, 환경과 관련된 법규 및 유지 및 보수 공간, 작업자 이동 통로 등 작업자의 근무환경이나 안전과 관련된 다양한 설계 제약조건을 충족해야 한다. LNG 플랜트 설비 중 가장 중요한 초저온 공정인 액화공정의 경우, 배관 내 유체와 외부 대기와의 온도 차이에 의한 열 손실과 유체 흐름 시 발생하는 압력 손실이 발생하기 때문에 가능한 설비 간 배관 길이는 짧을수록 유리하다. 따라서, 액화 공정을 건설할 때 다양한 제약조건을 만족하면서 배관의 길이를 최소로 하는 설비 배치가 이루어져야 하며, 이러한 문제는 수학적 모델링으로 배관의 비용을 목적함수를 만들어 이를 최소화하는 최적화 문제로 다룰 수 있다. 이와 관련된 기존 연구들은 대체로 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격거리 등 안전 요소를 간과해 왔다. 또한, 기존 연구는 대체로 개념설계를 이용한 배치를 다루어 왔으며, 이미 건설된 실제 배치 결과와 최적화 결과를 비교하여 배치 최적화 문제가 실제 어느 정도 비용 절감 효과가 있는지 검증한 내용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 작업자의 근무나 안전과 관련된 장치 간 이격거리와 유지 보수와 관련된 제약조건 식을 세우고 장치를 연결하는 파이프의 총 비용을 목적함수로 하는 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제를 설계하였다. 하지만, 식이 복잡하고 공정 특성에 따라 다양한 제약조건을 추가해야 하는 경우가 있으므로 목적함수의 미분식을 이용하여 푸는 기존의 최적화 방법론으로 풀기에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 목적함수의 미분식 없이 최적해를 찾을 수 있는 PSO (Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 실제로 가동 중인 C3MR (Propane precooling Mixed Refrigerant) 공정에 대한 최적화를 수행하여, 본 연구에서 제안한 방법이 어느 정도 효과가 있는지 검증하였다.

• 대한교통학회지
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• 제19권3호
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• pp.101-113
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• 2001

지난 20여년간 연구자들이 가장 주목한 분야 중 하나가 동적 통행배정모형(Dynamic Traffic Assignment model) 분야다. 그러나 현재까지 발표된 많은 모형들은 모형의 안정적인 수렴성과 동적 통행배정모형이 갖는 많은 제약식들을 동시에 만족시키기에는 미흡한 상태였다. 이는 동적모형이 실시간 적용되기 위해서는 이용자의 경로선택문제 뿐만 아니라 각 링크의 대기행렬 길이, 통행시간, 유입·유출 교통량의 동적 변화가 교통류이론에 부합하도록 설계되어야 하기 때문이다. 이런 측면에서 기존에 주로 사용되던 링크기반(link-based)의 통행배정 알고리즘은 위와 같은 동적 특성들을 모두 만족시키기에는 한계가 있다. 링크기반모형의 경우, 각 링크에 대해 여러 제약식 (flow Propagation, FIFO constraint 등)들을 개별적으로 만족시켜야 하는데, 실제 이러한 작업은 모형을 매우 복잡하게 만들뿐만 아니라 실제 현실상의 교통류 특성을 비현실적으로 표현하는 결과를 낳기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위하여 시뮬레이션을 이용한 경로기반(Path-based) 동적 통행배정모형을 제시하고자 한다. 차량의 흐름을 좀 더 현실적으로 표현하기 위하여 개별 링크의 교통류상태를 point queue 이론으로 설명하였다. Point queue 이론은 각 링크 유출부에서의 유출교통량 및 대기시간을 전통적인 대기행렬 이론에 근거해 모형화하는 것으로 본 연구에서 실험한 결과 각 링크의 대기행렬 변화추이를 묘사하는데는 합리적인 것으로 분석되었다. 또한, 시간 종속적 기종점 교통량을 교통망에 부하하기 위해 Simulation Loading Aalgorithm(SLA)을 개발하였다. SLA를 point queue 이론과 결합할 경우 별다른 명시적 제약없이도 앞에서 언급한 제 약식들을 만족시킬 수 있으며, 동적 통행배정모형이 갖추어야 할 두 가지 필요조건 즉 수렴성과 현실적인 교통류의 동적 변화를 묘사하는 것으로 판단되었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권8호
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• pp.46-51
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• 2012

본 논문에서는 무선 인지 중계 네트워크에서의 파워 할당 기법에 대해서 연구한다. 무선 인지 중계 네트워크는 주파수 공유를 통해서 주파수 효율성을 높일 뿐만 아니라 중계기의 사용으로 시스템의 커버리지를 확장시킬 수 있는 장점을 가진다. 그러나 기존의 연구들에서는 주파수 공유를 위해서 이차 사용자가 일차 사용자 사이와의 채널 정보를 완벽하게 알아야 한다고 가정한다. 그러나 이 채널 정보는 시변 특성 또는 피드백 지연 등의 이유로 이차 사용자가 불완전한 채널 정보를 얻게 된다. 이러한 불완전한 채널 정보로 인하여 결국 이차 사용자는 간섭 제약을 위반하게 되고 주파수를 공유할 수 없게 된다. 따라서 이 문제를 극복하기 위해서 본 논문에서는 일차 사용자의 허용 가능한 outage확률 간섭 제약을 만족하는 이차 사용자의 파워 할당 기법을 제안한다. 제안된 파워 할당 기법은 순시적인 채널 정보를 사용하지 않기 때문에, 이차 사용자의 피드백 부담을 덜어줄 뿐만 아니라 지연된(outdated) 채널 환경에 관계없이 간섭 제약을 만족시키는 장점을 가진다.

• 한국인지과학회:학술대회논문집
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• 한국인지과학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.130-134
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• 2005

본 연구는 애너그램(anagram) 문제해결 과제에서 발생하는 제약들(영어 철자연쇄 집합의 출현 확률과 단어 내 위치 확률)을 동시에 병렬적으로 만족시키는 확률 모델 학습과정을 보인다. 애너그램에 관한 많은 선행연구들은 이 문제해결 과정이 단순히 기호처리적인 층위뿐만 아니라 하위기호적(subsymbolic) 층위에서의 상향식 처리로 인해 일어남을 밝혀왔고, 주로 영어 철자의 연쇄체의 확률값을 이용해왔다. 본 연구는 확률 라이브러리 모델(Probabilistic Library Model)을 통해 애너그램 문제해결이 한 번씩 끝날 때마다 철자 연쇄체의 출현 및 위치 분포 확률이 어떻게 유연한 변화를 갖는지에 집중한다. 하나의 문제를 풀고 나면 본 모델은 그 전 문제를 풀었을 때의 상태 패턴으로부터 변화를 보인다. 이러한 분포 변화를 통해 하위기호적 활동의 영향이 문제해결에 있어서 학습구조의 유연한 변화에 중요한 영향을 끼친다는 점을 확인했다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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• pp.179-184
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• 2001

대부분의 제품 생산 시에는 시제품을 제작하여 이에 대한 성능 심사를 통해 미비한 부분을 보완하기 위한 재설계 작업과정을 필요로 한다. 설계 작업에 가장 중요한 부분인 특정 설계 변수에 대한 민감도의 파악은 설계 작업의 핵심적인 역할을 하고 있다. 대개의 경우 진동설계를 위한 설계변수로 구조물의 단위면적, 길이, 재료의 성질과 같은 물리적인 변수를 많이 활용하고 있으며 이러한 변수들에 대한 민감도 해석 기법들은 이미 많은 연구를 통해 실용화되고 있다. 그러나 이러한 변수만으로는 주어진 조건을 만족하도록 설계하기가 어려운 경우가 있다. 이런 경우는 부가구조물을 첨가하여 저진동 설계조건을 만족하는 구조물을 제작하는 것이 보편적이다. 한편, 구조물의 최적화 과정에서 고유진동수를 고려해야 하는 경우가 많다. 저주파 영역의 문제에서는 첫번째 고유진동수가 구조물의 진동량에 관계되는 중요한 요인이 되고, 또한 공진에 의한 문제가 발생했을 경우에는 고유진동수를 옮겨서 공진을 회피할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 에어컨 실외기의 진동을 저감하고 그로 인한 구조기인 소음을 저감하기 위하여 음압 레벨을 바탕으로 정한 관심 주파수 영역에 고유진동수가 존재하지 않도록 부가구조물을 최적화하였다. 최적화에 필요한 민감도는 신뢰성 있는 유한요소 모델을 구성하는 것이 쉽지 않으므로 실험으로 구한 주파수 응답함수를 이용하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.231-243
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• 1994

본 연구에서는 하천본류의 유량과 수질, 하수처리장 유입수량과 유입수질을 확률변수로 두고, 취수 문제와 수중보에 의한 재포기현상을 포함하는 추계학적 하천수질관리모형을 개발하였다. Streeter-Phelps식을 이용해서 각 구간 하천수질의 기대값과 분산을 계산하는 확률모형을 만들고, 최적화문제의 확률적 제약식은 chance constrained 방법을 이용해서 확정적 제약식으로 변환한다. 목적함수는 지역내 하수처리장의 년간처리비용으로 두었다. 건설비용함수와 유지관리비함수는 처리효율과 처리용량의 함수인 비선형의 단일식으로 유도되었다. 최적화문제는 비선형계획법으로 해를 구하였다. 본 모형을 한강하류부에 적용한 결과 서울시내 4개 하수처리장에서 2차처리를 하고, 지천유입수의 BOD부하량이 현재와 같을 때, 1996년 DO수질기준을 만족하는 신뢰도는 50% 정도였다. 그리고 탄천, 중량천, 안양천의 BOD부하량을 현재보다 50% 감소시켰을 때 1996년 DO수질기준을 만족하는 신뢰도는 60% 이상이었다. 따라서 한강하류부의 수질보전을 위해서는 유입지천의 수질개선과 2차처리 이상의 하수처리가 요구된다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제28권9호
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• pp.662-668
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• 2001

항진을 반증하는 문제는 항진을 검증하는 문제와 같은 난이도를 갖기 때문에 반증(또는 부당성 검증)을 위한 다항식 시간 알고리즘은 가능하지 않다. 이제까지의 그러한 알고리즘들은 가능하지 않다. 이제까지의 그러한 알고리즘들은 분할 및 정복이나 그래프 표현에 기반 한 것이 대부분이다. 대부분의 알고리즘들은 어떤 제약조건 하에서 다양한 입력에 대한 만족할 만한 결과를 보여 주었다. 그러나, 규모가 큰 입력에 대하여 이들 알고리즘들은 어려움을 경험하고 있다. 이 논문에서는 DNF(선언표준형)로 표현된 입력식을 만족하지 못하는 최소항을 구성함으로써 반례를 산출하는 병합 규칙 기반의 새로운 반증 알고리즘을 제안한다. 또한, 제안된 알고리즘의 일관성과 건전성을 증명한다. 제안된 알고리즘은 반증 과정의 각 단계에서 이루어진 할당을 통하여 반증된 항의수를 최대화하도록 greedy 방법을 기반으로 하고 있다. 실험 결과는 큰 입력의 무작위 비항진 문제 사례들을 반증하는 실용적 성능을 보여 주며 O(n$m^2$) 시간을 소비한다. 여기수 n은 변수이고 m은 항의 개수이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38A권8호
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• pp.656-661
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• 2013

홀로그래픽 저장장치의 Guided Scrambling (GS) 인코딩에서는 소스비트에 제어비트를 추가하여 스크램블링된 코드워드에서 변조 제약식을 만족하는 최적의 코드를 선택한다. 본 연구에서는 GS 인코딩 과정을 선형식으로 수식화하여, 제어비트를 직접 계산하는 0-1 정수계획법 모형을 소개한다. 또한 정수계획법의 계산 복잡도를 줄이기 위해 제어비트를 결정하는 이웃탐색 휴리스틱 알고리즘을 개발한다. 개발된 모형은 다양한 코드 행렬 및 제어비트를 갖는 문제들에 적용하여 성능을 비교하였다.