• Title/Summary/Keyword: 조정상수

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Application and Comparison of Genetic Algorithm and Harmony Search Algorithm for Optimal Cost Design of Water Distribution System (상수도 관망 최적설계에 대한 유전 알고리즘과 하모니써치 알고리즘의 적용 및 비교)

  • Hong, Ari;Lee, Ho Min;Choi, Young Hwan;Choi, Ji Ho;Kim, Joong Hoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.521-521
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    • 2016
  • 상수도 관망은 수원에서 수요절점까지 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 상수도 관망의 최적설계는 수리학적 제한조건 (절점의 수압, 관로의 유속)을 만족하는 범위에서 비용을 최소화하는 설계안을 얻는 것으로 Savic and Walters (1997)는 유전 알고리즘 (Genetic Algorithms, Holland 1975)을 적용한 상수도 관망 설계 프로그램인 GANET를 제안하였고, Maier et al. (1996)은 개미군집알고리즘 (Ant Colony Optimization Algorithm, Dorigo et al. 1996)을 상수도 관망 최적설계에 적용한 후 그 결과가 유전 알고리즘에 비해 우수함을 증명하는 등 상수도 관망 최적설계에 관한 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 유전알고리즘은 선택, 교차, 돌연변이의 반복계산 과정을 통하여 최적해를 찾는 최적화 기법이다. 이 과정에서 결정변수는 유전자 (Gene)의 집합으로 표현되며, 염색체 (Chromosome) 내에서 근접한 유전 인자들은 일종의 Building Block을 형성하게 된다. Building Block은 좋은 해를 갖는 유전 인자를 높은 확률로 보관하여 지역해에 빠질 가능성을 줄이는 반면, 유전형 (Genotype)이 표현형 (Phenotype)을 충분히 모방하여 표현하지 못한 경우 오히려 최적해의 탐색을 방해할 수 있다는 한계점을 갖는다. 유전 알고리즘을 상수도 관망 최적설계에 적용하였을 때에도 이 한계점은 여실히 드러난다. 관로의 관경을 결정변수로 설정한 후 유전형으로 표현하였을 때, 관망도 상에서 근접하지 않은 두 관로가 염색체 내에서 연속으로 나열된다면 두 관로 간의 연관성이 실제보다 크게 고려되기 때문이다. 한편, 하모니써치 (Harmony Search, Geem et al. 2001) 알고리즘은 즉흥 연주 (Improvisation)를 통해 최상의 화음을 만들어내는 현상으로부터 착안하여 만들어진 최적화기법으로 연산 기법은 무작위선택, 기억회상, 피치조정 등으로 구성되어 있으며, 결정변수에 해당하는 연주자가 독립적으로 행동하며 해를 탐색한다는 점에서 유전알고리즘과 큰 차이를 갖는다. 본 연구에서는 유전알고리즘의 Building Block에 의해 발생하는 오류를 개선하고자, 상수도 관망 최적설계 연구에 많이 사용되는 Hanoi 관망 (Fujiwara and Khang 1990) 관로의 정렬 순서를 여러 가지 기준으로 설정하여 관망데이터를 구축한 후 하모니써치와 유전 알고리즘을 적용하여 최적화를 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 그 결과 유전 알고리즘과 달리 하모니써치 알고리즘의 경우, 관로의 나열 순서와 상관없이 우수한 최적해 탐색 결과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

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Data-driven event detection method for efficient management and recovery of water distribution system man-made disasters (상수도관망 재난관리 및 복구를 위한 데이터기반 이상탐지 방법론 개발)

  • Jung, Donghwi;Ahn, Jaehyun
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.51 no.8
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    • pp.703-711
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    • 2018
  • Water distribution system (WDS) pipe bursts are caused from excessive pressure, pipe aging, and ground shift from temperature change and earthquake. Prompt detection of and response to the failure event help prevent large-scale service interruption and catastrophic sinkhole generation. To that end, this study proposes a improved Western Electric Company (WECO) method to improve the detection effectiveness and efficiency of the original WECO method. The original WECO method is an univariate Statistical Process Control (SPC) technique used for identifying any non-random patterns in system output data. The improved WECO method multiples a threshold modifier (w) to each threshold of WECO sub-rules in order to control the sensitivity of anomaly detection in a water distribution network of interest. The Austin network was used to demonstrated the proposed method in which normal random and abnormal pipe flow data were generated. The best w value was identified from a sensitivity analysis, and the impact of measurement frequency (dt = 5, 10, 15 min etc.) was also investigated. The proposed method was compared to the original WECO method with respect to detection probability, false alarm rate, and averaged detection time. Finally, this study provides a set of guidelines on the use of the WECO method for real-life WDS pipe burst detection.

"칠정산 외편"의 역원의 차이에 따른 태음 보정 상수 분석

  • Kim, Dong-Bin;An, Yeong-Suk;Lee, Yong-Bok;Lee, Yong-Sam
    • Bulletin of the Korean Space Science Society
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    • 2009.10a
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    • pp.30.3-31
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    • 2009
  • "칠정산 외편"은 태양 태음 오성의 운행, 교식(交食), 태음오성능범(太陰五星凌犯) 등의 천문 현상을 추보하는 데 필요한 표(입성)[立成]와 계산법을 수록한 역법서이다. 최근에 우리는 칠정산 외편의 일식과 일출입 계산의 전 과정을 전산화하였다. 잘 알려진 바와 같이, 관측지의 위도와 관련된 두 입성-"주야시 궁도분 입성"(晝夜時宮度分立成), "경위시 가감차 입성"(經緯時加減差立成)-의 계산 기준점은 중국의 난징이다. 위도와 관련이 없는 다른 입성들 역시 회회력에 수록된 것과 동일하다. 그러나 외편법으로 구한 합삭과 식심 시각은 난징이 아닌 한양의 지방시 시각이다. 이 역설을 해결할 단서는 달의 평균 황경, 즉 태음 중심행도(太陰中心行度) 계산에 쓰이는 보정 상수에 있다. 이론적인 보정값, 즉 외편법의 입성 조성 원리에 부합하는 보정값($243^{\circ}58'$)과 "외편"에 기록된 실제 보정값($243^{\circ}44'$)의 차이는 한양과 난징의 시차(時差)에 따른 달의 황경 증가량과 대략 일치한다. 한양 기준의 합삭 시각을 구하려면 "외편"에 기록된 보정값($243^{\circ}44'$)을 적용하여야 한다. 반면에 이론적인 보정값($243^{\circ}58'$)을 적용하면 합삭 시각이 난징의 지방시로 계산된다. 이 발표에서는 "칠정산 외편"의 역원(曆元)의 차이에 따른 보정 상수 중에서 태음과 관련된 상수 네 개가 모두 일정한 규칙에 따라 한양의 경도에 맞게 조정되었음을 밝힐 것이다. 아울러 태음중심 행도 보정값과 관련된 선행 연구의 오류들을 모두 바로잡고자 한다.

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Study on The Estimation Method of storage constants based on basin shape factor at Design Flood Estimation (설계홍수량 산정시 유역형상계수에 따른 저류상수 산정방안에 관한 연구)

  • Park, Sang-Jin;Kang, Ho-Yeong;Hwang, Sung-Hwan;Moo, Young Il
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.508-508
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    • 2015
  • '설계홍수량 산정요령(2012, 국토교통부)'에서 홍수량 산정시 유역면적이 $250km^2$이하의 유역을 하나의 유역으로 처리하여 홍수량을 산정하도록 제시하고 있다. 이는 소유역을 많이 분할하고 하도 홍수추적 및 합성을 통하여 홍수량을 산정할 경우 단일유역에 비해 홍수량이 과대하게 산정됨으로 이에 대한 개선방안으로 제시된 산정요령이다. 홍수량 산정 방법으로 실무에서 가장 많이 사용되고 있고 '설계홍수량 산정요령'에서 채택한 모형인 Clark 단위도법에 의한 방법으로 산정된 홍수량의 크기에 미치는 민감도가 도달시간보다 저류상수가 훨씬 크므로 합리적인 저류상수 결정방법이 매우 중요하다. 저류상수를 결정하는 방법에는 여러 가지 경험공식이 적용되고 있으며 그 중 '설계홍수량 산정 요령(2012, 국토교통부)'에서는 유역면적이나 유역형상 등을 고려하고 있는 Sabol 공식을 적용하도록 하고 있다. Sabol 공식은 유역형상계수에 의해 많은 영향을 받으며, 유역형상계수는 형상이 흐름방향으로 길쭉한지 넓적한지를 나타내는 지표로서 유역 평균폭을 본류 연장으로 나눈 값으로 정의되며, 통상 유역면적을 본류 유로연장의 제곱으로 나타낸다. 따라서 유역의 형상이 폭에 비해 길면 형상계수가 1보다 작아지며 반대로 길이에 비해 폭이 넓거나 형상이 둥글면 형상계수는 1에 근접하며, 일반적으로 우리나라 하천의 형상계수는 대부분 약 0.5~0.1 정도의 범위를 나타내고 있다. 그러나, Sabol공식을 적용하여 저류상수를 산정할 경우 유역형상계수가 극히 작을 경우 홍수량이 과소하게 산정되므로 적절한 유역분할을 통해 홍수량을 보정할 필요가 있다. 따라서, 미호천 권역에서 유역형상계수가 0.1 이하인 유역을 대상으로 단일유역으로 산정한 홍수량과 적절한 유역 분할 후 홍수량을 산정하여 비교하고 비슷한 규모의 인근유역의 홍수량과 기산정된 홍수량을 비교하여 유역형상계수 0.1이하에서의 적절한 소유역 분할 기준을 제시하여 홍수량이 과대 및 과소하게 산정되지 않도록 조정하는데 있다.

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Incremental Cross Sections for CANDU-PHWR Core Analysis (CANDU-PHWR의 증분단면적 계산방법에 대한 연구)

  • Hang Bok Choi;Seong Yun Kim;Chang Hyun Chung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.17 no.2
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    • pp.98-104
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    • 1985
  • A number of reactivity devices are distributed in a CANDU-PHWR core to control the power distribution and excess reactivity. The effects of these devices are represented by incremental cross sections in core analysis. The incremental cross sections are generated by the SUPERCELL code using the two-group constant set calculated by the lattice code, WIMS. The incremental cross sections are then assessed for adjusters and zone controller by core simulation. Reactivity worth and channel powers are compared to the reference values. The deviation of reactivity worth and the maximum channel power are less than 0.97% and 0.6%, respectively, for the initial and equilibrium core.

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응집 구조 제어에 의한 세라믹 분말 공정

  • Lee, Hae-Won;Kim, Sang-U;Jeon, Hyeong-U;Song, Hyu-Seop
    • Ceramist
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    • v.1 no.1
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    • pp.28-36
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    • 1998
  • 세라믹 분발의 분산안정성은 입자의 입경 및 형상, 배열형태, 그리고 분산기구에 따라 크게 달라진다. 대체로 입경이 콜로이드 범위내에 존재하면 일반적인 정전반발력이나 입체반발력에 의하여 분산이 가능하지만, 콜로이드 범위를 넘는 조대한 입경을 가지는 분말에서는 진정한 분산안정성을 얻는 것은 불가능하다. 비록 콜로이드 범위에 속히는 입경을 가지더라도 Hamaker 상수가 매우 높거나 기하이방성을 가진 입자가 우선배향성을 가지는 경우에도 마찬가지의 결과를 보여 준다. 진정한 의미의 분산안정성을 얻을 수 없는 경우 입자 간 포텐셜 에너지의 절대값이 최소가 되도록 함과 더불어 고분자 흡착층이나 전기이중층의 두께를 조정하여 입지간 평형거리를 조정하여 후속공정에서의 균일성을 유지하는 것이 기능하다. 이와 같은 제한응집은 진정한 의미의 분산안정성을 얻을 수 없는 분말을 구성분말로 하는 단미는 물론 복합재료에서도 활용이 가능하다. 나노 크기의 입경을 가지는 분말에서는 반데르발스 인력은 상대적으로 작지만, 정전반발력도 동시에 작아지기 때문에 에너지 장벽의 높이가 충분하지 않은 경향을 보인다. 따라서, 나노 분말의 분산안정성은 흡착층의 두께가 크지 않는 저분자량의 고분자를 흡착시켜 입체반발력을 부여하는 것이 바람직하다.

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A Study on Modified DTW for the Dynamic Signature Verification (동적 서명인증을 위한 수정된 DTW 방법에 관한 연구)

  • Kim, Jin-Whan;Cho, Hyuk-Gyu;Cha, Eui-Young
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.16 no.6
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    • pp.665-670
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    • 2006
  • This paper deals with a modified method of the dynamic time warping and feature points to extract various important information of the signature for the dynamic signature verification. We could achieve lower equal error rate, small and efficient feature points and fast processing time for the notification.

Automatic Registration of Quickbird Image and Digital Map (수치지도와 Quickbird 영상의 자동 기하보정)

  • Han, Dong-Yeob;Kim, Hye-Jin;Kim, Yong-Il
    • Proceedings of the KSRS Conference
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    • 2007.03a
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    • pp.109-112
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    • 2007
  • 본 논문에서는 대축척 수치지도와 Quickbird 위성영상의 자동 보정을 영상공간에서 수행한다. 알고리즘은 보정변환식의 초기 계수값 결정과 정확한 변환계수 결정과정으로 나뉜다. 초기 계수값 결정은 보정변환식의 상수항을 결정하는 것으로 수치지형도의 지면개체와 영상에서 추출된 에지의 논리곱 연산을 적용하여 최적값을 추정하는 방식을 용한다. 보정 다항식의 정확한 변환계수를 결정하기 위하여 수치지형도의 지면 선형개체 점데이터와 영상의 에지개체 점데이터간 ICP 조정을 수행하였다. 제안된 방법의 정확도를 평가한 결과, 영상공간에서 1.72화소의 RMSE를 나타내었다.

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