2002년 현재 서울시는 99.99%에 이르는 높은 상수도 보급율에 비하여 유수율은 선진국의 수준에 이르지 못하고 있는 실정이다. 이는 정수장에서 배수지까지 연결되는 송수관과 배수지에서 각 가정으로 보낼 때 사용되는 배급수관에서의 누수 발생이 주 원인이며, 이는 곧 체계적인 관망 설계 및 운영이 미흡하기 때문인 것으로 지적되고 있다. 상수관로의 누수현상을 해결하고 효과적인 관리를 위한 근본적인 대책으로 노후관로의 교체가 필요하게 된다. 또한 노후관망 교체 등 유사시에 안정적인 상수의 공급을 위해 배수지간을 연결하는 대안 관로를 둘 필요가 있으며, 이러한 관망의 경로를 적절하게 설계해야 하는 것도 주요한 상수 공급 문제 중의 하나이다. 2000년 서울시 수도 정비 기본 계획의 관망 정비계획에 따르면 배수관리를 원활하게 하고 누수를 효율적으로 탐지·방지하기 위한 가장 이상적인 관망구성은 배수지 중심의 블록 시스템으로 보고 있다. 이와 같은 문제점들을 기반으로 하여, 본 연구는 GIS를 이용하여 효과적으로 노후관망을 관리하고, 대안 관망경로를 구축하는 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 배수지를 중심으로 한 블록 단위기반의 관망 노후도를 체계적으로 분석하는 시스템과 함께, 유사시를 대비한 최단/최적의 대안 경로를 산출하는 시스템을 구현하여 이를 서울 일부지역에 적용하여 그 유용성을 점검하였다. 상수도 관망의 설치 계획은 상수도 시설의 규모의 확장과 시설계량에 있어 대규모의 비용과 시간이 요구되는 특성을 가지고 있기 때문에 시설투자에 있어 정확한 예측과 분석을 통해 이루어져야 한다. 본 연구에서는 이러한 예측과 분석의 의사결정을 지원할 수 있는 상수도 배수 블록 노후도 관리 시스템과 최단/최적 연결 경로 산출 시스템을 구현해 봄으로써 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 상수도의 관망 노후도의 분석을 화면상에서 다양한 요소별로 하게 함으로써 넓은 공간에서의 관망의 관리를 효과적으로 할 수 있게 해준다. 2. 또한 이와 함께 대안 관망들을 사용자가 직접 대화식으로 빠르게 설계하고 이들의 경로와 공사비용 등을 산출해 봄으로써, 후보 최적 경로들을 공간적, 정량적으로 비교하는 것이 용이하다.
각 노드에서 파장별로 경로를 선정하는 광전달망에서 최소한의 파장 수를 이용하여 경로 선정 및 파장 할당 문제에서 발견적 해결 방법에 의하여 해를 구하려는 연구가 수행되고 있다. 이와 같은 연구에 기준 척도를 제공하기 위해서 본 논문에서는 광전달망에서의 경로 선정 및 파장 할당 문제에서 요구된 모든 연결(connection)을 제공하기 위하여 필요한 파장 수의 최소 한계값을 구하는 실질적인 방법을 제안하고 있다. 이 방법은 K개의 최단 경로를 이용한 경로흐름 모형에 의한 방법이다. 제안하고 있는 방법이 일반적인 링크흐름 모형에 비하여 복잡도 및 해를 구하는 시간에 있어 효율적이면서도 링크흐름 모형과 동일한 해를 제공함을 몇가지 통신망 예를 통하여 보인다.
보편적으로 사용되는 경로 검색 앱은 출발지에서 목적지까지의 최단 거리 또는 최소 시간을 기준으로 도보 경로를 추천하고 있어 사용자의 다양한 요구사항을 반영하는데 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 사용자의 일정 및 본인의 섭취한 칼로리를 기준으로 출발지와 목적지 사이의 다수의 경로를 추천하는 앱을 제안하였다. 또한, 제안된 앱의 동작을 검증하기 위하여 해당 기능을 직접 구현하고 다양한 테스트시나리오들을 이용하였다.
첨단교통정보시스템(ATIS)의 핵심 요소라 할 수 있는 동적경로안내 시스템(Dynamic Route Guidance System : DRGS)은 운전자가 목적지에 도착하기까지 실시간 교통정보를 토대로 최적경로를 안내해 줌으로써 날로 심화되어 가고 있는 교통혼잡을 최소화할 수 있으리라 기대를 모으고 있다. 특히 교통사고나 긴급도로공사 등으로 인해 발생하는 돌발적 교통혼잡하에서는 DRGS의 역할이 더욱 커질 것으로 예상되고 있다. 본 논문은 돌발적 교통혼잡하에서 보다 효과적인 DRGS의 경로 안내 알고리즘을 개발하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해서 우선 하부구조기반(Infrastructure Based) DRGS와 개인차량기반(In-vehicle Based)DRGS의 장단점을 운전자, 교통행정당국, 그리고 교통체계관점에서 비교하였고, 시스템 아키텍쳐와 경로안내 알고리즘간의 상호관계를 규명하였다. 또한 효율적인 경로안내를 위해 사용자 평형(User Equilibrium)경로안내전략과 시스템최적화(System Optimal) 경로안내전략을 이상형 교통망(Idealistic Network)을 통해 비교분석하였다. 여기에는 현재 ITS-America에서 System Architecture 평가를 위해 사용한 INTEGRATION이라는 ITS Simulation Model과 그 통행저항함수를 사용하였다. 이를 토대로 돌발적 교통혼잡상황 아래서 사용자평형 경로안내를 제공할 경우 야기될 수 있는 Braess` Paradox 문제와, 총통행시간을 최소화하기 위한 시스템최적 경로안내를 제공할 경우 일어날 수 있는 사용자 호응도(User Compliance)문제를 동시에 고려한 적응형 동적경로안내 알고리즘을 개발하였다. 여기에는 돌발적 교통혼잡하에서 통행시간을 동적으로 예측하기 위해 이산형 확정적 대기행렬모형(Discrete Deterministic Queueing Model)이 사용되었다. 한편 알고리즘의 효율성을 평가하기 위해 이상형 교통망과, 실제 미국 Virginia 주의 Fairfax County에 소재한 주간 고속도로 66번(I-66)과 인접 교통망의 교통자료를 사용하여 각종 돌발교통 혼잡 상황을 전제로 한 Traffic Simulation과 정보제공시나\리오를 INTEGRATION Model을 이용해 실행하였다. 그 결과 적응형 알고리즘이 개개인의 최단시간 경로를 제공하는 사용자 평형 경로안내전략에 비해 교통혼잡도와 정체시간의 체류정도에 따라 3%에서 10%까지 전체통행시간을 절약할 수 있다는 결론을 얻었다.
Constructing a shortest path on a graph is a fundamental problem in the area of graph theory. In an application where we cannot exactly determine the weights of edges, fuzzy weights can be used instead of crisp weights, and Type-2 fuzzy weights will be more suitable if this uncertainty varies under some conditions. In this paper, shortest path problem in type-1 fuzzy weighted graphs is extended for type-2 fuzzy weighted graphes. A solution is also given based on possibility theory and extension principle.
The restricted shortest path problem is known to be weakly NP-hard and solvable in pseudo-polynomial time. Four fully polynomial approximation schemes (FPAS) are available in the literature, and most of these are based on pseudo-polynomial algorithms. In this paper, we propose a new FPAS that can be easily derived from a combination of a set of standard techniques. Although the complexity of the suggested algorithm is not as good as the fastest one available in the literature, it is practical in the sense that it does not rely on the bound tightening phase based on approximate binary search as in Hassin's fastest algorithm. In addition, we provide a review of standard techniques of existing works as a useful reference.
This paper deals with a mathematical model and an algorithm for the problem of determining k most vital arcs in the shortest path problem. First, we propose a 0-1 integer programming model for finding k most vital arcs in shortest path problem given the ordered set of paths with cardinality q. Next, we also propose an algorithm for finding k most vital arcs ln the shortest path problem which uses the 0-1 Integer programming model and shortest path algorithm and maximum flow algorithms repeatedly Malik et al. proposed a non-polynomial algorithm to solve the problem, but their algorithm was contradicted by Bar-Noy et al. with a counter example to the algorithm in 1995. But using our algorithm. the exact solution can be found differently from the algorithm of Malik et al.
The purpose of this study is to present methods for determining the k most vital arcs (k-MVAs) in shortest path problem (SPP) using evolutionary algorithms. The problem of finding the k-MVAs in SPP is to find a set of k arcs whose simultaneous removal from the network causes the greatest increase in the shortest distance between two specified nodes. Generally, the problem of determining the k-MVAs in SPP has been known as NP-hard. Therefore, to deal with problems of the real world, heuristic algorithms are needed. In this study we present three kinds of evolutionary algorithms for finding the k-MVAs in SPP, and then to evaluate the performance of proposed algorithms.
Given a directed network, a designated arc, and lowers and upper bounds for the distance of each arc, the preprocessing shortest path problem Is a decision problem that decides whether there is some choice of distance vector such that the distance of each arc honors the given lower and upper bound restriction, and such that the designated arc is on some shortest path from a source node to a destination notre with respect to the chosen distance vector. The preprocessing shortest path problem has many real world applications such as communication and transportation network management and the problem is known to be NP-complete. In this paper, we develop an algorithm that solves the problem using the structural properties of shortest paths.
The purpose of this study is to present a method for determining the k most vital arcs in shortest path problem using an evolutionary algorithm. The problem of finding the k most vital arcs in shortest path problem is to find a set of k arcs whose simultaneous removal from the network causes the greatest increase in the total length of shortest path. Generally, the problem determining the k most vital arcs in shortest path problem has known as NP-hard. Therefore, in order to deal with the problem of real world the heuristic algorithm is needed. In this study we propose to the method of finding the k most vital arcs in shortest path problem using an evolutionary algorithm which known as the most efficient algorithm among heuristics. The method presented in this study is developed using the library of the evolutionary algorithm framework and then the performance of algorithm is analyzed through the computer experiment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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