이 논문에서는 십진수의 매트릭스 방법 (DVM) 을 이용한 새로운 방법으로 불리언 논리를 최소화할 때 최소항을 그룹화 하여 표시하는 방법을 제안하고 있다. DVM 방법은 매트릭스 방법을 이용하여 최소항에 관한 이진수의 차이를 십진수 형태로 변환하는 과정을 거치고, 결합할 수 있는 최소항을 직접 확인할 수 있다. 십진수의 매트릭스 방법은 시각적 접근에 따른 새로운 매트릭스이지만, 경우에 따라 주어진 셀 값을 그룹화 하는데 있어서 도형이 복잡해지기도 하는 문제점이 있다. 이 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구로, 십진수의 매트릭스 방법에 최소항의 다단계 그룹을포함하는 기법을 제안하고 있다. 이 연구에서 제시하는 방법은 최소항의 그룹을 간결한 시각적인 방법으로 표현 하였으므로, 관련된 최소항을 구체적으로 파악하는 수단으로 사용할 수 있다.
부울함수의 간소화법에서 Quine Mcclustey법은 최소항들의 2진수 표현의 구조를 조사하는 방법을 쓰고 있다. 이 논문에서는 10진수로 표현한 최소항을 가지고 그들간의 큐브관계와 간소화에 따르는 제규칙을 정리로 간추려 표현하고 증명하였으며, 이들을 바탕으로 새로운 알고리즘의 부울함수 간소화법을 제안하였다. 예제를 들어 손작업의 방법을 보였고 아울러 이 과정을 FORTRAN 프로그램으로 작성하였다. 프로그램은 여분항을 포함하여 100개까지의 최소항을 가진 부울함수에 대하여 진성주항을 찾아 인쇄하도록 작성하였는데(배열을 크게 잡으면 그 이상도 가능함), 모든 경우에 손작업과 일치하는 결과를 얻었다.
항만 진입항로 설계 시에는 선박 입출항에 따른 통항 안전성이 우선적으로 확보될 수 있도록 적정한 항로 폭이 고려되어야 한다. 통항 안전성에 요구되는 최소 항로 폭 산출은 선종별 선박의 크기와 운항 속력 등에 따라 상이하게 나타나는 조종성능을 포함한 선박 요소, 바람, 조류 및 파랑에 따른 환경적 요소, 그리고 운항자 개인별 경험과 판단력 등에 따른 인적 요소 및 해상교통량, 항해지원 시설 등의 기타 요소를 종합적으로 검토하여 결정해야 한다. 그러나, 우리나라 항로 폭 설계 기준이 국제수상교통시설협회나 미국, 일본 등의 기준과 비교할 때 단순히 선박 길이 요소만으로 산정하고 있어, 이에 대한 개선이 요구된다. 본 연구에서는 배속 선박조종시뮬레이션을 활용하여 다양한 형태의 선박 및 환경적 요소를 고려하여, 직선항로에서 일방통항에 요구되는 적정 항로 폭에 대한 평가를 실시하였다. 대표적인 연구 결과로 일반적인 운항 선속 10노트 기준 풍속 25노트의 바람과 유속 2노트의 조류, 파고 약 3 m의 파랑이 작용할 경우, 15만 GT급 크루즈선은 선박 길이(L) 대비 0.67~0.91, 1만 2천 TEU급 컨테이너선은 0.79~1.17, 30만 DWT급 원유운반선은 1.02~1.59에 해당되는 최소 항로 폭이 필요한 것으로 분석되었다. 해당 결과는 우리나라 항로 설계기준의 개선 필요성 및 선박 대형화에 따른 통항 안전성 확보에 요구되는 최소 항로 폭 결정 등에 직접적으로 활용이 가능할 것이라 판단된다.
본 연구의 목적은 동아시아 지역을 중심으로 글로벌 항만 물류네트워크를 구축하여 우리나라의 새로운 항만정책을 제안하는 것에 있다. 이러한 항만 물류네트워크의 구축을 위해 세계 50위 항만 중 21개의 항만을 중심으로, 컨테이너 화물량과 기항지를 분석하여 EU, 북미를 연결시 최소 물류비용인 동아시아 지역의 4개의 대표항만을 추출하였다. 그 결과 동아시아에서는 싱가포르, 홍콩, 상하이, 부산항이 추출되었다. 따라서, 우리나라는 싱가포르, 홍콩, 상하이항에 해외 터미널을 운영하고 부산항과 연계하는 글로벌 항만 물류네트워크를 구축하여 안정적인 화물을 확보해야 한다.
원자력시설에서 만일의 방사성 물질의 누출이나 화학시설에서 독성물질의 누출시 오염물질의 환경 중 거동을 파악하기 위해서 대기확산 모형이 많이 이용된다. 대기확산 모형을 통한 환경 중 유해물질의 농도 예측에 대한 정확도를 높이기 위해서는 무엇보다 모형으로 입력되는 선원항에 대한 정확한 정보를 필요로 한다. 본 연구는 이러한 선원항 추정을 위하여 최소자승법을 적용하였다. 영광원자력 시설에서 실시된 추적자 확산실험 자료를 이용하여 가우시안 모형으로 계산한 값과 비교를 시도하였으며, 가우시안 모형으로 계산한 값들과 추적자 확산실험 결과 값들의 오차의 제곱이 최소가 되도록 선원항을 추정하였다. 추정한 선원항은 확산실험시 실제추적자 방출량의 1.24정도로 비교적 정확한 예측력을 나타내었다.
본 논문은 회로 최소화 문제를 간단하게 풀 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 회로 최소화 문제는 수기식 방법인 카르노 맵과 전산화가 가능한 휴리스틱 방법인 Quine-McCluskey 알고리즘이 있다. 그러나 Quine-McCluskey 알고리즘은 변수 개수 n이 증가하면 $3^n/n$의 메모리와 수행횟수가 요구되는 단점을 갖고 있다. 제안된 방법은 빈도수에 기반하여 내포 항 표를 이용하여 주어진 부울 함수의 최소 항을 포함하는 주 내포 항을 빠르게 추출하는 방법을 적용하였다. 추출된 주 내포 항들 중에서 중복 선택된 여분의 주 내포 항을 빈도수를 적용하여 제거하는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 비록 변수 개수 n이 증가하여도 다항시간으로 회로를 최소화시킬 수 있는 해를 구할수 있는 장점을 갖고 있다. 제안된 알고리즘을 3-변수와 4-변수의 다양한 사례들에 적용한 결과 해를 빠르고 정확하게 구할 수 있었다.
설계변수의 직교화와 SVD(singular value decomposition)를 최적화에 도입하고, 이를 double-Gauss형 사진렌즈계에 적용시켜 최적화의 수렴성과 안정성을 일반적인 최소자승법, 감쇠최소자승법의 경우와 비교하였다. 최적화에서 정규방정식의 조건수(고유값의 최대, 최소값의 비)가 최적화의 불안정성과 밀접한 관련이 있다는 것은 이미 알려져 있다. 본 연구에는 SVD를 도입하여 조건수를 제한하여 본 결과 최적화의 안정성이 매우 증진 되었으며, 감쇠최소자승법에서 적은 감쇠항을 주고 직교화와 SVD를 적용시킨 경우가 가장 빠르고 안정하게 수렴하였다. 이것은 변수의 직교화와 SVD가 감쇠최소자승법에서 적은 감쇠항을 줄 때 생기는 불안정성을 잘 극복하고 있음을 나타내고 있다.
본 연구에서는 우리나라 각 항만 VTS에서 근무하고 있는 현직 관제사들을 대상으로 관제 구역 내에서 선박의 안전한 운항을 위해 선박과 선박 사이 및 선박과 육지(장애물)와의 최소 안전거리를 조사하여 VTS 관제의 효율성을 제고하는데 그 목적이 있다. 이러한 안전한 선박 통항을 위한 기초 자료를 제시하기 위해 우리나라 각 항만 VTS 관제사들이 관제하는 안전이격거리를 각 VTS 센터별, 개인별로 설문 조사 및 분석을 하고 실습선을 이용하여 선박 통항이 밀집되어 있는 싱가포르와 말라카 해협에서의 관제 거리를 서로 비교하여 VTS 관제사간의 최소안전거리에 어떠한 차이점이 있는지를 조사하였다. 설문조사 결과 같은 VTS 소속임에도 불구하고 개인별로 관제하는 최소안전거리에는 많은 차이가 있고 전체적으로 해안선이 완만한 동해항의 경우 관제 안전거리가 타 항만보다 컸으며 해안선이 복잡하고 어선 및 여객선의 입출항이 잦은 목포항이 관제 안전거리가 가장 짧음을 확인할 수 있었다. 또한 동일한 VTS에 근무하는 관제사들이 정형화된 관제 방법에 따라 관제를 할 수 있도록 항만의 자연조건이나 교통량에 적합한 모듈(Module)을 개발할 필요성이 필요하며 향후에는 표준관제절차 수립을 위한 전문가 집단의 충분한 논의가 있어야 할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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