• Smart Structures and Systems
• /
• 제33권3호
• /
• pp.177-188
• /
• 2024

The fatigue-induced sequential failure of a structure having structural redundancy requires system-level analysis to account for stress redistribution. System reliability-based design optimization (SRBDO) for preventing fatigue-initiated structural failure is numerically costly owing to the inclusion of probabilistic constraints. This study incorporates the Branch-and-Bound method employing system reliability Bounds (termed the B³ method), a failure-path structural system reliability analysis approach, with a metaheuristic optimization algorithm, namely grey wolf optimization (GWO), to obtain the optimal design of structures under fatigue-induced system failure. To further improve the efficiency of this new optimization framework, an additional bounding rule is proposed in the context of SRBDO against fatigue using the B³ method. To demonstrate the proposed method, it is applied to complex problems, a multilayer Daniels system and a three-dimensional tripod jacket structure. The system failure probability of the optimal design is confirmed to be below the target threshold and verified using Monte Carlo simulation. At earlier stages of the optimization, a smaller number of limit-state function evaluation is required, which increases the efficiency. In addition, the proposed method can allocate limited materials throughout the structure optimally so that the optimally-designed structure has a relatively large number of failure paths with similar failure probability.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제5권1호
• /
• pp.43-54
• /
• 2003

Due to insufficient available bandwidth resources and the continuously growing demand for cellular communication services, the channel assignment problem has become increasingly important. To trace the optimal assignment, several heuristic strategies have been proposed. So far, most of them focus on the small-scale systems containing no more than 25 cells and they use an anachronistic cost model, which does not satisfy the requirements ity. Solving the small-scale channel assignment problems could not be applied into existing large scale cellular networks' practice. This article proposes a decomposition approach to solve the fixed channel assignment problem (FCAP) for large-scale cellular networks through partitioning the whole cellular network into several smaller sub-networks and then designing a sequential branch-and-bound algorithm that is made to solve the FCAP for them sequentially. The key issue of partition is to minimize the dependences of the sub-networks so that the proposed heuristics for solving smaller problems will suffer fewer constraints in searching for better assignments. The proposed algorithms perform well based on experimental results and they were applied to the Taiwan Cellular Cooperation (TCC) in ChungLi city to find better assignments for its network.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
• /
• 제36권5호
• /
• pp.405-410
• /
• 2009

본 논문에서는 기존 k-최근접 객체 검색의 효율성을 개선하고 도로 네트워크에의 응용을 용이하게 하기 위하여 질의 점으로부터 k개의 정적 객체까지의 경로를 효과적으로 탐색할 수 있는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 우선, k-최근접 이웃 질의 방법을 이용하여 후보 정적 객체들을 선정한 후 이들 후보 객체들의 위치 정보를 이용하여 최단 경로를 탐색한다. 일대다 경로탐색을 위하여 A* 알고리즘을 개선하여 반복된 일대일 경로탐색에 따르는 중복된 노드 스캔을 제거한다. 또, 계산된 결과를 이용하여 질의점으로부터 네트워크 거리상으로 가까운 k개의 정적 객체들의 위치를 재정렬하여 반환한다. 성능평가 실험 결과, 제안한 방법은 기존 방법들인 INE, post-Dijkstra, 그리고 $na{\ddot{i}}ve$ method에 비해 정확성이 100%로 매우 높게 나타났으며, 노드 탐색 시간은 $1.3{\sim}3.0$배로 향상된 성능을 보였다.

• 대한산업공학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.124-131
• /
• 2011

In this research report, we propose a heuristic algorithm with some primal recovery strategies for capacitated facility location problems (CFLP), which is a well-known combinatorial optimization problem with applications in distribution, transportation and production planning. Many algorithms employ the branch-and-bound technique in order to solve the CFLP. There are also some different approaches which can recover primal solutions while exploiting the primal and dual structure simultaneously. One of them is a MVCD (Mean Value Cross Decomposition) ensuring convergence without solving a master problem. The MVCD was designed to handle LP-problems, but it was applied in mixed integer problems. However the MVCD has been applied to only uncapacitated facility location problems (UFLP), because it was very difficult to obtain "Integrality" property of Lagrangian dual subproblems sustaining the feasibility to primal problems. We present some heuristic strategies to recover primal feasible integer solutions, handling the accumulated primal solutions of the dual subproblem, which are used as input to the primal subproblem in the mean value cross decomposition technique, without requiring solutions to a master problem. Computational results for a set of various problem instances are reported.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (B)
• /
• pp.292-297
• /
• 2008

본 논문은 FPGA 기반 설계에서 주변보다 급격한 온도 변화를 보이는 hotspot들을 탐지하기 위한 열 감지 센서 수를 정하고, 센서의 놓여야 할 배치 장소를 결정하는 알고리즘을 제안한다. 열 감지 센서로는 동적으로 설계가 가능한 ring oscillator 센서 기술을 사용한다는 가정 하에, 센서의 사용 개수를 최소화함과 동시에 최적의 센서 배치 위치 찾는다. 기존의 연구의 단점은 센서가 감지하는 영역 범위를 적당한 크기의 정사각형으로 간주하였기에, 실제 원형의 관측 범위를 보이는 센서 감지 영역의 현실을 올바로 반영하지 못하였으며, 또한 잘 알려진 회로 분할(partition) 기법에 의존한 휴리스틱으로 최적의 결과를 보장하지는 못하였다. 이와는 달리 본 연구에서는 센서의 관측 범위를 원형으로 할 수도 있게 함과 동시에 최적의 해를 보장하는 센서 할당 및 배치 알고리즘을 제안한다. 구체적으로 본 제안 알고즘에서는 소위 “Candidate Coloring 기법”을 통해 센서가 놓여야 할 모든 후보 영역을 표시하며, “Candidate Filtering 기법”을 통해 불필요한 후보 영역들을 완전히 삭제하여 탐색 공간을 줄이게 되며 (해의 최적 해는 항상 유지 되도록 하면서), 마지막으로 Branch-and-Bound 알고리즘을 적용해 최적의 센서 할당 및 배치 결과를 찾아내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
• /
• pp.261-265
• /
• 2004

This paper proposes a fuzzy dual method for analyzing long-term transmission system expansion planning problem considering ambiguities of the power system using fuzzy lineal programming. Transmission expansion planning problem can be formulated integer programming or linear programming with minimization total cost subject to reliability (load balance). A long-term expansion planning problem of a grid is very complex, which have uncertainties fur budget, reliability criteria and construction time. Too much computation time is asked for actual system. Fuzzy set theory can be used efficiently in order to consider ambiguity of the investment budget (economics) for constructing the new transmission lines and the delivery marginal rate (reliability criteria) of the system in this paper. This paper presents formulation of fuzzy dual method as first step for developing a fuzzy Ford-Fulkerson algorithm in future and demonstrates sample study. In application study, firstly, a case study using fuzzy integer programming with branch and bound method is presented for practical system. Secondly, the other case study with crisp Ford Fulkerson is presented.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.377-382
• /
• 2004

무제한 3차원 절단문제는 커다란 직육면체 자재에서 작은 직육면체 제품을 잘라낼 때, 잘라낸 제품의 가치가 최대가 되도록 하는 절단패턴을 찾는 문제이다. 이 때, 잘려지는 각각의 제품은 고유의 크기와 가치를 갖는다. 두 개의 절단패턴을 결합해서 새로운 절단패턴을 만들어 내는 상향식 접근법은 무제한 3차원 절단문제를 푸는 해법으로 사용할 수 있다. 본 논문에서는, Wang이 제안한, 2차원 문제에서 사용되는 두 가지 결합 외에 새로운 결합을 정의하고, 지 등이 무제한 2차원 절단 문제를 풀기 위해 제안한 분지전략을 3차원 문제에서 사용할 수 있도록 새롭게 재구성한다.

• ETRI Journal
• /
• 제5권3호
• /
• pp.3-8
• /
• 1983

복수 설비입지 문제의 한 유형인 컴퓨터 시스템 설치문제는 설치위치의 결정, 서비스 지역의 할본, 각 시스템의 규모 결정 등 복합적인 의사결정 과제를 안고 있다. 이 세가지 의사결정 문제는 상호 밀접하게 연결되어 있으므로 세 문제를 동시에 고려하여 전체적으로 최적화할 수 있는 해를 구하도록 해야하는 데 이는 매우 어려운 일이다. 그러므로 지금까지는 각각의 최적해를 독립적으로 구한 후 이를 적당히 결합한다거나 또는 아예 최적해를 구하기 보다는 만족할 만한 적정해를 구함으로써 만족할 수 밖에 없었다. 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 컴퓨터 시스템 설치에 있어서의 location-Size결정모형을 구축함으로써 이러한 의사결정 문제의 수리적 최적해를 구하고자 했다. 이 모형은 선형 및 비선형의 제약조건을 갖는 non-linear programming 문제로 수식화 되었으며, penalty function method, feasible conjugate, direction methods, branch & bound technique등의 algorithm들을 단계적으로 사용함으로써 최적해의 도출이 가능하게 되었다. 실제 문제에 적용한 결과 유용성은 충분한 것으로 보여졌으나 해법상의 개선을 통해 계산노력을 줄이도록 함이 요구 되었다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제31권4호
• /
• pp.147-156
• /
• 1994

선체의 구조설계는 최적화 방법을 이용하여 상당히 오래 전부터 최적 구조설계 방법을 사용해 오고 있었으나, 대부분의 경우, 설계변수(設計變數)를 연속적인 실수(實數)로 가정하여 최적해를 구하거나, 아니면 실수(實數)와 정수(整數)가 혼합된 문제에 대해서는 뚜렷한 해결 방안을 제시하지 못하고 있는 실정이다. 특히 최적해의 국부(局部) 최적성 내지는 이산적(離散的) 변수 특성이 있는 최적설계 문제에 대해서는 몇개의 초기치를 사용하여 얻어진 최적해를 상호 비교하여 주어진 문제의 전체적(全體的) 최적해를 구하고자 하였다. 많은 경우 이러한 방법은 확실한 대안이 되지 못하고 본질적인 문제점은 미해결로서 남아 있어 왔다. 그래서 본 연구에서는 생물의 진화 법칙을 모사한 유전적(遺傳的) 알고리즘을 이용하여 선체 구조물의 최적설계시 고려해야 하는 보강재의 갯수를 정수(整數)로 취급하는 문제라든지 판 두께와 같이 이산적(離散的) 특성을 갖는 설계변수 문제 등(等)이 최적설계에 미치는 영향을 검토하여 보다 일반적인 최적화 방법으로서 유전적(遺傳的) 알고리즘의 유용성을 확인하였다.

• 대한교통학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.80-89
• /
• 2013

본 연구는 지역간 여객 철도의 노선계획을 최적화하는 방법에 관한 연구이다. 본 연구의 노선계획 모형은 다양한 차종이 운용되는 철도노선에서 이용자비용(이용자의 총 통행시간)과 운영자비용(열차 운행비용, 유지 보수비용, 차량 구입비용)의 합을 최소화하고자 하는 혼합정수계획 수리모형으로 구축되었고, 모형의 해법으로 분기한정법이 사용되었다. 수요의 변화, 열차 속도의 변화, 정차스케줄 수의 변화 등에 대한 민감도 분석 결과도 제시하였고, 국내 경부선의 사례연구를 통하여 각 열차차종의 차종별 수요 분할 뿐만 아니라 최적 정차스케줄과 운행빈도를 동시에 산출할 수 있음을 보여주었다. 본 연구의 모형과 결과는 열차 운영 전략을 수립하거나 새로운 철도 시스템의 효율성을 분석하거나 이용자 운영자의 사회적 비용을 산정하는 경우 등에 적용될 수 있다.