• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제27권9호
• /
• pp.69-76
• /
• 2022

순회 외판원 문제는 가장 유명한 조합 최적화 문제 중 하나이다. 지금까지 이 문제를 해결하기 위해 많은 메타휴리스틱 탐색 알고리즘들이 제안되어 왔으며, 그중의 하나가 지역 탐색이다. 지역 탐색에 있어서 매우 중요한 요소 중 하나가 이웃해 생성 방법으로 주로 역전(inversion)과 같은 무작위 기반 이웃해 생성 방법들이 사용되어 왔다. 본 논문에서는 4가지의 새로운 그리디 기반 이웃해 생성 방법들을 제안한다. 3가지 방법은 그리디 삽입 휴리스틱을 기반으로 하는데, 선택된 도시들을 하나씩 차례로 현재 가장 좋은 위치로 삽입한다. 나머지 하나는 그리디 회전을 기반으로 한다. 제안된 방법들은 대표적인 지역 탐색 알고리즘인 first-choice 언덕 오르기 탐색과 시뮬레이티드 어닐링에 적용된다. 실험을 통해 제안된 그리디 기반 방법들이 기존의 무작위 기반 방법들보다 성능이 우수함을 확인하였다. 또한 일부 그리디 기반 방법들은 기존의 지역 탐색 기법들보다 더 우수함을 확인하였다.

• 한국정보시스템학회지:정보시스템연구
• /
• 제25권1호
• /
• pp.159-182
• /
• 2016

Purpose This paper aims to develop a novel tabu search algorithm for solving the sequencing problems with precedence constraints. Due to constraints, the traditional meta heuristic methods can generate infeasible solutions during search procedure, which must be carefully dealt with. On the contrary, the candidate order based tabu search (COTS) is based on a novel neighborhood structure that guarantees the feasibility of solutions, and can dealt with a wide range of sequencing problems in flexible manner. Design/methodology/approach Candidate order scheme is a strategy for constructing a feasible sequence by iteratively appending an item at a time, and it has been successfully applied to genetic algorithm. The primary benefit of the candidate order scheme is that it can effectively deal with the additional constraints of sequencing problems and always generates the feasible solutions. In this paper, the candidate order scheme is used to design the neighborhood structure, tabu list and diversification operation of tabu search. Findings The COTS has been applied to the single machine job sequencing problems, and we can see that COTS can find the good solutions whether additional constraints exist or not. Especially, the experiment results reveal that the COTS is a promising approach for solving the sequencing problems with precedence constraints. In addition, the operations of COTS are intuitive and easy to understand, and it is expected that this paper will provide useful insights into the sequencing problems to the practitioners.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제7권6호
• /
• pp.841-850
• /
• 2004

This paper proposes a GA and GDM-based method for removing unnecessary rules and generating relevant rules from the fuzzy rules corresponding to several fuzzy partitions. The aim of proposed method is to find a minimum set of fuzzy rules that can correctly classify all the training patterns. When the fine fuzzy partition is used with conventional methods, the number of fuzzy rules has been enormous and the performance of fuzzy inference system became low. This paper presents the application of GA as a means of finding optimal solutions over fuzzy partitions. In each rule, the antecedent part is made up the membership functions of a fuzzy set, and the consequent part is made up of a real number. The membership functions and the number of fuzzy inference rules are tuned by means of the GA, while the real numbers in the consequent parts of the rules are tuned by means of the gradient descent method. It is shown that the proposed method has improved than the performance of conventional method in formulating and solving a combinatorial optimization problem that has two objectives: to maximize the number of correctly classified patterns and to minimize the number of fuzzy rules.

• International Journal of Computer Science & Network Security
• /
• 제21권12호
• /
• pp.175-182
• /
• 2021

Deadlock is a situation in which two or more processes competing for resources are waiting for the others to finish, and neither ever does. There are two different forms of systems, multi-unit and single-unit resource systems. The difference is the number of instances (or units) of each type of resource. Deadlock problem can be modeled as a constrained combinatorial problem that seeks to find a possible scheduling for the processes through which the system can avoid entering a deadlock state. To solve deadlock problem, several algorithms and techniques have been introduced, but the use of metaheuristics is one of the powerful methods to solve it. Genetic algorithms have been effective in solving many optimization issues, including deadlock Problem. In this paper, an improved parallel framework of the genetic algorithm is introduced and adapted effectively and efficiently to deadlock problem. The proposed modified method is implemented in java and tested on a specific dataset. The experiment shows that proposed approach can produce optimal solutions in terms of burst time and the number of feasible solutions in each advanced generation. Further, the proposed approach enables all types of crossovers to work with high performance.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권6호
• /
• pp.677-686
• /
• 2006

본 논문에서는 생애주기비용뿐만 아니라 생애주기성능 조건을 함께 고려하여 열화되는 교량의 최적 유지관리 전략 수립을 위한 보다 실제적이고 현실적인 방법을 제안하였다. 교량의 성능 및 비용과 관련된 다중목적 조합 최적화 문제인 교량 유지관리 시나리오 집합의 생성을 위해 유전자 알고리즘을 적용하였으며, 다중목적함수에 대한 최적의 균형 잡힌 유지관리 시나리오의 선정이 가능한 기법을 제안하였다. 최적 유지관리 시나리오는 부재수준뿐만 아니라 교량 시스템 수준에서도 생성 가능하도록 하였다. 실제 공용중인 교량에 적용하여 제안된 방법의 실 적용성을 검증하고 분석하였다. 제안된 방법은 기존의 유지관리방법의 한계를 극복하고, 실질적인 예방유지관리체계의 도입을 위한 교량 유지관리 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.337-349
• /
• 2000

유전자 알고리즘(GA)은 어떠한 유형의 문제에도 적용가능하며 달리 방법이 없는 경우 최후의 수단으로 흔히 사용되는 방법이다. 강구조물 설계란 기본적으로 구조물을 이루는 부재로서 어떤 재료를 선택될 것인지를 결정하는 문제이다. 따라서 천문학적인 숫자의 설계가 존재하며 이들 중 최적의 설계를 탐색하는 것은 대체로 불가능한 일이다. 본 논문에서는 GA와 이와 관련된 여러 가지 기법들을 소개하고 강구조물 최적설계에 이들의 활용을 모색하였다. 작은 설계공간을 가지는 문제에서는 GA로 전역최적설계를 찾을 수 있었다. GA는 또한 연속변수 최적설계 문제에서도 최적설계를 찾았으며 구조물 최적설계에 적용될 수 있음을 보였다. 그러나 규모가 큰 현실문제에서는 GA가 최적 또는 최적에 근접한 설계를 항상 찾을 수 있을 것이라고 기대하기는 어려울 것으로 생각된다. GA에 G bit improvement를 추가하여 수행한 경우에 더 좋은 최적설계 결과를 보여주었으며 앞으로 이 부분의 연구가 활발해 질 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.109-120
• /
• 2007

본 연구에서는 생애주기비용을 고려한 성능기반 최적 유지관리 전략 수립 시스템을 개발하였다. 교량 수명동안 비용과 성능이라는 상반되는 목적을 균형있게 만족시킬 수 있는 유지관리 시나리오의 생성을 다중목적 조합최적화 문제로 정식화하고 유전자알고리즘을 적용하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 국도 상 강거더 교량의 최적 유지관리 시나리오를 제공하는 과정을 제시하였다. 개발된 시스템은 현재의 교량 유지관리 전략 수립의 방법을 개선하여 교량 관리주체에게 다양한 제약 및 요구조건에 부합하는 최적의 교량 유지관리 시나리오를 제공할 수 있는 효율적인 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권6A호
• /
• pp.1023-1032
• /
• 2006

본 논문에서는 기존 교량 유지관리방법의 한계를 극복하고 예방유지관리 체계의 구현을 위하여 새로운 교량 유지관리기법을 제안하였다. 제안된 방법은 생애주기비용뿐만 아니라 생애주기성능을 함께 고려하여 열화되는 교량의 최적 유지관리전략을 수립할 수 있다. 교량의 성능변화는 신뢰성에 기초한 안전도와 상태등급을 세분화한 상태지수에 의해 평가되며, 생애주기 비용은 직접유지관리비용뿐만 아니라 도로이용자비용과 파손비용을 고려하여 추정하였다. 교량수명 동안의 성능 및 비용과 관련된 다중목적 조합 최적화 문제인 교량 유지관리 시나리오 집합의 생성을 위해 유전자알고리즘을 적용하였다. 개발된 방법을 실교량에 적용하여 유지관리전략 수립의 과정과 효과를 고찰하였다. 이러한 결과를 통해, 개발된 방법은 유지관리를 위한 의사결정과정에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.1-8
• /
• 2024

순회 외판원 문제(TSP)는 잘 알려진 조합 최적화 문제 중 하나이다. 지역 탐색은 TSP를 해결하기 위한 한 가지 방법으로 사용되어 왔다. Greedy Random Insertion(GRI)은 지역 탐색을 위한 효과적인 이웃해 생성 방법으로 알려져 있다. GRI는 현재해로부터 일부 도시들을 무작위로 선택하고 그 도시들을 한 번에 하나의 도시만 고려하여 현재 부분해의 최적 위치로 삽입한다. 본 논문에서는 먼저 Full Greedy Insertion(FGI)이라는 또 다른 그리디 이웃해 생성 방법을 제안한다. FGI는 GRI와 마찬가지로 삽입 위치를 하나씩 결정하되 남은 모든 도시들을 한꺼번에 고려하여 결정한다. 그리고 본 논문에서는 GRI와 FGI를 결합하는 방법을 제시한다. 결합 방법에서는 시뮬레이티드 어닐링 내에서 매 반복 시 GRI 또는 FGI를 무작위로 선택하여 실행한다. 실험 결과에 의하면, FGI 단독으로는 성능이 매우 우수한 것은 아니다. 그러나 결합 방법은 GRI를 포함한 기존의 지역 탐색 방법들보다 우수한 성능을 발휘함을 확인하였다.

• Animal Bioscience
• /
• 제34권10호
• /
• pp.1579-1589
• /
• 2021

Objective: This study was conducted to generate single stranded DNA oligonucleotides with selective affinity to bovine spermatozoa, assess its binding potential and explore its potential utility in trapping spermatozoa from suspensions. Methods: A combinatorial library of 94 mer long oligonucleotide was used for systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) with bovine spermatozoa. The amplicons from sixth and seventh rounds of SELEX were sequenced, and the reads were clustered employing cluster database at high identity with tolerance (CD-HIT) and FASTAptamer. The enriched nucleotides were predicted for secondary structures by Mfold, motifs by Multiple Em for Motif Elicitation and 5' labelled with biotin/6-FAM to determine the binding potential and binding pattern. Results: We generated 14.1 and 17.7 million reads from sixth and seventh rounds of SELEX respectively to bovine spermatozoa. The CD-HIT clustered 78,098 and 21,196 reads in the top ten clusters and FASTAptamer identified 2,195 and 4,405 unique sequences in the top three clusters from the sixth and seventh rounds, respectively. The identified oligonucleotides formed secondary structures with delta G values between -1.17 to -26.18 kcal/mol indicating varied stability. Confocal imaging with the oligonucleotides from the seventh round revealed different patterns of binding to bovine spermatozoa (fluorescence of the whole head, spot of fluorescence in head and mid- piece and tail). Use of a 5'-biotin tagged oligonucleotide from the sixth round at 100 pmol with 4×10⁶ spermatozoa could trap almost 80% from the suspension. Conclusion: The binding patterns and ability of the identified oligonucleotides confirms successful optimization of the SELEX process and generation of aptamers to bovine spermatozoa. These oligonucleotides provide a quick approach for selective capture of spermatozoa from complex samples. Future SELEX rounds with X- or Y- enriched sperm suspension will be used to generate oligonucleotides that bind to spermatozoa of a specific sex type.