• 제목/요약/키워드: Heuristic Optimal Route Search

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누적환승함수를 고려한 경험적 최적경로탐색 방안 (A Heuristic Optimal Path Search Considering Cumulative Transfer Functions)

  • 신성일;백남철;남두희
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.60-67
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    • 2016
  • 환승누적함수에서 환승회수가 증가되면 환승비용에 대한 개별적인 환승의 영향이 선형 또는 비선형적으로 증가된다. 이 함수는 버스 또는 철도와 같이 대중교통노선에서 경로를 선택하는 승객의 행태를 효과적으로 설명한다. 이 함수로 통행시간이 더 소요되더라도 환승이 적은 대중교통노선을 선택하는 일반적인 상황의 구현이 가능하다. 그러나 환승누적함수가 포함되는 통행비용은 비가산성비용으로 최적경로탐색을 위해서 경로열거라는 어려운 상황을 포함한다. 본 연구는 환승누적함수를 고려하여 최적경로를 탐색하는 효과적인 방안을 제안하였다. 이를 위해 우선 환승누적함수가 포함되는 경우 경로탐색과정에서 나타나는 최적경로역전 현상을 설명하였다. 또한 복수의 경로를 탐색해서 최소의 비용경로를 최적경로로 선택하는 경험적인 방안을 제안하였다. 유입링크기반 전체경로삭제기법을 복수경로탐색기법으로 채택하여 알고리즘의 경로최적조건의 증명성에 기반하여 K개의 경로를 탐색하는 방안을 제안하였다. 환승계수를 도입하는 사례연구를 통하여 제안된 방안의 실제 교통망에 대한 활용성을 논의하였다.

그라프에서의 휴리스틱 탐색에 관한 연구 (A Study on the Heuristic Search Algorithm on Graph)

  • 김명재;정태충
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권10호
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    • pp.2477-2484
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    • 1997
  • $A^{\ast}$와 같은 Best-first 휴리스틱 탐색 알고리즘들은 인공지능 분야에서 많은 문제를 해결하는데 가장 중요한 기법들 중의 하나이다. 휴리스틱 탐색의 공통적 특성은 계산의 복잡도가 매우 높다는 것이며, 이는 수많은 노드를 가진 지도에서 경로를 찾는 것과 같은 실질적인 문제 영역에 적용되기 어렵다는 것을 나타낸다. 본 논문에서는, 몇몇 휴리스틱 탐색 알고리즘이 언급되고, path-sensitive heuristic이라 불리는 새로운 동적 가중치 휴리스틱 방법이 제안되었다. 이 방법은 동적 가중치 휴리스틱에 기초하였고, 동적 휴리스틱은 admissible heuristic을 허용하지 않거나 휴리스틱의 정확도가 떨어지는 실제 문제 영역에서 탐색 노력을 줄이는데 사용될 수 있다. 탐색 과정 동안 ${\omega}$(가중치)가 동적으로 조정된다는 점에서, 다른 동적 가중치 휴리스틱 알고리즘과 구분된다.

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버스 노선망 설계 문제(BTRNDP)의 고찰 (Reviews of Bus Transit Route Network Design Problem)

  • 한종학;이승재;임성수;김종형
    • 대한교통학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.35-47
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    • 2005
  • 버스 대중교통은 정해진 노선, 운행시간표에 의해 정류장을 경유하여 운행하므로 버스 노선망 설계 문제(BTRNDP: Bus Transit Route Network Design Problem)는 승용차위주의 가로망 설계 문제와 다른 접근방법이 요구된다. 버스 노선망 설계 문제의 적용모형은 설계방법의 역사적발전과정에 따라 매뉴얼 및 지침, 시장분석기법, 시스템해석모형, 휴리스틱모형, 하이브리드모형, 경험기반모형, 시뮬레이션모형, 수리최적화모형 등 크게 8가지 분류할 수 있다. BTRNDP는 이용자비용과 운영자비용의 조합인 총비용을 최소화하는 목적함수를 획득하기 위한 일련의 현실적 제약조건하에서 버스노선집합과 배차횟수를 결정하는 문제이다. BTRNDP는 조합최적화문제로 일반적 수리최적화문제로 가능해 공간을 정의하는 것이 어렵기 때문에 모든 가능해로 구성된 큰 탐색공간으로부터 최적해를 탐색해야하는 NP-Hard라는 특성을 가진다. BTRNDP의 목적함수는 이용자와 운영자관점을 모두 고려한 다목적함수(Multi-Objective Function)를 이용하며 수요는 고정수요를 이용하였으나 최근에는 가변수요를 고려한 방법론이 연구되고 있다. 해알고리즘으로 최적 버스 노선망을 구성하게 될 모든 가능한 후보노선집합(Candidate Route Set)을 생성하고 노선집합의 최적조합을 찾는 메타휴리스틱(Meta-heuristic) 알고리즘을 이용하여 전역최적 노선집합을 찾는 방법이 적용되고 있다. 최적 버스 노선망의 배차횟수를 결정하기 위해서 대중교통 통행배분모형이 필요한데 BTRNDP에 적용되는 통행배분모형은 다중경로 통행배분모형이 주로 활용되었다. 국내외 BTRNDP를 고찰한 결과 주요 시사점으로는 BTRNDP에서 가장 중요한 고려사항은 세분화된 버스정류장 기반 기종점통행량 구축, 버스 노선망 평가 모형 및 대중교통 통행 배분모형의 개발, 탐색 해알고리즘의 개발 등의 향후 연구내용이 포함될 수 있다.

컨테이너 터미널에서 야드장비의 경로결정을 위한 이웃에 대한 빔 탐색 방식 (A Neighborhood Beam Search Algorithm for Routing Yard-Side Equipment in Port Container Terminals)

  • 김기영;김갑환
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 1998년도 추계학술대회논문집:21세기에 대비한 지능형 통합항만관리
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    • pp.315-322
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    • 1998
  • It is discussed how to route yard-side equipment during the loading operation in port container terminals. The number of containers to be picked up at each yard-bay, as well as the route of a yard-side equipment (for example, transfer crane or straddle carrier) in a yard, are determined. The objective of the problem is to minimize the total container handling time in the yard. An encoding method to represent nodes in the search space is introduced utilizing inherent properties of the optimal solution by which the search space is greatly reduced. A beam search algorithm is suggested. A numerical experiment is carried out to compared the performance of the beam search algorithm with those of other approaches.

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시간제약이 있는 차량경로문제에 대한 Hybrid 탐색 (Hybrid Search for Vehicle Routing Problem With Time Windows)

  • 이화기;이홍희;이성우;이승우
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.62-69
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    • 2006
  • Vehicle routing problem with time windows is determined each vehicle route in order to minimize the transportation costs. All delivery points in geography have various time restriction in camparision with the basic vehicle routing problem. Vechicle routing problem with time windows is known to be NP-hard, and it needs a lot of computing time to get the optimal solution, so that heuristics are more frequently developed than optimal algorithms. This study aims to develop a heuristic method which combines guided local search with a tabu search in order to minimize the transportation costs for the vehicle routing assignment and uses ILOG programming library to solve. The computational tests were performed using the benchmark problems.

Multiple Path Based Vehicle Routing in Dynamic and Stochastic Transportation Networks

  • Park, Dong-joo
    • 대한교통학회:학술대회논문집
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    • 대한교통학회 2000년도 제37회 학술발표회논문집
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    • pp.25-47
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    • 2000
  • In route guidance systems fastest-path routing has typically been adopted because of its simplicity. However, empirical studies on route choice behavior have shown that drivers use numerous criteria in choosing a route. The objective of this study is to develop computationally efficient algorithms for identifying a manageable subset of the nondominated (i.e. Pareto optimal) paths for real-time vehicle routing which reflect the drivers' preferences and route choice behaviors. We propose two pruning algorithms that reduce the search area based on a context-dependent linear utility function and thus reduce the computation time. The basic notion of the proposed approach is that ⅰ) enumerating all nondominated paths is computationally too expensive, ⅱ) obtaining a stable mathematical representation of the drivers' utility function is theoretically difficult and impractical, and ⅲ) obtaining optimal path given a nonlinear utility function is a NP-hard problem. Consequently, a heuristic two-stage strategy which identifies multiple routes and then select the near-optimal path may be effective and practical. As the first stage, we utilize the relaxation based pruning technique based on an entropy model to recognize and discard most of the nondominated paths that do not reflect the drivers' preference and/or the context-dependency of the preference. In addition, to make sure that paths identified are dissimilar in terms of links used, the number of shared links between routes is limited. We test the proposed algorithms in a large real-life traffic network and show that the algorithms reduce CPU time significantly compared with conventional multi-criteria shortest path algorithms while the attributes of the routes identified reflect drivers' preferences and generic route choice behaviors well.

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최적 경로 탐색을 이용한 자전거 경로 선정에 관한 연구 (A Study on Bicycle Route Selection Using Optimal Path Search)

  • 백승헌;한동엽
    • 한국측량학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.425-433
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    • 2012
  • 다익스트라 알고리즘은 네트워크 상에서 최단경로를 찾는 것으로 널리 알려져 있다. 그러나, 최적 경로 탐색을 위하여 임의점과의 최단거리만 고려해서 선택하는 다익스트라 알고리즘보다 목표점까지 휴리스틱 요소를 고려하여 판단하는 $A^*$ 알고리즘에 대한 연구가 더 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 자전거 경로 선정을 위한 다익스트라 알고리즘과 $A^*$ 알고리즘의 성능을 비교하였다. 이를 위하여, 자전거 경로 선정 요소를 이용하여 경사에 따른 수평거리와 평균 속도를 계산하였다. 그리고 다익스트라 알고리즘과 $A^*$ 알고리즘을 적용해 최단거리와 최단시간에 따른 자전거 경로 선정을 수행하였다. 실험 결과 대규모 지역에서 $A^*$ 알고리즘이 다익스트라 알고리즘보다 경로 선정 처리 시간이 빠르게 나타났다. 향후 최적 경로선정 알고리즘은 자전거 노선 계획이나 자전거 실시간 모바일 앱에 활용될 수 있다.

게임지도에서 에이젼트 이동을 위한 경로표 활용 (Utilization of the Route Table for the Agent's Move in the Game Map)

  • 심동희;강혁
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제7권10호
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    • pp.3164-3170
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    • 2000
  • 게임지도상에서 에이젼트 이동을 위한 경로탐색에 A+를 이용하는 경우에 실시간 게임진행에 지장을 주고 있다. 다른 경험적 탐색방법은 경로에 대한 최적성 보장이 없어서 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 현 위치, 목표위치, 최적경로위치로 정의되는 행으로 구성되는 경로표를 제안하였다. 이 경로표를 게임개발시에 미리 작성하여 게임진행시에 이를 이용한다. 이 경로표는 목표위치로의 이동을 위한 최적의 경유위치를 가지고 있어서 최적의 경로도 보장이 되며 탐색으로 인한 시간의 부하도 없다는 장점을 가지고 있다. 그러나 경로표 저장에 메모리가 많이 소요되는 단점이 있다. 이 논문에서는 이 같은 단점을 해소하기 위해 경로표는 생략하는 방법을 이용해도 데이터압축효과를 얻을 수 있음을 보여주었다.

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여행지 최적 경로를 제공하는 웹 시스템의 설계와 구현 (Design and Implementation of a Web System Providing Optimal Travel Routes)

  • 임재걸;이강재
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.19-27
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    • 2007
  • 본 논문은 일반인들이 여행 시 필요한 최적의 경로를 찾아 주는 웹 사이트를 구현하는 방법을 제안한다. 출발지와 목적지만 주어질 때 최적 경로를 찾아 주는 웹 사이트는 이미 많이 존재한다. 그러나 방문할 도시가 여럿일 때 최적 경로를 찾아주는 사이트는 아직까지 존재하지 않는다. 출발 도시에서 출발하여 경유지를 모두 한번씩 방문하고 출발도시로 되돌아오는 최적 경로를 찾는 문제를 외판원 문제라고 하며, 이 문제는 지수 시간복잡도 문제로 널리 알려져 있다. 본 논문에서는 인공지능 탐색 알고리즘을 적용하여 외판원 문제를 푸는 방법을 웹 시스템으로 구현하였다. 지금까지 소개된 외판원 문제를 푸는 알고리즘은 출발지와 도착지가 동일한데 반하여 최적 경로 문제에서는 출발지와 도착지가 서로 다를 수도 있다. 본 논문이 제안하는 방법은 출발지와 도착지가 동일하거나 아니면 다르더라도 최적의 경로를 찾는다는 점이 기존의 연구와는 다르다. 본 논문에서 구현한 웹 사이트는 사용자에게 출발지, 목적지, 그리고 여러 경유지들을 선택하게 한 다음, 출발지를 출발하여 모든 경유지들을 경유하고 도착지로 도착하는데 비용이 가장 적게 드는 방문 순서를 효율적으로 찾아준다.

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유연생산라인의 부하평준화를 위한 작업흐름선택 전문가시스템 (Job Route Selection Expert System for Workload Balancing in Flexible Flow Line)

  • 함호상;한성배
    • 지능정보연구
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    • 제2권1호
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    • pp.93-107
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    • 1996
  • A flexible flow line(FFL) consists of several groups of identical machines. All work-orders flow along the same path through successive machine groups. Thus, we emphasized the balancing of workloads between machine groups in order to maximize total productivity. On the other hand, many different types of work-orders, in varying batch or lot sizes, are produced simultaneously. The mix of work-orders, their lot sizes, and the sequence in which they are produced affect the amount of workload. However, the work-orders and their lot sizes are prefixed and cannot be changed. Because of these reasons, we have developed an optimal route selection model using heuristic search and Min-Max algorithm for balancing the workload between machine groups in the FFL.

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