• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제1권4호
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• pp.435-447
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• 2006

This paper presents an application of the parallel Adaptive Evolutionary Algorithm (AEA) to search an optimal solution of the service restoration in electric power distribution systems, which is a discrete optimization problem. The main objective of service restoration is, when a fault or overload occurs, to restore as much load as possible by transferring the de-energized load in the out of service area via network reconfiguration to the appropriate adjacent feeders at minimum operational cost without violating operating constraints. This problem has many constraints and it is very difficult to find the optimal solution because of its numerous local minima. In this investigation, a parallel AEA was developed for the service restoration of the distribution systems. In parallel AEA, a genetic algorithm (GA) and an evolution strategy (ES) in an adaptive manner are used in order to combine the merits of two different evolutionary algorithms: the global search capability of the GA and the local search capability of the ES. In the reproduction procedure, proportions of the population by GA and ES are adaptively modulated according to the fitness. After AEA operations, the best solutions of AEA processors are transferred to the neighboring processors. For parallel computing, a PC cluster system consisting of 8 PCs was developed. Each PC employs the 2 GHz Pentium IV CPU and is connected with others through switch based fast Ethernet. To show the validity of the proposed method, the developed algorithm has been tested with a practical distribution system in Korea. From the simulation results, the proposed method found the optimal service restoration strategy. The obtained results were the same as that of the explicit exhaustive search method. Also, it is found that the proposed algorithm is efficient and robust for service restoration of distribution systems in terms of solution quality, speedup, efficiency, and computation time.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제54권8호
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• pp.375-387
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• 2005

This paper presents an application of parallel Genetic Algorithm-Tabu Search (GA-TS) algorithm to search an optimal solution of a service restoration in distribution systems. The main objective of service restoration of distribution systems is, when a fault or overload occurs, to restore as much load as possible by transferring the do-energized load in the out of service area via network reconfiguration to the appropriate adjacent feeders at minimum operational cost without violating operating constraints, which is a combinatorial optimization problem. This problem has many constraints with many local minima to solve the optimal switch position. This paper develops parallel GA-TS algorithm for service restoration of distribution systems. In parallel GA-TS, GA operators are executed for each processor. To prevent solutions of low fitness from appearing in the next generation, strings below the average fitness are saved in the tabu list. If best fitness of the GA is not changed for several generations, TS operators are executed for the upper $10\%$ of the population to enhance the local searching capabilities. With migration operation, best string of each node is transferred to the neighboring node after predetermined iterations are executed. For parallel computing, we developed a PC cluster system consists of 8 PCs. Each PC employs the 2 GHz Pentium IV CPU and is connected with others through ethernet switch based fast ethernet. To show the validity of the proposed method, proposed algorithm has been tested with a practical distribution system in Korea. From the simulation results, we can find that the proposed algorithm is efficient for the distribution system service restoration in terms of the solution quality, speedup, efficiency and computation time.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제42권4호
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• pp.7-14
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• 2005

최근의 통신매체로는 함축적이고 인식이 용이한 영상/비디오가 매우 선호되고 있다. 그러나 이들 데이터는 그 양이 과다해 영상/비디오 데이터의 압축의 큰 연구과제가 되어 왔다. 본 논문에서는 영상압축 시 성능을 크게 좌우할 수 있는 데이터 형식의 최적화에 관련되고, 웨이블릿 변환과 이를 이용한 JPEG2000을 기반으로 한다. 본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환 시 이용되는 데이터 형식을 결정하는데 있어서의 기준을 주파수 변환 및 양자화 과정에서의 데이터 손실 양으로 설정하였으며, 이를 바탕으로 실험적으로 최적의 데이터 형식을 도출하였다. 그 결과, 필터계수는 (1, 9)의 10-비트 고정소수점 형식, 웨이블릿 계수는 (9, 7)의 16-비트 고정소수점 형식이 최적임을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제6권11호
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• pp.453-462
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• 2017

본 논문에서는 SDN (Software Defined Networking) 오픈소스 프레임워크인 오픈데이라이트(ODL, OpenDaylight) 컨트롤러 클러스터 환경에서 클러스터의 구조를 분석하며 고가용성(High availability)을 지원하는 컨트롤러 클러스터의 동작 방식을 다룬다. 또한 Raft 알고리즘의 리더 선정(Leader Election) 과정을 분석하고 효율적인 시스템 운용을 위한 Leader Election 과정의 개선 방안을 제안한다. 이와 함께 샤드(Shard) 리더와 샤드 팔로어의 성능차이를 제시하고, 기존과 제안 방식의 컨트롤러 클러스터의 성능을 비교 분석한다. 실험의 결과에 따르면 리더의 성능은 팔로어의 성능보다 좋으며 하나의 컨트롤러로 요청이 집중되어 전달될 때보다 분산된 컨트롤러로 요청이 전달될 때의 성능이 더 좋다. 따라서 제안 기법을 통하여 컨트롤러로의 요청을 분산함으로써 성능을 높일 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권5호
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• pp.360-370
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• 2009

태양 에너지 기반 센서 네트워크는 배터리 기반과는 다른 에너지 최적화 기법이 필요하다. 태양 에너지는 주기적으로 계속해서 공급되므로, 기본적으로는 센서 시스템을 영원히 동작하게 할 수 있지만, 공급되는 에너지양의 불확실성과 이를 저장하는 배터리의 용량 제한 등 고려해야 할 사항이 많다. 이 논문에서 우리는 태양 에너지 기반 센서 네트워크를 위한 안정적인 스토리지 시스템인 SolarSS를 제안한다. SolarSS는 계층적인 구조로 되어 있는데 각 계층마다 센싱 데이터의 수집, 노드 고장으로 인한 데이터 손실을 줄이기 위한 데이터 복제, 그리고 리소스 고갈로 인한 데이터 손실을 줄이기 위한 데이터 균등화 기능이 포함되어 있다 특히, 우리 시스템은 사용 가능한 에너지의 양에 따라 활성화/비활성화 되는 계층을 동적으로 결정하고, 데이터의 손실을 최소화하기 위한 효율적인 리소스(에너지 및 저장 공간) 할당 기법과 데이터 분배 기법을 제공한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제5권3호
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• pp.55-70
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• 2016

MANET(Mobile Ad-hoc Network) 환경에서 가장 중요시되는 것은 여러 장비간의 신뢰성 있는 통신이다. 이를 위해 다양한 멀티 홉 라우팅 프로토콜 연구가 진행되어 왔다. 하지만 기존의 Link State Routing 기법은 사용채널의 변화가 존재하는 CR(Cognitive Radio) 환경과 다수의 인터페이스를 사용하는 MIMC(Multi-Interface Multi-Channel) 환경에서 제어 메시지 오버헤드를 증가시키는 단점 및 노드가 이동할 때 안정적이지 않은 문제점이 있다. 본 논문은 Control Message Overhead를 감소시키기 위한 방안으로 On-demand Hello를 사용한 기법, Broadcast Interface의 최적화를 이용한 기법을 제시한다. 또한 노드가 이동할 때 안정적인 통신을 위한 방안으로 노드의 이동성을 고려한 MPR 선정기법, 위치정보를 활용한 빠른 경로 복구기법을 제시한다. 제시한 라우팅 프로토콜과 OPNET 기반의 시뮬레이터 결과는 관련 분야 연구에 비교 대상으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.154-162
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• 2003

셀룰라 신경회로망의 연상 메모리를 이용하여 시각적인 입력 데이터의 연산을 통하여 영상 패턴의 분류와 인식을 수행한다. 셀룰라 신경회로망은 일반적인 신경회로망과 같이 비선형 데이터의 실시간 처리가 가능하고, 세포자동자와 같이 이 격자구조의 셀로 이루어져 인접한 셀과 직접 정보를 주고받는다. 응용 분야로는 최적화, 선형/비선형화, 연상 메모리, 패턴인식, 컴퓨터 비전 등에 적용할 수 있다. 영상의 이미지 픽셀을 셀룰라 신경회로망의 셀에 대응하여 전체 이미지 영상을 모든 셀룰라 신경회로망의 셀에서 동시에 병렬로 처리할 수 있어 2-D 이미지 처리에 적합하다. 본 논문은 셀룰라 신경회로망에 의한 연상 메모리 구조를 설계하고, 학습된 하중값 메모리에서 가장 적당한 하중값을 선택하여 학습된 영상과 정확히 일치하는 출력을 얻는 방법을 제시한다. 학습을 통한 연상 메모리 구현에는 각각의 뉴런에서 일정하지 않은 다른 템플릿을 사용한다. 각각의 템플릿은 뉴런들 간의 연결 하중값을 나타내고 학습에 따라 갱신된다. 학습방법으로는 템플릿 하중값 학습에 뉴런들 간의 연결 하중값을 조정하는 가장 단순한 규칙인 Hebb의 학습방법이 사용되었고 분류값 학습에 LMS 알고리즘이 사용되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1123-1129
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• 2015

자동차부품 세척장비는 엔진과 변속기 블록 등의 가공과정에서 잔류하는 기름때를 제거하며, 잦은 수류방향 전환과 고압수의 분사를 위해 한 쌍의 2 방향 밸브를 사용한다. 그러나 정교한 밸브제어장치 없이 2 방향 밸브를 사용하는 경우 급격한 수류방향 전환에 따른 맥동현상이 발생하여 사용에 어려움이 따른다. 대안으로 하나의 3 방향 절환밸브를 사용하는 방법은 정교한 제어장치 없이도 정확한 수류방향 절환이 원활히 이루어져 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 복잡한 유로 및 바텀플러그 형상으로 인해 유속변화가 심하게 발생하여 공동현상이 나타날 수 있다. 본 연구에서는 3 방향 절환밸브 내의 유동특성을 해석적으로 평가하였으며, 바텀플러그 하부에서 나타나는 공동현상을 공동화지표와 POC(Percent of cavitation)를 도입하여 정량화하였다. 공동현상의 저감을 위해 바텀플러그 형상을 매개변수화하고, 해석의 수렴성 개선과 해석시간을 단축시킬 수 있는 단순 유한요소모델을 이용하여 유동해석을 통한 형상최적설계를 실시하였다. 완전요인배치법을 통한 실험계획법과 인공신경망 기반 반응표면모델을 적용하여 공동현상이 발생하지 않는 POC 가 30% 미만인 바텀플러그의 형상을 제시하였다. 얻어진 최적해는 POC 27%에 대하여 바텀플러그의 허리길이와 꼬리길이가 각각 6.42mm 및 6.96mm 이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.113-119
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• 2023

인프라 구조물은 대부분 경제 성장기에 완공되었다. 이러한 인프라 구조물은 최근 들어 공용연수가 점차 증가하고 있어 노후 구조물의 비중이 점차 증가하고 있다. 이러한 노후 구조물은 설계 당시의 기능과 성능이 저하될 수 있고 안전사고로까지 이어질 수 있다. 이를 예방하기 위해서는 정확한 점검과 적절한 보수가 필수적이다. 이를 위해서는 우선 미세한 균열까지 정확히 탐지할 수 있도록 컴퓨터 비전과 딥러닝 기술에 수요가 증가하고 있다. 하지만 딥러닝 알고리즘은 다수의 학습 데이터가 있어야 한다. 특히 영상 내 균열의 위치를 표시한 라벨 영상은 필수적이다. 이러한 라벨 영상을 다수 확보하기 위해서는 많은 노동력과 시간이 필요한 실정이다. 이러한 비용을 절감하고 탐지 정확도를 높이기 위해서 본 연구에서는 mean teacher 방식의 학습 구조를 제안하였다. 이 학습 구조는 900장의 라벨 영상 데이터 세트와 3000장의 비라벨 영상 데이터 세트로 훈련되었다. 학습된 균열 탐지 신경망 모델은 300여장의 실험용 데이터 세트를 통해 평가되었고 탐지 정확도는 89.23%의 mean intersection over union과 89.12%의 F1 score를 기록하였다. 이 설험을 통해 지도학습과 비교하여 탐지 성능이 향상된 것을 확인하였다. 향후에 이러한 방법은 라벨 영상을 확보하는데 필요한 비용을 절감하는데 활용될 것으로 기대한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.3-16
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• 2008

무선 센서 네트워크는 센서 노드 또는 모트(mote)라 불리는 소형 장치들로 이루어진 무선 네트워크이다. 최근 센서 네트워크에 대한 연구가 활발한 가운데 센서 네트워크에서의 보안에 관한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 센서 노드 및 센서 네트워크 상의 정보를 안전하게 저장, 전송하기 위해서는 암호 알고리즘의 구현이 필요하며, 이 암호 알고리즘들은 센서 노드의 한정된 자원을 효과적으로 활용할 수 있도록 효율적인 구현이 필수적이다. 센서 노드 상에서 이용될 수 있는 암호로는 TinyECC 등의 공개키 암호와 AES와 같은 표준 블록 암호가 있으나, 스트림 암호는 최근에서야 eSTREAM 프로젝트에서 표준화가 완료되어 아직 센서 노드상에서 사용 가능성이 명확하지 않은 실정이다. 이에 본 논문에서는 eSTREAM의 2단계와 3단계에 채택되었던 10개 소프트웨어 기반 암호들 중 9개의 암호들을 MicaZ 모트 상에 구현하여 성능을 비교하고, 특히 최종적으로 eSTREAM에 채택된 SOSEMANUK, Salsa20, Rabbit을 포함한 6개 암호에 대해서는 MicaZ에 적합하도록 최적화하였다. 또한 참조 구현으로써 하드웨어용 스트림 암호 및 AES-CFB에 대한 실험 결과도 제시한다. 본 논문의 실험에 따르면, 대부분의 스트림 암호가 약 31Kbps - 406Kbps의 암호화 성능을 보임으로써 센서 노드에서 사용하기에 큰 무리가 없음을 확인할 수 있었다. 특히 최종적으로 채택된 SOSEMANUK, Salsa20, Rabbit의 경우 센서 노드에 적합한 128바이트 크기의 작은 패킷의 암호화에서 각각 406Kbps, 176Kbps, 121Kbps의 속도를 보여주고, 70KB, 14KB, 22KB의 ROM및 2811B, 799B, 755B의 RAM을 사용함으로써, 106Kbps의 속도를 보여준 소프트웨어 기반 AES에 비해 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.