• 대한전기학회논문지
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• 제34권6호
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• pp.230-237
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• 1985

Shortest path calculations for a large-scale network have to be performed using a decomposition techniqre, since the calculations require large memory size which increases by the square of the number of vertices in the network. Also, the calculation time increases by the cube of the number of vertices in the network. In the decomposition technique,the network is broken into a number of smaller size subnetworks for each of which shortest paths are computed. A union of the solutions provides the solution of the original network. In all of the decomposition algirithms developed up to now, boundary vertices which divide all the subnetworks have to be included in computing shortest paths for each subnetwork. In this paper, an improved algorithm is developed to reduce the number of boundary vertices to be engaged. In the algorithm, only those boundary vertices that are directly connected to the subnetwork are engaged. The algorithm is suitable for an application to real time computation using a parallel processor system which consists of a number of micro-computers or prcessors. The algorithm has been applied to a 39- vertex network and a 232-vertex network. The results show that it is efficient and has better performance than any other algorithms. A parallel processor system has been built employing an MZ-80 micro-computer and two Z-80 microprocessor kits. The former is used as a master processor and the latter as slave processors. The algorithm is embedded into the system and proven effective for real-time shortest path computations.

• 대한교통학회지
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• 제22권2호
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• pp.121-130
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• 2004

통행자들에게 과거, 실시간 혹은 예측 노선 정보 제공을 위한 정보 생성과 교통정보에 의한 교통영향 분석이 가능한 시뮬레이션 프로그램 개발에 관한 연구가 ITS 분야의 활발한 연구와 함께 과거 10여년에 걸쳐 진행되어 왔다. 또한 링크기반(link-based)이 아닌 경로기반(Path-based)인 동적 확률적 노선배정 기법이 ITS 정책의 교통체계 상의 영향을 분석하는데 적합성이 높고, 또한 현실적 현상에 대한 설명력이 높다고 고려되어 이 분야에 대한 연구가 역시 활발해지고 있다. 이와 같은 현실적 노선정보의 생성, 교통체계분석을 위한 시뮬레이션 프로그램 개발 및 확률적 노선배정 기법 개발을 위한 핵심적 알고리즘 중의 하나가 합리적인 다경로 탐색 알고리즘인 것이다. 다경로 탐색 알고리즘에 대한 필요성과 요구가 커짐에 따라 현재까지 K-shortest path 알고리즘에 관하여 여러 학자들이 연구하여 왔다. 기존 연구 대부분의 알고리즘이 링크 제거 방법, 링크 저항가중 방법 및 시뮬레이션 방법에 의한 것이거나, 노선선택의 기준을 다양하게 변화시키는 방법 등을 적용하여 다경로를 탐색하는 방법을 제안하였다. 하지만 아직도 이 중에 어떠한 방법도 학자들 간에 공론화되어, 실무적으로 보편화되어 적용하는 방법은 없다고 고려된다. 본 연구에서는 기존의 K-shortest 탐색 알고리즘보다는 좀 더 행태적 접근방법을 접목시키는 다른 접근방법을 제안하였다. 즉 링크를 제거하는 등과 같이 교통 네트워크를 변경하지 않으며, 링크의 속성을 임의적으로 변경하지도 않으면서, 노선 선택의 동일한 기준을 일관되게 적용하면서도 다경로를 탐색하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘의 핵심은 각 노드에 도달하는 각 방향별 경로에 대해 "이성적 한계범위(rational upper boundary)"라는 통행자들의 행태적 개념을 도입하여, 합리적인 대안 경로의 집합을 선정하는 방법인 것이다. 기존에 개발된 수정형 덩굴망 최단경로 탐색 알고리즘을 기반으로 한 다경로 생성 알고리즘을 제안하였다. 또한 본 논문에서는 다경로 생성 알고리즘의 개념의 이해를 돕기 위해 단순 네트워크를 예제로 합리적 대안경로 집합을 역추적 생성하는 과정을 단계별로 추가 설명하였다.

• 대한교통학회지
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• 제18권3호
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• pp.77-86
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• 2000

기존의 최단경로 탐색모형은 단일 목적을 대상으로 한다. 그러나 실제로는 통행자가 단일 목적만을 기준으로 경로를 선택하는 경우는 드물며, 경로선택은 통행시간과 비용 등 다양한 목적을 종합적으로 고려해서 결정되어진다. 따라서 최단경로는 여러 가지 목적을 고려해야 한다. 이러한 경우에 이들 목적간의 상충적인 관계로 인해 여러 가지 목적을 모두 만족시키는 최적경로는 존재치 않으며, 통행자가 고려하는 목적들의 중요도에 따라 다양한 경로가 선택되어질 수 있다. 다목적의 최적경로는 여러 가지 목적들의 절충(Trade-Off)을 고려한 다수의 파레토 최적경로(Pareto Optimal Path)가 탐색되어져야 한다. 그러나 기존의 다중목적을 고려한 최적경로 탐색 알고리즘은 하나 또는 일부의 파레토 최적경로만을 탐색하며 따라서 다양한 경로를 제공하지 못한다. 본 논문은 두 개의 목적을 고려한 최적경로 탐색 모형을 개발하는 것이다. 파레토 최적경로들은 대체경로로 사용할 수도 있다. 본 연구에서는 다양한 파레토 최적경로를 탐색하기 위해 본 모형의 개발에 유전 알고리즘(Genetic Algorithm)을 적용하였다.

• 대한교통학회지
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• 제17권2호
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• pp.163-178
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• 1999

교통분야에서 이용되는 최단경로 알고리듬은 분할탐색 기법에 기초를 두고 있다. 분할탐색 기법이란 기점으로부터 일정 영역을 분할하여 경로를 탐색, 종점가지의 경로를 구축하는 방법으로써 수형망(Tree Building)알고리듬이나 덩굴망(Vine Building) 알고리듬 등이 여기에 속한다. 그러나 이러한 분할탐색기법의 경우 교통망내에서 복수 수단간의 환승비용이 고려될 경우나 동적 최단경로를 탐색하는 경우에는 교통망을 확장하지 않으면 기종점간의 올바른 최단경로를 찾을 수 없다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 본 연구에서는 탐색 영역 문제(Searching Area Problem)라고 정의하였다. 본 연구에서는 탐색영역문제를 교통망 확장없이 해결할 수 있는 전역 탐색기법으로 유전 알고리듬을 이용하여 개발하였다.

• 대한산업공학회지
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• 제23권3호
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• pp.487-500
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• 1997

In this paper, we introduce the shortest flow-generating path problem in the generalized network. As the simplest generalized network model, this problem captures many of the most salient core ingredients of the generalized network flows and so it provides both a benchmark and a point of departure for studying more complex generalized network models. We show that the generalized label-correcting algorithm for the shortest flow-generating path problem has O(mn) time complexity if it starts with a good point and also propose an O($n^3m^2$) algorithm for finding a good starting point. Hence, the shortest flow-generating path problem is solved in O($n^3m^2$) time.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.454-461
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• 2005

텔레매틱스의 주요 응용분야인 차량 항법 시스템은 CIS의 지도기술과 CPS의 측위 기술에 융합되어 탄생한 것이다. 기존의 시스템들은 정점과 정점간의 최단경로를 중심으로 한 경로 탐색을 제시하였지만 교통량의 변화와 교통사고 및 수시 병목 구간 등의 교통 변화에 대해서는 능동적인 대처를 할 수 없는 시스템이다. 바꿔 말하면 현실적으로 최단경로 탐색보다는 교통 정보를 파악하며 최단시간에 목적지로 도착하는 최적경로 탐색 시스템이 필요하다. 이 논문에서는 교통 정보를 기반으로 최적경로를 탐색하는 알고리즘을 제안한다. 구체적으로 최적 경로 탐색을 위한 시스템 구조를 제안하며 기존의 최단경로 탐색 알고리즘의 문제점을 살펴보고 수집되는 교통정보의 방향성을 활용하는 최적경로 탐색 알고리즘을 새롭게 제안한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권5호
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• pp.36-45
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• 2013

본 연구에서는 최단경로를 반드시 찾아내는 Dijkstra 알고리즘의 장점과 최단경로 탐색 소요시간을 단축시키는 $A^*$알고리즘의 장점을 결합시킨 새로운 최단경로 탐색 알고리즘을 개발하였다. 개발한 알고리즘은 탐색노드에서 목적노드까지의 최소 기대 부하량을 산출하고 이 값을 이용하여 계속 탐색 또는 이전 탐색노드로의 후퇴를 결정한다. 최소 기대 부하량은 목적노드가지의 직선거리에 최소 가로 부하량 원단위를 곱하여 산출하는데, 적용하는 네트워크에서는 그 값 이하의 부하량이 존재할 수 없는 값이다. 개발한 알고리즘을 실제 네트워크에 적용하여 최단경로를 탐색해 본 결과, 어느 정도의 탐색 소요시간은 필요로 하나, 완벽하게 최단경로를 구축하는 것으로 나타났다. 개발한 알고리즘은 광역의 네트워크를 이용하는 차량 경로 안내시스템 등에서 효과를 가질 것으로 판단한다.

• 산업공학
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• 제24권4호
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• pp.304-313
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• 2011

An Unmanned Aerial Vehicle(UAV) is a powered pilotless aircraft, which is controlled remotely or autonomously. UAVs are currently employed in many military missions(surveillance, reconnaissance, communication relay, targeting, strike etc.) and a number of civilian applications(communication service, broadcast service, traffic control support, monitoring, measurement etc.). For accomplishing the UAV's missions, guarantee of survivability should be preceded. The main objective of this study is the path planning to maximize survivability for UAV based on 3-dimensional environment. A mathematical programming model is suggested by using MRPP(Most Reliable Path Problem) and solved by transforming MRPP into SPP(Shortest Path Problem). This study also suggests a $A^*PS$ algorithm based on 3-dimensional environment to UAV's path planning. According to comparison result of the suggested algorithm and SPP algorithms (Dijkstra, $A^*$ algorithm), the suggested algorithm gives better solution than SPP algorithms.

• 대한안전경영과학회지
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• 제13권2호
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• pp.103-113
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• 2011

This research is to select a path planning algorithm to maximize survivability for Unmanned Aerial Vehicle(UAV). An UAV is a powered pilotless aircraft, which is controlled remotely or autonomously. UAVs are currently employed in many military missions(surveillance, reconnaissance, communication relay, targeting, strike etc.) and a number of civilian applications(communication service, broadcast service, traffic control support, monitoring, measurement etc.). In this research, a mathematical programming model is suggested by using MRPP(Most Reliable Path Problem) and verified by using ILOG CPLEX. A path planning algorithm for UAV is selected by comparing of SPP(Shortest Path Problem) algorithms which transfer MRPP into SPP.

• 한국국방경영분석학회지
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• 제25권1호
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• pp.29-36
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• 1999

In this paper, we are concerned with the K-shortest loopless path problem. The MPS algorithm, recently proposed by Martins et al., finds paths efficiently because it solves the shortest path problem only one time unlike other algorithms. But its computational complexity has not been known yet. We propose a few techniques by which the MPS algorithm can be implemented efficiently. First, we use min-heap data structure for the storage of candidate paths in order to reduce searching time for finding minimum distance path. Second, we prevent the eliminated paths from reentering in the list of candidate paths by lower bounding technique. Finally, we choose the source mode as a deviation node, by which selection time for the deviation node is reduced and the performance is improved in spite of the increase of the total number of candidate paths.