• Title/Summary/Keyword: heuristic search

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Optimum design of cantilever retaining walls under seismic loads using a hybrid TLBO algorithm

  • Temur, Rasim
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제24권3호
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    • pp.237-251
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    • 2021
  • The main purpose of this study is to investigate the performance of the proposed hybrid teaching-learning based optimization algorithm on the optimum design of reinforced concrete (RC) cantilever retaining walls. For this purpose, three different design examples are optimized with 100 independent runs considering continuous and discrete variables. In order to determine the algorithm performance, the optimization results were compared with the outcomes of the nine powerful meta-heuristic algorithms applied to this problem, previously: the big bang-big crunch (BB-BC), the biogeography based optimization (BBO), the flower pollination (FPA), the grey wolf optimization (GWO), the harmony search (HS), the particle swarm optimization (PSO), the teaching-learning based optimization (TLBO), the jaya (JA), and Rao-3 algorithms. Moreover, Rao-1 and Rao-2 algorithms are applied to this design problem for the first time. The objective function is defined as minimizing the total material and labor costs including concrete, steel, and formwork per unit length of the cantilever retaining walls subjected to the requirements of the American Concrete Institute (ACI 318-05). Furthermore, the effects of peak ground acceleration value on minimum total cost is investigated using various stem height, surcharge loads, and backfill slope angle. Finally, the most robust results were obtained by HTLBO with 50 populations. Consequently the optimization results show that, depending on the increase in PGA value, the optimum cost of RC cantilever retaining walls increases smoothly with the stem height but increases rapidly with the surcharge loads and backfill slope angle.

전투기탑재 다기능 레이다의 공대공 및 공대지 동시 운용 모드를 위한 스케줄링 기법 (Multi-functional Fighter Radar Scheduling Method for Interleaved Mode Operation of Airborne and Ground Target)

  • 김도운;이우철;최한림;박준태;박준현;서정직
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권7호
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    • pp.581-588
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    • 2021
  • 본 논문은 전투기 레이다 공대공, 공대지 동시 운용 모드에서의 빔 스케줄링 방법을 다룬다. 양질의 전장 상황 인식을 위해 임무들의 우선순위와 더불어 공대공, 공대지 탐색 임무가 교차로 수행되어야 한다는 요구조건을 정립하였다. 그리고 이를 만족하기 위해 WMDD를 개선한 실시간 휴리스틱 빔 스케줄링 방법을 제안한다. 제안된 스케줄링 방법은 실제 레이다 임무 처리 메커니즘 및 측정 모델이 구현된 시뮬레이션 환경에서 비교 분석하였으며 임무 지연시간 관점에서의 성능 향상을 확인하였다.

Demand Response Based Optimal Microgrid Scheduling Problem Using A Multi-swarm Sine Cosine Algorithm

  • Chenye Qiu;Huixing Fang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권8호
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    • pp.2157-2177
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    • 2024
  • Demand response (DR) refers to the customers' active reaction with respect to the changes of market pricing or incentive policies. DR plays an important role in improving network reliability, minimizing operational cost and increasing end users' benefits. Hence, the integration of DR in the microgrid (MG) management is gaining increasing popularity nowadays. This paper proposes a day-ahead MG scheduling framework in conjunction with DR and investigates the impact of DR in optimizing load profile and reducing overall power generation costs. A linear responsive model considering time of use (TOU) price and incentive is developed to model the active reaction of customers' consumption behaviors. Thereafter, a novel multi-swarm sine cosine algorithm (MSCA) is proposed to optimize the total power generation costs in the framework. In the proposed MSCA, several sub-swarms search for better solutions simultaneously which is beneficial for improving the population diversity. A cooperative learning scheme is developed to realize knowledge dissemination in the population and a competitive substitution strategy is proposed to prevent local optima stagnation. The simulation results obtained by the proposed MSCA are compared with other meta-heuristic algorithms to show its effectiveness in reducing overall generation costs. The outcomes with and without DR suggest that the DR program can effectively reduce the total generation costs and improve the stability of the MG network.

화음탐색법을 이용한 강섬유 및 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 최적배합 설계 (Optimized Mix Proportioning of Steel and Hybrid Reinforced Concrete Using Harmony Search Algorithm)

  • 이치훈;이주하;윤영수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.151-159
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    • 2006
  • 강섬유보강 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 휨성능이 월등히 우수하지만, 아직까지 국내에는 이에 대한 명확한 배합설계 지침이 확립되어 있지 않은 상황이다. 또한, 강섬유를 2종이상 동시에 혼입하여 사용하는 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 대해서는 최근에 들어서야 그 연구가 시작되었으며, 이에 대해서도 배합에 대한 구체적인 지침이 확립되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 새로운 최적화 기법인 화음탐색법을 이용하여 강섬유 및 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 최적배합 프로그램을 개발하였으며, 검증 실험을 수행하여 프로그램의 신뢰도를 높였다. 이는 현장 시험 배합횟수의 감소 및 배합설계의 편의성 향상 등에 도움이 될 것으로 기대된다. 또한, 실험 결과 동일한 강섬유 혼입률이라 하더라도, 하이브리드 섬유보강 콘크리트가 일반 강섬유보강 콘크리트보다 휨강도 및 휨인성 모두 우수한 것으로 나타났으며 이를 프로그램 상에 추가 반영하였다. 이는 세계적으로도 아직 연구 초기 단계에 있는 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 휨 특성을 파악하는데에도 향후 연구의 발판이 될 것으로 생각되며, 지속적인 실험 및 연구로 보완이 된다면 보다 더 정밀도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

Muskingum 홍수추적을 위한 자가적응형 메타 휴리스틱 알고리즘의 적용 (Application of Self-Adaptive Meta-Heuristic Optimization Algorithm for Muskingum Flood Routing)

  • 이의훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.29-37
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    • 2020
  • 과거 자연현상에서 발생하는 복잡한 비선형성에 따른 문제를 해결하기 위해 메타 휴리스틱 최적화 알고리즘들이 개발되었고 개발된 알고리즘의 적용성을 검토하기 위해 다양한 연구들이 진행되었다. Self-adaptive vision correction algorithm (SAVCA)는 수학 문제에서는 우수한 성능을 보여주었지만 복잡한 공학 문제들에 적용되지 않았을 뿐만 아니라 SAVCA의 적용과정에 대한 검토가 필요하다. SAVCA의 공학 문제에 대한 적용 및 적용과정에 대한 검토를 위해 최근 개발되어 우수한 성능을 보여주었던 advanced nonlinear Muskingum flood routing model (ANLMM-L)에 적용하였다. 먼저 SAVCA에 의해 초기 해집합을 생성한 후 ANLMM-L을 통해 적합도를 산출하였다. 국지탐색 및 전역탐색에 의해 선택된 새로운 값을 SAVCA에 넣고 새로운 해를 생성한 후 다시 ANLMM-L을 적용하여 적합도를 계산하였다. 새로운 해와 기존 해집합의 결과를 비교하여 개량하는 방법을 통해 마지막 연산이 진행되었다. 관측 유출량과 계산된 유출량과의 오차를 계산하기 위해 sum of squares (SSQ)가 사용되었으며 적용한 결과는 기존 방법들과 비교하였다. Muskingum 홍수추적에서 우수한 성능을 보여준 SAVCA는 다양한 공학 문제들에 적용되어 우수한 성능을 보여줄 것으로 예상된다.

장치장 블록의 작업부하를 고려한 안벽크레인 작업계획 (Quay Crane Scheduling Considering the Workload of Yard Blocks in an Automated Container Terminal)

  • 이승환;최이;박태진;김갑환;류광렬
    • 지능정보연구
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    • 제14권4호
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    • pp.103-116
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    • 2008
  • 본 논문은 컨테이너 터미널에서 장치장의 작업부하가 고르게 분산되도록 안벽크레인의 작업을 계획함으로써 장치장의 컨테이너 처리능력을 최대로 활용할 수 있는 두 가지 알고리즘을 제안한다. 두 제안방안 모두 선적 작업을 진행하는 동안 안벽크레인의 컨테이너 반출 요청이 특정 블록에 집중 되지 않고 전체 블록에 고르게 분산될 수 있도록 안벽크레인이 작업할 선박 베이(ship bay)의 순서를 결정한다. 첫 번째 제안 방안은 장치장 블록의 작업부하의 엔트로피(entropy)를 계산하여 이를 최대화하도록 다음에 작업할 베이를 결정하는 휴리스틱(heuristic)알고리즘이다. 두 번째 방안은 유전 알고리즘(genetic algorithm, GA)을 이용하여 최적의 선박 베이 작업순서를 탐색한다. 유전 알고리즘의 각 염색체(chromosome)의 적합도(fitness)를 계산하기 위해 장치장의 작업부하 분포를 고려하여 안벽크레인의 작업시간을 계산하는 알고리즘을 고안하였다. 제안한 두 가지 방안으로 선박 베이 작업순서를 조정한 안벽크레인 작업계획과 기존 작업계획을 비교 실험한 결과 선박의 총 적하 시간이 단축되는 것을 확인하였다.

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다국적기업 최대이익 세금트리 문제의 최대 세금경감 경로 알고리즘 (Path Algorithm for Maximum Tax-Relief in Maximum Profit Tax Problem of Multinational Corporation)

  • 이상운
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.157-164
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    • 2023
  • 본 논문은 NP-완전 문제로 분류된 기업 세금 구조 최적화 문제를 O(n2)의 다항시간으로 구하는 휴리스틱 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 목적지(T)인 본사 노드를 레벨 1으로, 세금코드 범주 Te=1, 4, 3, 2의 노드들을 레벨 2,3,4,5 순서로 배치하였다. 원천(S)-목적지(T)의 최대세금감면 경로를 찾기 위해, 첫 번째로 노드 u에서 v 노드로 송금 시 u 관점에서 부과되는 유출 과세(rw(u, v))를 최소화시키는 방법으로 minrw(u, v)의 호를 연결하였다. 이 결과 모든 S로부터 T까지의 신장트리를 구성하여 초기 실현 가능 해를 구하였다. 다음으로, v 관점에서 자국에 유입되는 이익금에 대한 외국 소득세(rfi)를 최소화시키는 minrfi(u, v)의 대체 경로를 찾아 두 경로 중 최대 세금감면 경로를 선정하였다. 제안된 휴리스틱 알고리즘을 10개의 벤치마킹 데이터에 적용한 결과 선형계획법이나 메타휴리스틱의 일종인 Tabu 탐색 법에 비해 보다 최적의 결과를 얻었다.

컨테이너 터미널 장치장에서 블록 내 이적을 위한 컨테이너 이동 순서 계획 (Sequencing Container Moves for Intra-Block Remarshalling in a Container Terminal Yard)

  • 강재호;오명섭;류광렬;김갑환
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.273-280
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    • 2004
  • 블록 내 이적이란 컨테이너를 선박에 싣는 적하 작엽을 효율적으로 수행하기 위하여 하나의 장치장 블록 여기저기에 흩어져 있는 컨테이너들을 적하 순서에 맞춰 몇 개의 베이로 모으는 작업이다. 이적시 적하 순서를 고려하지 않고 단순히 컨테이너들을 모으기만 하면, 석하 작업 과정에서 보다 일찍 적하될 컨테이너를 반출하기 위하여 상단의 컨테이너들을 임시로 옮겨야 하는 재취급이 빈번히 발생할 수 있다. 이러한 재취급은 적하 작업의 효율을 저해하는 가장 중요한 요소의 하나이다. 본 논문에서는 휴리스틱을 이용하여 석하 작업 과정에서 재취급이 발생하지 않게 컨테이너들을 이적할 수 있는 컨테이너 이동 순서를 찾는 방안을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 실험 결과 본 제안 방안이 다양한 환경에서 컨테이너 이동 순서를 실시간에 생성할 수 있음을 확인하였다.

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공간일정계획에서의 부하조정을 위한 방법론 연구 (A Study on method of load attribute for Spatial Scheduling)

  • 백동식;윤덕영;곽현호
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.96-100
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    • 2004
  • In the ship building industry various problems of erection is counterfeited due to formation of bottle necks in the block erection flow pattern This kind of problems cause accumulated problems in real-time erection right on the floor, When such a problem is approached, a support data of the entire erection sequence should be available, Here planning is done by reasoning about the future events in order to verify the existence of a reasonable series of actions to accomplish a goal. This technique helps in achieving benefits like handling search complications, in resolving goal conflicts and anticipation of bottleneck formation well in advance to take necessary countermeasures and boosts the decision support system, The data is being evaluated and an anticipatory function is to be developed This function is quite relevant in day to day planning operation. The system updates database with rearrangement of off-critical blocks in the erection sequence diagram, As a result of such a system, planners can foresee months ahead and can effectively make decisions regarding the control of loads on the man, machine and work flow pattern, culminating to an efficient load management. Such a foreseeing concept helps us in eliminating backtracking related adjustment which is less efficient compared to the look-ahead concept. An attempt is made to develop a computer program to update the database of block arrangement pattern based on heuristic formulation.

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다중가시점 문제해결을 위한 접근방법: 지형요소를 이용한 비교 분석을 중심으로 (Solution Approaches to Multiple Viewpoint Problems: Comparative Analysis using Topographic Features)

  • 김영훈
    • 한국지리정보학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.84-95
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    • 2005
  • 본 논문은 가시권역의 최대화를 만족하는 가시권 분석에 있어 지형요소가 어떻게 이용될 수 있으며 이러한 최적 다중 가시점 탐색 문제에 있어 지형요소의 이용이 얼마나 효과적인지를 살펴보는 연구이다. 이를 위하여 다양한 지형상태를 반영하는 지역의 DEM 자료와 각 DEM자료에 대한 지형요소 (peak, pass, pit)의 특정을 반영한 여섯 종류의 탐색방법을 제시하고 전통적인 공간 휴리스틱 (spatial heuristic)과의 비교 분석 (계산 시간과 총 가시권역 크기)을 통해서 지형요소를 이용한 방법의 효율성과 적용 가능성을 살펴보았다. 연구결과로써, 가시구역의 중복을 최소화하기 위해 제시된 버퍼링을 이용한 방법의 경우, 비록 공간 휴리스틱 방법에 비해 적은 가시구역 면적을 제시하였지만, 컴퓨팅 시간적인 측면에서 많은 이점을 제공하고 있음을 볼 수 있다. 또한 연구지역의 DEM상의 각각의 개별 그리드 셀을 대상으로 전체 DEM에 대해 계산된 가시구역을 이용한 방법의 경우, 비록 부가적인 계산 시간이 소요됨에도 불구하고 단순한 지형요소를 이용한 방법보다 향상된 분석 결과를 제시하였음을 알 수 있다.

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