지역사회 내 쓰레기 문제 해결을 위한 이산사건시스템 형식론 기반 모델링 및 시뮬레이션 환경

최창범,정진호,류창현,김은영,Choi, Changbeom,Jung, Jinho,Lyoo, Changhyun,Kim, Eun-Young 한국시뮬레이션학회 2020 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.29 No.1

현대사회의 도시화 추세가 지속됨에 따라 인구의 집중으로 주거환경에 대한 도시문제의 중요성이 대두되고 있다. 다양한 도시문제 중에서 대표적인 문제 중 하나는 쓰레기 문제로 시민들의 주거환경 악화의 원인이 되며 시정 만족도에 대해 직접적으로 영향을 미치는 요인이다. 이와 같은 쓰레기 문제는 단순히 주거지역의 쓰레기 배출량에 대한 분석으로는 정확히 예측할 수 없으며 쓰레기의 주거지역에 분포하고 있는 거주민의 생활양식과 특징에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 주거지역 내의 거주민의 분포에 따라 발생할 수 있는 쓰레기 문제와 이에 대한 만족도 분석을 수행하기 위하여 이산사건 시스템 형식론을 활용한 에이전트 기반 거주민 모델링과 시뮬레이션 환경을 제안한다. 제안하는 연구는 주거민의 시계열적인 특성을 표현하기 위하여 원자모델을 사용하였으며 시뮬레이션 모델의 재사용성을 증대시키기 위한 결합모델을 사용하여 다가구와 다가구 주택을 모의하였다. 또한, 본 연구는 다가구 주택지역에 대한 시뮬레이션 모델링을 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였다. 연구결과로 다가구 주택지역의 시뮬레이션에서는 거주민의 특성을 고려한 결과와 그렇지 않은 결과 사이에 뚜렷한 차이점을 발견할 수 있었으며 지역 문화적 특성과 시간적 특성을 고려한 시뮬레이션이 필요함을 확인할 수 있었다. As the urbanization trend in modern society continues, the concentration of the population induces the urban problems in the residential area. One of the well-known issues among various urban problems is the garbage problem, which causes deterioration of the residential environment of citizens and directly affects the satisfaction of municipal administration. Such garbage problem cannot be accurately predicted by analyzing the amount of waste emitted from residential areas, but it is necessary to analyze the lifestyle and characteristics of residents living in residential areas. In this study, we propose an agent-based residential modeling and simulation environment using discrete event system formalism to analyze the garbage problem and satisfaction level according to the distribution of residents in the residential area. To model the behavior of the residents, we utilized the Atomic Model to capture the temporal behavior. Also, we used the Coupled Model to model the multi-family and the building to enhance the reusability of the simulation model. Also, this study carried out simulation modeling and simulation for a multi-family residential area. The simulation results of the multi-family housing area show that considering the characteristics of the residents gives better results compared to the simulation results without considering the characteristics.

이산사건시스템 명세와 체계 요소 구조를 활용한 계층적 에이전트 합성 프레임워크

최창범,Choi, Changbeom 한국시뮬레이션학회 2019 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.28 No.3

주식 시장, 인구 동향, 전염병 확산 예측, 도로교통체계 개발과 같이 다양한 분야에서 활용되고 있는 에이전트 기반 시뮬레이션 분야의 에이전트는 응용분야에 따라 각기 다른 형태로 발전되어왔다. 하지만 다학제 융합적 협력 요구되는 문제의 해결에 있어서 확장 가능한 형태의 에이전트 구조가 필요하며 이를 지원할 에이전트 모델링 및 시뮬레이션 환경이 필요하다. 본 연구는 다양한 분야의 에이전트를 수용하기 위하여 공통구조를 체계요소구조와 이산사건시스템형식론을 활용하여 명세할 수 있는 방법을 제시하고, 제시된 명세방법을 지원할 수 있는 개발 환경인 SESManager를 제안한다. 제안된 환경은 계층적으로 에이전트 구조를 정의하고 에이전트를 합성할 수 있도록 함으로써 사용자의 시뮬레이션 목적에 맞게 에이전트 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 돕는다. An agent-based simulation is a popular simulation tool to solve various problems, such as stock market, population prediction, disease prediction, and development of a traffic system. As the agents are developed and researched in different application fields, the agent has a rigid structure and may not acceptable in different domains. As a result, it is a challenging problem to define a structure for an agent structure to reflect the researcher's simulation objective. This research proposes an extendable form for an agent and its modeling environment. In order to propose a standard structure, this study adopts system entity structure and discrete event system specification formalism. Also, this research introduces the SESManager which supports the proposed specification method. The proposed environment can hierarchically define the agent structure and synthesize the agent so that it can perform the agent simulation according to the user's simulation purpose.

Research of System Entity Structure-based Distributed Simulation Execution Management

Changbeom Choi(최창범) 한국경영과학회 2019 한국경영과학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.4

체계요소구조를 활용한 에이전트 기반 시뮬레이션 자동합성방법론

Changbeom Choi(최창범) 대한산업공학회 2019 대한산업공학회 춘계학술대회논문집 Vol.2019 No.4

Research of System Entity Structure-based Distributed Simulation Execution Management

Changbeom Choi(최창범) 대한산업공학회 2019 대한산업공학회 춘계학술대회논문집 Vol.2019 No.4

체계요소구조를 활용한 에이전트 기반 시뮬레이션 자동합성방법론

Changbeom Choi(최창범) 한국경영과학회 2019 한국경영과학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.4

AddSIM 환경에서의 사용자 코드 동적 검증 방법론

양지용,최창범,Yang, Jiyong,Choi, Changbeom 한국시뮬레이션학회 2019 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.28 No.1

국방 시뮬레이션은 여러 무기체계를 실험하고 그 효용성을 평가하기 위해 활발히 사용된다. AddSIM 환경의 경우 국방 시뮬레이션에서 다루는 무기체계들을 보다 통합적인 관점에서 지원하기 위해 고안된 시뮬레이션 프레임워크로 재사용성과 확장성을 고려하여 설계되었다. AddSIM에서 사용되는 모델의 경우 기본 모델 구조에 대한 정보와 실제 무기 체계의 설계를 위해 사용되는 사용자 코드 영역에서의 검증이 통합적이며 정확한 시뮬레이션을 위해 필요하다. 따라서 본 논문에서는 AddSIM에서 사용되는 모델들에 대한 완전성을 위해 사용된 동적 검증 방법에 대해 설명한다. 사용자 코드 동적 검증 방법에 대해서는 명세 기법과 검증을 위한 알고리즘에 대해 설명한다. 또한, 검증 명세 기법 및 알고리즘을 바탕으로 구현된 동적 검증기 프로토타입에 대해 소개하며, 사례 연구에서는 AddSIM 환경에서 구현된 시뮬레이션 예제를 바탕으로 수행한 검증 결과를 분석한다. Defense simulation is actively used to test various weapon systems and evaluate their effectiveness. The AddSIM environment is a simulation framework designed to support the weapon systems dealt with in defense simulation from an integrated point of view and is designed for reuse and scalability. Models used in AddSIM require base model structure fidelity and verification of user code area. Therefore, this paper describes the dynamic verification method used for completeness of models used in AddSIM. For the dynamic verification of user code, the specification method and the verification algorithm are described. Also, we introduce the prototype of the dynamic verifier implemented based on verification specification method and algorithm. The case study analyzes the verification results based on the simulation example implemented in AddSIM environment.

성능/교전 효과도의 상호 분석이 가능한 전투 개체 기반의 모델링 방법론 - 제2부 : 상세 모델 설계 및 모델 구현

서경민,최창범,김탁곤,Seo, Kyung-Min,Choi, Changbeom,Kim, Tag Gon 한국군사과학기술학회 2014 한국군사과학기술학회지 Vol.17 No.2

Based on two dimensional model partition method proposed in Part 1, Part 2 provides detailed model specification and implementation. To mathematically delineate a model's behaviors and interactions among them, we extend the DEVS (Discrete Event Systems Specification) formalism and newly propose CE-DEVS (Combat Entity-DEVS) for an upper abstraction sub-model of a combat entity model. The proposed CE-DEVS additionally define two sets and one function to reflect essential semantics for the model's behaviors explicitly. These definitions enable us to understand and represent the model's behaviors easily since they eliminate differences of meaning between real-world expressions and model specifications. For model implementation, upper abstraction sub-models are implemented with DEVSim++, while the lower sub-models are realized using the C++ language. With the use of overall modeling techniques proposed in Part 1 and 2, we can conduct constructive simulation and assess factors about combat logics as well as battle field functions of the next-generation combat entity, minimizing additional modeling efforts. From the anti-torpedo warfare experiment, we can gain interesting experimental results regarding engagement situations employing developing weapons and their tactics. Finally, we expect that this work will serve an immediate application for various engagement warfare.

이산사건 시뮬레이션 시스템을 위한 웹 기반 분산 실험 틀

정인호,최재웅,최창범,Jung, Inho,Choi, Jaewoong,Choi, Changbeom 한국시뮬레이션학회 2017 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.26 No.2

현대사회의 다양한 분야에서는 복잡한 사회현상에 대하여 문제를 정의하고 문제해결책의 결과를 분석하는 과정으로 모델링 및 시뮬레이션을 활용하고 있다. 나날이 사회현상의 문제가 복잡해짐에 따라 요구되는 모델링 및 시뮬레이션 환경의 계산자원의 요구사항도 높아지고 있다. 이러한 요구사항을 수용하기 위해서 클라우드 서비스 등과 같이 컴퓨팅 자원을 유동적으로 사용할 수 있는 환경이 대두되었다. 본 연구에서는 이러한 컴퓨팅 자원 활용 시스템을 보다 효율적으로 활용할 수 있는 웹 기반 재구성이 가능한 시뮬레이션 실험 틀을 제안한다. 제안하는 시뮬레이션 실험 틀은 다양한 분산 컴퓨팅 환경을 지원할 수 있도록 프론트엔드(Front-end)에서 웹을 활용하여 시뮬레이션 모델의 재구성 시스템을 구축하고 백엔드(Back-end) 이산 사건 시뮬레이션의 실행을 담당하는 이산사건 시뮬레이션 실행단으로 구성된다. 본 연구는 사례연구를 통해 분산형 시뮬레이션 환경이 단일 시뮬레이션 환경보다 시간적 효율이 더 높음을 확인하였다. The problem of social phenomenon is getting more complicated than past decades, and the simulation engineers need more computation power to solve the problem. Therefore, the needs of the computational resources of the modeling and simulation environment are increasing. In the perspective of the simulation, it is necessary to allocate computational resources flexibly so that the simulation can be performed per the available budget range. As an alternative to the simulation environment to accommodate these requirements, cloud service has emerged as an environment in which computing resources can be used flexibly. This paper proposes a web-based simulation framework which consists of a front-end that reconstructs the simulation model using the web, and a back-end that executes the discrete event simulation. This paper also carried out a case study which shows web-based simulation framework has better overall runtime than standalone simulation framework.

이벤트 제어 모델 템플릿을 사용한 모델 라이브러리 기반 DEVS 시뮬레이션 환경의 확장성 개선

권세중,이준희,최창범,김탁곤,Kwon, Se Jung,Lee, Jun Hee,Choi, Changbeom,Kim, Tag Gon 한국시뮬레이션학회 2018 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.27 No.1

도메인 사용자에게 배포된 이산 사건 시스템의 시뮬레이터는 시뮬레이션 결과를 분석하는 과정에서 발생하는 요구사항의 변화로 인해 수정될 필요가 생긴다. 이로 인해 예상치 못한 개발 비용이 추가적으로 발생하고 시뮬레이션 환경의 효용성이 떨어진다. 본 논문은 이런 문제를 해결하기 위해 이벤트를 변조/삭제/생성하여 이전과 다른 결과를 발생시키는 제어 함수를 지닌 이벤트 제어 모델 템플릿을 제안한다. 이벤트 제어 모델은 이산 사건 시뮬레이션을 이산화된 상태 변화와 대응되는 이벤트의 시퀀스로 보고 실행 시간에 블랙박스 모델 외부로 발생한 이벤트를 제어하여 기존의 모델 행동을 수정한다. 더해서 이벤트 제어 모델 템플릿은 사용자가 프로그램 구현을 하지 않고 모델 행동을 수정할 수 있도록 하여 더 나은 확장성을 가지게 하며 수정에 따른 개발 비용 상승을 막는다. 본 논문은 제안하는 방법의 효용성을 보이기 위해 프로젝트 경험으로부터 가정한 사례 연구를 포함하고 있다. 이를 통해 기존의 시뮬레이터를 재사용함에 따른 이득을 확인할 수 있다. Discrete event simulation environments often need to be modified because additional questions to systems may become apparent while observing the simulation results repeatedly. It leads to increasing development budget and depreciating the effectiveness of the environment. To avoid the modifications and to generate the altered results, this paper applies an Event Control Model (ECM) with control functions that modulate, delete and generate the events at the simulation time. In addition, this paper suggests an easier approach for domain-users, who do not want to program at source code level, by using ECM templates. The simulators with the ECMs can have better extensibility because it becomes more adaptable to possibly unanticipated changes. It prevents increasing development costs due to modifications or development of new models by M&S experts, and it provides a new alternative step to domain users. To support the effectiveness of this approach, this paper describes a relevant example, which is composed of an initial simulation model based on our empirical studies. It will show that there exist the uncountable benefits because the existing simulator is reused by domain users without new projects.