하이브리드 유전자 알고리즘과 다중목적함수를 적용한 플레이트 거더교의 격자모델에 대한 유한요소 모델개선

정대성,김철영 한국지진공학회 2008 한국지진공학회논문집 Vol.12 No.6

본 논문에서는 거더교 형식을 갖는 교량구조물의 격자 유한요소모델에 대한 모델개선을 위해 하이브리드 유전자 알고리즘에 기초한 유한요소 모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 유전자 알고리즘은 유전자 알고리즘과 심플렉스 최적화방법에 기초한 직접탐색기법으로 구성하였다. 제안된 기법에 적용할 수 있도록 고유진동수, 모드형상 및 정적 처짐에 대한 계측값과 유한요소해석 결과를 사용한 적합함수를 제시하고, 강성과 질량을 동시에 개선할 수 있도록 이들 세 가지 적합함수의 선형 조합 형태를 갖는 다중목적함수를 제시하였다. 제안된 방법은 2경간 연속 격자 유한요소모델의 수치예제와 단경간 플레이트 거더교에 대하여 검증하였다. 수치예제의 경우, 랜덤 노이즈를 고려한 계측오차의 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 수치해석과 실험적 검증을 통해, 제안된 방법이 거더교 형식의 교량에 대한 유한요소 모델개선에 적합하고 효과적임을 검증하였다. In this study, a finite element (FE) model updating method based on the hybrid genetic algorithm (HGA) is proposed to improve the grillage FE model for plate girder bridges. HGA consists of a genetic algorithm (GA) and direct search method (DS) based on a modification of Nelder & Mead's simplex optimization method (NMS). Fitness functions based on natural frequencies, mode shapes, and static deflections making use of the measurements and analytical results are also presented to apply in the proposed method. In addition, a multi-objective function has been formulated as a linear combination of fitness functions in order to simultaneously improve both stiffness and mass. The applicability of the proposed method to girder bridge structures has been verified through a numerical example on a two-span continuous grillage FE model, as well as through an experimental test on a simply supported plate girder skew bridge. In addition, the effect of measuring error is considered as random noise, and its effect is investigated by numerical simulation. Through numerical and experimental verification, it has been proven that the proposed method is feasible and effective for FE model updating on plate girder bridges.

하이브리드 유전자알고리즘을 이용한 엄격한 시간제약 차량경로문제

백정구,전건욱,Baek, Jung-Gu,Jeon, Geon-Wook 한국국방경영분석학회 2007 한국국방경영분석학회지 Vol.33 No.2

The main purpose of this study is to find out the best solution of the vehicle routing problem with hard time window by using both genetic algorithm and heuristic. A mathematical programming model was also suggested in the study. The suggested mathematical programming model gives an optimal solution by using ILOG-CPLEX. This study also suggests a hybrid genetic algorithm which considers the improvement of generation for an initial solution by savings heuristic and two heuristic processes. Two heuristic processes consists of 2-opt and Or-opt. Hybrid genetic algorithm is also compared with existing problems suggested by Solomon. We found better solutions rather than the existing genetic algorithm. 본 연구는 엄격한 시간제약 차량경로문제에 대하여 유전자알고리즘과 휴리스틱 기법을 이용하여 최적해를 산출하는 것이다. 문제해결을 위해 수리적 모형을 구성하고, ILOG-CPLEX를 이용하여 최적해를 산출하였다. 임의 생성방법과 세이빙 휴리스틱을 적용한 초기해 생성, 실행불가능해의 교정과 유전자 알고리즘 종료 후 2-opt, Or-opt 등 해교정 및 해개선을 위한 과정이 추가된 하이브리드 유전자 알고리즘을 구축하여 엄격한 시간제약이 있는 차량경로 문제에 적용하여 솔로몬 예제와 비교하고, 제안한 알고리즘의 해공간탐색능력, 수렴성, 휴리스틱 기법의 효과를 확인하였다.

A Study of Cold Chain Logistics in China: Hybrid Genetic Algorithm Approach

Xing Chen(진성),Eun-Mi Jang(장은미) 한국산업정보학회 2020 한국산업정보학회논문지 Vol.25 No.6

본 연구에서는 중국에서 유통되고 있는 냉장식품 (-1℃ to 8℃)에 대한 콜드체인 물류(Cold chain logistics: CCL) 모델이 개발되었다. CCL 모델은 분배센터 (Distribution center: DC)와 배포대상지점 (Distribution target points: DT)으로 구성되어 있으며, CCL 모델의 목적함수는 모든 유통업체의 총 유통경로를 최소화하는 것이다. 목적함수를 통한 최적결과 도출을 위해 혼합유전알고리즘(Hybrid genetic algorithm: HGA) 접근법을 제안한다. HGA 접근법은 개선된 K-means 방법과 유전알고리즘을 결합하여 구성된다. 사례연구에서는 유통경로와 유통 가능한 거리 기준으로 CCL 모델에 대해 3개의 시나리오를 고려하였으며, 이를 제안된 HGA접근법을 사용하여 해결하였다. 결과분석을 통해 제안된 HGA접근법을 사용할 경우 유통비용이 절감되고, 마일리지가 약 19%, 20%, 16% 정도 감소됨을 확인하였다. A cold chain logistics (CCL) model for chilled food (-1℃ to 8℃) distributed in China was developed in this study. The CCL model consists of a distribution center (DC) and distribution target points (DT). The objective function of the CCL model is to minimize the total distribution routes of all distributors. To find the optimal result of the objective function, the hybrid genetic algorithm (HGA) approach is proposed. The HGA approach was constructed by combining the improved K-means and genetic algorithm (GA) approaches. In the case study, three scenarios were considered for the CCL model based on the distribution routes and the available distance, and they were solved using the proposed HGA approach. Analysis results showed that the distribution costs and mileage were reduced by approximately 19%, 20% and 16% when the proposed HGA approach was used.

유한요소모델개선을 위한 하이브리드 최적화기법의 수치해석 검증

정대성,김철영 한국지진공학회 2006 한국지진공학회논문집 Vol.10 No.6

기존의 유한요소모델개선기법들은 측정에 의한 모달 데이터와 해석적으로 계산된 시스템 행렬로 구성된 수학적인 목적함수를 사용하거나 업데이팅 변수에 관한 모달 특성의 미분함수를 사용하여야만 한다. 따라서 교량구조물과 같은 복잡한 구조물에의 적용이 어렵고 역해석에 있어 해의 안정성 문제가 발생할 수 있다. 또한 개선된 모델이 물리적인 의미를 지니지 못할 수도 있다. 본 논문에서는 유전자알고리즘과 Welder-Mead의 심플렉스기법을 사용한 하이브리드 최적화 유한요소모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 최적화 기법의 성능을 검증하기 위해 3개의 국부최소값과 1개의 전체최소값을 갖는 Goldstein-Price 함수를 사용하여 비선형문제에 대한 적용성을 검토하였다. 또한 최적화목적함수의 영향을 검토하기 위해 10개의 자유도를 갖는 스프링-질량 모델을 사용하여 변수연구를 수행하였다. 최종적으로 수치해석을 통해서 질량과 강성을 동시에 개선하기 위한 최적화 목적함수를 제시하고, 제안된 하이브리드 최적화 기법이 유한요소모델개선을 위해 매우 효과적인 방법임을 입증하였다. Most conventional model updating methods must use mathematical objective function with experimental modal matrices and analytical system matrices or must use information about the gradient or higher derivatives of modal properties with respect to each updating parameter. Therefore, most conventional methods are not appropriate for complex structural system such as bridge structures due to stability problem in inverse analysis with ill-conditions. Sometimes, moreover, the updated model may have no physical meaning. In this paper, a new FE model updating method based on a hybrid optimization technique using genetic algorithm (GA) and Holder-Mead simplex method (NMS) is proposed. The performance of hybrid optimization technique on the nonlinear problem is demonstrated by the Goldstein-Price function with three local minima and one global minimum. The influence of the objective function is evaluated by the case study of a simulated 10-dof spring-mass model. Through simulated case studies, finally, the objective function is proposed to update mass as well as stiffness at the same time. And so, the proposed hybrid optimization technique is proved to be an efficient method for FE model updating.

하이브리드 굴삭기의 에너지 관리 제어에 관한 연구

유봉수(Bong Soo Yoo),황철민(Cheol Min Hwang),조중선(Joongseon Joh) Korean Society for Precision Engineering 2012 한국정밀공학회지 Vol.29 No.12

According to the successful development of hybrid vehicle, hybridization of construction equipments like excavator, wheel loader, and backhoe etc., is gaining increasing attention. However, hybridization of excavator and commercial vehicle is very different. Therefore a specialized energy management control algorithm for excavator should be developed. In this paper, hybridization of excavators is investigated and a new energy management control algorithm is proposed. Four control parameters, i.e., lower baseline, upper baseline, idling generation speed, and idling generation torque, are newly introduced and a new operating principle using those four control parameters is proposed. The use of Genetic Algorithm for the optimization of the four control parameters from the view point of minimization of fuel consumption for standard excavating operation is suggested. In order to verify the proposed algorithm, dedicated simulation program of hybrid excavator was developed. The proposed algorithm is applied to a specific hydraulic excavator and 20.7% improvement of fuel consumption is achieved.

하이브리드 볼륨 PTV(VPTV)

도덕희(D.H. Doh),조효제(H.J. Jo),조경래(K.R. Cho),문경록(K.R. Moon),이재민(J.M. Lee),황태규(T.G. Hwang) 대한기계학회 2008 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2008 No.11

A new 3D-PTV algorithm (a Volume PTV) based upon a hybrid fitness function has been constructed. A coherency fitness function is introduced using the information of space and time to sort out the correct particle pairs between the two camera images. The measurement system consists of two-high-definition-cameras(1k × 1k), a Nd-Yag laser and a host computer. The developed algorithm has been employed to investigate the flow features of the cylinder wake. The Reynolds numbers with the cylinder diameter (d=10㎜) are 360, 720, 900 and 1260. Two-dimensional displacements of the particles of each camera’s image and neighbouring constraints were introduced to reduce the calculation loads. More than 10,000 instantaneous 3D vectors have been obtained by the constructed algorithm. The constructed algorithm could recover more than 80~90% of the particle numbers in the image.

하이브리드 기법을 이용한 가스터빈 엔진의 압축기 성능선도 생성에 관한 연구

공창덕(Changduk Kong),고성희(Seonghee Kho),기자영(Jayoung Ki) 한국추진공학회 2006 한국추진공학회지 Vol.10 No.4

하이브리드 유전 알고리즘을 이용한 시간제약이 있는 군수 드론 및 수송 UGV 혼합배송 문제 연구

이정훈,김수환 한국군사과학기술학회 2022 한국군사과학기술학회지 Vol.25 No.4

This paper studies the method of delivering munitions using both drones and UGVs that are developing along with the 4th Industrial Revolution. While drones are more mobile than UGVs, their loading capacity is small, and UGVs have relatively less mobility than drones, but their loading capacity is better. Therefore, by simultaneously operating these two delivery means, each other's shortcomings may be compensated. In addition, on actual battlefields, time constraints are an important factor in delivering munitions. Therefore, assuming an actual battlefield environment with a time limit, we establish delivery routes that minimize delivery time by operating both drones and UGVs with different capacities and speeds. If the delivery is not completed within the time limit, penalties are imposed. We devised the hybrid genetic algorithm to find solutions to the proposed model, and as results of the experiment, we showed the algorithm we presented solved the actual size problems in a short time.

유전적 특징선택에 관한 연구

한명묵(Myung-Mook Han) 한국지능시스템학회 2008 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.18 No.1

많은 분야에서 최적의 기준을 바탕으로 특징들의 부분집합을 선택하는 문제들이 핵심 요소로 작용하고 있다. 다양한 특징들의 부분집합 중에서 가능한 한 가장 성능이 우수한 특징들의 부분집합을 선택하기 위해서는 특징선택 방법이 알고리즘과 적용분야들을 고려해야한다. 이 논문에서는 특징선택을 위해서 서로 다른 두 종류의 최적화 문제를 탐색하는 방법을 제안하고, 그 결과를 실험으로 보여준다.

유전알고리즘을 이용한 크레인 시스템의 최적제어

최형식 한국마린엔지니어링학회 1998 한국마린엔지니어링학회지 Vol.22 No.4

This paper presents an optimal control algorithm for the overhead crane. To control the swing motion and the position tracking of the payload of the overhead crane a state feedback control algorithm is applied. by using a hybrid genetic algorithm the feedback gains of the state feedback is optimized to minimize the cost function composed of position errors and payload swing angle under unknown constant disturbances. Computer simulation is performed to demonstrate the effectiveness of the proposed control algorithm.