딥러닝 기법을 활용한 컨테이너선 운임 예측 모델

김동균,최정석,Kim, Donggyun,Choi, Jung-Suk 해양환경안전학회 2021 해양환경안전학회지 Vol.27 No.5

해운 시황을 예측하는 것은 중요한 문제이다. 투자 방식의 결정, 선대 편성 방법, 운임 등을 결정하기 위한 판단 근거가 되며 이는 기업의 이익과 생존에 큰 영향을 미치기 때문이다. 이를 위해 본 연구에서는 기계학습 모델인 장단기 메모리 및 간소화된 장단기 메모리 구조의 Gated Recurrent Units를 활용하여 컨테이너선의 해상운임 예측 모델을 제안한다. 운임 예측 대상은 중국 컨테이너 운임지수(CCFI)이며, 2003년 3월부터 2020년 5월까지의 CCFI 데이터를 학습에 사용하였다. 각 모델에 따라 2020년 6월 이후의 CCFI를 예측한 후 실제 CCFI와 비교, 분석하였다. 실험 모델은 하이퍼 파라메터의 설정에 따라 총 6개의 모델을 설계하였다. 또한 전통적인 분석 방법과의 성능을 비교하기 위해 ARIMA 모델도 실험에 추가하였다. 최적 모델은 두 가지 방법에 따라 선정하였다. 첫 번째 방법으로 각 모델을 10회 반복 실험하여 얻은 RMSE의 평균값이 가장 작은 모델을 선정하는 것이다. 두 번째 방법으로는 모든 실험에서 가장 낮은 RMSE를 기록한 모델을 선정하는 것이다. 실험 결과 전통적 시계열 예측모델인 ARIMA 모델과 비교하여 딥러닝 모델의 정확도를 입증하였으며, 정확한 예측모델을 통해 운임 변동의 위험관리 능력을 제고시키는데 기여했다. 반면 코로나19와 같은 외부 효과에 따른 운임의 급격한 변화상황이 발생한 경우, 예측모델의 정확도가 감소하는 한계점을 나타냈다. 제안된 모델 중 GRU1 모델이 두 가지 평가 방법 모두에서 가장 낮은 RMSE(69.55, 49.35)를 기록하며 최적 모델로 선정되었다. Predicting shipping markets is an important issue. Such predictions form the basis for decisions on investment methods, fleet formation methods, freight rates, etc., which greatly affect the profits and survival of a company. To this end, in this study, we propose a shipping freight rate prediction model for container ships using gated recurrent units (GRUs) and long short-term memory structure. The target of our freight rate prediction is the China Container Freight Index (CCFI), and CCFI data from March 2003 to May 2020 were used for training. The CCFI after June 2020 was first predicted according to each model and then compared and analyzed with the actual CCFI. For the experimental model, a total of six models were designed according to the hyperparameter settings. Additionally, the ARIMA model was included in the experiment for performance comparison with the traditional analysis method. The optimal model was selected based on two evaluation methods. The first evaluation method selects the model with the smallest average value of the root mean square error (RMSE) obtained by repeating each model 10 times. The second method selects the model with the lowest RMSE in all experiments. The experimental results revealed not only the improved accuracy of the deep learning model compared to the traditional time series prediction model, ARIMA, but also the contribution in enhancing the risk management ability of freight fluctuations through deep learning models. On the contrary, in the event of sudden changes in freight owing to the effects of external factors such as the Covid-19 pandemic, the accuracy of the forecasting model reduced. The GRU1 model recorded the lowest RMSE (69.55, 49.35) in both evaluation methods, and it was selected as the optimal model.

사비기 횡혈식석실의 매장 프로세스 검토

김동균(Donggyun Kim) 한국고고학회 2022 한국고고학보 Vol.- No.123

사비기 횡혈식석실 연구는 지금까지 많은 분야에서 진행되었지만, 전체적인 매장 프로세스를 파악하기는 어려움이 따랐다. 그럼에 따라, 본 논문은 부여지역을 중심으로 익산, 완주, 예산, 보령지역에서 조사된 사비기 횡혈식석실 자료를 바탕으로 매장 프로세스를 분석하고 복원하였다. 매장 프로세스 분석 결과 횡혈식석실의 축조과정은 총 3단계로 나누어진다. Ⅰ단계는 석실 축조 전 단계로 묘역 선정과 묘광 굴착, 배수로를 설치한다. Ⅱ단계는 석실이 축조되는 단계로 석재형태의 선택, 석실 조립이 이루어진다. 석실 조립이 완료되면 석실 상부에 1차 성토가 이루어진다. Ⅲ단계는 현실 안으로 피장자안치와 부장품을 매납하고 석실이 폐쇄되며, 이후 2차 성토인 묘도부 성토가 이루어진다. 동시에 호석을 설치하면서 봉분의 경계를 확정한 것으로 확인된다. 그 후 3차 성토로 마무리하면서 주구가 설치된다. 복원한 축조과정을 토대로 상장의례와 함께 사비기 횡혈식석실의 매장 프로세스를 부여 왕릉원 서고분군을 중심으로 복원하였다. Ⅰ단계에서는 피장자가 사망 직후 횡혈식석실의 축조가 시작되고 피장자는 빈전에 안치되었으며, 빈전으로 이동되기까지 의례가 행해졌을 것으로 보인다. Ⅱ단계에서는 피장자가 빈전에 안치되는 기간에 죽은 자를 애도하는 것뿐만 아니라 대외적인 목적을 가지고 이 기간을 이용한 것으로 보인다. Ⅲ단계는 피장자가 빈전에서 석실로 이동하며, 이 단계 의례는 시신을 운구하는 과정과 횡혈식석실 축조과정이 마무리된 이후에 이루어졌을 것이다. 사비기 횡혈식석실은 부여, 익산, 완주, 예산, 보령지역에 다양하게 분포하고 있다. 기왕의 연구를 통해 석실을 축조하기 위해 설계도라는 하나의 계획이 존재했을 것으로 추정되는 만큼 석실 축조과정의 매장 프로세스 공유도 함께 이루어졌을 것으로 보인다. The study of the stone chamber tomb with corridor-style entrance of the Sabi period has been conducted from various perspectives thus far, but it has been difficult to grasp the overall burial process. Accordingly, this study analyzed and reconstructed the burial process at stone chamber tombs with corridor-style entrances dating to the Sabi period based on data from tombs investigated in Buyeo, Iksan, Wanju, Yesan, and Boryeong. The analysis of the tomb construction process makes it possible to distinguish three stages. Stage I is the step before the construction of the stone chamber, during which tomb location is selected, the tomb pit is dug, and the drainage channels are installed. Stage II is the step during which the stone chamber is built and involves the selection of the stone block form and the assembly of the stone chamber. When the assembly of the stone chamber is completed, the first layer of earth is laid out, covering the upper part of the stone chamber. In Stage III, the burial site and burial goods are buried, and the stone chamber is closed off. A second layer of earth is then laid out, covering the corridor section. At the same time, the surrounding stones are installed, thereby marking out the boundary of the burial mound. After that, the third second layer of earth is then laid out and a surrounding ditch installed. Taking into consideration this reconstructed construction process, the associated rituals that would have taken place were also reconstructed for the Sabi period, using the example of western tomb cluster of the Neungsan-ri burial ground in Buyeo. In Stage I, construction of the tomb began immediately after the deceased individual’s death, and the deceased was placed in a temporary resting place. Rituals appear to have been practiced during the removal of the deceased to the temporary resting place. In Stage II, rituals took place for the duration of the period during which the deceased was laid to rest at the temporary resting place. Rituals were not only to mourn the deceased but also served a political and diplomatic function. In Stage III, the deceased was removed from the temporary resting place to the stone chamber. During this stage, rituals would have been carried out during the transportation process of the deceased and around the time that the construction of the chamber was finalized. The stone chamber tombs with corridor-style entrances of the Sabi period are distributed in various areas in Buyeo, Iksan, Wanju, Yesan, and Boryeong. As it is presumed that a master ‘blueprint’ of sorts had been widely shared for the construction of these tombs, it seems likely that the burial process was also shared.

차량 동역학 기반 종, 횡방향 충돌 회피 제어

김동균(Donggyun Kim),김승기(Seungki Kim),이상호(Sangho Lee),안창선(Changsun Ahn) 한국자동차공학회 2019 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2019 No.11

정지 상태에서 가속시 연비 절감을 위한 자율주행 하이브리드 자동차용 동력 제어 알고리즘

김동균(Donggyun Kim),김준영(Junyoung Kim),안창선(Changsun Ahn) 한국자동차공학회 2018 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2018 No.11

When an autonomous hybrid vehicle launches from a stand still state, we can develop a controller to consider a fuel economy in a short time horizon and battery recovery in coasting and braking situation. According to the dynamic programming method, a fuel-conscious strategy has the rule that if the SOC is within the acceptable range, the engine and the motor will operate in the best efficiency zone without worrying about the battery SOC. This paper suggests a fuelconscious launching controller for autonomous parallel hybrid vehicles based on the extracted rule. The developed launching controller works the motor until the motor torque is operated in the best efficient region, and then, works the engine additionally in the SOC permissible region. We validated the suggested controller and compared with driver model with conventional hybrid control algorithm.

BUIO를 이용한 프로토콜 적합성시험을 위한 시험항목생성

김동균(DongGyun Kim),김재철(Jaecheol Kim),최양희(Yanghee Choi),박용범(Yongbum Park),정일영(Ilyoung Chung) 한국정보과학회 1994 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2B

본 논문은 통신프로토콜의 적합성 시험에 사용되는 시험항목 생성을 위한 새로운 방법을 제시한다. 프로토콜명세의 제어부분(control portion)을 유한상태기계(FSM)로 나타내고 각 상태(state)를 고유하게 식별시키는 입출력시퀀스를 만든다. 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 다중 UIO(Unique Input/Output) 시퀀스들과 새로운 개념인 다중 BUIO(Backward UIO) 시퀀스들을 복합적으로 사용하여 중복성을 최대화함으로써 시험항목의 길이를 최소화시키는 heuristic 알고리즘을 제시한다. 또한 오류 검출을 위한 BUIO의 활용가능성도 제시한다.

자율운항선박 시뮬레이션 및 실해역 실험 분석

김동균(Donggyun Kim),김진수(Jin-Soo Kim),임남균(Nam-Kyun Im) 한국항해항만학회 2023 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.1

본 연구는 자율운항선박의 실제 해상에서의 성능 검증하기 위한 실험을 진행하였다. 먼저 SAS(Samsung Autonomous System)을활용하여 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션은 Imazu 조우 모델을 기반으로 실험을 진행하였다. 시뮬레이션에서 조우 선박은 2-4척으로정면, 횡단, 추월 등이 뒤섞인 상황을 가정하였다. 결과 분석은 6가지 항목(속력, Heading, Rate of Turn, Collison Risk Index, DCPA, TCPA, Closest Distance, XTD(Cross-Track Distance))을 분석하였다. 2 차례의 실해역 실험을 진행하였다. 목포-제주도 구간에서 실해역 실험을 진행 후 목포-이어도-독도 항로에서 실해역 실험을 진행하였다. 실해역 실험 결과 Imazu 모델 기반 시뮬레이션과 비슷한 결과를 보였다.

쿠버네티스 환경에서 다양한 이미지 풀링 방식에 따른 오토스케일링 성능 분석

김동균(Donggyun Kim),송충건(Chunggeon Song),김형준(Hyungjun Kim),유헌창(Heonchang Yu),길준민(JoonMin Gil) 한국정보과학회 2023 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2023 No.6

자율운항선박의 충돌 피항 방법 분석

김동균(Donggyun Kim) 한국지능시스템학회 2021 한국지능시스템학회논문지 Vol.31 No.1

국제해사기구는 자율운항선박을 Maritime Autonomous Surface Ship(MASS)로 정의하였으며 이와 관련된 규정을 논의중이다. 많은 나라에서 MASS 기술을 선도하기 위해 노력중이며 한국의 경우, 2025년까지 MASS 자율화 등급 4단계 중 3단계를 목표로 연구 및 기술 개발이 진행중이다. 본 연구에서는 선박 충돌 방지를 위해 제안된 다섯가지 알고리즘(distributed algorithm, lee’s algorithm, ant colony algorithm, bounding box, velocity obstacle)을 선정하여 10가지 평가 지표에 따라 각 알고리즘의 특징을 비교, 분석하였다. 대부분의 연구에서 상대 선박은 초기 설정값에 따라서만 움직였으며 본선의 피항 동작을 반영하지 못한다는 문제점이 있다. 이러한 점은 실제 선박의 피항 동작과는 차이가 있으며 자율운항선박에 적용시 고려되어야 할 것으로 판단된다. The International Maritime Organization has defined autonomous ships as Maritime Autonomous Surface Ships (MASS) and is discussing related regulations. Many countries are striving to lead the MASS technology, and in the case of Korea, research and technology development are underway aiming at 3 out of 4 stages of MASS by 2025. In this study, five proposed algorithms were selected to prevent ship collision(distributed algorithm, lee’s algorithm, ant colony algorithm, bounding box, and velocity obstacle), and the characteristics of each algorithm were compared and analyzed according to ten evaluation indicators such as Information Exchange, suggestion of collision avoidance method, guarantee of solution search and etc. In most of the studies, there were a problem that the target ship moved only according to the initial set value, and it did not reflect the motion of own ship. This point is different from the actual ship’s behavior and should be considered when applied to MASS.

초점 열화 추정을 위한 모델 기반 PSF 추정 방법

김동균(Donggyun Kim),백준기(Joonki Paik) 대한전자공학회 2010 대한전자공학회 학술대회 Vol.2010 No.6

충돌회피 조향시스템의 한계성능 분석 및 회피 조향제어기 설계

김동균(Donggyun Kim),김승기(Seungki Kim),이상호(Sangho Lee),안창선(Changsun Ahn) 한국자동차공학회 2020 한국 자동차공학회논문집 Vol.28 No.3