Stochastic Optimization Approach for Parallel Expansion of the Existing Water Distribution Systems

안태진,최계운,박정응,Ahn, Tae-Jin,Choi, Gye-Woon,Park, Jung-Eung Korea Water Resources Association 1995 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.28 No.2

관망상배관(Looped networks)시스템에서 관수로시스템의 전체비용은 폐회로유량(Loop flows)에 따라 영향을 받는다. 따라서 관망상배관의 최적설계를 위한 수학적모형을 추계학적 최적화방법에 적용하기 위하여 폐회로유량의 섭동(Perturbations)으로 전체비용이 변하게 하였다. 관망상 배관문제의 분석가능영역은 수많은 국지해(Local optimum)를 갖는 비볼록(Nonconvex)이므로 분석가능영역의 효율적인 심사를 위하여 수정추계학적 심사방법을 제안하였으며 이 방법은 국부심사단계(Global search phase)와 국지심사단계(Local search phase)로 구성되어 있다. 국부탐사에서는 점차적으로 국지해를 증진시키며 국지탐사에서는 국부탐사단계에서 교착상태에 있는 국지해로 부터 벗어나게 하거나 최종국지해를 증진시킨다. 제안한 방법의 효율성을 검정하기 위하여 참고문헌에 있는 기존관수로시스템의 병열관로(Parallel pipe line) 확장문제를 표본으로 채택하여 제안한 방법을 적용한 결과 먼저 발표된 연구자들의 비용보다 적은 비용으로 설계할 수 있었다. The cost of a looped pipe network is affected by a set of loop flows. The mathematical model for optimizing the looped pipe network is expressed in the optimal set of loop flows to apply to a stochastic optimization method. Because the feasible region of the looped pipe network problem is nonconvex with multiple local optima, the Modified Stochastic Probing Method is suggested to efficiently search the feasible region. The method consists of two phase: i) a global search phase(the stochastic probing method) and ii) a local search phase(the nearest neighbor method). While the global search sequentially improves a local minimum, the local search escapes out of a local minimum trapped in the global search phase and also refines a final solution. In order to test the method, a standard test problem from the literature is considered for the optimal design of the paralled expansion of an existing network. The optimal solutions thus found have significantly smaller costs than the ones reported previously by other researchers.

Optimal Design of Municipal Water Distribution System

안태진,박정응,Ahn, Tae Jin,Park, Jung Eung Korean Society of Civil Engeneers 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.6

관수로시스템 문제는 수리학적 및 시스템운영 제약조건아래서 시스템의 전체비용을 최소비용으로 구하는 것이다. 관수로시스템 문제는 수많은 국지해(local minimum)을 갖는 비볼록(nonconvex) 이므로 종래의 최적화 기법은 임의의 국지해만을 구할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 좀더 나은 국지해를 구하기 위해 외부탐사 및 내부최적화 단계 즉 2 단계 분해기법을 제안하였다. 외부탐사 단계에서는 관로들의 최적유량을 찾기 위해 여러 국지해 사이를 이동하면서 좀더 나은 국지해를 찾는 방법인 추계학적탐사방법(stochastic probing method)을 이용 하였고 내부최적화 단계(local minimizer)에서는 외부탐사 단계에서 구한 국지해를 증진시킨다. 이 제안한 방법은 신설 관수로시스템 설계와 기존 관수로시스템의 확장에 적용할 수 있으며, 제안한 방법의 효율성을 검증하기 위해 어느 관수로시스템을 표본으로 채택하여 제안한 방법을 적용한 결과 먼저 발표된 연구자들의 결과보다 적은 비용으로 설계할 수 있었다. The water distribution system problem consists of finding a minimum cost system design subject to hydraulic and operational constraints. Since the municipal water distribution system problem is nonconvex with multiple local minima, classical optimization methods find a local optimum. An outer flow search - inner optimization procedure is proposed for choosing a better local minimum for the water distribution systems. The pipe network is judiciously subjected to the outer search scheme which chooses alternative flow configurations to find an optimal flow division among pipes. Because the problem is nonconvex, a global search scheme called Stochastic Probing method is employed to permit a local optimum seeking method to migrate among various local minima. A local minimizer is employed for the design of least cost diameters for pipes in the network. The algorithm can also be employed for optimal design of parallel expansion of existing networks. In this paper one municipal water distribution system is considered. The optimal solutions thus found have significantly smaller costs than the ones reported previously by other researchers.

빈도해석에 의한 용담 수위관측소 지점의 갈수량 분석

안태진,여운식,정광근,Ahn Tae-jin,Yo Woon-shik,Chung Kwang-kun 한국관개배수위원회 1998 한국관개배수논문집 Vol.5 No.1

The Power transformation, the modified Power transformation, the logarithmic transformation, the square-root logarithmic transformation, the SMEMAX transformation, the Extreme value type III, the Weibull, the log Pearson type III, the lognormal distributi

소하천 환경조성사업의 평가를 위한 소하천자연도 평가

안태진,Ahn, Tae-Jin 한국수자원학회 2007 한국수자원학회논문집 Vol.40 No.5

본 연구에서는 소하천 환경조성사업을 위한 소하천자연도를 평가하기 위하여 기존 하천자연도 평가의 하천형태와 하천환경의 2개 부문과 14개의 항목에서 2개 항목을 추가하여 16개항목으로 보완하고 3개 항목을 정량화한 지표로 구성한 소하천자연도 평가방법을 제안하였다. 소하천 평면형상의 다양성을 위한 평가지표를 마련하기 위하여 경기 남부 지역에서 55개의 소하천을 선정하여 만곡도, 사행파장 등을 분석하였다. 대상소하천의 굴곡도는 대부분 1.2 내.외이었으며 개략적으로 소하천연장 약 500m 마다 1개의 사행파장을 보여 주고 있어 평면형상에 관한 평가지표 에 반영하였다. 또한 저수로폭의 다양성 평가항목을 정량화하는 지침을 제안하였다.평가 구간의 소하천길이는 경기 남부지역의 소하천 평면형 조사를 통하여 500m ${\sim}$ 1,000m 정도로 제시하였다. 제안된 소하천 자연도 평가 방법을 공사전.후 당왕소하천에 적용하여 소하천의 자연도를 평가함으로써 친환경조성사업의 효과를 평가하였으며, 수정.제안된 소하천 자연도 평가 방법은 소하천의 하천형태 및 하천환경을 적절히 반영하는 가능성을 확인하였다. In this study the evaluation method for riverine naturalness proposed previously by other researcher has been modified to assess stream naturalness of small scaled streams. Two evaluation items have been added to the previously proposed method. That is, the modified method for evaluating naturalness of small scaled streams contains 16 evaluation items with two categories - river morphology and river environments. The three evaluation items have been improved based on the results of stream configuration and characteristics investigation. To prepare evaluation index for channel configuration of small scaled stream, 55 small scaled streams have been selected to analyze sinuosity, wavelength, etc. It has been shown that the values of sinuosity are around 1.2 and one wavelength appears approximately every 500 m in the sample streams. An equation implied diversity for width of normal flow has been proposed to add the evaluation index for diversity of channel width. The every 500 m 1,000 m along small scaled stream is also recommended through the investigation as the interval of evaluation unit. The modified method has been applied to the DangWang stream to estimate the effect of stream rectification project. It has shown that the proposed method would appropriately reflect channel morphology and environments before and after the rectification project.

관수로시스템의 최적설계

안태진,Ahn Tae-jin 한국관개배수위원회 1995 한국관개배수논문집 Vol.2 No.1

This paper presents three optimization analyses for constructing an irrigation pipe network for upland crop. A Sample network involving a pump and a storage tank is solved using the proposed three analyses. The first analysis is to resolve the sample netw

비선형계획에 의한 회로형배관의 해석

안태진,Ahn Tae-jin 한국관개배수위원회 1996 한국관개배수논문집 Vol.3 No.1

Analyses of flow rates and pressures in pipe networks are crucial in determining pipe diameters. In this study the nonlinear programming has been applied to compute pipe Hon in a looped pipe network. The required theoretical background is described to app

지역별 목표강우량에서 강우지속기간의 적용성에 관한 고찰

안태진,윤재식,Ahn. Tae Jin,Yoon. Jae Sik 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.1

소방방재청(2011)은 도시방재성능의 달성을 위하여 1시간, 2시간 및 3시간 강우지속기간을 갖는 목표강우량을 전국 지자체별로 제시한 바 있다. 지자체별로 제시된 목표강우량은 각 지역에서 확보하여야 할 최소한의 방재성능에 대응되는 강우량으로 정의하였다. 유하시설의 설계는 1hr 지속기간 목표강우량을 추천하였고 저류시설 및 유역대책은 2hr 및 3hr 지속기간 목표강우량을 추천하였다. 소방방재청(2012. 8)에서 제시한 `도시방재성능 개선 지침`은 하수도시설의 하수 및 우수관거 지선, 간선 등, 빗물펌프장 시설, 저류지, 각종 우수유출저감시설과 같은 방재시설 등과 같은 내수배제를 위한 시설물을 대상으로 도시유역내 방재 시설물이 우수관거, 저류시설, 펌프장시설 등이 포함된 경우 시스템에 관한 통합적 방재성능을 평가하고 개선코자 할 때는 1시간, 2시간 및 3시간 강우지속기간 목표강우량 및 강우분포를 모두 적용하여 수계내 침수가 발생하지 않도록 대책을 수립토록 해야 한다. 본 연구에서는 서울 신천지구, 용산지구, 목포시 1개동, 수원시 2개동 및 평택시 3개동, 여수시 3개동에 관하여 임계지속기간 및 강우지속기간별 첨두유량의 변화에 대한 유하시설 설계를 위한 목표강우량의 타당성에 대하여 분석 하였다. 그 외 수원시 1개동의 수원종합운동장의 저류시설과 신천지구 저류시설을 통한 첨두유량의 변화 및 방재조절지 106개 지구의 임계지속기간과 저류용량과 저감되는 첨두유량과의 관계를 분석하여 지속기간 1hr, 2hr 및 3hr의 목표강우량의 타당성을 판단코자 하였다.

강변저류지 조성기술 개발 연구

안태진(Tae-Jin Ahn),김경섭(Kyung-Sub Kim),최성열(Sung-Yeul Choi),전승훈(Seung-Hoon Chun) 대한토목학회 2009 대한토목학회지 Vol.57 No.12

월세(보증금)비중과 보유기간과의 상관관계 분석

안태진 ( Tae Jin Ahn ) 한국부동산분석학회 2021 부동산분석학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.-

주택을 소유함으로써 안정적인 주거활동을 목적으로 하는 것이 일반적이지만 주택의 가치가 커진다는 기대심리에 의한 투자의 경우도 배제할 수 없고 이러한 투자가치에 대한 소유형태 즉 임대유형이 다를 수 있다는 점도 존재하기 때문에 임대유형을 기준으로 보유기간과 어떠한 관련이 있는지 알아보고 임대인의 보유 선호도를 간접적으로 관찰해 보고자 한다. 국내에는 전월세 시장과 주택의 보유기간에 대해 여러 선행연구가 진행되어 왔지만 임대유형 구분에 따라 달리 나타날 수 있는 주택 보유기간에 대한 연구는 진행되지 않았기 때문에 본 연구에서는 임대유형과 보유기간과의 관계를 알아보기 위해 Cox & Oakes(1984)가 고안했었던 콕스 비례위험 모형(Cox Proportional Hazrd Model)을 통해 분석결과를 도출하고자 한다. 아파트를 소유하는 임대인은 여러 목적을 가지고 아파트를 소유하고자 한다. 주택을 소유하는 형태에는 전세, 준전세, 준월세, 월세로 놓는 경우로 구분할 수 있다. 또한 유독 관심이 많은 동남권을 중심으로 강동구, 송파구, 강남구, 서초구 일대를 중심으로 분석을 진행하고자 한다. 아파트를 소유하게 됨으로써 생기게 되는 보유기간이 존재하게 되는 데 보유기간은 지역별, 임대유형별 등으로 구분할 수 있다. 분석결과 전용면적이 클수록 매각확률이 낮아지는 것으로 나타났으며 층이 높을수록 매각확률이 높아지는 것으로 나타났다. 50이상 ~ 65미만의 아파트 보유자의 연령을 기준으로 보았을 때, 30이상~50미만 연령대의 매각확률이 높아지는 것으로 나타낫으며 65세 이상의 연령대의 매각확률은 더 낮은 것으로 나타났다. 지역특성으로 보면 강동구 매각확률이 강남구 보다 높았으며 송파구, 서초구 , 이외 서울지역의 매각확률은 강남구 보다 낮은 것으로 나타났다.

천변저류지의 최적 규모 및 위치 선정을 위한 의사결정모형의 기본 알고리즘 제안

안태진(Ahn Tae Jin),강인웅(Kang In Woong),김복천(Kim Bok Cheon),백천우(Baek Chun Woo) 대한토목학회 2007 대한토목학회 학술대회 Vol.2007 No.10