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정규화 및 교차검증 횟수 감소를 위한 무작위 풀링 연산 선택에 관한 연구
류서현(Seo-Hyeon Ryu) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.4
본 논문에서는 컨볼루션 신경망 구조(Convolution Neural Network)에서 정규화 및 교차검증 횟수 감소를 위한 무작위로 풀링 연산을 선택하는 방법에 대해 설명한다. 컨볼루션 신경망 구조에서 풀링 연산은 피쳐맵(Feature Map) 크기 감소 및 이동 불변(Shift Invariant)을 위해 사용된다. 기존의 풀링 방법은 각 풀링 계층에서 하나의 풀링 연산이 적용된다. 이러한 방법은 학습 간 신경망 구조의 변화가 없기 때문에, 학습 자료에 과도하게 맞추는 과 적합(Overfitting) 문제를 가지고 있다. 또한 최적의 풀링 연산 조합을 찾기 위해서는, 각 풀링 연산 조합에 대해 교차검증을 하여 최고의 성능을 내는 조합을 찾아야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 풀링 계층에 확률적인 개념을 도입한 무작위 풀링 연산 선택 방법을 제안한다. 제안한 방법은 풀링 계층에 하나의 풀링 연산을 적용하지 않는다. 학습기간 동안 각 풀링 영역에서 여러 풀링 연산 중 하나를 무작위로 선택한다. 그리고 시험 시에는 각 풀링 영역에서 사용된 풀링 연산의 평균을 적용한다. 이러한 방법은 풀링 영역에서 서로 다른 풀링 조합을 사용한 구조의 평균을 한 것으로 볼 수 있다. 따라서, 컨볼루션 신경망 구조가 학습데이터에 과도하게 맞추어지는 과적합 문제를 피할 수 있으며, 또한 각 풀링 계층에서 특정 풀링 연산을 선택할 필요가 없기 때문에 교차 검증 횟수를 감소시킬 수 있다. 실험을 통해, 제안한 방법은 정규화 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 및 교차 검증 횟수를 줄일 수 있다는 것을 검증하였다. In this paper, we propose a method for the random selection of pooling operations for the regularization and reduction of cross validation in convolutional neural networks. The pooling operation in convolutional neural networks is used to reduce the size of the feature map and for its shift invariant properties. In the existing pooling method, one pooling operation is applied in each pooling layer. Because this method fixes the convolution network, the network suffers from overfitting, which means that it excessively fits the models to the training samples. In addition, to find the best combination of pooling operations to maximize the performance, cross validation must be performed. To solve these problems, we introduce the probability concept into the pooling layers. The proposed method does not select one pooling operation in each pooling layer. Instead, we randomly select one pooling operation among multiple pooling operations in each pooling region during training, and for testing purposes, we use probabilistic weighting to produce the expected output. The proposed method can be seen as a technique in which many networks are approximately averaged using a different pooling operation in each pooling region. Therefore, this method avoids the overfitting problem, as well as reducing the amount of cross validation. The experimental results show that the proposed method can achieve better generalization performance and reduce the need for cross validation.
드론길 활용 가시권 밖 비행 송전선로 무인순시드론 현장실증
고병성(ByungSung Ko),류서현(Seo-Hyeon Ryu),박준영(Joon-Young Park),김석태(Seok-Tae Kim),이재경(Jae-Kyung Lee) 대한전기학회 2021 대한전기학회 워크샵 Vol.2021 No.4
기존의 송전선로 점검드론은 리튬 폴리머 배터리를 탑재하여 20여 분 정도만 비행할 수 있어 철탑 2개로 구성된 1경간 정도의 점검만 가능하였다. 이를 해결하기 위하여 한국전력공사 전력연구원에서는 수소연료전지를 배터리로 사용하고 LTE 통신을 채택한 무인순시드론 시스템을 개발하였다. 이 수소연료전지 드론은 송전선로용 지상관제시스템과 연계되어 LTE 통신을 통하여 비가시권 순시점검드론 자율비행을 원격 제어할 수 있으므로, 장시간 비행으로 가시권밖 여러 경간의 선로 순시가 가능하며 태풍, 산사태 등 자연재해 발생 후 원거리에서 산악지역에 위치한 송전선로의 상태파악이 가능하다. 2020년 8월 개발한 수소연료전지 순시점검드론 운용기술은 드론길 시범구간을 대상으로 국토부 산하의 서울지방항공청으로부터 가시권 밖 특별비행 승인을 받았다.
돌입전류 제한회로 개선을 통한 전원변환장치 운용신뢰성 향상
윤재복(Jae-Bok Yoon),류서현(Seo-Hyeon Ryu) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.10
본 논문에서는 돌입전류로부터 전원변환장치를 보호하고 오동작을 예방하기 위해서 돌입전류 제한회로의 성능 향상방법에 관해 서술하였다. 군용 레이더의 전원변환장치를 운용하던 도중 회로차단기가 간헐적으로 동작하여 장비운용에 불편함이 초래되었다. 돌입전류 제한회로의 출력 전류를 측정해 본 결과 간헐적으로 250A이상 과전류가 발생하여 회로차단기가 동작하였다. 돌입전류 제한회로에 사용된 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 분석, 돌입전류 제한회로의 동작원리 분석을 통해 의도치 않게 dv/dt triggering 방식으로 SCR이 도통되면서 과도한 전류가 발생한다는 것을 알 수 있었다, 분석한 원인을 바탕으로 SCR 양단에 급격한 전압 변화가 생기지 않도록 하고, SCR이 gate triggering 이외의 방식으로 도통 되어도 의도한 전류 이상으로 돌입전류가 발생하지 않도록 SCR 앞단에 저항이 위치 하도록 회로를 변경하여 순간적인 전압 변화를 방지하였다. 마지막으로 돌입전류 제한회로의 전류 측정을 통해 의도한 전류 이상으로 돌입전류가 발생하지 않음을 입증 하였고, 상위체계에 부착시험을 통해 체계 영향성을 확인 하였으며, 전원변환장치에 적용하여 1년 이상 야전에서 운용결과 회로차단기가 동작하는 경우가 발생하지 않았다. This paper describes the performance improvement of an inrush current limiter to prevent damage or malfunctions in power converters due to the inrush current. When the power converter of military radar is operated, the circuit breaker of the power converter is often activated because the overcurrent flows through the circuit breaker of the power converter. Therefore, this study performed a cause analysis of the problem, which is a larger current flow than the intended current(250A). The operation principle of an inrush current limiter and SCR (Silicon Controlled Rectifier) used in the inrush current limiter was analyzed. As a result, the overcurrent flow through the circuit breaker was found to be due to dv/dt triggering of SCR. Based on cause analysis, this paper proposes a technique by adding the resistor in front of the SCR to prevent an unnecessary inrush current. Finally, the effectiveness of the improvement was verified by measuring the output current in the inrush current limiter. The power converter equipped with the improved inrush current limiter operated for more than 1 year without the circuit breaker of the power converter being activated.
송전선로 드론 순시·정밀점검 운용 및 공공용 드론길 구축방안에 대한 연구
우정욱,박준영,김석태,이재경,류서현,Woo, Jung-Wook,Park, Joon-Young,Kim, Seok-Tae,Lee, Jae-Kyung,Ryu, Seo-Hyeon 한국전력공사 2020 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.6 No.3
KEPCO Research Institute developed a GIS-based autopilot drone inspection system for electric power facilities and since its pilot application in 2017, it has been successfully used to detect defects in power transmission lines. This paper presents how to operate this system in the field of power line inspection. Power transmission lines are located in a wide variety of environments such as plains, mountains, river crossings, sea crossings, and industrial areas. Among these, some transmission lines are difficult for human workers to access because of their geographies and some should be checked more often due to their severe contamination. Considering these field conditions, we classified drone operation in two categories to increase its effectiveness and efficiency - patrol surveillance and detailed inspection tasks. This paper describes the detailed procedures of the two tasks above and their field application experiences. In addition, this paper newly proposes how to construct public drone roads by using the information of KEPCO's power transmission lines.