부산광역시 도시철도 혼잡도 완화를 위한 디지털 트윈 시뮬레이션 모델 개발

최선한(Seon Han Choi),최필주(Piljoo Choi),장원두(Won-Du Chang),이지환(Jihwan Lee) 한국멀티미디어학회 2020 멀티미디어학회논문지 Vol.23 No.10

노이즈 환경에서 입자 군집 최적화 알고리즘의 성능 향상을 위한 통계적 가설 검정 기반 리샘플링 기법의 적용

최선한,Choi, Seon Han 한국시뮬레이션학회 2019 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.28 No.4

군집에 대한 사회적 행동 모델에 영감을 받은 군집 최적화 알고리즘은 복잡한 최적화 문제 해결에서부터 인공 신경망의 학습에까지 활용되는 대표적인 메타휴리스틱 최적화 알고리즘 중의 하나이다. 하지만 이 알고리즘은 기본적으로 확률적 노이즈가 존재하지 않는 결정적인 환경에서 개발되었기 때문에, 많은 경우 확률적 노이즈가 존재하는 실제 문제에 적용하기에 어려움이 있었다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위하여 불확실 평가 기법이라고 정의되는 통계적 가설 검정 기반의 리샘플링 기법을 적용한다. 이 기법을 통하여 입자 군집 최적화 알고리즘의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 입자들의 전역 최적을 정확하게 찾으므로 노이즈 환경에서 입자들이 최적해로 보다 정확하고 빠르게 수렴하도록 한다. 다양한 벤치마크 문제들에 대한 기존 알고리즘들과의 비교 실험 결과는 제안하는 알고리즘의 개선된 성능을 입증하고, 사례 연구의 결과는 본 연구의 필요성을 강조한다. 본 연구 결과가 4차 산업혁명 시대에 디지털 트윈 등을 통한 시뮬레이션 기반 시스템 최적화에 효과적으로 적용될 수 있을 것이라 기대한다. Inspired by the social behavior models of a bird flock or fish school, particle swarm optimization (PSO) is a popular metaheuristic optimization algorithm and has been widely used from solving a complex optimization problem to learning a artificial neural network. However, PSO is difficult to apply to many real-life optimization problems involving stochastic noise, since it is originated in a deterministic environment. To resolve this problem, this paper incorporates a resampling method called the uncertainty evaluation (UE) method into PSO. The UE method allows the particles to converge on the accurate optimal solution quickly in a noisy environment by selecting the particles' global best position correctly, one of the significant factors in the performance of PSO. The results of comparative experiments on several benchmark problems demonstrated the improved performance of the propose algorithm compared to the existing studies. In addition, the results of the case study emphasize the necessity of this work. The proposed algorithm is expected to be effectively applied to optimize complex systems through digital twins in the fourth industrial revolution.

시뮬레이션 모델기반 국방체계 설계를 위한 역방향 시뮬레이션

최선한,김탁곤,진기병,박경태,신동조,Choi, Seon Han,Kim, Tag Gon,Jin, Ki Byung,Park, Kyung Tae,Shin, Dong Cho 한국시뮬레이션학회 2020 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.29 No.3

시뮬레이션 모델을 통해 가상 전장에서 국방체계의 효과도를 분석하는 것을 순방향 시뮬레이션이라고 할 때, 높은 효과도를 가지는 국방체계를 설계하기 위해서는 역방향 시뮬레이션이 요구된다. 즉 효과도 분석 모델을 바탕으로 높은 효과도를 달성하기 위한 군사 장비들의 제원 및 성능, 그리고 운용 전술을 역으로 도출해야 한다. 하지만 역모델을 도출할 수 없는 시뮬레이션 모델의 특성상 역방향 시뮬레이션은 많은 순방향 시뮬레이션 반복을 요구하므로 효율성의 문제를 초래한다. 본 논문에서는 반복 횟수를 줄임으로 역방향 시뮬레이션을 효율적으로 수행하기 위한 다양한 알고리즘을 제시하고, 실무자가 이들을 손쉽게 활용하기 위한 역방향 시뮬레이션 도구를 소개한다. 실무자는 본 도구를 바탕으로 다양한 역방향 시뮬레이션 알고리즘을 활용하여 국방체계 설계를 위한 역방향 시뮬레이션을 손쉽게, 또 효율적으로 수행할 수 있다. 전함의 방어 시스템 설계와 군사 네트워크 시스템 설계에 대한 사례 연구는 이를 입증한다. When analyzing the effectiveness of a defense system in a virtual battlefield with a simulation model is referred to as forward simulation, reverse simulation is required to design a good defense system with high effectiveness. That is, using the simulation model, it is necessary to find the engineering factors, measures of performance, and operational tactics that are demanded to achieve high effectiveness of the system. However, the efficiency of reverse simulation is still a concern since many replications of forward simulation are required for conducting reverse simulation. In this paper, we introduce various efficient algorithms to reduce the number of replications and a reverse simulation tool for utilizing these algorithms easily. The tool allows practitioners to easily and efficiently conduct reverse simulation for design a good defense system based on simulation models. This is demonstrated with the case studies on the design of warship's defense system and the design of military network system.

공학급 국방 모델의 시뮬레이션 성능 향상을 위한 다중 충실도 M&S 기법 연구

최선한,서경민,권세중,김탁곤,Choi, Seon Han,Seo, Kyung-Min,Kwon, Se Jung,Kim, Tag Gon 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.4

본 논문은 공학급 국방 모델의 시뮬레이션 성능 향상을 위해 다중 충실도(Multi-fidelity) 모델링 시뮬레이션(M&S: Modeling and Simulation) 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 다양한 충실도를 지닌 모델을 활용하여 고 충실도 모델의 시뮬레이션과 비교하여 유사한 수준의 시스템 분석 결과를 얻음과 동시에 시뮬레이션 성능 측면에서 이득을 가져오는 방안이다. 다중 충실도 원리를 적용하기 위해 본 논문은 충실도를 모델 동작과 실행 측면으로 세분화하고, 충실도 변환 지점을 FCP (Fidelity Change Point)로 정의한다. 이러한 원리를 바탕으로 본 논문은 다음의 세 가지 쟁점을 다룬다. 먼저, 모델 동작과 실행 측면의 충실도 변환을 위한 모델 구조와 제안하는 모델에 대한 수학적 형식론, 마지막으로 모델 실행을 위한 시뮬레이션 알고리즘을 제안한다. 사례 연구로 어뢰의 표적 추적 시나리오에 대한 기초 실험을 수행하였고, 실험 결과 제안하는 기법을 사용한 경우 기존의 시뮬레이션과 비교하여 최대 4.24배의 시뮬레이션 성능 향상을 보임을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 기법은 M&S 기반의 시스템 분석을 하는 다양한 분야에서 활용될 수 있음을 기대한다. This paper presents multi-fidelity modeling and simulation (M&S) methodology to enhance simulation performance of engineering-level defense models. In this approach, a set of models with varying degrees of fidelity is exercised to reduce computational expense maintaining a similar level of system effectiveness. For multi-fidelity M&S principles, this paper defines model fidelity from two perspectives (i.e., model behavior and execution), and suggests the Fidelity Change Point (FCP) to specify the fidelity conversion. With these concepts, this paper centers on three ideas: 1) two models' structure which are the Behavioral-Fidelity Interchangeable Model (B-FIM) and the Executional-Fidelity Interchangeable Model (E-FIM), 2) modeling formalism, and 3) a simulation algorithm to support them. From an abstract case study regarding a target tracking scenario with the utilization of the proposed method, we can gain interesting experimental results regarding the enhancement of simulation performance. Finally, we expect that this work will serve various M&S-based analysis areas for enhancing simulation performance.

서스펜션 플라즈마 스프레이 코팅법으로 제조된 Ytterbium Silicate 환경차폐코팅의 상형성 및 구조에 미치는 증착인자 및 원료혼합 공정의 영향

류호림,최선아,이성민,한윤수,최균,남산,오윤석,Ryu, Ho-lim,Choi, Seon-A,Lee, Sung-Min,Han, Yoon-Soo,Choi, Kyun,Nahm, Sahn,Oh, Yoon-Suk 한국분말야금학회 2017 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.24 No.6

SiC-based composite materials with light weight, high durability, and high-temperature stability have been actively studied for use in aerospace and defense applications. Moreover, environmental barrier coating (EBC) technologies using oxide-based ceramic materials have been studied to prevent chemical deterioration at a high temperature of $1300^{\circ}C$ or higher. In this study, an ytterbium silicate material, which has recently been actively studied as an environmental barrier coating because of its high-temperature chemical stability, is fabricated on a sintered SiC substrate. $Yb_2O_3$ and $SiO_2$ are used as the raw starting materials to form ytterbium disilicate ($Yb_2Si_2O_7$). Suspension plasma spraying is applied as the coating method. The effect of the mixing method on the particle size and distribution, which affect the coating formation behavior, is investigated using a scanning electron microscope (SEM), an energy dispersive spectrometer (EDS), and X-ray diffraction (XRD) analysis. It is found that the originally designed compounds are not effectively formed because of the refinement and vaporization of the raw material particles, i.e., $SiO_2$, and the formation of a porous coating structure. By changing the coating parameters such as the deposition distance, it is found that a denser coating structure can be formed at a closer deposition distance.

Research trends Analysis of Chinese Language Education: Focusing on 〈Chinese Language Education and Research〉 from the Korea Association of Chinese Language Education

Na, Han(?娜),Seon-jin, Choi(崔善珍) 한국중어중문학회 2022 한국중어중문학회 우수논문집 Vol.- No.-

공공 자전거 시스템의 효율적 운용을 위한 모델링 및 시뮬레이션 : 세종시 사례 중심

배장원(Jang Won Bae),최선한(Seon Han Choi),이천희(Chun-Hee Lee),백의현(Euihyun Paik) 한국시뮬레이션학회 2021 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.30 No.1

최근 정보통신기술의 발달에 따른 공공 자전거 시스템 운영 사례가 증가하고 있다. 대도시의 공공 자전거 시스템은 시민에 대한 공공성과 편리성을 모두 확보해야하기 때문에, 도입부터 운영까지 다양한 이슈에 대한 분석이 필요하다. 또한, 최근 라스트 마일 수단으로 각광받고 있는 개인 모빌리티 사업과의 공존을 위한 다양한 시나리오 역시 대비할 필요가 있다. 본 논문은 공공 자전거 시스템의 효율적 운영 관리를 위한 시뮬레이션 모델을 제안한다. 특히, 제안한 방법은 공공 자전거 시스템의 일반적인 구조와 행태를 모델링 하여 다른 도시에 쉽게 활용할 수 있는 형태로 개발하였고, 컴포넌트 기반의 모델 구성으로 향후 모델의 수정 및 확장이 용이하도록 개발하였다. 본 논문에서는 제안된 방법의 사례로 세종시 공공 자전거 시뮬레이션을 수행하였다. 세종시 공공 자전거 시스템의 데이터를 적용하여 시뮬레이션 결과를 도출하고, 도출된 결과를 세종시 실데이터와 비교하여 검증하였다. 검증된 모델을 이용하여, 세종시에 적합한 공공 자전거 서비스를 설계하고 분석할 수 있는 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. In recent years, public bicycle systems are widely spread over the world according to the development of ICT technology. Since the public bicycle systems in large cities need to secure both publicity and convenience for citizens, analysis of various their issues from introduction to operation is required. In addition, it is also necessary to prepare for various scenarios for coexistence with the PM business, which is recently in the spotlight as a last mile means and normally managed privately. This paper introduces modeling and simulation for efficient operations of public bicycle systems. In particular, the proposed method was developed in a form that can be easily used in other cities by modeling the general structure and behavior of the public bicycle system, and it was developed to facilitate modification and expansion of the future model with a component-based model configuration. This paper provides a case study of the propose method, which is the public bicycle simulation in Sejong City. The simulation results were derived by applying the data from the public bicycle system of Sejong City, and they were verified with the associated real data of Sejong City. Using the verified model, it is expected that it can be used as a tool to design and analyze various services on the public bicycle systems, which were especially suitable for Sejong City.

FPGA에서 FFT(Fast Fourier Transform)를 구현하기 위한 에너지 효율적이고 변수화 된 설계

장주욱 ( Ju Wook Jang ),한우진 ( Woo Jin Han ),최선일 ( Seon Il Choi ),( Gokul Govindu ),( Viktor K. Prasanna ) 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지 A Vol.13 No.2

In this paper, we develop energy efficient designs for the Fast Fourier Transform (FFT) on FPGAs. Architectures for FFT on FPGAs are designed by investigating and applying techniques for minimizing the energy dissipation. Architectural parmeters such as degrees of vertical and horizontal parallelism are identified and a design choices. We determine design trade-offs using high-level performance estimation to obtain energy-efficient designs. We implemented a set storage types as parameters, on Xilinx Vertex-II FPGA to verify the estimates. Our designs dissipate 57% to 78% less energy than the optimized designs from the Xilinx library. In terms of a comprehensive metric such as EAT (Energy-Area-Time), out designs offer performance improvements of 3-13x over the Xilinx designs.

고분자 전해질형 연료전지 기체 확산층(Gas Diffusion Layer)을 통한 물 유동 특성 가시화

진집(Jib Jin),이재석(Jae Seok Lee),최선종(Seon Jong Choi),김한상(Han-Sang Kim) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12

In a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), the effective water management is a one of the important strategies for improving fuel cell performance and efficiency gains. In this study, the improved design in the unit simulated flow field configuration was adopted to study the characteristic of water flow in the flow field channel through the gas diffusion layer (GDL). The previous design has some problems in sealing because it was assembled by four bolts and nuts. It was so difficult to distribute each pressure equally in a water inlet because of the location of water inlet. In the new design of this study, to improve the strength, the location of water inlet was moved to the center of flow field channel. Six bolts and six nuts remain at equal distance in a circular manner were used for more even pressure distribution and better sealing. Water is supplied equally by using a syringe pump with a flow rate of 10μℓ/min and the visualization of water droplet on GDL surface was recorded by a Charge Coupled Device (CCD) camera system. Through the experiment using the newly designed configuration, the appearance and growth of water droplet towards the flow channel through the GDL can be effectively investigated. This study can be used to provide the basic data for an effectual method of removing water from the flow channels of PEMFC.

2000 년도 학술대회 논문집 : DGPS 를 이용한 스키어 ( skier ) 교육용 소프트웨어 개발

윤영선(Young Su Yun),김동윤(Do Yoon Kim),조영수(Youn Su Cho),최선정(Seon Jeong Choi),이상효(Sang Hyo Lee),장재규(Jae Gyu Jang),한광훈(Kwang Hun Han),박성민(Sung Min Park),기창돈(Chang Don Kee) 한국항행학회 2000 韓國航行學會論文誌 Vol.4 No.1