모듈화된 계층의 구조를 갖는 시뮬레이션 모델에서의 모델간 연결 방법론과 그 적용 예

조대호(Tae Ho Cho),정민수(Min Soo Jung),하경재(Kyung Jae Ha) 경남대학교 기초과학연구소 1995 慶南大學校 基礎科學硏究所 硏究報告 Vol.7 No.-

이종의 소프트웨어 시스템들의 연동을 지원하기 위한 블랙보드 구조의 적용

조대호(Cho Tae Ho),고종영(Koh Jong Young) 한국정보처리학회 1998 정보처리학회논문지 Vol.5 No.5

This paper presents a multiagent system, based on the blackboard architecture and its mechanism of coordination and communication, developed for the collaboration of distributed heterogeneous software systems. The system provides the environment for the collaboration among pre-existing heterogeneous subsystems within the context of multimedia distance education application. The meta-knowledge for each agent is isolated in the global controller and the control knowledge and the problem-solving knowledge are clearly separated within the system. As a result, the coordination problem that typically found in the conventional distributed problem solving systems are greatly enhanced and the reusability of the pre-developed systems are improved.

센서 네트워크에서 데이터 전송 보장을 위한 유전자 알고리즘 기반의 라우팅 방법

김진명,조대호,Kim, Jin-Myoung,Cho, Tae-Ho 한국시뮬레이션학회 2007 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.16 No.3

무선 센서 네트워크는 전쟁장 탐색, 침입자 추적 그리고 고속 도로 감시 등과 같은 많은 응용분야가 있다. 이러한 응용분야는 사용자의 관심 대상이 되는 지역에서 발생 하는 사건 모니터링 하기 위하여 센서 노드로부터 감지된 데이터를 수집한다. 이러한 응용분야에서 가장 중요한 목적은 데이터의 원활한 수집이다. 라우팅 프로토콜에 의존하는 데이터 전달 베이스 스테이션에게 전달되지 않을 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 우리는 센서 노드의 균등한 에너지 소비를 고려하여 데이터 전달 보장을 위한 유전자 알고리즘 기반의 라우팅 방법을 제안 한다. 제안하는 유전자 알고리즘은 전파 방해 지역, 데이터 전송에 필요한 에너지양 그리고 센서 노드의 평균 잔여 에너지를 고려한 효율적인 라우팅 경로를 탐색한다. 또한 유전자 알고리즘에서 사용하는 적합도는 함수는 퍼지 규칙이 적용되어 정리된다. 우리는 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법을 기존의 LEACH와 계층적 PEGASIS에 대하여 비교 한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 방법이 에너지의 효율적인 사용과 데이터 전송 성공률에 대한 효율성을 보여 준다. There are many application areas of wireless sensor networks, such as combat field surveillance, terrorist tracking and highway traffic monitoring. These applications collect sensed data from sensor nodes to monitor events in the territory of interest. One of the important issues in these applications is the existence of the radio-jamming zone between source nodes and the base station. Depending on the routing protocol the transmission of the sensed data may not be delivered to the base station. To solve this problem we propose a genetic algorithm based routing method for reliable transmission while considering the balanced energy depletion of the sensor nodes. The genetic algorithm finds an efficient routing path by considering the radio-jamming zone, energy consumption needed fur data transmission and average remaining energy level. The fitness function employed in genetic algorithm is implemented by applying the fuzzy logic. In simulation, our proposed method is compared with LEACH and Hierarchical PEGASIS. The simulation results show that the proposed method is efficient in both the energy consumption and success ratio of delivery.

무선 센서네트워크에서의 효과적인 에너지 활용 시뮬레이션

백승범,조대호,Baeg, Seung-Beom,Cho, Tae-Ho 한국시뮬레이션학회 2005 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.14 No.3

One of the imminent problems to be solved within wireless sensor network is to balance out energy dissipation among deployed sensor nodes. In this paper, we present a transmission relay method of communications between BS (Base Station) and CHs (Cluster Heads) for balancing the energy consumption and extending the average lifetime of sensor nodes by the fuzzy logic application. The proposed method is designed based on LEACH protocol. The area deployed by sensor nodes is divided into two groups based on distance from BS to the nodes. RCH (Relay Cluster Head) relays transmissions from CH to BS if the CH is in the area far away from BS in order to reduce the energy consumption. RCH decides whether to relay the transmissions based on the threshold distance value that is obtained as a output of fuzzy logic system, Our simulation result shows that the application of fuzzy logic provides the better balancing of energy depletion and prolonged lifetime of the nodes.

통계적 여과 기법이 적용된 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 네트워크 관리를 위한 영역별 경로 재설정 주기 결정 기법

박혁,조대호,Park, Hyuk,Cho, Tae-Ho 한국시뮬레이션학회 2011 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.20 No.3

대규모 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드는 개방된 무인 환경에서 동작한다. 악의적인 공격자는 일부 센서 노드를 탈취 하여 허위 보고서를 주입할 수 있다. 통계적 여과 기법은 이러한 허위 보고서 주입 공격에 대응하기 위한 기법으로 보고서 전달 과정 중에 허위 보고서를 검출하고 여과할 수 있는 방법을 제안하였다. 통계적 여과 기법에서는 적절한 전달 경로 설정을 통하여 허위 보고서 검출 성능 향상뿐만 아니라 에너지 효율 또한 높일 수 있다. 하지만 네트워크의 위상 변화와 노드의 에너지고갈 등의 다양한 환경 변화로 인하여 전달 경로를 재설정해야 하는 경우가 빈번히 발생한다. 빈번한 경로 재설정은 과도한 에너지 소모를 유발하므로 적절한 경로 재설정 주기를 결정하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 센서 네트워크의 제안된 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 영역별 경로 재설정 주기 결정 기법을 제안한다. 제안 기법은 퍼지 시스템을 이용해 각 영역의 경로 재설정 주기를 동적으로 결정한다. 또한 주기가 결정된 영역에 대해 적절한 보안 수준을 결정하고 해당 영역은 이를 적용하여 경로를 재설정한다. 시뮬레이션을 통하여 제안 기법이 경로 재설정에 사용되는 에너지 소모량을 최대 50% 이상 감소시켰음을 확인하였다. A large-scale sensor network usually operates in open and unattended environments, hence individual sensor node is vulnerable to various attacks. Therefore, malicious attackers can physically capture sensor nodes and inject false reports into the network easily through compromised nodes. These false reports are forwarded to the base station. The false report injection attack causes not only false alarms, but also the depletion of the restricted energy resources in a battery powered network. The statistical en-route filtering (SEF) mechanism was proposed to detect and drop false reports en route. In SEF, the choice of routing paths largely affect the energy consumption rate and the detecting power of the false report. To sustain the secure routing path, when and how to execute the path re-selection is greatly need by reason of the frequent network topology change and the nodes's limitations. In this paper, the regional path re-selection period determination method is proposed for efficient usage of the limited energy resource. A fuzzy logic system is exploited in order to dynamically determine the path re-selection period and compose the routing path. The simulation results show that up to 50% of the energy is saved by applying the proposed method.

무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 퍼지 기반 적응형 라우팅 알고리즘 및 시뮬레이션

홍순오,조대호,Hong, Soon-Oh,Cho, Tae-Ho 한국시뮬레이션학회 2005 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.14 No.4

Recent advances in wireless sensor networks have led to many routing protocols designed for energy-efficiency in wireless sensor networks. Despite that many routing protocols have been proposed in wireless sensor networks, a single routing protocol cannot be energy-efficient if the environment of the sensor network varies. This paper presents a fuzzy logic based Adaptive Routing (FAR) algorithm that provides energy-efficiency by dynamically changing protocols installed at the sensor nodes. The algorithm changes protocols based on the output of the fuzzy logic which is the fitness level of the protocols for the environment. A simulation is performed to show the usefulness of the proposed algorithm.

효율적인 그레이팅 배치를 위한 유전 알고리즘의 적용

이정규,조대호,Lee, Jung-Gyu,Cho, Tae-Ho 한국시뮬레이션학회 2006 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.15 No.4

현대의 산업공정에서 CAD(Computer-Aided Design)는 설계 및 생산에 관련된 다양한 분야에서 빠져서는 안 될 중요한 분야로 자리매김 하였다. 그러나 생산 설계의 복잡도가 증가 할수록, 그와 관련된 다양한 공학 기술들이 필요로 하게 되었다. 이 논문에서는 CAD기반의 그레이팅 설계 자동화 시스템에서 분할을 고려하는 배치에 대하여 다룬다. 그레이팅 설계 디자인에서 생산 비용 절감의 핵심은 분할을 최소로 하는 디자인을 설계하는 것이다. 이를 해결하기 위하여 그레이팅 분할 배치 문제에 유전 알고리즘을 적용하여 근사 해를 탐색한다. 각 제약 조건들에 우선순위를 두어 적합도를 측정하고, 분할 섹션들을 해 집합으로 구성하여 교배와 선택 연산을 수행함으로써 해를 구하고 시뮬레이션을 통해서 제안된 방법의 효율성을 평가한다. D/In modern production industries, computer aided systems have been improving the efficiency and convenience of the various stages of work. However. as the complexity of computerized production systems increases, various techniques are still necessary. The problem we addressed occurs in computer systems that automatically make manufacturing process plans in the metal grating manufacturing industry. In the grating layout design, the key to saving the manufacturing cost is to find a design with the minimal number of cutting operations. The proposed genetic algorithm explores the feasible alternatives within the space until an optimal solution is obtained.

A* 알고리즘을 적용한 금속 그레이팅 생산 공정에서의 절단문제 해결

김진명,조대호,Kim, Jin-Myoung,Cho, Tae-Ho 한국시뮬레이션학회 2005 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.14 No.4

In a metal grating manufacturing process, the cutting operation allocates the gratings and cut them out from given panels or a plate sheets. Before the cutting operation an operator generates a cutting plan. The cutting plan should decide how pieces of metal rectangles i.e., gratings, are allocated and cut from the panel. This plan generation is a deal of weight on the production cost. the generation of cutting plan is similar to the general two-dimensional cutting problem. In this paper, we first define cutting problem and Af algorithm of Artificial Intelligence to solve the problem. Also, through a simulation, we compare the proposed cutting algorithm to an existing method in terms of material loss

통계적 여과기법에서 훼손 허용도를 위한 퍼지 로직을 사용한 적응형 전역 키 풀 분할 기법

김상률,조대호,Kim, Sang-Ryul,Cho, Tae-Ho 한국시뮬레이션학회 2007 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.16 No.4

In many sensor network applications, sensor nodes are deployed in open environments, and hence are vulnerable to physical attacks, potentially compromising the node's cryptographic keys. False sensing report can be injected through compromised nodes, which can lead to not only false alarms but also the depletion of limited energy resource in battery powered networks. Fan Ye et al. proposed that statistical en-route filtering scheme(SEF) can do verify the false report during the forwarding process. In this scheme, the choice of a partition value represents a trade off between resilience and energy where the partition value is the total number of partitions which global key pool is divided. If every partition are compromised by an adversary, SEF disables the filtering capability. Also, when an adversary has compromised a very small portion of keys in every partition, the remaining uncompromised keys which take a large portion of the total cannot be used to filter false reports. We propose a fuzzy-based adaptive partitioning method in which a global key pool is adaptively divided into multiple partitions by a fuzzy rule-based system. The fuzzy logic determines a partition value by considering the number of compromised partitions, the energy and density of all nodes. The fuzzy based partition value can conserve energy, while it provides sufficient resilience. 많은 센서 네트워크 응용에서, 센서 노드들은 개방된 환경에 배포되므로 노드의 암호 키 완전히 훼손하는 물리 공격에 취약하다. 위조 감지 보고서는 훼손된 노드를 통하여 네트워크에 주입될 수 있으며, 이는 거짓 경보를 울릴 수 있을 뿐만 아니라 전지로 동작하는 네트워크의 제한된 에너지 자원을 고갈시킬 수 있다. Fan Ye 등은 이에 대한 대안으로 전송과정에서 허위 보고서를 검증할 수 있는 통계적 여과 기법을 제안하였다. 이 기법에서 허위 보고서에 대한 검증이 가능한 인증키의 노출 정도인 훼손 허용도를 나타내는 분할 값은 전역 키 풀이 나눠진 구획들의 수로 소비 에너지와 서로 대치되는 관계에 있어 그 결정이 매우 중요하다. 전체 구획들의 인증키가 노출될 경우 허위 보고서를 더 이상 검증을 할 수 없고 각 구획들의 노출되지 않은 나머지 인증키들은 인증키로써의 기능도 잃게 된다. 본 논문에서는 전역 키 풀 분할에 퍼지 규칙 시스템을 사용해 다수의 구획들로 나누는 퍼지 기반의 적응형 분할 기법을 제안한다. 퍼지 로직은 훼손된 구획의 수, 노드의 밀도와 잔여 에너지양을 고려하여 분할 값을 결정한다. 이 퍼지 기반의 분할 값은 충분한 훼손 허용도를 제공하면서 에너지를 보존할 수 있다.

무선 센서 네트워크에서 다중 라우팅 프로토콜 사용을 위한 모델링과 시뮬레이션

남수만,조대호,김형종,Nam, Su Man,Cho, Tae Ho,Kim, Hyung Jong 한국시뮬레이션학회 2020 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.29 No.3

4차 산업혁명에 있어 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks; WSNs)는 사람의 개입 없이 다양한 환경에서 데이터를 수집하고 분석하는 중요한 요소이다. 센서 네트워크는 토폴로지와 라우팅 프로토콜에 따라 네트워크 수명에 크게 영향을 받는데, 그중 라우팅 프로토콜은 일단 한 번 구축되면 운영 중에 변경하기 위해 많은 자원(에너지 등)이 소모된다. 네트워크 구축 전 동작과 성능을 예측하기 위해 다양한 시뮬레이터들이 제안되었음에도 불구하고, 라우팅 프로토콜들에 초점을 맞춰 시뮬레이션할 수 있는 도구는 부족한 현실이다. 본 논문은 DEVS(discrete event system specification)를 사용하여 다수의 라우팅 프로토콜을 시뮬레이션할 수 있는 WSN 모델을 제안한다. DEVS 기반의 제안 모델은 코디네이터 모델에 라우팅 프로토콜의 알고리즘을 구현하게 되면 모델의 구조와 변경 없이 다양한 상황에 대하여 시뮬레이션할 수 있다. 제안 모델의 정상적인 동작 확인을 위해 WSN의 대표적인 프로토콜인 LEACH와 Dijkstra를 사용하여 보고서 전달 수와 네트워크의 에너지 소모를 비교하였다. 그 결과 제안 모델은 두 라우팅 프로토콜에서 정상적으로 동작함을 확인하였다. In the fourth industrial revolution, wireless sensor networks (WSNs) are an important element of collecting and analyzing data in a variety of environments without human intervention. This sensor network is greatly affected by topology and routing protocols. Routing protocols, which affect energy consumption, are executed after deploying sensor nodes. Once built, they are difficult to change. Before the WSN is deployed, a routing protocol is carefully selected in view of various environments and the performance of the protocol is evaluated. In this paper, we propose a model to simulate multiple routing protocols using a discrete event system specification (DEVS). The DEVS-based proposed model simulates various situations without changes and structures of the its model as algorithms of the routing protocols are implemented in its coordinators model. To verify normal behaviors of the proposed model, the number of report delivery and the energy consumption of the sensor network were compared using representative protocols LEACH and Dijkstra. As a result, it was confirmed that the proposed model executes normally in both routing protocols.