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강성주,전인걸,박정민,김원태,Kang, Sungjoo,Chun, Ingeol,Park, Jeongmin,Kim, Wontae 대한임베디드공학회 2012 대한임베디드공학회논문지 Vol.7 No.5
In this paper, we present the model-based autonomic computing framework for a cyber-physical system which provides a self-management and a self-adaptation characteristics. A development process using this framework consists of two phases: a design phase in which a developer models faults, normal status constrains, and goals of the CPS, and an operational phase in which an autonomic computing engine operates monitor-analysis-plan-execute(MAPE) cycle for managed resources of the CPS. We design a hierachical architecture for autonomic computing engines and adopt the Model Reference Adaptive Control(MRAC) as a basic feedback loop model to separate goals and resource management. According to the GroundVehicle example, we demonstrate the effectiveness of the framework.
Non-stationary VBR 트래픽을 위한 동적 데이타 크기 예측 알고리즘
강성주(Sungjoo Kang),원유집(Youjip Won),성병찬(Byeongchan Seong) 한국정보과학회 2007 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.34 No.3
본 논문에서는 VBR(Variable-Bit-Rate) 트래픽의 비선형적이고 버스티한 특성을 모델화 한 GOP ARIMA(ARIMA for Group Of Pictures) 모델을 칼만 필터 알고리즘을 이용하여 실시간으로 예측하는 기법을 제안한다. 칼만 필터를 이용한 예측 기법은 GOP ARIMA의 상태공간 모델링 과정과 향후 N초 간의 트래픽을 예측하는 과정으로 구성된다. 실험을 위해 GOP의 크기가 각각 15인 세 가지 종류의 MPEG VBR 트래픽(뉴스, 드라마, 스포츠)을 제작하였고, 칼만 필터를 이용한 세 가지 종류의 트래픽의 예측 결과를 선형 예측법과 이중 지수 평활법을 이용해 예측한 결과와 비교해 예측 성능이 상대적으로 우수함을 확인할 수 있었다. 또한 예측값에 신뢰 구간을 설정하는 신뢰 구간 분석법을 통해 트래픽 관점에서 장면 변화를 예측하는 방법을 제시하였다. 본 논문의 칼만 필터 기반의 예측 알고리즘은 MPEG 기반 VBR 트래픽을 비롯한 기타 인터넷 트래픽을 실시간으로 예측하는 방법과 이를 이용해 인터넷 서버의 설계 및 자원 할당 정책 등을 위한 트래픽 엔지니어링 연구에 기여할 수 있을 것이다. In this paper, we develop the model based prediction algorithm for Variable-Bit-Rate(VBR) video traffic with regular Group of Picture(GOP) pattern. We use multiplicative ARIMA process called GOP ARIMA (ARIMA for Group Of Pictures) as a base stochastic model. Kalman Filter based prediction algorithm consists of two process: GOP ARIMA modeling and prediction. In performance study, we produce three video traces (news, drama, sports) and we compare the accuracy of three different prediction schemes: Kalman Filter based prediction, linear prediction, and double exponential smoothing. The proposed prediction algorithm yields superior prediction accuracy than the other two. We also show that confidence interval analysis can effectively detect scene changes of the sample video sequence. The Kalman filter based prediction algorithm proposed in this work makes significant contributions to various aspects of network traffic engineering and resource allocation.
객체 지향 DBMS에서 질의 재수행 과정이 없는 뷰 메카니즘의 설계
강성주(Sungjoo Kang),박지숙(Jisook Park),이석호(Sukho Lee) 한국정보과학회 1995 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2A
OODB에서 뷰를 제공할 때 RDB에서의 저장 뷰 방법을 그대로 적용할 경우 객체 중첩의 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 뷰에 저장된 저장 객체의 OID와 애트리뷰트 경로로 저장 객체의 데이타에 접근할 수 있는 방법을 제시하였으며, 이를 통해 뷰 실행시 매번 질의를 재수행하지 않으면서 관계 데이타베이스 시스템에서 쓰이는 저장 뷰 방법이 객체 지향 모델에서 가지는 문제점을 극복하였다. 특히 이 방법은 뷰 정의문의 조건절에서 지정한 애트리뷰트에 대한 변경이 거의 없는 환경에서 효율적이다.
고신뢰 사이버-물리 무기체계 획득을 위한 LVC 연동 개발 프레임워크
강성주(Sungjoo Kang),김민조(Minjo Kim),박정민(Jungmin Park),전인걸(Ingeol Chun),김원태(Wontae Kim) 한국통신학회 2013 韓國通信學會論文誌 Vol.38 No.12(융합기술)
본 논문에서는 사이버-물리 시스템의 모델링 및 시뮬레이션 도구인 EcoSuite를 기반으로 지능화, 복잡화되고 있는 사이버-물리 시스템 형태의 무기체계를 개발 및 시험하는 프레임워크를 제시한다. EcoPOD를 이용한 무기체계의 모델링과 타 무기체계 모델들과 연동하여 구성 (Constructive) 시뮬레이션 환경 기반의 전장을 제공하는 EcoSIM이 소개된다. LVC 연동 개발을 위해서는 시뮬레이션 모델 연동 구조와 연동 기술에 순응(compliant)하는 인터페이스 기술, 그리고 시뮬레이션 모델과 실제 시스템(Live), 그리고 사용자와 상호작용하는 시스템(Virtual)의 연계 기술의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 LVC 연동 개발을 통한 모델의 검증 및 시스템의 기능을 시험하는 아키텍처와 적용 사례가 제시된다. In this paper, we present a development framework for acquiring intelligent but complex cyber-physical weapon systems based on modeling and simulation development tools for cyber-physical systems, EcoSUITE. We introduce EcoPOD that models weapon systems and EcoSIM that provides constructive simulation environment for interoperating the weapon model to be developed with other weapon models. To develop cyber-physical weapon system based on LVC interoperation, an interoperation architecture and an interface technique for a live and a virtual system that is compliant with the interoperation architecture. By expanding EcoSuite, we provide LVC-based development framework for interoperating a real system, a human-interactive interface system, and simulation models and validate it with a case study.
사이버 물리 시스템을 위한 실시간 시뮬레이션 기술 개발
김지연,김형종,강성주,Kim, Jiyeon,Kim, Hyung-Jong,Kang, Sungjoo 한국시뮬레이션학회 2014 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.23 No.4
사이버 물리 시스템(cyber-physical system, CPS) 환경에서는 이기종의 물리 시스템과 연산 장치들이 대규모로 구축되기 때문에 사전에 시뮬레이션을 통해 시스템의 동작을 검증하는 것이 필요하다. CPS 시뮬레이션의 기술적 이슈 중 하나는 시간 동기화 문제이다. CPS 환경에서는 분산 시스템 간의 실시간 제어가 요구되기 때문에 모델의 복잡도가 높을 경우, 다른 모델과의 시간 오차로 인해 잘못된 데이터 및 제어 명령을 전송할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 연속 시간 시스템 속성과 이산사건 시스템 속성을 모두 가지는 CPS 하이브리드 모델에 대하여 시간 동기화 알고리즘을 제시하고, 이를 탑재한 CPS 시뮬레이터를 개발한다. 또한, 시스템 간의 상호작용 뿐 아니라, 하드웨어를 통한 사용자 제어를 고려하여 CPS 시뮬레이션을 수행함으로써 제안된 알고리즘 및 시뮬레이터의 실행을 검증한다. Heterogeneous physical systems and computational devices are incorporated on a large-scale in a CPS (cyber-physical system) environment. Simulations can be useful for the reliable behaviors of CPSs. Time synchronization is one of major technical issues for the simulations. In the CPS, distributed systems control themselves by interacting with each other during runtime. When some simulation models have high complexity, wrong control commands as well as incorrect data can be exchanged due to the time error. We propose a time synchronization algorithm for the hybrid model that has characteristics of both continuous time systems and discrete event systems. In addition, we develop a CPS simulator based on our algorithm. For the verification of the algorithm and the execution of the simulator, we develop an example hybrid model and simulate considering user controls as well as interactions among the distributed systems.
HeteroAccel: 엣지 컴퓨팅 환경에서의 다양한 영상 추론을 위한 쿠버네티스 기반의 이종 연산·가속기 자원 관리 시스템
전재호,김용연,강성주,Jeon, Jaeho,Kim, Yongyeon,Kang, Sungjoo 대한임베디드공학회 2021 대한임베디드공학회논문지 Vol.16 No.5
Edge Computing enables image-based inference in close proximity to end users and real-world objects. However, since edge servers have limited computational and accelerator resources, efficient resource management is essential. In this paper, we present HeteroAccel system that performs optimal scheduling in Kubernetes platform based on available node and accelerator information for various inference requests. Our experiments showed 25.3% improvement in overall inference performance over the default scheduling scheme in edge computing environment in which four types of inference services are requested.
전재호(Jaeho Jeon),강성주(Sungjoo Kang),정성일(Sungil Jeong),전인걸(Ingeol Chun) 대한산업공학회 2018 대한산업공학회 춘계학술대회논문집 Vol.2018 No.4
최근 ICT 기술의 발전을 통한 생산시스템의 디지털화는 제조 페러다임을 변화시키고 "디지털 트윈"이라는 새로운 개념을 제시하고 있다. 제조생산시스템은 크게 IT(Information Technology) Systems와 OT(Operation Technology) Systems로 구분이 되는데, 디지털 트윈의 등장으로 제조 라이프사이클 전반에 걸쳐 정교하고 정확한 모델(Model)을 만드는 작업은 매우 중요하게 대두되고 있다. 본 논문에서는 디지털 트윈 구현을 위한 CPS 기반 디지털트윈 모델링 및 시뮬레이션 기술을 제시한다. The recent digitization of production system through the development of ICT technology changes the manufacturing paradigm and suggests a new concept called "digital twin". Manufacturing production systems are divided into Information Technology (IT) Systems and Operation Technology (OT) Systems. The emergence of digital twinning makes it very important to create sophisticated and accurate models throughout the manufacturing lifecycle have. In this paper, CPS based digital twin modeling and simulation technology for digital twin implementation is presented.