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      • 확장된 집합커버문제 해결을 위한 유전자알고리즘

        강병천(Byung-Chun Kang),한치근(Chi-Geun Han) 한국정보과학회 1998 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.25 No.2

        상품을 생산하는 설비와 저장하는 창고, 그리고 이를 판매하는 지정의 효율적인 지정이 기업 활동에 중요한 요소가 된다. 이와 같이 적절한 위치를 결정하는 것은 확장된 집합커버(set covering)문제의 응용된 형태이다. 본 논문에서는 유전자알고리즘을 이용하여 확장된 집합커버문제를 해결하는 방안을 제시하였다. 수렴속도를 증가시키기 위한 평활화(smoothing) 방법을 이용한 비선형보정방법을 적용하였으며, 기존의 그리디 휴리스틱, 선형보정방법보다 제안한 방법이 우수함을 실험계산을 통하여 밝혔다. Deciding locations of facilities that produce goods, warehouses that store them, and agencies that sell them is an important factor of business activities for a company. Deciding proper locations is an application of the Extended Set Covering Problem. In this paper, we propose a genetic algorithm that solves the Extended Set Covering Problem. In order to increase the speed of convergence of the solution, a nonlinear scaling method that uses a smoothing technique is adopted, and through the computational experiments, it is found that the proposed method is better than an existing greedy method and a linear scaling method.

      • 유전자알고리즘을 이용한 확장된 Set Covering문제의 해법

        강병천(Kang Byung-Chun),한치근(Han Chi-Geun) 한국정보과학회 1996 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2A

        위치 설정 모델링(Location Modeling)은 실세계에서 광범위하게 적용되어지는 문제이다. 실예를 든다면 소방서, 변전소의 위치 설정 문제, 응급센타의 위치 설정 문제, 통신망에서의 기지국 설정 문제등이 있다. 이러한 문제들의 가장 기본적인 모델은 Set Covering문제이고 대부분의 문제들은 Set Covering문제의 응용문제이다. 확장된 Set Covering문제는 기존의 Set Covering문제에 부가적인 목적식이 더해진 문제이다. 기존의 Set Covering문제는 주어진 그래프 내의 임의의 노드에 대해 Cover 가능한 범위가 주어진 상태에서 전체의 노드를 Cover할 수 있는 최소 노드의 위치를 설정하는 문제이고, 이러한 조건하에 이미 위치 설정된 설비(Facility)를 최대로 활용한다는 조건이 부가된 문제가 확장된 Set Covering문제이다. 본 논문에서는 확장된 Set Covering문제를 유전자알고리즘을 이용하여 풀었으며 기존의 Greedy Heuristic방법에 의한 해의 비교를 보여준다.

      • KCI등재

        강변여과수 취수를 위한 충적우물에서 필터층이 수위강하특성, 투수성, 적정양수량 및 우물효율에 미치는 영향에 대한 현장실증 연구

        송재용,이상무,강병천,이근춘,정교철 대한지질공학회 2019 지질공학 Vol.29 No.4

        This study performs to evaluate the role of filter material at alluvial well for intake of riverbank filtration and the applicability and improvement effect of dual filter well. To achieve this objective, dual filter intake well and single filter intake well were installed with different filter conditions at riverbank free surface aquifer in soil layer then we evaluated filter material condition, permeability, optimum yield and well efficiency according to yield in drawdown test. As a results, we assumed forming dual filter layer minimizes sudden speed changes at boundary between aquifer and filter layer by cushioning of groundwater flow. This suppresses warm current then intake groundwater efficiently, therefore it seems decreasing peripheral groundwater level changes in spite of higher intake water amount than single filter intake well. Furthermore, we confirmed by test, installing dual filter improves permeability, optimum yield and well efficiency. The result will be used by combining with former study to set up standard of design/construction of dual filter intake well at alluvial aquifer layer. Furthermore, we expect this result will be used to prove application effect of dual filter intake well compared to single filter one and radial collector well which are mainly applied on riverbank filtration. 본 연구는 강변여과수 취수를 위한 충적우물에서의 필터재의 역할과 이중필터 취수정의 적용성 및 개선효과를 평가할 목적으로 수행하였다. 토층으로 이루어진 하천변의 자유면대수층에서 필터 조건을 달리하여 실규모의 이중필터 취수정과 단일필터 취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 대수성 시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 수위강하특성, 투수특성, 적정 양수량 및 우물 효율을 평가하였다. 결과적으로, 이중필터층을 형성시켜 주는 것은 대수층과 필터층의 경계부에서 지하수 유동의 완충작용을 하여 유입되는 지하수의 급격한 속도변화를 최소화하는 효과를 나타내는 것으로 추정된다. 이는 난류 발생을 최대한 억제하여 보다 넓은 범위의 지하수를 효과적으로 취수정 내부로 유입시키는 역할을 하고 이로 인하여 취수량이 단일필터 취수정에 비해 높음에도 불구하고 주변 지하수위의 변화를 줄일 수 있는 것으로 보인다. 또한, 이중필터의 설치만으로도 기존 시스템(단일필터 취수정) 대비 투수성, 적정 양수량, 우물 효율이 개선됨을 시험을 통해 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 앞서 수행한 다양한 연구와 종합하여 충적대수층에서의 이중필터 취수정 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 마련하는데 활용할 계획이다. 또한, 강변여과수에 주로 적용되고 있는 단일필터 취수정 및 방사상집수정과 대비하여 이중필터 취수정 적용 효과에 대한 객관적 입증 자료로의 활용이 기대된다.

      • KCI등재

        현장실증시험에 의한 단일 및 이중필터층 우물의 해수 여과 특성 연구

        송재용,이상무,강병천,이근춘,정교철 대한지질공학회 2019 지질공학 Vol.29 No.1

        This study performs to evaluate adaptability of seashore filtering type seawater-intake which adapts dua1 filter well alternative for direct seawater-intake. This study varies filter condition of seashore free surface aquifer which is composed of sand layer then installs real size dual filter well and single filter well to evaluate water permeability and proper pumping amount according to filter condition. According to result of step aquifer test, it is analysed that 110.3% synergy effect of water permeability coefficient is happened compare to single filter since dual filter well has better improvement. dual filter has higher water permeability coefficient compare to same pumping amount, this means dual filter has more improved water permeability than single filter. According to analysis result of continuous aquifer test, it is evaluated that dual filter well (SD1200) has higher water permeability than single filter well (SS800) by analysis of water permeability coefficient using monitoring well and gauging well, it is also analysed dual filter has 110.7% synergy effect of water permeability coefficient. As a evaluation result of pumping amount according to analysis of water level dropping rate, it is analysed that dual filter well increased 122.8% pumping amount compare to single filter well when water level dropping is 2.0 m. As a result of calculating proper pumping amount using water level dropping rate, it is analysed that dual filter well shows 136.0% higher pumping amount compare to single filter well. It is evaluated that proper pumping amount has 122.8~160% improvement compare to single filter, pumping amount improvement rate is 139.6% compare to averaged single filter. In other words, about 40% water intake efficiency can be improved by just installation of dual filter compare to normal well. Proper pumping amount of dual filter well using inflection point is 2843.3 L/min and it is evaluated that daily seawater intake amount is about 4,100 m3/day (≒4094.3 m3/day) in one hole of dual filter well. Since it is possible to intake plenty of water in one hole, higher adaptability is anticipated. In case of intaking seawater using dual filter well, no worries regarding damages on facilities caused by natural disaster such as severe weather or typhoon, improvement of pollution is anticipated due to seashore sand layer acts like filter. Therefore, It can be alternative of environmental issue for existing seawater intake technique, can save maintenance expenses related to installation fee or damages and has excellent adaptability in economic aspect. The result of this study will be utilized as a basic data of site demonstration test for adaptation of riverside filtered water of upcoming dual filter well and this study is also anticipated to present standard of well design and construction related to riverside filter and seashore filter technique. 국내에서는 바닷가 주변의 상가나 수협 등의 활어 위판장 등에 많은 양의 해수가 사용되고 있다. 이러한 해수는 기상악화나 태풍 등에 의해 관련시설이 수시로 파손되고 조기 폐색되어 시간적, 경제적 비용이 많이 소요되고 있는 실정이다. 또한 오염된 해수가 그대로 유입되는 경우가많아 환경적인 문제를 야기하기도 한다. 본 연구는 직접적인 해수취수의 대안으로 이중필터취수정을 적용한 해변여과 방식의 해수취수 적용성을 평가하고자 수행하였다. 본 연구에서는 토층으로 이루어진 해변의 자유면대수층에서 필터조건을 달리하여 실규모의 이중필터취수정과단일필터취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 단계 및 연속대수성시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 투수특성 및 적정양수량을 평가하였다. 단계대수성시험 분석결과 이중필터 취수정에서 우물 개량의 정도가 양호하여 단일필터 대비 110.3%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 동일 양수량 대비 이중필터의 투수계수가 높게 나타나며, 이는 이중필터가 단일필터에 비해 투수성이 개선된 영향으로판단된다. 연속대수성시험 분석결과 관측정 및 양수정을 이용한 투수계수 분석에서 이중필터취수정(SD1200)이 단일필터취수정(SS800)에비해 높은 투수특성을 나타내는 것으로 평가되었으며, 이중필터가 단일필터 대비 평균 110.7%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 수위강하량 분석을 통한 양수량 평가결과, 수위강하 2.0 m일 때 이중필터 취수정이 단일필터 취수정 대비 122.8% 양수량이 증대되는것으로 분석되었으며, 비수위강하량을 이용하여 적정양수량을 산정한 결과 이중필터취수정이 단일필터취수정에 비해 136.0% 높은 양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 또한 변곡점을 이용한 양수량 평가결과 이중필터가 단일필터에 비해 160.0% 높은 적정양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 적정양수량의 경우 분석방법에 따라 단일필터 대비 122.8~160.0%의 개선효과가 있는 것으로 평가되었으며, 이를 평균한 단일필터 대비 이중필터의 양수량 개선율은 139.6%이다. 즉, 이중필터 설치만으로 일반적인 우물 대비 취수효율이 40% 정도 개선될 수 있음을확인하였다. 변곡점을 이용한 이중필터취수정의 적정양수량은 2843.3 L/min로써 이중필터취수정 단일공의 일 해수취수량은 약 4,100 m3/day (≒4094.3 m3/day)에 달하는 것으로 평가되었다. 이와 같이 공당 다량의 취수가 가능하기 때문에 해수취수의 적용성이 높을 것으로 기대된다. 또한 이중필터취수정을 이용하여 해수취수를 수행하는 경우 기존에 문제시되었던 기상악화나 태풍 등에 의한 파손우려를 해소할 수있으며, 해변의 모래층이 필터재 역할을 하여 오염정도를 개선하는 효과가 있을 것으로 기대된다. 따라서, 기존 해수취수기술에 대한 환경적인문제 해결의 대안이 될 수 있고, 설치비용 및 파손등과 관련된 장기적인 유지관리비용 면에서도 유리하여 경제적 측면에서 그 적용성이 매우 높을 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 추후 수행예정인 이중필터취수정의 강변여과수 적용을 위한 현장실증시험의 기초자료로 활용될 예정이며, 그 결과를 종합하여 강변여과 및 해변여과기술과 관련된 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

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