Distance-based Attention GNN for Node Embedding on Spatial Networks

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 건설환경공학부, 2021.8. 유기윤.공간 네트워크는 노드와 엣지가 거리 공간에 속하는 그래프 자료구조로 지표면 상의 여러 현상과 문제를 표현할 수 있다. 최근 딥러닝 기술의 급격한 발달과 더불어 그래프를 학습하는 다양한 딥러닝 모델들이 연구되고 있지만 노드 사이의 거리 요소를 고려하지 않아 공간 네트워크가 가진 거리 정보를 활용하지 못한다. 본 연구는 공간 네트워크에 속하는 거리 특성을 가진 노드들의 이웃 관계에서의 영향력을 알 수 있는 거리 기반 어텐션 기법을 소개하고 이를 활용한 그래프 딥러닝 모델인 DWGNN을 제안한다. DWGNN은 임베딩 과정 중 대상 노드에게 더욱 가까운 이웃 노드의 영향력을 상대적으로 멀리 위치한 이웃 노드들의 영향력보다 크게 주어 공간 네트워크 상 각 노드의 특징 추출을 효과적으로 수행한다. 실세계 노드 임베딩 문제에 대한 제안한 기법의 다양한 적용을 위하여 실내, 실외 공간 네트워크 노드 임베딩 실험을 진행했다. 기존에 정립된 GNN 모델과 제안한 기법을 활용한 모델을 비교해본 결과 노드 분류와 특성 벡터 추출에 더욱 뛰어난 성능을 보이는 것을 확인했다. 제안한 모델을 목적에 맞는 다양한 딥러닝 아키텍처 내 하나의 요소로서 개발했으며 공간 네트워크를 대상으로 한 다양한 분석을 위한 모델로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.A spatial network is a graph data structure consisting of nodes and edges in a metric space, used to represent various real-world problems and phenomena. Recently, along with the rapid development of deep learning techniques, various Neural Network models for graphs have been studied. However, these models barely utilize distance information as they did not consider the distance factors between nodes present in spatial networks. This paper introduces the distance-based attention mechanism, which can measure the attention values from the relationship among the nodes with distance features in a spatial network, and proposes Distance-Weighted Graph Neural Networks(DWGNN). DWGNN effectively extracts features of each node in a spatial network by making the nearby neighboring nodes more influential to the target node than the distant neighboring nodes in the embedding update process. Two node embedding experiments with indoor and outdoor spatial networks have been conducted, to apply the proposed GNN model to real-world node embedding problems in spatial networks. Compared to the existing GNN models, DWGNN shows performance improvement in node classification tasks and extracting latent feature vectors. The suggested model is developed as an element for various GNN architecture depending on the purpose and is expected to be used as a model for analyzing various problems on spatial networks.1. 서 론 1 1.1. 연구 배경 및 목적 1 1.2. 관련 연구 4 1.2.1. 네트워크 임베딩 5 1.2.2. Graph Neural Networks 10 1.2.2.1. GNN의 기본 정의와 Deep Graph Encoder로서의 기능 수행 10 1.2.2.2. GNN 활용 모델 14 1.2.3. 엣지 속성을 고려한 노드 임베딩 모델 16 2. 연구 방법 19 2.1. 문제 정의 19 2.2. 거리 기반 네트워크 어텐션 메커니즘 22 2.3. Distance-Weighted Graph Neural Networks 28 2.3.1. 거리 기반 Graph ConvNet 28 2.3.2. DWGNN 모델 아키텍처 30 3. 실험 적용 및 결과 33 3.1. 결과 비교를 위한 GNN 모델 정의 33 3.2. 실내 네트워크: 도면 요소 추출 및 분류 35 3.2.1. 데이터 처리 및 환경 37 3.2.2. 모델 구성 및 학습 39 3.2.3. 실험 결과 분석 41 3.3. 실외 네트워크: 버스 네트워크 정류장 임베딩 48 3.3.1. 데이터 처리 및 환경 51 3.3.2. 모델 구성 및 학습 53 3.3.3. 실험 결과 분석 55 4. 결 론 59석

A Study on the modelling of ship motion transfer model using Linear Time Invariant system

The estimation of ship motion is a essential element for safety of vessels. Therefore, the assumption of it is bit difficult. In this study,‘Ship Motion Transfer’model has been set up using Linear-Time Invariant(LTI) system which is defined in discrete signal processing area. A roll motion of 153,000m3 class LNG vessel has been secured by applying certain ocean wave using ship motion simulation and applied to‘Ship Motion Transfer’model as input/output. Transfer function is represented by the characteristic of‘Ship Motion Transfer’model. It has been estimated using state space model which is one of the system identification method. The effectiveness of model and stability of transfer function which is built through comparison of apparent motion in regard to the estimated result, pole-zero interpretation, and frequency reply analysis has been examined. As a result, the percental of estimation between ship motion characteristic secured through the simulation and another one estimated through the model as 79.5%. Also, the model’s accuracy has been differed by order of state variables. This study has ended in estimation of transfer fraction of Linear-Time Invariant(LTI) system which is under single input single output(SISO) condition, using vessel’s roll motion acquired under certain ocean wave environment. The next study about assumption of system transfer function under multiple input multiple output(MIMO) condition which enables multiple output of six degrees of freedom has been left as another assignment and hoped to be conducted under a ocean wave environment of various conditions.|선체운동의 추정은 선박의 안전에 중요한 요소이다. 하지만 선체운동은 복잡한 환경에서 발생한다. 따라서 그의 추정은 다소 난해하다. 본 연구에서는 이산신호처리(discrete signal processing) 분야에서 정의된 선형 시-불변(Linear Time-Invariant, LTI) 시스템을 이용하여 선체운동전달 모델을 구축하였다. 선체운동 시뮬레이션을 이용해 임의의 해양 파를 입사한 153,000m3급 LNG 선박에 대한 롤(Roll) 운동 값을 확보하여 선체운동전달 모델의 입출력으로 적용하였다. 선체운동전달 모델의 특성은 전달함수로 대표된다. 이를 시스템 식별법의 하나인 상태 공간 모델을 이용하여 추정하였다. 추정한 결과에 대한 시운동(apparent motion) 비교, 극 영점 해석과 주파수 응답 분석을 통해 구현한 전달함수의 안정성과 모델의 유효성을 평가하였다. 평가 결과 시뮬레이션을 통해 획득한 선체운동 특성과 모델을 통해 추정한 선체운동 특성사이의 추정율은 79.5% 임을 알 수 있었다. 또한 상태 변수의 차원에 따라 모델의 정밀도가 변함을 확인하였다. 본 연구에서는 임의의 해양 파 환경 하에서 획득한 선체의 롤 운동 값을 이용해 단일입력-단일출력 조건하의 선형-시 불변 시스템의 전달함수 추정에 그치고 말았다. 향후 다양한 조건의 해양 파 환경 하에서 6자유도 운동이 다중출력되는 다중입력-다중출력 조건하의 시스템 전달함수의 추정에 관한 연구를 향후의 과제로 남기고자 한다.1. 서 론 1.1 연구의 목적--------------------------------------- 1 1.2 연구의 배경--------------------------------------- 1 1.3 선행연구 고찰------------------------------------ 2 1.4 연구의 범위와 절차----------------------------- 4 2. 연구 방법 2.1 선체운동전달 모델------------------------------ 7 2.2 모델의 전달함수 추정 방법-------------------------- 10 2.2.1 전달함수 추정 절차-------------------------------- 10 2.2.2 시스템 식별을 위한 입력신호 결정--------------- 12 2.2.3 시스템 식별을 위한 출력신호 결정--------------- 14 2.2.4 전달함수 추정 방법-------------------------------- 28 3. 실험 및 결과 3.1 실험 데이터 획득 결과----------------------------- 30 3.2 전달함수 추정 결과--------------------------------- 32 3.2.1 전달함수의 계수 추정 결과---------------------- 32 3.2.2 전달함수의 극-영점 분석 결과------------------ 34 3.2.3 전달함수의 파워스펙트럼 분석 결과------------- 39 3.2.4 차원에 따른 전달함수 추정결과의 비교---------- 40 3.3 모델에서 추정한 롤 운동 분석 결과----------------- 41 4. 결 론 44 참고문헌----------------------------------------------------46Maste

A Study on the Efficiency Analysis of Container Ports

This paper presents a approach to the measurement of efficiency. Data envelopment analysis(DEA), as it is called, has particular applicability in the service sector. Applying mathematical programming techniques, DEA enables relative efficiency ratings to be derived within a set of analysed units. Thus it does not require the development of 'standard' against which efficiency is measured. although such standards can be incorporated in the DEA analysis. The efficiency of units is compared with an 'efficiency envelope' that contains the most efficient units in the group. The DEA efficient ratings can be a useful tool for port managers and for researchers, providing a deeper insight into port performance. Malmquist analysis is effciency measurement techniques for the measurement of productivity change. The DEA-based Malmquist productivity index has several advantages when compared with other methodologies. Some of them refer to the problems mentioned previously. The DEA-based Malmquist index is non-parametric, and thus it does not suffer the problem of an inappropriate functional form, and it easily tackles multiple outputs and multiple inputs. It allows a decomposition of the cause of change in productivity: both measurable technical change and efficiency change. This paper investigates the efficiency employing DEA-CCR Model and DEA-BCC Model on data for 53 container ports and 53 container terminals covering 1995~2001 in the world. also, investigates the change in productivity employing Malmquist Indices as changing years for 7 years. Efficiency of ports and terminals can be affected by characteristics such as region, size of ports, economic conditions of a country, length of berths and so on. In this paper, 53 ports and 53 termials devide according to its characteristics. and compare to differences of efficiency and the change of effciency between each group. This paper presents a clear characterization of areas with greater technical progress and the region with technical regress.제 1 장 서 론 1 1.1 연구의 배경 1 1.2 기존 연구의 한계점 2 1.3 연구의 목적 및 구성 4 제 2 장 컨테이너항만의 주요 환경 변화 7 2.1 세계 컨테이너 물동량 증가 7 2.2 컨테이너선의 대형화 11 2.3 대형선사와 글로벌 터미널 운영사의 시장지배력 강화 13 2.4 동북아시아 컨테이너물동량 증가 및 중국의 성장 19 2.5 동북아시아 주요 컨테이너항만 개발 집중화 22 제 3 장 DEA 모형 및 Malmquist Index 24 3.1 효율성의 개념 및 측정방법 24 3.2 DEA모형 29 3.2.1 DEA 모형의 개념 29 3.2.2 DEA 모형의 전개 32 3.3 Malmquist Index 37 제 4 장 DEA모형을 이용한 항만 및 터미널 효율성 분석 43 4.1 변수 선정 43 4.2 분석 대상 46 4.3 DEA-CCR모형에 의한 컨테이너 항만 효율성 분석 58 4.4 DEA-CCR모형에 의한 컨테이너 터미널 효율성 분석 64 4.5 DEA-BCC모형에 의한 컨테이너 항만 효율성 분석 66 4.6 DEA-BCC모형에 의한 컨테이너 터미널 효율성 분석 71 제 5 장 세계 주요 컨테이너 항만 효율성 변화 분석 74 5.1 컨테이너 항만의 효율성 변화 분석 74 5.2 부산항 효율성 변화 분석 81 제 6 장 항만 특성에 따른 효율성 및 효율성 변화 비교 83 6.1 DEA-CCR모형 vs DEA-BCC모형 효율성 분석 83 6.2 세계 지역별 효율성 분석 84 6.3 군집별 효율성 분석 88 6.4 안벽길이 그룹별 효율성 분석 91 6.5 경제규모 그룹별 효율성 분석 95 제 7 장 결론 및 향후 연구방향 99 7.1 결 론 99 7.2 연구의 한계 및 향후 연구방향 103 참고문헌 106 부 록 11

전개형 붐을 따라 움직이는 매니퓰레이터를 장착하여 빠른 작업속도와 소형 스케일을 가지는 리프팅 로봇

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 기계공학부, 2024. 2. Kyu-Jin Cho.사람은 신체적 특성상 가지는 작업 공간의 높이가 1미터가 넘으며, 이로인해 사람이 사는 공간에서 로봇이 광범위한 효용을 가지 위해서는 1미터 이상 높이로 물체를 올릴 수 있는 리프팅 로봇 기능을 갖추어야 한다. 하지만, 기존의 다축 로봇 암을 이용하여 미터 스케일의 리프팅 로봇을 만드는 것은 어려움이 존재한다. 다축 로봇팔을 사용해 미터 스케일의 작업 공간을 가지는 로봇을 설계할 경우 매우 크고 무거운 시스템이 만들어지며, 이는 전체 로봇 크기 및 경로 궤적 크기 증가로 점유 공간을 키우게 된다. 또한 질량 효율적인 관점에서도, 무거운 다축 로봇팔을 이동시키는 것은 로봇의 빠른 이동성을 방해하는 비효율적인 메커니즘이 된다. 이러한 기존의 문제를 해결하고자 제안하는 리프팅 로봇은 전개 가능한 붐을 장착하고, 해당 붐을 따라 매니퓰레이터를 이동시킴으로써 작동하는 방식이다. 이 설계는 몸체, 전개형 붐 등 질량이 큰 대부분의 구조는 정지된 상태에서 작은 질량의 매니퓰레이터만 이동하기 때문에 에너지 효율적이고 민첩한 작업 수행이 가능하다. 또한, 매니퓰레이터의 궤적이 전개형 붐을 따라 직선으로 이동하기 때문에 공간적인 요구 사항을 최소화할 수 있다. 결과적으로, 제안된 로봇은 최대 2.3m 도달 높이를 달성하며, 매니퓰레이터로 최대 1kg의 무게 옮길 수 있다. 실제 물체 리프팅 시연에서 해당 로봇은 전개형 붐 설치 후 7초 이내에 바닥에서 1.73m 높이의 위치로 물체를 올려놓는 데 성공했다.A lifting robot capable of raising objects over 1-meter finds extensive utility in the human world, since humans have a workspace exceeding 1-meter. However, making a meter-scale lifting robot using a conventional multi-axis robot arm presents challenges. Multi-axis robot arm designed for a meter-scale workspace makes large and heavy system, leading to significant path trajectories and overall robot size. From a mass-efficiency perspective, moving a heavy robot arm results an inefficient mechanism which hinders agile mobility. The proposed robot addresses this issue by making a manipulating system incorporating a deployable boom and moving a manipulator along the boom. This design enables efficient and agile task execution, as only the small manipulator moves while the entire system remains stationary. The manipulator's linear movement along the boom minimizes spatial requirements. As a result, the suggested robot can achieve a maximum reaching height of 2.3m and handle a maximum weight of 1kg. In a real-world object lifting demonstration, the robot successfully lifted an object to a height of 1.73m within 7 seconds after the boom was installed.Chapter 1. Introduction 1 Chapter 2. Design and fabrication 4 2.1. Entire robot design 4 2.2. The deployable boom station . 5 2.3. The mounting unit 6 2.4. The manipulator unit 7 2.4.1. The manipulator unit 7 2.4.2. The tendon driven actuator unit 8 Chapter 3. Result . 11 3.1. Overall robot specification 11 3.2. Real-world task performance 12 Chapter 4. Discussion 15 Chapter 5. Conclusion 17 Bibliography 18 Abstract in Korean . 19석

Expression pattern of root-specific genes encoding a non-specific lipid transfer protein and a proline-rich protein in the root of bean(Phaseolus vulgaris L.) seedling

학위논문(박사)--서울大學校 大學院 :生物學科,1997.Docto

자원봉사활동 분야 및 신뢰대상별 차이를 중심으로

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 행정대학원 행정학과(행정학전공), 2019. 2. 이수영.본 연구의 목적은 서울특별시 주민을 대상으로 하여 자원봉사활동 참여 경험이 신뢰에 미치는 영향을 참여분야 및 신뢰대상별로 실증적으로 규명하는 것이다. 결사체 민주주의(associational democracy)의 핵심은 시민 스스로가 공적이고 사회적인 일에 참여한다는 것이다. 또한 자원봉사활동의 동기에 관한 공공재 모형(public good model)에 의하면 봉사활동의 주체인 개인은 직·간접적인 자기만족을 얻으려는 동기 외에 자신을 포함해 사회 전체의 후생 증진에 기여할 수 있는 공공재적 성격의 재화 또는 서비스를 생산하고자 하는 동기를 가질 수도 있다. 신뢰의 공공재적 성격을 강조한 사회자본이론의 관점을 취할 때 국가는 정책적으로 국민 스스로가 기꺼이 자신의 시간을 투자해 신뢰라는 공공재의 생산자가 되도록 하는 동기를 자극할 수 있고 사회 전체의 후생을 높일 수 있는 가능성이 생긴다. 만약 신뢰대상별로 유의미한 영향을 미치는 자원봉사활동 분야가 다르다면, 각각의 신뢰를 회복하고 증진하는 효율적인 접근법 또한 다를 것이다. 본 연구는 자원봉사활동 참여 분야에 따라 가족, 이웃, 공공기관에 대한 신뢰수준에 미치는 영향이 다를 것이라는 가설을 토대로 연구를 수행하였고 차별적 효과를 확인했다. 연구의 시간적 범위는 2017년, 공간적 범위는 서울특별시이다. 「2017년 서울서베이 도시정책지표조사」를 분석의 자료로 활용해 회귀분석을 실시하였다. 자원봉사활동을 참여분야별로 구분하였고, 신뢰를 가족, 이웃, 공공기관으로 대상별로 구분하였으며 나아가 이를 하위의 신뢰지수로 포괄할 수 있는 종합신뢰지수를 도출해 분석했다는 점에서 본 연구의 차별점이 있다. 일상적 자원봉사로 패러다임이 확대되는 추세를 고려하여 맞춤형 자원봉사활동을 모색한다면 정책 목적에 맞는 신뢰의 향상에 보다 효율적으로 접근할 수 있을 것이다. 주요어: 자원봉사활동, 신뢰, 사회적 자본 학 번: 2015-24484제 1 장 서론 1 제 1 절 연구의 필요성 및 목적 1 제 2 절 연구의 대상 및 방법 4 1. 연구의 대상 4 2. 연구 방법 5 제 2 장 이론적 배경 및 선행연구 검토 6 제 1 절 신뢰에 관한 논의 6 1. 신뢰의 개념 6 2. 신뢰의 분류 8 3. 사회자본이론과 신뢰 9 4. 신뢰에 영향을 미치는 요인12 제 2 절 자원봉사활동에 관한 논의 16 1. 자원봉사활동의 개념 16 2. 자원봉사활동의 분야 18 3. 자원봉사활동의 참여에 관한 논의 19 4. 자원봉사활동의 효과에 관한 논의 21 제 3 절 자원봉사활동과 신뢰의 관계에 대한 논의 22 1. 자원봉사활동과 신뢰의 관계에 대한 이론적 접근 22 2. 자원봉사활동과 신뢰의 관계에 대한 선행연구 26 3. 선행연구의 종합 및 본 연구의 차별성 28 4. 연구의 가설 32 제 3 장 연구 모형 및 분석 방법 36 제 1 절 연구 모형 및 분석 방법 36 1. 연구의 분석틀 36 2. 연구모형 37 3. 자료의 처리 및 분석방법 37 제 2 절 분석의 자료 및 변수의 정의 38 1. 분석의 자료 : 2017 서울서베이 도시정책지표조사 38 2. 변수의 정의 및 측정 39 제 4 장 분석 결과 및 해석 43 제 1 절 기초통계분석 43 1. 응답자의 특성과 주요 변수의 기술통계량 43 2. 주요 변수의 응답자 유형별 측정결과 49 제 2 절 자원봉사활동 참여가 신뢰에 미치는 영향 52 1. 상관관계 분석 52 2. 회귀분석 결과 55 제 5 장 결론 68 제 1 절 연구결과 요약 및 정책적 함의 68 제 2 절 연구의 한계 71 참고문헌 73Maste

고속 저전력 디램 셀을 위한 핀과 리세스 혼합 채널 MOSFET

Thesis(doctors) --서울대학교 대학원 :전기. 컴퓨터공학부,2010.2.Docto