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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이승걸
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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전력선 통신 기반의 원격 자동 검침은 노후화된 전력망, 다양한 종류의 잡음 및 한 대의 master 모뎀이 다수의 slave 모뎀을 관리하는 통신 구조 등으로 인한 통신의 불안정성으로 인해 상용화에 커다란 장애 요인을 내포하고 있다. 따라서 이러한 단점을 극복하고 안정적인 통신 상태를 유지함으로써 원격검침을 원활히 수행하도록 하기 위한 기술이 필수적으로 요구된다. 전력선 통신에서는 DCU 네트워크 관리 에이전트가 이런 역할을 수행한다. 따라서 네트워크 관리 에이전트는 AMR을 가능하게 하는 핵심적인 S/W이며 이 기능이 없으면 전력선 통신 자체가 불가능하다. 현재 사용하고 있는 네트워크 관리 에이전트의 라우팅 기술은 다중 경로상의 각 신호에 대한 조화평균값을 구하고 구한 값의 크기를 단순 비교하여 신호 값이 가장 큰 경로를 선택하는 방법을 사용하고 있다. 이 알고리즘은 신호의 세기 변동률이 심한 전력선 통신의 특성상 최적의 통신 경로를 효과적으로 연결하거나 유지하기 어려운 문제점을 안고 있다.
본 논문에서는 안정적인 통신 경로의 확보와 검침 성공률 향상을 위한 새로운 알고리즘을 제안하였고 이를 적용한 네트워크 관리 에이전트에 관한 연구를 수행하였다. 최적 경로 선택 및 검침 성공률 향상을 위해 유전자 알고리즘, preprocess 기법, 경로 보정 기법, 검침 성공률 변화에 따른 라우팅 기법 등의 다양한 새로운 알고리즘을 적용하였다. 적용된 알고리즘의 신뢰성 및 성능 검증을 위한 시뮬레이터를 구현하여 모뎀 수량의 변화에 따른 실험을 진행하였고 그 결과를 제시하였다. 시뮬레이션의 결과로써 우리는 저압원격검침을 위한 경로 최적화에 유전자 알고리즘을 적용하기 위한 최적의 최소 허용 fitness 레벨과 mutation 값을 결정하였고, preprocess 적용 전, 후의 경로 계산 회수 및 계산 시간에 대한 실험을 통해 모뎀 통신 속도 50~500bps 구간에서 제안된 알고리즘을 적용하는 것이 타당함을 증명하였다. 또한 현장 실증을 위해 검증된 알고리즘을 현장에서 운영중인 시스템에 적용하고 기존의 시스템과 비교, 분석하였다. 실험 결과에 따르면 잡음으로 인한 신호 감쇄가 심할 때 제안된 알고리즘을 적용한 경우 모뎀 간의 통신 경로가 안정적으로 확보되고 지속적으로 유지됨을 알 수 있다. 이에 따라 기존 시스템의 통신 불안정성 문제가 개선됨으로써 원격검침 성공률이 기존 시스템보다 2~23% 향상되었음을 실험적으로 확인하였다.
본 논문에서는 안정적인 통신 경로의 확보와 검침 성공률 향상을 위한 새로운 알고리즘을 제안하였고 이를 적용한 네트워크 관리 에이전트에 관한 연구를 수행하였다. 최적 경로 선택 및 검침 성공률 향상을 위해 유전자 알고리즘, preprocess 기법, 경로 보정 기법, 검침 성공률 변화에 따른 라우팅 기법 등의 다양한 새로운 알고리즘을 적용하였다. 적용된 알고리즘의 신뢰성 및 성능 검증을 위한 시뮬레이터를 구현하여 모뎀 수량의 변화에 따른 실험을 진행하였고 그 결과를 제시하였다. 시뮬레이션의 결과로써 우리는 저압원격검침을 위한 경로 최적화에 유전자 알고리즘을 적용하기 위한 최적의 최소 허용 fitness 레벨과 mutation 값을 결정하였고, preprocess 적용 전, 후의 경로 계산 회수 및 계산 시간에 대한 실험을 통해 모뎀 통신 속도 50~500bps 구간에서 제안된 알고리즘을 적용하는 것이 타당함을 증명하였다. 또한 현장 실증을 위해 검증된 알고리즘을 현장에서 운영중인 시스템에 적용하고 기존의 시스템과 비교, 분석하였다. 실험 결과에 따르면 잡음으로 인한 신호 감쇄가 심할 때 제안된 알고리즘을 적용한 경우 모뎀 간의 통신 경로가 안정적으로 확보되고 지속적으로 유지됨을 알 수 있다. 이에 따라 기존 시스템의 통신 불안정성 문제가 개선됨으로써 원격검침 성공률이 기존 시스템보다 2~23% 향상되었음을 실험적으로 확인하였다.
목차
제 1 장 서론 1제 2 장 전력선 통신과 지능형 검침 인프라 22.1 전력선 통신 22.1.1 전력선 통신 개요 32.1.2 전력선 통신 핵심 기술 및 장애요인 82.2 전력선 통신 기반의 지능형 검침 인프라 132.2.1 첨단 전력량계 인프라 정의 및 기능 132.2.2 지능형 검침 인프라 시스템 구성 162.3 전력선 통신 및 지능형 검침 인프라 표준화 동향 262.4 전력선 통신 네트워크 관리 에이전트 27제 3 장 효율적인 전력선 통신 라우팅 기법 293.1 유전자 알고리즘을 적용한 전력선 통신 라우팅 293.1.1 기존 탐색 기법 293.1.2 새로운 탐색 기법 333.2 유전자 알고리즘 개요 343.3 유전자 알고리즘 연산 353.3.1 선택 연산 353.3.2 교차 연산 363.3.3 돌연 변이 연산 363.3.4 대치 연산 37제 4 장 시스템 설계 및 구현 384.1 시스템 설계 384.1.1 배전망 모델링 384.2 시스템 구현 404.2.1 preprocess(전처리) 414.2.2 유전자 알고리즘 연산 424.3 실험 결과 및 분석 454.3.1 시뮬레이션 개요 474.3.2 preprocess 미 적용 494.3.3 preprocess 적용 574.3.4 preprocess 적용 전, 후 비교 624.3.5 네트워크 관리 에이전트 적용 실험 결과 64제 5 장 결론 69References 72감사의 글 76
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