3차원 공간기반 다중 전력용 케이블과 트레이 라우팅 최적화에 관한 연구

A Study on the 3D Space-based Optimization of Multiple Power Cables and Tray Routing

본 연구의 목적은 발전소 소내의 복잡한 제약조건하에서 건설비용을 최소화할 수 있는 다중 전력용 케이블과 케이블 트레이의 라우팅을 최적화하는데 있다. 연구방법은 전력케이블 경로 최적화에 대한 선행연구와 국내외 전력산업 기술기준을 조사하여 라우팅 문제의 공통적인 요소를 도출하였다. 현실적인 3차원 공간에서 해의 영역을 만족하는 최적화 모형을 만들어 모의실험을 통해 해법의 효용성을 입증하였다. 본 연구의 중요한 성과는 복잡한 제약조건하의 3차원 공간기반 다중 전력케이블과 케이블 트레이를 동시에 최적 라우팅을 찾는 문제의 모형과 수식화, 알고리즘 및 코딩 그리고 모의실험을 통해 휴리스틱 해법을 제시하였다는 것이다. 선행연구에서 케이블 라우팅 최적화에 관한 사례는 있지만, 케이블과 트레이 라우팅을 동시에 최적화한 연구 사례는 아직 확인되지 않았다. 본 연구의 시사점은 케이블과 트레이의 동시 최적화 문제를 체계적으로 다룰 수 있는 휴리스틱 해법을 제시하였다는 것이다. 본 연구에서 제안된 3차원 공간기반 전력케이블과 트레이를 동시에 최적화한 휴리스틱 해법은 컴퓨터과학, 데이터과학, 경영과학 등 많은 분야에 응용될 수 있다

The purpose of this study is to optimize the routing of multiple power cables and cable trays to minimize constructions costs under complex constraints in a plant. The research method draws common factors of the routing problem by examining previous studies on power cable path optimization and power industry technical standards. In the three-dimensional space, we made an optimization model that satisfies the domain of the solution and proved its effectiveness through simulation. An important result of this study is to propose a heuristic solution with modeling, formulating, algorithm and coding, and simulation of the problem of finding the optimal routing of 3D space-based multiple power cables and cable trays simultaneously under complex constraints. The implications of this study are to propose a heuristic solution that can systematically address the simultaneous optimization of cables and trays. The problem of finding optimal routing that minimizes the total cost of 3D-based power cables and trays proposed in this study can be applied to many fields such as computer science, data science, and operations research.