초록 ▼

◎ 연구개요
□ 본 연구에서는 미래 재난대응체계 하에서의 의사결정 문제들의 특성을 고찰하고 이를 효과적으로 해결하는 정량적 의사결정 도구 개발을 목표로 다음의 연구들을 수행하였음.
- 다량의 재난상황정보를 기반으로 종합적인 판단을 내리기 위한 복잡성과 규모가 증가한 의사결정 문제 해결 방법론을 강화학습과 수리분석을 통해 개발함.
- 다수의 의사결정자들 간의 상호작용을 고려한 다자간 의사결정 문제를 dec-POMDP 모델을 사용하여 표현하고 MARL 알고리즘을 기반으로 해결함.
- 재난대응 시 의사결정자의 행동

◎ 연구개요
□ 본 연구에서는 미래 재난대응체계 하에서의 의사결정 문제들의 특성을 고찰하고 이를 효과적으로 해결하는 정량적 의사결정 도구 개발을 목표로 다음의 연구들을 수행하였음.
- 다량의 재난상황정보를 기반으로 종합적인 판단을 내리기 위한 복잡성과 규모가 증가한 의사결정 문제 해결 방법론을 강화학습과 수리분석을 통해 개발함.
- 다수의 의사결정자들 간의 상호작용을 고려한 다자간 의사결정 문제를 dec-POMDP 모델을 사용하여 표현하고 MARL 알고리즘을 기반으로 해결함.
- 재난대응 시 의사결정자의 행동 양식을 의사결정 알고리즘에 적극 반영하여 실제 적용 시에 의사결정 수행자의 거부감을 줄일 수 있는 MDP 모델링 기법을 개발함.
- 재난 대응 전(全)단계에 걸쳐 존재하는 의사결정 문제들 사이의 연결성을 분석하고, 개발된 의사결정 모델을 연동하여 통합적인 재난 대응 의사결정을 도출함.

◎ 연구 목표대비 연구결과
□ 재난상황정보의 종합적 활용을 통한 현장 의사결정 모델 설계 및 알고리즘 개발
- 인근 병원의 실시간 병상 정보 및 응급의료대응체계의 상황정보를 종합적으로 활용하여 사고현장의 주요 의사 결정은 환자이송 우선순위 및 이송 병원 결정 문제를 통합 결정할 수 있는 의사결정 모델을 설계함.
- 다량의 재난상황정보로 인해 복잡성이 높아진 모델로부터 좋은 성능의 의사결정 방침을 도출할 수 있는 (강화학습을 위한) 메타 알고리즘을 개발함.
- 사고 현장에서 쉽고 빠르게 사용할 수 있으며 우수한 결과를 얻을 수 있는 휴리스틱 알고리즘을 개발함.
□ 다수의 의사결정자들 간의 상호작용을 고려한 의사결정 모델 및 알고리즘 개발
- 다수의 의사결정자들 간의 정보교류가 활발해지는 환경을 활용하기 위한 연구로 다자간 의사결정 모델 및 알고리즘을 개발하고자 하였음.
- 개별의사결정자가 한정된 정보를 가지고 다수와 협업하는 환경을 표현하는 dec-POMDP 모델을 설계하고, 사전 지식을 활용하는 MARL 알고리즘을 제안하여 다자간 상호작용을 고려한 의사결정방침을 도출함.
□ 재난 대응 전(全)단계에 대한 통합적인 의사결정 도출 방법 개발
- 개별적으로 개발된 의사결정 모델들을 연동하여 전체 응급의료체계가 효과적으로 작동 할 수 있는 통합적 의사결정을 도출하는 것을 목표로 하였음.
- 서로 다른 의사결정 모델이 상호작용하는 요소를 파악하여 범용성 있는 의사결정방침과 시뮬레이션 기반 알고리즘을 통해 통합적인 의사결정을 도출함.
□ 재난 대응 의사결정자 중심의 최적의사결정 알고리즘 모델링 개발 및 적용 가능성 제고
- 최종 의사결정 수행자의 행동 양식을 고려하여 재난 대응 관리자가 제시하는 의사결정의 수행 가능성을 높이는 의사결정 모델을 개발함.

◎ 연구개발결과의 중요성
● 재난상황정보를 종합적으로 활용하여 환자이송 우선순위 결정과 병원 선정 문제를 통합적으로 결정할 수 있는 최초의 stochastic dynamic model을 개발함.
● 각 병원의 대기환자 수를 기반으로 신속하게 사용 가능하며 우수한 결과를 얻을 수 있는 휴리스틱 알고리즘 개발함으로써 연구 결과의 적용 가능성을 제고함.
● 강화학습의 확장성 문제를 해결할 수 있는 메타 알고리즘을 제안함.
● 응급의료서비스 체계의 병원 전 단계와 병원 단계의 의사결정 문제들을 연동함으로써 재난 대응의 모든 과정을 고려하여 효과적인 전략 도출을 가능케 함.
● Dec-POMDP 모델로 재난대응 시의 의사결정 문제를 표현한 것은 학술적으로 처음 시도되는 사례로, 더 현실적인 의사결정 환경을 표현할 수 있지만 기존에 풀이의 어려움으로 인해 잘 다뤄지지 못한 dec-POMDP 모델을 사용함.
● 풀기 어려운 것으로 알려져 있는 dec-POMDP 모델에 대해 재난 대응에서의 기존 규칙이나 알려져 있는 직관 등을 활용할 수 있는 MARL 알고리즘을 제안함.
● 의사결정 수행자의 행동양식을 고려한 MDP 모델링 기법 개발함으로써 인간의 행동양식을 고려하는 것의 중요성을 강조함.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 1차년도(2016) : 의사결정 환경 변화를 반영한 주요 의사결정 모델 설계 ... 6
• (2) 2차년도(2017) : 알고리즘 개발을 통한 의사결정자 중심의 의사결정 도출 ... 11
• (3) 3차년도(2018) : 재난 대응 단계 전반의 문제를 해결할 수 있는 알고리즘 개발 ... 15
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 20
• 5. 연구성과 ... 21
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 29