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대규모 인구동태 시뮬레이션을 통한 에이전트 기반 고성능 시뮬레이터의 구현에 관한 연구 = A Study on the Implementation of Agent-based High-performance Simulator Through Large-scale Population Dynamics Simulation
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2023
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Korean
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109-121(13쪽)
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Agent-based simulation models the interaction of agents acting autonomously within a system in order to deeply understand the behavior and status of the target system. Agent-based simulation has the advantage that it is relatively easy to understand the detailed process of agent activity and the reason for its action, since the individual agent's decision-making can be reviewed in detail. However, since a large number of agents and complex interactions significantly degrade the execution performance of agent-based simulations, the number of agents and interactions are often reduced or simplified for actual simulations. Recently, as access to high-performance computing resources has become popular through continuous technological advancement, there is a growing demand for agent-based simulations to be executed on a real scale without model reduction. However, in order to effectively run large-scale agent-based simulations, significant modifications and development of related technologies are required in the implementation of agents and their interaction with the engine. In this study, by implementing and experimenting with a large-scale population dynamics simulation using the MASON open source solution, authors have examined which technical elements should be included in the development of a high-performance agent-based simulation engine in the future. In the process of speeding up the 120-year population dynamics simulation for the entire population of Korea from 2020, elements to be further developed or supplemented are summarized. It is expected that the results of this study will be of practical help in the implementation of high-performance agent-based simulation engines and the execution of large-scale models in the future.
더보기에이전트 기반 시뮬레이션은 대상 시스템의 동작과 상태를 세부적으로 이해하기 위하여 시스템 내에서 자율적으로 행동하는 에이전트들의 상호작용을 모델링한다. 에이전트 기반의 시뮬레이션에서는 개별 에이전트의 의사 결정을 자세히 검토할 수 있으므로, 에이전트 활동의 세부 과정과 동작 이유를 이해하기가 상대적으로 쉽다는 장점이 있다. 하지만 많은 수의 에이전트와 복잡한 상호작용은 에이전트 기반 시뮬레이션의 실행 성능을 크게 떨어뜨리기 때문에, 실제 시뮬레이션의 수행을 위해서는 에이전트의 수와 상호작용을 축소하거나 단순화하는 경우가 많았다. 최근에는 지속적인 기술 발전을 통해 고성능 컴퓨팅 자원에 대한 접근이 대중화되면서 에이전트 기반 시뮬레이션을 모델의 축소 없이 실제 규모로 실행하고자 하는 요구가 커지고 있다. 그러나 막대한 규모의 에이전트 기반 시뮬레이션을 효과적으로 실행시키기 위해서는 에이전트의 구현 방식과 엔진과의 상호작용에서 상당한 수정 작업과 관련 기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 MASON 오픈소스 솔루션을 활용하여 대규모 인구동태 시뮬레이션을 구현하고 실험해 봄으로써, 어떠한 기술 요소가 향후 고성능 에이전트 기반 시뮬레이션 엔진의 개발에 포함되어야 할 것인지를 살펴보았다. 2020년 대한민국 전체 인구에 대한 120년간의 인구동태 시뮬레이션을 고속화하는 과정을 통해 추가 개발되거나 보완되어야 할 요소들을 정리하였다. 본 연구의 결과가 향후 고성능 에이전트 기반 시뮬레이션 엔진의 구현과 대규모 모델의 실행에 실질적인 도움이 될 것으로 기대한다.
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