한국수자원학회논문집 (Journal of Korea Water Resources Association)

  • 제38권9호
  • /
  • Pages.761-770
  • /
  • 2005
  • /
  • 2799-8746(pISSN)
  • /
  • 2799-8754(eISSN)
한국수자원학회 (Korea Water Resources Association)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

타부탐색기법에 의한 홍수시 저수지 운영에 관한 연구

Reservoir Operation by Tabu Search Method during Flood

  • 정한우 (삼안건설기술공사 수자원부) ;
  • 최승안 (인하대학교 환경토목공학부) ;
  • 김형수 (인하대학교 환경토목공학부) ;
  • 심명필 (인하대학교 환경토목공학부)
  • 발행 : 2005.09.01
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 연구에서는 퍼지논리제어의 적용을 통해 홍수시 저수지의 방류량을 결정하는데 있어, 예측유입량 자료에 내재된 불확실성을 고려할 수 있는 저수지 운영 모형을 구성하고자 하였다. 제어규칙은 전문가들의 의견을 반영해 규칙기반을 설정하는데 이러한 일반적인 방법의 단점을 보완하고자 전역 최적화 기법인 타부탐색을 이용하여 제어규칙을 자동적으로 설정해 퍼지-타부탐색 모형을 구성하였다. 모형의 적용 결과, 첨두방류량이 감소되어 홍수조절율이 개선되었으며, 총 방류량도 감소하는 것으로 나타나 결과적으로 치수효과가 증대될 수 있음을 확인하였다. 또한 홍수 후에 가용할 수 있는 수자원의 양이 증가되어 실제운영방법보다 이수적 차원에서 향상된 결과를 나타내었다.

This study applied the fuzzy logic control for the construction of the reservoir operation model which can consider uncertainty of the predicted inflow in determining reservoir release during flood period. The control rule is usually constructed based on the opinion of experts which is a general technique. To improve the drawback of general technique, this study constructed the Fuzzy-Tabu search model automatically established by the fuzzy rule using Tabu search which is a global optimization technique. As the results, the peak release is decreased and the flood control efficiency is improved. The total release is also decreased and this represents the benefit in water use. Consequently, it is confirmed that the effect of flood control can be increased through the constructed model. It also shows that the available water resources after the flood is more increased. So, the proposed Fuzzy-Tabu search model could be better than the actual reservoir operation methodology in the aspect of water use.

키워드

참고문헌

  1. 김여근, 윤복식, 이상복 (1997). 메타 휴리스틱. 영지문화사
  2. 김한섭, 이정규 (1998). '강우-유출 예측모형에 퍼지기법의 적용.' 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, Vol. 1998, No. 98, pp. 109-114
  3. 김한섭, 이정규 (2000a). '홍수예보를 위한 통합저류함수모형의 퍼지제어(I) - 이론 및 모형의 수립.' 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제33권, 제6호, pp. 689-699
  4. 김한섭, 이정규 (2000b). '홍수예보를 위한 통합저류함수모형의 퍼지제어(II)-모형의 적용.' 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제33권, 제6호, pp. 701-709
  5. 김형수, 나창진, 김중훈, 강인주 (2002). '퍼지론에 의한 강수예측 : II. 퍼지 시계열의 적용성.' 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제32권, 제1호, pp. 631-638
  6. 나창진, 김형수, 김중훈, 강인주 (2002). '퍼지론에 의한 강수예측 : I. 뉴로-퍼지 시스템과 마코프 연쇄의 적용.' 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제32권, 제1호, pp. 619-629 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2002.35.5.619
  7. 심명필, 박인보, 선우중호, 황만하 (1990). '홍수기중 실시간 저수지 운영(I) - 대청댐의 단일 저수지 운영 방안.' 한국수문학회지, 한국수문학회, 제23권, 제3호
  8. 심명필, 이재형, 권오익 (1996). '홍수예측에 의한 예비 방류 방안.' 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제29권, 제1호, pp. 235-247
  9. 심재현, 김지태 (1998). '퍼지제어기법을 이용한 치수목적의 저수지 운영기법.' 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 203-208
  10. 심재현, 조원철, 이원환 (1992). '자기 조정력을 가진 퍼지제어기법에 의한 우수배제펌프의 적응제어.' 한국수자원학회지 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 291-299
  11. 오영민, 이길성 (1986). 'Min-Max DP에 의한 소양 및 충주호의 홍수조절 운영.' 한구수문학회지, 한구수문학회, 제19권, 제4호, pp. 339-344
  12. 이광형, 오길록 (1991). 퍼지이론 및 응용. 홍릉과학출판사
  13. 이길성, 정동국 (1985). '홍수시 충주댐 운영방안의 비교검토.' 한국수문학회지, 한국수문학회, 제18권, 제3호, pp. 225-233
  14. 이재형, 이길성, 정동국 (1992). 'Incremental DP에 의한 홍수시 댐군의 연계운영.' 한국수문학회지, 한국수문학회, 제25권, 제2호, pp. 47-59
  15. 이한구, 이상호 (1998). '복합 모델링 기법을 이용한 홍수시 저수지 최적 운영(사례 연구 : 충주 다목적 저수지)' 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제31권, 제6호, pp. 727-739
  16. 조원철, 심재현 (1992). 'Fuzzy 이론의 수문학에의 적용(I, II).' 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제25권 제1호, pp. 47-52, pp. 59-63
  17. 한국수자원공사 (1991). 충주댐 및 소양강댐유역 1990년 대홍수의 수문학적 분석
  18. Bagis, A. (2002). 'Determining fuzzy membership functions with tabu search - an application to control.' Fuzzy Sets and Systems, Vol. 139, pp. 209-225 https://doi.org/10.1016/S0165-0114(02)00502-X
  19. Campbell, P.F. (1993). 'Application of fuzzy set theory in reservoir operation.' MASc thesis, University of British Columbia, Vancouver, Canada
  20. Denna, M., Mauri, G., Znaboni, A. M. (1999). 'Learning Fuzzy Rules with Tabu Search - An Application to Control.' IEEE Transactions on Fuzzy Systems, Vol. 7, No. 2, pp. 295-318 https://doi.org/10.1109/91.771086
  21. Dubrovin, T., Jolma, A., Turunen, E.(2002). 'Fuzzy Model for Real-Time Reservoir Operation.' Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 28, No. 1, pp. 66-73 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(2002)128:1(66)
  22. Glover, F.(1989). 'Tabu Search - Part I.' ORSA Journal on Computing, Vol. 1, No. 3, pp. 190-206 https://doi.org/10.1287/ijoc.1.3.190
  23. Glover, F.(1990). 'Tabu Search - Part II.' ORSA Journal on Computing, Vol. 2, No. 1, pp. 4-32 https://doi.org/10.1287/ijoc.2.1.4
  24. Karaboga, D. (1996). 'Design of Fuzzy Logic Controllers Using Tabu Search Algorithm.' Biennial Conf. North American Fuzzy Inf. Processing Society, pp. 489-491 https://doi.org/10.1109/NAFIPS.1996.534783
  25. Mamdani, E.H. (1974). 'Application of fuzzy algorithms for control of simple dynamic plant.' in Proc. IEEE control and Science, Vol. 121, No. 12
  26. Mori H., Sone, Y., Moridera, D., Kondo, T. (2000). 'A Parallel Tabu Search Based Fuzzy Inference Method for Short-term Load Forecasting.' Power Engineering Society Winter Meeting, Vol. 3, pp. 1702-1707 https://doi.org/10.1109/PESW.2000.847607
  27. Panigrahi, D.P., Mujumdar, P.P. (2000). 'Reservoir Operation Modelling with Fuzzy Logic.' Water Resources Management, Vol. 14, pp. 89-109 https://doi.org/10.1023/A:1008170632582
  28. Russell, S.O., Campbell, P.F. (1996). 'Reservoir Operating Rule with Fuzzy Programming.' Water Resources Planning and Management, Vol. 122, No. 3, pp. 165-170 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1996)122:3(165)
  29. Shrestha, B.P., Duckstein, L., Stakhiv, E.Z.(1996). 'Fuzzy Rule-Based Modeling of Reservoir Operation.' Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 122, No. 4, pp. 262-269 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1996)122:4(262)
  30. Zadeh, L.A.(1965). 'Fuzzy sets.' Inform. Contr., Vol. 8, pp. 338-353 https://doi.org/10.1016/S0019-9958(65)90241-X