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문제 정의
- 즉 수계의 일별 운영 특성 및 제약을 반영한 가운데 용수 부족을 최소화하고, 홍수 조절 용량을 확보한 가운데 여수로 방류를 최소로 하면서 물을 최대한 저수하여 미래의 용수 부족에 대비한다. 기본적으로는 발전량을 하류 용수 수요 범위 내에서 최대화 되도록 하지만, 저수량과의 trade~off 분석을 통하여 의사결정자가 원할 경우, 관리적 측면에서 총 발전방류량을 늘려서 발전 편익이 최대로 될 수도 있도록 다중 목적으로 구성하였다. 각 목적은 현재 또는 미래의 편익 달성을 위한 운영상 목적(operational objective)과 수계 운영 제약 및 특성을 효율적으로 반영하기 위한 기능적 운영 목표(technical goal)로 구성된다.
- 미국도 활발하지만, 특히 북구 유럽의 물류 및 교통 서비스 산업에서 아주 성공적으로 활용되고 있어서 최적화 기법은 비용 절감노력에 지대한 공헌을 하고 있다. 본 강좌에선 수자원에 관련된 최적화 모형의 응용 사례로 저수지 군 연계 운영 모형의 개발 및 적용을 중심으로 소개하고자 한다.
- 최적화 기법의 현실 적용을 위한 제언을 마지막으로 수자원 공학과 최적화 기법에 대한 세 번에 걸친 강좌를 마무리 하려 한다. 효율적인 최적화 모형을 개발하기 위해서는 현실을 어느 정도 단순화 시키는 과정이 필요하다.
가설 설정
- 이와 같은 실시간 모의 운영 절차는 그림 4와 같다. 먼저 연계운영 계획을 수립하기 위해서는 유입량을 예측 하여야 하는데, 2~3일 정도의 유입량은 비교적 정확히 예측이 가능하다는 가정 아래 실적 유입량을 적용하고, 그 이후 기간은 평균 유입량을 적용한다. 이때 유입량을 정확하게 예측 할 수 있는 기간은 변화시켜가며 실험을 진행하여 유입량 예측 정확도가 미치는 효과를 따로 분석해 본다.
- HEC-5는 매 운영시점에서 실제 유입량(실적 유입량)이 들어오고, CoMOM이 수립한 방류 계획대로 방류를 진행하였을 때 얻게 되는 저수량을 제시한다. 실시간 모의실험은 과거 실적 유입량을 마치 실제로 발생된 유입량인 것처럼 가정하고, 위에서 제시한 별도의 예측 유입량을 기준으로 수행하게 되는데, 대개의 경우 예측된 유입량이 어긋날 것이므로 제시되는 저수량은 CoMOM이 계산했던 다음날 저수량과는 다르게 된다. 이렇게 HEC-5 가 제시한 저수량은 다음날의 CoMOM의초기 저수량이 되며, 이 초기 저수량을 바탕으로 위 과정을 계획기말까지 매 단위기간에 반복한다.
- 결국 확정론적 모형과 달리 미래의 극한 가뭄이나 홍수까지 고려된 의사결정이 이루어질 수 있게 되는 것이다. 이때 매 단계마다 취할 수 있는 n 개의 시나리오 중 특별한 정보가 없으면, 임의의 시나리오를 택할 확률이 1/n 이라 가정한다.
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