과거 대부분 하천에 적용된 계획하폭의 결정은 통수단면적 확보 등의 치수적인 목적만 갖고 경험공식과 기술자의 주관이나 경험적 판단으로 계획하폭을 선정하여 왔다. 그러나 현재에는 사회적, 경제적, 기술적, 환경적 요소를 종합적으로 고려된 최적의 계획하폭 선정이 요구되고 있으며, 또한 계획하폭의 계산결과에 따른 하폭거리의 다양성으로 확폭 결정시 객관적이며 정량적인 해석방법이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 계획하폭 선정시 문제가 되는 주관적, 경험적 요소를 해결하기 위해 계층분석과정(Analytic Hierarchy Process, AHP)을 이용하여 최적 계획하폭을 선정하기 위한 기준 및 표준화된 절차를 제시하였다. 이는 기술자가 계획하폭을 설계함에 있어 합리적인 판단을 할 수 있도록 의사결정의 근거 자료로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
과거 대부분 하천에 적용된 계획하폭의 결정은 통수단면적 확보 등의 치수적인 목적만 갖고 경험공식과 기술자의 주관이나 경험적 판단으로 계획하폭을 선정하여 왔다. 그러나 현재에는 사회적, 경제적, 기술적, 환경적 요소를 종합적으로 고려된 최적의 계획하폭 선정이 요구되고 있으며, 또한 계획하폭의 계산결과에 따른 하폭거리의 다양성으로 확폭 결정시 객관적이며 정량적인 해석방법이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 계획하폭 선정시 문제가 되는 주관적, 경험적 요소를 해결하기 위해 계층분석과정(Analytic Hierarchy Process, AHP)을 이용하여 최적 계획하폭을 선정하기 위한 기준 및 표준화된 절차를 제시하였다. 이는 기술자가 계획하폭을 설계함에 있어 합리적인 판단을 할 수 있도록 의사결정의 근거 자료로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
Traditionally, the decision of river width has aimed majorly at flood control and good river conveyance. And the river width has been decided by practitioner#s subjective and empirical opinion. Recently, however, there is a need for more objective and thus quantitative decision method for decision o...
Traditionally, the decision of river width has aimed majorly at flood control and good river conveyance. And the river width has been decided by practitioner#s subjective and empirical opinion. Recently, however, there is a need for more objective and thus quantitative decision method for decision of river width considering not only economical aspect but also social or environmental aspect. This study adopts the analytic hierarchy process (AHP) to improve the objectiveness in the decision of river width. Criteria and a standardized process are presented for field application. Using the proposed method, one can prioritize various river width and make the optimal decision. We believe that the method can serve as a useful tool for river engineers in practice.
Traditionally, the decision of river width has aimed majorly at flood control and good river conveyance. And the river width has been decided by practitioner#s subjective and empirical opinion. Recently, however, there is a need for more objective and thus quantitative decision method for decision of river width considering not only economical aspect but also social or environmental aspect. This study adopts the analytic hierarchy process (AHP) to improve the objectiveness in the decision of river width. Criteria and a standardized process are presented for field application. Using the proposed method, one can prioritize various river width and make the optimal decision. We believe that the method can serve as a useful tool for river engineers in practice.
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문제 정의
본 연구는 하천의 하폭결정시 경험적 방법과 주관적 요소 문제들을 객관적이고 정량적으로 해결하기 위하여, 다중의사결정을 지원하는 계층분석과정을 이용, 최적 계획하폭 선정을 위한 절차의 표준화 및 기준을 제시하는 것이 목적이다.
가설 설정
4) 본 연구의 평가기준 및 항목으로 하천 전체의 계획하폭을 선정하기 어려우며, 본론에서 제시된 절차를 이용하여 설문조사를 충분히 한다는 전제하에 입천이 아니 다른 하천에 적용하면 최적의 계획하폭이 채택될 수 있을 것이다.
제안 방법
이중 첫 번째 수리적 안정성 세부항목은 계획하폭 선택의 단계 이전에 결정되어 만족하는 인자들이며, 사회성, 경제성, 기술성, 환경성의 세부항목들은 하폭을 넓힘으로써 기준이 모호하여 정량적으로 기술자가 판단이 힘든 항목들이다. 그러나 세부항목들은 하폭을 결정하는 중요한 인자이므로 본 연구에서는 이런 단점을 보완하여 세부항목의 모호성을 명확성과 객관성을 제시하기 위해 판단기준을 낮음, 보통, 높음 등으로 구분하여 설문을 통하여 인자의 객관성을 검증하였으며 세부항목의 각 인자를 평균하여 중요도 Table 6, 7, 8로 나타내었으며, 중요도를 이용하여 EE 를 계산하였다. EE 값은 Table 6, 7, 8에 나타내었다.
하천의 최적계획하폭 선정시 필요한 자료들의 선호도를 산정하기 위해 AHP기법을 이용하여 다중인자들을 정량화한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
대상 데이터
AHP기법을 이용한 최적 계획하폭을 결정하기 위한 절차를 제시하기 위한 대상은 전라남도 장성군에 위치한 입천으로 섬진강 합류점을 기점으로 상류로 1,457m의 축제구간으로 위치도와 계획단면은 Fig. 5와 같다.
은 계획하폭 선정 인자간의 선호도이다. 계획하폭 선정 인자간 선호도의 부여는 주관적 요소를 최소화하기 위하여 하천설계기준․해설 및 수자원설계에 종사하는 35명을 선정하여 Table 5와 같이 설문조사를 실시하였으며 설문결과는 Fig. 4와 같다.
데이터처리
계획하폭 평가시 주관적 선호도를 정성적이고 정량적으로 표현하기 위해 각 인자들을 쌍대비교 행렬을 이용하여 이원 비교하였다. 행렬의 대각선 요소는 모두 "1"이 되며, 대각선을 기준으로 위아래의 상대적 중요도가 역수로 상반되는 선호도를 갖는다.
이론/모형
이원비교법은 최적 계획하폭 선정 인자간의 상대적 중요도(Relative Importance Weights, RIW)를 산정하기 위해 모든 관련된 속성 값들에 대한 상호순위를 비교하는 방법이다. 또한 의사결정자는 상위목표, 한 단계 위의 인자와 이에 대한 속성값을 조합하여 각각의 그룹을 결정하며 결정된 모든 조합에 대하여 이원비교법을 적용한다.
이러한 해석방법, 즉 최선으로 만족시키는 대안을 찾기 위해서는 여러 인자들의 기준을 고려하여 다기준 의사결정 방법(Multi Criteria Decision Making, MCDM)이 이용되며, 그 중에서도 계층분석과정(Analytic Hierarchy Process, AHP) 기법이 많이 사용된다.
성능/효과
1) 과거 기술자의 주관적 판단으로 결정하던 계획하폭을 다중인자들의 선호도를 산정하여 보다 합리적으로 객관화함으로써 최적 계획하폭을 선정할 수 있었다.
2) 계층으로 조직화된 최적계획하폭 선정은 다중인자들을 하폭의 사회성, 경제성, 기술성, 환경성을 고려하여 수학적이고 체계적인 방법에 의해 수치화하여 계획하폭 최적화시 고려되어져야 할 총 3단계 8가지 인자를 도출하였다.
3) 전라남도 장성군 입천의 계획하폭을 분석한 결과, 확폭 가능한 60 m(A안), 68 m(B안), 75 m(C안)가 있으며, AHP기법을 적용한 결과 68 m(B안)가 최적의 계획하폭으로 선정되었다.
주어진 요소값에 대하여 논리적 일관성이 있는가를 조사하기 CR 을 평가했으며, 그 결과는 Table 10와 같이 안정성, 경제성, 기술성, 친환경성의 CR 값이 모두 10% 이내의 값으로 나타나 논리적으로 일관성이 있는 것으로 분석되었다.
최적 계획하폭을 결정함에 있어 기존의 연구에서 할수 없었던 인자간의 평가항목들을 보다 합리적이며 객관적으로 결정할 수 있었다. 따라서 하폭 선정시 선호도를 산정하여 적용하면 최적 계획하폭 선정에 효과적으로 사용 가능하다.
후속연구
계획하폭의 최적화 절차에서 검토되어져야 할 기준의 평가항목은 계획홍수량, 홍수위, 유속, 소류력을 만족하는 하폭의 범위내에서 사회성, 경제성, 기술성, 환경성의 1단계 평가항목을 단계별 속성으로 세분화하여 Fig. 2의 단계별 속성도에 따라 총 3단계의 최적계획하폭 선정시 고려할 평가 기준을 Table 4와 같이 유도하였으며 추후 세부 항목의 인자에 대한 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
하천의 최적하폭의 결정이란?
하천의 최적하폭의 결정은 하천이 기능을 충분히 발휘할 수 있도록 대상지역의 사회적, 경제적, 기술적, 환경적 조건을 고려하여 가장 적합한 법선 위치를 결정하는 과정을 말하며, 기존의 하천형태와 홍수량, 하도 형태를 기초로 법선이 통과해야 할 위치와 구조를 결정해야 하므로 공학적 판단뿐만 아니라 행정적 판단이 요구된다, 현재까지의 법선의 위치선정은 하천에 영향을 미칠 수 있는 다양한 사회․경제적 조건들과 공간적 분포, 그리고 제방의 신설 또는 확장이 가져올 공간적 영향에 대한 엄밀한 분석 없이 계획수립 시점에서 평면 지형도, 종․횡단도의 일부 자료에 의존하여 주관적 판단과 경험적 판단으로 계획하폭을 선정하여 왔다.
하천의 최적하폭의 결정은 무엇이 요구되는가?
하천의 최적하폭의 결정은 하천이 기능을 충분히 발휘할 수 있도록 대상지역의 사회적, 경제적, 기술적, 환경적 조건을 고려하여 가장 적합한 법선 위치를 결정하는 과정을 말하며, 기존의 하천형태와 홍수량, 하도 형태를 기초로 법선이 통과해야 할 위치와 구조를 결정해야 하므로 공학적 판단뿐만 아니라 행정적 판단이 요구된다, 현재까지의 법선의 위치선정은 하천에 영향을 미칠 수 있는 다양한 사회․경제적 조건들과 공간적 분포, 그리고 제방의 신설 또는 확장이 가져올 공간적 영향에 대한 엄밀한 분석 없이 계획수립 시점에서 평면 지형도, 종․횡단도의 일부 자료에 의존하여 주관적 판단과 경험적 판단으로 계획하폭을 선정하여 왔다.
AHP 기법의 장점은?
계층분석과정은 수학적인 이론보다는 직관을 바탕으로 하기 때문에 논리가 쉽고 객관적인 평가요인 뿐만 아니라 주관적인 평가요인도 수용하는 매우 유연한 의사결정기법으로 큰 장점을 가지고 있다(Saaty, 1977). 그렇기 때문에 사업측면의 의사결정이 많은 경영학 분야에 계층분석과정이 이용되어 왔다(Zahedi, 1985; Min, 1994; 윤재곤, 1996; 정병호와 조권익, 1999).
참고문헌 (16)
김응석, 이정호 김중훈 (2003), 계층분석기법을 이용한 하수관거 결함항목별 가중치 산정, 상하수도학회지, Vol. 17, No. 2, pp. 277-290
윤재곤 (1996). AHP 기법의 적용효과 및 한계 점에 관한 연구(MIS 성공요인평가를 위한 3가지 통계기법 비교중심), 한국경영과학회지, 제21권, 제3호, pp. 109-124
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Drake, P. R. (1998). 'Using the Analytic Hierarchy Process in Engineering Education.' Int. J. Engng. Ed., Vol. 14, No. 3, pp. 191-196
Min, H. (1994). 'Location Analysis of International Consolidation Terminals Using the Analytic Hierarchy Process,' Journal of Business Logistics, Vol. 15, No. 2, pp. 25-45
Jandric, Z. and Srdjevic, B. (2000). 'Analytic Hierarchy Process in Selecting Best Groundwater Pond,' Proc. of 31st International Geological Congress, Riode Janeiro, Brasil
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Saaty, T. L. (1977). 'A scaling method for priorities in hierarchical structures.' Journal of Mathematical Psychology, Vol.15, pp.234-281
Saaty, T. L. (1980). The Analytic Hierarchy Process, McGraw-Hill, New York
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Zahedi, F. (1985). 'Data-Base Management System Evaluation and Selection Decision.' Decision Science, Vol. 16, No. 1, pp. 91-109
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