Abstract
This paper presents the integrated technique of Genetic Algorithm (GA) and Geographic Information System (GIS) for optimal pipeline route selection in the multi-regional water supply system. GA was employed in extraction of a pipeline route and optimization of min-distance-array of the selected route nodes. Fitness function of GA is set to evaluate the alternatives. Fitness function is defined by the linear combination of four main factors which stand for spatial characteristic of alternative route: distribution, land use pattern, length of pipeline and distance to surround facility. The overall sensitivity analysis showed that the good fitness level acquired at less mutation rate and crossover rate of 0.6-0.8. Results demonstrate that the integrated technique of GA & GIS can be fully utilized as a decision supporting tool in optimal pipeline route selection process in the multi-regional water supply system.
본 연구는 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm; GA)과 지형정보체계(Geograpgic Ingormation System; GIS)가 통합된 진화론적 공간분석기법을 이용하여 광역상수도 관로노선의 최적대안 선정기술을 개발한 것이다. GA알고리즘은 노선통과지점의 추출과 작성된 노선대안들의 최적화에 사용되었으며, GIS의 NETWORK분석 알고리즘은 경유지점들간의 최단거리배열선정을 위한 최적화에 이용되었다. 관로 노선대안별 염색체배열의 우열을 평가하기 위한 종합 적합도 함수를 설정하였다. 종합 적합도함수는 노선의 통과공간 특성인자인 고도분포, 토지이용현황, 주변의 기존 시설물과의 접근정도, 그리고 대안의 관로길이를 나타내는 4가지의 적합도함수들을 선형 결합한 함수로 정의하였다. 관로노선 계획대상공간의 지형적인 특성, 즉 지형의 기복이 완만한 지역에서는 설계변수의 조건변화에 따른 모형의 반응이 크지 않았다. 한편, 급경사지 및 기복이 복잡한 지형에서는 고도정보에 관한 적합도가 민감한 반응을 보였다. 본 종합적인 감도분석의 결과, 광역상수도 관로노선 선정을 위한 유전자알고리즘의 적정 적합도는 돌연변이율을 낮추고, 교차율을 0.6-0.8사이로 유지했을 때 높은 값을 나타내었다. 본 연구를 통한 결과는 실제 광역 상수도 노선계획의 의사결정지원수단으로서 충분히 그 기능을 발휘하리라 본다.