Ocena ryzyka parametrów reguły sterowania zbiornikiem przeciwpowodziowym z zastosowaniem elementów teorii ruiny oraz dwuwymiarowego rozkładu zmiennej losowej zbudowanej na funkcji copula

• Autorzy: Twaróg, B.

Warianty tytułu

EN

Risk assessment of the flood reservoir control rule parameters using ruin theory elements and two-dimensional distribution of a copula function-based random variable

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule do oceny parametrów reguły sterowania zbiornikiem retencyjnym zastosowano dwuwymiarowy proces losowy, opisywany dwuwymiarową zmienną losową w postaci czasu trwania fali powodziowej oraz objętości fali powodziowej. Opisu rozkładu prawdopodobieństwa tak przyjętej dwuwymiarowej zmiennej losowej dokonano przy zastosowaniu dwuwymiarowej funkcji copula Gumbela-Hougaarda. Dystrybuanty rozkładów brzegowych przyjęto w postaci funkcji logarytmiczno-normalnych. Estymacji parametru funkcji copula Gumbela-Hougaarda dokonano metodami optymalizacyjnymi. W ocenie ryzyka wartości parametrów reguły sterowania wielozadaniowym zbiornikiem retencyjnym zastosowano metodę Monte Carlo. Ostatecznie przy poszukiwaniu rozwiązań zdefiniowano eksperyment i przeprowadzono obliczenia symulacyjne oceny ryzyka.

EN

In order to assess the retention reservoir control rule, the author uses a two--dimensional random process, described with a two-dimensional random variable of the flood wave duration and volume. Description of the probability distribution of such two-dimensional random variable is based on a two-dimensional Gumbel-Hougaard copula function. The adopted banks distribution functions are in the form of log-normal functions. The Gumbel-Hougaard copula function parameters were estimated with the optimization methods. For risk assessment of the multifunctional retention reservoir control rule parameters, the author uses the Monte Carlo method. Eventually, during the search for solutions an experiment was defined and risk assessment simulation calculations were carried out.

Słowa kluczowe

PL

zbiornik przeciwpowodziowy; rozkład zmiennej losowej; funkcje copula; zbiornik retencyjny; proces losowy; fala powodziowa; metody optymalizacjne; parametry fali powodziowej; metoda Monte Carlo

EN

retention reservoir; distribution of a random variable; copula function; reservoir; random process; flood wave; optimization methods; Monte Carlo method

• Czasopismo: Gospodarka Wodna
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 3
• Strony: 80--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Twaróg, B.

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej, Zakład Budownictwa Wodnego i Gospodarki Wodnej

Bibliografia

• [1] Gikhman and A.V. Skorohod, Introduction to the Theory of Random Processes (Saunders, Philadelphia, 1969).
• [2] Niemiro W., Matematyka stosowana. Symulacje stochastyczne i metody Monte Carlo. UW, 2013.
• [3] Twaróg B., Wybrane aspekty oceny ryzyka w inżynierii środowiska. Część II. Zastosowanie funkcji typu copula. VI Ogólnopolska Szkoła Nadzwyczajne Zagrożenia Środowiska. Paszkówka, październik 2005, Monografie IMGW, IMGW Warszawa, ISBN 83-88897-74-8, str. 68-89.
• [4] Twaróg B., Wybrane aspekty oceny ryzyka w inżynierii środowiska. Część I. Zastosowanie mieszanego modelu Gumbela. VI Ogólnopolska Szkoła Nadzwyczajne Zagrożenia Środowiska. Paszkówka, październik 2005, Monografie IMGW, IMGW Warszawa, ISBN 83-88897-74-8, str. 90-110.
• [5] Twaróg B., Zastosowanie funkcji copula do budowy rozkładów prawdopodobieństwa wielowymiarowej zmiennej losowej określanej dla zbioru parametrów fali powodziowej. Z.Ś-10/2006 ISSN 0011-4561.
• [6] Twaróg B., Zastosowanie metody Monte Carlo do generowania dopływów do zbiornika retencyjnego. Czas. Tech., Środ. PK. - 2007, z. 2-Ś, s. 205-225.
• [7] Twaróg B., Wielokryterialna ocena algorytmów wspomagania decyzji w warunkach powodzi z uwzględnieniem ryzyka. Czas. Tech., Środ. PK. - 2009, z. 1-Ś, s. 119-152, bibliogr. 27 poz.
• [8] Twaróg B., Elementy teorii decyzji na przykładzie sterowania zbiornikiem Dobczyce w 2010 r.: ucieczka przed ruiną. Wybrane przykłady systemów wspomagania decyzji i modelowania w gospodarce wodnej (pod red. Tomasza Walczykiewicza) - Warszawa: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut Badawczy, 2014. - (Monografie/Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej). - s. 131-164: rys., tab. - Bibliogr. s. 163-164, streszcz. - ISBN 978-83-61102-56-4.
• [9] Twaróg B., Ruin theory applied to the assessment of parameters for the control rule implemented in a flood control reservoir TICEAS: Tokyo International Conference on Engineering and Applied Science, SEDT: Tokyo International Conference on Software Engineering and Digital Technology, ILSBE: Tokyo International Conference on Life Science and Biological Engineering, December 2014, Tokyo, Japan: conference proceedings TICEAS-399. - Bibliogr. 11 poz., Abstr. - ISBN 978- 986-5654-07-8.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.