Application of Pareto Frontier in Searching for Compromise Rules of Lake Baikal's Level Control

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Computer decision support technique for the search for compromise rules of Lake Baikal's level control and of Angara River water resovoir cascade control is described. The proposed technique takes into account presence of contradictory requirements that give rise to the vector of decision criteria. The technique is based on dialogue Pareto frontier visualization. It supports the experts in the process of searching for efficient tradeoff among requirements and helps to justify their choice. By using the technique, a compromise cascade control rule was constructed that corresponds to all principle requirements and is used now as a basis of governmental documents concerning water resources control of the Angara River basin.

About the authors

Alexander V. Lotov

Computer Science and Control Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: avlotov@yandex.ru

Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor, Chief Researcher

Russian Federation, Moscow

Andrey I. Ryabikov

Computer Science and Control Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: ariabikov@gmail.com

Junior Researcher

Russian Federation, Moscow

Mikhail V. Bolgov

Institute for Water Problems of the Russian Academy of Sciences

Email: bolgovmv@mail.ru

Doctor of Technical Sciences, Head of the Laboratory

Russian Federation, Moscow

Alexander L. Buber

Kostyakov All-Russian Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation

Email: buber49@yandex.ru

Head of the Department

Russian Federation, Moscow

References

  1. Lotov A.V., Bushenkov V.A., Kamenev G.K., Chernykh O.L. 1997. Komp’uter i poisk kompromissa. Metod dostizhimykh celej. [Computer and the search for compromise. Feasible goals method]. Moscow: Nauka Publishers.
  2. Lotov A.V., Bushenkov V.A., Kamenev, G.K. 2004. Interactive Decision Maps. Approximation and Visualization of Pareto Frontier. Boston: Kluwer Academic Publishers. 310 p.
  3. Asarin A.E., Bestuzheva K.N. 1986. Vodnoenergeticheskie raschety [Water energy calculation]. Moscow: Energoatomizdat. 224 p.
  4. Bolgov M.V., Sarmanov I.O., Sarmanov O.V. 2009. Markowskie processy v gidrologii [Markov processes in hydrology]. Moscow: Institute for Water Problems, Russian Academy of Sciences. 211 p.
  5. Ryabikov A.I. 2019. Skhodimost iterazionnykh processov v modeli kaskada vodokhranilizhch [Convergence of iterative processes in a resevoir cascade model], Vestnik Buryatskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika, informatika [Messenger of Burat state university. Mathematiks, computer science]. 4: 31-39.
  6. Agasandyan G.A. 1985. Algoritmy postroeniya dispetcherskikh pravil upravleniya dlya kaskadov vodokhranilizhch [Algorithms for constructing the release rules for reservoir cascades], Vodnye resursy [Water resources]. 5: 34-46.
  7. Ereshko F.I. 1998. Matematicheskie modeli I metody prinyatiya soglasovannykh reshenij v aktivnykh ierarkhicheskikh sistemakh [Mathematical models and methods of coordinated decision making in active hierarchical systems]. Dr. Hab. Thesis in technical sciences. Moscow: Institute for Control Problems, Russian Academy of Sciences.
  8. Podinovskij V.V., Nogin V.D. 2007. Pareto-optimalnye resheniya mnogokriterialnykh zadach [Pareto-optimal solutions of multi-criteria problems]. Moscow: Physmatlit. 255 p.
  9. Lotov A.V., Pospelova I.I. 2008. Mnogokriterialnye zadachi prinyatiya reshenij [Multicriteria decision making problems]. Moscow: MAKS Press. 197 p.
  10. Sawaragi, Y., Nakayama H., Tanino T. 1985. Theory of Multiobjective Optimization. Orlando: Academic Press
  11. Berezkin V.E., Kamenev G.K., Lotov A.V. 2006. Hybrid Adaptive Methods for Approximating a Nonconvex Multidimensional Pareto Frontier. Computational Mathematics and Mathematical Physics. 46(11): 1918-1931.
  12. Riabikov A.I. 2014. Ersatz Function Method for Minimizing a Finite-Valued Function on a Compact Set. Computational Mathematics and Mathematical Physics. 54(2): 206-1218.
  13. Du K.-L., Swamy M.N.S. 2016. Search and Optimization by Metaheuristics. Springer.
  14. Lotov A.V., Riabikov A.I. 2019. Simple Efficient Hybridization of Classic Global Optimization and Genetic Algorithms for Multiobjective Optimization. Computational Mathematics and Mathematical Physics. 59(10):1613-1625.
  15. Lotov A.V., Riabikov A.I. 2019. Launch pad method in multiextremal multiobjective optimization problems. Computational Mathematics and Mathematical Physics. 59(12): 2041-2056.
  16. Lotov A.V., Ryabikov A.I. 2021. Extended Launch Pad Method for the Pareto Frontier Approximation in Multiextremal Multiobjective Optimization Problems // Computational Mathematics and Mathematical Physics. 61(10): 1700-1710.
  17. Deb K., 2001. Multi-objective optimization using evolutionary algorithms. Chichester: Wiley.
  18. Lotov A.V., Ryabikov A.I., Buber, A.L. 2019. A MultiCriteria Decision-Making Procedure with an Inherited Set of Starting Points of Local Optimization of the Scalarizing Functions. Scientific and Technical Information Processing. 46(5): 328-336.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».