محمد انصاری قوجقار

محمد انصاری قوجقار

مطالب
ترتیب بر اساس: جدیدترینپربازدیدترین

فیلترهای جستجو: فیلتری انتخاب نشده است.
نمایش ۱ تا ۵ مورد از کل ۵ مورد.
۱.

ارزیابیِ تلفیقِ شبکه عصبی بازگشتی LSTM با الگوریتم هایِ فراکاوشیِ یادگیریِ عمیق به منظور مدلسازی سیلاب در حوزه آبخیز طالقان(مقاله علمی وزارت علوم)

حوزه‌های تخصصی:
تعداد بازدید : ۱۱ تعداد دانلود : ۱۴
پیش بینی دقیق دبی رودخانه ها یکی از چالش های اساسی در مدیریت منابع آب و طراحی سامانه هایِ هشدار سیلاب است. در پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارایی مدل های نوین یادگیریِ عمیق در پیش بینی دبی بیشینه روزانه، چهار مدل شامل LSTM GRU -LSTM، ConvLSTM و S-LSTM در پنج ایستگاه هیدرومتری حوزه آبخیز طالقان مقایسه شدند. پس از پیش پردازش داده ها و استخراج سناریوهای تأخیر زمانی، مدل ها بر اساس شاخص هایRMSE ، MAE، NSE و ضریب همبستگی در مجموعه های آموزش و آزمون ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که مدل های مبتنی بر حافظه زمانی LSTM و GRU-LSTM عملکرد به مراتب دقیق تری نسبت به مدل های مکانی زمانی و نسخه های توسعه داده شده ارائه دادند. مدلGRU-LSTM بهترین دقت را با NSE بالاتر از 95/0 و خطای بسیار پایین ثبت کرد اما نتایج آزمون آماری t-student نشان داد که اختلاف آن با مدل LSTM معنادار نیست؛ به گونه ای که الگوریتم LSTM تقریباً همان سطح دقت را با هزینه محاسباتی کمتر ارائه می دهد. در مقابل، ConvLSTM و S-LSTM عملکرد ضعیف تری داشتند و پراکندگی بیشتر نقاط در نمودارهای همبستگی بیان گر محدودیت آن ها در مدل سازی سری های زمانی تک متغیره بود. تحلیل بصری نمودارهای همبستگی نیز نشان داد که LSTM و GRU-LSTM بیشترین انطباق را با خط همبستگی داشته و قادر به بازسازی الگوهای زمانی جریان به ویژه پیک ها و افت ها بودند. با توجه به تعادل میان دقت، پایداری و هزینه محاسباتی، مدل LSTM به عنوان گزینه نهایی و بهینه برای پیش بینی دبی بیشینه روزانه در حوضه آبخیز طالقان پیشنهاد می شود
۲.

توسعه مدل های هوشمند یادگیری ماشین و باکس جنکینز مبتنی بر روش تجزیه مد گروهی کامل به منظور مدل سازی خشکسالی هواشناسی (مطالعه موردی: استان خوزستان)(مقاله علمی وزارت علوم)

حوزه‌های تخصصی:
تعداد بازدید : ۱۰۶ تعداد دانلود : ۱۴۰
خشک سالی از جمله بلایای طبیعی، علی الخصوص در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می آید. استان خوزستان به سبب دارا بودن موقعیت جغرافیایی استراتژیک و وابستگی شدید به منابع آب، در مقابل خشک سالی به شدت آسیب پذیر است. از این رو در پژوهش حاضر، تجزیه و تحلیل و پیش بینی خشک سالی هواشناسی در استان خوزستان به ترتیب با مدل های هوشمند یادگیری ماشین و باکس جنکینز CEEMD-GPR و CEEMD-SARIMA در طول دوره آماری 30 ساله (2020-1989) مورد بررسی قرار گرفت. جهت ارزیابی شرایط خشک سالی، از شاخص استاندارد بارندگی (SPI) حاصل از داده های هشت ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان استفاده شد. در گام بعدی نتایج مدل سازی توسط روش های ذکر شده و با استفاده از شاخص های نیکویی برازش با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج حاصله بیانگر این بود که مدل CEEMD-GPR به منظور برآورد شاخص SPI در استان خوزستان از کارایی بسیار بالایی برخوردار است. هم چنین پنجره های زمانی بلندمدت SPI از دقت بالاتری نسبت به پنجره های زمانی کوتاه مدت برخوردار بودند. به عنوان مثال در ایستگاه امیدیه، استفاده از SPI 12 ماهه به جای SPI 1 ماهه موجب کاهش مقادیر RMSE و MAE به ترتیب از 178/0 و 097/0 به 167/0 و 087/0 گردید. علاوه بر این، مقادیر R و NS نیز از 954/0 و 969/0 به 963/0 و 974/0 افزایش یافت. به طور کلی می توان عنوان نمود که مدل CEEMD-GPR قادر است با استفاده از مؤلفه های استخراج شده از تجزیه CEEMD، ساختار دینامیکی پیچیده تری از داده ها را فرا گیرد. بر همین اساس، نتایج این پژوهش نشان می دهد که مدل های ترکیبی مبتنی بر تجزیه CEEMD در کنار یادگیری ماشین، ابزارهایی قدرتمند و با کارایی بالا جهت تحلیل و پیش بینی خشک سالی هواشناسی در اقلیم های خشک و نیمه خشک هستند.
۳.

ارزیابی عملکرد الگوریتم های فرا ابتکاری در بهینه سازی داده های ورودی به منظور مدل سازی طوفان های گرد و غبار (مطالعه موردی: استان سیستان و بلوچستان)(مقاله علمی وزارت علوم)

حوزه‌های تخصصی:
تعداد بازدید : ۶ تعداد دانلود : ۱۱
طوفان های گرد و غبار به عنوان یکی از مهم ترین مخاطرات اقلیمی در مناطق خشک و نیمه خشک ایران به ویژه استان سیستان و بلوچستان، پیامدهای گسترده ای در ابعاد اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی ایجاد می کنند. یکی از چالش های اصلی در مدل سازی و پیش بینی این پدیده، عدم قطعیت در داده های ورودی و محدودیت ایستگاه های سینوپتیکی است. این پژوهش با هدف بهبود عملکرد مدل های پیش بینی، به ارزیابی نقش الگوریتم های فراابتکاری در بهینه سازی داده های ورودی پرداخته است. در این راستا، یک مدل هیبریدی مبتنی بر رگرسیون فازی خوشه بندی شده و میانگین متحرک FCMR-MA توسعه داده شد و برای بهینه سازی داده های ورودی، دو الگوریتم فراابتکاری چرخه آب و بهینه سازی علف های هرز مهاجم به کار گرفته شدند. یکی از عوامل کلیدی در تشدید و تداوم این پدیده، وقوع خشکسالی های متوالی و کاهش رطوبت خاک است که بستر تولید و انتقال گردوغبار را تقویت می کند. به منظور تحلیل پیوند بین شرایط خشکسالی و وقوع طوفان های گردوغبار، شاخص های خشکسالی SPI و SPEI نیز به عنوان متغیرهای اقلیمی در ساختار مدل لحاظ شدند. داده های مورد استفاده شامل فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار در پنج ایستگاه سینوپتیکی استان سیستان و بلوچستان طی دوره 40 ساله بود. عملکرد مدل ها با استفاده از چهار معیار ارزیابی R, RMSE, MAE, NS سنجیده شد. یافته ها نشان داد که به کارگیری الگوریتم های فراابتکاری موجب بهبود معنادار در دقت مدل نسبت به حالت بدون بهینه سازی شد. در این میان، الگوریتم علف های هرز مهاجم با دستیابی به بالاترین ضریب همبستگی (R=0.94) و کم ترین میزان خطا، عملکرد برتری نسبت به الگوریتم چرخه آب و مدل پایه ارائه کرد. به طور کلی، نتایج این مطالعه بیانگر اهمیت استفاده از الگوریتم های فراابتکاری در بهینه سازی داده های ورودی برای ارتقاء دقت مدل های پیش بینی طوفان های گردوغبار در مناطق خشک و نیمه خشک است.
۴.

مقایسه مدل هیبریدی SVR-ACOR-Holt-Winters و مدل GEP بهینه شده با الگوریتم وال به منظور پیش بینی طوفان های گردوغبار، مطالعه موردی: استان خوزستان(مقاله علمی وزارت علوم)

حوزه‌های تخصصی:
تعداد بازدید : ۳۷ تعداد دانلود : ۶۰
استان خوزستان به عنوان یکی از کانون های اصلی طوفان های گردوغبار در ایران به دلیل شرایط جغرافیایی خاص خود، همواره با چالش های جدی در زمینه سلامت عمومی و پایداری محیط زیستی مواجه است. در این پژوهش، به ارائه یک هیبریدی SVR-ACOR-Holt-Winters به منظور مدل سازی طوفان های گردوغبار در استان خوزستان، در طول دوره آماری 50 ساله (2020- 1971) پرداخته شده است. نتایج نشان داد که مدل SVR-ACOR-Holt-Winters با ریشه میانگین مربعات خطا (317/0 - 293/0 =RMSE)، ضریب همبستگی (849/0 - 873/0 =R)، میانگین قدرمطلق خطا (275/0- 293/0 =MAE)، با اختلاف محسوسی، نسبت به مدل های انفرادی و مدل های دوگانه بررسی شده، به عنوان مدل برتر انتخاب شده است. ایستگاه آبادان با بیشترین فراوانی روزهای گردوغباری دقت بالاتری را در پیش بینی طوفان های گردوغبار در استان نشان داد که دلیل آن را می توان در ارتباط متغیرهای اقلیمی همچون دمای حدی و سرعت باد بر افزایش شاخص فراوانی روزهای همراه با این طوفان ها در خوزستان یافت. لذا می توان نتیجه گرفت مدل سازی طوفان های گردوغبار در مناطق بحرانی تر از دقت بیشتری برخوردار است. نتایج این مطالعه می تواند در مدل سازی پدیده گردوغبار و طراحی سیستم های هشدار طوفان های گردوغبار و کاهش خسارات ناشی از این پدیده، به کار گرفته شود. کاربرد این مدل در سایر مناطق دارای شرایط اقلیمی مشابه نیز می تواند موردبررسی قرار گیرد تا امکان تعمیم پذیری و اثربخشی آن در پیش بینی طوفان های گردوغبار در سطح ملی و منطقه ای ارزیابی شود.
۵.

مقایسه عملکرد مدل های سری زمانی SARIMA و Holt-Winters با روش های هوش مصنوعی در پیش بینی طوفان های گردوغبار (مطالعه موردی: استان سیستان و بلوچستان)(مقاله علمی وزارت علوم)

حوزه‌های تخصصی:
تعداد بازدید : ۵۱۹ تعداد دانلود : ۵۱۹
هدف از این پژوهش مقایسه عملکرد مدل های سری زمانی SARIMA و Holt-Winters با روش های هوش مصنوعی شامل شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی (RBF) و سیستم استنباط عصبی- فازی تطبیقی (ANFIS) به منظور پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گردوغبار (FDSD) در فصل آتی است. بدین منظور، از داده های ساعتی گردوغبار و کدهای سازمان جهانی هواشناسی در پنج ایستگاه سینوپتیک استان سیستان و بلوچستان با طول دوره آماری 25ساله (۱۹۹۰-2014) استفاده شد. نتایج نشان داد روش ANFIS، نسبت به سایر روش ها، بهترین عملکرد را داشت و معیارهای ارزیابی R، RMSE، MAE، و NS آن به ترتیب از 72/0، 57/0، 42/0، و 71/0 تا 95/0، 51/0، 40/0، و 96/0 متغیر بود. همچنین، با افزایش شاخص متوسط FDSD در ایستگاه ها (از 06/1 تا 11/7)، دقت پیش بینی همه روش ها افزایش داشت. بر همین اساس، در سری زمانی SARIMA، ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی و پیش بینی شده شاخص FDSD از 64/0 به 79/0 افزایش یافت. برای روش های Holt-Winters، RBF، و ANFIS مقدار نیز ضریب همبستگی به ترتیب از 70/0 تا 87/0، 69/0 تا 92/0، و 72/0 تا 95/0 متغیر بود. درمجموع، با مقایسه روش های مورد استفاده، روش هوش مصنوعی ANFIS بهترین و مدل های سری زمانی SARIMA و Holt-Winters بدترین عملکرد را داشتند.

پالایش نتایج جستجو

تعداد نتایج در یک صفحه:

درجه علمی

مجله

سال

حوزه تخصصی

زبان