پیشبینی بارش درازمدت شهر ایلام با کاربرد مدل ترکیبی ماشین یادگیری
نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک ، ایران.
2 گروه مهندسی عمران، واحد اراک ، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک ، ایران.
3 گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک ، ایران .
doi
10.22126/atwe.2025.11698.1153چکیده
هدف: هدف از این پژوهش، پیشبینی بارش درازمدت شهر ایلام با کاربرد مدل ترکیبی ماشین یادگیری است. روش پژوهش: در این مطالعه، بارندگی درازمدت شهر ایلام در یک بازه زمانی ۴۴ساله از 1980 تا 2024 توسط یک مدل ترکیبی ماشین یادگیری شبیهسازی گردید. استان ایلام ازلحاظ قرارگیری در عرضهای مختلف جغرافیایی، وضعیت توپوگرافی خاص دارای پراکندگی بارش ناموزونی است. در این تحقیق بعد از جمعآوری دادهها ابتدا میانگین تعداد ماههای بارش برای هرکدام از ایستگاههای موردمطالعه برای یک دورهی به دست آمد. جهت پیشبینی از مدل ماشین یادگیری استفاده گردید. در گام نخست دادههای مشاهداتی نرمالسازی شدند و بهترین ضرایب نرمالسازی برای این مطالعه بدست آمدند. تقریبا 70 درصد دادههای مشاهداتی برای آموزش مدلهای هوش مصنوعی و مابقی 30% نیز جهت آزمون آنها به کار گرفته شدند.در ادامه، تعداد بهینه نرونهای لایه مخفی به همراه بهترین تابع فعالسازی مدل ORELM با اجرای یک پروسه سعی و خطا انتخاب شدند. در این مطالعه، پارامتر منظمسازی (regularization parameter) مدل ORELM نیز بهینهسازی گردید. همچنین، با استفاده از تابع خودهمبستگی (ACF) تاخیرهای موثر دادههای سری زمانی شناسایی شدند و با استفاده از این تاخیرها، چهارده مدل ORELM توسعه داده شدند. یافتهها: بررسی توابع فعالسازی مختلف نشان داد که tribas بهترین تابع فعالسازی جهت شبیهسازی بارشهای شهر ایلام توسط این ماشین یادگیری ترکیبی بود. مدل ORELM 9 بهعنوان مدل برتر معرفی شد و مقادیر VAF، R و NSC برای آن به ترتیب برابر با 157/93، 965/0 و 925/0 بودند. همچنین، تاخیرهای شماره (t-1)، (t-2)، (t-3) و (t-10) بهعنوان مؤثرترین تاخیرهای دادههای سری زمانی بارش شهر ایلام شناسایی شدند. در انتها نتایج مدل ترکیبی ORELM با مدلهای هوش مصنوعی ELM و ORELM مقایسه گردید که مقایسه مذکور نشان دهنده عملکرد بهتر مدل ترکیبی ORELM بود. نتیجهگیری: با تجزیهوتحلیل نتایج مدلهای دهگانه ORELM، بهترین مدل به همراه مؤثرترین تاخیرهای دادههای سری زمانی معرفی گردید. در انتها نتایج مدل ترکیبی ORELM با سایر ماشینهای یادگیری نیز مقایسه شد که این مقایسه حاکی از عملکرد بهتر مدل ORELM بود.