ارزیابی الگوریتمهای شبکه عصبی، مدلهای سری زمانی و مدل هیبریدی SARIMA-SETAR در پیشبینی سرعت باد ماهانه
نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران
2 دکتری آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران
3 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
doi
10.29252/aridbiom.2021.15523.1828چکیده
در این پژوهش بهمنظور مدلسازی و پیشبینی سرعت باد ماهانة شهر دزفول از مدل SARIMA، مدل سری زمانی غیرخطی آستانه (SETAR)، مدل هیبریدی SARIMA-SETAR و همچنین شبکههای عصبی مصنوعی استفاده شد. افزون بر این، برای انتخاب متغیرهای ورودی مؤثر در پیشبینی سرعت باد با شبکه عصبی از الگوریتم PMI بهره گرفته شد .با استفاده از ضابطه همپل و معیار اطلاعاتی آکائیک، مقدار رطوبت نسبی ماهانه در دو ماه قبل RH(t-2)، مقدار تبخیر ماهانه در یک ماه قبل E (t-1)، دمای متوسط ماهانه در سه ماه قبل Tave (t-3) و دمای حداکثر ماهانه دریک ماه قبل Tmax (t) به عنوان متغیرهای ورودی موثر برای مدلسازی و پیشبینی سرعت باد ماهانه مشخص شد. به منظور صحتسنجی مدلهای SARIMA و SETAR و مدل هیبریدی SARIMA*SETAR برازش یافته از توابع خودهمبستگی، خودهمبستگی جزیی و آزمون استقلال باقیماندههای مدل (الجونگ- باکس) استفاده گردید. مدل برتر بر اساس حداقل مقدار عددی آماره شوارتز و آکائیک تعیین شدند. همچنین برای مدلسازی و پیشبینی سرعت باد ماهانه با شبکه عصبی برای لایه ورودی و خروجی تابع خطی و برای لایه مخفی از توابع محرک مختلف با الگوریتم آموزش متفاوت استفاده شد. مدل شبکه عصبی با توپولوژی (5-1-1) با تابع محرک تانژانت سیگموئید و با الگوریتم آموزشی لونبرگ– مارکوارت درمقایسه با مدلهای خطی SARIMA و غیر خطی SETAR دارای عملکرد بهتر در پیشبینی سرعت باد ماهانه ایستگاه سینوپتیک دزفول شناخته شد. نتایج ارزیابی عملکرد مدلها نشان داد که مدل هیبریدی SARIMA*SETAR(2,2,3) در مقایسه با سایر مدلهای عملکرد بهتری داشت است. با ضریب تبین 91/0 و ریشه میانگین مربعات 72 دارای دقت قابل قبولی در پیشبینی سرعت باد ماهانه ایستگاه سینوپتیک دزفول میباشد.