ارائه الگوریتم جدید برای پیشبینی سرعت باد مبتنی بر مدل پنهان مارکوف
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 استادیار دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 دانشیار، پژوهشکده هواشناسی، تهران، ایران
doi
چکیده
در این مقاله ضمن ارائه مبانی نظری مدل پنهان مارکوف، ساختار مناسب آن برای مدلسازیِ سری زمانی باد پیشنهاد و اجرا شده است. مدل پیشنهادی در شناسایی رژیمهای حاکم در سریهای زمانی باد سطح زمین در فرودگاه امام خمینی آزمایش و برای اجرای آن از داده جمعآوریشده طی چهار سال متوالی استفاده شده است. ضمن ارائه آزمون ایستاییِ زمانی برای مدل مارکوف مرتبه اول، این آزمون برای مدل پنهان مارکوف توسعه داده شده است و نتایج آزمون ایستایی دو روش مقایسه شدهاند. نتایج نشان میدهد که آزمون ایستایی زمانی روی داده سرعت باد در مدل پیشنهادی نسبت به مدل مارکوف مرتبه اول در 70 تا 85 درصد موارد بهبود یافته است که این افزایش ایستایی زمانی به معنی بهدستآوردن دقتِ بیشتر در پیشبینی سرعت باد با استفاده از مدل پنهان مارکوف است. اثر تغییر تعداد رژیمها از دو به سه و چهار، در ماههای مختلف سال بررسی و نتایج آن با نتایج اجرای مدل مارکوف مرتبه اول مقایسه شده است. نتایج نشان از این دارد که با تشخیص و تفکیک رژیم با مدل پیشنهادی، در پیشبینی ارائهشده پراکندگی احتمالات کمتر میشود. درنهایت، با بهدستآوردن پیشبینی سرعت باد با روش پیشنهادی و همچنین روش مارکوف مرتبه اول و مقایسه با مقادیر واقعی ثبتشده و محاسبه ریشه مجموع مربعات خطا برای هر دو روش، نشان داده شده است که روش پیشنهادی نتایج بهتری تولید میکند.
