روشهاي ايجاد قوانين ANFIS در بهرهبرداري مخزن سد: مطالعه مقايسهاي سه الگوريتم با بهرهگيري از معيارهاي عملکرد فازي
نویسندگان
1 دانشيار، گروه مديريت ساخت وآب، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد علوم وتحقيقات، تهران، ايران.
2 استاديار، گروه رياضي، موسسه آموزش عالي آيندگان، تنکابن ايران.
3 استاديار، گروه مهندسي عمران، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد تهران مرکز، تهران، ايران.
4 دانشجوي دکتري، گروه مديريت ساخت و آب، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد علوم وتحقيقات، تهران، ايران.
doi
چکیده
زمينه و هدف: عملکرد سيستمهاي منابع آب نسبت به عدم قطعيت در ورودي مدلها بسيار حساس است. در اين مقاله از استنتاج فازي – عصبي تطبيقي (ANFIS) که تعميمي از نظريههاي فازي ميباشد، براي حل مسئله بهينهسازي بهرهبرداري از مخزن استفاده شده است. هدف اصلي در اين مقاله نظرگيري عدم قطعيتهاي هيدرولوژيکي با ارائه مدلهاي ANFIS مبتني بر تقسيمبندي شبکه، خوشهبندي تفريقي و فازيC-Means در بهرهبرداري مخزن سد و مقايسه آنها با بهرهگيري از معيارهاي عملکرد کلاسيک و فازي ميباشد. روش پژوهش: مطالعه موردي در مساله بهرهبرداري ساده در حالت تک مخزنه بر روي سد دز انجام شده است. ابتدا مساله بهينهسازي بهرهبرداري ازمخزن سد دز با هدف حداقلسازي کمبود از نيازها با استفاده از دادههاي آموزش مدلسازي و حل شده است. جهت حل مساله بهينهسازي از الگوريتم بهينهسازي جامعه مورچگان با مکانيسم جديدي به نام تظريف تطبيقي تصادفي استفاده شده است. سپس از نتايج آن جهت استنتاج رفتار سيستم در انفيس ومقايسه سه روش تقسيمبندي بهرهگيري شده است. به منظور مقايسه روشها علاوه بر معيارهاي خطا، شاخصهاي عملکرد مخزن فازيسازي شده وبا شاخصهاي عملکرد کلاسيک مقايسه شده است. در نهايت با بکارگيري FCM روشهاي استنتاج فازي ممداني، سوگنو و ANFIS با يکديگر مقايسه شده است. يافتهها: معيارهاي عملکرد فازي نشاندهنده آن است که FCM وخوشهبندي تفريقي معيارهاي عملکرد فازي را نسبت به روش بهينه در دادههاي تست بهبود بخشيدهاند و FCM تابع هدف را دادههاي آموزش و تست نسبت به خوشهبندي تفريقي به ترتيب اندازه 14 درصد و16درصد بهبود داده است. روش پارتيشنبندي شبکهاي به نتايج مناسبي دست نيافته است. استنتاج فازي سوگنو بهتر از ممداني در استنتاج رفتار سيستم عمل ميکند و انفيس نيز تابع هدف را نسبت به سوگنو را بهبود بخشيده است. نتايج : فازي سازي شاخصهاي عملکرد، معيارهاي واقعي تري را در اختيار متخصصان قرار ميدهد. روش تقسيمبندي FCM و سپس خوشهبندي تفريقي روشهايي کارآمد در تقسيمبندي و توليد قوانين فازي در استنتاج رفتار سيستم ميباشد. از اين رو، ميتوان از ANFIS بر مبناي FCM به عنوان روشي کارآمد جهت بهرهبرداري از مخازن سدها بهره برد.
