استفاده از مدل‌های هوشمند برای پیش بینی دمای هوای متوسط (روزانه)، بیشینه و کمینه شهر رشت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز و کارشناس کنترل و پایداری، شرکت سهامی آب منطقه‌ای گیلان

2 کارشناس برق – الکترونیک، سرپرست سد و نیروگاه سد سفیدرود، شرکت سهامی آب منطقه‌ای گیلان

3 دانشجوی دکترا، مهندسی عمران-مدیریت منابع آب ، دانشگاه آزاد علوم و تحقیقات تهران و کارشناس کنترل و پایداری، شرکت سهامی آب منطقه‌ای گیلان

4 کارشناس ارشد کامپیوتر – نرم افزار دانشگاه گیلان و کارشناس فناوری اطلاعات، شرکت سهامی آب منطقه‌ای گیلان

10.22125/agmj.2024.387837.1145

چکیده

یکی از خطراتی که برای محصولات زراعی و باغی ممکن است پیش بیاید، مقادیر بحرانی دمای هوا (دماهای کمینه و بیشینه) است. همچنین تخمین میزان دمای هوای آینده در علوم مختلف و بسیاری از مسائل روزمره دارای اهمیت بالایی است، بنابراین باید با روش‌های دقیق تغییرات دمای هوا را مدل‌سازی و پیش‌بینی کرد. برای پیش‌بینی مقادیر دمای هوای کمینه، بیشینه و متوسط ایستگاه شهر رشت در تحقیق حاضر ازمدل‌های سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی، شبکه عصبی مصنوعی و برنامه‌ریزی بیان‌ژن استفاده شد. با اینکه تفاوت اندکی در دقت خطای مدل‌های مذکور در پیش‌بینی دما وجود دارد، سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی، شبکه عصبی مصنوعی و برنامه‌ریزی بیان ژن به ترتیب در اولویت‌های اول تا سوم رتبه‌بندی می‌شوند. همچنین روابط ریاضی بین متغیرهای ورودی و خروجی توسط مدل برنامه‌ریزی بیان ارائه شد که برتری این مدل بر دو مدل دیگر را نشان می‌دهد. بر اساس شاخص SI در دوره آموزش دمای کمینه و روزانه در محدوده 1/0 تا 2/0 قرار دارند که در رتبه‌بندی از نظر دقت پیش‌بینی، خوب و دمای بیشینه در محدوده 2/0 تا 3/0 قرار دارد که متوسط ارزیابی می‌شود. نتایج نشان داد که در مقادیر با سه ویژگی ورودی یک، دو و سه روز قبل دارای بهترین عملکرد در مدل‌سازی هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Using artificial intelligence models to predict average (daily), maximum and minimum air temperature in Rasht

نویسندگان [English]

  • Hosein Hakimi KHansar 1
  • Abbas Heydari 2
  • Saeed Rashedi 3
  • Ali Bagheri 4
1 Ph.D Candidate, University of Tabriz / Department of Water Engineerin and Expert in control and stability of water structures, Gilan Regional Water Authority
2 Bachelor of Electrical-Electronics, Superintendent of Sefidroud Dam and Power Plant, Gilan Regional Water Authority
3 PhD Candidate, civil engineering-water resources management, Tehran Azad University of Science and Research, Expert in control and stability of water structures, Gilan Regional Water Authority
4 Master of Computer - Software, University of Guilan and Information Technology Expert, Gilan Regional Water Authority
چکیده [English]

The critical values of air temperature (minimum and maximum temperatures) are one of the factors that endanger agricultural and garden crops. The ability to model and predict changes in air temperature using precise methods is essential for many practical problems as well as many branches of science. This study used the models of adaptive neural-fuzzy inference system, artificial neural network, and gene expression programming to forecast the minimum, maximum, and average air temperature values at Rasht city station. The adaptive neural-fuzzy inference system, artificial neural network, and gene expression programming are ranked in the first through third priorities, respectively, despite there being a slight difference in the error accuracy of the mentioned models for temperature prediction. A further indication of the expression programming model's superiority to the other two models is the mathematical relationships it provided between the input and output variables. Based on the SI index, the minimum and daily temperature in the data training period is in the range of 0.1 to 0.2, which is good in terms of prediction accuracy, and the maximum temperature is in the range of 0.2 to 0.3. considered average. The findings demonstrated that the input values of modeling with three characteristics (input temperature one, two, and three days prior) have the best performance in predicting the air temperature of Rasht.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gene expression programming
  • Rasht air temperature
  • Fuzzy neural inference system
  • Artificial neural network