کاربرد شبکه های عصبی در فرایند بارندگی –رواناب حوضه رود زرد و مقایسه ان با مدل Hec-HMS

نوع محتوی: طرح پژوهشی
Language: Persian
استان موضوع گزارش: خوزستان
شهر موضوع گزارش: اندیمشک
Document ID: R-1047525
Publish: 17 October 2018
View: 243
Pages: 111
Publish Year: 1384

نسخه کامل Research منتشر نشده است و در دسترس نیست.

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Research:

Abstract:

فرایند بارندگی رواناب، فرایندی است غیر خطی و از نظر زمانی و مکانی کاملا تصادفی می باشد و تشریح ان با مدلهای ساده براحتی امکان پذیر نیست. جهت تحلیل این فرایند بسیار پیچیده تا کنون مدلهای زیادی پیشنهاد شده است. در این تحقیق به شبیه سازی فرایند بارندگی رواناب با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و مدل HEC-HMS پرداخته شده است. دو مدل از شبکه های عصبی مصنوعی یعنی شبکه پرسپترون چند لایه (MLP) با دو ساختار یک و دو لایه پنهان و شبکه توابع پایه شعاعی (RBF) ، برای شبیه سازی این فرایند مورد استفاده قرار گرفت. از داده های بارندگی و رواناب روزانه حوزه رودخانه زرد در استان خوزستان مربوط به سالهای ابی70 الی 79 استفاده شده است. تعداد 14 واقعه سیلابی در این دوره زمانی جهت شبیه سازی توسط مدل HEC-HMS انتخاب گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی ها با سه مدل فوق و مقایسه انها با داده های مشاهداتی نشان داد که مدل شبکه عصبی RBF در مقایسه با دو مدل MLP و      HEC-HMS  از توانایی بیشتری در مدل کردن فرایند بارندگی رواناب حوزه رودخانه زرد برخوردار است.

فهرست مطالب Research

فصل اول: کلیات

1-1 مقدمه        2

1-2 روابط بارندگی رواناب 4

1-3 پیشینه تحقیق 5

1-4 اهمیت مطالعه فرایند بارندگی رواناب 6

1-5 هدف از تحقیق 7

 

فصل دوم: معرفی شبکه های عصبی و مدل HEC-HMS

2-1 شبکه های عصبی مصنوعی 10

2-1-1 مقدمه 10

2-1-2 تاریخچه 10

2-1-3 ساختار کلی شبکه های عصبی 11

2-1-4 مراحل بکارگیری ANN 14

2-1-4-1 تعیین ورودی خروجی های مناسب و تهیه زوجهای اموزشی 15

2-1-4-2 استاندارد و نرمالیزه کردن داده ها 15

2-1-4-3 دسته بندی داده ها 16

2-1-4-4 اموزش 16

2-2 شبکه پرسپترون چند لایه(MLP) 17

2-2-1 اموزش شبکه MLP 18

2-2-1-1 مرحله رفت 18

2-2-1-2 مرحله بازگشت و اصلاح وزنهای اتصال 18

2-2-1-3 تکرار محاسبات 19

2-2-2 نکاتی راجع به استفاده از الگوریتم انتشار برگشتی 19

2-2-2-1 نحوه دادن ورودی ها در الگوریتم انتشار برگشتی 19

2-2-2-2 انتخاب تابع فعالیت در الگوریتم پس انتشار خطا 20

2-2-2-3 خصوصیات وزنهای اصلاح شده در الگوریتم انتشار برگشتی 20

2-3 شبکه تابع پایه شعاعی(RBF) 21

2-3-1 خوشه بندی 24

2-3-2 اموزش شبکه RBF 25

2-3-2-1 موقعیت مراکز U 25

2-3-2-2 تعیین 26

2-3-2-3 اموزش ماتریس وزن لایه خروجی 26

2-4 مدل HEC-HMS 28

2-4-1 روشهای تعیین میزان تلفات اب 29

2-4-1-1 روش کمبود رطوبت خاک 29

2-4-1-2 روش مقدار اولیه و شدت ثابت 30

2-4-1-3 روش شماره منحنی SCS 30

2-4-1-4 روش گرین امپت(Green & Ampt) 31

2-4-2 روشهای محاسبه رواناب 32

2-4-2-1 هیدروگراف واحد اشنایدر(Snyder UH) 32

2-4-2-2 هیدروگراف واحد SCS 33

2-4-2-3 هیدروگراف واحد کلارک(Clark UH) 34

2-4-2-4 روش موج کینماتیک 34

2-4-3 روشهای تعیین دبی پایه 36

2-4-3-1 روش مقادیر ثابت ماهانه 36 

2-4-3-2 روش کاهش نمایی 36

2-4-3-3 مدل ذخیره خطی 37

2-4-4 واسنجی و صحت یابی مدل 37

فصل سوم: حوزه مورد مطالعه

 

3-1 مقدمه 41

3-2 حوزه رودخانه زرد 41

 

فصل چهارم:  نتایج

 

4-1 مقدمه 49

4-2 ازمون داده ها 49

4-2-1 ازمون تعیین داده های پرت(Outlier test) 49

4-2-2 ازمون همگنی داده ها 50

4-2-3 غربال سازی داده ها(Screening the data) 53

4-3 داده های مورد استفاده 55

4-4 بکارگیری شبکه MLP 64

4-4-1 اموزش شبکه یک لایه 64

4-4-2 اموزش شبکه دو لایه 66

4-5 بکارگیری شبکه RBF 70

4-6 مقایسه شبکه های MLP و RBF 71

4-7 تحلیل انالیز حساسیت 75

4-8 بکارگیری مدل HEC-HMS 78

4-8-1 بهینه سازی مدل 78

4-8-2 داده های مورد نیاز جهت اجرای مدل 79

4-9 مقایسه شبکه عصبی RBF با مدل HEC-HMS 88

4-10 مثال کاربردی1 90

4-11 مثال کاربردی2 92

4-12 نتیجه گیری و پیشنهادات 94

 

ضمیمه:  طراحی شبکه های RBF و MLP با کمک نرم افزار MATLAB 

مقدمه 97

شبکه عصبی چند لایه 98

نرون سیگموییدی 98

نرون خطی 99

ساختار شبکه های چند لایه 100

انتخاب الگوریتم یادگیری 101

الگوریتم لونبرگ مارکوارت 102

بهینه کردن الگوریتم اموزش 102

نرمالیزه کردن داده های ورودی 103

شبکه عصبی تابع بنیادی شعاعی 103

نرون تابع بنیادی شعاعی 103

ساختار شبکه تابع بنیادی شعاعی 105

طراحی شبکه تابع بنیادی شعاعی 107

طراحی سریع 107

طراحی کارامد 108

شبیه سازی خروجی های شبکه های عصبی 109

منابع 110

نمایش کامل متن