پایان نامه برآورد کل بار رسوبی کف در آبراهه ها براساس مدل رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO)

پایان نامه برآورد کل بار رسوبی کف در آبراهه ها براساس مدل رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO)
پایان نامه کارشناسی ارشد
–

تعداد صفحه :119
چکیده

برآورد کل بار رسوبی کف در آبراهه¬ها براساس مدل¬ رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و الگوریتم بهینه¬سازی اجتماع ذرات (PSO)

به کوشش
شهرام صحرائی

اﻧﺘﻘﺎل رﺳﻮب و رﺳﻮبﮔﺬاری، ﭘـﻲآﻣـﺪﻫﺎﻳﻲ ﭼـﻮن اﻳﺠـﺎد ﺟﺰاﻳـﺮ رﺳـﻮﺑﻲ در ﻣـﺴﻴﺮ رودﺧﺎﻧﻪ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻛﺎﻫﺶ ﻇﺮﻓﻴﺖ اﻧﺘﻘﺎل ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎی ﺳﻴﻼﺑﻲ، ﺧﻮردﮔﻲ ﺗﺄﺳﻴﺴﺎت ﺳـﺎزهﻫـﺎی رودﺧﺎﻧـﻪای و ﻣﺸﻜﻼت دﻳﮕﺮ را درﺑﺮ دارد. همچنین رسوبات معلق کیفیت آب را برای مصارف بشری تحت تأثیر قرار می¬دهد. ﺑﻨـﺎﺑﺮاﻳﻦ، در ﻫﻴـﺪروﻟﻴﻚ رودﺧﺎﻧـﻪ و ژﺋﻮﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژی آن، ﺑﺮرﺳﻲ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺣﻤﻞ رﺳﻮب ﺟﺮﻳﺎن و ﻣﻜﺎﻧﻴﺴﻢ اﻧﺘﻘﺎل رﺳـﻮب از اﻫﻤﻴـﺖ وﻳـﮋه¬ای ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ. رویکردهای متداول اغلب بر پایه فرضیات ایده¬آل بوده و قادر به ارائه نتایج قابل قبولی از برآورد نرخ انتقال رسوبات بستر نیستند. در این پایان¬نامه کوشش بر این است که یک روش جامع و دقیق را با بهره¬گیری از دانش هوش مصنوعی بر روی مسائل پیش¬بینی و برآورد رسوب پیاده کرد. از دو روش به نام¬های حداقل مربعات رگرسیون بردار پشتیبان و الگوریتم بهینه¬سازی اجتماع ذرات بهره جسته تا بتوان نرخ انتقال رسوبات بستر در آبراهه¬ها را با دقت به مراتب بالاتری نسبت به روش¬های متداولی از قبیل روش ایکرز و وایت، انجلاند و هانزن، گراف و یانگ تخمین زد. رویکرد ماشین بردار پشتیبان بر مبنای تئوری بهینه¬سازی مقید بوده و از اصل کمینه¬سازی خطای ساختاری استفاده کرده که منجر به یک جواب بهینه کلی می¬گردد. الگوریتم بهینه¬سازی اجتماع ذرات در مقوله روش¬های فراکاوشی جای داشته و از نظم موجود در رفتار جمعی پرندگان جهت جست¬وجوی غذا ایده گرفته شده است. نتایج حاصل از پیاده¬سازی مدل حداقل مربعات رگرسیون بردار پشتیبان بر روی مجموعه¬¬ای از داده¬های آزمایشگاهی و میدانی در مقایسه با رویکردهای متداول به مراتب بهتر بوده است. سپس جهت بهبود بهتر مدل، متغیرهای ورودی به صورت لگاریتمی مقیاس شدند و از بروز مقادیر غلظت منفی در مدل جلوگیری به عمل آمد و نتایج نیز نسبتاً مورد بهبود واقع شدند. نتایج حاصل از الگوریتم بهینه¬سازی اجتماع ذرات به نسبت رویکردهای متداول رضایت ¬بخش بوده ولی عملکرد مدل حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان رضایت بخش¬تر است و رگرسیون بردار پشتیبان می¬تواند یک روش جامع و دقیق را در جهت شبیه¬سازی نرخ انتقال رسوبات بستر ارائه دهد.
فهرست مطالب
فهرست مطالب ‌ه
فهرست تصاویر ‌ز
فهرست جداول ‌ی
1-مقـدمـه 1
1-1-طرح مسأله 1
1-2-ضرورت انجام تحقیق 2
1-3-اهداف پژوهش 4
2- مبانی نظری تحقیق 7
2-1- کلیات 7
2-2-رویکرد انشتین 8
2-3-رویکرد اَیکرز و وایت 11
2-4-رویکرد اِنجلاند و هانزن 12
2-5-رویکرد گراف 14
2-6-رویکرد یانگ 14
3- مروری بر تحقیقات انجام شده 17
3-1-تحقیقات انجام گرفته در زمینه مباحث پیشبینی سیل 17
3-2-تحقیقات صورت گرفته در زمینه برآورد رسوب 24
4-مواد و روشها 26
4-1-تخمین 26
4-2-یادگیری ماشین 28
4-3-ماشین¬های بردار پشتیبان (SVM) 29
4-3-1-طبقه¬بندی ماشین بردار پشتیبان 30
4-3-1-1- دسته‌بندی خطی داده‌های دارای نویز …………………………………………………….33
4-3-1-2- حالتی که داده‌ها به صورت خطی جدا نشوند ……………………………………….35
4-3-1-2-1- نگاشت الگوها به فضای ویژگی …………………………………………………….36
4-3-1-2-2- توابع کرنل رایج …………………………………………………………………………….42
4-3-2-رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) 43
4-3-2-1- رگرسیون‌گیری خطی ……………………………………………………………………………44
4-3-2-2- رگرسیون‌گیری غیرخطی ……………………………………………………………………..47
4-3-3- حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان 52
4-4-الگوریتم جامعه پرندگان 53
4-4-1-مراحل الگوریتم جامعه پرندگان 57
4-4-2-کاربرد الگوریتم جامعه پرندگان 58
4-4-3-مزایای الگوریتم جامعه ذرات 58
4-4-4-معایب الگوریتم جامعه پرندگان 59
4-5- داده¬های مورد استفاده 59
4-6-تحلیل ابعادی 63
4-7-نرم¬افزار و کدنویسی 65
5-بحث و نتایج 68
5-1-رویکرد نخست، حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان 68
5-2-رویکرد ثانویه، الگوریتم بهینه¬سازی اجتماع ذرات (PSO) 85
5-3-تحلیل حساسیت 90
6-نتیجه¬گیری و پیشنهادها 95
6-1-نتیجه¬گیری 95
6-2-پیشنهادها 97
7-فهرست مراجع 98

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند