ارزیابی مدل‌‎های تلفیقی با کاربرد الگوریتم‌های‎ ‎فرا ابتکاری بهینه‌سازی ‏PSO‏ و ‏GA‏ در مدل ‏ANFIS‏ برای پیش‌بینی ضریب انتشار ‏آلاینده در رودخانه‎ ها

Abstract

در سال­ های اخیر مسائل مربوط به انتشار آلودگی در رودخانه ­ها و مجاری روباز به یکی از مسائل مهم مورد بررسی پژوهشگران تبدیل شده است. با توجه به تأثیر آلودگی روی سلامتی انسان و آبزیان موجود در رودخانه­ ها، پیش­ بینی و پیشگیری از آن در رودخانه­ ها که یکی از منابع تأمین آب می­ باشد، بسیار ضروری است. برای توصیف نحوه انتشار طولی آلودگی در رودخانه­ ها از ضریب انتشار طولی در رودخانه­ ها استفاده می­ شود. برای اندازه­ گیری این ضریب روش­های مختلفی اعم از تجربی و ریاضی وجود دارد که محدودیت­ های زیادی دارند و قابل تعمیم نیستند. بنابراین در این پژوهش با بهره­ گیری از تلفیق الگوریتم­ های بهینه­ سازی GA و PSO با مدل هوشمند ANFIS روشی جدید برای پیش­ بینی این ضریب با کدنویسی در محیط نرم‌افزار MATLAB با 116 داده­ نرمال ارائه شد. پارامترهای عرض سطح آزاد، عمق جریان، سرعت برشی و سرعت جریان در رودخانه برای ورودی مدل و ضریب انتشار طولی برای پارامتر هدف انتخاب شد. در نهایت با توجه به پیش­ بینی­ های انجام‌ شده روش ANFIS-PSO با دقت MSE=0.0037 و RMSE=0.061 و با R=0.9622 و روش ANFIS-GA با دقت MSE=0.012 و با RMSE=0.11 با R=0.739 دارای دقت بیش‌تری نسبت به مدل ANFIS با دقت MSE=0.040 و RMSE=0.200 با R=0.698 می­ باشند. از طرف دیگر با مقایسه دو روش ANFIS- PSO و ANFIS-GA مشاهده می­ شود که الگوریتم بهینه­ سازی PSO نسبت به‌روش GA دارای عملکرد بهتری در بهبود ساختار ANFIS بوده است. در نهایت روش ANFIS-PSO را می­­ توان روشی مناسب­ تر برای پیش­ بینی ضریب انتشار طولی پیشنهاد می ­شود.

Keywords

• آلودگی
• روش های ترکیبی
• مدل‌سازی
• هوش مصنوعی