مقایسه مدل های تجربی، رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی در برآورد تابش خالص دریافتی(Rs) در ایستگاه سینوپتک زاهدان

نوع مقاله: علمی پژوهشی وزارت علوم

نویسندگان

عضو هیئت علمی گروه مهندسی آب دانشگاه زابل،زابل،ایران

چکیده

تابش خورشیدی در بسیاری از مدلهای هیدرولوژی به عنوان پارامتری مهم در تخمین تبخیر و تعرق می­باشد. تهیه و ایجاد وسایل انداره­گیری این پارامتر بسیار پرهزینه می­باشد. در این تحقیق از داده­های اندازه­گیری شده تابش (Rs) در سال های 1385 تا 1389 ایستگاه هواشناسی زاهدان استفاده شده است. در این تحقیق چند مدل غیرخطی نظیر شبکه عصبی با الگوریتم BFGS و شبکه عصبی با کاهش شیب توام و رگرسیون خطی محلی با استفاده از آزمون گاما توسعه داده شد. سپس این مدل­های غیرخطی و دو مدل تجربی شامل آنگستروم-پرسکات و گلور مک کلوت برای پیش­بینی تابش مورد ارزیابی قرار گرفت. از پارامترهای دمای ماکزیمم، سرعت متوسط باد و تابش برون زمینی و ساعت آفتابی برای پیش بینی روش­های غیر خطی استفاده شد. نتایج مقایسه مقادیر محاسبه شده با مدل­ها با مقادیر اندازه­گیری شده توسط پیرانومتر نشان می­دهد که شبکه عصبی با روند­نما BFGS دارای 95/1 RMSE= ، 47/1 MAE= و 93/0= R2 است که دارای بهترین عملکرد در مدل ها می­باشد. بعد از آن مدل شبکه عصبی با کاهش شیب توام و مدل رگرسیونی خطی محلی است که مقادیر RMSE، MAE و R2 برای آنها به ترتیب برابر 53/2، 77/1، 88/0 و 89/2، 89/1، 82/0 می­باشد. روش انگستروم و گلور-مک کلوت نیز به ترتیب دارای مقادیر 38/4RMSE= ، 21/3 MAE= ، 33/0= R2 و 64/4RMSE= ، 07/3 MAE= و 50/0= R2می­باشند.

کلیدواژه‌ها


  1. پیری، جمشید. انصاری ،حسین. فریدحسینی، علیرضا (1392): مدل­سازی تابش خورشید رسیده به زمین با استفاده از (ANFIS) و مدلهای تجربی (مطالعه موردی: ایستگاههای زاهدان و بجنورد) نشریه انرژی ایران ،دوره 16 شماره 3 پاییز، صص 37-85.
  2. خلیلی، علی.  رضایی صدر، حسین (1376)، برآورد تابش کلی خورشید در گستره ایران بر مبنای داده­های اقلیمی، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 46، صص 15 تا 35.
  3. سبزی پرور، علی­اکبر. بیات ورکشی، مریم (1389)، ارزیابی دقت روش های شبکه عصبی مصنوعی و عصبی- فازی در شبیه سازی تابش کل خورشیدی، مجله پژوهش فیزیک ایران، جلد 10، شماره 4 ، صص 347 تا 357.
  4. موسوی بایگی، محمد. اشرف، بتول. میان آبادی، آمنه (1389): بررسی مدل­های مختلف برآورد تابش خورشیدی به منظور معرفی مناسب­ترین مدل در یک اقلیم نیمه خشک، مجله آب و خاک، جلد 24، شماره 4، صص 844-836.
  5. قویدل حیدری، عباس (1385): بررسی توان بالقوه انرژی خورشیدی در استان سیستان و بلوچستان، پایان نامه کارشناسی ارشد.