روش‌هاي ايجاد قوانين ANFIS در بهره‌برداري مخزن سد: مطالعه مقايسه‌اي سه الگوريتم با بهره‌گيري از معيارهاي عملكرد فازي

زمينه و هدف: عملكرد سيستم‌هاي منابع آب نسبت به عدم قطعيت در ورودي مدل‌ها بسيار حساس است. در اين مقاله از استنتاج فازي – عصبي تطبيقي (ANFIS) كه تعميمي از نظريه‌هاي فازي مي‌باشد، براي حل مسئله بهينه‌سازي بهره‌برداري از مخزن استفاده شده است. هدف اصلي در اين مقاله نظرگيري عدم قطعيت‌هاي هيدرولوژيكي با ارائه مدل‌هاي ANFIS مبتني بر تقسيم‌بندي شبكه، خوشه‌بندي تفريقي و فازيC-Means در بهره‌برداري مخزن سد و مقايسه آن‌ها با بهره‌گيري از معيارهاي عملكرد كلاسيك و فازي مي‌باشد. روش پژوهش: مطالعه موردي در مساله بهره‌برداري ساده در حالت تك مخزنه بر روي سد دز انجام شده است. ابتدا مساله بهينه‌سازي بهره‌برداري ازمخزن سد دز با هدف حداقل‌سازي كمبود از نيازها با استفاده از داده‌هاي آموزش مدل‌سازي و حل شده است. جهت حل مساله بهينه‌سازي از الگوريتم بهينه‌سازي جامعه مورچگان با مكانيسم جديدي به نام تظريف تطبيقي تصادفي استفاده شده است. سپس از نتايج آن جهت استنتاج رفتار سيستم در انفيس ومقايسه سه روش تقسيم‌بندي بهره‌گيري شده است. به منظور مقايسه روش‌ها علاوه بر معيارهاي خطا، شاخص‌هاي عملكرد مخزن فازي‌سازي شده وبا شاخص‌هاي عملكرد كلاسيك مقايسه شده است. در نهايت با بكارگيري FCM روش‌هاي استنتاج فازي ممداني، سوگنو و ANFIS با يكديگر مقايسه شده است. يافته‌ها:معيارهاي عملكرد فازي نشان‌دهنده آن است كه FCM وخوشه‌بندي تفريقي معيارهاي عملكرد فازي را نسبت به روش بهينه در داده‌هاي تست بهبود بخشيده‌اند و FCM تابع هدف را داده‌هاي آموزش و تست نسبت به خوشه‌بندي تفريقي به ترتيب اندازه 14 درصد و16درصد بهبود داده است. روش پارتيشن‌بندي شبكه‌اي به نتايج مناسبي دست نيافته است. استنتاج فازي سوگنو بهتر از ممداني در استنتاج رفتار سيستم عمل مي‌كند و انفيس نيز تابع هدف را نسبت به سوگنو را بهبود بخشيده است. نتايج: فازي سازي شاخص‌هاي عملكرد، معيارهاي واقعي تري را در اختيار متخصصان قرار مي‌دهد. روش تقسيم‌بندي FCM و سپس خوشه‌بندي تفريقي روش‌هايي كارآمد در تقسيم‌بندي و توليد قوانين فازي در استنتاج رفتار سيستم مي‌باشد. از اين رو، مي‌توان از ANFIS بر مبناي FCM به عنوان روشي كارآمد جهت بهره‌برداري از مخازن سدها بهره برد.