پیش‌بینی فواصل بین کومه‌های هلالی چند ترازه با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان

1 استادیار، گروه علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد جویبار، ایران

2 استادیار گروه کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد جویبار

چکیده

کومه‌های هلالی، عوارض موجی شکل موزونی هستند که معمولاً در وجه ساحل، قابل رویتند. در این مطالعه به بررسی تکامل مورفولوژیکی مشاهده شده در یک سیستم کومه‌ هلالی چند سطحی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی پرداخته شد. نتایج اصلی این تحقیق حاکی از مطابقت عالی بین نتایج پیش‌بینی فواصل بین کومه‌ها توسط مدل‌ شبکه عصبی با مشاهدات میدانی است. به طوریکه نتایج حاکی از آن است که این مدل‌ ابزار مؤثری را برای پیش بینی سریع و دقیق فواصل بین کومه‌ها در ترازهای مختلف منطقه شستشو علی الخصوص در تراز بالایی وجه ساحل فراهم می‌کند .نتایج همچنین نشان داد که دقیق ترین و قابل اطمینان ترین پیش بینی‌ها توسط مدل آبشاری پیشرو با پس‌انتشار خطا با 30 نورون، و کمترین عملکرد در پیش بینی‌ها توسط مدل المان پس‌انتشار خطا با 5 نورون حاصل شده است. مقادیر میانگین مربعات خطا(MSE) و ضـــریب همبستگی (R) برای آموزش و آزمایش در مدل آبشاری پیشرو با پس‌انتشار خطا با 30 نورون. به ترتیب معادل 358/0،376/0، 997/0و 997/0، در حالی که مقادیر بدست آمده برای همین معیارها در مدل المان پس‌انتشار خطا با 5 نورون معادل 430/0،477/0، 996/0و 989/0 محاسبه شد. نتایج دیگر این تحقیق حاکی از آن است که تابع لوین برگ مارکوات (lm) برای مدل های مختلف شبکه عصبی بیشترین دقت را در مراحل مختلف آزمون، ارزیابی و آموزش ارائه می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of the Multilevel Beach Cusp Spacing Using Artificial Neural Networks

نویسندگان [English]

  • Azadeh Valipour 1
  • Hossein Shirgahi 2
1 Department of Marine Science and Technology, Jouybar Branch, Islamic Azad University, Jouybar, Iran
2 Department of Computer Engineering, Jouybar Branch, Islamic Azad University, Jouybar, Iran
چکیده [English]

Beach cusps are rhythmic wave-shaped features that can usually be seen on the beach face. In this study, the morphological evolution observed in a multi-level cusp system was investigated using artificial neural network. The main results of this research indicate an excellent agreement between the prediction results of the cusp spacing by the neural network model with field observations. So that the results indicate that this model provides an effective tool for quick and accurate prediction of the cusp spacing at different levels of the swash zone, especially at the upper level of the beach face. The results also showed that the most accurate and reliable predictions It is achieved by the Cascade-forward back propagation (CFBP) with 30 neurons, and the lowest performance in predictions by the Elman back propagation (EBP) model with 5 neurons. Mean squared error (MSE) and correlation coefficient (R) values for training and testing in CFBP model with 30 neurons obtained respectively equal to 0.358, 0.376, 0.997 and 0.997, while the values obtained for the same criteria in EBP model with 5 neurons are equal to 0.477, 0.430, 0.996 and 0.989 Calculated. Other results of this research indicate that the Levinberg Marquardt function (lm) for different neural network models shows the most accuracy in different stages of testing, evaluation and training.



Beach cusps are rhythmic wave-shaped features that can usually be seen on the beach face. In this study, the morphological evolution observed in a multi-level cusp system was investigated using artificial neural network. The main results of this research indicate an excellent agreement between the prediction results of the cusp spacing by the neural network model with field observations. So that the results indicate that this model provides an effective tool for quick and accurate prediction of the cusp spacing at different levels of the swash zone, especially at the upper level of the beach face. The results also showed that the most accurate and reliable predictions It is achieved by the Cascade-forward back propagation (CFBP) with 30 neurons, and the lowest performance in predictions by the Elman back propagation (EBP) model with 5 neurons. Mean squared error (MSE) and correlation coefficient (R) values for training and testing in CFBP model with 30 neurons obtained respectively equal to 0.358, 0.376, 0.997 and 0.997, while the values obtained for the same criteria in EBP model with 5 neurons are equal to 0.477, 0.430, 0.996 and 0.989 Calculated. Other results of this research indicate that the Levinberg Marquardt function (lm) for different neural network models shows the most accuracy in different stages of testing, evaluation and training.

کلیدواژه‌ها [English]

  • beach cusps
  • beach face
  • artificial neural network
  • swash zone
  • Cascade-forward back propagation
  • Elman back propagation