تشخيص و حذف داده‌هاي پرت در سري‌زماني به‌دست‌آمده از فناوري نوين تيكه‌نگاري صوتي رودخانه‌اي به‌منظور اندازه‌گيري و پيش‌بيني دقيق‌تر دبي رودخانه

كارشناسي ارشد

فناوري تيكه‌نگاري‌صوتي رودخانه‌اي، از به‌روزترين فنّاوري‌هاي اندازه‌گيري دقيق و پيوسته جريان رودخانه‌ها مي‌باشد، كه به كمك قانون زمان طي شده سيگنال‌هاي صوتي، به اندازه‌گيري سرعت، دبي و ساير مشخصات جريان‌ مي‌پردازد. خروجي اين سامانه همانند ساير سامانه‌هاي صوتي اندازه‌گيري جريان‌، حاوي داده‌هاي پرتي مي‌باشد كه به‌درستي وضعيت جريان را نشان نداده كه عدم تشخيص و جايگزيني اين نقاط، سبب كاهش دقت اندازه‌‌گيري اين سامانه خواهد شد. به علت اهميت موضوع دستيابي به داده‌هاي بهنگام و دقيق رودخانه‌ها در جهت اهداف مديريت منابع آب، در اين تحقيق سعي شده است تا به كمك دو الگوريتم پرت‌كاوي، به موضوع تشخيص نقاط پرت موجود در داده‌هاي خام سامانه تيكه‌نگاري‌صوتي رودخانه‌اي پرداخته شود. همچنين از پنج روش جايگزيني نقاط پرت استفاده گرديد تا مقادير پرت شناخته‌شده با مقادير منطقي و مناسبي جايگزين گردند. با بررسي‌هاي به‌عمل‌آمده نتيجه شد كه سناريو تركيبي پرت‌كاوي- جايگزيني سه‌بعدي روسيو فضاي فازي- ميانگين سيگنال، بهترين عملكرد را براي داده‌هاي تيكه‌نگاري استفاده شده در اين تحقيق داشته است. در اين سناريو كه با خروجي روش دبي-اشل به عنوان مرجع مقايسه شده، مقدار خطاي جزر ميانگين مربعات از مقدار 13.568 به 5.375 پس از پرت‌كاوي بهبود يافته و مقدار ميانگين خطاي درصد مطلق از 15.640 به 9.274 تغيير كرده است. مقدار ضريب كارايي نش-ساتكليف از مقدار 32.406- به 4.244- پس از پرت‌كاوي با اين سناريو رسيده است و مقدار ضريب همبستگي پيرسون از 0.121 به 0.310 تغييريافته است. مقدار اختلاف نسبي دبي بين خروجي اين سناريو و خروجي روش دبي-اشل در محدوده 18- تا 26+% متغير بوده است، در حالي كه براي سيگنال پرت‌كاوي نشده در بازه 40- تا 40+% بوده است. در اين سناريو 1976 داده از 12232 داده (16.15% از كل)، به عنوان نقاط پرت شناسايي‌شده و با مقدار ميانگين سيگنال جايگزين گرديده‌اند. طبق نتايج به‌دست‌آمده، فرايند پرت‌كاوي- جايگزيني سه‌بعدي روسيو فضاي فازي- ميانگين سيگنال، سبب بهبود خروجي سامانه تيكه‌نگاري صوتي گرديده و باعث انطباق بيشتر با خروجي روش دبي-اشل به عنوان مقدار مرجع شده است.

209189

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حسين عليزاده

مهندسي عمران- آب و سازه هاي هيدروليكي

دكتر ابراهيم جباري- دكتر مسعود بحريني مطلق