The forecasting of river water flow rate (RWFR) plays a prominent role in planning and constructing of new hydraulic dams, or running the ones that were formerly built. This study suggests algorithms of machine learning to predict future water flow rate values for river flow. Namely, estimation models were advanced according to the past time-series RWFR to obtain future RWRF values. Accordingly, long short-term memory (LSTM) neural network, adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) with fuzzy c-means (FCM), were advanced for the aim of RWFR predictions. A measurement station (MS), settled at the border of Türkiye and Bulgaria, named as Svilengrad MS was selected on the Maritsa River, as the study region. Accordingly, it was concluded that FCM algorithm of ANFIS have generated better results compared with respect to the LSTM algorithm. The comparisons of the data estimations according to the real observed water flow values were accomplished depending on the statistical error values including mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), else the correlation coefficient (R). Eventually, it was concluded and shown that the superior model of FCM have generated those statistical accuracy values, respectively to correspond 3.13 m3/s MAE, 4.90 m3/s RMSE, and 0.9978 R, among the total of 49 tested models using FCM and LSTM.
Fuzzy C-means (FCM) Long Short-term Memory (LSTM) Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS)
Nehir suyu akış hızının (RWFR) tahmini, yeni su barajlarının planlanması ve inşa edilmesinde veya daha önce inşa edilmiş olanların işletilmesinde çok önemli bir rol oynar. Bu çalışma, nehir akışının gelecekteki su akış hızı değerlerini tahmin etmek için makine öğrenme algoritmaları önermektedir. Yani tahmin modelleri, gelecekteki RWRF değerlerini elde etmek için geçmiş zaman serisi RWFR'ye dayalı olarak geliştirildi. Buna göre, uzun kısa süreli bellek (LSTM) sinir ağı, bulanık c-ortalamalara (FCM) sahip uyarlanabilir nöro-bulanık çıkarım sistemi (ANFIS), RWFR tahminleri amacıyla geliştirildi. Çalışma bölgesi olarak Meriç Nehri üzerinde Türkiye-Bulgaristan sınırında yer alan ve Svilengrad MS olarak adlandırılan ölçüm istasyonu (MS) seçilmiştir. Buna göre, ANFIS'in FCM algoritmasının LSTM algoritmasına kıyasla daha iyi sonuçlar ürettiği sonucuna varılmıştır. Veri tahminlerinin gerçek gözlemlenen su akış değerlerine göre karşılaştırılması, ortalama mutlak hata (MAE), ortalama karekök hata (RMSE) ve korelasyon katsayısı (R) dahil olmak üzere istatistiksel hata değerlerine bağlı olarak gerçekleştirildi. Neticede, FCM'nin en iyi modelinin, FCM ve LSTM kullanan toplam 49 test modeli arasında, sırasıyla, 3,13 m3/s MAE, 4,90 m3/s RMSE ve 0,9978 R'ye karşılık gelen istatistiksel doğruluk değerlerini ürettiği sonucuna varıldı ve gösterildi.
Uyarlanabilir Nöro Bulanık Çıkarım Sistemi (ANFIS) Bulanık C-ortalamaları (FCM) Uzun Kısa Süreli Bellek (LSTM)
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Derin Öğrenme |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 30 Nisan 2025 |
Gönderilme Tarihi | 6 Temmuz 2024 |
Kabul Tarihi | 6 Nisan 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 41 Sayı: 1 |
✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.