مقایسه روش های واسنجی خودکار الگوریتم ازدحام ذرات(PSO) و شبه خودکار الگوریتم Nelder و Mead بر روی مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS (مطالعه موردی : حوضه آبریز سد کارده)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشگاه فردوسی

چکیده

با توجه به زمان‌بر بودن واسنجی دستی به ویژه در شرایط داده‌های کم و پارامترهای زیاد، روش های واسنجی خودکار مبتنی بر استفاده از روش‌های جستجوی سیستماتیک در فضای چند بعدی با استفاده از یک تابع هدف بسیار سودمند می‌باشند. در این مطالعه مدل شبیه‌‌‌ساز HEC-HMS و الگوریتم هوش جمعیPSO به عنوان مدل بهینه‌ساز عمل می‌کنند. مدل تلفیقی بدست آمده در حوضه سد کارده مورد بررسی قرار گرفته است. واسنجی مدل با استفاده از دو تابع هدف NASH و RMSE انجام شد که منجر نیل به دسته پارامترهای مختلف گردید. برای ارزیابی توانایی الگوریتم PSO در نیل به جواب‌های مطلوب، نتایج رویکرد واسنجی تک رخداده با نتایج واسنجی شبه‌خودکار مبتنی بر الگوریتم جستجوی Nelder&Mead موجود درHEC-HMS توسط توابع PBIAS و RMSE مقایسه شد که نشان دهنده کارایی الگوریتم PSO در اتصال به مدل هیدرولوژیکی بود. نتایج دو تابع نشان داد که مقدار تابع هدف به دست آمده در مدل شبه‌خودکار به مراتب بیشتر از مدل معرفی شده است. هم چنین هیدروگراف‌های شبیه‌سازی شده حاصل از مدل PSO-HMS به مراتب بهتر می‌باشد. در خاتمه دسته پارامترهای حاصل از رویکرد تک رخداده در رخداد صحت سنجی ارزیابی شد. نتایج نشان داد این روش با توجه به مشکل غیرمنفرد بودن مجموعه‌ جواب‌های مساله واسنجی به عنوان یک مساله معکوس می تواند در محدود نمودن تعداد جواب‌های کاندید موثر باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparing PSO Algorithm Automatic Calibration and Nelder&Mead Algorithm on the HEC-HMS Hydrologic Model (Case Study: Kardeh Watershed)

نویسنده [English]

  • reza garmei 1

1 ferdowsi university of mashhad

چکیده [English]

Abstract
Due to the time consuming manual calibration data, especially in low and high parameters automatic calibration methods based on the use of systematic search methods in multi-dimensional space using an objective function is very useful. In this study, the simulation model HEC-HMS and collective intelligence algorithms, PSO as an optimization model act. The integrated model proposed dam basin has been studied Kardh. Model calibration was performed using the objective function NASH and RMSE resulting parameters were used to those achieve. To evaluate the ability of the PSO algorithm to achieve the optimal solution, a single calibration approach results occurred with semi-automatic calibration results based on Nelder & Mead search algorithm in HEC-HMS PBIAS and RMSE were compared by functions that PSO algorithm represents the connection to a hydrological model. The results show that both the objective function values obtained in the semi-automatic model is considerably higher than the model introduced. Also simulated hydrographs obtained from PSO-HMS model is much better. Finally, those parameters were determined from single approach occurred in the event verification. The results showed that the method according to the solution of the calibration problem of Ghyrmnfrd an inverse problem can be effective in limiting the number of candidate solutions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Automatic Calibration
  • HEC-HMS model
  • PSO optimization algorithm
  • Kardeh Watershed