پیش بینی آلودگی PM۱۰ هوای شهر مشهد با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی MLP و مدل زنجیره مارکف

سال انتشار: 1396
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 183

فایل این مقاله در 21 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JGSKH-17-47_003

تاریخ نمایه سازی: 18 مهر 1401

چکیده مقاله:

مدیریت ذرات معلق یکی از موارد مهم در کنترل آلودگی شهرها محسوب می­شود. این ذرات باعث ایجاد و توسعه بیماری های قلبی و تنفسی مختلف در افراد می­گردد. شهر مشهد به عنوان یکی از شهرهای اصلی و پرجمعیت ایران با توجه به شرایط اقلیمی و همچنین توریستی بودن، بیش از هر چیزی در معرض خطر این نوع آلودگی قرار دارد. در این تحقیق سعی شده با استفاده از مدل­های پرسپترون شبکه های عصبی مصنوعی و مدل زنجیره مارکوف غلظت PM۱۰ پیش­بینی و تحلیل گردد. برای این منظور از داده­های ساعتی CO، SO۲، PM۲.۵ و دما برای دو ماه فروردین و اردیبهشت در سال ۱۳۹۴ استفاده شد. از مجموع ۱۴۸۸ سری داده، ۱۳۰۰ داده برای آموزش شبکه و ۱۸۸ داده جهت صحت­سنجی استفاده گردید. نتایج نشان­دهنده عملکرد مطلوب این روش­ها در پیش­بینی میزان آلاینده و همچنین احتمال وقوع ساعات با کیفیت­­های مختلف آلودگی بود. بهترین مدل پرسپترون میزان آلاینده ذرات معلق را با ضریب همبستگی ۸۸/۰، شاخص تطابق ۹۱/۰، میانگین بایاس خطای ۰۸۷۴/۰ و جذر میانگین مربعات خطای ۲۶/۲ پیش­بینی نمود، همچنین مدل مارکوف با خطای مطلق متوسط حدود ۱/۰ درصد احتمالات انتقال وضعیت و تداوم وضعیت­های مختلف آلودگی هوای ناشی از ذرات معلق را پیش­بینی نمود.                

کلیدواژه ها:

نویسندگان

غلامرضا اسدالله فردی

دانشگاه خوارزمی تهران

حسین زنگوئی

دانشگاه آزاد اسلامی واحد جنوب تهران

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Asadollahfardi, G.R., Zangooei, H., Aria, S.H., Danesh, E. (۲۰۱۷). Application ...
  • Barrero, M.A., Grimalt, J.O., Canto'n L. (۲۰۰۶). Prediction of daily ...
  • Bordignon, S., Gaetan, C., Lisi, F. (۲۰۰۲). Nonlinear models for ...
  • Caputo, M., Gimenez, M., Schlamp, M. (۲۰۰۳). Intercomparison of atmospheric ...
  • Chan C.K. and Yao, X. (۲۰۰۸). Air pollution in mega ...
  • Chattopadhay, S. and Chattopadhay, G. (۲۰۱۲). Modeling and Prediction of ...
  • Chen, C., Lin, C.H., Long, Z., Chen, Q. (۲۰۱۴). Predicting ...
  • Chen, C., Liu, W., Lin, C.H., Chen, Q. (۲۰۱۵). A ...
  • Chung, K.L., AitSahlia, F. (۲۰۰۳), Elementary Probability Theory: With Stochastic ...
  • Cohen, S., Intrator, N. (۲۰۰۲). Automatic model selection in a ...
  • Delnavaz, M., Zangooei, H., Zangooei, M. (۲۰۱۶). Application of Mathematical ...
  • Deng, X., Zhang, F., Rui W. (۲۰۱۳). PM۲.۵-induced oxidative stress ...
  • Du, X., Kong, Q., Ge, W., Zhang, S., Fu, L., ...
  • Eleuteri, A., Tagliaferri, R., Milano, L. (۲۰۰۵). A novel information ...
  • Feng, X., Li, Q., Zhu, Y., Hou, J., Jin, L., ...
  • Goss, C.H., Newsom, S.A., Schildcrout, J.S., Sheppard, L. and Kaufman, ...
  • Hanna, S.R., Paine, R., Heinold, D., Kintigh, E., Baker, D. ...
  • Harsham, D.K., Bennett, M. (۲۰۰۸). A sensitivity study of validation ...
  • Jones RM, (۲۰۱۴). Nicas M. Benchmarking of a Markov multizone ...
  • Kalapanidas, E., Avouris, N. (۲۰۰۱). Short-term air quality prediction using ...
  • Karatzas, K., Kaltsatos, S. (۲۰۰۷). Air pollution modelling with the ...
  • Kohavi, R., John, G.H. (۱۹۹۷). Wrappers for feature subset selection. ...
  • Kukkonen, J., Partanen, L., Karppinen, A., Ruuskanen, J., Junninen, H., ...
  • Kuncheva, L. (۲۰۰۴). Combining Pattern Classifiers: Methods and Algorithms. Wiley, ...
  • Kurt, A., Gulbagci, B., Karaca F., Alagha, O. (۲۰۰۸). An ...
  • Logofet, D.O., Lensnaya, E.V. (۲۰۰۰). The mathematics of Markov models: ...
  • Moustris, K.P., Ziomas I.C. and Paliatsos A.G. (۲۰۱۰). ۳-Day-Ahead Forecasting ...
  • Moustris, K.P. Larissi, I.K. Nastos P.T. Koukouletsos K.V. and Paliatsos, ...
  • Nagendra, S.M., Khare, M. (۲۰۰۶). Artificial neural network approach for ...
  • Nicas M. (۲۰۰۰). Markov modeling of contaminant concentrations in indoor ...
  • Niska, H., Rantamäki, M., Hiltunen, T., Karppinen, A., Kukkonen, J., ...
  • Niska, H., Heikkinen, M., Kolehmainen, M. (۲۰۰۶). Genetic algorithms and ...
  • Owega, S., Khan, B.U.Z., Evans, G.J., Jervis, R.E., and Fila, ...
  • Qiu, H., Yu, I., Wang, X., Tian, L., Tse, L.A., ...
  • Rumelhart; D.E., Clelland; J.L.M. (۱۹۸۶). Parallel distribution processing: Exploration in ...
  • Shamshad, A., Bawadi, M.A., Wan Hussin, W.M.A., Majid, T.A., Sanusi, ...
  • Slaughter, J.C., Lumley, T., Sheppard, L., Koenig, J.Q., and Shapiro, ...
  • Slini, T., Kaprara, A., Karatzas K., Moussiopoulos, N. (۲۰۰۶). PM۱۰ ...
  • Sousa, S.I.V., Martins, F.G., Alvim-Ferraz, M.C.M. and Pereira, M.C. (۲۰۰۷). ...
  • Sun, W., Zhang, H., Palazoglu, A., Singh, A., Zhang, W., ...
  • Taylor, H., Karlin, S., (۱۹۹۸). An Introduction to Stochastic Modeling. ...
  • Tzima, F., Karatzas, K., Mitkas, P., Karathanasis, S. (۲۰۰۷). Using ...
  • U.S. EPA (۲۰۰۹). Technical Assistance Document for Reporting of Daily ...
  • Voukantsis, D., Karatzas, K., Kukkonen, J., Räsänen, T., Karppinen, A., ...
  • Wang, J., Hu, M., Xu, C., Christakos, G., Zhao, Y., ...
  • Wang, X., Liu, W. (۲۰۱۲). Research on Air Traffic Control ...
  • WHO Regional Office for Europe, ۲۰۰۶. Air Quality Guideline: Global ...
  • Wilks, D.S. (۲۰۰۶). Statistical methods in the atmospheric sciences. Academic ...
  • Zangooei, H., Delnavaz, M., Asadollahfardi, G.R. (۲۰۱۶). Prediction of coagulation ...
  • Zickus, M., Greig, A.J., Niranjan, M. (۲۰۰۲). Comparison of four ...
  • Zurada, J.M. (۱۹۹۲). Introduction to Artificial Neural Systems, PWS, Singapore, ...
  • اکبری، م.، محمدی، ح.، شمسی پور، ع. (۱۳۹۳) بررسی تغییرات ...
  • بررسی نقش الگوهای سینوپتیکی جوی برآلودگی هوا (مطالعه موردی آلودگی شدید هوای شهر تهران در روزهای 16-12 آذرماه 1391) [مقاله کنفرانسی]
  • علیجانی، ب. (۱۳۸۱) شناسایی تیپ های هوایی باران آور تهران ...
  • فتاحی، ا، حجازی زاده، ز. (۱۳۸۵) تحلیل زمانی مکانی توده ...
  • فرج زاده اصل، م.، محمدی، ع. (۱۳۹۰) پهنه بندی آسیب ...
  • کاویانی، م.، علیجانی، ب. (۱۳۹۰) مبانی آب و هواشناسی، انتشارات ...
  • Asadollahfardi, G.R., Zangooei, H., Aria, S.H., Danesh, E. (۲۰۱۷). Application ...
  • Barrero, M.A., Grimalt, J.O., Canto'n L. (۲۰۰۶). Prediction of daily ...
  • Bordignon, S., Gaetan, C., Lisi, F. (۲۰۰۲). Nonlinear models for ...
  • Caputo, M., Gimenez, M., Schlamp, M. (۲۰۰۳). Intercomparison of atmospheric ...
  • Chan C.K. and Yao, X. (۲۰۰۸). Air pollution in mega ...
  • Chattopadhay, S. and Chattopadhay, G. (۲۰۱۲). Modeling and Prediction of ...
  • Chen, C., Lin, C.H., Long, Z., Chen, Q. (۲۰۱۴). Predicting ...
  • Chen, C., Liu, W., Lin, C.H., Chen, Q. (۲۰۱۵). A ...
  • Chung, K.L., AitSahlia, F. (۲۰۰۳), Elementary Probability Theory: With Stochastic ...
  • Cohen, S., Intrator, N. (۲۰۰۲). Automatic model selection in a ...
  • Delnavaz, M., Zangooei, H., Zangooei, M. (۲۰۱۶). Application of Mathematical ...
  • Deng, X., Zhang, F., Rui W. (۲۰۱۳). PM۲.۵-induced oxidative stress ...
  • Du, X., Kong, Q., Ge, W., Zhang, S., Fu, L., ...
  • Eleuteri, A., Tagliaferri, R., Milano, L. (۲۰۰۵). A novel information ...
  • Feng, X., Li, Q., Zhu, Y., Hou, J., Jin, L., ...
  • Goss, C.H., Newsom, S.A., Schildcrout, J.S., Sheppard, L. and Kaufman, ...
  • Hanna, S.R., Paine, R., Heinold, D., Kintigh, E., Baker, D. ...
  • Harsham, D.K., Bennett, M. (۲۰۰۸). A sensitivity study of validation ...
  • Jones RM, (۲۰۱۴). Nicas M. Benchmarking of a Markov multizone ...
  • Kalapanidas, E., Avouris, N. (۲۰۰۱). Short-term air quality prediction using ...
  • Karatzas, K., Kaltsatos, S. (۲۰۰۷). Air pollution modelling with the ...
  • Kohavi, R., John, G.H. (۱۹۹۷). Wrappers for feature subset selection. ...
  • Kukkonen, J., Partanen, L., Karppinen, A., Ruuskanen, J., Junninen, H., ...
  • Kuncheva, L. (۲۰۰۴). Combining Pattern Classifiers: Methods and Algorithms. Wiley, ...
  • Kurt, A., Gulbagci, B., Karaca F., Alagha, O. (۲۰۰۸). An ...
  • Logofet, D.O., Lensnaya, E.V. (۲۰۰۰). The mathematics of Markov models: ...
  • Moustris, K.P., Ziomas I.C. and Paliatsos A.G. (۲۰۱۰). ۳-Day-Ahead Forecasting ...
  • Moustris, K.P. Larissi, I.K. Nastos P.T. Koukouletsos K.V. and Paliatsos, ...
  • Nagendra, S.M., Khare, M. (۲۰۰۶). Artificial neural network approach for ...
  • Nicas M. (۲۰۰۰). Markov modeling of contaminant concentrations in indoor ...
  • Niska, H., Rantamäki, M., Hiltunen, T., Karppinen, A., Kukkonen, J., ...
  • Niska, H., Heikkinen, M., Kolehmainen, M. (۲۰۰۶). Genetic algorithms and ...
  • Owega, S., Khan, B.U.Z., Evans, G.J., Jervis, R.E., and Fila, ...
  • Qiu, H., Yu, I., Wang, X., Tian, L., Tse, L.A., ...
  • Rumelhart; D.E., Clelland; J.L.M. (۱۹۸۶). Parallel distribution processing: Exploration in ...
  • Shamshad, A., Bawadi, M.A., Wan Hussin, W.M.A., Majid, T.A., Sanusi, ...
  • Slaughter, J.C., Lumley, T., Sheppard, L., Koenig, J.Q., and Shapiro, ...
  • Slini, T., Kaprara, A., Karatzas K., Moussiopoulos, N. (۲۰۰۶). PM۱۰ ...
  • Sousa, S.I.V., Martins, F.G., Alvim-Ferraz, M.C.M. and Pereira, M.C. (۲۰۰۷). ...
  • Sun, W., Zhang, H., Palazoglu, A., Singh, A., Zhang, W., ...
  • Taylor, H., Karlin, S., (۱۹۹۸). An Introduction to Stochastic Modeling. ...
  • Tzima, F., Karatzas, K., Mitkas, P., Karathanasis, S. (۲۰۰۷). Using ...
  • U.S. EPA (۲۰۰۹). Technical Assistance Document for Reporting of Daily ...
  • Voukantsis, D., Karatzas, K., Kukkonen, J., Räsänen, T., Karppinen, A., ...
  • Wang, J., Hu, M., Xu, C., Christakos, G., Zhao, Y., ...
  • Wang, X., Liu, W. (۲۰۱۲). Research on Air Traffic Control ...
  • WHO Regional Office for Europe, ۲۰۰۶. Air Quality Guideline: Global ...
  • Wilks, D.S. (۲۰۰۶). Statistical methods in the atmospheric sciences. Academic ...
  • Zangooei, H., Delnavaz, M., Asadollahfardi, G.R. (۲۰۱۶). Prediction of coagulation ...
  • Zickus, M., Greig, A.J., Niranjan, M. (۲۰۰۲). Comparison of four ...
  • Zurada, J.M. (۱۹۹۲). Introduction to Artificial Neural Systems, PWS, Singapore, ...
  • Asadollahfardi, G.R., Zangooei, H., Aria, S.H., Danesh, E. (۲۰۱۷). Application ...
  • Barrero, M.A., Grimalt, J.O., Canto'n L. (۲۰۰۶). Prediction of daily ...
  • Bordignon, S., Gaetan, C., Lisi, F. (۲۰۰۲). Nonlinear models for ...
  • Caputo, M., Gimenez, M., Schlamp, M. (۲۰۰۳). Intercomparison of atmospheric ...
  • Chan C.K. and Yao, X. (۲۰۰۸). Air pollution in mega ...
  • Chattopadhay, S. and Chattopadhay, G. (۲۰۱۲). Modeling and Prediction of ...
  • Chen, C., Lin, C.H., Long, Z., Chen, Q. (۲۰۱۴). Predicting ...
  • Chen, C., Liu, W., Lin, C.H., Chen, Q. (۲۰۱۵). A ...
  • Chung, K.L., AitSahlia, F. (۲۰۰۳), Elementary Probability Theory: With Stochastic ...
  • Cohen, S., Intrator, N. (۲۰۰۲). Automatic model selection in a ...
  • Delnavaz, M., Zangooei, H., Zangooei, M. (۲۰۱۶). Application of Mathematical ...
  • Deng, X., Zhang, F., Rui W. (۲۰۱۳). PM۲.۵-induced oxidative stress ...
  • Du, X., Kong, Q., Ge, W., Zhang, S., Fu, L., ...
  • Eleuteri, A., Tagliaferri, R., Milano, L. (۲۰۰۵). A novel information ...
  • Feng, X., Li, Q., Zhu, Y., Hou, J., Jin, L., ...
  • Goss, C.H., Newsom, S.A., Schildcrout, J.S., Sheppard, L. and Kaufman, ...
  • Hanna, S.R., Paine, R., Heinold, D., Kintigh, E., Baker, D. ...
  • Harsham, D.K., Bennett, M. (۲۰۰۸). A sensitivity study of validation ...
  • Jones RM, (۲۰۱۴). Nicas M. Benchmarking of a Markov multizone ...
  • Kalapanidas, E., Avouris, N. (۲۰۰۱). Short-term air quality prediction using ...
  • Karatzas, K., Kaltsatos, S. (۲۰۰۷). Air pollution modelling with the ...
  • Kohavi, R., John, G.H. (۱۹۹۷). Wrappers for feature subset selection. ...
  • Kukkonen, J., Partanen, L., Karppinen, A., Ruuskanen, J., Junninen, H., ...
  • Kuncheva, L. (۲۰۰۴). Combining Pattern Classifiers: Methods and Algorithms. Wiley, ...
  • Kurt, A., Gulbagci, B., Karaca F., Alagha, O. (۲۰۰۸). An ...
  • Logofet, D.O., Lensnaya, E.V. (۲۰۰۰). The mathematics of Markov models: ...
  • Moustris, K.P., Ziomas I.C. and Paliatsos A.G. (۲۰۱۰). ۳-Day-Ahead Forecasting ...
  • Moustris, K.P. Larissi, I.K. Nastos P.T. Koukouletsos K.V. and Paliatsos, ...
  • Nagendra, S.M., Khare, M. (۲۰۰۶). Artificial neural network approach for ...
  • Nicas M. (۲۰۰۰). Markov modeling of contaminant concentrations in indoor ...
  • Niska, H., Rantamäki, M., Hiltunen, T., Karppinen, A., Kukkonen, J., ...
  • Niska, H., Heikkinen, M., Kolehmainen, M. (۲۰۰۶). Genetic algorithms and ...
  • Owega, S., Khan, B.U.Z., Evans, G.J., Jervis, R.E., and Fila, ...
  • Qiu, H., Yu, I., Wang, X., Tian, L., Tse, L.A., ...
  • Rumelhart; D.E., Clelland; J.L.M. (۱۹۸۶). Parallel distribution processing: Exploration in ...
  • Shamshad, A., Bawadi, M.A., Wan Hussin, W.M.A., Majid, T.A., Sanusi, ...
  • Slaughter, J.C., Lumley, T., Sheppard, L., Koenig, J.Q., and Shapiro, ...
  • Slini, T., Kaprara, A., Karatzas K., Moussiopoulos, N. (۲۰۰۶). PM۱۰ ...
  • Sousa, S.I.V., Martins, F.G., Alvim-Ferraz, M.C.M. and Pereira, M.C. (۲۰۰۷). ...
  • Sun, W., Zhang, H., Palazoglu, A., Singh, A., Zhang, W., ...
  • Taylor, H., Karlin, S., (۱۹۹۸). An Introduction to Stochastic Modeling. ...
  • Tzima, F., Karatzas, K., Mitkas, P., Karathanasis, S. (۲۰۰۷). Using ...
  • U.S. EPA (۲۰۰۹). Technical Assistance Document for Reporting of Daily ...
  • Voukantsis, D., Karatzas, K., Kukkonen, J., Räsänen, T., Karppinen, A., ...
  • Wang, J., Hu, M., Xu, C., Christakos, G., Zhao, Y., ...
  • Wang, X., Liu, W. (۲۰۱۲). Research on Air Traffic Control ...
  • WHO Regional Office for Europe, ۲۰۰۶. Air Quality Guideline: Global ...
  • Wilks, D.S. (۲۰۰۶). Statistical methods in the atmospheric sciences. Academic ...
  • Zangooei, H., Delnavaz, M., Asadollahfardi, G.R. (۲۰۱۶). Prediction of coagulation ...
  • Zickus, M., Greig, A.J., Niranjan, M. (۲۰۰۲). Comparison of four ...
  • Zurada, J.M. (۱۹۹۲). Introduction to Artificial Neural Systems, PWS, Singapore, ...
  • نمایش کامل مراجع