عنوان

استفاده از تئوری اعداد Z در مدلسازی فرآیندهای هیدروکلیماتولوژیكی

Number

پ۲۵۹۰۲

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

استفاده از تئوری اعداد Z در مدلسازی فرآیندهای هیدروکلیماتولوژیكی

First Statement of Responsibility

حسام نجفی

Name of Publisher, Distributor, etc.

عمران

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۰

Specific Material Designation and Extent of Item

۲۱۹ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

عمران گرايش مهندسی و مدیریت منابع آب

Date of degree

۱۴۰۰/۰۸/۲۵

Text of Note

عموما فرآيند هاي هیدروکلیماتولوژیکی با عدم قطعیت فراوان همراه هستند و رویکرد استفاده از منطق فازی می تواند گزينه مناسبي براي مواجهه با چنين شرايطي باشد. لذا منطق فازی به دلیل توانایی بالای آن در مديريت عدم قطعیت فرآيندها، در دهه های اخیر به طور فزاینده ای برای توصیف سیستم های پیچیده استفاده شده است. با وجود استفاده گسترده از روش های مختلف منطق فازی، بررسی اطمینان پذیری اطلاعات تحلیل شده بسیار مهم می باشد. به عنوان مثال، تصمیمی که براساس داده های کم اطمینان گرفته شده باشد، بیهوده است و حتی می تواند مضر باشد. نظریه های فازی متداول تا حدودی می تواند نمایانگر این عدم قطعیت باشد و نمی توانند عدم قطعیت موجود را به طور کامل در محاسبات منظور کنند. برخلاف منطق فازی متداول كه قابلیت اطمینان اطلاعات را در نظر نمي گيرد، مفهوم اعداد Z به عنوان نسل جدیدی از منطق فازی، شامل محدودیت و قابلیت اطمینان اطلاعات هستند و پتانسیل قابل توجهی در توصیف عدم قطعیت دانش بشری دارند چراکه هم محدودیت و هم قابلیت اطمینان مقدار اندازه گیری شده را در نظر می گیرند. عموما مسائل و مشكلات مرتبط با فرآيند هاي هيدروكليماتولوژيكي داراي عدم قطعيت، يا در حوزه مدلسازي و پيشبيني مي باشند و يا در حوزه تصميم گيري هستند. لذا در اين رساله قابليت اعداد Zدر هر دو مورد مدلسازي و تصميم گيري، كه داراي ماهيت متفاوت هستند، بطور مجزا مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به اینکه تاکنون تحقیقی در زمینه استفاده از اعداد Z در مدلسازی و تصمیم گیری های مرتبط با فرآیندهای هیدروکلیماتولوژیكی صورت نگرفته است، در اين رساله هسته اصلي مباحث بر روی بهره گيري از قابلیت اعداد Z به عنوان نسل جدیدی از منطق فازی، در توسعه مدل های هیدروکلیماتولوژیکی و همچنین تصمیم گیری چند شاخصه (MADM) متمرکز گردیده است. با استفاده از مفهوم فاصله اعداد Z و توسعه آن مبتنی بر قوانین "اگر-آنگاه"، مدل هایی برای پیشبینی رخداد های بیشینه بارش ماهانه و خشکسالی ایستگاه های تبریز و کرمانشاه تا 5 ماه بعد ارائه شده است. در این راستا از ارتباطات راه دور نظیر دمای سطح دریا (SST)، شاخص های اقلیمی نوسان اطلس شمالی (NAO) و نوسان جنوبی (SOI) استفاده شده و نتایج با نتایج مدل مبتنی بر منطق فازی متداول مقایسه شده است. به عنوان يك كاربرد ديگر، با توجه به شرایط بحرانی دریاچه ارومیه و نیاز به احیای سریع و پایدار، و با توجه به قابلیت اطمینان اطلاعات، هفت راه حل با توجه به معیارهای اقتصادی، اجتماعی، زیست محیطی و فنی پیشنهاد و ارزیابی شده است. در این مطالعه، یک رویکرد MADM جدید بر اساس مفهوم اعداد Z توسعه داده شده و نتایج بدست آمده با نتایج فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، AHP فازی (FAHP) و اولویت بندی بر اساس شباهت به راه حل ایده آل (TOPSIS) مقایسه شده است. نتایج بدست آمده حاکی از این است که در نظر گرفتن قابلیت اطمینان اطلاعات تاثیر قابل توجهی در اولویت بندی گزینه ها دارد. لذا با توجه به رتبه بندی گزینه ها بهبود راندمان کشاورزی به عنوان بهترین گزینه انتخاب شده است. در کل نتايج بدست آمده از مدلسازي نيز، بيانگر این است که رویکرد استفاده از اعداد Z بدلیل جامع تر بودن و در نظرگرفتن عدم قطعیت، قابلیت اطمینان و تخصیص وزن به قوانین، نتایج جامعتر و دقیق تری را شامل شده است. بطوریکه مدل مبتنی بر اعداد Z، در هر دو ایستگاه مورد مطالعه، رخداد های بارش ماهانه را با اطمینان بالای %70 و رخداد هاي خشکسالی را با اطمينان بالاي %65 پیشبینی کرده است. همچنين مدل توسعه داده شده، در پيشبيني رخداد هاي بارش تا %112 و در پيشبيني رخداد هاي خشكسالي تا %590 عملکرد بهتری نسبت به مدل فازی متداول داشته است.

Text of Note

AbstractHydro-climatologic processes are generally associated with high uncertainty, and the approach of using fuzzy logic can be a good option to deal with such conditions. Therefore, fuzzy logic has been widely used in the last few decades to describe complex systems because of its capacity to deal with the uncertainty of the processes. Despite the widespread application of the classic fuzzy logic concept, it is critical to talk about the confidence and reliability of the analyzed information. For example, the decision, which was accepted based on low-reliability data, tends to be useless or even harmful to practical usage. The classic fuzzy logic theories can partly reflect such uncertainty and can not fully overcome the existing uncertainty in the calculations. In contrast to the classic fuzzy logic, which does not talk about the confidence and reliability of data and information, Z-numbers consist of restraint and reliability and have significant potential to describe the uncertainty of human knowledge. Generally, uncertain issues and problems related to hydro-climatologic processes, are in the field of modeling and prediction or in the field of decision making. Therefore, in this dissertation, the capability of Z numbers in both modeling and decision making, which are of different nature, has been studied separately. It is notable that, in this study, for the first time in hydro-climatologic issues, the core of discussions is focused on using the ability of Z numbers as a new generation of fuzzy logic, in the development of hydro-climatologic models as well as multi-attribute decision making (MADM).This study, applied the concept of the Z-number valued if-then rules to predict the monthly precipitation and drought events of Tabriz and Kermanshah stations up to five months in advance. In this regard, teleconnection parameters such as Sea Surface Temperature (SST), North Atlantic Oscillation (NAO) and Southern Oscillation Index (SOI) were used and the obtained results were compared with the results of the conventional fuzzy model. As another application, due to the critical conditions of Lake Urmia and the need for rapid and sustainable rehabilitation, considering the reliability of the information, seven alternatives were proposed and evaluated according to the sustainable development criteria of economic, social, environmental and technical. In this study, a new MADM approach was developed based on the Z-numbers concept and the obtained results were then compared with the results of the Analytic Hierarchy Process (AHP), fuzzy AHP (FAHP) and Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) methods. The results indicated that considering the reliability of information has a significant effect on prioritizing alternatives. Also, given the final rank of the alternatives, improving irrigation efficiency was selected as the best alternative. Overall, the modeling results of the study indicated that the approach of using Z-numbers has more comprehensive and accurate results due to its more comprehensiveness and consideration of uncertainty, reliability and weight allocation to the rules. In both stations, the Z-number based model predicted the monthly precipitation with 70% confidence and drought events with 65% confidence. Also, developed model was performed better than the classic fuzzy model in predicting precipitation events up to 112% and in predicting drought events up to 590%.

Variant Title

Application of Z-Numbers for Modeling Hydro-Climatologic Processes

Entry Element

‏نجفی،

Part of Name Other than Entry Element

‏حسام

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏نورانی،

Entry Element

شرقی،

Part of Name Other than Entry Element

‏ وحید

Part of Name Other than Entry Element

‏ الناز

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز