بررسی سهم ویژگی‎های تصفیه‎خانه فاضلاب در نتایج مدل‎‎های هوش مصنوعی با به کارگیری SHAP

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 139

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JWWSE-10-2_005

تاریخ نمایه سازی: 3 آبان 1404

چکیده مقاله:

مدل ها می‎توانند تا حد زیادی به بهینه سازی و کنترل فرآیندهای تصفیه کمک نمایند. بنابراین با درنظرگرفتن این موضوع، تحقیق حاضر، اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BODeff) و اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (CODeff) پساب تصفیه خانه فاضلاب شهری تبریز را که تصفیه خانه ای به روش لجن فعال با هوادهی دیفیوزری می باشد، به عنوان دو شاخص مهم در بررسی میزان آلودگی، با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی(ANN)  و حافظه طولانی کوتاه مدت (LSTM) بر پایه داده های روزانه مربوط به اطلاعات تصفیه خانه، مورد بررسی قرار داده است. ویژگی‎های ورودی قبل از استفاده برای مدل، توسط میانگین متحرک ساده (SMA) حذف نویز شدند؛ سپس با به کارگیری دو روش، ارتباط خطی و ارتباط غیرخطی بین ویژگی ها بررسی شد و ورودی های مدل انتخاب شدند. نتایج ضریب تبدیل با ANN و LSTM برای BOD به COD به ترتیب ۶۶/۱ و ۶۵/۱ و برای کل جامدات محلول (TDS) به هدایت الکتریکی (EC)، ۳۲/۱ و ۳۳/۱ بوده که مقادیر مناسبی هستند و دقت مدل ها را در تخمین روابط نشان می دهند. همچنین برای درک اهمیت هریک از ویژگی‎ها در نتایج به دست‎ آمده، از روش جدید و نوظهور هوش ­مصنوعی توضیح‎پذیر (XAI) مورد استفاده قرار گرفت. BODeff و CODeff با تاخیر یک روزه، TDS و EC به عنوان ویژگی‎های مهم شناسایی شدند.

کلیدواژه ها:

ارزیابی پساب ، شبکه عصبی عمیق ، هوش مصنوعی توضیح پذیر ، تصفیه خانه فاضلاب تبریز

نویسندگان

وحید نورانی

استاد، گروه آب، دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

مهسا دهقان

دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه آب، دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

آیدا حسینی بقانام

دانشیار، دکترای تخصصی، گروه آب، دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

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 :
  • اصغری، پ.، نورانی، و.، شرقی، ا.، و بهفر، ن.، (۱۴۰۰)، ...
  • نورانی، و.، (۱۳۹۴)، مبانی هیدروانفورماتیک، انتشارات دانشگاه تبریز، تبریز، ایران ...
  • Adadi, A., and Berrada, M., (۲۰۱۸), “Peeking inside the black-box: ...
  • Bourahla, M.Z., and Bourahla, M., (۲۰۲۳), “Sewer systems control using ...
  • Danesh, T., Ouaret, R., Floquet, P., and Negny, S., (۲۰۲۲), ...
  • Dosilovic, F.K., Brcic, M., and Hlupic, N., (۲۰۱۸), “Explainable artificial ...
  • El-Rawy, M., Abd-Ellah, M.K., Fathi, H., and Ahmed, A.K.A., (۲۰۲۱), ...
  • Gao, Z., Gu, B., and Lin, J., (۲۰۰۸). “Monomodal image ...
  • Hassija, V., Chamola, V., Mahapatra, A., Singal, A., Goel, D., ...
  • Hochreiter, S., and Schmidhuber, J., (۱۹۹۷), “Long short-term memory”, Neural ...
  • Huang, B., and Mujumdar, A.S., (۱۹۹۳), “Use of neural network ...
  • Li, Z., Peng, F., Niu, B., Li, G., Wu, J., ...
  • Mjalli, F.S., Al-Asheh, S., and Alfadala, H.E., (۲۰۰۷), “Use of ...
  • Nash, J.E., and Sutcliffe, J.V., (۱۹۷۰), “River flow forecasting through ...
  • Nourani, V., and Behfar, N., (۲۰۲۱), “Multi-station runoff-sediment modeling using ...
  • Nourani, V., Khodkar, K., Paknezhad, N.J., and Laux, P., (۲۰۲۲), ...
  • Nourani, V., Zonouz, R.S., and Dini, M., (۲۰۲۳), “Estimation of ...
  • Núñez, J., Cortés, C.B., and Yáñez, M.A., (۲۰۲۳), “Explainable artificial ...
  • Park, J., Lee, W.H., Kim, K.T., Park, C.Y., Lee, S., ...
  • Park, J., Ahn, J., Kim, J., Yoon, Y., and Park, ...
  • Pisa, I., Santin, I., Morell, A., Vicario, J, L., and ...
  • Shapley, L.S., (۱۹۵۳), “A value for n-person games”, In: Kuhn, ...
  • Sheik, A.G., Malla, M.A., Srungavarapu, C.S., Patan, A.K., Kumari, S., ...
  • Svetunkov, I., and Petropoulos, F., (۲۰۱۸), “Old dog, new tricks: ...
  • Tkachuk, R. (۱۹۷۷), “Calculation of the nitrogen-to-protein conversion factor”, In: ...
  • Vilone, G., and Longo, L., (۲۰۲۱), “Notions of explainability and ...
  • Viola, P., and Wells III, W.M., (۱۹۹۷), “Alignment by maximization ...
  • Yang, H.H., Vuuren, S.V., Sharma, S., and Hermansky, H., (۲۰۰۰), ...
  • نمایش کامل مراجع