Öz: Bu çalýþma Namazgah barajýna ait mevcut su kalite deðerleriyle ölçümü eksik olan aylarýn su kalite deðerlerinin Ýleri Beslemeli Geri Yayýnýmlý Yapay Sinir Aðý (ÝBGYYSA) ile tahmin edilmesi üzerinedir. Kullanýlan metot saklý katman sayýsý deðiþkenlik göstermek üzere genel olarak girdi katmaný, saklý katman ve çýkýþ katmaný olmak üzere 3 farklý katman içermektedir. Çalýþmada kullanýlan veriler analiz edilerek her að modeli için %70 i eðitim,%15 onaylama,% 15 te test verisi olarak sýnýflandýrýlmýþtýr. Her bir parametre için ayrý bir að modeli belirlenmiþtir. Elde edilen hata oranýn kabul edilebilir düzeyde olduðu tespit edilmiþtir. YSA sonucuna göre tahmin edilen deðerlerin önceki ve sonraki aylarla iliþkili olduðu model yardýmýyla ortaya konulmuþtur. Model denemelerinden elde edilen sonuçlara göre baraja ait mevcut veriler kullanýlarak YSA ile eksik veri tahmininde bulunabileceði ortaya konulmuþtur. Bu þekilde hem geçmiþe yönelik hem de geleceðe yönelik yapýlacak çalýþmalar için veri sürekliliðinin saðlanabileceði ortaya konulmuþtur. Giriþ: Kocaeli’nin yaklaþýk olarak 33 km kuzeyinde ve Kandýra ilçesinin 4 km güneybatýsýnda inþa edilen Namazgah Barajý ismini üzerinde kurulduðu Namazgah Deresinden almaktadýr. Gerek su kaynaklarýnýn kullanýmý açýsýndan gerekse kaynaklarýn olaðan potansiyellerinin analizi açýsýndan baraj ve istasyonlara ait verilerin sürekliliði büyük önem arz etmektedir. Ancak yer yer bu süreklilik saðlanamamakta ve bir takým eksik ölçümlerle karþýlaþýlabilmektedir. Namazgah barajýnda da geriye dönük yapýlan baraja ait su kalite deðerlerinin veri analizinde eksik ölçümlerle karþýlaþýlmaktadýr. Bu çalýþma ile baraja ait mevcut veriler yardýmýyla eksik verilerin tamamlanýp tamamlanamayacaðý konusu irdelenmektedir. Baraja ait eksik verilerin tamamlanmasýyla ilerde yapýlacak farklý çalýþmalara saðlýklý zemin hazýrlamak için daha güvenilir sonuç verdiðine kanaat getirilen kara kutu modeliyle çözüm yoluna gidilmektedir. Bu modelin tercih edilme sebebi ise doðrusal iliþkileri çözmenin yanýnda günlük yaþamda çokça karþýlaþýlan doðrusal olmayan iliþkilerin çözümü içinde son yýllarda çok katmanlý algýlayýcýlar üzerine çeþitli öðrenme algoritmalarý geliþtirmiþ olmasýdýr. Bütün bunlar göz önünde bulundurularak doðru modelin bulunmaya çalýþýlmasýyla geçmiþe yönelik veri eksikliklerinin minimum hata ile tahmin edilebileceðine dair örnek bir çalýþmaya ortaya konulmuþtur. Amaç: Bu çalýþma Namazgah barajýna ait mevcut su kalite deðerleriyle ölçümü eksik olan aylarýn su kalite deðerlerinin Ýleri Beslemeli Geri Yayýnýmlý Yapay Sinir Aðý (ÝBGYSA) ile tahmin edilip veri sürekliliðinin saðlanmasý amacýyla gerçekleþtirilmiþtir. Kapsam: Yapýlan bu çalýþmanýn kapsamýný Kocaeli ili ‘nin Kandýra ilçesinde bulunan Namazgah baraj alanýna ve barajý besleyen derelere ait su kalite deðerleri oluþturmaktadýr. Sýnýrlýklar: Çalýþma, Namazgah Barajý ile barajý besleyen derelere ait 2012-2015 yýllarý arasýnda yapýlan su kalite parametre deðerlerinin analizi ile sýnýrlandýrýlmýþtýr. Yöntem: Yapay Sinir Aðý modelleri mevcut verilerden faydalanarak veriler arasý doðrusal ya da doðrusal olmayan iliþkileri çözmede en uygun baðlantý aðýrlýklarýný belirleyerek öðrenmeyi saðlamaktadýr. Öðrenilen olaylardan genelleþtirme yapýp aða gösterilmeyen örneklere çýkýþ üretme özelliðine sahiptir. Bu çalýþmada ise bu özellikten faydalanmak için MATLAB yardýmýyla ÝBGYYSA kullanýlmaktadýr. ÝBGYYSA iki bölümden oluþmaktadýr birinci kýsým ileriye doðru hesaplama ikinci kýsým hesaplanan hatayý geriye doðru yayma olmak üzere. Kullanýlan metot saklý katman sayýsý deðiþkenlik göstermek üzere genel olarak girdi katmaný, saklý katman ve çýkýþ katmaný olmak üzere 3 farklý katman içermektedir. Giriþ katmaný gelen bilgiyi alarak ara katmana iletme görevi görmektedir.Giriþ katmanýnda aða sunulan bilgiler için iþlem gerçekleþmez.Saklý katman ise girdi katmanýndan gelen bilgileri iþleyerek sonraki katmana iletir.Bilgi iþleme kýsmýnda önemli bir faktör olan aðýrlýklar ilk olarak rastlantýsal belirlenmektedir daha sonra en uygun aðýrlýklar belirlenene kadar deðiþim öðrenme katsayýsý yardýmýyla saðlanmaktadýr..Daha önce de ifade edildiði üzere birden fazla saklý katman olabileceði gibi her katmanda birden nöron bulunabilmektedir.Her nöron bir sonraki katmanda bulunan bütün nöronlara baðlýdýr.Nöron sayýsý 1-15 arasýnda deðiþkenlik gösterip deneme yanýlma yoluyla elde edilen sonuca göre karar verilmiþtir.. Saklý katmanda yer alan ve matematiksel modelin düðüm noktasý diyebileceðimiz aktivasyon fonksiyonu bulunmaktadýr. Bu çalýþmada ÝBGYYSA kullanýldýðý için hatayý geri yayma özelliði göz önünde bulundurulup aktivasyon fonksiyonu olarak türevi alýnabilen Sigmoid fonksiyonu kullanýlmýþtýr. Sigmoid fonksiyonu ayný zamanda probleme doðrusal olmama özelliði kazandýrmaktadýr. Ve toplama fonksiyonundan gelen sonuçlarý çýktýya dönüþtürmeyi saðlamaktadýr. Ayrýca hata fonksiyonunu minimize eden optimizasyon algoritmasý TRAINLM olarak probleme uyarlanmýþtýr. Öðrenme performansý ölçecek ölçüt olarak MSE seçilmiþtir. Bulgular: Çalýþmada kullanýlan veriler analiz edilerek her að modeli için %70 i eðitim,%15 onaylama,% 15 te test verisi olarak sýnýflandýrýlmýþtýr. Her bir parametre için ayrý bir að modeli belirlenmiþtir. Elde edilen hata oranýn kabul edilebilir düzeyde olduðu tespit edilmiþtir. YSA sonucuna göre tahmin edilen deðerlerin önceki ve sonraki aylarla iliþkili olduðu model yardýmýyla ortaya konulmuþtur. Sonuç: Model denemelerinden elde edilen sonuçlara göre baraja ait mevcut veriler kullanýlarak ÝBGYSA kullanýlarak eksik veri tahmininde bulunabileceði ortaya konulmuþtur. Bu þekilde hem geçmiþe yönelik hem de geleceðe yönelik yapýlacak çalýþmalar için veri sürekliliðinin saðlanabileceði ortaya konulmuþtur.
Anahtar Kelimeler: Namazgah Barajý, Su Kalitesi, Yapay Sinir Aðlarý
|
