Şiddet-Süre-Frekans bağıntıları için ağırlıklı süperpozisyon çekme itme algoritmasında farklı kaotik harita performanslarının karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Ağırlıklı Süper Pozisyon Çekme İtme (Weighted Superposition Attraction Repulsion, WSAR) algoritmasında kaotik haritaların literatürde ilk defa kullanılarak kaotik WSAR versiyonlarının geliştirilmesi ve algoritmanın performansına olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, standart WSAR algoritmasına ait adım fonksiyonu yerine 11 adet bir boyutlu kaotik haritaların kullanılmasıyla WSAR algoritmasının çeşitli kaotik versiyonları oluşturulmuştur. Yağmur suyu kanalizasyonu ve menfez gibi su yapılarının tasarım debilerinin belirlenmesinde kullanılan şiddet-süre-frekans (ŞSF) bağıntılarına ait parametrelerin belirlenmesi problemi ele alınmıştır. Toplamda 16 adet ŞSF bağıntılarına ait parametreler, İzmir meteoroloji istasyonunun verileri kullanılarak belirlenmiştir. Performans ölçütü olarak ortalama kare hata değeri (MSE) seçilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ŞSF bağıntıları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farkın varlığı gözlemlenmiştir. Bu fark, belirli bir ŞSF bağıntısının kullanılmasının diğer ŞSF bağıntılarının kullanılmasına kıyasla algoritmanın performansı üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etkiye sahip olduğunu ortaya koymuştur. Kaotik haritaların algoritmanın performansına etkisi incelendiğinde ise, bazı ŞSF bağıntılarında standart WSAR algoritmasının adım fonksiyonu yerine kaotik haritaların kullanılmasının algoritmanın performansı üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etki oluşturduğu görülmüştür.

In this study, it is aimed to develop chaotic Weighted Superposition Attraction Repulsion (WSAR) versions by using chaotic maps for the first time in the literature in the WSAR algorithm and to examine their effect on the performance of the algorithm. For this purpose, various chaotic versions of the WSAR algorithm were created by employing 11 onedimensional chaotic maps instead of the standard WSAR algorithm's step function. The problem of determining the parameters of intensity-duration-frequency (IDF) relationships used in designing water structures such as storm sewer systems and culverts was addressed. A total of 16 parameters related to IDF relationships were determined using data from the Izmir meteorological station. The mean squared error (MSE) was selected as the performance criterion. According to the obtained results, a statistically significant difference was observed among the IDF relationships. This difference highlighted that the use of a specific IDF relationship had a statistically significant effect on the algorithm's performance compared to using other IDF relationships. When the impact of chaotic maps on the algorithm's performance was examined, it was observed that the use of chaotic maps instead of the standard WSAR algorithm’s step function in some IDF relationships had a statistically significant effect on the algorithm's performance.