Adaptive Neuro‐Fuzzy Inference System integrated with solar zenith angle for forecasting sub‐tropical Photosynthetically Active Radiation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Advocacy for climate mitigation aims to minimize the use of fossil fuel and to support clean energy adaptation. While alternative energies (e.g., biofuels) extracted from feedstock (e.g., micro‐algae) represent a promising role, their production requires reliably modeled photosynthetically active radiation ( PAR ). PAR models predict energy parameters (e.g., algal carbon fixation) to aid in decision‐making at PAR sites. Here, we model very short‐term (5‐min scale), sub‐tropical region's PAR with an Adaptive Neuro‐Fuzzy Inference System model with a Centroid‐Mean ( ANFIS ‐ CM ) trained with a non‐climate input (i.e., only the solar angle, θ Z ). Accuracy is benchmarked against genetic programming ( GP ), M5Tree, Random Forest ( RF ), and multiple linear regression ( MLR ). ANFIS ‐ CM integrates fuzzy and neural network algorithms, whereas GP adopts an evolutionary approach, M5Tree employs binary decision, RF employs a bootstrapped ensemble, and MLR uses statistical tools to link PAR with θ Z . To design the ANFIS ‐ CM model, 5‐min θ Z (01–31 December 2012; 0500H–1900H) for sub‐tropical, Toowoomba are utilized to extract predictive features, and the testing accuracy (i.e., differences between measurements and forecasts) is evaluated with correlation ( r ), root‐mean‐square error ( RMSE ), mean absolute error ( MAE ), Willmott ( WI ), Nash–Sutcliffe ( E NS ), and Legates & McCabes ( E LM ) Index. ANFIS ‐ CM and GP are equivalent for 5‐min forecasts, yielding the lowest RMSE (233.45 and 233.01μ mol m −2 s −1 ) and MAE (186.59 and 186.23 μmol m −2 s −1 ). In contrast, MLR , M5Tree, and RF yields higher RMSE and MAE [( RMSE = 322.25 μmol m −2 s −1 , MAE = 275.32 μmol m −2 s −1 ), ( RMSE = 287.70 μmol m −2 s −1 , MAE = 234.78 μmol m −2 s −1 ), and ( RMSE = 359.91 μmol m −2 s −1 , MAE = 324.52 μmol m −2 s −1 )]. Based on normalized error, ANFIS ‐ CM is considerably superior ( MAE = 17.18% versus 19.78%, 34.37%, 26.39%, and 30.60% for GP , MLR , M5Tree, and RF models, respectively). For hourly forecasts, ANFIS ‐ CM outperforms all other methods ( WI = 0.964 vs. 0.942, 0.955, 0.933 & 0.893, and E LM = 0.741 versus 0.701, 0.728, 0.619 & 0.490 for GP , MLR , M5Tree, and
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».