نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

ترکیب الگوریتم های یادگیری ماشین و انتخاب ویژگی در بهینه سازی پیش بینی جذب فسفات از محلول های آبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2 گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.
10.22125/iwe.2025.518646.1876
چکیده
بهینه‌سازی با استفاده از روش‌‌های هوش مصنوعی، یک رویکرد موثر برای بهبود عملکرد سامانه‌ها و فرایند‌ها است. این روش‌ها امکان یافتن پارامترهای مؤثرتر و برنامه‌ریزی بر روی آن‌ها جهت ارتقای راندمان جذب فسفات را فراهم می‌آورند.

پژوهش حاضر بر توسعه الگوریتم‌های یادگیری ماشین پیش‌بینی‌کننده با رویکرد کاهش ابعاد متمرکز بود. به‌منظور توسعه مدل پیش‌بینی، داده‌های تجربی جذب فسفات به‌وسیله هیدروچار باگاس نیشکر از طریق تنظیم جذب در مقیاس آزمایشگاهی به‌دست آمد. پنج متغیر ورودی مستقل، شامل غلظت اولیه آلاینده، زمان تماس، جرم جاذب، دمای محلول و pH، در فرآیند آموزش در نظر گرفته شدند. علاوه بر این، راندمان جذب فسفات به عنوان خروجی در نظر گرفته شد. از میان الگوریتم‌های به کار گرفته شده، رگرسیور درختان اضافی (ET) با R2 برابر با 922/0 و همچنین با مقادیر پایین‌تر RMSE (074/0) و MAE (048/0) عملکرد نسبتاً بهتری در پیش‌بینی راندمان جذب فسفات ارائه کرد. بر اساس نتایج، دو عامل ورودی که بیشترین تأثیر را بر اثربخشی جذب فسفات دارند زمان تماس و غلظت اولیه فسفات هستند. علاوه بر این، مشخص شد که مقدار جاذب به عنوان پارامتر‌هایی با کمترین تاثیر شناخته شدند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

The Combination of Machine Learning Algorithms and Feature Selection Methods in Optimizing Phosphate Adsorption Prediction from Aqueous Solutions

نویسندگان English

Laleh Divband Hafshejani 1
Hamid Abdolabadi 1
Abd Ali Naseri 2
1 Department of Environmental Engineering, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Department of Irrigation and Drainage Engineering, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz
چکیده English

Optimization using artificial intelligence methods is an effective approach to improving the performance of systems and processes. These methods enable the identification of more effective parameters and their optimization to enhance phosphate adsorption efficiency.

The present study focused on developing predictive machine learning algorithms with a dimensionality reduction approach. To develop the predictive model, experimental data on phosphate adsorption by sugarcane bagasse hydrochar were obtained through laboratory-scale adsorption experiments. Five independent input variables, including initial pollutant concentration, contact time, adsorbent mass, solution temperature, and pH, were considered in the training process. Additionally, phosphate adsorption efficiency was considered as the output. Among the applied algorithms, the Extra Trees Regressor (ET) demonstrated relatively better performance in predicting phosphate adsorption efficiency, with an R² value of 0.922, as well as lower RMSE (0.074) and MAE (0.048) values. Based on the results, the two input factors with the greatest impact on phosphate adsorption effectiveness were contact time and initial phosphate concentration. Furthermore, the adsorbent mass was identified as the parameter with the least impact.

کلیدواژه‌ها English

Hydrochar
Contact time
Initial concentration
Algorithm