Στοχαστική προσομοίωση περιοδικών ανελίξεων με αυθαίρετες περιθώριες κατανομές

I. Tsoukalas, C. Makropoulos, and A. Efstratiadis, Stochastic simulation of periodic processes with arbitrary marginal distributions, 15th International Conference on Environmental Science and Technology (CEST2017), Rhodes, Global Network on Environmental Science and Technology, 2017.

[Στοχαστική προσομοίωση περιοδικών ανελίξεων με αυθαίρετες περιθώριες κατανομές]

[doc_id=1731]

[Αγγλικά]

Η στοχαστική προσομοίωση των υδρολογικών διεργασιών έχει ρόλο κλειδί στον σχεδιασμό και διαχείριση των υδατικών πόρων, χάρη στην ικανότητά της να ενσωματώνει την υδρολογική αβεβαιότητα στη λήψη αποφάσεων. Λόγω της περιοδικότητας, τα στατιστικά χαρακτηρσιτικά των διεργασιών αυτών θεωρούνται περιοδικές συναρτήσεις, επιβάλοντας έτσι τη σχήση κυκλοστάσιμων στοχαστικών μοντέλων, χρησιμοποιώντας συνήθως μια κοινή στατιστική κατανομή. Ωστόσο, αυτή μπορεί να μην είναι αντιπροσωπευτική της στατιστικής δομής αυτών των διεργασιών για όλες τις εποχές. Στο πλαίσιο αυτό, εισάγουμε ένα νέο μοντέλο, ικανό για την προσομοίωση περιοδικών διεργασιών με αυθαίρετες περιθώριες κατανομές, που καλείται Stochastic Periodic AutoRegressive To Anything (SPARTA). Πέρα από την αναπαραγωγή της περιοδικής δομής συσχέτισης των μητρικών διεργασιών, τα βασικά πλοενεκτήματα είναι: (α) η ακριβής διατήρηση των εποχιακά μεταβαλόμενων περιθώριων κατανομών, (β) η ρητή γέννηση μη αρνητικών τιμών, και (γ) η φειδωλή δομή του μοντέλου. Τέλος, αναδεικνύουμε την επίδοση του μοντέλου μέσω μιας θεωρητικής (τεχνητής) μελέτης περίπτωσης.

PDF Πλήρες κείμενο (655 KB)

PDF Συμπληρωματικό υλικό:

Βλέπε επίσης: http://cest.gnest.org/sites/default/files/presentation_file_list/cest2017_00797_oral_paper.pdf

Εργασίες μας στις οποίες αναφέρεται αυτή η εργασία:

1. D. Koutsoyiannis, and A. Manetas, Simple disaggregation by accurate adjusting procedures, Water Resources Research, 32 (7), 2105–2117, doi:10.1029/96WR00488, 1996.
2. D. Koutsoyiannis, H. Yao, and A. Georgakakos, Medium-range flow prediction for the Nile: a comparison of stochastic and deterministic methods, Hydrological Sciences Journal, 53 (1), 142–164, doi:10.1623/hysj.53.1.142, 2008.
3. A. Efstratiadis, Y. Dialynas, S. Kozanis, and D. Koutsoyiannis, A multivariate stochastic model for the generation of synthetic time series at multiple time scales reproducing long-term persistence, Environmental Modelling and Software, 62, 139–152, doi:10.1016/j.envsoft.2014.08.017, 2014.
4. I. Tsoukalas, A. Efstratiadis, and C. Makropoulos, Stochastic periodic autoregressive to anything (SPARTA): Modelling and simulation of cyclostationary processes with arbitrary marginal distributions, Water Resources Research, 54 (1), 161–185, WRCR23047, doi:10.1002/2017WR021394, 2018.

Εργασίες μας που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία:

1. I. Tsoukalas, S.M. Papalexiou, A. Efstratiadis, and C. Makropoulos, A cautionary note on the reproduction of dependencies through linear stochastic models with non-Gaussian white noise, Water, 10 (6), 771, doi:10.3390/w10060771, 2018.
2. I. Tsoukalas, C. Makropoulos, and D. Koutsoyiannis, Simulation of stochastic processes exhibiting any-range dependence and arbitrary marginal distributions, Water Resources Research, 54 (11), 9484–9513, doi:10.1029/2017WR022462, 2018.
3. C. Rebolho, V. Andréassian, I. Tsoukalas, et A. Efstratiadis, La crue du Loing de Juin 2016 était-elle exceptionnelle?, De la prévision des crues à la gestion de crise, Avignon, Société Hydrotechnique de France, 2018.
4. I. Tsoukalas, A. Efstratiadis, and C. Makropoulos, Building a puzzle to solve a riddle: A multi-scale disaggregation approach for multivariate stochastic processes with any marginal distribution and correlation structure, Journal of Hydrology, 575, 354–380, doi:10.1016/j.jhydrol.2019.05.017, 2019.
5. P. Kossieris, I. Tsoukalas, C. Makropoulos, and D. Savic, Simulating marginal and dependence behaviour of water demand processes at any fine time scale, Water, 11 (5), 885, doi:10.3390/w11050885, 2019.

Κατηγορίες: Στοχαστική