Estimación de datos faltantes en series históricas de radiación global mediante algoritmos de redes neuronales

Autores/as

  • Franklin García Acevedo Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
  • Juan Rojas Serrano Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
  • Alejandro Vásquez Vega Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
  • Diego Parra Peñaranda Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
  • Erney Castro Becerra Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta

DOI:

https://doi.org/10.18046/syt.v14i37.2239

Palabras clave:

Red neuronal, pesos, bias, depuración, imputación.

Resumen

En el tratamiento de datos de series de tiempo meteorológicas se encuentran problemas de datos incompletos en algunos intervalos de tiempo; el problema se aborda comúnmente utilizando el modelo auto-regresivo de media móvil (ARIMA) o el método por análisis de regresión (interpolación), ambos con ciertas limitaciones en condiciones particulares. En este documento se reportan los resultados de una investigación dirigida a resolver el problema utilizando redes neuronales. Se presenta el análisis efectuado a una serie histórica de radiación global obtenida en la Universidad Francisco de Paula Santander (Cúcuta, Colombia), con base en los datos registrados por su estación meteorológica, a partir de una serie de estudio de diez años (125.658 registros de temperatura, radiación y energía), con 9.98% datos faltantes. Los datos fueron debidamente depurados y completados mediante algoritmos de redes neuronales tipo backpropagation usando el software matemático MATLAB.

Biografía del autor/a

  • Franklin García Acevedo, Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
    Estudiante investigador de la Universidad Francisco de Paula Santander (Cúcuta, Colombia), miembro del Grupo de Investigación en Procesos Industriales GIDPI.
  • Juan Rojas Serrano, Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
    Ingeniero Electromecánico de la Universidad Francisco de Paula Santander (Cúcuta, Colombia), investigador del grupo de Fluidos y Térmicas [FLUTER], con experiencia en sistemas de conversión de energía.
  • Alejandro Vásquez Vega, Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
    Ingeniero Electromecánico de la Universidad Francisco de Paula Santander (Cúcuta, Colombia), investigador del grupo de Fluidos y Térmicas [FLUTER], con experiencia en energías renovables.
  • Diego Parra Peñaranda, Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
    Estudiante investigador de la Universidad Francisco de Paula Santander (Cúcuta, Colombia), miembro del Grupo de Investigación en Procesos Industriales GIDPI.
  • Erney Castro Becerra, Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta
    Estudiante investigador de la Universidad Francisco de Paula Santander (Cúcuta, Colombia), miembro del Grupo de Investigación en Procesos Industriales GIDPI.

Referencias

Basheer, L., & Hajmeer, M., (2000). Artificial neural networks: fundamentals, computing, design, and application. Journal of Microbiological Methods, 43(1), 3-31.

Colmenares, G. (n.d.). Análisis multivariante inteligencia artificial y sus aplicaciones [material del curso - Postgrado en Economía]. Mérida, Venezuela: Universidad de los Andes. Retrieved from: http://www.webdelprofesor.ula.ve/economia/gcolmen/postgrado2.html

Hamzaoui A., Hernández J., Martinez, S., Bassam, A., Álvarez, A., & Lizama, C. (2011). Optimal performance of COD removal during aqueous treatment of alazine and gesaprim commercial herbicides by direct and inverse neural network. Desalination, 277(1), 325-337.

Hernández, J., Bassam, A., Siqueiros, j., & Juarez, D., (2009). Optimum operating conditions for a water purification process integrated to a heat transformer with energy recycling using neural network inverse. Renewable Energy, 34(4), 1084-1091.

Infante, S., Ortega J., & Cedeño, F. (2008). Estimación de datos faltantes en estaciones meteorológicas de Venezuela vía un modelo de redes neuronales. Revista de climatología. 8, 51-70.

Jamett, M. (2004). Feedforward convergence and stability analysis from a set perspective: State estimation approach [doctoral thesis]. Universidad de Santiago de Chile.

Leal, F. & Hernández, M. (2013). Estudio del potencial eólico y solar de Cúcuta, Norte de Santander. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, 2(22), 27-33.

Medina, R. (2008). Estimación estadística de valores faltantes en series históricas de lluvia [thesis]. Pereira, Colombia: Universidad Tecnológica de Pereira.

Ponce, P. (2010). Inteligencia artificial con aplicaciones a la ingeniería [1ª ed.]. México DF: alfaomega.

Ramírez, F. (2010). Sistema para la predicción de posición y seguimiento de un conjunto de náufragos basado en redes neuronales [tesis de maestría]. Universidad Complutense de Madrid: España.

San Juan, E., Jamett, M., Kaschel, H., & Sánchez, L. (2015). Sistema de reconocimiento de voz mediante wavelets, predicción lineal y redes backpropagation. Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, 24(1), 8-17.

Serlin, J. (2010). Conocimiento de la gestión de las organizaciones: sistemas complejos dinámicos inestables adaptativos [doctoral thesis]. Argentina: Universidad de Buenos Aires.

Sumathi, S., Ashok, L., & Surekha, P., (2015). Solar PV and wind energy conversion systems: an introduction to theory, modeling with matlab/simulink, and the role of sofy computing techniques [1a ed.]. Cham, Switzerland: Springer. doi:10.1007/978-3-319-14941-7.
Unidad de Planeación Minero Energética [UPME], Instituto de Hidrología,

Meteorología y Estudios Ambientales [IDEAM]. (2005). Atlas de radiación solar en Colombia. Bogotá, Colombia: UPME/IDEAM.

Vásquez, A., Rojas, J., & Duarte, E. (2015). Evaluación y caracterización del recurso eólico en la Universidad Francisco de Paula Santander Cúcuta y prospectiva para el aprovechamiento energético en el Norte de Santander. El Hombre y la Máquina, 46, 144-152.

Descargas

Publicado

2016-08-05

Número

Sección

Investigación científica y tecnológica