Analisis Penerapan ANN dan RNN dengan Inisialisasi Nguyen-Widrow pada Aplikasi Monitoring Banjir dan Gempa
Abstrak
Banjir dan gempa memiliki parameter-parameter yang dapat diamati dengan Internet of Things (IoT). Hasil dari pemantauan dengan IoT adalah berupa data yang dapat diolah untuk mendapatkan peringatan banjir dan gempa. Dalam penelitian ini, model neural network digunakan untuk mengolah data tersebut. Model neural network yang digunakan yaitu ANN dan RNN. Dalam penelitian ini juga, model LSTM yang merupakan jenis dari RNN digunakan sebagai pembanding RNN. Inisialisasi bobot dan bias model-model tersebut menggunakan Nguyen-Widrow. ANN, RNN, dan LSTM berturut-turut digunakan untuk deteksi banjir dan gempa, prediksi tinggi air, dan sebagai pembanding RNN dalam memprediksi tinggi air. Model-model tersebut dirancang melalui trial and error hingga menemukan parameter model yang optimal. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa model ANN untuk deteksi banjir memiliki rata-rata akurasi training 0,9969 dan testing 0,9991. Model ANN untuk deteksi gempa memiliki rata-rata akurasi training 0,9967 dan testing 0,9987. Model RNN untuk prediksi tinggi air memiliki hasil yang lebih baik dibandingkan model LSTM. Model-model yang sudah dilatih tersebut kemudian diterapkan pada aplikasi monitoring banjir dan gempa. Namun, adanya keterbatasan sehingga data pelatihan model tidak objektif, maka model neural network yang telah dibangun saat ini belum dapat untuk digunakan secara publik. Walaupun demikian, penelitian ini diharapkan bisa menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya.
Kata kunci— banjir, gempa bumi, internet of things (IoT), artificial neural network, recurrent neural network, long shortterm memory, nguyen-widrow, API
Unduhan
Referensi
D. Danang, S. Suwardi and I. A. Hidayat, "Mitigasi Bencana Banjir dengan Sistem Informasi Monitoring dan Peringatan Dini Bencana menggunakan Microcontroller Arduino Berbasis IoT," TEKNIK, vol. 1, no. 40, pp. 55-60, 2019.
U. Setiyono, I. Gunawan, Priyobudi, T. Yatimantoro,
R. T. Imananta, M. Ramdhan, Hidayanti, S. Anggraini,
R. H. Rahayu, P. Hawati, D. S. Yogaswara, A.
M. Julius, M. Apriani, M. Harvan, G. Simangunsong and T. Kriswinarso, Katalog Gempabumi Signifikan dan Merusak 1821-2018, 1st ed., Jakarta Pusat: Pusat
Gempabumi dan Tsunami Kedeputian Bidang Geofisika
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika , 2019.
D. Amalia, "StudioBelajar," 2021. [Online]. Available: https://www.studiobelajar.com/mitigasi-benca na/. [Accessed 29 Maret 2021].
Y. C. Ginanjar, "Kebencanaan Babel," 2018. [Online]. Available: https://bpbd.babelprov.go.id/ proses-penanggulangan-bencana/. [Accessed 29 Maret .
B. M. Ramageri, "DATA MINING TECHNIQUES AND APPLICATIONS," Indian Journal of Computer Science and Engineering, vol. 1, no. 4, pp. 301-
R. N. Putri and D. Setiawan, "PROTOTIPE JARINGAN SYARAF TIRUAN UNTUK MENDETEKSI BANJIR MENGGUNAKAN METODE BACKPROPAGATION," Journal Of Information System And Informatics Engineering, vol. 1, no. 2, pp. 144-149, 2017.
M. A. Azizulhaq, "DASHBOARD SISTEM PERINGATAN DINI PREDIKSI BANJIR MENGGUNAKAN METODE RADIAL BASIS FUNCTION BERBASIS WEB," e-Proceeding of Engineering, vol. 8, no. 1, pp. 334-341, 2021.
S. Al-Ayubi, "ESTIMASI MAGNITUDO GEMPA BUMI DARI SINYAL SEISMIK GELOMBANG P MENGGUNAKAN METODE JST BACKPROPAGATION," e-Proceeding of Engineering , vol. 7, no. , pp. 4624-4632, 2020.
A. Pranesthi, "PROTOTYPE SISTEM PERINGATAN DINI GEMPA BUMI BERDASARKAN SINYAL GEOMAGNETIK DAN ANALISA POLA WAKTU MUSIM KEMARAU DENGAN ALGORITMA BACKPROPAGATION NETWORK BERBASIS
INTERNET OF THINGS," e-Proceeding of
Engineering, vol. 7, no. 1, pp. 1676-1683, 2020.
F. N. Elrizki, "PROTOTYPE SISTEM PERINGATAN DINI GEMPA BUMI BERDASARKAN SINYAL GEOMAGNETIK DAN ANALISA POLA WAKTU MUSIM KEMARAU DENGAN ALGORITMA RADIAL BASIS FUNCTION NETWORK
BERBASIS INTERNET OF THINGS," e-Proceeding of Engineering , vol. 7, no. 1, pp. 1668-1675,
Suyanto, K. N. Ramadhani and S. Mandala, Deep Learning Modernisasi Machine Learning Untuk Big Data, Bandung: Informatika, 2019.
A. Rosyidie, "Banjir: Fakta dan Dampaknya, Serta Pengaruh dari Perubahan Guna Lahan," Jurnal Perencanaan Wilayah dan Kota, vol. 24, no. 3, pp. -249, 2013.
P. N. Rahardjo, "7 PENYEBAB BANJIR DI WILAYAH PERKOTAAN YANG PADAT PENDUDUKNYA," JAI, vol. 7, no. 2, pp. 205-213, 2014.
Sunarjo, M. T. Gunawan and S. Pribadi, GEMPA BUMI EDISI POPULER, Jakarta: Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. J.-P. Haton, "A brief introduction to artificial intelligence," IFAC Proceedings Volumes, vol. 39, no. 4, pp. 8-16, 2006.
E. Kavlakoglu, "IBM," 27 Mei 2020. [Online]. Available: https://www.ibm.com/cloud/blog/ai-vsmachine- learning-vs-deep-learning-vs-neuralnetworks. [Accessed 27 November 2022].
antjef, "deepomatic," 14 Desember 2017. [Online].
Available: https://deepomatic.com/introduction-todeep- learning-ai-for-dummies. [Accessed 27 November 2022].
Y. Bohra, "Analytics Vidhya," 23 Juni 2021. [Online]. Available: https://www.analyticsvidhya .com/blog/2021/06/the-challenge-of-vanishingexploding- gradients-in-deep-neural-networks/. [Accessed 27 November 2022].
M. Phi, "Towards Data Science," 25 September [Online]. Available: https://towardsdatasci ence.com/illustrated-guide-to-lstms-and-gru-s-astep- by-step-explanation-44e9eb85bf21. [Accessed 27 November 2022].
K. Mishra, N. K. Mittal and M. H. Mirja, "Image Compression Using Multilayer Feed Forward Artificial Neural Network with Nguyen Widrow Weight Initialization Method," International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, vol. 4, no. 4, pp. 475-480, 2014.
H. F. Mahfuzh, D. Widiyanto and N. Chamidah, "PENGARUH ALGORITMA INISIALISASI NGUYEN-WIDROW TERHADAP ALGORITMA BACKPROPAGATION DALAM PREDIKSI INDEKS HARGA KONSUMEN (IHK)," Seminar
Nasional Mahasiswa Ilmu Komputer dan Aplikasinya (SENAMIKA), pp. 707-720, 2020.
A. Gupta, "Analytics Vidhya," 24 Mei 2022. [Online]. Available: https://www.analyticsvidhya .com/blog/2021/10/a-comprehensive-guide-on-deep -learning-optimizers/. [Accessed 28 November 2022].
D. Mwiti, "Neptune Labs," 16 Desember 2022. [Online]. Available: https://neptune.ai/blog/kerasloss- functions. [Accessed 20 Desember 2022].
R. Duggal, N. Gupta, A. Pandya, P. Mahajan, K.
Sharma, T. Kaundal and P. Angra, "Building structural analysis based Internet ofThings network assisted earthquake detection," Elsevier, vol. 19, 2022.
