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Tipo: TCC
Título: Uma análise comparativa entre diferentes paradigmas de construção de modelos preditivos para vazão de reservatórios
Autor(es): Nascimento, Diego Melo do
Orientador: Barreto, Guilherme de Alencar
Palavras-chave em português: Previsão de vazões;Séries temporais;Modelo autoregressivo;Long short-term memory;Grande modelo de linguagem
Palavras-chave em inglês: Streamflow forecasting;Time series;Autoregressive model;Long short-term memory;Large language model
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Data do documento: 2026
Citação: NASCIMENTO, Diego Melo do. Uma análise comparativa entre diferentes paradigmas de construção de modelos preditivos para vazão de reservatórios. 2026. 70 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) — Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: Este estudo investiga a previsão de um passo à frente da vazão natural afluente média mensal em reservatórios hidrelétricos brasileiros, atividade diretamente relacionada ao planejamento e à operação do Sistema Interligado Nacional (SIN). É realizada uma análise comparativa entre três abordagens data-driven: um modelo autorregressivo regularizado, uma rede neural recorrente baseada em memória de longo e curto prazo, long short-term memory (LSTM), e uma abordagem baseada em prompt com grande modelo de linguagem, large language model (LLM), especificamente Gemini 2.5 Flash (GEMINI-2.5-F) e Gemini 3 Flash Preview (GEMINI3-FP). Adota-se um protocolo experimental reprodutível, com validação por janelas deslizantes e divisão cronológica dos dados, aplicado a quatro reservatórios com regimes hidrológicos distintos: Furnas, Sobradinho, Itaipu e Ilha Solteira. O desempenho dos modelos é avaliado na escala original por meio da raiz do erro quadrático médio (RMSE) e do coeficiente de determinação (R²). Os resultados indicam que não há um método com desempenho superior em todos os reservatórios analisados. A LSTM apresenta menores erros de previsão em Furnas e Sobradinho, enquanto o GEMINI-3-FP obtém melhores resultados em Itaipu e Ilha Solteira. Esses resultados indicam que abordagens baseadas em LLMs, mesmo sem treinamento paramétrico direto sobre séries numéricas, podem produzir previsões consistentes quando o problema é formulado como inferência condicionada a contextos textuais estruturados. O estudo evidencia a relevância de tratar LLMs como uma abordagem complementar à modelagem hidrológica tradicional, cuja aplicação depende das características da série e requer validação empírica cuidadosa.
Abstract: This study investigates one-step-ahead forecasting of mean monthly natural inflow in Brazilian hydroelectric reservoirs, an activity directly related to the planning and operation of the National Interconnected System (SIN). A comparative analysis is conducted among three data-driven approaches: a regularized autoregressive model, a recurrent neural network based on long and short-term memory, long short-term memory (LSTM), and a prompt-based approach using a large language model (LLM), specifically Gemini 2.5 Flash (GEMINI-2.5-F) and Gemini 3 Flash Preview (GEMINI-3-FP). A reproducible experimental protocol is adopted, employing sliding-window validation and chronological data splitting, applied to four reservoirs with distinct hydrological regimes: Furnas, Sobradinho, Itaipu, and Ilha Solteira. Model performance is evaluated on the original scale using the root mean square error (RMSE) and the coefficient of determination (R²). The results indicate that no single method achieves superior performance across all analyzed reservoirs. The LSTM yields lower forecasting errors in Furnas and Sobradinho, whereas GEMINI-3-FP attains better results in Itaipu and Ilha Solteira. These findings indicate that LLM-based approaches, even without direct parametric training on numerical time series, can produce consistent forecasts when the problem is formulated as inference conditioned on structured textual contexts. The study highlights the relevance of treating LLMs as a complementary approach to traditional hydrological modeling, whose application depends on the characteristics of the time series and requires careful empirical validation.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86731
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0009-9884-1978
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9820336546144830
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-7002-1216
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/8902002461422112
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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