فهرست مطالب

هوش محاسباتی در مهندسی برق - سال چهارم شماره 1 (بهار 1392)

فصلنامه هوش محاسباتی در مهندسی برق
سال چهارم شماره 1 (بهار 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/04/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سنا آموزگار، محمد پویان، الیاس ابراهیم زاده صفحات 1-8
    EEGیکی از مهمترین و رایجترین مراجع برای مطالعه عملکرد مغز واختلالات نورولوژیک است. به همین دلیل، تشخیص تغییرات EEG توسط سیستم های خودکار، موضوعی است که برای سال های متوالی تحت مطالعه است.از آنجا که در هر سیستم دسته بندی، صحت تصمیم گیری از اهمیت ویژه ای برخوردار است، لذا نیازمند وجود روش های طبقه بندی بهتر برای سیگنال مغزی هستیم. در این تحقیق، به دنبال ارائه یک سیستم هوشمند مرکب برای بهبود صحت طبقه بندی سیگنال مغزی(EEG) به گروه های مختلف هستیم. این مقاله استفاده از روش تجمیع خبرگان (Mixture of Experts (ME))برای بهبود تفکیک سیگنال هایEEG افراد سالم و بیماران صرعی را نشان داده وصحت طبقه بندی آن را ارزیابی کرده است. تصمیم گیری در دو مرحله انجام شد: 1) استخراج ویژگی به وسیله روش های مختلف بردار ویژه و2) طبقه بندی با استفاده از طبقه بندی کننده های آموزش دیده شده توسط ویژگی های استخراج شده. ورودی های این سیستم هوشمند از ویژگی های مرکب، که متناسب با ساختار شبکه انتخاب شده، تشکیل شده اند. در این مطالعه سه روش مبتنی بر بردارهای ویژه (PISARENKO، MUSIC، MINIMUM NORM) برای تولید تخمین طیف چگالی توان (PSD) انتخاب شدند. پس از پیاده سازی MEو آموزش آن روی ویژگی های مرکب، نشان داده که این روش می تواند به صحت طبقه بندی بالایی برسد. از این جهت، جداسازی سیگنال های مغزی بیماران صرعی در حالات مختلف و افراد سالم با صحت بالایی امکان پذیر است. از طرفی، از آنجا که مناسب بودن عملکرد شبکه عصبی به اندازه دسته های آموزش و تست بستگی دارد، در این مطالعه با تقسیم مشاهدات به سه گروه آموزش (70%)، آزمون (20%) و اعتبار سنجی (10%) موجبات بهتر آموزش دیدن شبکه فراهم شده و در نهایت صحت طبقه بندی تا 99.50 % افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: سیگنال EEG، صرع، طبقه بندی، تجمیع خبرگان، شبکه های خبره
  • سید مهدی مظهری، علیرضا فریدونیان، حمید لسانی صفحات 9-24
    بورس برق بستر اصلی خصوصی سازی در صنعت برق و گذرگاه اقتصاد بازار آزاد به شمار می رود. از جمله مهمترین اهداف بورس برق می توان به تسهیل مبادله محصولات استانداردشده (کالای برق)، انتشار اطلاعات بازار، ارتقای رقابت، افزایش نقدشوندگی بازار و تامین بازار عادلانه و بی طرف، اشاره نمود. با این وصف، نبود شناخت مناسب از فعالان بازار ریسک، فعالیت اقتصادی در این محیط را برای موسسات سرمایه گذاری بسیار زیاد می کند. با توجه به تاسیس بورس برق و انرژی در ایرن (1390) و انجام مراحل پذیره نویسی، در آینده نزدیک سهام شرکت ها در قالب بورس سهام و کالای برق در قالب بورس کالا در تالار بورس برق عرضه می شود. در چنین شرایطی ارائه مشاوره های جانبی به سرمایه گذاران به منظور آشنایی آنها با شرایط بازار برق بسیار سودمند خواهد بود. بررسی ورشکستگی شرکت های قابل پذیرش در بورس برق و انرژی و ارائه مدل قابل توسعه به سایر شرکت ها، به سرمایه گذاران کمک می کند تا در اولویت دهی های اقتصادی خود هدفمند حرکت نموده، تا حد ممکن از دست رفتن اصل و فرع سرمایه جلوگیری کنند. علاوه بر این، پیش بینی ورشکستگی شرکت های حاضر در تالار بورس تاثیر بسزایی در نحوه اعتباردهی به آنها داشته، از نابودی بنگاه اقتصادی و کاهش اعتبار بورس برق جلوگیری می نماید. در این مقاله، بر مبنای اساسنامه شرکت ها اطلاعات 118 شرکت از موسسات حاضر در بورس اوراق بهادار تهران طی سال های 1387-1382 اخذ شده است. سپس مطالعه وسیعی برای یافتن یک الگوی نسبتا جامع برای پیش بینی درماندگی مالی این شرکت ها انجام گرفته است. به منظور بررسی کیفیت مدل پیشنهادی، درماندگی مالی برای 40 شرکت متفاوت و جدید، پیش بینی و توضیحات تکمیلی در راستای تحلیل نتایج ارائه شده است.
    کلیدواژگان: بورس اوراق بهادار، درماندگی مالی، شرکت های مرتبط با حوزه برق، صورت مالی سالانه
  • محمدفرزان صباحی، سارا صرافیان صفحات 25-42
    روش های موقعیت یابی سلولی در محیط های شهری به علت وجود موانع زیاد، دارای خطای قابل ملاحظه ای هستند. دراین مقاله، با دیدگاه پیاده سازی یک سرویس تبلیغاتی مکان محور، روش موقعیت یابی تشخیص الگو مبتنی بر توان دریافتی ارائه گردیده که نتایج مطلوبی را در محیط های شهری به دست می آورد. هرچند تاکنون کارهایی در این زمینه صورت گرفته، اما این روش همواره با چالش هایی در حوزه ساختن و به روزرسانی پایگاه داده و محاسبات سنگین برای تخمین موقعیت روبه رو بوده است. در این مقاله، با ارائه مجموعه از راهکارهایی جدید و عملی برای غلبه بر مشکلات مذکور و بهبود دقت و کاهش بار محاسباتی این روش موقعیت یابی ارائه شده است. به طور خاص، فیلترهایی که به طور هوشمندانه ناحیه مورد جستجو در پایگاه داده را کاهش داده و یا دقت اندازه گیری را افزایش می دهند، پیشنهاد شده اند. نتایج عملی به دست آمده در شهر اصفهان بیانگر دقت بالای این روش است. برای نمونه، نحوه پیاده سازی یک سرویس تبلیغاتی با استفاده از روش مکان یابی پیشنهادی تشریح شده است. در سرویس تبلیغاتی ارائه شده، علاوه بر موقعیت مشترک، علایق وی و زمان نیز برای ارتقای کارایی سرویس مد نظر قرار گرفته می شود.
    کلیدواژگان: روش تشخیص الگو، سرویس های مبتنی بر موقعیت، قدرت سیگنال دریافتی، موقعیت یابی سلولی، تبلیغات مبتنی بر مکان
  • سید حمید ظهیری، سعیده شیخ پور * صفحات 43-56

    در طراحی طبقه بندی کننده ها و تخمین توابع تصمیم، غالبا هدف اصلی دسترسی به «نرخ تشخیص صحیح» بالا در فاز آموزش است. این در حالی است که اهداف دیگری نظیر میزان «قابلیت اطمینان» تصمیمات اتخاذ شده و «تعداد بهینه توابع تصمیم» نیز شاخص های بسیار مهمی هستند که در هنگام طراحی طبقه بندی کننده ها، هرگز نباید فراموش شوند. در این مقاله، ابتدا الگوریتم «بهینه سازی نیروی مرکزی» (CFO) برای بهینه سازی مسایل چند هدفه ارتقا یافته و سپس با به کارگیری روش ارائه شده طبقه بندی کننده هایی معرفی شده اند که به طور همزمان اهداف فوق الذکر؛ یعنی «نرخ تشخیص صحیح»، «قابلیت اطمینان»، و «تعداد ابر صفحه های لازم» را بهینه سازی می نماید. با توجه به انتخاب مقدار بهینه تعداد ابرصفحه ها در روش پیشنهادی، مسایل مهم «فوق- برازش» و «فوق-آموزش» نیز برطرف شده است. توانایی دستیابی همزمان به شاخص های مذکور در سایر طبقه بندی کننده های مبتنی بر روش های هوش جمعی وجود ندارد. نتایج عملی به دست آمده بر روی داده های آزمایشی نشان می دهند که طبقه بندی کننده چند منظوره پیشنهادی با تخمین «جبهه پرتو» مجموعه ای از انتخاب های متنوع و بهینه از ابرصفحه های جدا کننده کلاس های مختلف را برای برپایی شرایط دلخواه کاربر در خصوص انتخاب شاخص های فوق الذکر، فراهم می آورد.

    کلیدواژگان: تشخیص الگو، روش هوشمند CFO، طبقه بندی کننده های چند هدفه
  • بهروز رئیسی، شاپور گلبهار حقیقی، علی اکبر صفوی صفحات 57-70
    آلودگی صوتی یکی از معضلات جدی جوامع صنعتی است. هر چند روش های سنتی متکی بر جذب صوت کاربردهای فراوانی دارند، اما این روش ها در فرکانس های پایین کارایی لازم را ندارند. برای غلبه بر این مشکل روش های فعال برای حذف نویز ارائه شده اند. در این تحقیق، ایده جدیدی مبتنی بر یادگیری تقویتی برای کاهش نویز صوتی به صورت فعال پیشنهاد گردیده است. بدین منظور، برای حذف نویز به صورت فعال برای یک سیگنال تناوبی، یک روش پایه ارائه و سپس به گونه ای تکمیل گردید که برای سیگنال های چند آوایی باند باریک با تعداد هارمونیک بالا نیز عملکرد مناسبی داشته باشد. در گام بعدی سیگنال های طیف گسترده مد نظر قرار گرفته و با شکستن آن در حوزه فرکانس و کمک از یادگیری تقویتی مساله حل گردید. نکته مشترک و مثبت در کلیه روش ها، بی نیازی به مدل محیط برای پیاده سازی آن است. ترکیب روش یادگیری تقویتی و روش های سنتی در حذف نویز سیگنال های طیف گسترده نیز از حوزه های جدید مورد مطالعه در این مقاله است. در این حالت، سرعت پاسخ نسبت به حالت قبل ذکر شده در مقاله افزایش می یابد اما در عوض اطلاعاتی از دینامیک محیط مورد نیاز است. این رویه باعث می گردد که بر خلاف روش های قدیمی، سیستم خود را با تغییرات آهسته دینامیک سازگار نماید. صحت عملکرد هر روش با شبیه سازی تایید گردیده است.
    کلیدواژگان: حذف نویز فعال، سیگنال باند باریک، سیگنال پهن باند، یادگیری تقویتی، یادگیری کیو
  • حسن نصرتی ناهوک، مهدی افتخاری صفحات 71-84
    انتخاب ویژگی یکی از چالش برانگیز ترین و از مهمترین فعالیت ها در توسعه یادگیری ماشین و تشخیص الگوست. معیارهای ارزیابی ویژگی نقش بسیار مهمی برای ساخت یک الگوریتم انتخاب ویژگی دارند. در این مقاله یک معیار انتخاب ویژگی اصلاح شده با استفاده از منطق فازی برای انتخاب تعداد ویژگی های مورد نیاز ارائه می شود. این معیار به شکل غیر فازی در تحقیقات قبلی استفاده می شود، اما در این مقاله با تعریف تعداد ویژگی ها به صورت یک عدد فازی و با استفاده از اصل توسعه، شکل فازی معیار مزبور به دست آمد. عملکرد روش پیشنهادی بر روی مجموعه داده های منتشر شده از UCI ارزیابی شد و نتایح حاصل نشان دهنده کارایی روش مزبور در مقایسه با نسخه غیر فازی آن است.
    کلیدواژگان: انتخاب ویژگی، الگوریتم ژنتیک، منطق فازی، عدد فازی مثلثی
|
  • S. Amoozegar, M. Pooyan, E. Ebrahimzadeh Pages 1-8
    EEG is one of the most important and common sources for study of brain function and neurological disorders. Automated systems are under study for many years to detect EEG changes. Because of the importance of making correct decision، we are looking for better classification methods for EEG signals. In this paper a smart compound system is used for classifying EEG signals to different groups. Since in each classification the system accuracy of making decision is very important، in this study we look for some methods to improve the accuracy of EEG signals classification. In this paper the use of Mixture of Experts for improving the EEG signals classification of normal subjects and patients with epilepsy is shown and the classification accuracy is evaluated. Decision making was performed in two stages: 1) feature extractions with different methods of eigenvector and 2) Classification using the classifier trained by extracted features. This smart system inputs are formed from composites features that are selected appropriate with network structure. In this study tree methods based on eigenvectors (Minimum Norm، MUSIC، Pisarenko) are chosen for the estimation of Power Spectral Density (PSD). After the implementation of ME and train it on composite features، we propose that this technique can reach high classification accuracy. Hence، EEG signals classification of epilepsy patients in different situations and control subjects is available. In this study، Mixture of Experts structure was used for EEG signals classification. Proper performance of Neural Network depends on the size of train and test data. Combination of multiple Neural Networks even without using the probable structure in obtaining weights in classification problem can produce high accuracy in less time، which is important and valuable in the classification point of view.
    Keywords: Electroencephalography (EEG), Brain signals, Epilepsy, Mixture of experts, Classification
  • S. M. Mazhari, A.R. Fereidunian, H. Lesani Pages 9-24
    Electricity exchange is known as the trajectory of power industry restructuring which facilitates achieving a direct fair market and accomplishing the privatization. However، little knowledge about market participants and their decisions may increase the investment risk and affect the economic boom cycle. As the Iranian electricity stock has started working in 2011 and the subscription has been made، it will start its services in near future; so، it would be very helpful to inform the investors about what may happen، and how to direct their portfolio into the satisfactory corridor. One way to arrive capital investment security is to predict insolvency of a business unit. Predicting the possibility of a company’s insolvency not only can prevent losing the principle and capital interest of investing، but also facilitates the most important decision makings. This paper proposes a new model for insolvency prediction of the Iranian electrical firms within future electricity exchange via an artificial bee colony algorithm. To do so، 118 firms among the electrical and energy industrial firms listed in Tehran Stock Exchange (TSE) are assumed; they are used as training data to find a suitable linear classifier. The introduced algorithm is conducted on 40 test firms and obtained results are discussed in several scenarios.
    Keywords: Stock Exchange, Insolvency, Firms Related to Electricity Industry, Annual Financial Record
  • M. F. Sabahi, S. Sarrfian Pages 25-42
    Cellular positioning methods in urban environments suffer from a significant error due to multipath and fading phenomena. In this paper، regarding the implementation location-based services، one pattern recognition positioning method based on the signal strength is presented، which provides proper results in urban areas. Although many works have been done in this field، the main challenge is to create and to update the database and heavy calculation to estimate the position. In this paper، some practical and intelligent solutions for overcoming the mentioned problems، enhancing the accuracy and reducing the computational load of this positioning method are presented. Specially، some intelligent filtering methods are presented for reducing the search region in the database and also increasing the accuracy of position estimation. Real measurements obtained in Isfahan، illustrate the high accuracy of the proposed techniques. In addition، an advertising service based on the proposed method is presented. User’s interest and local time is considered as well as him/her position for enhancing the efficiency of the mentioned service.
    Keywords: pattern recognition, location, based service, Received Signal Strength (RSS), cellular positioning, location, based advertising
  • S.H. Zahiri, S. Sheikhpour Pages 43-56

    In designing a classifier and estimating the optimum decision hyperplanes، the main goal is often high “recognition score” in the training phase. While other objectives such as «reliability» of decisions and «the number of optimum decision functions» are also very important factors during designing classifiers، which should never be forgotten. In this paper، at first، the central force optimization (CFO) algorithm developed for multi-objective optimization problems (namely، MOCFO)، and then a novel multi-objective classifier is constructed based on using the proposed MOCFO and called MOCFO-classifier. In fact، MOCFO-classifier optimizes the above objectives simultaneously. Due to selecting the number of optimal hyperplane in the proposed method، the important issues; «overfitting» and «overtraining» have also been removed. The experimental results on difficult test data show that the proposed multi-objective classifier provides a set of various and optimum options of the hyperplane that separate different classes for making user ideal conditions in regards to selecting mentioned aspects.

    Keywords: Multi, objective Classifier, Pattern Recognition, Central Force Optimization Algorithm
  • B. Raeisy, Sh. Golbahar Haghighi, A.A. Safavi Pages 57-70
    The acoustic noise pollution is one of the serious disasters in the current industrialized life. Though traditional solutions based on noise absorption have many different applications، but these methods have low performance for low frequency noises. Active Noise Control (ANC) has been introduced to resolve this problem. In this paper، a new active method is introduced for suppressing acoustic noises based on the reinforcement learning. To achieve this، an algorithm to control periodic noises is suggested. Then، the method is developed further to deal with multi-tonal signals with a large number of harmonics. At the next step، the broad-band signals are considered. The problem is broken into some sub-problems in frequency domain and each is solved via a reinforcement learning approach. In all of the proposed techniques no model for the environment is needed. Combining the reinforcement learning and the traditional methods in ANC for broad-band signals is a new line research considered here. This combination could increase the speed of the response، but some information of the dynamics of the environment is needed. This will cause the system to become compatible with gradual changes of the environment. Simulation results show the effectiveness of the proposed approach.
    Keywords: Active Noise Control, Narrow, band Signal, Broad, band Signal, Reinforcing Learning, Q Learning
  • H. Nosrati Nahook, M. Eftekhari Pages 71-84