فهرست مطالب

مدل سازی پیشرفته ریاضی - سال چهارم شماره 1 (بهار و تابستان 1393)

فصلنامه مدل سازی پیشرفته ریاضی
سال چهارم شماره 1 (بهار و تابستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/06/08
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فرزاد اسکندری، احسان ارمز صفحات 1-26
    هدف این مقاله به دست آوردن بهترین متغیرهای کمکی تاثیرگذار بر متغیر پاسخ در مدل های نیم پارامتری تحت شرایطی است که تابع تاوانیده نیز در مساله وجود دارد. لازم به ذکر است که ترکیبی از پارامترها به عنوان ضرایب متغیرهای موجود در هر مدل ارایه شده که برخی از آنها به صورت خطی و بعضی دیگر به صورت تابعک بر متغیر پاسخ تاثیرگذارند. لاجرم روش نیم پارامتری به عنوان یک راه حل بهینه در حل مساله مدنظر قرار گرفته است. لذا در این مقاله مساله انتخاب متغیر را در مدل های تعمیم یافته نیم پارامتری آمیخته متناهی مورد بررسی قرار خواهیم داد. این مساله خود شامل انتخاب مدل در مولفه ناپارامتری مدل و انتخاب متغیر در بخش پارامتری می شود. بنابراین با انتخاب مدل های مجزایی برای هر مولفه ناپارامتری هر زیر مدل مواجه خواهیم بود. به منظور غلبه بر این بار محاسباتی بالا، کلاسی از رویه های انتخاب متغیر را برای مدل های تعمیم یافته نیم پارامتری آمیخته متناهی معرفی خواهیم کرد. نشان خواهیم داد رویکرد جدید برای انتخاب متغیر، سازگار است. همچنین به کمک شبیه سازی نشان خواهیم داد روش پیشنهادی از کارایی مناسبی برخوردار بوده و روش های موجود را بهبود می بخشد و علاوه بر این به توان محاسباتی کمتری نیاز دارد.
    کلیدواژگان: انتخاب متغیر، درستنمایی تاوانیده، مدل نیم پارامتری، مدل آمیخته متناهی
  • عیسی نخعی، اقبال حسینی، محمد فتحی صفحات 27-35
    با توجه به کاربردهای فراوان مساله برنامه ریزی دوسطحی از جمله کاربرد آن در ترافیک، حمل و نقل، اقتصاد و مدیریت زنجیره تامین، حل این مساله درسال های اخیر از اهمیت خاصی برخوردار بوده است. روش-های متداول برای حل مساله برنامه ریزی دوسطحی -که در ادبیات به NP-Hard شناخته شده است- تبدیل آن به تک سطحی بر اساس شرایط بهینگی کاروش – کاهن – تاکر و یا توابع جریمه است. اما مدل های حاصله از این روش ها بسیار پیچیده و به صورت غیرخطی می باشند به طوری که حل کردن آنها خود یک چالش جدی به حساب می آید. در این مقاله، دو روش برای حل مساله ارائه می شود که روش اول یک روش ابتکاری جدید برای تبدیل مساله برنامه ریزی خطی دوسطحی به تک سطحی بوده و روش دوم با استفاده از روابط بین مساله اولیه و دوگان و برخی قضایای برنامه ریزی خطی، مساله برنامه ریزی دوسطحی را تک سطحی می کند به طوری که مساله حاصل در عین سادگی تنها دارای یک محدودیت غیرخطی است. در ادامه برای اثبات کارایی روش های ارائه شده چند مثال عددی حل می شود. در نهایت ضمن ارائه مثالی کاربردی از ترافیک مقایسه ای نیز بین نتایج حاصله از این روش ها با نتایج روش های دیگر با استفاده از مثال های استاندارد صورت می گیرد که کارا بودن روش های ارائه شده را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: مساله برنامه ریزی دوسطحی، شرایط بهینگی کاروش - کاهن - تاکر، روش شمارش ضمنی، مساله دوگان
  • فاطمه حسینی، امید کریمی، منور محمدکریمی صفحات 55-69
    برای مدلبندی پاسخ های گسسته فضایی زمین آمار از مدل های آمیخته خطی تعمیم یافته فضایی استفاده می شود و ساختار همبستگی فضایی داده ها از طریق متغیرهای پنهان در نظر گرفته می شود. از مهمترین اهداف در بررسی این مدل ها پیش گویی متغیرهای پنهان و برآورد پارامترهای مدل است. در این مقاله برای تحلیل این مدل ها، ابتدا یک روش پیش گویی ارائه و سپس به بیان رهیافت بیزی و الگوریتم های مونت کارلویی پرداخته می شود. به دلیل پیچیدگی این مدل ها و استفاده از نمونه های مونت کارلویی در تحلیل بیزی، زمان محاسبات بسیار طولانی است. برای رفع این مشکل روش بیزی تقریبی با استفاده از تقریب لاپلاس آشیانی جمع بسته بررسی می شود. در نهایت یک مجموعه داده واقعی مربوط به تعداد روزهای دارای بارندگی استان سمنان در سال 1391، مشاهده شده در ایستگاه های هواشناسی این استان با مدل و روش های معرفی شده مورد مطالعه قرار می گیرد.
    کلیدواژگان مدل آمیخته خطی تعمیم یافته فضایی؛ الگوریتم های مونت کارلویی؛ رهیافت بیز تقریبی
  • مریم شیخ علیشاهی، حجت الله ذاکرزاده صفحات 71-84
    طول عمر محصولات تولیدی، یکی از بهترین مشخصه های کیفی را ارائه می دهد به این صورت که هر چه طول عمر محصول بیشتر باشد کیفیت آن بالاتر خواهد بود. بر اساس همین ایده مونت گومری شاخص قابلیت فرایند CL را برای ارزیابی عملکرد طول عمر محصولات تولید شده پیشنهاد کرد. که در این مقاله ما این شاخص را مورد بررسی قرار می دهیم. فرض می کنیم که طول عمر محصولات دارای توزیع پارتو باشند و با استفاده از داده های از راست سانسور شده پیشرونده نوع دوم، شاخص عملکرد طول عمر را به دو روش بیز و درستنمایی ماکزیمم برآورد می کنیم. همچنین برآورد نااریب با واریانس به طور یکنواخت مینیمم و برآورد بیز تجربی هم برای شاخص عملکرد طول عمر ارائه خواهیم داد. تحت تابع زیان مربع خطای وزنی روایی این برآوردگرها مورد بررسی قرار می گیرد. سپس برای بررسی این که آیا شاخص عملکرد طول عمر به سطح کیفی مورد نظر دست یافته است یا نه آزمون فرض انجام خواهد شد.
    کلیدواژگان: آزمون نسبت درستنمایی، برآورد بیز تجربی، برآورد روا، برآورد نااریب با واریانس به طور یکنواخت مینیمم، شاخص عملکرد طول عمر، نمونه سانسور شده پیشرونده
  • نصرالله ایران پناه، مسعود عیسی پره، مرجان کائدی صفحات 85-106
    شبکه های عصبی مصنوعی، از جمله مدل های ریاضی جدیدی هستند که با دقت بالا به مدل بندی ساختار سر ی های زمانی غیرخطی می پردازند. مزیت این مدل ها در مقایسه با مدل های سری زمانی این است که نیاز به فرضیات محدود کننده نمی باشد. دقت برآوردگرهای حاصل از شبکه عصبی به عنوان یک مدل ناپارامتری از مسائل مهم می باشد. برای این منظور با استفاده از روش های خودگردان، می توان دقت برآوردگرها را در ساختارهای پیچیده و غیرخطی سری های زمانی محاسبه کرد. این روش ها که در سال های اخیر معرفی شده اند، در محاسبه اریبی و واریانس برآوردگرها، در مقایسه با سایر روش ها از دقت بالاتری برخوردار هستند. در این مقاله ابتدا به معرفی الگوریتم های شبکه عصبی خودگردان، خودگردان اتورگرسیو، خودگردان بلوک متحرک و خودگردان مانده ها در سری های زمانی پرداخته می شود. سپس این چهار الگوریتم در یک مطالعه شبیه سازی برای مدل های اتورگرسیو، اتورگرسیو نمایی، اتورگرسیو آستانه ای خودمحرک و اتورگرسیو تغییر وضعیت هموار برای اندازه دقت برآورد واریانس استاندارد شده سه برآوردگر میانگین، اتوکوواریانس مرتبه صفر(واریانس) و اتوکوواریانس مرتبه یک، مورد مقایسه قرار می گیرند. در نهایت با استفاده از داده های قیمت نفت سنگین ایران به ارائه یک مثال کاربردی پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، خودگردان اتورگرسیو، خودگردان مانده ها، خودگردان بلوک متحرک، سری زمانی غیرخطی، شبیه سازی مونت کارلو
  • بهمن تارویردی زاده، حسین کاظم زاده، علیرضا افشاری صفوی صفحات 107-130
    میانگین زمان پاسخ نقش مهمی را در تحلیل و بهینه سازی سامانه ی صف بندی در تعیین تعداد و نوع سرویس دهنده ها ایفا می کند. در این مقاله برای میانگین زمان پاسخ در مدل صف بندی M/G/1 با الگوی ورود FCFS بازه های اطمینانی بر اساس روش دلتای ناپارامتری و پنج روش خودگردان تولید شده است که این روش ها عبارت اند از: بازه ی اطمینان به روش دلتای ناپارامتری بر مبنای تابع نفوذ، بازه ی اطمینان خودگردان به شیوه ی نرمال، بازه ی اطمینان خودگردان بر مبنای صدک ها، بازه ی اطمینان خودگران بر مبنای توزیع t، بازه ی اطمینان خودگردان تصحیح اریبی شتابیده و بازه ی اطمینان خودگردان به شیوه ی کمیت محوری. به منظور مقایسه ی این شش روش بیان شده، در یک مطالعه ی شبیه سازی دقت و عملکرد این بازه های اطمینان برای سه نوع مدل صف بندی متفاوت M/G/1 با الگوی ورود FCFS، بر اساس دو معیار درصد پوشش دهی و میانگین طول بازه های اطمینان مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: صف بندی، بازه ی اطمینان بر اساس کمیت محوری، روش دلتای ناپارامتری، تابع نفوذ، میانگین زمان پاسخ
|
  • Ehsan Ormoz Pages 1-26
    Purpose of this paper is identifying best covariates of a semi-parametric model in the presence of penalized coefficients. It should be noted that in each model، coefficients of the existing variables is considered as a combination of parameters where some of them affect the response variable linearly and some of them functionally. So، semi-parametric method was considered as an optimum solution. In this paper we concerned with variable selection in finite mixture of generalized semi-parametric models. This task consists of model selection for nonparametric component and variable selection for parametric part. Thus we encounter with separate model selection for each nonparametric component of each sub model. To overcome to this computational burden، we introduce a class of variable selection procedures for finite mixture of generalized semi-parametric models. It is shown that the new method is consistent for variable selection. Simulations show that the performance of proposed method is good and improve pervious works in this area and also requires much less computing power than existing methods.
    Keywords: variable selection, semi, parametric model, Finite mixture model, penalized Likelihood
  • Fatemeh Hosseini, Omid Karimi, Monavar Mohammad Karimi Pages 55-69
    Spatial generalized linear mixed models are used for modeling geostatistical discrete spatial responses and spatial correlation of the data is considered via latent variables. The most important interest in these models is estimation of the model parameters and the prediction of the latent variables. In this paper، first a prediction method is presented and then، Bayesian approach and MCMC algorithms are intrpretation. Since these models are complex and in the Bayes inference of these models، are used Monte Carlo sampling، computation time is long. The Approximatin Baysian methods are considered for solving this problem. Finally، the proposed methods are applied to a case study on rainfall data observed in the weather stations of Semnan in 1391.
    Keywords: Spatial generalized linear mixed model, Monte Carlo algorthms, Approximation Baysian approach
  • Maryam Sheikhalishahi, Hojatollah Zakerzadeh Pages 71-84
    In this paper، under the assumption of Pareto distribution، construct a maximum likelihood estimator، UMVUE and also، assuming the Exponential prior distribution and weighted squared-error loss function، this study construct Bayes and Empirical Bayes estimator of C_L based on the progressive type II right censored sample. An admissible estimator of C_L is given for Pareto distribution with respect to the weighted squared-error loss function. The MLE and Bayes estimator of C_L is then utilize to develop a confidence and credible interval. Moreover، we also propose a likelihood Ratio Tests and a Bayesian Test to assess the lifetime performance index. Finally، we give one example to illustrate the use of testing procedure under given significance level.
    Keywords: Likelihood Ratio Test, Empirical Bayes estimators, Admissible estimators, UMVUE, Lifetime Performance Index, Progressive Censored Sample
  • Nasrollah Iranpanah, Masoud Isapareh, Marjan Kaedi Pages 85-106
    Neural networks are among those mathematical models which are used to model non-linear time series with high accuracy. The advantage with these linear times series as opposed to topical ones is that they don’t require restrictive assumptions. The accuracy of neural network based estimators as nonparametric models is of high importance. In that light، we can use bootstrapping to calculate the accuracy of estimators in the time series’ complex nonlinear structures. Though introduced in recent years these methods yield more accurate results in the bias calculation of estimators compared to the other ones. This paper introduces neural network bootstrap، bootstrap autoregressive، moving block bootstrap method and residual bootstrap methods in time series. Then these four algorithms are compared with each other in a simulation study. Finally an example related to Iran’s kerosene price monthly data is worked out.
    Keywords: Artificial neural network, Auto regregressive bootstrap, Residual bootstrap, Moving block bootstrap, Nonlinear time series, Monte Carlo
  • Bahman Tarvirdizade, Hossein Kazemzade, Alireza Afsharisafavi Pages 107-130
    The mean response time plays an important role in the analyzing and optimizing the queuing system which determines the number and type of giving service. In this paper، new confidence intervals of mean response time for an M/G/1 FCFS queuing system is contrasted based on the nonparametric delta method and five bootstrap methods. These methods include: nonparametric delta method confidence interval based on the influence function، standard bootstrap confidence interval، percentile bootstrap confidence interval، bootstrap-t confidence interval، bias corrected and acceleration bootstrap confidence interval and bootstrap pivotal confidence interval. In a simulation study، these six methods are compared and evaluated the accuracy and performance of the confidence intervals for three different M/G/1 FCFS queuing systems based on the coverage percentage and the average length of confidence intervals.
    Keywords: Queuing Theory, Nonparametric delta method, Bootstrap pivotal confidence interval, Influence function, Mean response time