فهرست مطالب

رایانش نرم و فناوری اطلاعات - سال پنجم شماره 4 (زمستان 1395)

مجله رایانش نرم و فناوری اطلاعات
سال پنجم شماره 4 (زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/11/29
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مهناز میری *، سید حمید ظهیری صفحات 1-10
    امروزه به طور گسترده ای از روش های ابتکاری برای حل مسائل گوناگون استفاده می شود. دسته مهمی از این الگوریتم ها با الهام از فرایندهای فیزیکی یا رفتارهای موجودات به وجود آمده اند. الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA) از سری الگوریتم های بهینه یابی است که با الهام از قانون جاذبه و مفهوم جرم شکل یافته است و عامل های جستجوگر، مجموعه ای از اجرام می باشند. در این مقاله با استفاده از این الگوریتم به حل مسئله تخصیص فرکانس (FAP) پرداخته شده است. برای محک قابلیت الگوریتم در حل مسئله، از نمونه های محک استاندارد CALMA استفاده گشته و نتایج بدست آمده، گویای توانایی خوب الگوریتم جستجوی گرانشی در حل مسئله تخصیص فرکانس می باشد.
    کلیدواژگان: روش ابتکاری، الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA)، مسئله تخصیص فرکانس (FAP)
  • سینا دامی *، حسین شیرازی، احمد عبدالله زاده بارفروش صفحات 11-25
    در این مقاله یک روش جدید برای پیش بینی رویدادهای اخبار در محیط های متنی ارائه شده است. روش پیشنهادی، از طریق تعمیم رویدادهای علت و سپس پیش بینی رویدادهای معلول آن با استفاده از قواعد علی، قادر به تولید مدل پیش بینی رویداد است. برای این منظور، ابتدا رویدادهای موردنظر ازطریق یک مدل بازنمایی رویداد در سطح معنا از پیکره متنی اخبار استخراج شده و در قالب یک مدل گرافیکی در آنتولوژی (پایگاه شناخت) به عنوان دانش پویا ذخیره می شود. سپس یک سری قواعد علی خاص حوزه پیش بینی در قالب منطق مرتبه اول به ماشین تزریق می گردد. برای مدل کردن دانش ایستا علاوه بر پایگاه قواعد، از چندین پایگاه شناخت بزرگ شامل پایگاه شناخت عمومی نظیر DBpedia، پایگاه شناخت واژگان نظیر FarsNet و پایگاه شناخت افعال نظیر VerbNet، به عنوان دانش ضمنی برای تعمیم دادن رویدادها و تولید مدل پیش بینی استفاده می شود. در نهایت، تمامی این مدل ها در قالب استاندارد زبان پایگاه شناخت وب (OWL)، به منظور انجام استنتاج علی تجمیع می شوند. ارزیابی تجربی و عملی در اخبار واقعی نشان داد، که روش پیشنهادی برای پیش بینی اخبار عملکرد بهتری نسبت به روش های پایه دارد.
    کلیدواژگان: پیش بینی اخبار، بازنمایی رویداد، پردازش معنایی، آنتولوژی، استنتاج علی، منطق رتبه اول
  • مرتضی قایدی *، ارسلان نجفی، حمید فلقی صفحات 26-33
    در این مقاله یک روش نوین مبتنی بر الگوریتم جهش قورباغه بهبود یافته برای حل مساله ی توزیع اقتصادی بار در سیستم های ترکیبی توان و حرارت ارائه شده است. پیچیدگی و دشواری در حل مساله ی توزیع اقتصادی بار در سیستم های تولید همزمان گرما و الکتریسیته به قیود این مساله مرتبط است که این الگوریتم به راحتی قادر است این قیود را ارضا نماید. این الگوریتم بهینه سازی حوزه جستجوی عمومی گسترده ای دارد و این امر به الگوریتم در رسیدن به جواب بهینه مطلق کمک می کند. کاربرد الگوریتم جهش قورباغه ی بهبود یافته در توزیع اقتصادی بار در سیستم های ترکیبی توان و حرارت روی دو مثال آزمایش شده و نتایج عددی این حقیقت را آشکار می سازد که این روش دارای جواب بهتری نسبت به سایر روش های موجود برای حل مساله می باشد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، سیستم های ترکیبی توان و حرارت، توزیع اقتصادی، الگوریتم جهش قورباغه بهبود یافته
  • رضا زارعی *، علی اصغر آل شیخ، ابوالقاسم صادقی نیارکی صفحات 34-43
    سال ها است که شبکه های حسگر بی سیم برای مشاهده و نظارت بر رخدادها و محیط اطراف به کار گرفته شده اند. این شبکه ها برای کاربردهای مختلفی از قبیل نظارت بر میدان جنگ، نظارت بر ترافیک، پیگیری یک هدف، نظارت بر آتش سوزی جنگل و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد موفقیت آمیز شبکه های حسگر بی سیم، وابسته به پوشش مناسب محیط می باشد. میزان پوشش نیز، وابستگی شدیدی به زیرساخت ها از جمله تعداد و مکان حسگرهای مورد استفاده برای نظارت بر محیط دارد. بنابراین یک قدم اساسی در مرحله ی طراحی شبکه، تعیین استراتژی جانمایی حسگرها می باشد. الگوریتم های جانمایی زیادی در سال های اخیر به منظور حداقل کردن محدودیت های شبکه و بهینه نمودن پوشش ارائه شده است؛ اما آنچه که در این مقاله مورد توجه قرارگرفته، استفاده از شکل واقعی محیط در مساله ی جانمایی می باشد که در کارهای گذشته کمتر دیده شده است. حسگر های استفاده شده در این تحقیق دوربین های ویدئویی می باشند که با توجه به نحوه ی عملکرد آن ها مشخص است که برای کشف یک هدف یا رخداد نیاز به دید مستقیم به آن می باشد. از طرف دیگر نقاط رویت پذیر از مکان حسگر ها را با استفاده از تحلیل های خط دید و Viewshed می توان مشخص نمود. بنابراین با تلفیق این تحلیل ها و روش های جابجایی حسگر ها، می توان نتایج قابل قبولی را به دست آورد. در واقع هدف ما استفاده از کاربردها، قابلیت ها و آنالیزهای GIS در مساله ی جانمایی حسگرها به منظور واقعی تر شدن این مساله و تطابق آن با محیط واقعی می باشد. به همین منظور از الگوریتم Minimax که بر اساس دیاگرام ورونوی می باشد برای بهینه سازی پوشش بر روی یک منطقه ی شهری و یک منطقه ی طبیعی بدون عوارض استفاده شده که نهایتا منتج به افزایش 12 درصدی پوشش در منطقه ی شهری و افزایش 19 درصدی در منطقه ی طبیعی گردیده است.که خارج از این چارچوب تهیه شده باشند، معذور است.
    کلیدواژگان: شبکه های حسگر بی سیم، پوشش، دیاگرام ورونوی، GIS، آلگوریتم Minimax
  • مهدی هاشمی، الناز محمدی، ایمان احدی اخلاقی * صفحات 44-53
    در مخابرات سیار، طراحی سلولی یک مساله بسیار پیچیده است که عواملی همانند مکان و شکل موانع موجود در محیط، تراکم جمعیت و شرایط محیطی دیگر در آن موثر است؛ در نتیجه، انجام بهینه آن با روش های کلاسیک به سادگی میسر نیست. در برخی از روش های طراحی سلولی، طراحان فقط مکان بهینه ایستگاه های پایه را تعیین می کنند و سپس با اندازه گیری های محیطی، به تنظیم پارامترهای همچون توان، شیب و ارتفاع آنتن می پردازند، در این مقاله، روشی نوین ارائه گردیده که در آن با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه، علاوه بر یافتن مکان بهینه ایستگاه های پایه مخابرات سیار نسل سوم، پارامترهای ارتفاع، توان و شیب آنتن هر کدام از این ایستگاه ها نیز به صورت همزمان و بهینه تعیین می شوند. هدف، کاهش همزمان تداخل و افزایش پوشش شبکه می باشد. کارآیی روش پیشنهادی با استفاده از نرم افزار شبیه سازی انتشار امواج USPSدر یک محدوده مشخص از منطقه آزادشهر مشهد که دانشگاه صنعتی سجاد در آن قرار دارد، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد روش پیشنهادی کارآیی بسیار خوبی دارد. همچنین، نسبت به روش هایی که فقط به مکان یابی ایستگاه های پایه می پردازند نیز کارایی بهتری دارد و در بهترین حالت بیش از نود درصد ناحیه مورد بررسی، تحت پوشش مناسب شبکه قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: مخابرات سیار، طراحی بهینه سلولی، الگوریتم ژنتیک چند هدفه، نرم افزار USPS
  • رضا شریعتی نسب *، حمزه احراری رودی، محمود عبادیان صفحات 54-65
    امروزه با توجه به رشد روزافزون صنعت، بهره برداری بهینه از انرژی الکتریکی که بعنوان محرک چرخه ی صنعت در نظرگرفته می شود از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است. از طرفی به علت اینکه، افزایش ولتاژ خطوط انتقال انرژی الکتریکی به منظور افزایش قابلیت انتقال توان تقریبا اشباع شده است؛ نیاز به یافتن راهکارهای نوین برای این هدف بسیار ضروری می نماید. یکی از راهکارهایی که امروزه برای بهره برداری بهینه از منابع انرژی الکتریکی مدنظر قراردارد شبکه های انتقال چندفازه می باشد. شبکه های انتقال چندفازه به صورت شبکه های 6، 9 و 12 فاز می باشند که از این بین شبکه های 6 فاز دارای ارجحیت بوده و بعنوان روشی مفید جهت افزایش توان انتقالی در برابر افزایش تقاضای انرژی، شناخته می شود. از مهمترین عوامل موثر در انتخاب تبدیل بهینه (جایگزین مناسب) خطوط انتقال می توان تلفات سیستم و محدوده ی قابل قبول برای ولتاژ تمامی باس ها را نام برد. اما از آنجا که در سیستم های قدرت حاضر بارهای غیرخطی بسیار زیادی وجود دارد و این بارها باعث تولید و گسترش هارمونیک ها در سراسر شبکه می گردد؛ لزوم در نظر گرفتن هارمونیک های شبکه و شاخص های کیفیت توان نمایان می شود. در این مقاله روشی برای یافتن بهترین آرایش خطوط با هدف بهینه کردن شاخص های کیفیت توان ارائه شده که با استغاده از بهینه سازی چند هدفه مبتنی بر رتبه بندی غیر پست (NSGA_II) انجام گرفته است. نتایج حاصل با اعمال بر شبکه 400 کیلوولت در جنوب ایران بیان گردیده است.
    کلیدواژگان: تبدیل شبکه، شبکه های انتقال چندفازه، پخش بار هارمونیکی، کیفیت توان، روش بهینه سازی NSGA-II
  • صابر فلاحتی علی آبادی *، سید عباس طاهر، مسعود حاجی اکبری فینی صفحات 66-75
    در این مقاله به روش جدیدی برای کنترل سیستم AVR پرداخته شده است. در این روش از کنترل کننده Fuzzy-PID برای کنترل سیستم AVR استفاده شده بطوریکه این کنترل کننده دارای چهار پارامتر می باشد که برای تعیین آنها از روش بهینه سازی و الگوریتم رقابت استعماری که به دلیل سرعت و دقت بالا مورد توجه محققین قرار گرفته، استفاده شده است. با استفاده از این کنترل کننده می توان سیستم را به طور موثرتری کنترل نمود. برای نشان دادن کارایی کنترل کننده پیشنهادی، شبیه سازی هایی در محیط برنامه MATLAB انجام شده و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از کنترل کننده های FOPID و PID مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها کارایی کنترل کننده پیشنهادی را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: الگوریتم رقابت استعماری، بهینه سازی، کنترل اتوماتیک ولتاژ، PID فازی
  • فرزانه نادی، ولی درهمی * صفحات 76-85
    سیستم کنترل خودفرمان بینایی، به سیستمی اتلاق می شود که از اطلاعات بازخوردی دوربین برای کنترل ربات استفاده می کند؛ تا ربات، از نقاط شروع دلخواه به نقطه هدف برسد. باتوجه به نیاز به کنترل ربات در فضای سه بعدی، مختصات نقاط در سه بعد موردنیاز است. بدین منظور در این مقاله، ایده استفاده از دوربین کینکت که علاوه بر تصویر رنگی، ماتریس عمق محیط را هم می دهد؛ دنبال شده است. فرمان کنترل با استفاده از ماتریس ژاکوبین تولید می شود. از آنجا که مدلی ریاضی از ترکیب ربات و دوربین در دسترس نیست، لذا با جمع آوری داده های مناسب با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، معکوس ماتریس ژاکوبین تقریب زده می شود؛ تا مستقیما در قانون کنترل موردنظر استفاده شود. به ازای هر کدام از درجات آزادی بازوی ربات، یک شبکه عصبی دو لایه با ساختار پیشرو درنظر گرفته شده است. فاصله مجری نهایی با هدف در سه بعد و زاویه مفصل شانه، ورودی های این شبکه ها هستند؛ و خروجی آنها، بیان کننده میزان تغییرات ویژگی ها به تغییر در مقادیر متغیرهای مفصل ربات (المان های معکوس ماتریس ژاکوبین) می باشد. در قانون کنترل، از ماتریس قطری بهره استفاده می شود. درایه های روی قطر این ماتریس توسط سیستم خبره فازی ارائه شده تعیین می گردند. روش ارائه شده بر روی یک بازوی ربات صنعتی پیاده سازی شده است. نتایج آزمایشات حاکی از موفقیت روش پیشنهادی در رساندن مجری نهایی به نقاط هدف مختلف در محیط کاری با دقت مناسب و تعداد گام کمتر نسبت به روش پیشین است.
    کلیدواژگان: کنترل خودفرمان بینایی، ماتریس ژاکوبین، سیستم فازی، شبکه های عصبی مصنوعی
|
  • Mahnaz Miri *, Seyed Hamid Zahiri Pages 1-10
    Todays, various heuristic optimization methods have been developed. Many of these algorithms are inspired from physical processes or swarm behaviors in nature. Gravitational Search Algorithm (GSA) is an optimization algorithm based on the law of gravity and mass interactions. In the proposed algorithm, the search agents are a collection of masses. In this paper, mentioned algorithm is used to solve of the Frequency Assignment Problem (FAP). For ability test of the algorithm, CALMA benchmarks are used and results are good.
    Keywords: Heuristic search, Grvitational Search Algorithm (GSA), Frequency Assignment Problem (FAP)
  • Sina Dami *, Hossein Shirazi, Ahmad Abdollahzadeh Barforoush Pages 11-25
    A novel method for future event prediction is proposed in textual environment. Proposed method is able to produce an event prediction model through generalization of cause events and then predict the effect events by using causal rules. First, the events of interest are extracted from domainspecific texts via an event representation model at semantic level, and are stored in the form of a graphical model in ontology as a posteriori (dynamic) knowledge. Then, a set of domain-specific causal rules in first-order logic (FOL) are fed into the machine as a priori (common-sense) knowledge. In addition to this common-sense knowledge, several large-scale ontologies containing DBpedia, VerbNet and WordNet are used for modeling contextual (static) knowledge and generalizing events. Finally, all types of these knowledge are integrated in a standard Web ontology Language (OWL) to perform causal inference. Empirical evaluation on real news articles showed that our method was better than the baselines.
    Keywords: News Prediction, Event Representation, Semantic Processing, Ontology, Causal Inference, FOL
  • Morteza Ghayedi *, Arsalan Najafi, Hamid Falaghi Pages 26-33
    In this paper a new method has been proposed to solve Combined Heat and Power Economic Dispatch (CHPED) based on Modified Shuffled Frog Leaping Algorithm (MSFLA). Difficulty on complexity of the problem is related to its constraints. This algorithm can satisfy constraints simply. This optimization algorithm has a wide spread search space and this characteristic helps to achieve optimum solutions. Application of MSFLA in CHPED problem has been simulated on two test cases. Numerical results show that MSFLA has proposed better solutions in comparison with other existing methods.
    Keywords: optimization, combined heat, power systems, economic dispatch, modified shuffled frog leaping algorithm
  • Reza Zarei *, Ali Asghar Alesheikh, Abolghasem Sadeghi Niaraki Pages 34-43
    Wireless sensor networks have been used for monitoring of events and environment for a long time. The networks are used in numerous applications such as monitoring of battle fields, traffic, forest firing, tracking of an object and so on. Successful performance of WSNs depends on appropriate coverage of the environment. Coverage has a severe dependence on the infrastructure including the numbers and the places of sensors. So, a substantial step in designing networks is to specify the deployment strategy of nodes. Most of the deployment algorithms have been focused in minimizing network constraints and optimizing sensor coverage in recent years. The purpose of this study is to accommodate the physical form of environments in deployment problem which have not been investigated in previous works. Indeed our goal is to advantage from the ability of GIS in sensors deployment problems in order to make the problem closer to reality. As a result, the Minimax algorithm based on Voronoi diagram is used for optimizing sensor coverage in an urban and a natural area. This method resulted in 12 and 19 percent increase in sensor coverage respectively.
    Keywords: Wireless sensor network, Coverage, Voronoi diagram, GIS, Minimax Algorithm
  • Mahdi Hashemi, Elnaz Mohammadi, Iman Ahadi Akhlaghi * Pages 44-53
    Cell planning is a complex problem. In this project we take advantage of Genetic Algorithms to find the optimum location of a cellular network base station, and to optimally determine other parameters such as power, height and tilt of each base station antenna, as well. The main goal is to maximize the network coverage and simultaneously to minimize the downlink interference in the Azadshahr region of Mashhad. In order to study the performance of the proposed method in a realistic way, the Urban Signal Propagation Simulator computer software (USPS) is used. The results indicate that our method has a very good performance in real situations.
    Keywords: Wireless communication, Cell planning, BS.positioning, Genetic Algorithm, Multi-object Optimization, USPS
  • Reaz Shariatinasab*, Hamzeh Ahrari Roodi, Mahmoud Ebadian Pages 54-65
    Nowadays, given the ever-increasing growth of the industry, the optimal use of electrical energy is of particular importance. On the other hand, due to the fact that the increase in the voltage of electric energy transmission lines is almost saturated to increase the power transmission capacity, the need to find new solutions for this purpose is very necessary. One of the solutions that is considered today for optimal utilization of electrical power sources is multi-phase transmission networks. Multiphase transmission networks are networks of 6, 9 and 12 phases, which are among the preferred 6-phase networks and are known as a useful way to increase transmission power against increasing energy demand. The most important factors affecting the choice of optimal conversion (suitable alternative) of transmission lines can be the system losses and the acceptable range for the voltage of all the bus. But since there are a lot of nonlinear loads in the power systems, and this generates harmonics across the network, it is necessary to consider network harmonics and power quality indices. In this paper, a method is proposed to find the best arrangement of lines with the aim of optimizing power quality indices, which is carried out using multi-objective optimization based on non-post ranking (NSGA_II). The results have been performed on a 400 kV network in south of Iran.
    Keywords: Network conversion, Multi-phase transmission line, Harmonic load flow, Power quality, NSGA-II optimization method
  • Saber Falahati *, Seyed Abbas Taher, Masoud Hajiakbari Pages 66-75
    In this paper a new method has been proposed for control of AVR system. For this purpose Fuzzy-PID controller has been employed. This controller has four parameters that their values have been obtained with optimization and imperialist competitive algorithm due to its high speed and accuracy. By using of proposed controller it is possible to control the system more effective. To illustrate good performance of proposed Fuzzy-PID, simulations have been carried out in MATLAB environment and results have been compared with PID and FOPID controllers. Results of simulations show good performance of suggested controller.
    Keywords: Imperialist Competitive Algorithm, Optimization, Automatic Voltage Regulator, FuzzyPID
  • Farzane Nadi, Vali Derhami * Pages 76-85
    Visual servoing system controls a robot by visual feedback so that robot moves from any arbitrary start position to the target positions. The coordinates of points in three dimensions is needed in 3D space. In this paper, a Kinect camera is used to collect RGB images as well as workspace’s depth matrix. The control law is obtained using Jacobian matrix. Since, the mathematical model of robot and workspace, is unknown, artificial neural networks is applied to approximate inverse of Jacobian matrix by gathering data. The approximated neural models are used in control law directly. For each degree of freedom of the robot manipulator, a two-layer feedforward neural network is considered. The distance between end-effector and target in 3D space, and the shoulder joint coordinates are inputs of each of the networks and outputs are the fraction of the related robot joint changes to the image features changes (the elements of inverse of Jacobian matrix). The proposed method has been implemented on an industrial robot manipulator. The experimental results show that the proposed control system can move the end-effector to different target positions in workspace with good accuracy and fewer steps in comparision with the previous method.
    Keywords: Visual Servoing, Jacobian Matrix, Fuzzy System, Artificial Neural Networks