multivariate regression
در نشریات گروه زمین شناسی-
مقدمه
شاخص ارزش خالص فعلی یکی از مهم ترین پارامترهای اقتصادی برای ارزیابی پروژه های سرمایه گذاری معدنی است. با توجه به وجود عدم قطعیت در پارامترهای تاثیرگذار بر ارزش خالص فعلی در اکثر پروژه های معدنی، تخمین دقیق آن فرآیندی مشکل بوده و نیازمند استفاده از روش های مناسب است. در تحقیق حاضر، از سه مدل سیستم فازی، شبکه عصبی و رگرسیون چند متغیره آماری برای تعیین ارزش خالص فعلی در پروژه سرمایه گذاری معدن طلای زرشوران تکاب استفاده شده است. علاوه بر قیمت فلز، تاثیر هزینه ها و نرخ تنزیل هم در تعیین ارزش خالص فعلی به عنوان شاخصی برای ارزیابی پروژه معدن طلای زرشوران تکاب با استفاده از مدل های فوق الذکر در نظر گرفته شده است. یکی از مزایای تحقیق حاضر نسبت به تحقیقات مشابه قبلی، استفاده از دو الگوریتم هوشمند سیستم فازی و شبکه عصبی برای مدل سازی ارزش خالص فعلی با دقت بیشتر است. الگوریتم های فوق، روش هایی کارا در حل مسائل دارای ابهام و عدم قطعیت از جمله پروژه های سرمایه گذاری معدنی بوده و باعث کاهش ریسک های سرمایه گذاری می شوند. با در نظر گرفتن چالش های مدیریتی موجود در تصمیم گیری بر سر توجیه اقتصادی پروژه های مختلف و وجود محدودیت های زمان و منابع، استفاده از این مدل ها به روشن نمودن آینده اقتصادی یک پروژه سرمایه گذاری معدنی و تصمیم گیری نهایی کمک شایانی می کند.
مواد و روش هادر این تحقیق از سه مدل سیستم فازی، شبکه عصبی و رگرسیون چند متغیره آماری برای تعیین ارزش خالص فعلی و ارزیابی پارامترهای تاثیرگذار بر آن در پروژه سرمایه گذاری معدن طلای زرشوران تکاب استفاده و نتایج حاصله با همدیگر، با داده های واقعی و با مطالعات مشابه قبلی مقایسه شده است. قیمت طلا (عنصر اصلی)، قیمت نقره (عنصر همراه) و نرخ تنزیل به عنوان پارامترهای ورودی جهت ارزیابی ارزش خالص فعلی در نظر گرفته شده است. استفاده از منطق فازی در مدل سازی ارزش خالص فعلی که همواره با عدم قطعیت همراه است، می تواند به نتایج واقعی تری منجر شود. همچنین، استفاده از شبکه عصبی با توجه به قابلیت بالای آن در مواجهه با داده های مبهم و دارای نویز که به نوعی در ارزیابی پروژه های معدنی دخیل هستند، می تواند مثمرثر واقع شود.
نتایج و بحث:
با استفاده از روش سعی و خطا، توابع عضویت مثلثی و ذوزنقه ای، موتور استنتاج ممدانی و تابع غیرفازی ساز مرکز ثقل به عنوان پارامتراهای بهینه در مدل فازی پیشنهادی انتخاب شد. همچنین، شبکه عصبی با تابع آموزش پس انتشار خطا از نوع لونبرگ-مارک کواردت، تابع انتقال لگاریتم سیگموئید با ساختار 3-5-10-1 و متوسط جذر مربعات خطای 0032/0 به عنوان شبکه بهینه انتخاب گردید. به علاوه، یک رابطه آماری چند متغیره خطی برای پیش بینی ارزش خالص فعی ارائه شد. براساس شاخص های ارزیابی عملکرد ضریب تصمیم گیری، خطای مطلق و خطای نسبی، نتایج حاصل از مدل های پیشنهادی با همدیگر و همچنین با داده های واقعی و مطالعات مشابه قبلی مقایسه گردید. مقایسه فوق نشان داد که عملکرد دو مدل فازی و عصبی در پیش بینی ارزش خالص فعلی قابل قبول بوده و در مقایسه با مدل آماری تطابق بسیار بهتری با داده های واقعی دارند. با این حال، عملکرد سیستم فازی تا حدودی بهتر از شبکه عصبی پیشنهادی در این تحقیق و مطالعات قبلی بوده و نتایج حاصل از آن تطابق نسبتا بهتری با داده های واقعی دارد. در نهایت، آنالیز حساسیت نتایج حاصل از مدل فازی با استفاده از روش میدان کسینوسی انجام شد (با توجه به دقت بیشتر آن). نتایج حاصله نشان داد که قیمت طلا دارای بیشترین تاثیر و نرخ تنزیل دارای کمترین تاثیر بر ارزش خالص فعلی است.
نتیجه گیریدر این تحقیق، کاربرد موفقیت آمیز دو مدل هوشمند مبتنی بر منطق فازی و شبکه عصبی در پیش بینی ارزش خالص فعلی در پروژه سرمایه گذاری معدنی طلای زرشوران ارائه گردید. همچنین، یک معادله رگرسیون چند متغیره خطی با عملکرد نسبتا قابل قبول برای تخمین ارزش خالص فعلی پیشنهاد شد. ارزیابی نتایج حاصل از مدل های پیشنهادی نشان داد که عملکرد مدل فازی در تخمین ارزش خالص فعلی پروژه های معدنی تا حدودی بهتر از مدل شبکه عصبی پیشنهادی در این تحقیق و مطالعات قبلی بوده و عملکرد هر دو مدل بهتر از مدل آماری است. براساس نتایج آنالیز حساسیت مدل فازی (دقیق ترین مدل پیشنهادی)، اثبات گردید که قیمت طلا و نرخ تنزیل به ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر ارزش خالص فعلی دارند. با توجه به نتایج فوق، می توان نتیجه گرفت که از تکنیک های هوشمند پیشنهادی در این تحقیق (به ویژه مدل فازی) می توان با قابلیت اطمینان خوبی در ارزیابی پروژه های سرمایه گذاری معدنی به منظور پوشش عدم قطعیت و کاهش ریسک سرمایه گذاری استفاده نمود.
کلید واژگان: آنالیز حساسیت، ارزش خالص فعلی، رگرسیون چند متغیره، سیستم فازی، شبکه عصبیIntroductionNet present value (NPV) index is one of the most important economic parameters in evaluating the mining investment projects. Considering the inherent uncertainty in effective parameters on the NPV in most of the mining projects, its precise estimation is a difficult process and application of the suitable methods is required. In this paper, fuzzy system, neural network and multivariate regression models are used for NPV determination in the Zarshuran gold mine project. In spite of the metal value, the effects of costs and discount rate on the NPV are also considered as an index for evaluation the Zarshuran gold mine project of Takab using the above models. One of the advantages of this research compared to the previous similar studies is the utilization of two new intelligent algorithms i.e., fuzzy system and neural network for modeling the NPV index with higher accuracy. These algorithms are efficient tools to solve the problems having ambiguity and uncertainty such as the mining investment projects and reduce the investment risks. Considering the management challenges in deciding on the economic justification of various projects and the existence of time and resource limitations, the use of these models helps clarify the economic future of a mineral investment project and make the final decision.
Materials and MethodsIn this study, three new models including fuzzy system, neural network and statistical multivariate regression were used to determine the NPV and evaluate the effective parameters on this index in the Zarshuran gold mine investment project of Takab. The obtained results of the above models were compared with each other, with the real data, and with the similar previous studies. Gold price (main element), silver price (byproduct element) and discount rate were considered as input parameters for evaluating the NPV. Application of the fuzzy logic in NPV modeling, which is always accompanied by uncertainty, can lead to more realistic results. Also, the utilization of neural network can be effective due to its high capability in dealing with vague and noisy data that are somehow involved in the evaluation of mining projects.
Results and DiscussionUsing the trial and error method, triangular and trapezoidal membership functions, Mamdani inference motor and center of gravity decentralization function were determined as the optimum parameters of the proposed fuzzy model. Also, a neural network with training function of Levenberg-Marquardt back-propagation type, transfer function of sigmoid logarithm kind, 3-5-10-1 structure and root mean square error of 0.0032 was found as an optimum network. Moreover, a statistical multivariate linear relation was proposed to predict the NPV. According to the performance evaluation indices including determination coefficient, absolute error and relative error, results of the proposed models were compared with each other, with the actual data, and with the previous similar investigations. The above comparison proved that the performance of both fuzzy and neural models in predicting the NPV is acceptable and they have a much better agreement with real data in comparison with the statistical model. However, the performance of fuzzy model is somewhat better than the proposed neural network models in this research and previous studies and its results are more consistent with the actual data. Finally, the sensitivity analysis of the fuzzy model results (due to its greater accuracy) are conducted using the cosine amplitude method (CAM). Accordingly, it was confirmed that the gold price has the highest effect and the discount rate has the least effect on the NPV index.
ConclusionThe present study proved the successful application of two new intelligent-based models including fuzzy logic and neural network algorithms to predict the NPV in the Zarshuran gold mine investment project. Also, a linear multivariate regression relation proposed to forecast the NPV index with a relative acceptable performance. Evaluation the results of proposed models showed that the fuzzy model performance was somewhat better than the proposed neural network models in this study and previous studies and both were much higher than the statistical model in predicting mining projects NPV. Based on the sensitivity analysis of the fuzzy model results (the most accurate proposed model), it was proved that the gold price and discount rate have the highest and lowest effects on the NPV, respectively. Considering the above results, it can be concluded that the proposed intelligent techniques in this research (especially the fuzzy model) can be used with good reliability in the evaluation of mining investment projects in order to cover their involved uncertainty and reduce the investment risk.
Keywords: Sensitivity Analysis, Net Present Value, Multivariate Regression, Fuzzy System, Neural Network -
خصوصیات دینامیکی و استاتیکی سنگ ها برای طراحی سازه های ژیوتکنیکی و مدل سازی پی های سنگی اهمیت زیادی دارد. هدف اصلی این مقاله ارایه روابط منطقه ای و جهانی بین مدول الاستیسیته استاتیک و دینامیک با رویکرد تجربی و تخمین سرعت موج برشی سنگ آهک به روش های آماری و شبکه عصبی مصنوعی می باشد. بدین منظور ابتدا آزمایش های پتروگرافی و فیزیکی و مکانیکی بر روی 70 مغزه از سنگ آهک ساختگاه سد کارون 4 انجام شد. سپس بانک داده ای از روابط ارایه شده در پژوهش های پیشین از نقاط مختلف جهان تهیه شد و روابط جهانی و منطقه ای برای سنگ آهک های ایران ارایه شد. نتایج آنالیز آماری نشان داد که نسبت مدول الاستیسیته دینامیک به استاتیک برای سنگ آهک های مورد مطالعه 5/2 می باشد. همچنین نسبت پواسون دینامیک به استاتیک برای این سنگ ها 41/1 می باشد. مقدار متوسط مدول دینامیک بدست آمده از روابط پژوهشگران مختلف برابر با90/19 گیگاپاسکال است که از مقدار متوسط مدول دینامیک پژوهش حاضر (20/31 گیگاپاسکال) کمتر است. با توجه به دقیق ترین برازش رابطه جهانی (R2=0.98, RMSE=7.9, and MAPE=1.67) و منطقه ای (R2=0.96, RMSE=5.24, and MAPE=0.91) با دقت خیلی بالا بین مدول الاستیسیته دینامیک و استاتیک ارایه شد. نتایج شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چند متغیره نشان داد که تخمین سرعت موج برشی بر اساس سرعت موجP ، جذب آب و چگالی با دقت بالایی امکان پذیر می باشد. نتایج نشان داد که دقت شبکه عصبی (R2=0.98 , RMSE=0.27) بیشتر از روش رگرسیون چند متغیره خطی (R2=0.86 , RMSE=0.39) می باشد. همچنین شبکه عصبی در پیش بینی این متغیر محافظه کارانه عمل می کند.
کلید واژگان: مدول الاستیسیته دینامیک و استاتیک، سرعت موج برشی، سنگ آهک، شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون چند متغیرهDynamic and static properties of the rocks are very important for designing geotechnical structures and modeling rock foundations. The main purpose of this paper is to present the regional and global relationships between the static and dynamic elasticity modulus with an experimental approach and to estimate the shear wave velocity of limestone by statistical methods and artificial neural network (ANN). For this purpose, petrographic, physical and mechanical experiments were first conducted on 80 limestone cores from the Karun 4 dam site. A database was then created using the literature data and compared with the results of this study. The results of statistical analysis show that the ratio of dynamic to static modulus of elasticity for the studied samples is 2.5. Also, the ratio of dynamic to static Poisson for these rocks was 1.41. The average value of the dynamic modulus obtained from the literature was equal to 19.90 GPa, which is less than the average value of the dynamic modulus of the present study (31.20 GPa). Due to the most accurate fit, the global relationship (R2 = 0.98, RMSE = 7.9, MAPE = 1.67) and the regional relationship (R2 = 0.96, RMSE = 5.24 MAPE = 0.91) were presented with very high accuracy between the dynamic and static modulus of elasticity. The results of artificial neural network and multivariate regression showed that estimation of shear wave velocity (Vs) based on P-wave velocity, water absorption and density is possible with high accuracy. The results showed that the ANN accuracy (R2 = 0.98, RMSE = 0.27) was higher than the multivariate linear regression (R2 = 0.86, RMSE = 0.39). The neural network also acts conservatively in predicting this variable.
Keywords: modulus of elasticity, shear wave velocity, limestone, artificial neural network, multivariate regression -
ولین و کلیدی ترین گام در زمینه کاهش خسارات و مدیریت فرسایش خندقی که باعث هدر رفت منابع آب و خاک می گردد، تهیه نقشه حساسیت فرسایش آبکندی می باشد. در پژوهش حاضر پتانسیل وقوع فرسایش آبکندی در حوضه طرود- نجارآباد با استفاده از عدم قطعیت روش نظریه شواهد و رگرسیون چند متغیره خطی و هم چنین ترکیب روش های فوق الذکر مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. به این منظور در ابتدا نقشه موقعیت مکانی خندق ها با استفاده از منابع مختلف تهیه گردید و از 217 خندق شناسایی شده به طور تصادفی 70 درصد (152 خندق) برای مدل سازی و 30 درصد (65 خندق) برای اعتبارسنجی در نظر گرفته شد. در گام بعد 14 پارامتر موثر در رخداد خندق در منطقه مطالعاتی شامل پارامترهای توپوگرافیک، ژئومورفومتریک، محیطی و هیدرولوژیک برای مدل سازی انتخاب گردید. نتایج روش رگرسیون چند متغیره نشان داد که پارامترهای کاربری اراضی، شیب و فاصله از آبراهه بیشترین تاثیر را در رخداد خندق داشته اند. نقشه های حساسیت تهیه شده به 5 کلاس حساسیت خیلی کم تا خیلی زیاد گردید. روش های مساحت زیر منحنی و شاخص سطح سلول هسته به منظور اعتبار سنجی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج صحت سنجی نشان داد که مدل ترکیبی دارای مقدار مساحت زیر منحنی (AUC) بیشتر (933/0) نسبت به مدل های نظریه شواهد دمپستر-شفر (914/0) و رگرسیون چند متغیره (890/0) می باشد و هم چنین مقدار SCAI در مدل ترکیبی از حساسیت خیلی کم به سمت حساسیت خیلی زیاد دارای روند نزولی می باشد که بیانگر تفکیک مناسب کلاس های حساسیت در این مدل می باشد. با توجه به دقت عالی روش ترکیبی ارائه شده در این پژوهش، نتایج این پژوهش می تواند مورد استفاده تصمیم گیران و مدیران محلی به منظور کاهش خسارات و روش شناسی ارائه شده در این پژوهش می تواند در مناطق مشابه جهت تعیین مناطق حساس به فرسایش آبکندی مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: فرسایش آبکندی، عدم قطعیت، رگرسیون چند متغیره، نظریه شواهد دمپستر-شفر، حوضه طرود- نجارآبادThe first and most important step in reducing damages and management of gully erosion, which leads to waste of water and soil resources, is the gully erosion susceptibility mapping. In present study, the potential of gully erosion in the Toroud-Najarabad basin were evaluated using the uncertainty of the theory of evidence method and linear multivariate regression as well as the combination of the above-mentioned methods. In view of this the gully erosion inventory map was prepared using various resources, and from 218 identified gullies, 70% (154 gullies) and 30% (64 gullies) were selected randomly for modeling and validation respectively. In the next step, 14 controling factors in the gully occurrence in the study area including topographic, geomorphometric, environmental and hydrologic parameters were determined for modeling. The results of multivariate regression model showed that land use parameters, slope and distance from the road had the greatest impact on gully occurrence. Susceptibility maps classified to five susceptibility classes of very low to very high. The area under curve (AUC) and Seed Cell Area Index (SCAI) were used to validate the susceptibility maps. The results of the validation showed that the combined model has a higher area under the curve (AUC) (0.933) toward the evidence-based (0.914) and multivariate regression (0.890) models, as well as, the SCAI value in the combined model showed that very low susceptibility to a very high susceptibility has a downward trend that indicating a proper separation of susceptibility classes in this model. Considering the excellent precision of the combined method proposed in this research, the results of this research can be used by decision makers and local managers to reduce losses and the methodology presented in this study can be used in similar areas to determine the areas that are susceptible to gully erosion.Keywords: Gully erosion, Uncertainty, Multivariate regression, Evidence theory, Toroud-Najarabad basin. -
مقاومت برشی از مهم ترین ویژگی های سنگ های رسی و شیل ها در مهندسی سنگ و زمین شناسی مهندسی به شمار می رود. به دلیل مشکلات موجود در تهیه نمونه دست نخورده، به دست آوردن متغیرهای مقاومت برشی این سنگ ها در آزمایشگاه همواره امکان پذیر نیست. در این پژوهش برآورد متغیرهای مقاومت برشی شیل های سازند شمشک با استفاده از دیگر ویژگی های سنگ بررسی شده است. برای این منظور، 30 نمونه از شیل های سازند شمشک از گمانه های حفاری شده در محل نیروگاه تلمبه - ذخیره ای سیاه بیشه و از ژرفاهای مختلف گرد آوری شد و متغیرهای مقاومت برشی (c و φ)، چگالی، تخلخل، مقاومت کششی و درصد کوارتز برای هر نمونه در آزمایشگاه تعیین شد. داده های به دست آمده از روش های آماری و منطق فازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت تا روابطی میان متغیرهای مقاومت برشی و دیگر ویژگی های سنگ به دست آید. نتایج به دست آمده نشان می دهد که متغیرهای مقاومت برشی شیل های مورد مطالعه می توانند با دقت قابل قبولی از مدل های منطق فازی ارائه شده برآورد شوند. ضرایب R2 میان مقادیر برآورد شده از مدل های منطق فازی با مقادیر به دست آمده در آزمایشگاه برای چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی به ترتیب 95/0 و 84/0 به دست آمد. افزون برتغییرات ضرایب رگرسیون (R2)، روند توزیع خطاهای محاسبه شده، شاخص های عملکرد (VAF) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) به دست آمده برای متغیرهای مقاومت برشی برآورد شده از روش رگرسیون چندمتغیره و روش منطق فازی نشان دهنده کارایی و دقت بالای مدل منطق فازی ارائه شده و عدم کارایی مطمئن روش های آماری رگسیون چند متغیره در برآورد متغیرهای مقاومت برشی شیل های مطالعه شده است.
کلید واژگان: شیل، سازند شمشک، متغیرهای مقاومت برشی، منطق فازی، رگرسیون چندمتغیره، ضرایب رگرسیونShear strength is one of the most important properties of mudrocks and shales in rock engineering and engineering geology. Because of the difficulty to obtain undisturbed samples of shales as required for determination of shear strength parameters, it is also the most difficult to evaluate. This research investigated properties that can be used to predict the shear strength parameters of Shemshak formation shales. Thirty samples of shales from various depths were collected from boreholes in Shemshak formation in the site of Siahbishe pumped storage powerhouse. Shear strength parameters (c and φ), tensile strength (TS), quartz percent (Qz %), porosity (n) and density (ρ) were determined in lab for each sample. Data were analyzed statistically and with fuzzy inference system to determine the relationships between shear strength parameters with other properties. Results show that cohesion and friction angle of shales can be meaningfully predicted from a few engineering properties by fuzzy inference system. The adjusted R2 values between measured and predicted values for cohesion and friction angle are 0.95 and 0.84 respectively. Also the variation of regression coefficient (R2), performance indices (VAF) and root mean square error (RMSE) with were calculated as for the shear strength parameters, obtained from the multiple regression modeland the fuzzyinference system, revealed that the prediction performance and accuracy of the fuzzy models are high and multiple regression equations not have performance in prediction of shear strength parameters of shales.Keywords: Shale, Shemshak formation, Shear strength parameters, Fuzzy inference system, Multivariate regression, Regression coefficient
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.