bat algorithm
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
الگوریتم خفاش، نمونه ای از الگوریتم های فراابتکاری از خانواده هوش جمعی است که براساس رفتار پژواک یابی خفاش بنا شده است. این الگوریتم تنوع راه حل را با استفاده از روش تنظیم فرکانس حفظ می کند که می تواند به سرعت و به صورت کارآمد از مرحله اکتشاف به بهره برداری تغییر مکان دهد. بنابراین، هنگامی که به یک راه حل سریع و دقیق نیاز باشد، این الگوریتم به یک بهینه ساز کارآمد برای هر برنامه کاربردی تبدیل می شود. الگوریتم خفاش با وجود فواید زیاد و کاربردی، دارای معایبی نیز است. یکی از این معایب که باعث کاسته شدن کارایی آن می شود، به دام افتادن در بهینه محلی است. برای حل مشکل مذکور در این پژوهش موقعیت و سرعت جمعیت اولیه را به سه روش با فرمول های مختلف بروز کرده، این امر باعث می شود تا پاسخ نهایی مسئله در بهینه محلی به دام نیفتد و تنوع در جمعیت رخ دهد. در این مقاله عملکرد الگوریتم خفاش بهبودیافته روی 11 تابع هدف نمونه بررسی و با سایر الگوریتم های مشابه مقایسه شده است، که نهایتا نتایج حاصل شده نشان از برتری و دقت این الگوریتم نسبت به نمونه های مشابه دارد.کلید واژگان: بهینه سازی، هوش جمعی، الگوریتم فراابتکاری، بهینه محلی، الگوریتم خفاشThe bat algorithm is an example of meta-heuristic algorithms from the collective swarm intelligence, which is based on the echolocation behavior of bats. This algorithm preserves the diversity of the solution by using a frequency tuning method that can quickly and efficiently shift from exploration to exploitation. Therefore, when a fast and accurate solution is needed, this algorithm becomes an efficient optimizer for any application. Although the bat algorithm has many practical benefits, it also has some disadvantages. One of these disadvantages that reduces its efficiency is being trapped in the local optimum. To solve the mentioned problem in this research, the position and speed of the initial population is updated in three ways with different formulas, this makes the final answer of the problem not trapped in the local optimum and diversity occurs in the population. In this article, the performance of the improved bat algorithm on 11 sample objective functions has been investigated and compared with other similar algorithms, and finally the results show the superiority and accuracy of this algorithm compared to similar samples.Keywords: Optimization, Swarm Intelligence, Meta-Heuristic Algorithm, Local Optimum, BAT Algorithm
-
ارامتر مقدار تابش خورشیدی یکی از مهم ترین پارامترها در تعیین مقدار توان خروجی پنل های فتوولتائیک است. پیش بینی دقیق این پارامتر برای برنامه ریزی در واحدهای دیسپچینگ (Dispatching) و مدیریت بار از اهمیت ویژه ای برخوردار است. عدم قطعیت در میزان تابش خورشیدی و سختی پیش بینی آن، طراحان را با چالش های اقتصادی و مدیریتی مواجه می کند. در این پژوهش یک روش پیش بینی با دقت بالا با استفاده از روش های مبتنی بر درخت و بهبود عملکرد این روش ها به کمک الگوریتم های فرا ابتکاری ارائه می شود. تاکید اصلی در روش پیشنهادی عدم بیش-برازش و قابلیت اتکای بالا و قابلیت به کارگیری در سیستم های اینترنت اشیاء است. بنابراین، الگوریتم های فراابتکاری در بهینه سازی روش های مبتنی بر درخت و همینطور در انتخاب ویژگی و انتخاب نمونه ها نیز دخیل شده اند. لذا استفاده از روش های فراابتکاری به عنوان جنبه ی نوآوری اصلی این پژوهش، نه تنها استفاده برای به دست آوردن تنظیمات بهینه ی مدل های یادگیری ماشین بلکه در کاهش اثر نویزها، داده های پرت (Outlier) و ورودی های کم اثر نیز به بهبود کیفیت خروجی نهایی کمک کرده است. به علاوه مناسب سازی نتایج پیش بینی برای استفاده عملی در محیط نیروگاه های فتوولتائیک موضوع پراهمیتی است. این موضوع که از طریق تابع برازش نوآورانه این پژوهش در بهینه سازی مدل ها انجام پذیرفته است، باعث می شود که خروجی نهایی علاوه بر دقت بالا از نظر سهولت پیاده سازی در محیط های واقعی نیروگاه های فتوولتائیک نیز بهینه باشد. خروجی نهایی، یک مدل قوی است که با معیار مربع-R دارای امتیاز 95/0 است و از نظر سادگی تا حد زیادی بهینه است.
کلید واژگان: الگوریتم خفاش، اینترنت اشیاء، درخت تصمیم، نیروگاه های فتوولتائیک، یادگیری ماشینThe solar radiation value parameter is one of the most important parameters in determining the output power value of photovoltaic panels. Accurate prediction of this parameter is crucial for dispatching and load management planning. Managers and designers encounter economic and managerial challenges due to the uncertainty and difficulty in predicting solar radiation levels. This research introduces a highly accurate prediction method utilizing tree-based methods, enhanced by meta-heuristic algorithms to boost performance. The proposed method emphasizes preventing overfitting and ensuring high reliability for use in Internet of Things systems. Meta-heuristic algorithms are utilized for optimizing tree-based methods, as well as for feature and instance selection. Employing meta-heuristic methods as the main innovation in this research not only optimizes machine learning model settings but also mitigates the impact of noise, outliers, and ineffective inputs, thereby enhancing the final output quality. Utilizing an innovative fitness function in model optimization enhances prediction accuracy and adaptability to real photovoltaic power plant environments. The final outcome is a strong model that has a score of 0.95 with the R-square criterion and is optimal model.
Keywords: Internet Of Things, Decision Tree, Machine Learning, Bat Algorithm, Photovoltaic Power Plants -
چال زنی و انفجار، ازجمله مهم ترین مراحل استخراج در معادن روباز هستند که بهینه سازی آنها می تواند در کاهش حجم حفاری، میزان مصرف مواد منفجره و درنهایت هزینه های استخراج معادن سطحی موثر باشد. در این تحقیق، بر اساس مطالعات میدانی، تعداد 11 پارامتر حاصل از 130 مجموعه انفجار عملی در معدن سنگ آهن سادات سیریز زرند برداشت شده و ثبت گردید که 60 سری در ماده معدنی و 70 سری آن در باطله بودند. با توجه به ضریب همبستگی پایین بین داده های باطله، فقط محاسبات مربوط به ماده معدنی در نظر گرفته شد. خرج ویژه این معدن با شش تابع مختلف ریاضی توسط نرم افزار spss مدل سازی گردید و از بین آنها مدل تابع چندجمله ای با ضرایب غیر صحیح برای پیش بینی خرج ویژه انتخاب شد. بهینه سازی خرج ویژه توسط دو الگوریتم خفاش و جستجوی کلاغ انجام گردید. با توجه به الگوهای پیشنهادی، میزان خرج ویژه بهینه با الگوریتم های خفاش و جستجوی کلاغ به ترتیب 66/0 و 703/0 کیلوگرم بر مترمکعب به دست آمد و معلوم شد مقدار بهینه شده با الگوریتم خفاش، نتیجه مناسب تری را پیشنهاد می دهد. با آنالیز حساسیت، پارامترهای حساس و موثر در این معدن برای خرج ویژه مشخص شدند. این آنالیز نشان داد، همه پارامترهای هندسی ورودی به کاررفته در مدل سازی نسبت به خرج ویژه از حساسیت قوی برخوردار هستند و از بین آنها ضریب سفتی، بیشترین و خرج کل مصرفی، کم ترین حساسیت را دارد.
کلید واژگان: بهینه سازی، خرج ویژه، الگوریتم خفاش، الگوریتم جستجوی کلاغ، آنالیز حساسیت، معدن سنگ آهن سادات سیریز زرندJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:14 Issue: 38, 2024, PP 77 -87Choosing the right drilling and blasting methods is very important to improve mine productivity and increase profits, while increasing the safety of workers and the environment. One of the main goals in Blasting is to estimate the optimal amount of specific cost, which is described as the specific cost required for optimizing rock crushing, air blast, ground shaking, and rock throwing. In this Paper, to further improve the effect of blasting and increase the efficiency of mine production, we optimized the plan by considering the implementation of the blasting plan with respect to the drilling intervals, and a numerical simulation model was created to provide technical guidance for the optimization plan. In this Paper, data collection and analysis were done by the software and it was determined that with R^2=0.969, VAF=9.825, the lowest error is RMSE=0.031 and MAPE=0.323 with unit m^3kg/ . The polynomial function model with incorrect coefficients has a more satisfactory performance and this function model was subjected to sensitivity analysis using the cosine field method. The evaluation and analysis in this way also showed that the selected function model has a more accurate calculation of the specific cost. This proposed function was called in the bat algorithm and the crow search algorithm in MATLAB software, and the optimization operation was performed by the algorithms. In this Paper, the number of 11 data from 31 blasting series that were actually carried out in Sadat iron ore mine of Zarand series was collected. The special cost of this mine was modeled with 6 functions by spss software, and among them, the polynomial function model with incorrect coefficients was chosen to predict the special cost. The special cost optimization operation was performed by two bat algorithms and the crow search algorithm, and the special cost optimized by the algorithms was compared. By sensitivity analysis, the sensitive and effective parameters taken in this mine were identified for special spending. This analysis showed that all the input parameters used in this modeling have a strong sensitivity to the specific cost, and among them, the ratio of the height of the step to the thickness of the bar rock has the highest sensitivity and the total consumption cost has the lowest sensitivity.
Keywords: Powder factor, Bat algorithm, crow search algorithm, sensitivity analysis, Modeling, Sadat Siriz iron ore mine -
شناسایی اعداد دستنویس یکی از موضوعات پیچیده در حوزه پردازش تصویر می باشد. با توجه به عصر دیجیتال، سرعت و دقت در سیستم های هوشمند پردازش تصویر اهمیت ویژه ای یافته است. از سوی دیگر با توجه به اهمیت شناسایی اعداد دستنویس و کاربردهای مختلف آن، در این پژوهش الگورتیمی به منظور شناسایی اعداد دستنویس فارسی ارایه شده است. در این پژوهش دو روش قاببندی و تبدیل موجک به منظور استخراج ویژگی استفاده شده است. همچنین از روش کلاسه بندی KNN استفاده شده است. درصد صحت روش قاببندی پس از تست ابعاد مختلف قاب بالای 87 درصد بدست آمده است. با انتخاب ویژگیهای سطح سوم تبدیل موجک، درصد صحت 95 بدست آمده است. با استفاده از الگوریتم تکاملی خفاش سعی در کاهش ویژگیها و بهبود سیستم شده است.
کلید واژگان: شناسایی اعداد دستنویس، تبدیل موجک، قاببندی، KNN، الگوریتم خفاشJournal of New Achievements in Electrical, Computer and Technology, Volume:3 Issue: 6, 2023, PP 77 -97Recognition of handwritten numbers is a complex issue in the field of image processing. Due to being in the digital age, speed and accuracy of intelligent systems have always been developing, which is why image processing has become particularly important. On the other hand, due to the importance of handwritten numbers recognitions and its various applications, in this study, an algorithm has been proposed to recognize Persian handwritten numbers. In this research, two methods of “framing and wavelet transform” have been used to extract the feature. The KNN classification method is also used. After testing different dimensions of the mold, the accuracy percentage of the framing method has been obtained above 87% By selecting the features of the third level of wavelet transform, 95% accuracy is obtained. Using the evolutionary bat algorithm, it has been tried to reduce the features and improve the system.
Keywords: handwritten numbers recognition, wavelet transform, framing, KNN, bat algorithm -
Short Term Load Forecasting (STLF) is the projection of system load demands for the next day or week. Because of its openness in modeling, simplicity of implementation, and improved performance, the ANN-based STLF model has gained traction. The neural model consists of weights whose optimal values are determined using various optimization approaches. This paper uses an Artificial Neural Network (ANN) trained using multiple hybrid techniques (HT) such as Back Propagation (BP), Cuckoo Search (CS) model, and Bat algorithm (BA) for load forecasting. Here, a thorough examination of the various strategies is taken to determine their scope and ability to produce results using different models in different settings. The simulation results show that the BA-BP model has less predicting error than other techniques. However, the Back Propagation model based on the Cuckoo Search method produces less inaccuracy, which is acceptable.
Keywords: Short Term Load Forecasting, Hybrid Techniques, Artificial Neural Network, Back Propagation, Cuckoo Search, Bat Algorithm -
An optimal scheduling reduces the completion time (makespan) of jobs, and finally increase profits in today's competitive environment. Open shop scheduling problem (OSSP) involves a set of activities that should be performed on a limited set of machines. The aim of scheduling in an open shop is to provide a schedule for the execution of the entire operation so that the completion time of all operations is reduced. OSSP has a large solution space and belongs to NP-hard problems. So far, various algorithms are developed for OSSP. In this paper we propose a new optimization algorithm named Bat Algorithm (BA) for solving OSSP which has a relative advantage over other algorithms. Experimental results show that the proposed algorithm has high performance and increases the reliability and efficiency of the system.
Keywords: Open Shop, Bat Algorithm, Scheduling, Completion Time of Jobs -
Journal of Advances in Computer Engineering and Technology, Volume:6 Issue: 4, Autumn 2020, PP 227 -238
Clustering is a method of data analysis and one of the important methods in data mining that has been considered by researchers in many fields as well as in many disciplines. In this paper, we propose combining WOA with BA for data clustering. To assess the efficiency of the proposed method, it has been applied in data clustering. In the proposed method, first, by examining BA thoroughly, the weaknesses of this algorithm in exploitation and exploration are identified. The proposed method focuses on improving BA exploitation. Therefore, in the proposed method, instead of the random selection step, one solution is selected from the best solutions, and some of the dimensions of the position vector in BA are replaced We change some of the best solutions with the step of reducing the encircled mechanism and updating the WOA spiral, and finally, after selecting the best exploitation between the two stages of WOA exploitation and BA exploitation, the desired changes are applied on solutions. We evaluate the performance of the proposed method in comparison with other meta-heuristic algorithms in the data clustering discussion using six datasets. The results of these experiments show that the proposed method is statistically much better than the standard BA and also the proposed method is better than the WOA. Overall, the proposed method was more robust and better than the Harmony Search Algorithm (HAS), Artificial Bee Colony (ABC), WOA and BA.
Keywords: Bat algorithm, Whale Optimization Algorithm, Data clustering, Optimization -
Journal of Advances in Computer Engineering and Technology, Volume:6 Issue: 3, Summer 2020, PP 119 -130Metaheuristic algorithms are used to solve NP-hard optimization problems. These algorithms have two main components, i.e. exploration and exploitation, and try to strike a balance between exploration and exploitation to achieve the best possible near-optimal solution. The bat algorithm is one of the metaheuristic algorithms with poor exploration and exploitation. In this paper, exploration and exploitation processes of Gray Wolf Optimizer (GWO) algorithm are applied to some of the solutions produced by the bat algorithm. Therefore, part of the population of the bat algorithm is changed by two processes (i.e. exploration and exploitation) of GWO; the new population enters the bat algorithm population when its result is better than that of the exploitation and exploration operators of the bat algorithm. Thereby, better new solutions are introduced into the bat algorithm at each step. In this paper, 20 mathematic benchmark functions are used to evaluate and compare the proposed method. The simulation results show that the proposed method outperforms the bat algorithm and other metaheuristic algorithms in most implementations and has a high performance.Keywords: Bat algorithm, Gray wolf optimizer, Continuous Problems, Optimization
-
هدف اصلی در بهینه سازی قابهای بتن آرمه براساس عملکرد، کاهش هزینه های ساخت با الزام ارضای قیدهای دریفت طبقات و چرخش مفاصل پلاستیک اعضا می باشد. در این تحقیق از الگوریتم های فراکاوشی اجتماع ذرات، برخورد اجسام، کرم شب تاب، کلونی مورچگان و خفاش، برای بهینه سازی قاب های بتن آرمه 3 و 6 طبقه براساس عملکرد استفاده شده، نتایج حاصله از الگوریتم های فوق با هم مقایسه شده اند. بهینه سازی سازه های بتن آرمه، بسیار پیچیده تر از سازه های فولادی می باشد. علت این امر، وجود اندازه های مختلف برای ابعاد اعضا و آرایش های متفاوت برای آرماتورگذاری می باشد. در این تحقیق با توجه به هزینه محاسباتی بالای ارزیابی عملکرد لرزه ای سازه ها، برای افزایش سرعت محاسبات و کاهش زمان عملیات، از شبکه های عصبی استفاده شده است. نتایج عددی، عملکرد مناسب تر الگوریتم برخورد اجسام در مقایسه با سایر الگوریتم های فراکاوشی را نشان می دهد.کلید واژگان: بهینه سازی قاب های بتن آرمه بر اساس عملکرد، الگوریتم اجتماع ذرات PSO، الگوریتم کلونی مورچگان ACO، الگوریتم خفاش BAT، الگوریتم برخورد اجسامECBOThe mean objective of performance based optimization of reinforced concrete frames (RC) is to reduce the cost of construction by requiring the satisfaction of the inter-story drifts and rotation of the plastic joints of the members. In this research, two 3 & 6 stories RC performance-based optimized by Particle Swarm (PSO), Enhanced Colliding Bodies (ECBO), firefly Algorithm (FA),Ants Colony (ACO) and Bat (BAT) meta-heuristic algorithms, then compare results with together. Optimization of RC is much complicated than Steel frames, because different dimensions of members & configuration of reinforcing. Due to the high cost of seismic performance evaluation of structures, in this research, neural networks used to increase the computational speed & reduce the operating time. Numerical results show the proper performance of the ECBO in comparison with other meta-heuristic algorithms.Also, the results of different algorithms do not show much difference.For further evaluation of the results, it is recommended to Calculate its Collapse Margin Ratios.Keywords: Performance-based optimization of RC, Particle swarm optimization, Ants colony optimization, Bat algorithm, Enhanced colliding bodies optimization
-
شبکه های حسگر بی سیم (WSN) از گره های حسگر با انرژی محدود تشکیل شده است. مصرف بهینه انرژی یک مسئله مهم برای این نوع از شبکه ها است، زیرا گره های حسگر در مناطق ناهموار و بی مراقبت مستقر می شوند و برای ارسال داده ها با ارتباط مستقیم به چاهک انرژی زیادی را صرف خواهند نمود. اخیرا پروتکل IEEE 802.15.4، به عنوان یک استاندارد ارتباطی برای شبکه های حسگر کم مصرف، با نرخ پایین و کم هزینه مورد استفاده قرار گرفته است که ازطریق روش برش زمانی تضمینی (Guaranteed Time Slot)، کاربردهای بلادرنگ را تضمین می کند بر این اساس در این مقاله، یک پروتکل جدید آگاه از انرژی با الگوریتم خفاش (Bat Algorithm) و چاهک متحرک ارایه شده است که قادر به انتخاب مسیر بهینه بر اساس معیار فاصله تا چاهک، شدت صوت و انرژی سطح باتری می باشد. روش پیشنهادی با پروتکل BAT، پروتکل NODIC و استاندارد IEEE802.15.4 در شبیه ساز OPNET ورژن 11.5 شبیه سازی شد و نتایج از نظر انرژی مصرفی، تاخیر انتها به انتها، نسبت سیگنال به نویز، احتمال موفقیت ارسال داده به چاهک و نرخ گذردهی باهم مقایسه شدند. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که استفاده از معیار های عنوان شده در الگوریتم پیشنهادی موجب بهبود عملکرد شبکه نسبت به پروتکل BAT، پروتکل NODIC و استاندارد IEEE802.15.4 می شود.
کلید واژگان: شبکه حسگر بی سیم، پروتکل IEEE802.15.4، الگوریتم خفاش، چاهک متحرک، انرژی مصرفیSoft Computing Journal, Volume:8 Issue: 2, 2021, PP 102 -115Wireless sensor networks (WSNs) consist of sensor nodes with limited energy. Energy efficiency is an important issue in WSNs as the sensor nodes are deployed in rugged and non-care areas and consume a lot of energy to send data to the central station or sink if they want to communicate directly with the sink. Recently, the IEEE 802.15.4 protocol is employed as a low-power, low-cost, and low rate communication standard for WSNs, which ensures real-time applications via Guaranteed Time Slot (GTS). Accordingly, in this paper, a new protocol energy efficient bat algorithm and a mobile sink are presented. It can choose the optimal route based on: (1) distance of a sensor node to sink, (2), bat loudness, and (3) energy level of its battery. Using the OPNET simulator version 11.5, the proposed method was simulated by bat and NODIC protocols, and IEEE 802.15.4 and the results were considered in terms of energy consumption, end to end delay, signal to noise ratio, the success probability of sending data to sink and rate of passing data. The results of the simulation showed the use of the above-mentioned parameters in the proposed method leads to the improvement of the network throughput against using the IEEE 802.15.4 protocol, Bat algorithm, and NODIC protocol.
Keywords: Wireless Sensor Network, IEEE 802.15.4 protocol, Bat algorithm, Mobile sink, Energy consumption -
Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:17 Issue: 4, 2020, PP 11 -15
The aim of this paper is to provide the best locations and sizes of DGs to aim voltage and power loss improvement with consider costs. The objective function in this paper is a multi-objective function with weights. The main functions are minimization of the power loss, improvement of voltage profile and minimization of DG cost are transformed into a single objective function with utilization the weight of functions. A BAT algorithm is proposed for simultaneous optimization these functions. Hence, in the first stage in this paper introduces the multi-objective function. Next stage is introduced the optimization algorithm used and in the last stage simulation results are presented. The proposed method has been tested on a 13-bus system. The results indicate that any change in the function’s weight in the objective function leads to a significant change in the forecasting of the location and size of DG.
Keywords: DG, Size, Location, BAT Algorithm, Power Losses, Voltage Profile -
یکی از ارکان اصلی برنامه ریزی معدن، برنامه ریزی تولید بلند مدت است که یک امر بسیار مهم در تحقیقات نظری استخراج معادن روباز بوده و توزیع جریان نقدینگی را در سراسر عمر معدن مشخص می نماید. در واقع هدف برنامه ریزی، بیشینه کردن ارزش خالص فعلی از مجموع سودهایی است که در آینده تولید می شوند. برای رسیدن به این هدف باید همه محدودیت های عملیاتی از قبیل شیب، آمیختن عیارهای مختلف، تولید ماده معدنی و ظرفیت استخراج راضی کننده باشند. طرح های تولید بلند مدت بهینه در برابر عدم قطعیت های مربوطه با داده های مدل بهینه سازی دارای حساسیت هستند. در میان عدم قطعیت ها، عدم قطعیت عیار، سهم عمده ای را در دقت برنامه ریزی تولید بلند مدت خواهد داشت. در این مقاله مدل ترکیبی به وسیله روش آزادسازی لاگرانژی و الگوریتم خفاش برای حل مساله برنامه ریزی تولید بلند مدت معادن روباز ارایه شده که در آن عدم قطعیت عیار نیز لحاظ گردیده است. رویکردهای جدید پیشنهاد شده براساس بهینه سازی ضرایب لاگرانژ و مقایسه آن با روش سنتی است. الگوریتم خفاش برای به روزرسانی ضرایب لاگرانژ مورد استفاده قرار گرفته شده است. برای حل و اعتبارسنجی مدل به دست آمده، معدن سنگ آهن چادرملو به عنوان مورد مطالعاتی مناسب، در نظرگرفته شده است. نتایج حاصل از مطالعه موردی نشان می دهد که استراتژی ترکیبی می تواند راه حل قابل قبولی را نسبت به روش تقریبی سنتی ارایه کند؛ به طوری که، در طول یک دوره معین ارزش خالص فعلی با استفاده از روش ترکیبی پیشنهادی 69/6 درصد بیشتر از روش سنتی موجود است.
کلید واژگان: معادن روباز، برنامه ریزی تولید بلند مدت، عدم قطعیت عیار، آزادسازی لاگرانژی، الگوریتم خفاشJournal of Aalytical and Numerical Methods in Mining Engineering, Volume:10 Issue: 24, 2020, PP 13 -26Summary:
One of the main problems of mine planning is long-term production scheduling, which is very important in the theoretical research of open-pit mining and determines the distribution of cash flow throughout the life of the mine. In fact, the purpose is to maximize the net present value of the future profits generated. Among the uncertainties, grade uncertainty will play a major role in the accuracy of long-term production scheduling. In this paper, a hybrid model is presented by the Lagrangian relaxation method and bat algorithm to solve the problem of long-term production of open-pit mines, in which the uncertainty of the grade is also considered. The new approaches proposed are based on optimizing Lagrange coefficients and comparing them with the traditional method. The bat algorithm is used to update the Lagrange coefficients. The results of the case study show that the hybrid strategy can provide an acceptable solution compared to the traditional approximation method so that over a given period the net present value using the proposed hybrid method is 6.69% higher than the traditional one.
IntroductionIn recent years, a new approach to cheaper computational algorithms, such as meta-heuristic techniques, has attracted more attention from researchers to solve production scheduling problems. Although these techniques do not guarantee optimization as a final solution for production, they can provide suitable solutions for production at a lower computational cost.
Methodology and Approaches:
In this paper, an optimal hybrid model by the Lagrangian relaxation method and bat algorithm is presented to solve the problem of long-term production of open-pit mines, where the uncertainty of the grade is also considered. The newly proposed approach is based on optimizing Lagrange coefficients and comparing it with the traditional method. The results of the proposed approach are also compared with the combined approach based on the Lagrangian relaxation method and genetic algorithm. The bat algorithm is used to update the Lagrange coefficients.
Results and ConclusionsThe results of a case study show that the Lagrangian relaxation method can provide a suitable solution to the main problem and the combined strategy can produce a more effective solution than the traditional approximation method. It was also found that the proposed method has advantages, such as stable convergence property and prevention of early convergence. Over a given period, the net present value using the LR-BA hybrid method is 6.69% higher than the traditional method and also 5.58% higher than the LR-GA method.
Keywords: Open pit mine, Long-term production scheduling, Grade uncertainty, Lagrangian relaxation, Bat algorithm -
حجم بسیار و روبه رشد اطلاعات بر روی اینترنت، فرآیند تصمیم گیری و انتخاب اطلاعات، داده یا کالاهای موردنیاز را، برای بسیاری از کاربران وب دشوار کرده است. سامانه های پیشنهاددهنده (توصیه گر)1 ، باهدف رفع این چالش به وجود آمده اند و تلاش می کنند تا از میان حجم عظیم اطلاعات، اطلاعات خاص و مفید را با توجه به علاقه و سلیقه کاربر و تجربیات کاربران گذشته به وی پیشنهاد دهند. تاکنون سامانه های پیشنهاددهنده زیادی در زمینه های کاربردی متنوع ازجمله فیلم، موسیقی، کتاب و... ایجادشده اند. انتخاب یک سفر مناسب، پیشنهاد هتل و... با توجه به بودجه ی فرد، معمولا سختی ها و نگرانی های زیادی را برای کاربران به همراه دارد و عموما با صرف زمان و انرژی زیادی انجام می گیرد. لذا در این مقاله یک سیستم پیشنهاددهنده سفر و هتل ارایه می شود که از ترکیب روش فیلترهای مختلف ساخته شده است تا دقت آن دوچندان شود. این سیستم برای ارایه پیشنهادهای نهایی خود، سلایق کاربر جاری، کیفیت مجموعه های خدمات دهنده و تجربیات گذشته کاربران مشابه با کاربر جاری را مدنظر قرار داده و بدین ترتیب علاوه بر ارایه پیشنهادهای دقیق تر، مشکل شروع سرد2 را که معمولا برای کاربران جدید بروز می کند که در سیستم ثبت نام می کنند و سیستم هیچ اطلاعاتی از نظرات یا علایق کاربر ندارد، نیز برطرف می نماید. در چنین شرایطی، سامانه ها معمولا از یادگیری فعال3 یا استفاده از ویژگی های شخصیتی کاربر، برای حل مشکل استفاده می کنند.
کلید واژگان: سیستم پیشنهاددهنده، فیلترینگ ترکیبی، الگوریتم خفاش، فیلترینگ مشارکتی، فیلترینگ مبتنی بر محتویThe growing amount of information on the internet has made it difficult for many web users to make the decision-making and selection of information, data or goods. Recommended systems are designed to address this challenge and try to offer specific and useful information with respect to user tastes and past user experiences. So far, many offering systems have been developed in a variety of applications including movies, music, books, hotels etc. Choosing the right trip, the hotel proposal and so on, with regard to the individual's budget usually have a lot of difficulties and concerns for users and generally takes a lot of time and energy. In this paper, a travel and hotel recommendation system is developed which is constructed from combination of different filtering methods to maximize accuracy. The system is considering the current user's preferences, the quality of the service packages and past experiences of the same users with the current user in order to providing more accurate suggestions. It also eliminates the cold start problem.
Keywords: Recommended System, Bat Algorithm, Hybrid Filtering, Collaboration Filtering, Content-Based Filtering, Meta-Heuristic Algorithm -
این کار، روشی برای کاهش مرتبه سیستم های ابعاد وسیع ناپایدار با استفاده از کمینه سازی تابع چندهدفه مجموع وزنی معیارهای ITSE و H∞ با کمک الگوریتم خفاش ارایه شده است. ابتدا مدل ناپایدار به دو بخش پایدار و ناپایدار تفکیک شده، سپس با در نظر گرفتن بخش پایدار و با استفاده از نرم هانکل، مرتبه مناسب سیستم مرتبه کاهشی تعیین شده است. در ادامه، ساختار ثابتی با ضرایب مجهول برای مدل مرتبه کاهشی در نظر گرفته می شود. با کمینه سازی تابع چندهدفه مجموع وزنی معیارهای ITSE و H∞ با کمک الگوریتم خفاش که خطا اختلاف پاسخ پله سیستم اصلی و مدل مرتبه کاهشی است، ضرایب مجهول مدل مرتبه کاهشی تعیین شده اند. از محک روث - هرویتز برای ارضای شرط پایداری استفاده شده است که به صورت قید در مسئله بهینه سازی وارد شده و درنتیجه، مسئله بهینه سازی به مسئله بهینه سازی مقید تبدیل شده است. در آخر، بخش ناپایدار به بخش کاهش مرتبه یافته الحاق شده است. برای تایید و نمایش توانمندی و کارایی روش پیشنهادی، سه سیستم ابعاد وسیع کاهش داده شده و با برخی روش های کاهش مرتبه از قبیل برش متعادل و تقریب بهینه هانکل مقایسه شده اند. نتایج به دست آمده نشان دهنده توانایی و قابلیت روش پیشنهادی نسبت به روش های کلاسیک است.کلید واژگان: سیستم های ابعاد وسیع، کاهش مرتبه، الگوریتم خفاشIn this work, a method for order reduction of unstable systems by minimizing the multi-objective weighted sum function ITSE and H∞ norm with bat algorithm is investigated. At first, the unstable model is divided into two parts: stable and unstable. Then, the order of reduced model is determined by considering the stable part and using Hankel norm. In the following, a fixed structure with unknown coefficients is considered for a reduced order model. By minimizing the weighted sum multi-objective included ITSE and H∞ norm with bat algorithm, in which the error is the difference between the step response of original system and reduced order model, unknown parameters of the reduced order model are determined. The Routh-Hurwitz criterion has been used to satisfy the stability condition, which is introduced as a constraint in the optimization problem, and thus the unconstrained optimization problem is converted to constrained optimization problem. Finally, the unstable part is joined to the reduced order part. To confirm and demonstrate the capability and efficiency of the proposed method, three large systems have been reduced and compared with some order reduction methods such as balanced truncation and optimal Hankel approximation. The results show the capability of the proposed method over classical methods.Keywords: Large Scale Systems, order reduction, Bat Algorithm
-
مطالعات زیادی بر روی چگونگی مدل کردن انواع مساله، توسعه فرضیات مساله برای تطبیق با شرایط کاربردی در دنیای واقعی و همچنین ایجاد یا توسعه روش های حل مساله به منظور کسب نتایج بهتر صورت گرفته است</em>. </em>در این مقاله در نظر داریم جهت حل مساله مسیریابی وسایل نقلیه با پنجره زمانی، از الگوریتم خفاش تک هدفه برای فرآیند توزیع دارو در سطح کلانشهر تبریز استفاده نماییم. با توجه به ماهیت پیوسته الگوریتم فراابتکاری، نحوه تولید و رمزگشایی، جواب جدیدی برای مسیریابی طراحی می نماید که کوتاه ترین مسیر حمل و نقل در کم ترین زمان ممکنه را سبب می گردد. در این راستا، نحوه توزیع دارو توسط شرکت پخش محیادارو که یک شرکت تجاری - خدماتی (غیرفناور) بوده، مد نظر قرار گرفته است.</em>جهت ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، مسا</em>ی</em>لی با ابعاد مختلف براساس مسایل واقعی مربوط به انتقال داروها به داروخانه های موجود در سطح شهر تبریز که توسط شرکت محیادارو صورت می گیرد به کار گرفته شده است. نتایج حاکی از این موضوع است که مسیریابی بهینه با توجه به ماهیت بهینه سازی الگوریتم فراابتکاری صورت گرفته و هزینه های صرف شده برای این کار در مقایسه با کارهای مشابه قبلی به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.
کلید واژگان: الگوریتم خفاش، کوتاه ترین مسیر، محیادارو، مسیریابیRoad journal, Volume:28 Issue: 2, 2020, PP 151 -167There have been many studies on how to model problem types, develop problem assumptions to adapt to real-world application conditions, and develop or develop problem-solving methods to obtain better results. In this paper, we aim to use single-target bat algorithm for drug distribution process in Tabriz metropolitan area in order to solve the problem of vehicle routing with time window. Due to the continuous nature of the metadata algorithm, how it is generated and decoded, a new routing solution is designed that gives the shortest transport path in the shortest possible time. In this regard, the distribution of the drug has been considered by Mohyadaru Distribution Company, a non-technical business-service company. In order to evaluate the performance of the proposed method, issues of different dimensions have been applied based on the actual issues related to drug delivery to existing pharmacies in the city of Tabriz by Mohyadaroo Company. The results show that the optimal routing is done due to the nature of the meta-algorithm optimization and the costs spent for this task are significantly reduced compared to the previous work.
Keywords: BAT Algorithm, Shortest Path, Scorpio, Routing -
Abstract The rapid growth in demand for computing power has led to a shift towards a cloud-based model relying on virtual data centers. In order to meet the demand of cloud computing clients, cloud service providers need to maintain service quality parameters at optimum levels. This paper presents a hybrid algorithm dubbed PSOBAT-Greedy, which is expected to reduce cost and time while enhancing the efficiency of resources. The main idea behind the newly proposed algorithm is to find an optimal weight for local and global search using Range and Tuning functions as an important solution overcoming various problems in task scheduling and provide the right response within an acceptable time. The new hybrid algorithm is less time-consuming and costly than the other two algorithms. As compared to particle swarm optimization (PSO) algorithm and combined particle swarm optimization and bat algorithm (PSOBat), resource efficiency improves by 15% and 5%, respectively. Keywords: Quality of Service, Cloud Computing, Particle Swarm Optimization, Bat Algorithm
Keywords: Quality of Service, cloud computing, particle swarm optimization, Bat algorithm -
The complex networks are widely used to demonstrate effective systems in the fields of biology and sociology. One of the most significant kinds of complex networks is social networks. With the growing use of such networks in our daily habits, the discovery of the hidden social structures in these networks is extremely valuable because of the perception and exploitation of their secret knowledge. The community structure is a great topological property of social networks, and the process to detect this structure is a challenging problem. In this paper, a new approach is proposed to detect non-overlapping community structure. The approach is based on multi-agents and the bat algorithm. The objective is to optimize the amount of modularity, which is one of the primary criteria for determining the quality of the detected communities. The results of the experiments show the proposed approach performs better than existing methods in terms of modularity.Keywords: Social networks, Multi-agent systems, Swarm intelligence, Bat algorithm, Community Detection, Modularity
-
الگوریتم خفاش، نوعی الگوریتم هوش جمعی است که از رفتار خفاش های کوچک هنگام جهت یابی برای شکار، الهام گرفته شده است. الگوریتم های هوش جمعی الهام گرفته از طبیعت اند که در مسائل بهینه سازی دشوار بسیار کارآمد عمل می کنند. همچنین، این الگوریتم ها ساده و انعطاف پذیرند و پیاده سازی آسانی دارند. تحلیل پایداری الگوریتم های هوش جمعی، استفاده از آنها را قابل اطمینان و رسیدن به پاسخ را تضمین می کند. پیش از این، تحلیل پایداری برای برخی از الگوریتم های هوش جمعی ازجمله بهینه سازی ازدحام ذرات و جستجوی گرانشی انجام شده است؛ اما تحلیل ریاضی کافی برای الگوریتم خفاش انجام نشده است. به همین منظور در این مقاله، پایداری الگوریتم خفاش با استفاده از روش لیاپانوف تحلیل شده است. در این مطالعه، ابتدا پایداری الگوریتم خفاش استاندارد تحلیل شد. با توجه به موفق نبودن تلاش های انجام شده برای تحلیل پایداری الگوریتم استاندارد، روابط به روزرسانی جدیدی برای افزایش درجه آزادی الگوریتم خفاش ارائه شد. سپس تحلیل پایداری الگوریتم با روابط به روزرسانی جدید انجام شده است. نتایج تجربی نشان دهنده پایداری الگوریتم با روابط به روزرسانی جدید است.کلید واژگان: الگوریتم خفاش، بهینه سازی، تحلیل پایداری لیاپانوف، همگراییBat Algorithm is a type of swarm intelligence algorithm which is inspired by the behavior of little bats which are looking for direction in hunting opportunities. Swarm intelligence algorithms are inspired by the nature which are very efficient on crucial optimization problems. These algorithms are simple, flexible and can be implemented easily as well. Analyzing swarm intelligence algorithms makes their utilization reliable and guarantees finding answers by them. Earlier, stability analysis has been accomplished for some swarm intelligence algorithms including Particle Swarm Optimization and Gravitational Search but sufficient mathematical analysis for the bat algorithm has not been done. For this purpose, in the present paper, we considered Bat Algorithm stability analysis using Lyapunov method. In this study, at first, stability analysis of standard bat algorithm has been analyzed. Because of unsuccessful attempts to analyze the stability of standard algorithm, new updating relations has been introduced to increase the degree of freedom. The stability analysis has been presented for these relations. Experimental results illustrate the stability of the new updating relations.Keywords: Bat Algorithm, Optimization, Lyapunov Stability Analysis, Convergence
-
The forecast of fluctuations and prices is the major concern in financial markets. Thus, developing an accurate and robust forecasting decision model is critically favorable to the investors. As gold has shown a special capability to smooth inflation fluctuations, governors use gold as a price controlling lever. Thus, more information about future gold price trends will help to make the firm decisions. This paper attempts to propose an intelligent model founded by artificial neural networks (ANNs) to project future prices of gold. The proposed intelligent network is equipped with a meta-heuristic algorithm called BAT algorithm to make ANN capable of following fluctuations. The designed model is compared to that of a published scientific paper and other competitive models such as Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA), ANN, Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS), Multilayer Perceptron (MLP) Neural Network, Radial Basis Function (RBF) Neural Network and Generalized Regression Neural Networks (GRNN). In order to evaluate model performance, Root Mean Squared Error (RMSE) was employed as an error index. Results showed that the proposed BAT-Neural Network (BNN) outperforms both traditional and modern forecasting modelsKeywords: Forecasting, Gold Price Fluctuations, Artificial Intelligence, Neural Network, BAT Algorithm
-
Because of the low accuracy of estimation and uncertainty of the techniques used in the past to Software Cost Estimation (SCE), software producers face a high risk in practice with regards to software projects and they often fail in such projects. Thus, SCE as a complex issue in software engineering requires new solutions, and researchers make an effort to make use of Meta-heuristic algorithms to solve this complicated and sensitive issue. In this paper, we propose a new method by improving Genetic Algorithm (GA) with Bat Algorithm (BA), considering the effect of qualitative factors and false variables in the relations concerning the total estimation of the cost. The proposed method was investigated and assessed on four various datasets based on seven criteria. The experimental results indicate that the proposed method mainly improves accuracy in the SCE and it reduced errors' value in comparison with other models. In the results obtained, Mean Magnitude of Relative Error (MMRE) on NASA60, NASA63, NASA93, and KEMERER is 17.91, 34.80, 41.97, and 95.86, respectively. In addition, the experimental results on datasets show that the proposed method significantly outperforms GA and BA and also many other recent SCE methods.Keywords: Software Cost Estimation, Bat algorithm, Genetic Algorithm, COCOMO model, Optimization
- 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.