به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

whale optimization algorithm

در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • حسگرهای اینترنت اشیا و شبکه های حسگر بی سیم برای ارائه اطلاعات، مانند اطلاعات جاده، نیاز به مکان یابی دقیق دارند. نصب مکان یاب بر روی تمامی گره ها و سنسورها بسیار پرهزینه است و به همین دلیل مکان یابی غیرمستقیم انجام می شود. یکی از روش های مکان یابی کم هزینه، الگوریتم DVHop است. به دلیل سادگی الگوریتم DVHop، زمان اجرای آن زیاد نیست. به همین دلیل مصرف انرژی زیادی را مصرف نمی کند و یک الگوریتم کم هزینه محسوب می شود. یکی از چالش های روش DVHop خطای قابل توجه آن در مکان یابی است. برای حل این مشکل، در مقاله حاضر، یک سیستم مکان یاب هوشمند با استفاده از الگوریتم بهبود یافته DVHop و الگوریتم بهینه سازی وال برای تخمین موقعیت اشیا و حسگرها ارائه شده است. روش پیشنهادی دارای سه مرحله اصلی برای مکان یابی هوشمند است. آزمایش ها نشان داد که روش پیشنهادی نسبت به الگوریتم های PSO، WOA، GWO و HHO خطای مکان یابی کمتری دارد و به دلیل انحراف استاندارد کمتر در بومی سازی خطا، از پایداری بالایی برخوردار است. در مقایسه با DVHop، PSODVHop، GSODVHop و DEIDVHop، روش پیشنهادی خطاها را به ترتیب 1.73، 1.60، 1.28 و 1.13 برابر کاهش می دهد.

    کلید واژگان: اینترنت اشیاء، الگوریتم Dvhop، مکان یابی، الگوریتم بهینه سازی وال
    Nazbanoo Farzaneh*, Enciye Farmanbar

    Sensors of the Internet of Things and wireless sensor networks need accurate localization to provide information, such as road information. Installing a locator on all the nodes and sensors is very expensive, and, for this reason, indirect localization is done. One of the low-cost localization methods is DVHop algorithm. Due to the simplicity of DVHop algorithm, its execution time is not long; for this reason, it does not impose much energy consumption, and it is considered a low-cost algorithm. One of the challenges of the DVHop method is its significant error in localization. To solve this problem, in the present paper, a smart locator system is presented using the DVHop algorithm and improved Whale optimization algorithm to estimate the location of objects and sensors. The proposed method has three main steps for smart localization. Experiments showed that the proposed method has less localization error than PSO, WOA, GWO, and HHO algorithms and has high stability due to less standard deviation in localizing the error. Compared to the DVHop, PSODVHop, GSODVHop, and DEIDVHop, the proposed method reduces errors by 1.73, 1.60, 1.28, and 1.13 times, respectively.

    Keywords: Internet Of Things, Dvhop Algorithm, Localization, Whale Optimization Algorithm
  • مسلم دهقانی، سید محمد برنا پور*

    با افزایش تعداد منابع تولید پراکنده محلی و افزایش ساختمان های هوشمند در ریزشبکه های امروزی، بار محاسباتی و داده های مبادله شده بین واحد ها افزایش یافته است؛ از این رو، انجام محاسبات در محل و ارسال اطلاعات نهایی به شبکه بالادست برای تصمیم گیری و برنامه ریزی امری ضروری است. در این مقاله، روشی بر  مبنای ابر مه ارائه شده است که حجم و زمان محاسبات را برای مدیریت انرژی ساختمان های هوشمند در ریزشبکه کاهش می دهد. سیستم پیشنهادی دارای چندین ساختمان هوشمند است که هر ساختمان هوشمند دارای بارهای ثابت و قابل تغییر، سیستم ذخیره ساز انرژی و سیستم فتوولتاییک است. در مدیریت انرژی ساختمان های هوشمند، دو هدف هزینه و نرخ پیک به میانگین در مسئله چندهدفه ارائه شده است. هر ساختمان هوشمند قابلیت خرید و فروش انرژی با شبکه بالادست را دارد. الگوریتم بهینه سازی وال برای حل مسئله بهینه سازی پیشنهادی و کاهش هم زمان هزینه و نرخ پیک به میانگین استفاده شده است. با انجام محاسبات ابر مه و حل مسئله بهینه-سازی هر ساختمان هوشمند به صورت محلی، حجم محاسبات و زمان محاسبات نسبت به حالت بدون ساختار ابر مه، از 46/4665 ثانیه به 52/48 ثانیه کاهش یافته است؛ بنابراین، محاسبات لبه سبب کاهش حجم و زمان محاسبات در مدیریت انرژی چندین ساختمان هوشمند شده است که در پی آن، برنامه ریزی واحد ها به صورت محلی انجام می شود.

    کلید واژگان: الگوریتم بهینه سازی وال، ریزشبکه، ساختمان هوشمند، محاسبات ابر مه، مدیریت انرژی
    Moslem Dehghani, Seyyed Mohammad Bornapour *

    With the increase in the number of locally distributed generation resources and the increase of smart buildings in today's microgrids, the computational volume and data exchanged between units have increased. Therefore, it is necessary to perform on-site calculations and send the final information to the upstream layer for decision-making and planning. This paper presents a cloud-fog computing structure that reduces the computational burden and time of calculations for energy management of smart buildings in the smart microgrids. The proposed system has several smart buildings, each with fixed and shiftable loads, an energy storage system, and a photovoltaic system. In the proposed energy management of smart buildings, the cost and peak-to-average ratio are presented as objective functions in a multi-objective problem. Every smart building can buy and sell energy with the upstream network. Whale optimization algorithm has been used to solve the optimization problem and the cost and peak-average ratio have been reduced and optimized simultaneously. By implementing cloud-fog computing and solving the optimization problem of each smart building locally, the computational burden and computing time have been reduced from 465.46 seconds to 48.52 seconds compared to the case without cloud-fog structure. Therefore, cloud-fog computing has reduced the computational burden and the time of calculations in the proposed energy management system of each smart building, after which the planning of the units is done locally.

    Keywords: Whale Optimization Algorithm, Microgrid, Smart Building, Cloud-Fog Computing, Energy Management
  • E. Ehsaeyan *
    This work presents a new multilevel thresholding algorithm for image segmentation, addressing the limitations of metaheuristic algorithms. Multilevel thresholding provides a fast and effective approach. A major challenge for metaheuristic algorithms like Whale Optimization Algorithm (WOA) is stagnation, leading to suboptimal solutions and premature convergence. This research introduces the Darwinian Whale Optimization Algorithm (DWOA), which incorporates the principles of natural selection to address this issue. DWOA enhances diversity and improves the quality of individuals within the population while maintaining the convergence speed of WOA.The proposed DWOA employs an encouragement-punishment strategy to guide search agents effectively through the search space. This strategy is implemented by dividing the population into groups, where each group collaborates to locate optimal threshold values. The effectiveness of DWOA is evaluated on 12 test images using the energy curve method, a well-established approach for performance assessment. Additionally, Kapur entropy is employed to further assess DWOA's capability. To conduct a thorough analysis, seven additional search algorithms have been developed and assessed alongside the DWOA. The segmented results indicate that the proposed mthod has the best performance on 32 out of 36 cases in terms of Kapur fitness. Results prove that DWOA consistently outperforms the standard WOA and other heuristic search methods, establishing itself as a powerful tool for image segmentation tasks.
    Keywords: Image Segmentation, Natural Inspired Algorithm, Whale Optimization Algorithm, Darwinian Rule
  • Alireza Ariyazand, Hamed Soleimani *, Farhad Etebari, Esmaeil Mehdizadeh

    Scheduling and timetabling for university system have been a source of attention and an important challenge for the people in charge of administrations. The regulations and infrastructures are very diverse between universities, making it impossible to come up with a universal model for all. We, in this research, focused on coming up with an algorithm to help with timetabling of class courses for Islamic Azad university of Robat Karim. Our goal was to define an algorithm that could improve teacher satisfaction, and overall efficiency of the university timetabling. Instead, we managed to come up with an efficient algorithm.This research considers different factors such as teacher satisfaction, knowledge and skillset, categorizes students based on undergraduate versus post graduate degree, their research background, their scores and finally student satisfaction as well. This multi-objective mathematic model accounts for all the rules, regulations, and limitations of the university setting while following challenging confinements that guarantee the feasibility of the solution. Using metaheuristic algorithm of Whale and Genetic, while avoiding any breach of the soft limitations, we managed to come up with a system that provides the most satisfaction between the teachers and students. In our research, we compared Whale and Genetic algorithm with 4 other metaheuristic algorithms. We concluded that the results of Whale and Genetic algorithm are superior to other algorithms in regards to: Improved function goals, less run time, more Pareto front averages, more efficient solutions and results.

    Keywords: university course timetabling problem, Bi-objective programming, Whale Optimization Algorithm, Genetic Algorithm
  • Morteza Enayati, Mahdi Yousefi Nejad Attari *, Fahime Lotfian Delouyi
    This paper addresses the open shop scheduling problem, considering parallel machines within each stage and integrating job transportation times between stages, independent of job specifics. In this scheduling problem, all jobs traverse each stage, and once a job commences on a machine, it must complete without machine breakdowns. To meet this challenge, a mixed-integer linear programming (MILP) model is introduced to minimize the makespan, which represents the maximum job completion time. Given the NP-hard nature of the open-shop scheduling problem, this study employs the whale metaheuristic algorithm to solve instances across various dimensions, spanning small, medium, and large scales. The algorithm parameters are systematically optimized using the Taguchi Method. Results from comparing the whale algorithm with the linear model implemented in GAMS highlight its exceptional efficiency in handling randomly generated small and medium-sized instances. Moreover, in a comparative analysis with other algorithms such as PSO and DE, the whale algorithm not only competes effectively but, in some instances, outperforms its counterparts. This observation underscores the algorithm's prowess in maintaining efficiency and high performance, particularly when addressing large-scale open-shop scheduling challenges. It excels in achieving a delicate balance between exploration and exploitation, thereby avoiding local optimal solutions.
    Keywords: Open Shop-Scheduling, Parallel Machines, Transportation Time, Mixed-Integer Linear Programming, Whale Optimization Algorithm
  • جلیل مظلوم، حمید بیگدلی

    امروزه در عصر دیجیتال، از آنجا که مسایل امنیتی و حملات سایبری، حریم اطلاعات ایمن و حیاتی سازمان ها یا افراد را مختل می کنند، بسیار جدی و لازم توجه به شمار می روند. بنابراین، تشخیص به موقع این آسیب ها از طرف نفوذگران ضروری است، به طوری که سنگ بنای امنیت تحت عنوان سیستم تشخیص نفوذ (IDS)، حریم خصوصی داده های کاربر را حفظ نماید. از طرف دیگر، همراه با پیشرفت سریع روش های یادگیری ماشین (ML) و یادگیری عمیق (DL) در دنیای داده، یکی از کاربردهای مهم آن ها در زمینه IDS با استفاده از الگوریتم های طبقه بندی پیشرفته است که در سال های اخیر موضوع تحقیقات متعددی جهت افزایش دقت و قابلیت اطمینان بوده است. در نتیجه، این مقاله یک مدل ترکیبی IDS را ارایه می کند که به ادغام انتخاب ویژگی، طبقه بندی و بهینه سازی هایپرپارامترها پرداخته است. ابتدا، ویژگی های انبوه اولیه به طور جداگانه به روش های اطلاعات متقابل اصلاح شده (MMI)، الگوریتم ژنتیک (GA)، و آزمون F تحلیل واریانس وارد می شوند و پس از آن، اشتراک گیری از خروجی آن ها به عنوان ویژگی های نهایی موثر و کاهش یافته صورت می پذیرد. در ادامه، یک طبقه بند ترکیبی CNN و LSTM (CNN-LSTM) به کار گرفته می شود که هایپرپارامترهای آن به جای روش سعی و خطای زمان بر دستی، توسط یک الگوریتم بهینه سازی به نام گرگ خاکستری - نهنگ با جابه جایی تصادفی (RS-GWO-WOA) تعیین خواهد شد. نهایتا، به منظور تجزیه وتحلیل طرح پیشنهادی، مقایسه ای با سایر روش ها از نظر صحت، دقت، یادآوری، امتیاز F1 و مدت زمان در مجموعه داده NSL-KDD انجام شده است که برتری رویکرد توسعه یافته را تایید می نماید.

    کلید واژگان: سیستم تشخیص، نفوذ انتخاب ویژگی، بهینه سازی هایپرپارامترها، اطلاعات متقابل، الگوریتم ژنتیک، آزمون F تحلیل واریانس، الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری، الگوریتم بهینه سازی نهنگ
    Jalil Mazloum, Hamid Bigdeli

    In today's digital era, security issues and cyber attacks have become a serious and attention-needed concern as they hamper secured and vital information relating to organizations or individuals. Accordingly, timely detection of these vulnerabilities made by intruders is essential, wherein the cornerstone of security ensures the user's data privacy as an intrusion detection system (IDS). On the other hand, with the rapid development of machine learning (ML) and deep learning (DL) methods in the data world, one of their significant applications is dedicated to IDS using state-of-the-art classification algorithms, which has been the subject of numerous research to enhance accuracy and reliability in recent years. As a consequence, this paper presents a hybrid model integrating feature selection, classification, and hyper-parameters optimization. First, the initial massive features are subjected separately to the modified mutual information (MMI), genetic algorithm (GA), and Anova F-value approaches, followed by extracting the common outputs as optimal and reduced final features. Subsequently, a compound CNN and LSTM classifier (CNN-LSTM) is employed, where its hyper-parameters will be determined through a random switch grey wolf-whale optimization algorithm (RS-GWO-WOA) instead of a time-consuming trial and error manual process. Ultimately, to analyze the suggested scheme, a comparison with other strategies in terms of accuracy, precision, recall, F1 score, and periods of time on the NSL-KDD dataset has been accomplished, confirming the superiority of the developed approach.

    Keywords: Intrusion Detection System, Feature Selection, Hyper-parameter Optimization, Mutual Information, Genetic Algorithm, Anova F-value, Grey Wolf Optimization Algorithm, Whale Optimization Algorithm
  • Abbas Ali Rezaee *, Seyedeh Mahnaz Raeisosadat
    One of the most critical challenges of wireless sensor networks is the limited energy of the nodes, which has tried to manage energy consumption in these networks by using more accurate clustering. So far, many methods have been proposed to increase the accuracy of clustering, which reduces the energy consumption of nodes and thus increases network throughput. In this paper, we propose a method for clustering wireless sensor networks using the whale optimization algorithm, which results in increased throughput in these networks. Although much work has been done in this area in terms of energy, some do not have good throughput. Therefore, in this paper, a clustering method based on the whale optimization algorithm is proposed. Features of this algorithm include easy implementation, providing high- quality solutions, quick convergence, and the ability to escape from local minima. Also, in terms of clustering, in addition to paying attention to energy consumption, has appropriate throughput. In the proposed method, the Euclidean distance is used to assign data to the cluster and determine the cluster centers by the whale optimization algorithm. In other words, concentrated clusters are created. Then, according to the two remaining energy parameters and the distance of the nodes to the centers of the cluster, two clusters are selected. To evaluate the research, we have used MATLAB software and compared the proposed method with one of the latest works. The results show an improvement in throughput and comparable in terms of energy
    Keywords: Clustering, Energy Consumption, throughput, Wireless Sensor Networks, whale optimization algorithm
  • Vahid Bahmani, Mohammad Amin Adibi *, Esmaeil Mehdizadeh
    This paper provides an integrated model for a two-stage assembly flow shop scheduling problem and distribution through vehicle routing in a soft time window. So, a mixed-integer linear programming (MILP) model has been proposed with the objective of minimizing the total cost of distribution, holding of products, and penalties of violating delivery time windows. To solve this problem, an improved meta-heuristic algorithm based on whale optimization algorithm (WOA) has been developed. A comparison of the integrated and non-integrated model in a case study of industrial gearboxes production shows that the integrated model compared to the non-integrated model has saved 15.6% and 13.6% in terms of delay time and total costs, respectively. Computational experiments also indicate the efficiency of improved WOA in converging to optimal solution and achieve better solution in comparison to the genetic algorithm (GA).
    Keywords: Two-stage assembly, Vehicle routing, Whale Optimization Algorithm, Genetic Algorithm
  • یوسف عسگری نژاد، علی مرادزاده*
    در تعیین نقاط بهینه حفاری های تولیدی مهم است که زون های با کیفیت مخزنی مشخص باشند. برای این منظور از داده های ژیوشیمیایی که معمولا تعداد آن ها کم است استفاده می کنند. این گسستگی داده ها باعث ایجاد شکاف اطلاعاتی می شود. چنانچه از داده هایی با پیوستگی بیشتر استفاده شود طوری که دقت مدل سازی مناسب باشد، حفاری ها با شانس بیشتری انجام می شود. در این مطالعه هدف بر این است تا کیفیت رخساره های گازی با استفاده از دو روش ناپارامتری آماری (پارزن) و تکنیک یادگیری عمیق با نظارت (شبکه عصبی بازگشتی حافظه کوتاه مدت بلند LSTM) و به کمک داده های نگار چاه و لرزه ای مدل شوند. همچنین در نظر است شبکه طراحی شده به وسیله دو روش بهینه سازی ابتکاری الگوریتم رقابت استعماری و الگوریتم نهنگ بهینه سازی شود. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که هر دو روش نتایج خوبی در طبقه بندی دارند، طوری که مدل سازی کیفیت رخساره های گازی با استفاده از تکنیک یادگیری عمیق با نظارت با دقت بیشتری (87%) نسبت به روش ناپارامتری پارزن (83%) انجام گرفته است. همچنین با اعمال الگوریتم های بهینه سازی دقت شبکه بیشتر شده است. بهترین دقت مربوط به شبکه LSTM بهینه شده با الگوریتم رقابت استعماری  (90%) است. گزارش ها و داده های ژیوشیمیایی مغزه های چاه، اعتبارسنجی بالای این مدل سازی ها را نشان می دهد.
    کلید واژگان: کیفیت رخساره گازی، شبکه حافظه کوتاه مدت بلند، پارزن، الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم نهنگ
    Y. Asgari Nezhad, A. Moradzadeh *
    In determining the optimal points of production drilling, it is important to identify areas of suitable reservoir quality. For this purpose, the use of geochemical data, which is usually small in number, is common. This data discontinuity creates information gaps. If one uses more continuous data so that its modeling accuracy is suitable, the drilling could be then performed with more success. In this study, seismic and well logs data were used to classify the quality of gas facies by two non-parametric statistical (Parzen) and supervised deep learning techniques (long-term short-term memory network (LSTM)). The LSTM network was then also optimized by two heuristic optimization methods (Imperialistic competition algorithm and Whale algorithm). The obtained results indicate that both methods produce good results in classification so that the modeling accuracy of gas facies quality using supervised deep learning technique (87%) is more than that of the non-parametric Parzen (83%) method. Moreover, the application of optimization algorithms has increased the classification accuracy. The best accuracy is related to the LSTM network optimized with the imperialistic competition algorithm (90%). Geochemical reports and well cores data show the high validity of these models.
    Keywords: Quality of gas facies, LSTM network, Parzen, Imperialistic competition algorithm, Whale optimization algorithm
  • فرزانه رضایی، نازنین پیله وری*
    هدف

    در زنجیره های تامین پیچیده امروزی، در پایدار بودن علاوه بر اهمیت کاهش هزینه ها، دو منظر اجتماعی و زیست محیطی نیز اهمیت زیادی به دست آورده اند. این تحقیق به دنبال ارایه مدل زنجیره تامین چندسطحی پایدار در بخش تولید محصولات نیروگاهی گروه کارخانجات صنعتی و تولیدی می باشد.

    روش شناسی پژوهش:

     برای مساله مورد نظر، یک مدل ریاضی ارایه شده است که اهداف آن عبارتند از: حداکثرسازی مسیولیت اجتماعی، کمینه سازی انتشار آلاینده های زیست محیطی و کمینه سازی هزینه های زنجیره تامین. با توجه به اینکه برنامه ریزی پایدار زنجیره تامین مساله ای Np-Hard است، از الگوریتم فراابتکاری نهنگ و ژنتیک برای ارایه و حل مدل استفاده کرده ایم.

    یافته ها: 

    جهت حل مدل ارایه شده، مسایل نمونه آزمایشی در سه گروه اندازه کوچک، متوسط و بزرگ با توجه داده های شرکت اتمسفر طراحی گردیده و نتایج دو الگوریتم بهینه سازی نهنگ و الگوریتم ژنتیک با توجه به شاخص های مقایسه ای کیفیت، پراکندگی، یکنواختی و زمان حل با یکدیگر مقایسه شده اند.

    اصالت/ارزش افزوده علمی:

     نتایج نشان داد الگوریتم نهنگ دارای توانایی بالاتر، جهت دستیابی به جواب های باکیفیت تر و نزدیک بهینه از منظر شاخص کیفیت و اکتشاف و استخراج ناحیه شدنی جواب از منظر شاخص پراکندگی، نسبت به الگوریتم ژنتیک می باشد. نتایج شاخص یکنواختی و زمان حل نیز نشان داد، الگوریتم ژنتیک دارای زمان حل کمتر می باشد و فضای جواب را به صورت یکنواخت تر جستجو می کند.

    کلید واژگان: زنجیره تامین، پایداری، الگوریتم بهینه سازی نهنگ
    Farzaneh Rezaee, Nazanin Pilevari *
    Purpose

    In the current complicated supply chains, sustainability and two social and environmental perspectives have significantly caught researchers’ attention due to their significant role in cost reduction. The present study aims to propose a sustainable multi-tier supply chain model for power plant products for industrial and manufacturing factories.

    Methodology

    To this end, a mathematical model was proposed with three

    objectives

    maximizing the social responsibility, minimizing the emission of environmental pollutants, and reducing the costs of the supply chain. The whale and genetic metaheuristic algorithms were employed to propose and solve the model since sustainable supply chain planning was considered an NH-hard problem.

    Findings

    In order to solve the proposed model, the experimental sample was designed in three groups including small, medium, and large in terms of the data of Atmosphere Company. The results of whale optimization and genetic algorithms were compared according to the comparative indices of quality, dispersion, uniformity, and solving time.

    Originality/Value:

     According to the results, the whale algorithm was able to provide higher quality and near-optimal solutions than genetic algorithm; in addition, by comparison, it could efficiently explore and extract possible areas of the solution in terms of quality and dispersion indices. However, a shorter amount of time was required for genetic algorithm to uniformly find solutions.

    Keywords: Supply chain, Sustainability, Whale Optimization Algorithm
  • علی کریمی*، محمدرضا ایرجی مقدم، اسماعیل بسطامی

    روش های پیش بینی خطای نرم افزار برای پیش بینی ماژول های مستعد خطا در مراحل اولیه ی توسعه ی نرم افزار استفاده می شوند. امروزه فنون یادگیری ماشین پرکاربردترین فنون مورد استفاده در زمینه ی پیش بینی خطاهای نرم افزار محسوب می شوند. ابعاد بالای داده یکی از مشکلاتی است که عملکرد الگوریتم های یادگیری ماشین را تحت تاثیر قرار می دهد. ابعاد بالای داده به معنای وجود ویژگی های غیر مفید یا افزونه است که احتمالا الگوریتم یادگیری را گمراه کرده و در نتیجه دقت آن را کاهش می دهد. دقت پایین پیش بینی خطای نرم افزار باعث شناسایی دیرهنگام بعضی ماژول های خطادار می شود و در نتیجه تلاش و هزینه ی برطرف کردن خطاها را به صورت غیرعادی بالا می برد. بنابراین حل مشکل ابعاد بالای داده برای افزایش دقت پیش بینی خطای نرم افزار ضروری است. برای کاهش ابعاد داده، محققین از الگوریتم های انتخاب ویژگی استفاده می کنند. الگوریتم های انتخاب ویژگی به دو دسته ی الگوریتم های مبتنی بر فیلتر و الگوریتم های مبتنی بر پوشش تقسیم می شوند. الگوریتم های مبتنی بر پوشش منجر به مدل های پیش بینی با دقت بالاتری می شوند. در این الگوریتم ها می توان از روش های مختلفی برای جستجوی راه حل ها استفاده نمود که بهترین نوع آن جستجوی فراابتکاری است. هر کدام از الگوریتم های فراابتکاری نقاط قوت و ضعفی دارند که محققین برای برطرف کردن این نقاط ضعف از ترکیب این الگوریتم ها استفاده می کنند. در این تحقیق برای بهبود نقاط ضعف هر کدام از الگوریتم های فراابتکاری، از ترکیب سه الگوریتم ژنتیک، کلونی مورچگان و بهینه سازی وال برای انتخاب ویژگی مبتنی بر پوشش استفاده می شود. بدیهی است به کارگیری روش های پیش بینی زودهنگام خطاهای نرم افزار قبل از آزمون واقعی آن، یکی از فنون موثر پدافند غیرعامل در کاهش هزینه های توسعه سامانه های نرم افزاری محسوب می شود. برای ارزیابی روش پیشنهادی، 19 پروژه ی نرم افزاری مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته و نتایج با دیگر روش ها مقایسه شده است. نتایج ارزیابی نشان می دهد که روش پیشنهادی از عملکرد بهتری نسبت به سایر روش ها برخوردار است.

    کلید واژگان: پیش بینی خطای نرم افزار، انتخاب ویژگی، الگوریتم فراابتکاری، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم بهینه سازی وال، الگوریتم کلونی مورچگان
    Ali Karimi *, Mohammadreza Irajimoghaddam, Esmaeil Bastami

    Software fault prediction methods are used to predict fault-prone modules in the early stages of software development. Machine learning techniques are the most common techniques used in software fault prediction. Data dimensionality is one of the problems that affect the performance of machine learning algorithms. Data dimensionality means the existence of irrelevant or redundant features that may mislead the learning algorithm hence decrease its accuracy. Low accuracy of software fault prediction causes late detection of some faulty modules and as a result increases the effort and cost of fixing faults abnormally. Therefore, solving data dimensionality problem is necessary to increase the accuracy of software fault prediction. Researchers use feature selection algorithms for dimensionality reduction. Feature selection algorithms are divided into two types of filter-based feature selection and wrapper-based feature selection algorithms. Wrapper-based algorithms lead to higher accuracy prediction models. In these algorithms we can use different methods to search for the best solutions that best of them is metaheuristic search. Each of the metaheuristic algorithms has some strengths and weaknesses that researchers use combination of these algorithms to address these weaknesses. In this research, to address the weaknesses of each metaheuristic algorithm, a combination of genetic, ant colony and whale optimization algorithm is used as wrapper feature selection. Obviously, the application of early software faults prediction methods before the actual test is one of the effective passive defense techniques in reducing software systems development costs. 19 software projects are used to evaluate proposed method. Comparison of the results with other methods shows that the proposed method outperforms other methods.

    Keywords: software fault prediction, feature selection, Metaheuristic Algorithm, genetic algorithm, Whale optimization algorithm, Ant Colony Optimization
  • M. Abdollahi *, Z. Boujarnezhad
    Background and Objectives
    As cities are developing and the population increases significantly, one of the most important challenges for city managers is the urban transportation system. An Intelligent Transportation System (ITS) uses information, communication, and control techniques to assist the transportation system. The ITS includes a large number of traffic sensors that collect high volumes of data to provide information to support and improve traffic management operations. Due to the high traffic volume, the classic methods of traffic control are unable to satisfy the requirements of the variable, and the dynamic nature of traffic. Accordingly, Artificial Intelligence and the Internet of Things meet this demand as a decentralized solution.
    Methods
    This paper presents an optimal method to find the best route and compare it with the previous methods. The proposed method has three phases. First, the area should be clustered under servicing and, second, the requests will be predicted using the time series neural network. then, the Whale Optimization Algorithm (WOA) will be run to select the best route.
    Results
    To evaluate the parameters, different scenarios were designed and implemented. The simulation results show that the service time parameter of the proposed method is improved by about 18% and 40% in comparison with the Grey Wolf Optimizer (GWO) and Random Movement methods. Also, the difference between this parameter in the two methods of Harris Hawks Optimizer (HHO) and WOA is about 5% and the HHO has performed better.
    Conclusion
    The interaction of AI and IoT can lead to solutions to improve ITS and to increase client satisfaction. We use WOA to improve time servicing and throughput. The Simulation results show that this method can be increase satisfaction for clients.
    Keywords: Grey Wolf Optimization, Whale optimization algorithm, Internet of Things, Intelligent Transportation System
  • امین فرزین، مهرانگیز قاضی*، امیرفرهنگ ستوده، محمد نیکیان

    در این مطالعه روشی سریع و قابل اطمینان جهت طراحی دقیق مبادله کن های پوسته و لوله در شبکه مبادله کن های گرمایی ارایه شده است. در همین راستا، متغیرهای طراحی از قبیل مسیر جریان هر یک از دو سیال، تعیین تعداد پوسته های لازم، سرعت و افت فشار مجاز، تعداد لوله ها، تعداد گذر در لوله و پوسته، طول لوله ها، چیدمان لوله ها، اندازه و درصد برش دیوارک ها، قطر لوله ها، قطر پوسته، نسبت گام لوله ها و معادلات تجربی مناسب برای محاسبه ضریب های انتقال گرما و افت فشار برای جریان سمت پوسته و لوله در نظر گرفته شده است. با توجه به حجم بالای محاسبات از الگوریتم وال (نهنگ) برای طراحی بهینه مبادله کن های گرمایی از نقطه نظر اقتصادی و در نظر گرفتن هزینه کلی که شامل هزینه سرمایه گذاری مبادله کن ها، پمپ ها و هزینه عملیاتی می باشد، به-عنوان تابع هدف، استفاده شده است. دو مورد مطالعاتی چهار و ده جریانی برای طراحی تفصیلی انتخاب شده، که در مورد مطالعاتی اول به طور میانگین نسبت به مراجع 55/20 % و مورد مطالعاتی دوم بطور میانگین نسبت به مراجع 40/14% کاهش در هزینه نهایی کلی شبکه مبادله کن گرمایی را نشان می-دهد.

    کلید واژگان: مبدل پوسته و لوله، شبکه مبادله کن گرمایی، بهینه سازی، الگوریتم وال، هزینه نهایی سالیانه، مطالعه فنی-اقتصادی
    Amin Farzin, Mehrangiz Ghazi *, AmirFarhang Sotoodeh, Mohammad Nikian

    This study presented a new method to accurate design of shell and tube heat exchanger network. It’s considered some parameters as decision variables such as the design of determined the flow path of each fluids, number of required shell side, allowable velocity and pressure drop, number of tubes, number of passes in shell and tube sides, length of tube, layouts of tubes, size and percentage of baffle cut, shell diameter, tube diameter, tube pitch and experimental equations to calculate pressure drop and heat transfer coefficients in shell and tube side heat exchanger units. It has been used whale algorithm to achieve optimum total annual cost for heat exchanger unit. The total annual cost is as objective function that included capital and energy costs. The results showed in two cases studies including four and ten streams in shell and tube heat exchanger networks. The total annual cost reduced almost 20.55% and 14.40% compared with others for two case study.

    Keywords: Shell-and-tube heat exchanger, Heat exchanger networks, optimization, Whale optimization algorithm
  • Aliakbar Tajari Siahmarzkooh *, Mohammad Alimardani
    The Internet has become an important part of many people’s daily activities. Therefore, numerous attacks threaten Internet users. IDS is a network intrusion detection tool used to quickly identify and categorize intrusions, attacks, or security issues in network-level and host-level infrastructure. Although much research has been done to improve IDS performance, many key issues remain. IDSs need to be able to more accurately detect different types of intrusions with fewer false alarms and other challenges. In this paper, we attempt to improve the performance of IDS using Whale Optimization Algorithm (WOA). The results are compared with other algorithms. NSL-KDD dataset is used to evaluate and compare the results. K-means clustering was chosen for pre-processing after a comparison between some of the existing classifier algorithms. The proposed method has proven to be a competitive method in terms of detection rate and false alarm rate base on a comparison with some of the other existing methods.
    Keywords: Intrusion Detection, Whale Optimization Algorithm, NSL-KDD dataset, K-means Clustering
  • Neda Damya, Farhad Soleimanian Gharehchopogh *

    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
  • Mohammad Masdari *, Sasan Gharehpasha, Ahmad Jafarian

    Cloud computing, with its immense potentials in low cost and on-demand services, is a promising computing platform for both commercial and non-commercial computation applications. It focuses on the sharing of information and computation in a large network that are quite likely to be owned by geographically disbursed different venders. Energy efficiency in data centers has become a hot topic in recent years as more and larger data centers have been established and the electricity cost has become a major expense for operating them. Server consolidation using virtualization technology has become an important technology to improve the energy efficiency of data centers. Virtual machine placement is the key in server consolidation. In the past few years, many approaches to virtual machine placement have been proposed, but existing virtual machine placement approaches to the virtual machine placement problem consider the energy consumption by physical machines. In this paper, we proposed a new approach for placement based on Discrete Chaotic whale optimization Algorithm. First goal of our presented algorithm is reducing the energy consumption in datacenters by decreasing the number of active physical machines. Second goal is decreasing waste of resources and management of them using optimal placement of virtual machines on physical machines in cloud data centers. By using the method, the increase in migration of virtual machines to physical machines is prevented. Finally, our proposed algorithm is compared to some algorithms in this area like FF, ACO, MGGA, GSA, and FCFS.

    Keywords: power consumption, resource management, virtualization, Whale Optimization Algorithm
  • Hassan Nouri *, Esmaeil Zeinali

    Following the development of wireless sensor networks, the need to design a low-waste, scalable, and long-life network is felt more than ever. Clustering and routing are widely used to minimize energy consumption and increase network lifetime, as important issues in wireless sensor networks. Since, in these networks, the largest amount of energy is spent on sending and receiving the data, the clustering technique done by collecting data on cluster heads has been found to influence the overall network performance; along with this, routine and efficient routing has also found to improve the network throughput. Therefore, multi-hop routing can increase the network lifetime and reduce the energy consumption by sensor nodes. In this paper, the main approach was using the mobile sinks attached to the public transportation vehicles, such as the bus to collect data in wireless sensor networks. The proposed protocol used multi-hop routing as well as Whale Optimization Algorithm to select cluster heads based on a fitness function, in which the amount of the remaining energy of the sensor nodes and the sum of the remaining energy of the adjacent sensor nodes were taken into account. Adopting this approach created a balance in the amount of energy consumption in sensor nodes. The proposed protocol was studied to validate the results obtained for the network lifetime and energy consumption. Independent and consecutive simulation results and statistical analysis indicates the superiority of the proposed protocol compared to other protocols. Also, the network lifetime improved by averagely 20% and the energy consumption reduced about 25% during the network activity.

    Keywords: lifetime, Data Collection, Whale Optimization Algorithm, Clustering, Wireless Sensor Networks
  • M. Alemi Rostami *, G. Rezazadeh

    In this paper, the whale optimization algorithm is proposed for harmonics elimination in a cascaded multilevel inverter. In selective harmonic elimination pulse width modulation, the selected low-order harmonics are eliminated by solving nonlinear equations, while the fundamental of output waveform is adjusted to a desired value. In this paper, whale optimization algorithm is applied to a 7-level cascaded H-bridge inverter to solve the equations. Also, it was validated by experimental results, since this algorithm has an ability to search in entire solution space, the probability of catching a global best solution is very high. This method has higher accuracy and probability of convergence than the genetic algorithm. The optimization and comparison of whale optimization algorithm and genetic algorithm have been done in MATLAB software. A 1 kW prototype of this converter is built and the results are presented. The effectiveness and the theoretical analysis of this method are verified through both simulation and experimental results

    Keywords: Genetic Algorithm, multilevel inverter, Optimization method, Selective harmonic elimination, Whale Optimization Algorithm, Pulse Width Modulation
  • علی فهمی جعفرقلخانلو، موسی شمسی*
    بخش بندی تصاویر رنگی چهره یک مرحله ی ضروری در کاربردهای پردازش تصویر و بینایی کامپیوتر نظیر شناسایی چهره، شناسایی هویت و آنالیز جراحی های پلاستیک چهره است. یکی از مهم ترین روش های بخش بندی تصاویر چهره، روش های مبتنی بر خوشه بندی است. خوشه بند فازی (FCM) یک الگوریتم موثر در بخش بندی تصویر بوده، ولی حساسیت به مقدار اولیه ممکن است باعث شود که این الگوریتم در کمینه مکانی بیافتد. به منظور غلبه بر این مسیله، الگوریتم های فرا-ابتکاری شامل بهینه سازی گرگ خاکستری (GWO) و الگوریتم بهینه سازی نهنگ (WOA) به کار گرفته شده اند. بنابراین، تمرکز اصلی این مقاله بر روی عمل کرد الگوریتم های فرا-ابتکاری در بهینه سازی خوشه بند فازی و کاربرد آن در بخش بندی تصاویر رنگی چهره است. تابع هدف خوشه بند FCM به عنوان یک تابع برآزندگی برای الگوریتم های فرا-ابتکاری درنظر گرفته می شود. این الگوریتم n بردار را به C گروه فازی تقسیم کرده و مرکز خوشه بندی را برای هر گروه محاسبه می کند. همچنین، در این مطالعه سه فضای رنگی چهره شامل YCbCr، YPbPr و YIQ به عنوان داده های ورودی در بهینه سازی تابع برازندگی به کار گرفته شده اند. پس از بیشینه کردن تابع عضویت، بخش بندی تصاویر رنگی چهره بر روی سه پایگاه داده شامل (1) پایگاه داده دانشگاه صنعتی سهند (SUT)، (2) پایگاه داده MR2 و (3)پایگاه داده SCUTFBP انجام شده است. نتایج بخش بندی نشان می دهند که عمل کرد الگوریتم های GWO و WOA در بخش بندی تصاویر رنگی چهره نسبت به سایر الگوریتم های فرا-ابتکاری نظیر الگوریتم ژنتیک (GA)، بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، الگوریتم بهینه سازی ملخ (GOA) و الگوریتم جستجوی کلاغ (CSA) بهتر بوده و همچنین دارای عمل کرد مناسبی نیز در سرعت همگرایی هستند.
    کلید واژگان: الگوریتم بهینه سازی نهنگ، الگوریتم های فرا-ابتکاری، بخش بندی تصویر، بهینه سازی گرگ خاکستری، تصاویر رنگی چهره، خوشه بند فازی
    Ali Fahmi Jafargholkhanloo, Mousa Shamsi *
    Segmentation of facial color images is an essential step in the image processing and computer vision applications, such as face recognition, identity recognition, and analysis of facial plastic surgeries. One of the most important methods of facial image segmentation is clustering-based methods. The fuzzy c-means (FCM) clustering is an effective method in the image segmentation, but its sensitivity to initial values may cause that this algorithm fall and stuck into the local minima. To overcome this problem, the meta-heuristic algorithms, including Grey Wolf Optimization (GWO) and Whale Optimization Algorithm (WOA) have been used. Therefore, the main focus of this study is on the performance of the meta-heuristic algorithms in optimizing the FCM algorithm and their applications in the segmentation of facial color images. The objective function of the FCM algorithm is considered as a fitness function for meta-heuristic algorithms. This algorithm divides n vectors into C fuzzy groups and calculates the cluster center for each group. Also in this study, three color spaces (1) YCbCr, (2) YPbPr, and (3) YIQ have used as input data in optimization of the fitness function. After maximization of the membership function, segmentation of facial color images has been done on three database including, (1) Sahand University of Technology (SUT), (2) MR2, and (3) SCUTFBP. The result of segmentation show that convergence speed of the GWO and WOA methods is faster than other meta-heuristic algorithm, such as Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Optimization (PSO), Crow Search Algorithm (CSA), and Grasshopper Optimization Algorithm (GOA) and have a suitable performance in facial image segmentation.
    Keywords: Whale Optimization Algorithm, meta-heuristic algorithms, Image Segmentation, Grey Wolf Optimization, Facial Color Images, Fuzzy c-means clustering
  • احسان برنجکار*

    تخمین نرخ نفوذ (ROP) در یک فرایند حفاری از آن جهت که سبب انتخاب بهینه پارامترهای حفاری و کاهش هزینه های مصرفی عملیات میشود بسیار حایز اهمیت است. هدف اصلی از این مقاله، مدلسازی و تخمین ROP با استفاده از شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه بهینه شده با الگوریتم وال (WOA-MLPNN)، شبکه های عصبی بهینه شده با الگوریتم مورچگان (ACO-MLPNN)، شبکه های عصبی پس انتشار خطا (BP-MLPNN) و دو مدل ریاضی شامل مدل بورگوان و یانگ (BYM) و مدل بینگهام میباشد. داده های مورد نیاز برای توسعه مدلها، از واحد نمودار گیری گل و گزارشات پایانی سه چاه حفاری شده در یک میدان نفتی واقع در جنوب غربی ایران جمع اوری شده است، که نخست به منظور حذف نقاط خارج از محدوده و کاهش نویز پیش پردازش شدند. در ادامه، از اطلاعات مقطع 12.25 اینچ دو حلقه چاه که شامل یک توالی مشابه از سازند های حفاری شده میباشند به منظور آموزش و آزمایش مدلها استفاده گردید و سپس مدلهای تولید شده، توسط اطلاعات چاه سوم مورد اعتبار سنجی قرار گرفتند. در پایان، عملکرد مدلها بوسیله شاخص های اماری و ابزار های گرافیکی مختلفی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که روش های آموزش ماشین نسبت به مدلهای ریاضی مرسوم بسیار دقیقتر میباشند. همچنین، بررسی های بیشتر ثابت کرد که مدل WOA-MLPNN با مقادیر AAPRE برابر 3.19، 5.48 و 9.31 به ترتیب برای سه بخش آموزش، آزمایش و اعتبار سنجی بالاترین عملکرد را نسبت به سایر مدله ها دارا میباشد.

    کلید واژگان: نرخ نفوذ حفاری، مدل بورگوان و یانگ، مدل بینگهام، الگوریتم وال، الگوریتم کلونی مورچگان، شبکه عصبی پرسپترون چند لایه
    Ehsan Brenjkar *

    Rate of penetration (ROP) estimation in a drilling process is very important because it leads to the optimal selection of drilling parameters and reduction of the operating costs. The main purpose of this paper is to modeling and estimating ROP using optimized multilayer perceptron neural network with whale optimization algorithm (WOA-MLPNN), optimized multilayer perceptron neural network with ant colony optimization algorithm (ACO-MLPNN), back propagation multilayer perceptron neural network (BP-MLPNN) and two mathematical models including Bourgoyne and Young model (BYM) and Bingham model. The data required for development of the models were collected from the mud logging unit and the final reports of three drilled wells in an oil field located in southwestern Iran, which were first pre-processed to remove outliers and reduce noise. In the following, 12.25” hole-section information of two wells containing a similar sequence of drilled formations was used to train and test the models, and then the generated models were validated by the third well information. In the end, the performance of models was evaluated by statistical indicators and various graphical tools. The results of this study showed that the machine learning methods are much more accurate than conventional mathematical models. Also, more detailed studies showed that the WOA-MLPNN model with AAPRE values of 3.19, 5.48 and 9.31 for the three sections of training, testing and validation, respectively, has the highest performance compared to other models.

    Keywords: Rate of penetration, Bourgoyne, Young model, Bingham model, whale optimization algorithm, Ant colony optimization algorithm, Multilayer perceptron neural network
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال