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

fuzzy inference system

در نشریات گروه کشاورزی
  • بهاور آذرمی زاد، کمال الدین رحمانی یوشانلوئی *، علیرضا بافنده زنده، سیروس فخیمی آذر

    اهمیت کیفیت در صنعت برای بدست آوردن و تولید محصولات با کیفیت بالا دیرزمانی است که شناخته شده است. کیفیت در محیط تولید، قابلیت اتکاء را بهبود بخشیده، تولید را بالا برده و رضایت مشتری را جلب می کند. نمودارهای کنترل کلاسیک با استفاده از داده های دقیق و معین، فرآیندهای تولیدی را در دو گروه «رد» و یا «قبول» قرار می دهند. مشخصه های وصفی به دلیل ابهام در میزان عیب در کالا و تصمیم گیری توسط بازرس در شرایط فازی قرار دارند و مجموعه های فازی با تعریف توابع عضویت پیوسته و استفاده از داده های مبهم و نامعین با بهره گیری از اعداد فازی مثلثی و ذوزنقه ای به صورت دسته های کنترلی طبقه بندی می شوند و سطح کیفی محصول را به صورت‏ واقعی‏تر بیان می کنند. این تحقیق از نوع تحقیقات کاربردی و توصیفی می باشد که با هدف طراحی مدل کنترل فرآیند آماری از طریق سیستم استنتاج فازی برای کنترل مشخصه های وصفی در صنایع غذایی اجرا شده است. برای جمع آوری اطلاعات از سیستم نمونه گیری در ایستگاه بازرسی استفاده شده است و با توجه به ویژگی های حسی و فیزیکی، سطح کیفی شکلات های تولیدی تعیین گردید. در روش کلاسیک 28 مورد «تحت کنترل» و فقط 2 مورد «خارج از کنترل» شناسایی شد اما در بررسی با مدل طراحی شده فازی 28 نمونه «تحت کنترل»، 1 نمونه «نسبتا تحت کنترل» و 1 نمونه «خارج از کنترل» بودند، بر اساس نتایج تحقیق، پیشنهادات کاربردی به صنعت مربوطه توصیه گردید.

    کلید واژگان: کنترل آماری فرآیند فازی، مد فازی، میانه فازی، سیستم استنتاج فازی.
    Bahavar Azarmizad, Kamaleddin Rahmani Yoshanlui*, Alireza Bafandeh Zendeh

    The importance of quality in the industry to obtain and produce high quality products has been known for a long time. Quality in the production environment improves reliability, increase production and attracts customer satisfaction. Classical control diagrams, using precise and definite data, place production processes in two groups, «rejection» or «acceptance». Descriptive characteristics are in fuzzy conditions due to ambiguity in the number of defects in the product and decision making by the inspector, and fuzzy sets by defining continuous membership functions and using ambiguous and indefinite data by using triangular and trapezoidal fuzzy numbers in the form of control categories are classified and express the quality level of the product more realistically. This research is an applied and descriptive research, which was carried out with the aim of designing model of Statistical Process Control through a fuzzy inference system to control descriptive characteristics in the food industry. Sampling system has been used in the inspection station to collect information and according to sensory and physical characteristics, the quality level of the produced chocolates was determined. In the Classical Method, 28 cases were identified «under control» and only 2 cases were «out of control». But in the investigation with the fuzzy designed model, 28 samples were «under control», 1 sample was «relatively under control» and 1 sample was «out of control»; Based on the research result, practical suggestions were recommended to the relevant industry.

    Keywords: Fuzzy SPC, Fuzzy Mode, Middle Fuzzy, Fuzzy Inference System
  • عباس صدق آمیز*، فرید فروغی

    از آن جایی که افزایش عمق آب زیرزمینی و تشدید آن می تواند بازگو کننده محدودیت های جدی در بهره برداری از این منابع باشد، پیش بینی تغییرات این پارامتر، قطعا نقش مهمی در مدیریت این منابع و جلوگیری از وارد شدن آسیب های احتمالی به آن دارد. به این منظور استفاده از روش های هوشمند موکدا توسط محققین توصیه شده است. در این تحقیق از روش های شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP)، سیستم استنتاج فازی(FIS) ، سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی(ANFIS)  و روش ترکیبی سیستم استنتاج فازی-عصبی و روش بهینه سازی ازدحام ذرات (ANFIS-PSO) جهت شبیه سازی نوسانات عمق آب زیرزمینی در منطقه حاجی آباد داراب در محدوده زمانی اسفند 1373 لغایت مهرماه 1401 در مقیاس ماهیانه، با نسبت 75 به 25 به ترتیب برای مرحله آموزش و آزمون استفاده شده است. جهت سنجش دقت مدل ها از شاخص های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین درصد مطلق خطا (MAPE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) استفاده شد. بهترین نتایج در مرحله آموزش، به ترتیب مربوط به مدل های ANFIS-PSO، ANFIS و MLP است. هم زمان با آموزش مدل های مذکور با تاخیرات زمانی متفاوت، مرحله آزمون مدل ها نیز به اجرا در آمد و نهایتا بهترین نتایج در این مرحله به ترتیب برای مدل شبکه عصبی با تاخیر زمانی]5   3   1[، مدل ANFIS-PSO با تاخیر زمانی]3   2   1[و مدل شبکه عصبی با تاخیر زمانی]2  1[به دست آمدند. شاخص های دقت در مرحله آزمون برای بهترین مدل ها، به صورت ذکر شده، به ترتیب (1871/0، 1865/0، 1857/0) برای RMSE، (7402/0، 6715/0، 6684/0) برای MAPE و (1326/0، 1238/0، 1198/0) برای MAE به دست آمد. این مقادیر نشان دهنده آن است که هر سه مدل خطایی کم تر از 20 سانتی متر، درصد خطایی کم تر از 75/0 درصد و خطای مطلقی کم تر از 14 سانتی متر داشته اند که حاکی از دقت قابل قبول این مدل هاست. هم چنین ضریب تعیین به دست آمده از رابطه رگرسیونی حاصل از مقادیر محاسبه شده و اندازه گیری شده عمق آب زیرزمینی در مرحله آزمون برای هر سه مدل در حدود 82/0 است، که نشان از ارتباط خطی نسبتا قوی بین این دو پارامتر است.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی، پیش بینی، مدل استنتاج فازی، شبکه عصبی پرسپترون چندلایه، اندیس خطا
    Abbas Sedghamiz*, Farid Foroughi

    Since the increase in the depth of groundwater and its intensification can indicate serious limitations in the exploitation of these resources, predicting the changes of this parameter plays an important role in managing these resources and preventing possible damage to them. For this purpose, the use of smart methods has been strongly recommended by researchers. In this research, the methods of multilayer perceptron neural network (MLP), fuzzy inference system (fis), adaptive neural fuzzy inference system (ANFIS), and the combined method of fuzzy neural inference system and particle swarm optimization (ANFIS-PSO) were used for simulation of groundwater Fluctuations depth in Haji Abad area between March 1995 to October 2022 on a monthly scale. The training and testing phases were done with 75 and 25 percent of data, respectively. To measure the accuracy of the models, root mean square error (RMSE), mean absolute percentage error (MAPE) and mean absolute value of error (MAE) indices were used. The best results in the training phase are related to ANFIS-PSO, ANFIS, and MLP models, respectively. Simultaneously with the training of the mentioned models, the testing stage of said models was also implemented. Finally, the best results in this stage belonged to the neural network model with time delay [1 3 5], the ANFIS-PSO model with time delay [1 2 3], and the neural network model with time delay [1 2], respectively. The accuracy indices in the test stage for the best models are (0.1871, 0.1865, 0.1857) for RMSE, (0.7402, 0.6715, 0.6684) for MAPE, and (0.1326, 0.1238, 0.1198) for MAE, respectively. These values show that all three models have an error of less than 20 cm, an error percentage of less than 0.75%, and an absolute error of less than 14 cm, which indicates the acceptable accuracy of these models. Also, the coefficient of determination obtained from the regression relationship of the calculated and measured values of the groundwater depth in the test phase for all three models is around 0.82, which indicates a relatively high linear relationship between these two parameters.

    Keywords: Error index, Fuzzy inference system, Groundwater, Prediction multilayer perceptron neural network
  • هیمن محمودپور، اسفندیار عباس نوین پور*، همایون مقیمی

    ارزیابی کیفیت آب گامی مهم در جهت استفاده بهینه و مناسب از منابع آب برای شرب است. از این رو، ضرورت مطالعه ویژگی های کیفی آب در برنامه های مدیریت منابع آب به شدت مورد توجه قرارگرفته است. ابهام و نبود قطعیت ذاتی حاکم بر منابع آب در ارزیابی اهداف، معیارها و واحدهای تصمیم گیری، ناسازگاری و بی دقتی در نظرها و قضاوت افراد تصمیم گیرنده  سبب گرایش به نظریه های مجموعه های فازی و به دنبال آن، منطق فازی به عنوان ابزاری کارآمد و مفید برای برنامه ریزی ها و تصمیم گیری ها در منابع آب شده است.  در مطالعه حاضر کیفیت آب زیرزمینی ابتدا با روش های استاندارد جهانی (روش ارزیابی قطعی) برای مصارف شرب طبقه بندی شد. سپس طبقه بندی با استفاده از استنتاج فازی ممدانی مدل سازی و مقایسه شد. بدین منظور، از میانگین چهار ساله پارامترهای کیفی منابع آب زیرزمینی مربوط به 33 منبع شامل10حلقه چاه، 22دهنه چشمه و یک رشته قنات در حال بهره برداری شهرستان سردشت برای در دو حالت به عنوان ورودی مورد استفاده قرار گرفت. در روش ارزیابی قطعی (دیاگرام شولر)، ویژگی ها و نمودار تعیین کیفیت آب تعیین شد. در مدل استنتاج فازی میانگین چهار ساله هشت پارامتر کیفی آب به سه گروه طبقه بندی گردید، در گروه اول پارامترهای یونهای سدیم، کلسیم و منیزیم  و  در گروه دوم پارامترهای یون های بیکربنات، سولفات و کلریدو  در گروه سوم دو پارامتر TH و TDS قرار داده شد. بعد از تعیین هر گروه با دو پارامتر ورودی، هر پارامتر ورودی شامل سه تابع عضویت در نظر گرفته شد، به طوری که قوانین در نظر گرفته شده برای آن برابر با نه (3×3) برآورد شد. نتایج براساس روش قطعی نشان داد که تمامی نمونه های موردمطالعه در گروه خوب تا قابل قبول قرار گرفتند. اما یافته های فازی ممدانی نشان داد که تعداد دو نمونه با سطح اطمینان 50 درصد در رده قابل قبول و دیگر نمونه ها با سطح اطمینانی برابر با 87-83 درصد در رده مطلوب برای آشامیدن قرار گرفتند.

    کلید واژگان: بهینه سازی آب شرب، سیستم استنتاج فازی، شهرستان سردشت، کیفیت آب
    Hemen Mahmoudpour, Esfandiar Abbasnovinpour *, Homayoun Moghimi

    Assessing water quality is an important step toward the optimal and appropriate use of drinking water resources. Therefore, the necessity of studying water quality characteristics in water resource management programs has been highly considered. Ambiguity and lack of inherent certainty governing water resources in the evaluation of goals, criteria, and decision-making units, as inconsistency and carelessness in the opinions and judgments of decision-makers have led to the tendency towards theories of fuzzy sets and, as a result, fuzzy logic as an efficient and useful tool for planning and making decisions. In the present underground water quality water was first classified by international standard methods (definitive evaluation method) for drinking purposes. Then classification was modeled and compared using Mamdani fuzzy inference. For this purpose, the four-year average of quality parameters of underground water sources related to 33 sources including 10 well rings, 22 spring mouths, and an aqueduct in operation in Sardasht Cityre used as inputs in two cases. In the deterministic evaluation method (Schoeller diagram), the characteristics and the water quality determination diagram were determined. In the four-year average fuzzy inference model, eight water quality parameters were classified into three groups, in the first group the parameters of Na+, Ca+2, and Mg+2, in the second group the parameters of HCO3-, SO4-2, and Cl- were placed in the third group of two TH and TDS parameters. After determining each group with two input parameters, each input parameter was considered including three membership functions, so that the rules considered for it were estimated as nine (3x3). The results based on the deterministic method showed that all the studied samples were in the good to acceptable group. But Mamdani's fuzzy findings showed that two samples with a confidence level of 50% were in the acceptable category and other samples with a confidence level of 83-87% were placed in the desirable category for drinking.

    Keywords: Drinking water optimization, Fuzzy inference system, Sardasht city, Water quality
  • سنا محمدی شاهیوردی، سید حبیب الله میرغفوری*، علیرضا ناصرصدرآبادی

    کشور ایران علاوه بر دارابودن منابع سرشار از سوخت های فسیلی، دارای ظرفیت بالقوه فراوان انرژی های تجدیدپذیر است. از طرفی با توجه به تنوع آب وهوایی، شرایط طبیعی و قابلیت های موجود در مناطق مختلف کشور، می بایست به جای برنامه ریزی کشوری به سمت برنامه ریزی انرژی منطقه ای و تدوین یک سبد انرژی تجدیدپذیر منطقه ای حرکت کرد. در پژوهش حاضر، ابتدا معیارهای ظرفیت سنجی انواع مختلف انرژی های تجدیدپذیر شامل انرژی خورشیدی، بادی، زمین گرمایی، برق آبی و زیست توده، بر اساس نقشه های سامانه جغرافیایی و اطلاعات دریافت شده در سازمان هواشناسی و ساتبا، برای 1361 طول و عرض جغرافیایی، امتیازدهی گردیده است. سپس با استفاده از نرم افزار Rapidminer نقاط جغرافیایی در پنج خوشه، تقسیم بندی گردید که هر خوشه شامل مناطق هم ظرفیت با بیشترین تشابه است. از این 5 خوشه، دو خوشه جزو مناطق خشک کشور محسوب می شوند. سپس بر اساس بررسی منابع کتابخانه ای و استفاده از نظرات خبرگان ساتبا (گروه پژوهشی انرژی های تجدیدپذیر)، یک مدل استنتاج فازی بر اساس 5 معیار توسعه پایدار شامل: دسترسی به فناوری، هزینه های سرمایه گذاری، بهره وری سرمایه، میزان اشتغال، و پیامدهای محیط زیستی به همراه معیار ظرفیت سنجی طراحی گردید و براساس قوانین فازی تعریف شده بر روی این معیارها، درصد سهم هر نوع انرژی در سبد انرژی هر خوشه محاسبه شد. در گام نهایی، بر اساس معیارهای جمعیت شناختی شامل نرخ بیکاری، نرخ رشد جمعیت، فرهنگ پذیرش (نرخ باسوادی)، امنیت سرمایه گذاری، به اولویت بندی خوشه ها برای برنامه ریزی راهبردی دولت و سایر نهادهای تاثیرگذار همچون استانداری ها، شهرداری ها و اتاق های بازرگانی پرداخته شد. بطور نمونه، در خوشه 4 که شامل برخی شهرهای استان های اصفهان، خراسان، یزد، کرمانشاه، فارس و کهکیلویه است که براساس تقسیم بندی آب وهوایی جزو مناطق خشک و نیمه خشک کشور هستند، مطابق با معیارهای ظرفیت سنجی و معیارهای توسعه پایدار دارای سبد انرژی با 25% سهم انرژی بادی، 39% سهم انرژی خورشیدی، 10% سهم انرژی برق آبی و 26% سهم انرژی زیست توده است و از لحاظ اولویت بندی سرمایه گذاری دولت بر اساس معیارهای اجتماعی (درصد بیکاری، پذیرش انرژی های نو، رشد جمعیت و امنیت سرمایه گذاری) در اولویت اول قرار می گیرند.

    کلید واژگان: انرژی تجدیدپذیر، سیستم استنتاج فازی، توسعه پایدار، سبد انرژی
    Sana Mohammadi, Seyed Habibollah Mirghafoori *, Alireza Naser Sadrabadi

    In addition to rich resources of fossil fuels, Iran has a lot of renewable energy potential. On the other hand, considering the climate diversity in the country and the natural conditions and potentials in different regions, instead of national planning, we should move towards regional energy planning and develop a regional renewable energy portfolio. In the present research, firstly, the potential measurement criteria of different types of renewable energy, including solar, wind, geothermal, hydroelectric and biomass, based on geographic information system maps and data received from the Meteorological Organization and SATBA, for 1361 latitudes and longitudes, has been scored. Then, using the Rapidminer software, the geographic points were divided into 5 clusters, each cluster includes areas of equal potential with the greatest similarity. Two of these 5 clusters are considered to be among the dry lands of the country. Then, based on the review of library resources and usage from the opinions of SATBA experts (Renewable Energy Research Group), a fuzzy inference model based on 5 sustainable development criteria including: access to technology, investment costs, capital productivity, employment rate, and environmental consequences along with design potential measurement criteria and based on the fuzzy rules defined on these criteria. The percentage share of each type of energy in the energy portfolio of each cluster was calculated. In the final step, based on demographic criteria including unemployment rate, population growth rate, acceptance culture (literacy rate), investment security, to prioritize clusters for strategic planning of the government and other influential institutions such as governorates, municipalities and chambers of commerce. For example, in cluster 4, includes some cities in the provinces of Isfahan, Khorasan, Yazd, Kermanshah, Fars, and Kohkiloyeh, which are classified as arid and semi-arid regions of the country according to the criteria of potential measurement and development criteria that has an energy portfolio with 25% share of wind energy, 39% share of solar energy, 10% share of hydroelectric energy and 26% share of biomass energy. Population growth and investment security are the first priority.

    Keywords: Renewable energy, fuzzy inference system, Sustainable development, energy portfolio
  • محمدحسن طرازکار*، منصور زیبایی، غلامرضا سلطانی، مسعود نوشادی
    امروزه مدیریت منابع آب به جای ساخت سیستم های جدید عرضه آب، به سمت مدیریت و بهره برداری بهینه از سیستم های موجود حرکت کرده است. بر این اساس، در این مطالعه قواعد بهره برداری از مخزن سد درودزن در استان فارس، با استفاده از روش های مختلف تعیین شد و کاراترین روش انتخاب شد. برای این منظور، ابتدا با استفاده از داده های ماهانه یک دوره پانزده ساله (92-1377)، مدل بهره برداری بهینه چند هدفه غیر خطی طراحی شد. توابع هدف مدل شامل حداقل سازی شاخص کمبود آب در بخش های مختلف شامل بخش شهری، صنعت، محیط زیست و کشاورزی در نظر گرفته شد. همچنین به منظور استخراج قواعد بهره برداری از مخزن، علاوه بر مدل بهره برداری بهینه غیر خطی از روش رگرسیونی حداقل مربعات معمولی، سیستم استنتاج فازی و شبکه عصبی تطبیق پذیر مبتنی بر سیستم استنتاج فازی (ANFIS) نیز بهره گرفته شد. به منظور مقایسه روش های مختلف از شاخص های عملکرد مخزن شامل اعتمادپذیری، حداکثر آسیب پذیری، میانگین آسیب پذیری، برگشت پذیری و پایداری استفاده شد. نتایج مطالعه نشان داد که مدل ANFIS، به دلیل داشتن مقادیر بالای شاخص اعتمادپذیری (7/0)، برگشت پذیری (42/0) و مقدار کم شاخص آسیب پذیری (13/0)، دارای بالاترین مقدار شاخص پایداری (26/0) و بهترین عملکرد است. بر این اساس، می توان به طور کارا از مدل ANFIS، برای ایجاد قواعد بهره برداری از مخزن سد درودزن استفاده کرد.
    کلید واژگان: منحنی فرمان، سیستم استنتاج فازی، شبکه عصبی فازی، شاخص عملکرد مخزن
    M. H. Tarazkar *, M. Zibaei, G.R. Soltani, M. Nooshadi
    Nowadays, water resource management has been shifted from the construction of new water supply systems to the management and the optimal utilization of the existing ones. In this study, the reservoir operating rules of Doroodzan dam reservoir, located in Fars province, were determined using different methods and the most efficient model was selected. For this purpose, a monthly nonlinear multi-objective optimization model was designed using the monthly data of a fifteen-year period (2002-2017). Objective functions were considered as minimizing water scarcity index in municipal, industrial, environmental and agricultural sectors. In order to determine the operating rule curves of reservoir, in addition to the nonlinear multi-objective optimization model, the methods of ordinary least-squares regression (OLS), fuzzy inference system and adaptive network fuzzy inference system (ANFIS) were used. Also, the reliability, resiliency, vulnerability and sustainability criteria were used to compare the different methods of reservoir performance rules. The results showed that ANFIS model had the higher sustainability criterion (0.26) due to its greater reliability (0.7) and resilience (0.42), as well as its lower vulnerability (0.13), thereby showing the best performance. Therefore, ANFIS model could be effectively used for the creation of Doroodzan reservoir operation rules.
    Keywords: Rule Curve, Fuzzy Inference System, Neuro, Fuzzy Network, Reservoir Operation Index
  • زینب عبیداوی *، کاظم رنگزن، روح الله میرزایی، محمدرضا اشرف زاده
    پایش و مدیریت جمعیت های حیات وحش و زیستگاه ها نیازمند مدل سازی زیستگاه های مطلوب و پراکنش گونه ای است. بنابراین در این پژوهش، مدل سازی پراکنش بالقوه آهوی ایرانی با دو رویکرد فازی (مبتنی بر دانش بوم شناختی جوامع بومی) و مکسنت (مبتنی بر داده های حضور گونه) در منطقه حفاظت شده میشداغ اجرا شد؛ تا ضمن مدل سازی پراکنش گونه ای با استفاده از سامانه استنتاج فازی (رویکرد فازی) و الگوریتم آنتروپی بیشینه (رویکرد مکسنت)، به بررسی و مقایسه کارایی هر یک از این دو رویکرد پرداخته شود. به علاوه، ارزیابی هر یک از مدل ها با استفاده از تحلیل جک نایف انجام شد. آستانه گذاری نیز با استفاده از آستانه حضور 10% صورت گرفت. براساس یافته ها، سه متغیر کاربری سرزمین، فاصله از کشت زارها و فاصله از منابع آب در هر دو رویکرد فازی و مکسنت به عنوان مهم ترین متغیرهای مدل سازی شناخته شدند. همچنین، در هر یک از رویکردهای فازی و مکسنت به ترتیب 45/47% و 08/14% منطقه به عنوان منطقه حضور بالقوه پیش بینی شد. براساس تحلیل جک نایف، میزان موفقیت هر یک از مدل های فازی و مکسنت به ترتیب، 95/80% و 66/66% برآورد شد (p<0.01). یافته های پژوهش موید کارایی بالای سامانه استنتاج فازی و الگوریتم آنتروپی بیشینه در مدل سازی پراکنش بالقوه آهوی ایرانی است. این مطالعه را می توان از یک سو تاکیدی بر ضرورت توجه به رویکردهایی همچون رویکرد فازی در مدل سازی پراکنش بالقوه گونه های حیات وحش کشور و از سوی دیگر تاکیدی بر ضرورت توجه به دانش بوم شناختی جوامع بومی هر منطقه دانست.
    کلید واژگان: دانش بوم شناختی، جوامع بومی، پراکنش بالقوه، سامانه استنتاج فازی، الگوریتم آنتروپی بیشینه
    Zeynab Obeidavi*, Kazem Rangzan, Rouhollah Mirzaei, Mohammadreza Ashrafzadeh
    Monitoring and managing the wildlife populations and habitats required to model the species distribution and habitat suitability. So, Gazella subgutturosa potential distribution in Mishdagh Protected Area was modeled using fuzzy (based on ecological knowledge of local communities) and MaxEnt (based on species occurrence records) approaches; thus, in addition to model the species distribution using maximum entropy algorithm (MaxEnt approach) and fuzzy inference system (fuzzy approach), we can also assess and compare the performance of each approach. In addition, the accuracy of predictive models was tested using jackknife test. Also, we applied threshold of 10%. Based on results of fuzzy and MaxEnt approaches, the most important variables for species potential distribution modelling were land use, distance to farms and distance to water sources. Also, 47.45% and 14.08% of study area predicted as species potential presence area in fuzzy and MaxEnt approaches, respectively. According to results of jackknife test, success rates of fuzzy and MaxEnt approaches were 80.95% and 66.66%, respectively (p
    Keywords: ecological knowledge, local communities, potential distribution, fuzzy inference system, maximum entropy algorithm
  • مریم صادقیان، حجت کرمی *، سیدفرهاد موسوی
    امروزه، شناخت بیشتر خشکسالی و ایجاد سیستم های پایش آن، بخصوص در دوره های کوتاه مدت، و افزودن قابلیت پیش بینی به این سیستم ها، می تواند منجر به ارائه راهکارهای مناسب تری در بخش های مدیریت تخصیص منابع آب گردد. در این پژوهش، با استفاده از روش های پیش بینی سری های زمانی، سیستم های استنتاج فازی- عصبی تطبیقی و شبکه های عصبی مصنوعی سعی شده مدل های مناسب جهت پیش بینی خشکسالی شهرستان سمنان ارائه گردد. در این مدل سازی ها از داده های میانگین ماهانه پارامترهای هواشناسی مانند بارندگی، دما، حداکثر دما، حداقل دما، رطوبت نسبی، حداکثر رطوبت نسبی، حداقل رطوبت نسبی و شاخص خشکسالی SPI طی دوره آماری 1966 تا 2013 استفاده شده است. نتایج نشان داد که از بین انبوه مدل های ساخته شده، مدل ANFIS با ورودی های میانگین بارش، میانگین حداکثر دما، SPI و داده های یک ماه قبل آنها، با 10 قانون و تابع عضویت گوسی، با مقادیر RMSE برابر 777/0، MAE برابر 593/0 و ضریب همبستگی 4/0 در مرحله آموزش و RMSE برابر 837/0، MAE برابر 644/0 و ضریب همبستگی 362/0 در مرحله آزمون، به عنوان مدل برتر انتخاب شد. سپس، پارامترهای ورودی این مدل با استفاده از مدل ARIMA برای 12 ماه آینده پیش بینی گردید و به عنوان ورودی به مدل مذکور معرفی شدند و SPI برای 12 ماه آینده پیش بینی شد. روش های شبکه عصبی مصنوعی و سری زمانی با اختلاف کم در مقادیر خطا، در رتبه های بعد قرار گرفتند. پارامترهای ورودی SPI و دما عملکرد مناسب تر و پارامتر بارش عملکرد ضعیف تری را داشتند.
    کلید واژگان: پیش بینی خشکسالی، سری زمانی، شبکه عصبی مصنوعی، سیستم استنتاج فازی، عصبی تطبیقی
    M. Sadeghian, H. Karami *, S. F. Mousavi
    Nowadays, greater recognition of drought and introducing its monitoring systems, particularly for the short-term periods, and adding predictability to these systems, could lead to presentation of more effective strategies for the management of water resources allocation. In this research, it is tried to present appropriate models to predict drought in city of Semnan, Iran, using time series, adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and artificial neural networks (MLP and RBF). For these modeling processes, average monthly meteorological parameters of rainfall, temperature, minimum temperature, maximum temperature, relative humidity, minimum relative humidity, maximum relative humidity and SPI drought index were used during the period 1966 to 2013. The results showed that among the many developed models, the ANFIS model, with input data of average rainfall, maximum temperature, SPI and its last-month value, 10 rules and Gaussian membership function, showed appropriate performance at each stage of training and testing. The values of RMSE, MAE and R at training stage were 0.777, 0.593 and 0.4, respectively, and at testing stage were 0.837, 0.644 and 0.362, respectively. Then, the input parameters of this model were predicted for the next 12 months using ARIMA model, and SPI values were predicted for the next 12 months. The ANN and time series methods with low difference in error values were ranked next, respectively. The input parameters SPI and temperature had better performance and rainfall parameter had weaker performance.
    Keywords: Adaptive neuro, fuzzy inference system, Artificial neural network, Prediction of drought, Time, series
  • سامان معروف پور *، عیسی معروف پور، هادی ثانی خانی
    فرایند تبخیر- تعرق به عنوان یکی از مولفه های اصلی چرخه ی آب شناسی دارای اهمیت فراوانی در مدیریت و توسعه ی منابع آب، و نیز برنامه ریزی آبیاری می باشد. در تحقیق حاضر، به منظور براورد تبخیر- تعرق غرب و شمال غرب ایران، روش ترکیبی پنمن-مانتیث فائو-56 به عنوان مرجع در نظر گرفته شد، و دقت چهار شبیه مختلف داده مبنا شامل، شبکه ی عصبی مصنوعی (ANN)، سامانه ی استنتاج تطبیقی فازی-عصبی (ANFIS) از دو نوع افراز شبکه (GP)، دسته بندی تفریقی (SC) و شبیه برنامه ریزی بیان ژن (GEP)، موردبررسی قرار گرفتند. به این منظور، مقادیر ضریب فصلی (شماره ی ماه)، عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و ارتفاع 12 ایستگاه در غرب و شمال غرب ایران جهت براورد تبخیر- تعرق به عنوان ورودی به شبیه ها معرفی شدند. برای شبیه های شبکه ی عصبی مصنوعی، فازی-عصبی از نوع افراز شبکه، و فازی-عصبی از نوع دسته بندی تفریقی حداکثر مقادیر ضریب تبیین (R2) به ترتیب 994/0، 998/0 و 997/0 در ایستگاه سنندج، و برای شبیه برنامه ریزی بیان ژن، 982/0 در ایستگاه خوی مشاهده شد. محدوده ی مقدار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای شبیه شبکه ی عصبی مصنوعی، فازی- عصبی از نوع افراز شبکه، فازی عصبی از نوع دسته بندی تفریقی، و برنامه ریزی بیان ژن به ترتیب 311/0-551/1، 319/1-368/0، 80/1 -450/0 و 833/0 -435/0 میلی متر بر روز به دست آمدند. نتایج تحقیق بیانگر دقت بالای شبیه برنامه ریزی بیان ژن در پیش بینی تبخیر- تعرق متوسط مرجع ماهانه می باشند. بنابراین، شبیه GEP می تواند به عنوان شبیه ی ساده برای جایگزینی روابط تجربی جهت تخمین تبخیر-تعرق در پژوهش های بعدی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: اطلاعات جغرافیایی، برنامه ریزی بیان ژن، سامانه ی استنتاج تطبیقی فازی، عصبی، شبکه ی عصبی مصنوعی، نیاز آبی گیاهان
    Saman Maroufpour *, Eisa Maroufpoor, Hadi Sanikhani
    Evapotranspiration (ET0), a major component of the hydrologic cycle, is important in water resources development and irrigation planning. The ET0 for west and northwest of Iran was estimated using the FAO Penman-Montieth method (FAO-56) as the reference. The performance of four different data-driven methods, namely the Artificial Neural Networks (ANN), Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) with grid partition (GP), ANFIS with subtractive clustering (SC), and Gene Expression Programming (GEP) were investigated on the ET0 estimation. Latitude, longitude and altitude of stations, and the periodicity component were used as inputs to the applied models to predict the long-term monthly ET0 using the data from 12 stations in the west and northwest of Iran. The maximum coefficients of determination (R2) were found to be 0.994, 0.998 and 0.997 for the ANN, ANFIS-GP and ANFIS-SC models at the Sanandaj Station, respectively. The highest R2 (0.982) of the GEP model was calculated for the Khoy Station. The root mean squared error ranged 0.311-1.551, 0.368-1.319, 0.450-1.80 and 0.435-0.833 mm/day for the ANN, ANFIS-GP, ANFISSC and GEP models, respectively. The results revealed the high accuracy of the GEP in the prediction of ET0. Therefore, the GEP model can be applied as a simple method in future studies as an alternative to the use of empirical relationships for the ET0 estimation.
    Keywords: Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System, Artificial Neural Network, Crop water requirement, Gene Expression Programming, Geographical information
  • T. Abbasi, S. A. Shamsnia*
    In examination of hydrologic issues and water resources, analysis of rainfall information has special importance. Due to various restriction, lack of harvest and visit reading rate of rainfall, limited us to access these information. So apply the methods of estimating water level in specific points is important in the various studies, on the base information of contiguous points. In this research, the common methods of interpolation, Kriging ground statistics and adaptive neuro-fuzzy ablation system were evaluated in Fars province. In this study, 20 synoptic stations of Fars province has been used during 29 years statistical period from 1981-1982 until 2009-2010. Through the investigation was done, December in years of 1992-1993 and 2004-2005 as the best pattern of wetness and April in years of 2008-2009 and 2009-2010 as the best pattern of drought period and also April and November in the 2006-2007 was chose as the annual normal pattern. In Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) for each of the above years, the number of membership, Gaus 2mf, Gsussmf and Gbell were evaluated separately. It’s noticeable that at first consider 15 stations as a training in this system and 5station Tongab, Shourjeh, Baba Arab, Shiraz and Chamriz were evaluated. In this project rating of RMSE, R2 and EF evaluated and compared by two methods of Kriging and Adaptive neuro-fuzzy inference system. According to the obtained results it became clear that in the wetness periods Adaptive neuro-fuzzy inference system, provided more acceptable results. Also during the drought period for predict the rainfall, Kriging method is suggested. The most accurate results are obtained in normal periods in April by Kriging method and in November by Adaptive neuro-fuzzy inference system method.
    Keywords: Fars province, Neuro, Fuzzy Inference System, Estimating Precipitation, Kriging
  • زینب عبیداوی، کاظم رنگزن، روح الله میرزایی، مصطفی کابلی زاده، اردشیر امینی
    به منظور مدل سازی مطلوبیت زیستگاه، فنون مدل سازی متعددی توسعه یافته اند؛ که در این میان سیستم استنتاج فازی با دارا بودن قابلیت درنظر گرفتن ابهام و عدم قطعیت موجود در متغیرهای ورودی به عنوان یک روش موثر در این زمینه مطرح است. از اینرو طی این پژوهش، مدل سازی مطلوبیت زیستگاه پلنگ ایرانی در منطقه حفاظت شده شیمبار با استفاده از سیستم استنتاج فازی صورت گرفت. به منظور مدل سازی، پس از تعیین متغیرهای محیطی موثر، تعریف و تعیین متغیرهای زبانی، مقادیر زبانی و محدوده هر یک از آنها صورت پذیرفت. سپس توابع عضویت فازی هر یک از متغیرهای ورودی و خروجی تعریف شده، پایگاه قوانین تشکیل شد. در آخرین گام نیز، غیرفازی سازی مجموعه فازی خروجی انجام شد. همچنین، در اعتبارسنجی مدل، AUC به کار رفت. جهت حساسیت سنجی مدل و شناسایی متغیرهای محیطی مهم نیز 11 سیستم استنتاج فازی ایجاد شد. براساس یافته ها، مدل پیش بینی شده به طور معناداری بهتر از حالت تصادفی است (96/0AUC=). همچنین، متغیر فاصله از طعمه به عنوان مهم ترین متغیر محیطی شناخته شد. با توجه عملکرد موفق سیستم استنتاج فازی در مدل سازی مطلوبیت زیستگاه گونه مورد مطالعه، بهره گیری از آن جهت بهبود و تکمیل اطلاعات مکانی پیرامون زیستگاه های حیات وحش کشور به ویژه در ارتباط با مناطق و گونه های کمتر مطالعه شده، پیشنهاد می شود.
    کلید واژگان: سیستم استنتاج فازی، مدل سازی مطلوبیت زیستگاه، پلنگ ایرانی
    Z. Obeidavi, K. Rangzan, R. Mirzaei, M. Kabolizade, A. Amini
    Several modelling techniques have been developed for habitat suitability modelling. In the meantime, the Fuzzy Inference System (FIS) with ability to model uncertainty of input variables is an effective method to model wildlife species habitat suitability. So, Persian Leopard habitat suitability was predicted in Shimbar Protected Area using FIS. Therefore, the effective environmental variables were determined. We also defined and determined the linguistic variables, linguistic values, and range of them. Then, we designed the membership functions of the fuzzy sets of the input and output variables. Also, the definition of the fuzzy rules in the system was performed. Finally, the defuzzification of output was carried out. The accuracy of the predictive model was tested using AUC. Also, 11 FISs were developed to determine sensitivity of the models and important variables in modelling. The results showed that the predictive model was more efficient than the random model (AUC=0.960). In addition, the ‘distance to capra’ was the most important predictor. According to the success of FIS in Persian Leopard habitat suitability modelling, we suggest this method to improve and complete the existing spatial information of wildlife habitats in Iran, especially about regions and species that have been less studied.
    Keywords: Fuzzy inference system, Habitat suitability modelling, Panthera pardus saxicolor
  • حسین حاجی آقا علیزاده، محدثه احمدوند، حسین باقرپور
    هدف از این مطالعه، بررسی دو سامانه هوشمند شبکه عصبی مصنوعی و سامانه استنتاجی عصبی- فازی تطبیقی چندلایه (انفیس) برای مدل سازی انرژی خروجی در تولید خیار گلخانه ای و بوته ای است. برای تعیین الگوی انرژی مصرفی، داده های مورد نیاز به طور مستقیم از 160 بهره بردار خیار جمع آوری شد. با تحلیل نتایج، میانگین انرژی ورودی و خروجی در تولید خیار گلخانه ای به ترتیب 1 /1159901و 256 /173985 مگاژول و برای خیار بوته ای به ترتیب 11 /75648 و 433 /22694 مگاژول محاسبه شد. بیشترین انرژی ورودی در تولید خیارگلخانه ای و بوته ای به ترتیب مربوط به انرژی سوخت و الکتریسیته تعیین شدند، کمترین انرژی ورودی مربوط به انرژی بذر بود. با استفاده از داده های انرژی ورودی و خروجی، مدل سازی میزان انرژی خروجی به ازای انرژی ورودی با استفاده از دو روش مدل سازی مذکور انجام شد. با توجه به نتایج مدل سامانه استنتاج عصبی- فازی تطبیقی چندلایه، میزان ضریب تشخیص و مجذور میانگین مربعات خطا برای خیار گلخانه ای و بوته ای، به ترتیب برابر با 9924 /0، 9920 /0، 051/ و 013 /0 به دست آمدند. همچنین مقادیر این پارامترها برای مدل شبکه عصبی مصنوعی برای خیار گلخانه ای با ساختار بهینه (1-10-8) و برای بوته ای با ساختار (1-12-8) به ترتیب برابر با 9492 /0و 9785 /0، RMSE 0121 /0 و 0418 /0 تعیین شدند. نتایج نشان می دهند که هر چند مدل فازی بهتر عمل کرده است ولی هر دو مدل در تخمین میزان انرژی خروجی توانایی خوبی دارند.
    کلید واژگان: خیار گلخانه ای و بوته ای، شبکه عصبی مصنوعی، سامانه استنتاج عصبی فازی تطبیقی، انرژی، مدل سازی
    Hosein Haji Agha Alizadeh, Mohadese Ahmadvand, Hosein Bagherpour
    The aim of this research is to study two intelligent systems including artificial neural network and multi – layer adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) for modeling the output energy in production of greenhouse and open-field cucumber. In order to determine the pattern of consumed energy, the required information was collected directly from the 160 cucumber beneficiary. By analyzing the results, the average input and output energy was respectively equal to 1159901.1 MJ and 173985.256 MJ for greenhouse cucumber production and respectively 75648.11 MJ and 22694.433 MJ for open-field cucumber production . The maximum input energy in production of greenhouse and open-field cucumber was related to fuel and electricity respectively. The minimum input energy was related to seed energy. Using the input and output energy data, modeling of output energy was performed based the input energy and using the mentioned modeling methods. Refer to the results of ANFIS model, the values of coefficient of determination and root mean square error for greenhouse and open-field cucumber were equal to 0.9924, 9920 and 0.051 and 0.0130, respectively, Furthermore, these values were determined using the neural network modelwith optimum structure of (8-10-1) for greenhouse cucumber and structure of (8-12-1) for open-field cucumber. It was revealed that the coefficient of determination value was equal to 0.9492 and 0.9785, and RMSE was equal to 0.0121 and 0.0418, respectively. The result.
    Keywords: Modeling, Energy, Artificial neural network, adaptive neuro, fuzzy inference system, Greenhouse, open, field cucumber
  • حمیده افخمی، محمد تقی دستورانی، فرزانه فتوحی
    توجه به ماهیت داده های رسوب و انتخاب روش های مناسب پردازش بر روی داده ها قبل از ورود به مدل های هوش مصنوعی از جمله مواردی است که می تواند نتایج حاصل از شبیه سازی ها را به واقعیت نزدیک سازد. در این تحقیق تاثیر روش های پردازش داده های رسوب قبل از ورود به دو مدل شبکه های عصبی مصنوعی و سیستم های استنتاج فازی-عصبی در هفت ایستگاه حوضه سد دز مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس با توجه به توزیع های احتمالاتی حاکم بر داده ها سه سناریو در نظر گرفته شد. سناریوی اول بدون هیچ گونه پردازش و با استفاده از اصل داده ها، سناریوی دوم، پردازش داده ها از طریق استاندارد سازی و در سناریوی سوم با توجه به حاکمیت توزیع های لگاریتمی بر داده های رسوب، از لگاریتم داده ها استفاده گردید. نتایج شبیه سازی ها در دو مدل، کارایی بهتر و خطای کمتر را در شرایط استفاده از لگاریتم داده ها به خصوص در ایستگاه هایی که بهترین توزیع های احتمالاتی آن ها یکی از توزیع های لگاریتمی می باشد، نشان دادند. درنهایت، مدل فازی عصبی با ضریب همبستگی 95/0، 4/5RMSE=، 4/1 MSE=و 42/0 ME= در ایستگاه بیاتون و در شرایط استفاده از لگاریتم داده ها بهترین عملکرد را نشان داد.
    کلید واژگان: پیش بینی رسوب، توزیع های احتمالاتی، سیستم فازی، عصبی، شبکه عصبی مصنوعی، رسوب معلق
    Hamideh Afkhami, Mohammad Taghi Dasturani, Farzaneh Fotuhi
    Due to the nature of the sediment data, selection of appropriate methods for processing the data before entering them to the artificial intelligence models can enhance the reliability of simulations results. In this study, the effects of sediment data processing procedures on ANN and ANFIS models outputs in 7 Dez Basin stations were evaluated. Accordingly, three scenarios were considered: In the first scenario, original data was used without exerting any processing technique; in the second scenario, the data was normalized; and in the third scenario, logarithm of data were used according to logarithmic distribution governing. The simulation results showed that using data logarithm leads to higher performance and lower error, especially in stations where the best fit probability distribution is one of the log family distributions. Finally, among applied models, ANFIS showed the best performance with coefficient efficiency of 0.95 and RMSE of 5.4, MSE of 1.4 and ME of 0.42 in Biatoon gauging station and using the third scenario.
    Keywords: Probability distributions, Prediction, Suspended sediment prediction, Artificial Neural Network, Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System
  • سید محمد حسینی موغاری، کیومرث ابراهیمی
    آگاهی از کیفیت آب هر منطقه در تصمیم گیری های مدیریتی به منظور استفاده بهینه از منابع آب ضروری است. یکی از روش های رایج در اظهارنظر در مورد کیفیت منابع آب، استفاده از شاخص های کیفیت منابع آب(WQIs) است. شاخص ها معمولا دارای محدودیت هایی است از جمله ی آن ها می توان به ضرورت در دسترس بودن کلیه پارامترهای استفاده شده در توسعه هر شاخص اشاره کرد. همچنین برخورد قطعی با مسائل کیفیت آب نقطه ضعف دیگری برای این شاخص ها است. از این رو برای حل این دو محدودیت در مقاله حاضر با استفاده از سیستم استنتاج فازی (FIS) و بر اساس« استلزام ممدانی» و با کاربرد داده های کیفی آبخوان دشت ساوه، اقدام به توسعه شاخص کیفیت آب فازی (FWQI) شده است. هفت شاخص از نوع FWQI با پارامترهای کیفی مختلف توسعه داده شد. این شاخص ها برای مشخص کردن کیفیت آب 17 چاه از دشت ساوه به کار گرفته شدند. به منظور در دسترس بودن معیاری برای قضاوت مقادیر برآوردی آن ها با مقادیر پایه و شناخته شده محاسبه شده بر اساس شاخص WQI مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در غیاب برخی از پارامترها، شاخص های FWQI با دقت بالایی قادر به ارزیابی منابع آب زیرزمینی هستند. همچنین مشخص شد که اگر در میان پارامترهای ورودی، پارامتری که دارای مقداری خارج از محدوده مطلوب خود باشد، حذف شود، در طبقه بندی کیفی آب ایجاد خطا خواهد نمود. بررسی پایش کیفی آب چاه ها نشان داد که وضعیت آب آن ها از نظر شرب در شش چاه قابل قبول، در پنج چاه غیرقابل قبول و در شش چاه بسیار نامناسب است.
    کلید واژگان: آب زیرزمینی، استلزام ممدانی، سیستم استنتاج فازی، کیفیت آب
    S.M. Hosseini, Moghari, K. Ebrahimi
    Introduction
    Groundwater resources are the main source of fresh water in many parts of Iran. Groundwater resources are limited in quantity and recently due to increase of withdrawal, these resources are facing great stress. Considering groundwater resources scarcity, maintaining the quality of them are vital. Traditional methods to evaluate water quality insist on determining water quality parameter and comparison between them and available standards. The decisions in these methods rely on just specific parameters, in order to overcome this issue, water quality indices (WQIs) are developed. Water quality indexes include a range of water quality parameters and using mathematical operation represent an index to classify water quality. Applying the classic WQI will cause deterministic and inflexible classifications associated with uncertainties and inaccuracies in knowledge and data. To overcome this shortcoming, using the fuzzy logic in water resources problems under uncertainty is highly recommended. In this paper, two approaches are adopted to assess the water quality status of the groundwater resources of a case study. The first approach determined the classification of water samples, whilst the second one focused on uncertainty of classification analysis with the aid of fuzzy logic. In this regard, the paper emphasizes on possibility of water quality assessment by developing a fuzzy-based quality index even if required parameters are inadequate.
    Materials And Methods
    The case study is located in the northwest of Markazi province, Saveh Plain covers an area of 3245 km2 and lies between 34º45′-35º03′N latitude and 50º08′-50º50′E longitudes. The average height of the study area is 1108 meter above mean sea level. The average precipitation amount is 213 mm while the mean annual temperature is 18.2oC. To provide a composite influence from individual water quality parameters on total water quality, WQI is employed. In other words, WQI is a weighting average of multiple parameters. The present research used nine water quality parameters (Table 2). In this paper Fuzzy Water Quality Indices (FWQIs) have been developed, involving fuzzy inference system (FIS), based on Mamdani Implication. Firstly, five linguistic scales, namely: Excellent, Good, Poor, Very poor, and Uselessness were taken into account, and then, with respect to ‘If→then’ rules the FWQIs were developed. Later, the seven developed FIS-based indexes were compared with a deterministic water quality index. Indeed seven FWQIs based on different water quality available parameters have been developed. Then developed indices were used to evaluate the water quality of 17 wells of Saveh Plain, Iran.
    Results And Discussion
    The present study analysed groundwater quality status of 17 wells of Saveh Plain using FWQI and WQI. Based on the driven results from WQI and its developed fuzzy index, similar performance was observed in most of the cases. Both of them indicated that the water quality in six wells including NO.1, 2, 6, 12, 13, and 17 were suitable for drinking. Due to the fact that the values of both indexes were under 100, the mentioned wells could be considered as drinking water supplies. The indexes illustrated the very poor quality of wells NO.7, 9, 10, 11, 14, and 16. As a result, according to FWQI1 along with WQI, nearly 35% of wells have proper drinking water quality, while approximately 30% and 35% of them suffered from poor and very poor quality, respectively. The overall picture of water quality within the study area was not satisfying, hence, an accurate site selection for discovering water recourses with appropriate quality for drinking purpose must be responsible authorities’ priority. Analysis of FWQI2, FWQI3 and FWQI4 revealed that elimination of the parameters slightly changed the result of FWQI2; however, FWQI3 and FWQI4 did not vary considerably. Thus, Cl influenced the water quality slightly, but Ca and K did not affect the water quality of the plain. The results showed that inexistence of one of the mentioned parameters would not affect the computational process adversely. A glance at FWQI5, FWQI6 and FWQI7 revealed the improper performance of FWQI5 to show wells’ water quality status. Throughout the FWQI5 evaluation process, all the wells’ water quality stood in Excellent category. Due to the considerable values of TDS in the Plain, elimination of this parameter in FWQI5 caused inappropriate evaluation. Hence, whenever a case study deals with a high value of a specific quality parameter, elimination of that parameter would negatively demote validation of the analysis. Figures (3)-(6) represented the results of WQI along with seven FWQIs for 17 utilized wells’ water quality assessment in the study area during the proposed periods.
    Conclusion
    Throughout the present study, the capability of seven FIS-based indexing procedures in modelling the water quality analysis of 17 wells of Save Plain was discussed. The proposed FWQIs were developed on the basis of Mamdani approach by applying triangular and trapezoidal membership functions to determine the groundwater quality of the case study according to the nine parameters. The results revealed that FWQI1-4 outperformed others. On the other hand, FWQI5-7 which eliminated three out of the nine parameters, did not made a valid contribution to the computational context. This might be related to omitting the effective water quality parameters from the inputs of the model. The results also illustrated that, only six out of 17 wells of the region could be considered as suitable sources for the drinking purpose. The water quality status in five wells was not satisfying, and six wells were plagued by very poor quality of water.
    Keywords: Groundwater, Mamdani Implication, Fuzzy Inference System, Water quality
  • Mohammad Tahmoures, Ali Reza Moghadamnia, Mohsen Naghiloo
    Modeling of stream flow–suspended sediment relationship is one of the most studied topics in hydrology due to its essential application to water resources management. Recently, artificial intelligence has gained much popularity owing to its application in calibrating the nonlinear relationships inherent in the stream flow suspended sediment relationship. This study made us of adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) techniques and three artificial neural network approaches, namely, the Feed-forward back-propagation (FFBP), radial basis function based neural networks (RBF), geomorphology-based artificial neural network (GANN) to predict the streamflow suspended sediment relationship. To illustrate their applicability and efficiency,, the daily streamflow and suspended sediment data of Dalaki River station in south of Iran were used as a case study. The obtained results were compared with the sediment rating curve (SRC) and regression model (RM). Statistic measures (RMSE, MAE, and R2) were used to evaluate the performance of the models. From the results, adaptive neuro-fuzzy (ANFIS) approach combined capabilities of both Artificial Neural Networks and Fuzzy Logic and then reflected more accurate predictions of the system. The results showed that accuracy of estimations provided by ANFIS was higher than ANN approaches, regression model and sediment rating curve. Additionally, relating selected geomorphologic parameters as the inputs of the ANN with rainfall depth and peak runoff rate enhanced the accuracy of runoff rate, while sediment loss predictions from the watershed and GANN model performed better than the other ANN approaches together witj regression equations in Modeling of stream flow suspended sediment relationship.
    Keywords: Adaptive neuro, fuzzy inference system, Artificial neural networks, Dalaki river, geomorphology, suspended sediment
  • Mahdi Irani, Masoud Shafafi Zenizian, Hasan Irani
    This paper presents a novel approach to monitor food process based on Modular Neural Networks (MNNs) and fuzzy inference system. The proposed MNN consists of three separate modules، each using different image features as input including: edge detection، wavelet transform، and Hough transform. The sugeno fuzzy inference system was used to combine the outputs from each of these modules to classify the images of quince during osmotic dehydration process. To test the method، for classification، database was made of 108 quince samples’ images (12 classes). In experiments، the developed architecture achieved 91. 6% recognition accuracy. Next step، solid gain، water loss and moisture content of quince samples were considered as MNNs outputs، whereas osmotic dehydration time and classified images were MNNs inputs. The minimum %MRE (18. 153) with 89% prediction ability for water loss (WL) was obtained when applying two hidden layers with 6 neurons per each two layers. The lowest %MRE (35. 5335) with 93% prediction ability for solid gain (SG) was obtained when using 6 and 8 neurons per first and second layer، respectively. And finally %MRE was at least (7. 4759) with 96% prediction ability for moisture content (MC) by 6 and 5 neurons per first and second layer، respectively. The results show that this model could be commendably implemented for quantitative modeling and monitoring of food quality changes during osmotic dehydration process.
    Keywords: Modular Neural Networks, Quince, Fuzzy Inference System, Osmotic Dehydration, Neural Networks
  • جواد بهمنش*، الناز رضایی
    مطالعه خصوصیات هیدرولیکی خاک از جمله هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در بررسی های زیست محیطی ضروری می باشد. با وجود پژوهش های بی شمار که پیرامون اندازه گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی اشباع صورت گرفته است، این روش ها هم چنان پر هزینه، زمان بر و تخصصی هستند. از این رو برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از روش هایی سریع، کم هزینه و با دقت قابل قبول مانند توابع انتقالی خاک توسعه یافته است. هدف اصلی این تحقیق، مقایسه و ارزیابی 11 تابع انتقالی رگرسیونی و سامانه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی به منظور برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک می باشد. لذا آزمایشات مربوط به محاسبه هدایت هیدرولیکی اشباع و محاسبه خصوصیات فیزیکی خاک در 40 نقطه از شهرستان ارومیه صورت گرفت. در هر موقعیت انتخابی، چاهکی تا عمق 30 سانتی متر حفر گشت. هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با روش پرمامتر گلف در محل هر چاهک اندازه گیری شد. خاک حاصل از حفر هر چاهک نیز برای تعیین ویژگی های زود یافت خاک در آزمایشگاه استفاده شد. نتایج نشان داد که در بین مدل های رگرسیونی موجود، مدل آیمرون و همکاران با کمترین مقدار خطا برای پارامترهای (RMSE و MAE 0/174 و 0/028متر در روز) بهترین برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع را در اراضی مورد مطالعه داشت. نتایج این تحقیق بر اهمیت کاربرد تخلخل موثر به عنوان یک پارامتر زودیافت مهم به منظور افزایش دقت توابع انتقالی رگرسیونی تاکید دارد. در شبکه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی از میان 561 مدل با لایه های ورودی مختلف، پارامتر های درصد شن، سیلت، چگالی مخصوص ظاهری و چگالی مخصوص حقیقی به عنوان ورودی انتخاب شدند. در مدل عصبی- فازی ارائه شده در این تحقیق، مقادیر R2 و RMSE در مرحله آموزش برابر با 1 و 7-10×1/2 و در مرحله آزمون برابر با 0/98 و 0/0006 به دست آمد. مقایسه نتایج توابع رگرسیونی و مدل های عصبی- فازی بیانگر برتری سامانه عصبی- فازی نسبت به تابع رگرسیونی است. همچنین سیستم استنتاج عصبی- فازی قادر است در بافت های خاک مختلف قدرت برآورد خود را با دقت بالا حفظ نماید.
    کلید واژگان: هدایت هیدرولیکی اشباع، خصوصیات فیزیکی خاک، سامانه عصبی، فازی
    J. Behmanesh*, E. Rezaie
    Study of soil hydraulic properties such as saturated and unsaturated hydraulic conductivity is required in the environmental investigations. Despite numerous research, measuring saturated hydraulic conductivity using by direct methods are still costly, time consuming and professional. Therefore estimating saturated hydraulic conductivity using rapid and low cost methods such as pedo-transfer functions with acceptable accuracy was developed. The purpose of this research was to compare and evaluate 11 pedo- transferfunctions and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) to estimate saturated hydraulic conductivity of soil. In this direct,saturated hydraulic conductivity and physical properties in 40 points of Urmia were calculated. The soil excavated was used in the lab to determine its easily accessible parameters. The results showed that amongexisting models, Aimrun et al model had the best estimation for soil saturated hydraulic conductivity. For mentioned model, the Root Mean Square Error and Mean Absolute Error parameterswere 0.174 and 0.028 m/day respectively. The results of the present research, emphasises the importance of effective porosity application as an important accessible parameter in accuracy of pedo-transfer functions. sand and silt percent, bulk density and soil particle density were selected to apply in 561 ANFIS models. In training phase of best ANFIS model, the R2 and RMSE were calculated 1 and 1.2×10-7 respectively. These amounts in the test phase were 0.98 and 0.0006 respectively. Comparison of regression and ANFIS models showed that the ANFIS model had better results than regression functions. Also Nuro Fuzzy Inference System had capability to estimatae with high accuracy in various soil textures.
    Keywords: Saturated Hydraulic Conductivity, Soil Physical Chracteristics, Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System
  • فرزاد حسن پور، زینب شیخعلی پور
    روندیابی سیلاب به دلیل فراهم نمودن امکان پیش بینی چگونگی طغیان و فروکش کردن آن در رودخانه، یکی از مهمترین مسائل در مهندسی رودخانه است. از آن جای که سیلاب جریانی متغیر غیردایمی است، لذا روندیابی آن نیاز به داده های گسترده از رود ها و آمار دقیقی از ایستگاه های آبسنجی دارد. روش ماسکینگام، به دلیل سادگی آن، دارای کاربرد بیش تری در میان روش های روندیابی سیلاب می باشد. از طرفی، استفاده از روش های هوش مصنوعی در زمینه های مختلف مهندسی آب و شبیه سازی در حوضه های آبخیز طی دهه اخیر رشد چشمگیری داشته است. در این پژوهش، برای روندیابی سیلاب با استفاده از روش های ماسکینگام، شبکه ی عصبی مصنوعی، سامانه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی، و برنامه ریزی ژنتیک از داده های ویلسون، ویو و همکاران، و ویس من و لویس در سه رود مختلف استفاده گردید. نتایج شبیه سازی روندیابی سیلاب با کاربرد روش های ذکر شده با استفاده از شاخص های آماری R2، RMSE و MBE ارزیابی گردیدند. نتایج این تحقیق نشان دادند که روش های هوش مصنوعی، به دلیل برخورداری از RMSE کمتر نسبت به روش ماسکینگام، برتری دارند، که این مقدار برای روش های هوش مصنوعی 00174/0، و برای روش ماسکینگام 727/28 به دست آمد، بنابراین، روش ماسکینگام در شبیه سازی آب نگار سیلاب با بده ی اوج پرشمار موفق نبوده است. با وجود اندک تفاوت در دقت تخمین و مقادیر خطا در شبیه ها، شبکه های عصبی مصنوعی با مقادیر R2، RMSE و MBE مناسبتر در رده ی اول، و سامانه ی استنتاج تطبیقی عصبی- فازی و برنامه ریزی ژنتیک به ترتیب در رده های دوم و سوم قرار می گیرند. با توجه به سهولت کاربرد و نتایج خوب روش های هوش مصنوعی، پیشنهاد می شود تحقیقات بیش تری در این زمینه صورت پذیرد.
    کلید واژگان: روندیابی سیلاب، روش ماسکینگام، شبکه ی عصبی مصنوعی، برنامه ریزی ژنتیک، سامانه ی استنتاج تطبیقی عصبی، فازی
    F. H., Z. Sh
    Flood routing is one of the most important issues in river engineering because of prediction of the ascent and descent of flood hydrograph. As flood is a variable and unsteady flow، its routing requires accurate and detailed data collection at hydrometry stations. The Muskingum models very offer a useful procedure among the flood routing methods. Moreover، application of the artificial intelligence methods have grown substantially in the different water engineering and watershed modeling endeavors in recent decades. In the present study، the data collected by Wilson، Wu et al.، and veiss man Jr. and Lewis for three different rivers in the U. S. A were used for the flood routing processes using the Muskingum، artificial neural network، adaptive neuro-fuzzy inference system، and genetic programming. Simulation results of flood routing process using the mentioned methods were compared using the statistical indicators of R2، RMSE and MBE. The results indicated that the artificial intelligence methods were superior to the Muskingum method due to their lower RMSE. The RMSE value for the artificial intelligence techniques was 0. 00174 and for the Muskingum method it was 28. 727. The Muskingum method was not successful in flood hydrograph simulation with multi peaks. Despite the slight differences in accuracy estimation and error values ​​in the models، the artificial neural networks proved their superiority with the highest R2، and lowest RMSE and MBE. The adaptive neuro-fuzzy inference system and genetics programming were placed in next levels. Based on the ease of use and more accurate results، the use of artificial intelligence methods is recommended for further studies in this region.
    Keywords: Flood routing, Muskingum method, artificial neural networks, genetic programming, adaptive neuro, fuzzy inference system
  • مریم احمدوند، عبدالرحیم هوشمند، عبدعلی ناصری
    پارامترها و عوامل مختلفی از قبیل عمق سطح ایستابی نسبت به سطح زمین، شوری بخش اشباع خاک، عمق آب آبیاری، نوع خاک، رقم و سن گیاه بر عملکرد مزارع نیشکر تاثیر می گذارند. با بررسی این پارامترها و تعیین میزان اثر هر یک از آنها بر عملکرد مزارع نیشکر، می توان راهکارهایی ارائه داد که با بهره گیری از امکانات و شرایط موجود حداکثر عملکرد را در مزارع نیشکر به دست آورد. بدین منظور در این تحقیق سعی شد با استفاده از روش بدیع سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی عملکرد مزارع نیشکر مدل سازی گردد. داده های مورد نیاز جهت انجام این تحقیق مربوط به یک دوره سه ساله می باشد که از کشت و صنعت میرزا کوچک خان تهیه گردید. نتایج نشان داد مدل پیشنهاد شده با ضریب همبستگی برابر 978/0 ، RMSE 35/1 و میزان خطای 2/3 دارای دقت بالایی در پیش بینی عملکرد مزارع نیشکر می باشد.
    کلید واژگان: مزارع نیشکر، پیش بینی عملکرد، سیستم استنتاجی فازی، عصبی تطبیقی
    Maryam Ahmadvand, Abdolrahim Hoshmand, Adedali Naseri
    Sugarcane fields are affected by different parameters and factors such as ground water table¡ salinity of saturated soil¡ depth of irrigation¡ variety and age of plants and etc. Evaluating effects of these parameters¡ it is possible to propose solutions to maximize sugarcane fields performance. In this paper Adaptive Neuro - Fuzzy Inference System (ANFIS) is used to model the performance of sugarcane fields. This study is performed based on three years data of «Mirza koochak khan cultivation and industry». Results showed that the proposed model has a correlation factor of 0. 978¡ RMSE of 1. 35 and error of 3. 2 The proposed model has a very high accuracy in performance forecasting of sugarcane fields.
    Keywords: sugarcane fields, Performance forecasting, Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System
  • حوریه مرادی، مرتضی تمنا، حسین انصاری، محمد نادریان فر
    با توجه به اهمیت تعیین دقیق و به موقع تبخیروتعرق در برنامه ریزی های آبیاری و با توجه به توانمندی های سیستم استنتاج فازی (FIS)، هدف از ارائه این مقاله برآورد تبخیروتعرق مرجع ساعتی به کمک منطق فازی است. بر این اساس پس از بررسی و ترکیب مدل های مختلف داده های ساعتی هواشناسی، 4 مدل فازی برای برآورد تبخیروتعرق مرجع ساعتی ارائه شد. در این مدل ها تبخیروتعرق محاسبه شده از معادله پنمن- مانتیث- فائو به عنوان خروجی مدل در نظر گرفته شده و کارایی مدل های مورد مقایسه با استفاده از آماره های ریشه میانگین مربعات خطا، خطای انحراف میانگین، ضریب تعیین و معیار جاکوویدز (t) و معیار صباغ و همکاران (R2/t) مورد ارزیابی قرار گرفت. دوره آماری مورد بررسی سال های 2008 و 2009 میلادی بوده که از 70 درصد داده ها برای آموزش و از 30 درصد داده ها برای تست مدل استفاده شد. نتایج مدل های فازی ارائه شده با پارامترهای ورودی متفاوت با هر دو مدل پنمن- مانتیث- فائو (PMF56) و انجمن مهندسین عمران آمریکا (ASCE) نشان دادند که، سیستم های فازی قادر به برآورد تبخیروتعرق مرجع ساعتی با دقت قابل قبولی هستند، به طوری که مدل فازی با سه متغیر ورودی (تابش، رطوبت نسبی و دما) در دوره آموزش و تست بهترین عملکرد را داشت. معیارهای ارزیابی، مدل فازی با سه متغیر ورودی در دوره تست برای مدل PMF56 و ASCE به ترتیب 04/0=RMSE، 01/0- =MBE، 98/0=R2، 5/23=t، 041/0=R2/t و 05/0=RMSE، 008/0- =MBE، 96/0=R2، 5/9=t، 1/0=R2/t به دست آمد. نتایج به دست آمده از این پژوهش، نشان داد که مدل فازی جهت برآورد تبخیروتعرق مرجع ساعتی با استفاده از حداقل داده ها و بدون نیاز به محاسبات پیچیده، نتایج قابل قبولی را به دست می دهد.
    کلید واژگان: سیستم استنتاج فازی، تبخیروتعرق ساعتی، مدل ASCE، مدل پنمن، مانتیث، فائو56
    H. Moradi, M. Tamana, H. Ansari, M. Naderianfar
    The most important component of the hydrologic cycle, which plays a key role in water resource management, crop yield simulation, and irrigation scheduling is evapotranspiration. Therefore, developing a low cost and precise model is very essential for hourly ETo calculations. Although, there are numerous empirical formulas, due to the complicated nature of the hourly evapotranspiration event, the data availability, high cost, and data gathering error, their performances are not all satisfactory. Thereafter, this paper develops an hourly ETo estimation model based on fuzzy inference system (FIS) technique. After analyzing the different models and different combinations of hourly meteorological data, hourly reference evapotranspiration calculated with four fuzzy models. Penman-Montieth-FAO56 Model considered as the comparison basis for hourly estimating reference evapotranspiration models. Comparing models was done with mean root squared error, mean deviation error, coefficient of determination, Jacovides (t) and Sabagh, et al (R2 / t) criteria. The Required data gathered from the private weather station in Fariman city. With removing missing data, 9128 hourly data extracted from two-year statistical period, 2008-2009. Meanwhile, 70 percent of the data was used for model training, and 30 percent for model testing. The results showed that, fuzzy model output is acceptable in relation to Penman-Montieth-FAO56 and ASCE models output. The fuzzy model with four inputs has the highest correlation (0.99) to reference model. The fuzzy model with two inputs: solar radiation and relative humidity, presented proper values for evaluation criteria (RMSE=0.048, MBE=-0.018, R2=0.97, t=32, and R2/t=0.0295) in training phase. Under the testing phase, results were very similar to training phase. The comparison of Fuzzy model outputs with ASCE models also indicated that fuzzy model with three inputs of radiation, relative humidity, and temperature has the highest matching value (RMSE=0.05, MBE=-0.014, R2=0.95, t=13.9 and R2/t=0.068), in the training phase, which was justified with testing results. According to this study, fuzzy model can be a proper method for estimating hourly reference evapotranspiration. While, fuzzy model is simple, accurate, and does not have complex calculations like hybrid models.
    Keywords: Fuzzy Inference System, Hourly Evapotranspiration, ASCE model, Penman, Montieth, FAO56 Model
  • غلامعباس فلاح قالهری، مجید حبیبی نوخندان، جواد خوشحال
    هدف از این بررسی ارزیابی ارتباط الگوهای سینوپتیکی بزرگ مقیاس اقلیمی با بارش در استان خراسان رضوی می باشد. در این بررسی با بهره گیری از سامانه استنباط فازی- عصبی تطبیقی برآورد بارش در بازه زمانی فروردین تا خرداد (آوریل تا ژوئن) در استان خراسان رضوی ارائه شده است. داده های بارش بهاره شامل آمار و داده های بارش 38 ایستگاه همدیدی، اقلیم شناسی و باران سنجی می باشد که در فاصله سال های 2007-1970 میلادی از سازمان هواشناسی کشور و وزارت نیرو دریافت شده است. در این بررسی، در آغاز ارتباط بین تغییرات الگوهای سینوپتیکی شامل فشار سطح دریا، اختلاف فشارسطح دریا، دمای سطح دریا، اختلاف دما بین سطح دریا و سطح 1000 میلی باری، دمای سطح 700 میلی بار، ضخامت بین سطوح 500 و 1000 میلی بار، رطوبت نسبی سطح 300 میلی بار و آب قابل بارش با بارش میانگین منطقه ای مورد بررسی قرار گرفته است. در گزینش این مناطق که مجموعه ای از نقاط در خلیج فارس و دریای عمان، دریای سیاه، دریای خزر، دریای مدیترانه، دریای شمال، دریای آدریاتیک، دریای سرخ، خلیج عدن، اقیانوس اطلس، اقیانوس هند و سیبری را شامل می شوند، تاثیر پذیری بارندگی منطقه شمال شرق ایران از الگوهای سینوپتیکی در مناطق یاد شده مورد توجه قرار گرفته است. سپس، مدل سامانه استنباط فازی عصبی تطبیقی در دوره 1997-1970 آموزش داده شده است و در پایان، برآورد بارش در دوره فروردین تا خرداد (آوریل تا ژوئن) 2007-1998 انجام شده است. مدل مورد بهره گیری در این بررسی شامل یک لایه ورودی، یک لایه پنهان و یک لایه خروجی می باشد. سامانه استنباط فازی مورد بهره گیری در این بررسی، مدل سوگینو می باشد. شمار نرون های لایه ورودی، پنهان و خروجی به ترتیب (1-28-13) می باشد. نتایج نشان می دهد سامانه استنباط فازی- عصبی تطبیقی در 90 درصد سال ها می تواند بارش را با دقت قابل قبولی با سطح اطمینان 10 درصد برآورد کند.
    کلید واژگان: سامانه استنباط فازی، عصبی تطبیقی، برآورد بارش، سینوپتیکی، الگوهای
    Gh.A. Fallah Ghalhary, M. Habibi Nokhandan, J. Khoashhal
    The aim of this research is the assessment of the relation between rainfall and large scale synoptically patterns at Khorasan Razavi province. In this study, using adaptive neuro fuzzy inference system, the rainfall estimation has been done from April to June in the Area under study. Spring rainfall data including the information of 38 synoptic, Climatologic and rain gauge stations from 1970 to 2007 has been selected from Iranian Meteorological Organization and Ministry of Energy. In this paper, we are analyzed 38 years of rainfall data at Khorasan Razavi province located in northeastern part of Iran at latitude-longitude pairs (34°-38°N, 56°- 62°E). The Adaptive Neuro-Fuzzy Inference system based on synoptically patterns with 38 years of rainfall data was trained. For performance evaluation, network predicted outputs were compared with the actual rainfall data. In this Study, at the first step, the relationship Between synoptically pattern variations including Sea Level Pressure (SLP), Sea Surface Temperature (SST), Sea Surface Pressure Difference (?SLP), Sea Surface Temperature Difference (?SST), air temperature at 700 hpa, thickness between 500 and 1000 hpa level, relative humidity at 300 hpa and precipitable water were investigated. As the second step, the model was calibrated from 1970 to 1997. Finally, rainfall prediction is performed from 1998 to 2007. The model that used in this research has an input layer, one hidden layer and an output layer. The number of neuron for input layer, hidden layer and output layer was 13-28-1, respectively. The results of simulation reveal that adaptive neuro fuzzy inference systems are promising and efficient.
    Keywords: Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System, Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System Rainfall estimation, Rainfall estimation, Synoptic patterns
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