فهرست مطالب

فصلنامه هوش محاسباتی در مهندسی برق
سال ششم شماره 1 (بهار 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/02/19
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رضا راستی بروجنی *، محمد تشنه لب، رضا جعفری صفحات 1-14
    در این مقاله، یک سیستم CAD بر اساس شبکه های عصبی کانولوشن سلسله مراتبی با ساختاری جدید، جهت ایجاد تمایز بین تومورهای خوش خیم و بدخیم در تصاویر MR سینه پیشنهاد شده است. شبکه ی عصبی کانولوشن، یک شبکه ی سلسله مراتبی عصبی است که بر روی تصاویر دو بعدی اعمال می شود و فرآیندهای استخراج ویژگی و طبقه بندی را در یک ساختار واحد و کاملا تطبیقی، ادغام می کند. این ساختار می تواند ویژگی های دو بعدی کلیدی را به صورت خودکار استخراج نموده و نسبت به اعوجاجات هندسی و محلی در تصاویر ورودی مقاوم است. در ادامه، نتایج پیاده سازی فرآیندهای یادگیری و آزمایش HCNN بر اساس روش های بهینه سازی گرادیان نزولی و پس انتشار عدول شونده مورد ارزیابی قرار گرفته و نشان داده شده است که HCNN پیشنهادی با رویکرد یادگیری پس انتشار عدول شونده، یک ساختار عصبی سلسله مراتبی کارآمد و مقاوم را جهت طراحی یک سیستم CAD پایه در تصاویر MR سینه ارائه می کند بطوریکه از آن می توان بطور بالقوه، بعنوان یک مکانیسم برای ارزیابی انواع ناهنجاری ها در تصاویر پزشکی استفاده نمود.
    کلیدواژگان: سرطان سینه، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی با کنتراست بهبودیافته، سیستم های تشخیص به کمک کامپیوتر، شبکه های عصبی کانولوشن سلسله مراتبی
  • احسان کرمی، سید مهدی مظهری *، حمید لسانی صفحات 15-28
    در این مقاله، مساله مکان یابی بانک های خازنی فشارمتوسط با استفاده از یک رویکرد دو هدفه جدید مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای این منظور، قیمت گذاری مبتنی بر قابلیت اطمینان مطلوب مشترکین در محیط یک شرکت توزیع تجدید ساختارشده مدل سازی شده و ریسک حاصل از اجرای آن بر سودآوری شرکت توزیع از محل خازن گذاری شبکه محاسبه شده است. سپس، مکان یابی خازن های فشارمتوسط با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک چندهدفه به منظور دستیابی به طرح متناظر با کمترین هزینه و کمترین ریسک سودآوری، مورد بررسی قرار گرفته است. با اجرای برنامه های توسعه داده شده در شبکه آزمون 34 شینه IEEE، کارایی رویکرد پیشنهادی در قالب چندین سناریو ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: تجدیدساختار در سیستم قدرت، خازن گذاری شبکه توزیع، قابلیت اطمینان سیستم قدرت
  • محمد مهدی پژمان *، احمد حکیمی، عصمت راشدی صفحات 29-38
    پیشرفت سریع تکنولوژی و به دنبال آن کاهش بعد ترانزیستورهای ماسفت باعث شده است که این ترانزیستور ها رفتار متفاوتی در مدارات الکترونیکی از خود نشان دهند. در دهه ی اخیر، مدل های زیادی برای تخمین رفتار ترانزیستور های ماسفت کانال کوتاه ارائه شده است. در این مقاله یک مدل جدید برای پیش بینی رفتار و عملکرد ترانزیستورهای ماسفت کانال کوتاه پیشنهاد شده است. مدل پیشنهادی با ایجاد تغییراتی روی مدل nth-power law MOS، دقت این مدل را افزایش و خطای آن را کاهش داده است. پارامترهای مدل پیشنهادی نسبت به دو مشخصه ی واقعی BSIM3 در تکنولوژی130 نانومتر و TSMC_CM018RF در تکنولوژی180 نانومتر، که امروزه کاربرد بسیاری در مدارات الکترونیکی مخصوصا مدارات فرکانس بالا دارند، محاسبه شده است. به منظور افزایش دقت مدل پیشنهادی، پارامترهای آن، توسط سه الگوریتم وراثتی، بهینه سازی جمعیت ذرات و جستجوی گرانشی محاسبه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای مدل ارائه شده، الگوریتم جستجوی گرانشی نتایج بهتری به دست داده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم وراثتی، الگوریتم بهینه سازی جمعیت ذرات، الگوریتم جستجوی گرانشی، ترانزیستور ماسفت کانال کوتاه، مدارات فرکانس بالا
  • فاضل عباسی *، مهدی بانژاد، رحمت الله هوشمند، فتاح حسن زاده صفحات 39-48
    تجدید آرایش یکی از راه های کم هزینه و آسان برای بهره برداری بهتر از شبکه های توزیع می باشد. تاکنون تجدید آرایش در حضور منابع تولید پراکنده و با هدف بهبود قابلیت اطمینان و در حالتی که DG قابلیت تامین بار را دارد،به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته است. در مسائل بازآرایی همواره آرایش های مختلفی مورد ارزیابی قرار می گیرند، بنابراین الگوریتم محاسبه قابلیت اطمینان باید بگونه ای نوشته شود که عمومیت داشته باشد و برای همه آرایش ها قابل استفاده باشد. در این مقاله ابتدا با استفاده از روش تحلیلی،نحوه محاسبه قابلیت اطمینان در مسائل تجدید آرایش در حضور منابع تولید پراکنده بیان می گردد. سپس مساله تجدید آرایش با استفاده از الگوریتم ژنتیک، که بر اساس تکنیک جدید لبه پنجره کدگذاری، پیاده سازی می شود.در انتهاروش ارائه شده، بر روی سیستم 33 باسه (Baran) در محیط نرم افزار MATLAB شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی قابلیت روش ارائه شده را در تعیین بهترین آرایش بر اساس تابه هدف مقاله نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تجدید آرایش، تولید پراکنده، الگوریتم ژنتیک بر اساس کدگذاری لبه پنجره، انرژی تغذیه نشده
  • نرگس پرهیزی *، موسی مرزبند، سید مازیار میرحسینی مقدم، فاطمه آذری نژادیان، بهنام محمدی ایواتلو صفحات 49-66
    مدیریت بهینه انرژی در سیستم های دارای چند ریزشبکه چالش های جدیدی را در سیستم های قدرت بوجود آورده است. لذا، ارائه سیستم های مدیریت انرژی با درنظر گرفتن عملکرد بهینه منابع موجود در ریزشبکه ها، کنترل تبادل توان با شبکه و نیز مابین ریزشبکه ها حائز اهمیت می باشد. در این مقاله، به منظور مدیریت انرژی در سیستم های دارای ریزشبکه های متعدد با مالکیت های مختلف، ساختاری با دو لایه کنترلی بنام های کنترل اولیه و ثانویه پیشنهاد شده است. در سطح کنترل اولیه، سیستم مدیریت انرژی بطور مجزا برای هر ریزشبکه با درنظرگرفتن قیود مساله و عدم قطعیت منابع تجدیدپذیر با استفاده از الگوریتم تاگوچی، توان مربوط به منابع تولید و میزان مازاد و کمبود تولید هر ریزشبکه تعیین می شود. سپس، اطلاعات مربوط به توان های مازاد و کمبود هر ریزشبکه بایستی به سیستم مدیریت انرژی مرکزی در سطح ثانویه ارسال شوند. به منظور تایید ساختار پیشنهادی، یک سیستم موردی با دو ریزشبکه و یک بار فشرده، با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری چند زمانه شبیه سازی شده است. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهاد شده، چندین سناریو نیز اعمال شده است. نتایج بدست آمده به وضوح نشان می دهد که سیستم پیشنهادی در مدیریت انرژی ریزشبکه های متعدد، موثر بوده و منجر به عملکرد بهینه منابع موجود در هر ریزشبکه شده است. علاوه براین، طرح کنترلی پیشنهادشده به صورت مناسبی عملکرد ریزشبکه ها و شبکه را در تعاملات با یکدیگر کنترل می نماید و دارای سطح بالایی از استحکام، رفتار پایدار تحت شرایط مختلف و کیفیت بالای منبع تغذیه می باشد.
    کلیدواژگان: الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم تاگوچی، سیستم چند ریزشبکه، سیستم های چندصاحبه، کنترل مرکزی و غیرمرکزی، مدیریت بهینه انرژی، عدم قطعیت
  • زهرا خداداد *، یاسر بالغی، حسین میارنعیمی صفحات 67-78
    جایگاه حسگرها در صنایع و علوم مختلف به عنوان یک عنصر اساسی و حیاتی، غیرقابل انکار می باشد. بنابراین موضوع خطایابی و رفع خطا در حسگرها اهمیت ویژه ای دارد. دراین تحقیق، یک شبکه از حسگرها شامل چند حسگر دما در نظر گرفته می شود به گونه ای که متوسط دمای حسگرها به عنوان دمای اندازه گیری شده در نظر گرفته می شود. برای مقاوم سازی سیستم در مقابل خطا ابتدا با استفاده از فیلتر کالمن خطای واقع شده تشخیص داده شده است و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک آرایش سیستم اندازه گیری دما به صورتی مناسب تغییر داده می شود به گونه ای که خطای واقع شده تاثیری در دمای قرائت شده نداشته باشد. در این مقاله خطای بایاس، مقیاس، خطای سخت و نویز زیاد مورد مطالعه قرار گرفته اند. برای ارزیابی کارایی ساختار پیشنهادی شبیه سازی هایی در نرم افزار مطلب صورت گرفته است و نشان داده اند که برای طیف وسیعی از شدت خطا سیستم به صورت موثر مقاوم است.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، تشخیص خطا، تصحیح خطا، حسگرحرارتی، سخت افزار تکامل پذیر، فیلترکالمن
  • کاظم دستگردی، ناصر مهرشاد *، محسن فرشاد صفحات 79-90
    امروزه با توجه به مزایای متعدد سفرهای هوایی از جمله راحتی، آسایش، سرعت و امنیت بالا، ترافیک هوایی رشد چشمگیری داشته است و انتظار می رود این نرخ رشد در سال های آینده فزآینده تر شود. تراکم ترافیک هوایی و محدودیت های مختلف در توسعه برخی فرودگاه ها سبب شد که مساله کنترل فرود هواپیماها به عنوان یکی از مهم ترین مسائل مطرح در حوزه حمل و نقل هوایی، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود معطوف سازد. در این مقاله، در قالب یک رویکرد هوشمند نوین با اعمال دانشی غنی و موثر به فرآیند بهینه سازی (برای افزایش سرعت همگرایی و قابلیت حذف پاسخ های غیربهینه بدیهی)، از الگوریتم Particle Swarm Optimization with Constriction Coefficient (CPSO) برای مساله کنترل هوشمند فرود هواپیماها استفاده شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که در مقایسه با روش های قدرتمند ارایه شده قبلی، از جمله روش های مبتنی بر الگوریتم های ژنتیک، بیونومیک، جستجوی Scatter و GLS، کمینه سازی مجموع تاخیرهای پروازی (هدف اساسی بهینه سازی) به بهترین نحو ممکن تحقق یافته است. به دست آمدن مجموع تاخیرهای پروازی صفر برای دو مساله با داده های واقعی فرودگاه دالاس فورت ورث تگزاس، بیانگر قابلیت بیشتر رویکرد هوشمند پیشنهادی در مقایسه با سایر روش ها در یافتن پاسخ بهینه برای مساله است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی فرود هواپیماها، بهینه سازی گروهی ذرات، کمینه سازی تاخیرها، محدودیت های فرود
  • الهام آژیرکلتپه، نگین دانشپور * صفحات 91-110
    افزایش در تعداد سازمانهایی که به منظور دستیابی به مزایای کسب وکار درصدد ایجاد پایگاه داده تحلیلی می باشند، منجر به نیاز به رویکردی برای تصمیم گیری در ایجاد پایگاه داده تحلیلی شده است. مدلهای رابطه ای، چندبعدی و برگه ای طیف گسترده ای از تحلیل ها را پشتیبانی می کنند. متفاوت بودن مشخصات هر یک از مدلها، فرآیند تصمیم گیری برای انتخاب مدل پایگاه داده تحلیلی را دشوار کرده است. یکی از دلایل عدم موفقیت سازمان ها در ایجاد پایگاه داده تحلیلی و یا صرف هزینه زیاد و اتلاف زمان در ایجاد آن، عدم تشخیص آنها در نیاز به مدل مورد نیازشان است. این مقاله از روش تصمیم گیری چند معیاره فازی برای انتخاب مدل پایگاه داده تحلیلی از نقطه نظرهای پیاده سازی، مدل داده، منطق کسب وکار، دستیابی و ذخیره سازی داده و اطمینان مدل استفاده کرده است. بر اساس مطالعات انجام شده و با بررسی و تعیین مهمترین معیارها و مقایسه با روش تحلیل سلسله مراتبی، این روش منجر به تصمیم گیری مناسب بر حسب نیاز سازمان و در نتیجه کاهش هزینه و عدم اتلاف وقت در ایجاد پایگاه داده تحلیلی می گردد.
    کلیدواژگان: پایگاه داده تحلیلی، تصمیم گیری چند معیاره، تحلیل سلسله مراتبی، فازی، مدل داده _
|
  • Reza Rastiboroujeni *, Mohammad Teshnehlab, Reza Jafari Pages 1-14
    In this paper، we propose a computer aided diagnosis (CAD) system based on hierarchical convolutional neural networks (HCNNs) to discriminate between malignant and benign tumors in breast DCE-MRIs. A HCNN is a hierarchical neural network that operates on two-dimensional images. A HCNN integrates feature extraction and classification processes into one single and fully adaptive structure. It can extract two-dimensional key features automatically، and it is relatively tolerant to geometric and local distortions in input images. We evaluate CNN implementation learning and testing processes based on gradient descent (GD) and resilient back-propagation (RPROP) approaches. We show that، proposed HCNN with RPROP learning approach provide an effective and robust neural structure to design a CAD base system for breast MRI، and has potential as a mechanism for the evaluation of different types of abnormalities in medical images.
    Keywords: Breast Cancer, DCE, MRI, CAD System, Hierarchical Convolutional Neural Network
  • Ehsan Karami, Seyed Mahdi Mazhari *, Hamid Lesani Pages 15-28
    This paper proposes a multi-objective based framework to capacitor placement within distribution networks. A bidding strategy is introduced considering customers reliability of service; moreover، effects of such strategy are evaluated on risk assessment and profitability of the privatized distribution utility. Afterwards، multi-objective Genetic Algorithm (NSGAII) is conducted to solve the capacitor placement problem to simultaneously minimize total costs and risk of profitability. Finally، effectiveness of the proposed method is investigated on several scenarios conducted on the IEEE 34-Bus test system، followed by a discussion on results.
    Keywords: Power system reliability, power system restructuring, capacitor placement, distribution network
  • Mohammad Mahdi Pezhman *, Ahmad Hakimi, Esmat Rashedi Pages 29-38
    The rapid advance of technology and the subsequent reduction size of the MOSFET transistors has led to different behavior of the transistors in electronic circuits. In recent decades، many models are presented to estimate the behavior of short-channel MOSFET transistors. In This paper، a new model is proposed to predict the short-channel MOSFET transistor behavior. This model، increases the accuracy and reduces the error rate of the “nth-power law MOS” against the original one. parameters of the proposed model is optimized and compared with the actual Characteristic BSIM3 at 130nm technology and TSMC_CM018RF at 180nm technology. These devices have Many applications in electronic circuits، especially high-frequency circuits. In order to increase the accuracy of the proposed model، its parameters are optimized by a heuristic optimization algorithm. To this، three algorithms including genetic algorithm، particle swarm optimization and gravitational search algorithm are compared. The experimental results indicate that for the proposed model، gravitational search algorithm has got better parameters.
    Keywords: Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization, Gravitational Search Algorithm, Short channel Mosfets, High, frequency circuits
  • Fazel Abbasi *, Mahdi Banejad, Rahmatala Hooshmand, Fatah Hasanzadeh Pages 39-48
    Reconfiguration is one of low expense and easy ways for better operation of distribution electricity networks. So far، reconfiguration problem in presence of distributed generation resources with the purpose of reliability improvement has not been fully investigated. In the reconfiguration problems، different configuration are evaluated، thus، reliability calculation algorithm should be generalized and usable for all configurations. In this paper، firstly، for the reconfiguration problem in the presence of distributed generation resources، a procedure of reliability calculation is developed using an analytical method. The objective functions of this multi-objective optimization problem in the proposed method، are energy not supplied (ENS) and active power losses. Then reconfiguration problem is implemented using genetic algorithm based on edge window decoder. Finally، the proposed method is simulated on the Baran 33-Bus test system in the MATLAB software environment.. The simulation results shows the capability of the proposed method in finding the best configuration based on the objective function of the paper.
    Keywords: Reconfigurationm Disitributed Generation, Genetic Algorithm, Window Edge Coding, Energy Not Supplied
  • Narges Parhizi *, Mousa Marzband, Seyyed Maziar Mirhosseini Moghaddam, Fatemeh Azarinajadian, Behnam Mohammadi-Ivatloo Pages 49-66
    Optimal energy management in systems based on multiple Microgrids (MG) is a vital component to ensure the economic dispatch of generation resources. Energy management system (EMS) can be employed to achieve the optimum utilization of resources، to reach the operational performance targets in the MGs as well as to control exchange power among them and with grid as well. In this regard، a double-layer control scheme (DLCS) equipped with primary and secondary controllers are proposed in this paper. In primary control level، EMS is operating separately for each MG by considering the problem constraints and uncertainty of renewable resources by using Taguchi’s approach، power set-points of generation resources and possible shortage or surplus of power generation in the MGs. Then، the shortage or surplus generation of the MGs should be submitted to a central energy management system (CEMS) at the secondary layer. In order to validate the proposed control structure، a case study including two MGs and a lumped load is simulated and optimized based on multi-period imperialist competition (MICA) algorithm. Different scenarios are applied to evaluate the performance of the proposed DLCS. The obtained results clearly show that the proposed DLCS is effective for achieving optimal dispatch of generation resources in systems with multiple MGs. Furthermore، the proposed DLCS is able to control the performance of the MGs in interaction with the grid and with each other as well.
    Keywords: Imperialist competition algorithm, Taguchi approach, demand response, integrated Microgrid, multi, ownership systems, centralized, decentralized control, optimum energy management, uncertainty
  • Zahra Khodadad *, Yasser Baleghi, Hossein Miarnaimi Pages 67-78
    Sensors have a great role in industry and science. Thus fault detection and mitigation in sensors is of special importance. In this paper، a network of temperature sensors is considered to measure the temperature of an area. The weighted average of sensors is considered as the final output for more reliability. Some of sensors are considered to provide redundancy for fault mitigation. Kalman filter detects fault and Genetic algorithm changes system such that the fault is mitigated. In this paper، bias fault، scaling fault، high noise fault and hard fault are considered and this system is resistant and effective for a variety of faults.
    Keywords: Genetic algorithm, Fault Detection, Fault mitigation, Temperature sensor, Evolvable hardware, Kalman filter
  • Kazem Dastgerdi, Nasser Mehrshad *, Mohsen Farshad Pages 79-90
    Nowadays considering many advantages of air traveling، we notice that traffic congestion has significantly increased in airspace of countries، and it is expected that this growth rate، increases even more in the forthcoming years. This growth rate and different limitations posed on developing some airports led to the problem of landing airplanes to become one of the most important issues formed in the field of aviation. In this paper، in the form of a new approach based on CPSO algorithm for intelligent landing planning، determining optimal landing times، optimal allocation of runways، and at last the order of successive landings of planes has been done in a way that appropriately fulfills the main goal of the problem (minimizing the total flights delays); thus helping significantly to controlling air traffic congestion in airports approaches. The simulation results show that compared to the last presented methods، including methods based on genetic algorithms، GLS and Bionomic، has decreased the total amounts of flight delays considerably. Getting zero for total amount of flight delays for the two problems with real data of DFW airport in Texas، United States، confirms the more capability of CPSO algorithm compared to the other intelligent methods for obtaining optimal solutions to the problem.
    Keywords: Airplane Landing Planning, PSO, Total Delay Minimizing, Landing Constraint
  • Elham Azhir Koltapeh, Negin Daneshpour * Pages 91-110
    Due to the increase in the number of organizations that want to create data warehouses in order to use its business benefits، an approach for decision making is required. Relational، multi dimensional and tabular models addresses this goal by supporting a broad range of reporting and analysis. The difference between the aforementioned model specifications and operations makes decision making difficult when choosing a data warehouse model. One of the reasons that organizations have not been successful in creating a data warehouse and have spent much time and money for its generation is that they have yet to fully appreciate the need of an appropriate model. The contribution of this paper is using a fuzzy multi-criteria decision making approach for choosing a model for data warehouse creation based on requirements of organizations، features of implementation، data model، business logic، data access and storage، and security. Based on a case study conducted in this paper، and with analysis and identification of the most important criteria and when compared with an Analytical Hierarchy Process method، the proposed framework is shown to reduce both cost and time of data warehouse creation due to proper decision making based on organizations requirements.
    Keywords: Data warehouse, Multi, criteria decision making, AHP, Fuzzy, Data model