فهرست مطالب

محاسبات نرم - سال چهاردهم شماره 2 (پیاپی 28، پاییز و زمستان 1404)

نشریه محاسبات نرم
سال چهاردهم شماره 2 (پیاپی 28، پاییز و زمستان 1404)

  • تاریخ انتشار: 1405/01/05
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سید مهدی وحیدی پور *، داود دانشمند، محمدعلی ظریف صفحات 2-19

    گراف های دانش به عنوان ابزارهای حیاتی و بسیار پرکاربرد در زمینه های داده کاوی، یادگیری ماشین، شبکه های پیچیده و حوزه های مرتبط، توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. در این مقاله، ما سعی داریم تا به بررسی گسترده ای از این گراف ها و روش های مرتبط با آنها بپردازیم. ما روش های شبکه های RGNN، TDM و BLM را جزئی تر بررسی و ارزیابی می کنیم و نتایج به دست آمده از هر کدام را با دقت مورد بررسی قرار می دهیم. این مطالعه یک تجزیه و تحلیل جامع از عملکرد این روش ها را ارائه می دهد و به دنبال ارزیابی دقیق تر نقاط قوت و ضعف هر یک از آنها در مواجهه با چالش ها و کاربردهای واقعی است. امیدواریم که این بررسی گامی مفید در جهت بهبود درک ما از این فناوری مهم باشد و در توسعه آینده آن موثر باشد.

    کلیدواژگان: گراف دانش، مدلهای فاصله ای، مدل سازی دوخطی، شبکه های عصبی، نمونه گرافهای OGB
  • پریسا سرافرازی، سید عباس طاهر *، علی اخوان صفحات 20-37

    در این مقاله، با استفاده از الگوریتم بهینه ساز نهنگ و با بهره گیری از معیار انتگرال زمان-قدرمطلق خطا  (ITAE) به تنظیم بهینه پارامترهای کنترل کننده پسگام به منظور بهبود عملکرد فیلترهای اکتیو موازی در سیستم های توزیع چهارسیمه پرداخته شده است، به طوری که برای کاهش هارمونیک جریان شبکه با قرار دادن فیلتر اکتیو موازی در نقطه اتصال مشترک (PCC) از طریق فیلتر LCL، میزان هارمونیک موجود در جریان شبکه را به حداقل رسانده و سعی در سینوسی نمودن آن می کند. در اکثر مراجع، انتخاب ضرایب کنترل کننده پسگام بر اساس آزمون و خطا انجام می گیرد که علاوه بر زمانبر بودن، تضمینی برای صحت انتخاب ضرایب وجود ندارد. هدف این مقاله یافتن پارامترهای زیربهینه کنترل کننده پسگام با استفاده از الگوریتم نهنگ است که از دقت و سرعت همگرایی بالایی برخوردار است. به کمک این الگوریتم، ضرایب پسگام با به حداقل رساندن معیار خطای انتخاب شده به صورت زیربهینه تعیین می شوند که نقش بسزایی در بهبود عملکرد کنترل کننده و در نتیجه فیلتر نمودن مناسب هارمونیک های جریان شبکه دارد. کارایی روش پیشنهادی از طریق شبیه سازی سناریوهای مختلف نشان داده شده است. با بررسی و ارزیابی نتایج، مشاهده می شود که روش پیشنهادی در بهبود کیفیت توان در سیستم های توزیع عملکرد بسیار خوبی دارد.

    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه ساز نهنگ، بار نامتعادل، بار غیرخطی، کنترل پسگام، فیلتر اکتیو موازی، هارمونیک، میان هارمونیک
  • رضا رسول زاده دارآباد، سید امیر اصغری توچائی *، محمدرضا بینش مروستی، کیمیا شاه بختی صفحات 38-53

    شبکه های میان خودرویی، یکی از فناوری های درحال رشد است که مدیریت ایمن و کارآمد ترافیک جاده را تضمین می کند. مدیریت تحرک چالش اصلی در شبکه های میان خودرویی است. بنابراین، پروتکل خوشه بندی تطبیقی و پایدار یک مساله حیاتی در فناوری شبکه های میان خودرویی است. شبکه های میان خودرویی مبتنی بر خوشه بندی روزبه روز توجه بیشتری را به خود جلب می کند. متغیرهای اصلی که در تشکیل پروتکل های خوشه بندی مورد استفاده قرار می گیرند، سرعت، فاصله و جهت حرکت می باشند. اگرچه در روش های مختلف، متغیرهای دیگری از قبیل میزان اطمینان، طول عمر، مقدار شباهت، کیفیت پیوند ارتباطی، نرخ نویز سیگنال و نرخ انتقال بسته در کنار سه مولفه اصلی بکار گرفته شده اند. در این مقاله قصد بر این است که با بکارگیری روش های مختلف و تکنیک های ارائه شده، مواردی از قبیل تعداد خوشه های ایجاد شده و تعداد تغییرات در سرخوشه ها بهبود داده شوند. هدف از بهبود این موارد، ایجاد انسجام و پایداری بیشتر در خوشه های ایجاد شده می باشد. در این الگوریتم با استفاده از شاخص دهی فضایی و بررسی موقعیت خطی که وسیله نقلیه از آن عبور می کند، تعداد خوشه های ایجاد شده را حداقل 5.7 درصد بهبود داده شد. همچنین این الگوریتم توانست بهبودی 3.2 درصدی در تعداد تغییرات سرخوشه ها حاصل کند.

    کلیدواژگان: شبکه های میان خودرویی، خوشه بندی، سرخوشه، شاخص دهی فضایی، تغییرات سرخوشه، طول عمر
  • محمدمهدی پورهاشم کله بستی *، جمشید پیرگزی، علی قنبری سرخی، علی کرمانی صفحات 54-65

    مهندسی نیازمندی ها یکی از مراحل مهم و حیاتی در فرآیند توسعه نرم افزار به شمار می آید که اجرای صحیح آن تاثیر بسزایی در موفقیت پروژه دارد. به منظور افزایش کیفیت و کارایی مهندسی نیازمندی ها، استفاده مجدد از نیازمندی های پیشین به عنوان روشی موثر مطرح شده است. سیستم های توصیه گر با بهره گیری از روش هایی نظیر پالایش مشارکتی، پالایش مبتنی بر محتوا، تکنیک های مبتنی بر دانش و رویکردهای ترکیبی، به ذینفعان در شناسایی و اولویت بندی بهینه نیازمندی ها کمک می کنند. این مقاله یک روش ترکیبی پالایش مشارکتی و پالایش مبتنی بر محتوا برای بهبود عملکرد سیستم های توصیه گر در مهندسی نیازمندی ها ارائه می دهد. در این روش، شباهت معنایی بین نیازمندی ها با استفاده از مدل بردارهای سراسری واژگان (GloVe) محاسبه شده و ویژگی های معنایی استخراج شده از توصیفات متنی با دسته بندی های از پیش تعریف شده ترکیب می شوند. این فرآیند دقت پیش بینی علاقه یا نیاز ذینفعان به نیازمندی ها و اولویت بندی آنها را افزایش می دهد. نتایج تجربی به دست آمده از مجموعه داده RALIC نشان می دهد که رویکرد پیشنهادی به طور معناداری دقت و پوشش پیش بینی را افزایش می دهد. این بهبود به ویژه در مواجهه با چالش های پراکندگی داده ها و مشکل شروع سرد مشهود است که نشان دهنده کارایی بالاتر این روش در مقایسه با رویکردهای موجود می باشد.

    کلیدواژگان: مهندسی نیازمندی ها، سیستم های توصیه گر، پالایش مشارکتی، پالایش مبتنی بر محتوا، مدل بردارهای سراسری واژگان (Glove)
  • سارا خسروی * صفحات 66-85

    امروزه بسیاری از محققان با استفاده از سیستم های مبتنی بر یادگیری عمیق و هوش مصنوعی، در حوزه پزشکی به تشخیص و طبقه بندی بسیاری از بیماری ها مانند تشخیص سرطان می پردازند. تشخیص زودهنگام و دقیق سرطان سینه بر اساس تصاویر ماموگرافی می تواند به پزشکان در درمان به موقع بیماری کمک بسزایی کند. از طرفی اکثر شبکه های عمیق مورد استفاده در سیستم های تشخیص سرطان سینه (BC)، به دلیل استفاده از لایه های تمام متصل (FC)، روش آموزشی زمان بر و حجم محاسبات بالا، برای کاربردهای بلادرنگ مناسب نیستند. لذا در این مقاله، یک روش جدید ترکیبی مبتنی بر یادگیری عمیق و هوش ازدحامی به نام EZFNet-ELM-COA جهت تشخیص بلادرنگ سرطان سینه پیشنهاد شده است. در شبکه پیشنهادی (Enhanced ZFNet)، در لایه های کانولوشنی شبکه ZFNet، فیلترهای اندازه بزرگ با دو سری فیلتر اندازه کوچک تر جایگزین شده اند و سپس خروجی های فیلترها با یکدیگر الحاق شده است. استفاده از این تکنیک چندمقیاسی باعث استخراج ویژگی های موثرتر توسط شبکه می گردد. همچنین جهت بالابردن سرعت آموزش و کاهش محسوس حجم محاسبات، لایه های تمام متصل شبکه EZFNet از پیش آموزش دیده توسط شبکه یادگیری افراطی (ELM) جایگزین شد. در انتها نیز قابلیت تعمیم ELM با استفاده از بروزرسانی وزن ها و بایاس های لایه وروی ELM توسط الگوریتم بهینه سازی کواتی (COA) بهبود داده شده است. جهت بررسی عملکرد سیستم، از شش معیار ارزیابی، استفاده شده است، که مدل پیشنهادی ما در معیارهای دقت، صحت، حساسیت، تشخیص پذیری، F1-score و MCC به ترتیب مقادیر 97.97، 95.70، 97.15، 98.28، 96.42 و 93.98 درصدی را به دست آورده است. نتایج به دست آمده افزایش دقت، بهبود کارآیی، کاهش چشمگیر زمان محاسبات و سطح عملکردی بالای سیستم پیشنهادی را نسبت به روش های موجود نشان می دهد.

    کلیدواژگان: یادگیری عمیق، هوش مصنوعی، تشخیص سرطان سینه، شبکه عصبی کانولوشن عمیق، الگوریتم بهینه سازی کواتی
  • سوده حسینی *، الهام اسدی صفحات 86-95

    با تکامل شبکه بی سیم نسل پنجم، اینترنت اشیا (IOT) نیز تحول شگفتی در زندگی بشر ایجاد کرده است. از اینرو مطالعه دقیق تر فناوری اینترنت اشیا و حوزه های مختلف آن از جمله امنیت این حوزه ضروری خواهد بود. در زمینه امنیت شبکه های اینترنت اشیا، یکی از مواردی که مطرح شده انتشار بدافزار است. در این مقاله به مدل سازی انتشار بدافزار در شبکه های اینترنت اشیا با مدل بیماری های همه گیری آسیب پذیر - در معرض آلودگی - آلوده - بهبودیافته - پادزهر پرداخته ایم. اثر اعمال پادزهر روی گره های بهبودیافته و آسیب پذیر، در انتشار بدافزار شبکه های اینترنت اشیا مورد بررسی قرار گرفته است. ما بر اساس درجه گره میزان با اهمیت بودن گره را در شبکه تعیین کرده ایم و بر اساس این نرخ، گره های آسیب پذیر در شبکه ایمن شده اند. ایمن سازی گره های آسیب پذیر بر مبنای درجه منجر به کاهش انتشار بدافزار در شبکه شده است. حد آستانه اپیدمی انتشار بدفزار (R0) در مدل پیشنهادی محاسبه شده است. مقایسه مدل با دو مدل SIRS و SEIRS نشان داد مدل پیشنهادی نسبت به دو مدل دیگر عملکرد بهتری داشته است.

    کلیدواژگان: مدل سازی انتشار بدافزار، مدل سازی بیماری های همه گیری، عدد بازتولید اولیه، حد آستانه همه گیری، اینترنت اشیا
  • نوید کرمی بنماران، نستوه طاهری جوان* صفحات 96-113

    شبکه های حسگر بی سیم زیر آب با چالش هایی مانند محدودیت انرژی گره ها، حرکت حسگرها در اعماق مختلف و نیاز به روش های ارتباطی متنوع مواجه هستند. این محدودیت ها باعث کاهش کارآیی الگوریتم های مسیریابی مرسوم در سایر شبکه های بی سیم چندگامه در این نوع از شبکه ها می شوند. در این پژوهش، یک روش مسیریابی نوین مبتنی بر یادگیری تقویتی و شبکه های عصبی متخاصم زایشی برای کاربرد در شبکه های حسگر بی سیم زیر آب معرفی می شود. هدف اصلی در این رویکرد، کشف و ذخیره مسیرهای مناسب برای ارسال داده ها است. سپس، با استفاده از الگوی شبکه های عصبی متخاصم زایشی (GAN)، این مسیرها برای آموزش یک مدل یادگیری عمیق بکار گرفته می شوند و سعی بر تولید مسیرهای جدید در این چرخه است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که استفاده از این رویکرد به بهبود نرخ تحویل موفق بسته ها به مقصد و افزایش طول عمر شبکه نسبت به روش های یادگیری تقویتی سنتی در شبکه های حسگر زیر آب منجر می شود.

    کلیدواژگان: شبکه های حسگر بی سیم زیر آب، مسیریابی، یادگیری تقویتی، یادگیری عمیق، شبکه عصبی متخاصم زایشی
  • عاطفه بای، زهره اکبری * صفحات 114-121

    در این مقاله، یک روش گرادیان مزدوج کارآمد برای حل مسائل بهینه سازی نامقید ناهموار معرفی می شود. روش های گرادیان مزدوج به دلیل سادگی و نیاز به حافظه کم، از محبوب ترین روش ها برای حل مسائل بهینه سازی هموار به شمار می آیند؛ با این حال، کاربرد آنها در مسائل ناهموار کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، ابتدا تابع هدف پیوسته لیپ شیتز با استفاده از تابع منظم ساز مورا-یاشیدا به یک تابع هموار تبدیل می گردد. سپس، یک جهت کاهشی جدید با ترکیب اطلاعات مشتق مرتبه اول تابع هموار شده و جهت کاهشی قبلی پیشنهاد می شود. با استفاده از تکنیک جستجوی خطی نادقیق، نشان داده می شود که جهت تولید شده شرط کاهش کافی را برآورده کرده و نقطه تکرار جدید در ناحیه اعتماد مناسبی نسبت به تکرار قبلی قرار می گیرد. همچنین، همگرایی سراسری روش پیشنهادی تحت فرضیات استاندارد تضمین می شود. در پایان، کارایی این روش در حوزه بازیابی تصویر مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج نشان دهنده برتری عملکرد آن نسبت به روش های موجود است.

    کلیدواژگان: روش گرادیان مزدوج، بهینه سازی ناهموار، منظم ساز مورا-یاشیدا، همگرایی سراسری، بازیابی تصویر
  • اعظم علی پور فرگی، حمید سعادت فر * صفحات 122-137

    موفقیت دانش آموزان در هر پایه تحصیلی یکی از اهداف مهم و قابل توجه در وزارت آموزش و پرورش است. در این میان، انجام برنامه ریزی مناسب برای موفقیت تحصیلی دانش آموزان پایه دهم، آن هم به دلیل انتخاب رشته تحصیلی در این پایه، از اهمیت بیشتری برخوردار است. همین طور تصمیم گیری صحیح، مستلزم گردآوری اطلاعات جامعی از تمام ابعاد زندگی یک دانش آموز است. از اینرو ابزار چرخ تعادل زندگی در شش بخش جسمی، مالی، فکری، عاطفی، اجتماعی و معنوی می تواند راهکار مناسبی برای این هدف باشد. در این مقاله ابتدا مجموعه داده ای با کمک اطلاعات چرخ تعادل زندگی، جمعیت شناختی و پیشینه آموزشی دانش آموزان پایه دهم آموزشگاه های شهر کاشمر از طریق پرسش نامه ایجاد می شود. در ادامه با استفاده از روش های بسته بندی و فیلتر، ویژگی های موثر انتخاب و الگوریتم های شبکه عصبی پرسپترون چندلایه، درخت تصمیم J48، جنگل تصادفی ، طبقه بند بیز ساده، طبقه بندی SVM و KNN با هدف پیش بینی موفقیت دانش آموزان در پایه دهم مورد آموزش قرار می گیرند. مقایسه نتایج نشان می دهد که الگوریتم بسته بندی توانسته ویژگی های تاثیرگذارتری را نسبت به سایر الگوریتم ها انتخاب کند به طوری که ویژگی های پول توجیبی، میزان مطالعه، جنسیت، رشته تحصیلی، تحصیلات پدر، تحصیلات مادر و بعد روحی بیشترین تاثیر را دارند. همین طور الگوریتم پرسپترون چندلایه با دقت 85.62 درصد و الگوریتم بیز ساده با دقت 86.25 درصد، به ترتیب قبل و بعد از فرآیند انتخاب ویژگی بهترین عملکرد را از خود نشان داده اند.

    کلیدواژگان: داده کاوی، انتخاب ویژگی، پیش بینی معدل، چرخ تعادل زندگی، موفقیت تحصیلی
  • سید محمد حسینی *، مجید ابتیاع، محمدرضا آریافر صفحات 138-151

    انباشت سرمایه و نگهداری صحیح از دارایی نقش بسزایی را در رشد اقتصادی کشورها ایفا می کند. نقش موثر این عامل و اهمیت آن را به روشنی در سیستم اکثر کشورها به ویژه نظام های سرمایه داری می توان مشاهده نمود. بازار سرمایه یکی از مناسبترین جایگاه ها به منظور جذب دارایی های اندک و بکارگیری آنها با هدف رشد و ارتقا یک شرکت و همچنین افزایش دارایی شخصی سرمایه گذاران است. از اینرو، سرمایه گذاری درست، به افراد کمک می کند تا با مدیریت صحیح بخش مازاد درآمدهای خود، بتوانند به سرمایه لازم جهت رسیدن به اهداف خود دست پیدا کنند. اساسا قیمت سهام، غیرخطی و آشوبناک است، بنابراین سرمایه گذاری در بازار بورس، خطر بالایی به همراه دارد. برای به حداقل رساندن این خطر و کاهش مخاطرات، یک سیستم کارا مورد نیاز است که قادر باشد حرکت قیمت سهام در آینده را با دقت بالایی پیش بینی نماید. در این راستا، مدل های یادگیری ماشین عملکرد مناسبی در زمینه پیش بینی با دقت بالا را دارا هستند. الگوریتم های یادگیری ماشین توانایی مدل نمودن سیستم های غیرخطی و پیچیده را دارند. در این پژوهش به کمک رویکرد گروهی جدید مبتنی بر رگرسیون بردار پشتیبان یک مدل جمعی یا ترکیبی ساخته می شود که از دقت و سرعت بالایی در پیش بینی قیمت سهام برخوردار است. سهم های مورد استفاده در این پژوهش ده سهام شاخص ساز فولاد، شستا، فارس، فملی، شپنا، شتران، شبندر، خودرو، خساپا و پارس است که در بازه زمانی 1400/01/07 تا 1403/04/31 در نظر گرفته شده است. بر اساس معیارهای مختلف، نتایج به دست آمده برتری روش رگرسیون بردار پشتیبان گروهی بر روش معمولی رگرسیون بردار پشتیبان و روش جنگل تصادفی را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: یادگیری ماشین، رگرسیون بردار پشتیبان، روش گروهی، بازار سهام، پیش بینی قیمت
  • حسین ازگومی، اعظم عندلیب * صفحات 152-175

    بیماری کووید-19 که به طور عمده به عنوان کرونا شناخته می شود، یک بیماری ویروسی است که توسط ویروس SARS-CoV-2 ایجاد می گردد. علائم رایج این بیماری شامل تب، سرفه، احساس خستگی و از دست دادن حس بویایی می باشد. روش استاندارد برای تشخیص دقیق کووید-19، آزمایش rRT-PCR که نیازمند نمونه برداری تنفسی است که زمانبر می باشد. بنابراین توسعه روش های تشخیصی سریع این بیماری اهمیت زیادی دارد.در این مقاله روشی جدید برای تشخیص کووید-19 با استفاده از هوش مصنوعی معرفی شده است. این روش، که سریع و غیرتهاجمی است، بر اساس الگوریتم روابط اجتماعی درختان (TSR) و طبقه بندی نایو بیز طراحی شده است. روش پیشنهادی شامل دو مرحله اصلی انتخاب ویژگی و تشخیص بیماری است. انتخاب ویژگی ها با استفاده از الگوریتم TSR و تشخیص بیماری توسط طبقه بند نایو بیز انجام می شود. روش پیشنهاد شده به صورت عملی با مجموعه داده COVID-19 Dataset بررسی شد. ارزیابی های عملی نشان داده اند که این روش جدید در تشخیص کووید-19 عملکرد بهتری نسبت به سایر روش های موجود دارد و تشخیص این بیماری را به صورت متوسط با دقت 96 درصد، فراخوانی 97 درصد و امتیاز-F1 96 درصد انجام می دهد.

    کلیدواژگان: کووید-19، داده کاوی، طبقه بندی، الگوریتم روابط اجتماعی درختان، نایو بیز
  • سمیرا نوفرستی *، مهشید میری صفحات 176-189

    تحلیل احساسات یکی از شاخه های مهم پردازش زبان طبیعی است که هدف آن طبقه بندی متون بر اساس احساس و نگرش نویسنده متن است. در زبان فارسی، متون نوشته شده در شبکه های اجتماعی غالبا کوتاه، بدون ساختار و مملو از عبارات محاوره ای و غیررسمی هستند که این ویژگی ها باعث می شود کارایی الگوریتم های تحلیل احساسات به طور چشمگیری کاهش یابد. هدف این مقاله ارائه روشی مبتنی بر یادگیری عمیق و واژه نامه حسی برای تحلیل احساسات متون فارسی نوشته شده در شبکه های اجتماعی است. به دلیل این که اغلب واژه نامه های حسی موجود در زبان فارسی از لحاظ اندازه کوچک و فاقد عبارات محاوره ای و غیررسمی هستند، ابتدا روشی برای گسترش واژه نامه های حسی موجود با افزودن عبارات محاوره ای پرکاربرد در رسانه های اجتماعی که به کمک ChatGPT تعیین قطبیت شده اند، ارائه می شود. سپس از ترکیب واژه نامه حسی و شبکه عصبی پیچشی دو کاناله برای تعیین قطبیت متون استفاده می شود. نتایج ارزیابی های انجام گرفته نشان می دهد که با گسترش واژه نامه های حسی موجود با دو روش پیشنهادی، صحت الگوریتم تحلیل احساسات به ترتیب 1.74 و 2.14 درصد افزایش می یابد که نشان دهنده موفقیت ChatGPT در تعیین قطبیت عبارات محاوره ای فارسی است. همچنین، بکارگیری ویژگی های مستخرج از واژه نامه حسی در یک شبکه عصبی پیچشی دوکاناله منجر به افزایش دقت دو مدل پایه مورد بررسی به میزان 1.6 و 3.2 درصد می شود.

    کلیدواژگان: تحلیل احساسات، تعیین قطبیت، یادگیری عمیق، شبکه عصبی پیچشی دوکاناله، واژه نامه حسی، عبارات محاوره ای
|
  • Seyed Mehdi Vahidipour *, Davood Daneshmand, Mohammadali Zarif Pages 2-19

    Knowledge graphs have emerged as vital tools extensively used in fields such as data mining, machine learning, complex networks, and related domains. This paper aims to conduct a comprehensive review of these graphs and the methods associated with them. Specifically, we analyze and evaluate the RGNN, TDM, and BLM network methods in more detail, carefully reviewing the results obtained from each. This study provides a comprehensive analysis of the performance of these methods and evaluates their strengths and weaknesses in real-world challenges and applications. We hope that this review will contribute to a better understanding of this important technology and facilitate its future development.

    Keywords: Knowledge Graph, Translational Distance Models, Bilinear Models, Neural Networks, Open Graph Benchmark (OGB)
  • Parisa Sarafrazi, Seyed Abbas Taher *, Ali Akhavan Pages 20-37

    This article discusses the use of the whale optimization algorithm and the integral time-absolute error criterion (ITAE) to adjust the optimal parameters of the backstepping controller. The goal is to improve the performance of active power filters based on LCL filters in four-wire distribution systems. By using a shunt active power filter with the proposed method at the point of common coupling (PCC), the approach minimizes harmonics in the grid current and makes it more sinusoidal. In most references, the selection of backstepping controller coefficients is based on trial and error, which, in addition to being time-consuming, provides no guarantee for the correctness of the selection. The purpose of this article is to find the sub-optimal parameters of the backstepping controller using the whale optimization algorithm, known for its high accuracy and convergence speed. By minimizing the selected error criterion, the algorithm sub-optimally determines the backstepping parameters, significantly improving the controller's performance and ensuring the proper filtering of grid current harmonics. The effectiveness of the proposed method is demonstrated through simulations of different scenarios. The results show that the proposed method performs very well in improving power quality in distribution systems.

    Keywords: Whale Optimization Algorithm, Unbalanced Load, Non-Linear Load, Backstepping Control, Active Power Filter, Harmonic, Interharmonic
  • Reza Rasoulzadeh Darabad, Seyyed Amir Asghari Tochaei *, Mohammadreza Binesh Marvasti, Kimiya Shahbakhti Pages 38-53

    Vehicular Ad-hoc Networks are a growing technology that ensures safe and efficient road traffic management. Mobility management is the primary challenge in inter-vehicle networks. Therefore, an adaptive and stable clustering protocol is a crucial issue in inter-vehicle network technology. Day by day, inter-vehicle networks based on clustering are attracting more attention. The main variables used in forming clustering protocols are speed, distance, and direction of movement. However, in different methods, other variables such as confidence level, lifespan, and similarity measure, quality of communication link, signal noise rate, and packet transmission rate have been used alongside the three main components. In this paper, we aim to improve aspects such as the number of clusters formed and the number of changes in cluster heads by employing various methods and techniques presented. The purpose of these improvements is to create more cohesion and stability in the formed clusters. In the proposed algorithm, we aim to improve the number of clusters formed by at least 5.7% by using spatial indexing and examining the linear position that the vehicle passes through. Additionally, we have achieved a 3.2% improvement in the number of cluster head changes.

    Keywords: Vehicular Ad-Hoc Networks, Clustering, Cluster Head, Spatial Indexing, Cluster Head Changes, Lifetime
  • Mohammadmehdi Pourhashem Kallehbasti *, Jamshid Pirgazi, Ali Ghanbari Sorkhi, Ali Kermani Pages 54-65

    Requirements engineering is a critical phase within the software development lifecycle, with its effective execution being pivotal to the overall success of a project. To improve the quality and efficiency of requirements engineering, the reuse of previous requirements has emerged as a promising strategy. By employing methodologies such as collaborative filtering, content-based filtering, knowledge-based techniques, and hybrid approaches, recommender systems support stakeholders in the precise identification and prioritization of requirements. This paper presents a hybrid method combining collaborative filtering and content-based filtering to improve the performance of recommendation systems in requirements engineering. In this method, the semantic similarity between requirements is calculated using the Global Vectors for Word Representation (GloVe) model, and the semantic features extracted from textual descriptions are combined with predefined categories. This process enhances the accuracy of predicting stakeholder interest or need for requirements and their prioritization. The experimental results obtained from the RALIC dataset indicate that the proposed approach significantly enhances prediction accuracy and coverage. This improvement is particularly evident in addressing challenges related to data sparsity and the cold start problem, highlighting the superior efficiency of this method compared to existing approaches.

    Keywords: Requirements Engineering, Recommender Systems, Collaborative Filtering, Content-Based Filtering, Global Vectors For Word Representation (Glove)
  • Sara Khosravi * Pages 66-85

    Nowadays, many researchers use systems based on deep learning and artificial intelligence to diagnose and classify many diseases in the field of medicine, such as cancer diagnosis. Early and accurate diagnosis of breast cancer based on mammography images can greatly help doctors in timely treatment of the disease. On the other hand, most of the deep networks used in breast cancer (BC) detection systems are not suitable for real-time applications due to the use of fully connected (FC) layers, time-consuming training method, and high calculation volume. Therefore, in this article, a new hybrid method based on deep learning and swarm intelligence called EZFNet-ELM-COA is proposed for real-time detection of breast cancer. In the proposed network (Enhanced ZFNet), in the convolutional layers of the ZFNet network, large size filters have been replaced by two series of smaller size filters, and then the outputs of the filters have been joined together. The use of this multi-scale technique makes the network extract more effective features. Also, in order to increase the speed of training and significantly reduce the volume of calculations, fully connected layers of the pre-trained EZFNet network were replaced by an Extreme Learning Machine (ELM). At the end, the generalization capability of ELM has been improved by updating the weights and biases of the ELM layer by the Coati Optimization Algorithm (COA). In order to check the performance of the system, six evaluation criteria have been used, and our proposed model achieved values of  97.97, 95.70, 97.15, 98.28, 96.42 and 93.98 percent for accuracy, precision, sensitivity, recognizability, F1-score and MCC, ​​respectively. The obtained results show the increase of accuracy, improvement of efficiency, significant reduction of calculation time, and high performance level of the proposed system compared to the existing methods.

    Keywords: Deep Learning, Artificial Intelligence, Breast Cancer Diagnosis, Deep Convolutional Neural Network, Coati Optimization Algorithm (COA)
  • Soudeh Hosseini *, Elham Asadi Pages 86-95

    With the evolution of the fifth generation wireless network, the Internet of Things (IoT) has also created a surprising transformation in human life. Therefore, a more detailed study of IoT technology and its various fields, including security, is necessary. In the field of IoT network security, one of the issues that has been raised is the spread of malware. In this paper, we have modeled the spread of malware in IoT networks with the epidemic disease model of vulnerable - exposed to infection - infected - recovered - antidote. The effect of applying antidote to recovered and vulnerable nodes on the spread of malware in IoT networks has been investigated. We have determined the importance of the node in the network based on its degree, and based on this rate, the vulnerable nodes in the network have been secured. Securing nodes based on the degree has led to a reduction in the spread of malware in the network. The epidemic threshold of malware spread (R0) has been calculated in the proposed model. Comparing the model with the SIRS and SEIRS models showed that the proposed model performed better than the other two models.

    Keywords: Malware Propagation Modeling, Epidemic Model, Basic Reproduction Number, Epidemic Threshold Limit, Internet Of Things
  • Navid Karami Benmaran, Nastooh Taheri Javan * Pages 96-113

    Underwater wireless sensor networks (UWSNs) face various constraints such as limited node energy, sensor mobility at different depths, and the need for diverse communication methods. These limitations reduce the efficiency of conventional routing algorithms used in other multi-hop wireless networks. In this study, an innovative routing method based on reinforcement learning and generative adversarial neural networks (GANs) is proposed for UWSNs. The proposed approach aims to discover and store optimal data transmission paths within the network. Subsequently, these paths are used to train a deep learning model following the generative adversarial neural network framework, allowing for the generation of new routes. Simulation results demonstrate that the proposed method improves the successful packet delivery rate and extends network lifetime compared to traditional reinforcement learning techniques in UWSNs.

    Keywords: Underwater Wireless Sensor Network, Routing, Reinforcement Learning, Deep Learning, Generative Adversarial Neural Network
  • Atefe Bay, Zohreh Akabri * Pages 114-121

    In this paper, an efficient conjugate gradient method is introduced for solving unconstrained nonsmooth optimization problems. Conjugate gradient methods are among the most popular methods for solving smooth optimization problems due to their simplicity and low memory requirements; however, their application to nonsmooth problems has received less attention. Therefore, the Lipschitz continuous objective function is first smoothed using the Moreau–Yosida regularization function. A new descent direction is then proposed by combining the first-order derivative information of the smoothed function with the previous descent direction. Using an inexact line search technique, we show that the generated direction satisfies the sufficient decrease condition and that the new iterate remains within a suitable trust region relative to the previous iterate. Moreover, the global convergence of the proposed method is guaranteed under standard assumptions. Finally, the effectiveness of this method is evaluated in the field of image recovery, and the results demonstrate its superior performance compared to existing methods.

    Keywords: Conjugate Gradient Method, Nonsmooth Optimization, Moreau–Yosida Regularization, Global Convergence, Image Restoration
  • Azam Alipour Fargi, Hamid Saadatfar * Pages 122-137

    The success of students at every educational level is one of the significant goals of the Ministry of Education. In the meantime, proper planning for the academic success of tenth-grade students is more valuable because of the choice of study field in this grade. Likewise, making a correct decision requires gathering comprehensive information from all aspects of a student's life. Therefore, the life balance wheel tool in six dimensions -physical, financial, intellectual, emotional, social, and spiritual- can be a suitable solution. In this article, first, a dataset is created using the life balance wheel, along with demographic and educational background information of 10th-grade students from educational institutions in Kashmar, collected through a questionnaire. Then, well-known Wrapper and Filter methods are employed for selection of affective features and data mining algorithms including Multilayer Perceptron, J48 decision tree, Random Forest, Naive Bayes, SVM, and KNN are used to predict the success of students in 10th grade. The results show that the Wrapper algorithm can select more impact features than others; specifically, the features of pocket money, study time, gender, field of study, father’s education, mother’s education, and spiritual dimension have the most impact. Also, the Multilayer Perceptron algorithm with 85.62% accuracy and the Naïve Bayes algorithm with 86.25% accuracy demonstrated the best performance before and after the feature selection process, respectively.

    Keywords: Data Mining, Feature Selection, GPA Prediction, Life Balance Wheel, Academic Success
  • Sayyed Mohammad Hoseini *, Majid Ebtia, Mohammadreza Ariafar Pages 138-151

    Capital accumulation and proper asset management play a crucial role in the economic growth of countries. The significant impact of this factor, as well as its importance, can be clearly observed in the system of most countries, especially capitalist systems. The capital market is one of the most appropriate places to attract small assets and use them in order to grow and improve a company and also increase the personal assets of investors. Therefore, correct investment helps individuals to manage the surplus of their incomes properly, enabling them to attain the necessary capital to achieve their goals. Essentially, stock prices are nonlinear and chaotic; hence, investing in the stock market carries a high risk. To minimize this risk and reduce hazards, an efficient system is required that can predict future stock price movements with high accuracy. Given the importance of this issue, machine learning models have shown suitable performance in this area. Machine learning algorithms have the ability to model nonlinear and complex systems. In this research, a novel collective approach based on Support Vector Regression is used to construct a composite or hybrid model that enjoys high accuracy and speed in predicting stock prices. The stocks used in this research are the ten index-making shares of FOLD, TAMN, PKLJ, MSMI, PNES, PTEH, PNBA, IKCO, SIPA and PARS, considered in the period from 2021-03-27 to 2024-07-21. Based on various criteria, the results demonstrate the superiority of the collective Support Vector Regression method over the conventional Support Vector Regression method and the Random Forest approach.

    Keywords: Machine Learning, Support Vector Regression, Ensemble Method, Stock Market, Price Prediction
  • Hossein Azgomi, Azam Andalib * Pages 152-175

    COVID-19, mainly known as Corona, is a viral disease caused by the SARS-CoV-2 virus. The symptoms of COVID-19 include fever, fatigue, cough, and a loss of the sense of smell. The rRT-PCR test, as the standard diagnostic tool for this disease, requires respiratory sampling, which is time-consuming. Therefore, developing rapid diagnostic methods is of great importance. In this paper, a novel, rapid, and non-invasive method for diagnosing COVID-19 using artificial intelligence is introduced. This method comprises two stages: feature selection and disease diagnosis, which are performed using the Tree Social Relationships (TSR) algorithm and the Naive Bayes classifier. The proposed method is practically evaluated using the COVID-19 Dataset. Experimental evaluations show that this method outperforms existing approaches in diagnosing COVID-19, achieving 96% accuracy, 97% recall, and a 96% F1-score.

    Keywords: COVID-19, Data Mining, Tree Social Relationships Algorithm, Naive Bayes
  • Samira Noferesti *, Mahshid Miri Pages 176-189

    Sentiment analysis is one of the important branches of natural language processing, which aims to classify texts with respect to the feelings and attitudes of the author of the text. In Persian, most of the available sentiment lexicons are small in size and lack slang expressions and informal words. These features significantly reduce the performance of sentiment analysis algorithms. This paper aims to present a method based on deep learning and sentiment lexicons for sentiment analysis of Persian texts written on social networks. Since most existing sentiment lexicons in Persian language are small in size and lack slang and informal expressions, first, two methods based on ChatGPT are proposed to expand the existing Persian sentiment lexicons by adding slang expressions that are widely used in social media. Then, the combination of the sentiment lexicon and dual-channel convolutional neural network (DC-CNN) is used to determine the polarity of texts. Experimental results show that by expanding the existing sentiment lexicons with the two proposed methods, the accuracy of the sentiment analysis algorithm increases by 1.74 and 2.14 percent, respectively, which indicates the success of ChatGPT in polarity classification of Persian slang expressions. Also, employing the features extracted from the sentiment lexicon in a DC-CNN leads to an increase in the precision of the two base models by 1.6 and 3.2 percent.

    Keywords: Sentiment Analysis, Polarity Classification, Deep Learning, Dual-Channel CNN, Sentiment Lexicon, Slang Expressions