فهرست مطالب

مدل سازی پیشرفته ریاضی - سال هشتم شماره 2 (پاییز و زمستان 1397)

فصلنامه مدل سازی پیشرفته ریاضی
سال هشتم شماره 2 (پاییز و زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/09/27
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محسن محمدزاده *، رامین خاورزاده صفحات 1-15
    آمار فضایی علم تحلیل داده های وابسته فضایی است. در مطالعات محیطی گاهی با داده هایی وابسته سروکار داریم که همبستگی آن ها ناشی از موقعیت قرارگیری در یک فضای معین است. از طرفی در بررسی های نمونه ای فرض بر آن است که اعضای نمونه، از جامعه ای با واحدهای مستقل گرفته شده است. این فرض در تمامی مراحل نمونه گیری تحلیل و مدل سازی مورد استفاده قرار می گیرد. اما وقتی اعضای جامعه مورد مطالعه به نوعی وابسته باشند، تمامی مراحل آماری و حتی روش های نمونه گیری نیازمند بازنگری و لحاظ کردن ساختار همبستگی داده ها خواهند بود. در نمونه گیری کلاسیک برای نمونه گیری از یک متغیر، چنانچه متغیرهای کمکی وجود داشته باشند، برای ارتقاء کیفیت طرح نمونه گیری می توان از نمونه گیری متعادل استفاده کرد. در این مقاله نمونه گیری فضایی متعادل معرفی می شود که در آن از مولفه های موقعیت های فضایی به عنوان متغیرهای کمکی استفاده شده است. سپس در مطالعه ای شبیه سازی نشان داده می شود کریگیدن بر اساس یک نمونه متعادل نسبت به روش های دیگر نمونه گیری متحمل خطای کمتری در پیش گویی فضایی می شود. در انتها نحوه کاربست روش ارائه شده در کاربرد نشان داده می شود.
    کلیدواژگان: نمونه گیری فضایی، نمونه گیری متعادل دومرحله ای، نمونه گیری فضایی بهینه، روش مکعب
  • عبدالرضا سیاره *، صدیقه زمانی مهریان صفحات 16-37
    فرض نرمال بودن خطاها، یکی از فرضیات معمول در مدل های سری زمانی است اما در بعضی مواقع با مواردی مواجه می شویم که خطاها از توزیع نرمال پیروی نمی کنند. در این مقاله مدل های خودبازگشتی در نظر گرفته می شوند که در آن خطاها مستقل و همتوزیع هستند و از توزیعی از خانواده های نمایی و یا وایبل پیروی می کنند. برآوردگرهای درستنمایی ماکزیمم بهبودیافته، بوت استرپ و گشتاوری پارامترهای مجهول مدل های ذکر شده در حالت کلی محاسبه شده اند. همچنین با استفاده از مطالعات شبیه سازی عملکرد برآوردگرهای درستنمایی ماکزیمم، درستنمایی ماکزیمم بهبودیافته، بوت استرپ و گشتاوری برای این نوع از مدل های سری زمانی مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس این مطالعه شبیه سازی، روش درستنمایی ماکزیمم دارای میانگین مربعات خطای بزرگ تری نسبت به سه روش دیگر در مدل های خودبازگشتی با خطاهای نامنفی است
    کلیدواژگان: برآوردگر درستنمایی ماکزیمم بهبودیافته، برآوردگر گشتاوری، بوت استرپ، مدل خودبازگشتی
  • روح الله رمضانی *، سعید رضاخواه ورنوسفادرانی، مجید فرهادی صفحات 38-53
    در این مقاله با فرض ساختار دوره ایی برای فرآیند LARCH کلاس جدیدی از یک مدل سری زمانی با ساختار همبسته دوره ایی، واریانس شرطی و حافظه طولانی معرفی می شود. همچنین، برای این سری زمانی ساختار وابستگی درون فصلی و بین فصلی مورد مطالعه قرار می گیرد. تحت فرض های ارائه شده، سری زمانی هر فصل دارای ویژگی حافظه طولانی است. در انتها با استفاده از شبیه سازی کارایی برآوردگر R/S، در برآورد پارامتر حافظه طولانی هر فصل نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: سری زمانی، حافظه طولانی، وابستگی دوره ایی، مدل LARCH
  • مهدی مهدی زاده *، احسان زمان زاده صفحات 54-73
    در این مقاله، براورد یک معیار قابلیت اعتماد پویا براساس نمونه گیری مجموعه رتبه دار مطالعه می شود وقتی که متغیرهای تنش و مقاومت وابسته اند. براوردگر پیشنهادی با براوردگر متناظر در نمونه گیری تصادفی ساده به صورت نظری و عددی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد براورد حاصل از طرح نمونه گیری مجموعه رتبه دار غالبا دقیق تر است. همچنین، تفاوت دقت دو براوردگر با افزایش ضریب همبستگی بین متغیرهای تنش و مقاومت محسوس تر می شود.
    کلیدواژگان: رتبه بندی قضاوتی، قابلیت اعتماد، نمونه گیری مجموعه رتبه دار
  • احمد شیرزادی *، شبنم قایدی، منصور صفرپور، قربانعلی باقری بردی صفحات 74-93
    این مقاله به بررسی جوابهای عددی یک مدل ریاضی از دینامیک پلانکتون-اکسیژن می پردازد. حدود هفتاد درصد اکسیژن جو توسط فعالیت فوتوسنتزی فیتوپلانکتون ها تولید می شود و فعالیت فیتوپلانکتون تحت تاثیر دینامیک اقیانوس است. لذا، نرخ تولید اکسیژن وابسته به دمای آب بوده و بنابراین تحت تاثیر گرمایش جهانی قرار می گیرد. یک مدل که دینامیک پلانکتون-اکسیژن را شرح می دهد در نظر گرفته شده است. برای گسسته سازی مدل که یک دستگاه معادلات دیفرانسیل معمولی غیر خطی است، ترکیبی از روش های تفاضلات متناهی و بدون شبکه به کار برده شده است. متغیر زمان با استفاده از روش تفاضلات متناهی پیشرو گسسته شده است. با توجه به دقت بالای جوابهای عددی حاصل از روش های بدون شبکه، در مدل وابسته به مکان، یک روش بدون شبکه برای گسسته سازی متغیر مکانی پیشنهاد شده است. روش بدون شبکه معرفی شده از فرم قوی معادله و هم محلی برای گسسته سازی استفاده می کند. توابع پایه ای شعاعی که در اینجا استفاده شده چند ربعی می باشد که دارای قدرت تقریب نمایی است. نتایج عددی نشان می دهند که در یک دامنه خاصی از تولید اکسیژن سیستم پایدار است، اما گرمایش جهانی بر سیستم تاثیر گذاشته و باعث کاهش اکسیژن و انقراض پلانکتون می شود.
    کلیدواژگان: پلانکتون، گرمایش جهانی، معادلات دیفرانسیل، روش های تفاضلات متناهی، روش های بدون شبکه
  • مریم کشول رجب زاده، حسین لرکی * صفحات 94-112
    فرض کنیم A یک گراف سطری- متناهی و K یک میدان است. در این مقاله، به مطالعه تجزیه پذیری جبر کامیان-پسک KP (A) و C*-جبر C* (A) متناظر با A می پردازیم. به ویژه، به کمک ویژگی های A و گروه وار G_A ، شرایط لازم و کافی برای این تجزیه پذیری ارایه می شود. علاوه بر این نشان می دهیم در شرایط خاص می توان جبر کامیان-پسک را به صورت حاصل جمع مستقیم متناهی از جبرهای کامیان-پسک تجزیه ناپذیر نوشت.
    کلیدواژگان: k-گراف، جبر کامیان-پسک، C*-جبر، تجزیه پذیری، جبر استنبرگ
|
  • Mohsen Mohammadzadeh*, Ramin Khavarzadeh Pages 1-15
    Spatial statistics is the analytical science of spatial correlated data. In environmental fields of studies that deal with spatially correlated data due to their location in a given area, on the other hand, in the survey sampling it is assumed that the sample is taken from a population with independent units. This assumption is used at all stages of sampling, analysis and modeling. But when the units of the study population are correlated, the entire process, such as sampling methods and statistical process requires review and the entire process will be considering the correlation structure. In the classic sampling methods from a variable, when some covariates exist, then the balanced sampling is used for improving the quality of sample. In this paper, we introduce spatial balanced sampling design where the components of the spatial locations are considered as covariates. Then in an intensive simulation study Is shown that the kriging error induced by our sampling method is less than foe the other available methods. Finally, the application of the proposed method is shown in a real example.
    Keywords: Spatial sampling, Two step balanced sampling, Optimal spatial sampling, Cubed method
  • Sedigheh ZamaniMehreya, Abdolreza Seyyarch * Pages 16-37
    Normal residual is one of the usual assumptions in autoregressive model but sometimes in practice we are faced with non-negative residuals. In this paper, we have considered the autoregressive time series model where the residuals follow exponential and Weibull family. The estimation of the parameters in autoregressive with non-negative residuals are studied based on the modified maximum likelihood, bootstrap and moments estimators. We examine by simulation, the performance of the proposed estimation methods and found that the bootstrap estimator is the better one for autoregressive model with non-negative residuals. As a real data analysis, we have considered the S&P500 data between 1987-2015 as a data set generated from a first order autoregressive model with non-negative residuals and based on the model selection criteria we select the optimal model between the competing models.
    Keywords: ‎Autoregressive model‎, ‎Method of moments estimation‎, ‎Modified maximum likelihood‎, ‎Moving Block bootstrap
  • Rohollah Ramezani *, Saeid Rezakhah VARNOUSEFADERNAI , Majid Farhadi Pages 38-53
    In this paper, we study LARCH processes with periodic structure as a new class of time series with periodic conditional heteroscedasticity and long memory property. We characterize the structure of inter and intra season correlations.
    Under the proposed assumptions, the long memory property for each season is studied too. Finally, by simulation study the efficiency of the R/S estimator for estimating long memory parameter of each season is shown.
    Keywords: Time series, Long Memory, Periodically correlated, LARCH model
  • Mahdi Mahdizadeh *, Ehsan Zamanzade Pages 54-73
    In this article, estimation of a dynamic reliability measure based on ranked set sampling is studied when stress and strength variables are dependent. The proposed estimator is compared with the analogous estimator in simple random sampling theoretically and numerically. The results show that estimation using ranked set sampling design is often more precise. Also, the difference in precision of the two estimators is more pronounced as the correlation coefficient between stress and strength variables goes higher.
    Keywords: Judgment ranking, Ranked set sampling, Reliability
  • Ahmad Shirzadi *, Shabnam Ghayedi, Mansour Safarpoor, Ghorbanali Bagheri Bardi Pages 74-93
    This paper is concerned with the numerical solutions of a mathematical model of coupled plankton–oxygen dynamics. About 70% of the atmospheric oxygen is produced by the photosynthetic activity of phytoplankton and the phytoplankton activities are affected by the ocean dynamics. So, the rate of oxygen production depends on water temperature and hence can be affected by the global warming. A mode describing plankton–oxygen dynamics is considered. For discretizing the model which is a system of nonlinear differential equations, a combination of finite differences and meshless methods are used. The time variable is discretized by forward finite difference scheme. Because of the high accuracy of meshless methods, in the space dependent model, a meshless approach is proposed for discretizing the space variable. The method uses the strong form equation and collocation approach for discretization. Multiquadrics radial basis functions are used which have the approximation power of exponential order. Numerical results reveal that in a specific domain of oxygen production the model is stable. Also, it is shown that global warming will affect the system, resulting in the oxygen reduction and plankton extinction.
    Keywords: Plankton, Global warming, Differential equations, Finite difference methods, Meshless methods
  • Matyam Kashoul, Radjabzadeh, Hossein Larki * Pages 94-112
    Let A be a row-finite k-graph and K a field. In this paper, we investigate decomposability of the Kumjian-Pask algebra KP(A) and the C* –algebra C*(A) associated to A. In particular, we give equivalent condition on A and its groupoid G_A for the decomposability. Moreover, we propose certain conditions under that KP(A) is a direct sum of indecomposable Kumjian-Pask algebras.
    Keywords: k-graph, Kumjian-Pask algebra, C*-algebras, decomposability, Steinberg algebra