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 « الگوریتم ژنتیک » در نشریات گروه « علوم پایه »

  • محمد طایفه طاهرلو، امیر اسدی وایقان*

    به دلیل اهمیت مشکلات مربوط به محیط زیست و سلامتی که ناشی از آلودگی هوا است، روش های پیش بینی آلاینده ها به عنوان یک ابزار مهم در تحقیقات مربوط به آلودگی هوا مد نظر بوده اند. در میان آلاینده های مختلف اثرگذار بر کیفیت هوا، ذرات با قطر آیرودینامیکی کمتر از 5/2 میکرومتر (PM2.5) یکی از مسایل اصلی در مدیریت کنترل آلودگی هوا هستند. در این مطالعه، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) در ترکیب با الگوریتم ژنتیک (GA)، برای پیش بینی ذرات PM2.5 در یک دوره ی کوتاه مدت در شهر ارومیه، استفاده شده اند. از فیلتر Savitzky-Golay (SG) جهت پیش پردازش و هموار سازی داده های ایستگاه انداز ه گیری ذرات PM2.5 استفاده گردید. دو روش پرکردن شکاف داده ها (روش های KNN و SPLINE) به منظور به حداقل رساندن انحراف آموزشی و بهبود دقت شبکه به کار گرفته شده اند. داده های PM10، PM2.5 ، دی اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد ، مونوکسید کربن و داده های هواشناسی نیز برای این پیش بینی ها استفاده شده اند. طبق نتایج به دست آمده، روش ANN-GA (ترکیب روش های شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک)، یک بهبود 40 درصدی در همبستگی نتایج پیش بینی نسبت به روش شبکه عصبی مصنوعی ارایه داد. خطای MSE 001/0 (در مقیاس 1-0) و ضریب همبستگی R، به مقدار 91/0 در پیش بینی مشاهده گردید.

    کلید واژگان: پیش بینی آلودگی هوا, شبکه عصبی مصنوعی, آلودگی هوا, الگوریتم ژنتیک, PM2.5}
    Mohammad Teyefeh Taherloo, Amir Asadi Vaighan *
    Introduction

    For the last 50 years, activities like urbanization, industrialization and population growth, make air as a significant inseparable part of our life. Air pollution can be defined as the presence of chemicals or toxic compounds in the air to extent that they pose a health risk. Emissions from cars, plant chemicals, dust, pollen and mold spores are introduced as particulate matter (PM). The World Health Organization reported that ambient air pollution causes 4.2 million deaths from strokes, heart disease, lung cancer and chronic respiratory diseases. Of the various pollutants affecting air quality, particulate matter smaller than 2.5 microns is the major air pollution problem (Ścibor et al., 2020). As well, there is growing evidence of the effects of PM10 and PM2.5 on cardiovascular disease (CVD) and respiratory disease (DR).Forecasting air pollutants provides an opportunity to determine the intensity of air pollution in different areas and prevent irreversible impacts. In addition, these models also allow decision-makers to make the right decisions and prepare for the prevention or control of the PMs in the future. Some of the models used in air pollution forecasting studies are auto-regressive Integrated Moving Average (ARIMA), artificial neural network (ANN), Community Multiscale Air Quality Model (CMAQ), the Weather Research and Forecasting (WRF) model coupled with Chemistry (WRF-CHEM), Fuzzy models, grey model and/or hybrid models. ANN has been used extensively by scientists to provide rapid and parsimonious solutions to mitigate the negative impacts of air pollution worldwide. Neural networks, as an alternative, have been successfully used in air pollution forecasting and have produced accurate results in time series data. Different types of noise and nonlinear structure were present in the data. Hybrid modeling approaches have a wide variety of applications in which numerous methods or attributes are merged to create a more sophisticated model with superior performance in certain scenarios.Urmia is one of Iran's most polluted cities, owing to continuous traffic and traffic congestion, growing CO2 and PM levels, and a lack of knowledge on regulating and locating industrial manufacturing units. Dust from Iraq affects the region, as well as inversion, which occurs 90 days a year, are instances of region-specific air pollution. In addition, the drying of Urmia Lake, which can result in salt storms, is one of the critical concerns that will lead to significant pollution in the near future.In this study, ANN-GA with missing data imputation was used to predict PM2.5 in Urmia, Iran, in the short-term to demonstrate how data-gap filling and preprocessing methods could improve hybrid models' performance.

    Methodology

    The concentrations of air pollutants (carbon monoxide, nitrogen dioxide, and sulfur dioxide) as well as meteorological data (temperature, relative humidity, and wind velocity) were used as inputs in this research to predict PM2.5. Air pollution concentrationsand meteorological data over a two-year period were obtained from Monitoring Station No. 3, Urmia municipality, and Iran's meteorology website (Data.irimo.ir).The data was then preprocessed with the Savitsky-Golay filter before being fed into the ANN and ANN-GA networks. Data gaps and imputed data (KNN/SPLINE method) were used as input in each network, and the results were compared.In this study, a single system contains two hidden layers and one output layer. The time series method was used to introduce the data to the network. The data was divided into three parts. 70% of the data is used for training, 15% for validation, and 15% for testing. Data import scenarios were defined in two ways. The first scenario used no imputation, while the second used SPLINE and KNN to fill in data gaps. As a transfer function, a sigmoid (logsig) layer was used for hidden layers, and a linear layer (Purelin) was used for the output layer. The Levenberg-Marquardt algorithm was chosen as the learning algorithm based on the type of problem and the speed of convergence. To improve the results, the number of neurons, repetition parameters, number of permitted evaluations, Levenberg algorithm parameters, and reliability were all adjusted through a trial-and-error process.New ANN-GA network was used in this study and GA was used as a training function. After introducing the data as a time series and selecting the amount of data for each episode of learning, evaluation, and testing, the structure and number of networklayers were created with the "newff" function. The main difference is that the genetic learning process was used instead of the "train" function. It's worth noting that the network layer characteristics in both methods were the same. To learn how to complete the process, the new learning function requires several side processes, including cost function creation, selection, intersection, and mutation. Three methods of roulette selection, tournament selection and random were used in the selection process. To introduce the cost function, weights were taken from those created by the "newff" function. Different values were assigned to the initial population variables, maximum mutation number, and selection pressure coefficient by trial-and-error method. Moreover, two data import scenarios were defined.

    Conclusion

    Forecasting methods have been considered an important tool in research on air pollution. Among the various pollutants that influence air quality, particles with an aerodynamic diameter of less than 2.5 micrometers (PM2.5) are one of the key issues in air pollution control management. In this study, a model for predicting future concentrations of PM2.5 was developed by the Hybrid Network (ANN-GA). Two methods of data imputation (KNN and SPLINE) were used to minimize training issues and improve network accuracy. PM10, PM2.5, nitrogen dioxide, oxide, carbon monoxide, and weather data were used for predictions. The results show that multi-line neural networks are relatively efficient for predictive purposes but lack sufficient accuracy to predict. The ANN network produced MSE error of 0.023 and coherence coefficient of R 0.543 only with data gap filling methods. In order to improve R and reduce network errors, a genetic algorithm was used in combination with a multi-layer neural network (ANN-GA). As the results showed, MSE and R for hybrid networks (ANN-GA) were improved (R=0.91 and MSE=0.001). In addition, compared to ANN, the R increased by 40 percent and the MSE improved by 95 percent. Thus, it can be concluded that ANN-GA can be used as a powerful and reliable tool for predicting air pollution.

    Keywords: Air pollution Prediction, Artificial Neural Network, Genetic Algorithm, PM2.5}
  • ساناز هدایت شیشوان*، ماشالله سالارپور

    امروزه با توجه به اینکه هرگونه فعالیت کشاورزی به دلیل وجود رویدادهای طبیعی خسارت زا، با مخاطره-هایی روبروست، برنامه ریزی برای کاهش میزان ریسک و افزایش ضریب امنیت سرمایه گذاری در این بخش، امری ضروری است. این مطالعه با هدف شناسایی عوامل تاثیرگذار بر ریسک محصولات ارگانیک شهرستان ساوه در جهت تغییر الگو کشت زیست محیطی با استفاده از روش تقرب تابع الگوریتم و مدل رگرسیونی لاجیت صورت گرفته است. نمونه آماری با استفاده از روش نمونه گیری تصادفی از 130 محصولات ارگانیک این شهرستان در سال 1398 جمع آوری شده است. نتایج نشان داد که عامل های تحصیلات، مصرف کود حیوانی، علاقمندی به کشت ارگانیک، نوع نژاد درخت، کاهش آلودگی خاک و آب، سرمایه در گردش و بیمه محصول محصولات ارگانیک با ریسک محصولات ارگانیک ساوه رابطه مثبت داشته است. همچنین مولفه های عدم شناخت بازار محصولات ارگانیک، عامل حرارت و سرمازدگی، نوسانات قیمت و عدم ثبات آن و کاهش درآمد کشاورز ارگانیکی بر ریسک اثرگذاری منفی داشته است. نتایج به دست آمده از برآورد با الگوی لاجیت نیز نشان داد عامل تحصیلات، شناخت بازار از محصول ارگانیک، علاقمندی به کشت ارگانیک و سرمایه در گردش معنی دار شده اند. از بین مولفه های تحصیلات، علاقمندی و سرمایه در گردش بر مدیریت ریسک محصولات ارگانیک اثر مثبت دارد. در این راستا پیشنهاد می شود که به منظور کاهش مدیریت ریسک محصولات ارگانیک افزایش بیمه محصولات کشاورزی ارتقاء داده و اختلافات قیمت تا مصرف کننده نهایی بین محصولات ارگانیک را به حداقل ممکن کاهش داد با افزایش علاقمندی به کشت ارگانیک (آموزش و ترویج و دادن مشقافات یارانه برای تولید محصولات ارگانیک) و سرمایه در گردش، مدیریت ریسک محصولات ارگانیک را کاهش داد.

    کلید واژگان: محصولات ارگانیک, الگوریتم ژنتیک, بازار, زیست محیطی, ساوه}
    Sanaz Hedayat Shishvan *, Mashalah Salarpour
    Introduction

    The most important sources of risk that farmers face include economic risks such as fluctuations in the price of raw materials needed by farmers, including seeds and chemical fertilizers, as well as social risks such as theft from farms and agricultural machinery and natural hazards such as pests and diseases of crops. (Hosseini et al., 2021). The agricultural sector has special capabilities due to its continuous and sustainable economic growth, food security, return on investment, currency appreciation, lower valuation, creating social justice in comparison with other economic sectors of the country, so that it has been able to play a very significant role in the economic field. Have a country (Mousavi and Khosravi Pour, 2020). In recent years, due to the growing population and the growing need for food and clothing, the initial human attitude to nature, which was a friendly attitude, gave way to one-sided interaction with nature (Vahedi et al., 2021). Therefore, chemical fertilizers, pesticides, hormonal products and antibiotics entered the agricultural sector and by using the improved cultivars, great successes were achieved in increasing the production of agricultural products to meet the growing demand for food (Azami et al., 2019). Therefore, considering the importance of organic products in Saveh, in this study, the effective factors on risk management determinants of organic products in Saveh using the method of genetic function approximation and logit algorithm to determine what factors affect the risk of products Organic in Saveh city in changing the pattern of cultivation of environmental products. Nowadays, considering that any agricultural activity faces risk due to the existence of harmful natural events, planning to reduce the amount of risk and increase the security of investment in this sector is essential. Therefore, identifying important factors and determinants affecting farmers' risk management is of particular importance. The aim of this study was to identify the factors affecting the risk of pomegranate growers in Saveh city with the focus on changing the pattern of environmental cultivation using the approximation method of algorithm function and logit regression model. Statistical sample was collected using random sampling method from 130 pomegranate growers in the city in 2020 . Education factors, consumption of animal manure, interest in organic farming, type of tree breed, reduce soil and water pollution, working capital and insurance of pomegranate crop have been positively related to the risk of Kashmir pomegranate growers.

    Methodology

    - Statistical community and required data The area under irrigated and rainfed crops of Saveh plain is estimated at 62,540 hectares, which varies in terms of rainfall under different climatic conditions. The statistical population of the present study includes all organic farmers in Saveh region who cultivate selected crops such as irrigated wheat, barley, cantaloupe, pomegranate and grapes in their Faryab or irrigated lands. Pomegranate is considered as a strategic product and index of Saveh city as the center of world production and in terms of the area under pomegranate cultivation, Saveh city is the second province in the country, but in terms of production per unit area and quality, it has the first place. The statistical population includes 130 Saveh pomegranate producers and the statistical sample was extracted from 130 organic products of Saveh (in 1399) using simple random sampling method. Data and information related to the level of cultivation of organic products in Saveh city were collected from the region. In this study, the factors affecting the risk of Saveh organic products have been predicted using the functional approximation of genetic algorithm and Logit, which is briefly described in the method of genetic function approximation algorithm. The genetic algorithm is inspired by Darwin's genetics and evolutionary theory and is based on the survival of the fittest or natural selection. A common application of genetic algorithms is to use it as an optimization function. The algorithm operates on a range of disciplines called populations, and this population evolves and is searched for this purpose. According to the GFA model, a search criterion is performed for each field. Three corresponding operators, namely selection, mixing, and mutation, are executed. New members are scored according to the fit criteria. In GFA, scoring criteria for models are based on the quality of regression fitted to the data. Election opportunities must be added to each new member and re-evaluated for the population. This method continues for a certain number of generations until convergence is achieved (Samuel et al., 2015). Below each of the three operators is examined.

    Conclusion

    In the agricultural sector, there are natural hazards (drought, hail, etc.), social (theft) and economic (price fluctuations). Therefore, the producers of this sector are forced to allocate resources optimally in more uncertain conditions and environments than other economic sectors. Considering the importance of organic products in Saveh and the region, in this study, the effective factors on risk management determinants of organic products in order to change the pattern of environmental cultivation in Saveh city using the method of genetic function approximation and logit algorithm. Based on the results, education variables, animal manure consumption, market knowledge of organic produce, natural disaster (drought and frost), interest in organic farming, price fluctuations and stability, tree species, soil and water pollution reduction, working capital Organic crop insurance and reduction of farmer income from organic crop cultivation Factors affecting the risk of Saveh organic products can be mentioned. Among the effective factors of education, use of animal manure, interest in organic farming, tree species, reduction of soil and water pollution, working capital and crop insurance have a positive relationship with the risk of Saveh organic products, among which working capital (savings) is effective. Has been more positive on farmers' risk. Also, the components of not knowing the market of organic products, the cause of heat and frost, price fluctuations and its instability and reducing the income of organic farmers have had a negative impact on risk. The results obtained from the logit model estimation also showed that education factor, market knowledge of organic product, interest in organic farming and working capital have become significant. Among the components of education, interest and working capital have a positive effect on pomegranate risk management. In this regard, it is suggested that in order to reduce the risk management of pomegranate growers, the government should intervene in the management of the agricultural products market and increase the insurance of agricultural products, and reduce the price differences to the final consumer between pomegranate growers to a minimum. Organic farming and working capital reduced risk management for organic pomegranates.

    Keywords: Organic Products, Genetic Algorithms, market, Environment, Saveh}
  • ثریا نوری سنگراب، اصغر اصغری مقدم*، ناصر جبرائیلی اندریان
    طی سال های اخیر، با توجه به روند کاهشی بارش و افزایش پمپاژ از منابع آب زیرزمینی، نگرانی هایی از مخاطرات ناشی از کاهش حجم ذخایر آبخوان و افت سطح آب زیرزمینی و فرونشست زمین ایجاد شده است. در دشت عجب شیر نیز به دلیل کاهش تدریجی سطح آب زیرزمینی، برآورد فرونشست و بررسی پتانسیل فرونشست برای جلوگیری از مخاطرات زیان بار آن در آینده، ضروری به نظر می رسد. بدین منظور، با استفاده از چهارچوب ALPRIFT که شامل هفت لایه از پارامترهای موثر بر فرونشست می باشد، نقشه پتانسیل فرونشست آبخوان پهنه بندی شد. شاخص پتانسیل فرونشست در دو محدوده کم و متوسط به دست آمد. در مرحله بعد با استفاده از عکس های ماهواره ای Sentinel-1، فرونشست در طی سال های 1399-1400، به مقدار 2/4 سانتی متر برآورد گردید که همبستگی معناداری با تراز آب زیرزمینی سال آبی 1400-1399 و پتانسیل فرونشست داشت. همچنین در ادامه، برای رفع نقص اعمال نظرات کارشناسانه و افزایش همبستگی بین فرونشست (Insar) و ALPRIFT، از روش های بهینه سازی هوش مصنوعی شامل منطق فازی (ساجنو) و الگوریتم ژنتیک استفاده شد که از بین این مدل، روش فازی ساجنو بهترین همبستگی بین دو نقشه فرونشست و ALPRIFT را ارایه داد. همبستگی بین فرونشست با ALPRIFT، ALPRIFT-GA و ALPRIFT-SFL به ترتیب 0/46، 0/62 و 0/72 به دست آمد.
    کلید واژگان: آبخوان دشت عجب شیر, فرونشست, ALPRIFT, الگوریتم ژنتیک, منطق فازی}
    Soraya Nouri -Sangarab, Asghar Asghari - Moghaddam *, Nasser Jabraeeli-Andrian
    Recently, due to the trend of decreasing rainfall and increasing groundwater pumping rate, there have been concerns about the risks caused by the decrease in the volume of aquifer reserves and the drop in the groundwater level, and as a consequence the land subsidence. Also, in Ajabshir plain due to a gradual decrease in the water level, it is necessary to estimate the subsidence and investigate the subsidence potential to prevent its harmful risks in the future. For this purpose, using the ALPRIFT framework, which includes seven layers of parameters affecting subsidence, the subsidence potential map was zoned. The subsidence potential index was obtained in low and moderate ranges. In the next step, using Sentinel-1 satellite images, the subsidence during the years 2020-2021 was estimated to be 2.4 cm, which had a significant correlation with the groundwater level of the water year 2020-2021 and subsidence potential. In addition, artificial intelligence optimization methods including fuzzy logic (Sugeno) and genetic algorithm were used in order to fix the defects of applying expert opinions and increase the correlation between subsidence (Insar) and ALPRIFT, among these models, Sugeno's fuzzy method provided the best correlation between the two subsidence maps and ALPRIFT. The correlation between subsidence with ALPRIFT, ALPRIFT-GA and ALPRIFT-SFL was obtained as 0.46, 0.62 and 0.72 respectively.
    Keywords: Ajabshir Plain Aquifer, subsidence, Sentinel-1, ALPRIFT, Genetic Algorithm, Fuzzy logic}
  • علی اصغر آب نیکی، حسن صیادی*، محمدسعید سیف

    شناسایی دقیق و درست شناورهای در حال حرکت در آب ها از راه دور از جهات زیادی حایز اهمیت است. داشتن اطلاعات از نوع شناور باعث تصمیم گیری درست تر در قبال نحوه مواجهه با آن ها می شود. از این رو در این مطالعه شناورها براساس وزن آن ها، از روی امواج صوتی منتشره آن ها طبقه بندی شده اند. در مطالعه حاضر ویژگی های هر یک از امواج صوتی ضبط شده از شناورها با استفاده از روش ضرایب کپسترال بسامد مل (ام اف سی سی) استخراج شد. نوآوری این مقاله بهره گیری هم زمان از شبکه های عصبی مصنوعی متنوع و شبکه های عصبی تلفیقی است. از این رو توانایی شبکه عصبی مصنوعی و هیبریدهای آن با الگوریتم ژنتیک (ای ان ان- جی ای) و الگوریتم رقابت استعماری (ای ان ان- آی سی ای) در طبقه بندی درست ویژگی های استخراج شده سنجش شد. نتایج نشان دادند شبکه عصبی مصنوعی پس انتشار پیش خور (بی پی- اف اف) با توابع یادگیری لونبرگ مارکوارت (ال- ام)، بیزین (بی آر) و پس انتشار ارتجاعی (آرپی) به ترتیب دارای دقت 86، 96 و 82 درصد در اختصاص ویژگی های هر موج صوتی شناور به آن شناور بودند. هم چنین شبکه های ای ان ان- جی ای و ای ان ان- آی سی ای به ترتیب دقت طبقه بندی برابر با 94 و 77 درصد را نشان دادند. در نهایت می توان نتیجه گرفت که شبکه عصبی مصنوعی با تابع یادگیری بیزین توانایی طبقه بندی قابل قبول امواج صوتی منتشره از شناورها را دارد و می توان از آن در کاربردهای دریایی و نظامی استفاده کرد.

    کلید واژگان: شناور, صدا, شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم ژنتیک, الگوریتم رقابت استعماری}
    A. Abniki, H. Sayyaadi*, M.S. Seif

    Accurate and correct identification of vessels moving in the waters from a distance is important in many ways. Having information type of vessels more correct decisions on how to deal with them. The sounds emitted by the vessels can be distinguished from each other and it is possible to identify the vessels by their sound. Therefore, in this study, the vessels have been classified based on their weight and the sound emitted by them. In the present study, the characteristics of each of the sounds recorded the vessels were extracted using the Mel-Frequency Cepstrum Coefficients (MFCC) method, and the ability of the artificial neural network and its hybrids with the Genetic Algorithm (ANN-GA) and the Imperialist Competitive Algorithm (ANN-ICA) The results showed that artificial neural network feed forward back propagation (BP-FF) with learning functions Levenberg-Marquardt (LM), Bayesian (BR) and Resilient Backpropagation (RP) has an accuracy of 86, 96 and 82 percent respectively in assigning the features of each vessels to them. Also, ANN-GA and ANN-ICA networks showed classification accuracy equal to 94% and 77%, respectively. Finally, it can be concluded that the Artificial Neural Network with the Bayesian learning function has the ability to acceptably classify the sounds emitted the vessels and can be used in marine and military applications.

    Keywords: Vessel, Sound, Artificial neural network, Genetic algorithm, Imperialist competitive algorithm}
  • حامد طالبی، سعید صمدیان فرد*، خلیل ولیزاده کامران
    برآورد تبخیر و تعرق مرجع (ET0) یک نیاز اساسی در مدیریت آب کشاورزی است. بااین حال، فقدان داده های هواشناسی لازم، تخمین ET0 را با استفاده از روش فایو-پنمن-مانتیث در مناطق وسیع تر دشوار کرده است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تخمین تبخیر و تعرق مرجع روزانه در دو اقلیم تبریز و رشت، بر اساس دمای سطح زمین سنجنده مادیس (LST) بدست آمده از تصاویر ماهواره ای است. بر اساس دو مدل جنگل تصادفی (RF) و جنگل تصادفی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک (GA-RF) برای تخمین مقادیر ET0 استفاده شده است. پارامترهای مورد استفاده در هر دو ایستگاه شامل ترکیب پارامترهای دمای سطح زمین روزانه (LSTday)، دمای سطح زمین شبانه (LSTnight) و میانگین دمای سطح زمین در شب و روز (LSTmeant) است. نتایج نشان داد که LSTmeant توانایی مناسبی در تخمین ET0 در هر دو ایستگاه دارد. در ایستگاه تبریز با اقلیم نیمه خشک، مدل GA-RF-7 با 516/0=RMSE و در ایستگاه رشت با اقلیم بسیار مرطوب، مدلGA-RF-5  با  868/0=RMSE بهترین عملکرد را در بین مدل های مورد مطالعه داشتند. همچنین، ارزیابی ها نشان داد که دمای سطح زمین شبانه به اندازه دمای سطح زمین روزانه اهمیت داشته و با ترکیب این دو پارامتر نتایج رضایت بخشی حاصل شد.
    کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک, جنگل تصادفی, سنجش از دور, فائو-پنمن-مانتیث}
    Hamed Talebi, Saeed Samadianfard *, Khalil Valizadeh Kamran‬
    Estimating reference evapotranspiration (ET0) is a fundamental requirement of agricultural water management. However, the lack of necessary meteorological data makes it difficult to estimate ET0 using the FAO-Penman-Monteith equation wider areas. Therefore, this research examines the estimation of daily reference evapotranspiration using MODIS Land Surface Temperature (LST) from satellite imagery in two climates of Tabriz and Rasht. ET0 has been estimated using two random forests (RF) and random forests optimized with genetic (GA-RF) algorithms. The parameters used in both stations include the combination of daily land surface temperature (LSTday), nightly land surface temperature (LSTnight) and average land surface temperature at night, and day (LSTmean). The obtained results indicated that LSTmean has an excellent ability to estimate ET0 in both stations. In Tabriz station with a semi-arid climate, GA-RF-7 model with RMSE=0.516 and in Rasht station with a very humid climate, the GA-RF-5 model with RMSE=0.868, have the best performance among the studied models. Moreover, the evaluations revealed that the temperature of the earth's surface at night is as important as the temperature of the earth's surface during the day, and by combining these two parameters, satisfactory results may be obtained.
    Keywords: FAO-Penman-Monteith, Genetic Algorithm, Random forest, Remote Sensing}
  • محمدساویز اسدی لاری*، مریم عباس قربانی، رضا توکلی مقدم
    برنامه ریزی صحیح و مطلوب سیستم آموزشی امری ضروری است که دستاورد های فعلی و آینده ی هر کشوری را تضمین می کند. در سال های اخیر به سبب پاندمی بیماری کرونا بسیاری از سازمان ها و موسسات علمی تصمیم گرفتند که دوره های آموزشی، پژوهشی و غیره را برای فراگیران به صورت دوره های الکترونیکی برگزار کنند. سپس با گذشت زمان و واکسینه شدن جمعیت قابل قبولی از جوامع تصمیم سازمان ها و موسسات مذکور بر آن شد که دوره ها به صورت تلفیقی از دوره های الکترونیکی و دوره های حضوری اجرا گردند. در مقاله ی حاضر با توجه به مسیله ی ذکر شده، مدل سازی ریاضی مبتنی بر چگونگی برنامه ریزی سیستم آموزشی با هدف کمینه سازی هزینه یابی چندهدفه مرتبط با این سیستم صورت گرفت. در بخش هایی از مدل سازی که مرتبط با دوره های حضوری است، عناصری چون هزینه های تامین امکانات، تجهیزات، فضای برگزاری دوره ها با توجه به رعایت نکات مرتبط با بیماری کووید -19 مد نظر قرار گرفته است. به جهت پیچیدگی ساختار مسیله مدل شده، مسیله حاضر جز مدل های NP-hard محسوب می گردد؛ لذا جهت حل آن در ابعاد کوچک از نرم افزار گمز و برای دستیابی به مجموعه جواب پارتو در ابعاد متوسط و بزرگ از الگوریتم فراابتکاری ژنتیک و دسته ی میگوها بهره گرفته شده است. در نهایت نتایج مستخرج از حل مدل سازی ریاضی با استراتژی های منتخب، دستیابی به جواب های بهینه در زمان کمتر و سریع تر با به کارگیری الگوریتم های فراابتکاری نسبت به روش دقیق و کارایی مطلوب الگوریتم های مذکور را نشان داده است.
    کلید واژگان: دوره ی آموزشی مجازی, یادگیری الکترونیکی, الگوریتم ژنتیک, الگوریتم دسته های میگو, پاندمی کرونا}
    Mohammad-Saviz Asadi-Lari *, Maryam Abbas-Ghorbani, Reza Tavakkoli-Mogahddam
    The correct and optimal planning of the educational system is essential to guarantee the current and future achievements of any country. In recent years, due to the coronavirus pandemic, many organizations and scientific institutions have decided to hold educational, research, and courses for learners in the form of electronic (online) courses. Then, by passing the time and the vaccination of an acceptable population of the communities, the aforementioned organizations and institutions have decided that the courses should be conducted as a combination of electronic and in-person courses. In this article, according to the mentioned problem, a mathematical model is built based on how to plan the educational system with the aim of minimizing the multi-objective costing related to this system. Educational institutions and the Internethave been noted. In the parts of the modeling that are related to in-person courses, elements (e.g., the costs of providing facilities, equipment, and the space for holding courses) have been taken into consideration with regard to the points related to the Covid-19 disease. Due to the complexity of the problem, it is considered one of the NP-hard ones. Therefore, to solve small-sized problems, GAMS software was used. To obtain the set of Pareto solutions in medium- and large-sized problems, two meta-heuristic algorithms, namely genetic algorithm and Krill herd optimization, are used. Finally, the results with selected strategies have shown the achievement of optimal solutions in less and faster time by using meta-heuristic algorithms than the exact method and the optimal efficiency of the aforementioned algorithms.
  • احد رحیم پور، مسعود یارمحمدی*

    در تحلیل سری های زمانی چند متغیره، نقاط دورافتاده می توانند منجر به شناسایی غلط مدل، برآورد اریب پارامترها و پیش بینی های ضعیف شوند. لذا آشکارسازی این نقاط بسیار مهم بوده و مورد توجه می باشد. در این تحقیق، از الگوریتم ژنتیک جدیدی برای آشکارسازی نقاط دورافتاده در سری زمانی چند متغیره استفاده می کنیم. در این الگوریتم علاوه بر پیدا کردن مکان نقاط دورافتاده، شناسایی نوع دورافتادگی این نقاط نیز انجام می شود. سپس به معرفی روش تسای، پناه و پانکراتز (TPP) پرداخته و با مطالعات شبیه سازی نشان می دهیم که درصد آشکارسازی صحیح نقاط دورافتاده در الگوریتم ژنتیک نسبت به روش TPP بیشتر است. همچنین داده های مربوط به گاز-کوره بررسی و مدل بندی شده و مشخص گردید که روش های الگوریتم ژنتیک و TPP، نقاط دورافتاده مشابهی را آشکار می سازند.

    کلید واژگان: سری زمانی چند متغیره, نقطه دورافتاده, آشکارسازی, الگوریتم ژنتیک}
    Ahad Rahimpoor, Masoud Yarmohammadi*

    Multivariate time series data, often, modeled using vector autoregressive moving average (VARMA) model. But presence of outliers can violates the stationary assumption and may lead to wrong modeling, biased estimation of parameters and inaccurate prediction. Thus, detection of these points and how to deal properly with them, especially in relation to modeling and parameter estimation of VARMA model is necessary. By detecting outliers, their effect can be eliminated over time and we obtain the modified data. Using this modified data, the proper estimates of the VARMA model are obtained which have the least effect on the outliers. On the other hand, detect of outliers is important in finding an external event over time. For example, by finding outliers in river water monitoring data, flood times can be obtained. The parameter estimation of VAR model is less time consuming than VARMA. On the other hand, under condition of invertibility, VARMA models could be approximated by VAR(p) for large p. Therefore, we use this model to fit and investigate the data generated from VARMA models that contaminated by outliers. Multivariate observations of time series may be contaminated with different types of outliers. However, the effect of different types of outliers in multivariate and univariate case is different, and this observation must be assessed by multivariate approach. In this research, we use a Genetic Algorithm (GA) to develop a procedure for detecting different types of outliers (additive, innovation, level shift and temporary change outliers) in a multivariate time series. GA detects outlier location which minimizes Akaike-like Information Criterion (AIC) and we try to "minimize the number of outliers" and "maximize the likelihood function".  GA is a numerical optimization algorithm whose idea is based on natural selection and natural genetics. This algorithm does not require strong assumptions to obtain the optimal value of a function and has the ability to search for the optimal solution from a space with several local optimal. That is, for example, if a function has several relative maxima, GA finds the absolute maximum of this function as well. For minimization of a function, GA operates by first generating, at random or optionally, several minimal solutions to the function that this set of solutions called the initial population and each solution as a chromosome. Then, using reproductive operators, we combine chromosomes and make a jump into them. If the function of newly produced chromosomes is lower than the previous chromosomes, these chromosomes can be added to the initial population or replaced with chromosomes with less function in this population. This process is repeated until convergence occurs or the end number of itteration obtained. Furthermore, we introduce another method of detecting outliers, the Tsay Pena and Pankratz (TPP) method. TPP uses some test statistics based on outliers size and VAR parameters. This method detects outliers in three stages. In stage I, it detects one by one outliers and remove their effects. Iteration done until no outlier found. In stage II, for detected outlier in stage I, the estimation of outliers effects are obtained simultaneously. Then, outliers with insignificant effects are removed. The VAR parameters re-estimated based on modified series of this stage. In stage III, we repeated stage I and II with new VAR parameter estimation. In each iteration of TPP, an outlier is detected and the effect of this outlier is removed from series (modified series). Then the parameter estimation is obtained from the modified series and the next outlier detection is continued using these estimates. This may lead to biased estimates and wrong detection of the next outlier point. In other words, in the TPP method, one detected outlier hides another outlier (masking), or one detected outlier reveals the usual observation as an outlier (swamping). This method often mis-detects the type of outliers. But in each iteration of GA, a random pattern of outliers (for testing) is first generated and a temporary modified series is obtained by removing effect of this pattern from series. Then the estimation of the parameters obtained and the detection of this pattern is tested. This work reduces the effect of the previously identified outliers on the full pattern of the outliers. In fact, if the random pattern of all outliers is correctly generated, almost effect of all of them will be eliminated in the modified series. Therefore using this temporary modified series, the GA obtained more accurate estimates and detected outliers more accurately. The simulation results confirm the validity of the GA method and the percentage of correct outlier detection in this method is higher than the TPP method. GA, of course, needs more time to calculate. Also, although the VAR model is used in both detection methods, the percentage of correct outlier detection in the VARMA model data is similar to the VAR model. Gas-furnace data were analyzed and modeled and it was determined that GA and TPP methods detected similar outliers. Fitting the VAR(6) model on these data shows that the variance of input gas error in modified data of GA to TPP is reduced by 17% and the variance of carbon dioxide error in the modified data of GA to TPP reduced by 43%.

    Keywords: Multivariate time series, Outlier, Detection, Genetic algorithms}
  • زهرا غلامی*

    بندر امام خمینی یکی از بنادراستان خوزستان در خلیج فارس است که با داشتن 38 اسکله فعال به طول 7 کیلومتر، بزرگترین بندر فعال ایران بوده و حجم لایروبی سالیانه در این بندر حدود 600 هزار مترمکعب است که حدود 400 هزار متر مکعب از آن مربوط به کانال دورق و حدود 200 هزار مربوط به سایراسکله‎ های بندر می باشد، از آنجایی که نرخ رسوبگذاری و هزینه لایروبی در این بندر چشمگیر می باشد در این پژوهش به بررسی و برآورد نرخ و حجم رسوبگذاری بر اساس اطلاعات میدانی و مدلسازی اخذ شده از سازمان بنادر و دریانوردی و مقایسه این مقادیر با نتایج به دست آمده از الگوریتم های فراابتکاری تحت نرم افزار متلب در شرایط دوبعدی جریان و همچنین حضور کلیه پارامترهای موثر بر انتقال رسوب کرانه راستا در بندر امام خمینی (ره) پرداخته شد. پس از تلفیق سه معادله سرک و کامفز و بایرام (CKB) و محاسبه ضرایب و توان های بهینه توسط الگوریتم های کلونی مورچگان، ژنتیک و تکامل دیفرانسیلی و ارزیابی و صحت سنجی با مقادیر به دست آمده از داده های میدانی موجود، خطای ضرایب و توان های محاسبه شده با استفاده از روش میانگین مربعات و بایاس محاسبه گردید، فلذا مشاهده شد که ضرایب و توان های به دست آمده از الگوریتم ژنتیک که در معادله CKB جایگذاری شدند بیشترین همپوشانی را با نرخ انتقال رسوب کرانه راستا حاصل از داده های میدانی دارد.

    کلید واژگان: بندر امام خمینی (ره), نرخ انتقال رسوب کرانه راستا (LSTR), الگوریتم های فراابتکاری, معادله CKB, الگوریتم ژنتیک, الگوریتم کلونی مرچگان و الگوریتم تکامل دیفرانسیلی}
    Zahra Gholami *

    Evaluation of Longshore Sediment Transport Rate in Imam Khomeini port using three examples of meta-heuristics algorithmImam Khomeini port is one of the ports of Khuzestan province in the Persian Gulf, which has 38 active wharves with a length of 7 km, is the largest active port in Iran and the annual dredging volume in this port is about 600 thousand cubic meters, of which about 400 thousand cubic meters is related to the Duragh canal and about 200 thousand are related to other ports of the port, since the sedimentation rate and dredging cost in this port is significant, so, in this study the rate and volume of sedimentation based on field information and modeling obtained from the Ports and Maritime Organization And comparing these values with the results obtained from meta-heuristic algorithms under MATLAB software in two-dimensional flow conditions and also the presence of all parameters affecting the transfer of sediment along the coast in Imam Khomeini port. After combining the three equations of CERK, Kamphuis and Bayram (CKB) and calculating the optimal coefficients and capabilities by Differential Evolution, Ant Colony Optimization and Genetic Algorithm, evaluation and validation with the values obtained from the available field data, coefficient error and computational capabilities Calculated using the root mean squares and bias method, therefore, it was observed that the coefficients and powers obtained from the genetic algorithm that were placed in the CKB equation have the most overlap with the rate longshore sediment transport from field data.

    Keywords: Imam Khomeini Port, longshore sediment transport rate (LSTR), metaheuristic algorithms, CKB equation, genetic algorithm, Ant Colony algorithm, Differential Evolution algorithm}
  • رضا باباخانی، آزاده شاهچراغی*، حسین ذبیحی
    زمینه و هدف

    مساله این پژوهش تبیین مدل نظری در جهت یافتن راهکاری نوین برای تولید و توسعه چیدمان فضایی پلان های معماری مبتنی بر روش های تعاملی و تلفیقی با کمک الگوریتم های یادگیری ماشین و ژنتیک است، در واقع هدف رسیدن به یک مدل نظری است که بیان می دارد الگوریتم های تکاملی به تنهایی مثمر ثمر نیستند، بلکه الگوریتم های یادگیری ماشین می توانند پلان ها را فراگیری کرده و مبنای مدل عملی شوند که به واسطه استفاده از الگوریتم های ژنتیک می توانند توسعه و تولید کننده نمونه های جدید باشند.

    روش بررسی

    در همین راستا روش پژوهش ترکیبی شامل مطالعات کتابخانه ای، گردآوری داده های خام، بررسی نمونه های موردی و استفاده از فرمول های محاسباتی به صورت تابع های هدف و جریمه است.

    یافته ها

    مطالعات این تحقیق نشان می دهد که الگوریتم ژنتیک توانایی حافظه سپاری ندارد و از طرفی مبنای محاسبات آن جهش و تصادفی عمل نمودن است که این فرآیند در تولید پلان های معماری به تنهایی اثربخش نخواهد بود.

    نتیجه گیری

    نتایج پژوهش نشان می دهد که براساس مدل نظری ارایه شده، الگوریتم یادگیری ماشین به واسطه ساختار نمونه پذیر خود می تواند نمونه هایی را ذخیره و بازشناسی نماید و الگوریتم ژنتیک که یک الگوریتم جستجوگر و توسعه پذیر است، هر بار نمونه های بیشتری را از پلان های معماری براساس مدل ریاضی ارایه شده تولید نماید.

    کلید واژگان: یادگیری ماشین, الگوریتم ژنتیک, تولید پلان, تولید خودکار پلان}
    Reza Babakhani, Azadeh Shahcheraghi *, Hossein Zabihi
    Background and Objective

    The aim of this study is to explain to the theoretical model in order to find a new solution for the production and development of spatial arrangement of architectural plans based on interactive and integrated methods with the help of machine learning and genetic algorithms. Evolutionary algorithms alone are not effective, but machine learning algorithms can learn plans and form the basis of practical models that can develop and generate new samples through the use of genetic algorithms.

    Material and Methodology

    In this regard, the combined research method includes library studies, collecting raw data, reviewing case samples, and using computational formulas as objective and penalty functions.

    Findings

    Studies show that the genetic algorithm does not have the ability to store memory and on the other hand, the basis of its calculations is jumping and random action that this process is not effective in the production of architectural plans alone and research.

    Discussion and Conclusion

     findings show that the algorithm Machine learning, due to its exemplary structure, can store and recognize examples, and the genetic algorithm, which is a searchable and scalable algorithm, can produce more examples of architectural plans each time based on the proposed mathematical model.

    Keywords: Machine learning, Genetic algorithm, plan production, automatic plan production}
  • محبوبه شیرانی، عباس خزایی، زینت مرزبان زاده، علیرضا گلی

    در این مطالعه جذب سطحی رنگ آنیونی آنیلین بلو بر روی جاذب جدید زیستی با نام محلی تنباک توره و نام علمی grantia aucheri مورد بررسی قرار گرفت. از تکنیک‌های طیف سنجی تبدیل فوریه- مادون قرمز و اسکن میکروسکوپ الکترونی برای مشخصه‌یابی جاذب استفاده شد. جاذب زیستی جدید برای حذف آنیلین بلو از نمونه‌‌های آبی ارایه شد. اثر پنج پارامتر pH، دما، زمان، غلظت اولیه رنگ، و جرم جاذب در فرایند حذف رنگ مورد بررسی قرار گرفت و شرایط بهینه‌‌ی pH در محدوده 4-5، دمای 25 درجه سانتی‌‌گراد، زمان 10 دقیقه، غلظت اولیه رنگ 40 میلی‌‌گرم بر لیتر، و میزان جاذب 12 میلی گرم به دست آمد. نتایج به دست آمده از مطالعات ایزوترم به خوبی با مدل لانگویر با ظرفیت جذب بالایی 79/65 میلی گرم بر گرم مطابقت داشت. جاذب پیشنهادی را در فرایند رنگ‌‌زدایی نشان داد. از شبکه عصبی-ژنتیک الگوریتم برای بهینه‌سازی فرایند استفاده شد که نزدیکی داده‌های پیش‌بینی شده الگوریتم ژنتیک با نتایج تجربی بیانگر کارایی و پتانسیل بالای روش مذکور در بهینه سازی جذب سطحی آنیلین بلو بر روی تنباک توره می‌‌باشد. پارامترهای ترمودینامیکی بررسی شدند. مقادیر منفی به دست آمده از ΔH° و ΔS° بیانگر گرماده بودن فرایند هستند. جذب سطحی آنیلین بلو از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می‌کند.

    کلید واژگان: جذب سطحی, آنیلین بلو, جاذب زیستی, تنباک توره, بهینه سازی, الگوریتم ژنتیک}
    Mahboube Shirani, Abbas Khazaei, Zinat Marzban zadeh, Alireza Goli

    In this study the adsorption of the anionic dye, aniline blue, onto a novel biosorbent with the local name of Tonbak Toureh and the scientific name of Grantia aucheri was considered. FT-IR and SEM were used for characterization of the biosorbent. The effect of dominant parameters including pH, amount of biosorbent, time, temperature, and initial dye concentration were investigated and the optimum conditions of pH of 4-5, time of 10 min, temperature of 25 ͦ C, dye concentration of 40 mg L-1, and biosorbent amount of 12 mg were achieved. The adsorption isotherms corroborate the experimental data were appropriately fitted to the Langmuir model with high adsorption capacity of 65.79 mg g -1. Artificial neutral network-genetic algorithm (ANN-GA) was applied for prediction and optimization of the process in which the closeness of the predicted values with experimental data confirms the efficiency and potential of ANN-GA for prediction and optimization of the adsorption process. The thermodynamic parameters were assessed. The positive ΔH° and ΔS° values described endothermic nature of adsorption. The adsorption of aniline blue followed the pseudo-second order kinetic model.

    Keywords: Adsorption, Aniline Blue, Biosorbent, Grantia aucheri, Genetic algorithm}
  • مهتاب حدادپور، محمد علی نژاد مفرد*، محمد دهقان نیری

    یافتن جواب بهینه سراسری در مسایل بهینه سازی، تا اندازه ای اهمیت دارد که تا کنون رویکردهای متنوعی برای آن ارایه شده است. یک اقدام موثر قبل از حل این دست از مسایل، کاهش دادن (کوچک کردن) فضای جستجو است به نحوی که جستجو در یک زیرفضای کوچکتر متمرکز گردد و احتمال یافتن جواب بهینه سراسری افزایش یابد. در این مقاله از سه روش خوشه بندی، طبقه بندی و انجمنی در داده کاوی برای کاهش فضای جستجو در یک مسیله بهینه سازی غیرخطی استفاده می شود. پس از آن به کمک الگوریتم ژنتیک، مسیله روی کل فضای شدنی اولیه و فضاهای کاهش یافته حاصل از سه روش داده کاوی حل می شود. نتایج نشان می دهند که می توان با ترکیب روش های داده کاوی و الگوریتم ژنتیک، تقریب های دقیق تری برای جواب بهینه سراسری مسیله به دست آورد.

    کلید واژگان: جواب بهینه سراسری, داده کاوی, فضای جستجوی کاهش یافته, الگوریتم ژنتیک}
    Mahtab Haddadpour, Mohammad Alinejadmofrad *, Mohammad Dehghan Nayyeri

    Finding the optimal global solution in optimization problems is such an important issue that various related approaches have been proposed so far. An effective attempt before solving such problems is to reduce the search space in such a way that the search is concentrated in a smaller subspace and therefore the probability of finding the optimal global solution increases. In this article, three methods of clustering, classification and association in data mining are used to reduce the search space in a nonlinear optimization problem. After that, using the Genetic Algorithm, the problem is solved on the entire initial feasible space and the reduced spaces resulting from three data mining methods. The results show that by combining data mining methods and Genetic Algorithm, more accurate approximations for the global optimal solution of the problem can be obtained.

    Keywords: Optimal global solution, Data mining, Reduced search space, Genetic algorithm}
  • سعید آقاعزیزی، منصور راسخ*، یوسف عباسپور گیلانده، ترحم مصری گندشمین، محمدحسین کیانمهر

    وجود انواع ناخالصی ها در زمان برداشت گندم از عوامل مهم در افت کیفیت گندم است در نتیجه تشخیص ناخالصی های توده دانه گندم ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه به بررسی امکان شناسایی گندم در توده دانه گندم و تخمین میزان ناخالصی موجود در توده، مبتنی بر پردازش ویدیو به کمک دو نوع الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و همچنین هیبرید الگوریتم ژنتیک پرداخته شده است. پس از تهیه ویدیوی حرکت توده بر روی تسمه نقاله، با استفاده از نرم افزار MATLAB و جعبه ابزار پردازش تصویر، 17 ویژگی شکلی، 12 ویژگی رنگی و 6 ویژگی بافتی از هر نمونه دانه موجود در تصویر استخراج شد. داده های بدست آمده از بخش پردازش تصویر به پنج دسته گندم، جو، یولاف، کاه-کلش، بذر علف هرز طبقه-بندی شدند. از دو نوع الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی (ANN) پیش خور (newff) و پس خور (newcf) و هیبرید الگوریتم ژنتیک برای دستیابی به بالاترین دقت طبقه بندی و کمترین مقدار خطا استفاده شد. نتایج نشان داد از 36 ساختار مختلف شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، ساختار 5-4-10-35 برای الگوریتم newff با دقت 100 و 74/89 درصد به ترتیب برای شرایط آموزش و تست و با زمان پردازش 39/10 ثانیه و ساختار 5-8-10-35 برای الگوریتم newcf با دقت 100 درصد برای شرایط آموزش و 17/87 درصد برای شرایط تست و با زمان پردازش 94/44 ثانیه بدست آمد. نتایج حاصل از هیبرید الگوریتم GA نشان داد بالاترین دقت طبقه بندی به ترتیب دارای 55/95 درصد و 66/86 درصد برای آموزش و تست و در ساختاری که در آن از 8 نرون در لایه مخفی با اندازه جمعیت 200 استفاده شده بود، حاصل شد. با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از پردازش ویدیو به کمک شبکه عصبی مصنوعی ANN و الگوریتم newff با توجه به دقت بالا و زمان محاسبات پایین تر ابزار توانمندی برای شناسایی ناخالصی های توده دانه گندم است.

    کلید واژگان: گندم, شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم ژنتیک, تشخیص ناخالصی}
    Saeed Agaazizi, Mansour Rasekh *, Yousef Abbaspour Gilandeh, Tarahom Mesri Gundoshmian, Mohammadhosain Kianmehr
    Introduction

    Wheat is one of the most important grains in the human food basket, which is known as a major source of energy, protein and fiber due to its valuable nutrients. The post-harvest stage of the wheat crop is explained in two ways: either it is sent to food processing factories or it is stored in silos for sale at regular intervals. Various parameters represent the quality of wheat grain that the percentage of purity of the mass is one of the main factors affecting the purchase price of the product. Several types of non-wheat grains, including germinated grains, broken grains, legumes, weed seeds, insect-damaged grains, foreign matter (pebbles, straw), etc. are the main sources of impurities in wheat. Researchers have always tried to develop computer-based solutions for impurities in wheat grain to be able to develop automated wheat grain separators. Image processing based on morphology, color and texture characteristics of grains has been used for various applications in the grain industry, including grain quality assessment and wheat classification. Various grading systems based on image processing have been studied. The presence of various impurities at the time of wheat harvest is one of the important factors in reducing the quality of wheat, so it seems necessary to detect impurities in wheat grain. The quality of wheat has a significant effect on its marketability. In addition, if wheat is used as a crop seed, the impurities in the mass will be a determining factor in the yield of the future crop.

    Methodology

    In statistical analysis of data, situations are sometimes encountered in which the relationship between problem variables is very complex. This makes it difficult to analyze and process the data, so that sometimes no definite relationship can be found between the variables. In these cases, instead of purely theoretical research, applied research is done. Artificial neural networks are one of the solutions that, by processing experimental data, discover the knowledge or law behind the data, and transfer it to the network structure. In this study, the possibility of identifying wheat in wheat grain mass and estimating the amount of impurities in the mass, based on video processing using two types of artificial neural network (ANN) algorithms and hybrid genetic algorithm (GA) has been investigated. For this study, the code related to the artificial neural network with two hidden layers and the number of different neurons in each layer was written in MATLAB software. This code was used to identify and classify each component in the wheat grain mass. The main task of ANN is to learn the structure of the model data set. To achieve this, the network is trained with examples of related outcomes to generalize the capability. Multilayer artificial neural networks (MLPs) are the most common ANN models. In the present study, to reduce the computational load and increase the accuracy of the results, as well as to save time, some parameters that can be changed in the genetic algorithm were extracted as a fixed number using trial and error method. Among these parameters is the number of layers in the main structure of the neural network.

    Results

    A hidden layer with a number of neurons 2 to 12 was used as an even number. It should be noted that the number of neurons above this amount of computational time increased dramatically and did not have much effect on classification accuracy. Another parameter in this field is the Max Reproduction factor (Max Generation) which according to the results of trial and error for this factor, the results showed that increasing this value more than 30 has little effect on classification accuracy and decreases the mean squared error. And only increases the computation time, so a constant value of 30 was considered for this parameter. 4 values of 50, 100, 150 and 200 were used for the Pop Size parameter. Values above 200 dramatically increased computational volume and processing time, so values over 200 were omitted. Values less than 50 also reduced classification accuracy, and values less than 50 were excluded from the analysis process. After preparing the video of mass movement on the conveyor belt, using MATLAB software and image processing toolbox, 17 shape features, 12 color features and 6 texture features were extracted from each grain sample in the image. The data obtained from the image processing section were classified into five categories: wheat, barley, oats, straw and weed seeds. Two types of artificial neural network (ANN) algorithms, feeder (newff) and feeder (newcf), and hybrid genetic algorithm (GA) were used to achieve the highest classification accuracy and minimum error.

    Conclusion

    Techniques related to image segmentation were used to separate objects within the image. In this stage of image processing, an attempt is made to separate interconnected objects using a variety of morphological and color methods in the image. In fact, the purpose of separating interconnected objects in the image is to make it possible to examine the individual objects in the image separately and extract the different characteristics of each of them. The results showed that from 36 different artificial neural network (ANN) structures, the 5-4-10-35 structure for the newff algorithm with 100 and 89.74% accuracy for training and testing conditions, respectively, with a processing time of 10.39 seconds and the structure 5-8-10-35 for newcf algorithm was obtained with 100% accuracy for training conditions and 87.17% for test conditions with a processing time of 44.94 seconds. On the other hand, the results of the hybrid GA algorithm showed the highest classification accuracy with 95.55% and 86.66% for training and testing, respectively, in a structure in which 8 neurons in the hidden layer with a population size of 200 were used. Was obtained. According to the obtained results, the use of video processing using ANN artificial neural network and newff algorithm due to high accuracy and lower computation time is a powerful tool for detecting impurities in wheat grain mass. Therefore, the use of artificial neural network with the help of video processing has the ability to classify wheat grains and can be used in a practical way. Given the importance of grain mass velocity in the discussion of industrial application, it is suggested that higher grain mass velocities be investigated in a similar way.

    Keywords: Wheat, Artificial Neural Network, Genetic Algorithm, Impurity Detection}
  • فاطمه سبز علیپور، حسین باقرپور*
    زمینه و هدف

    صرفه جویی در مصرف نهاده ها، حفظ سوخت های فسیلی و کاهش آلودگی هوا، از جمله مزیت هایی استفاده موثر از انرژی هستند. این پژوهش با هدف بهینه سازی انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای محصول پرتقال در شهرستان دزفول، با کمک دو تکنیک بهینه یابی تحلیل پوششی داده ها و الگوریتم ژنتیک چند هدفه اجرا شد.

    روش بررسی

    در این تحقیق داده ها از 60 باغدار پرتقال به شکل تصادفی و از طریق مصاحبه حضوری و پرسشنامه ای در سال زراعی 1395 جمع آوری گردید و با استفاده از دو تکنیک تحلیل پوششی داده ها و الگوریتم ژنتیک چندهدفه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    یافته ها

    با توجه به نتایج حاصل از تکنیک تحلیل پوششی داده ها بر اساس مدل های بازگشت به مقیاس ثابت و متغیر و روش اندازه گیری ورودی محور، میانگین کارایی فنی، کارایی فنی خالص و کارایی مقیاس به ترتیب 95/0، 98/0 و 97/0 به دست آمد. نتایج بهینه سازی مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای با استفاده از تحلیل پوششی داده ها نشان داد که حدود 36/4% از انرژی پرتقال، پتانسیل ذخیره شدن دارد که کودهای شیمیایی و سوخت دیزل بیشترین مقدار انرژی ذخیره شده را از کل انرژی ذخیره شده دارا می باشند. همچنین تحلیل پوششی داده ها قادر به کاهش 38/34 کیلوگرم کربن دی اکسید بر هکتار از گازهای گلخانه ای در محصول پرتقال می گردد. نتایج حاصل از الگوریتم ژنتیک نشان داد اگر تمامی نهاده ها به صورت کاملا بهینه مصرف شود، می تواند انرژی مصرفی در تولید پرتقال در منطقه مورد مطالعه را به میزان 1/26% کاهش دهد که در نتیجه کاهش این عامل ورودی، انتشار گاز گلخانه ای می تواند به میزان قابل توجهی کاهش پیدا بکند. همچنین نتایج نشان داد که میزان انرژی ورودی برای تولید پرتقال در حالت ایده آل می تواند 61/32810 مگاژول در هکتار باشد.

    بحث و نتیجه گیری

    با توجه به نتایج، استفاده از ماشین های نو به جای ماشین های فرسوده به منظور مصرف سوخت کمتر و همچنین تشویق کشاورزان به انجام آزمون خاک برای تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک قبل از مصرف کود ها توصیه می شود.

    کلید واژگان: پرتقال, بهینه یابی, تحلیل پوششی داده ها, الگوریتم ژنتیک}
    Fatemeh Sabzalipour, Hossein Bagherpour *
    Background and Objective

    Saving on inputs, preservation of fossil fuels and decreasing air pollution are the advantages to using energy efficiently.  The purpose of this study was to optimize energy inputs and greenhouse gas emissions of orange product in Dezful County, with two methods of data envelopment analysis and multi-objective genetic algorithm optimization techniques.

    Material and Methodology

     Data from 60 farmers were randomly collected through face-to-face interviews and a questionnaire during the year 2016 and using two methods of data envelopment analysis and multi-objective genetic algorithm were analyzed.

    Findings

    Regarding the results of data envelopment analysis technique based on fixed and variable return scale models and input-axis measurement, technical efficiency, net technical efficiency and scale efficiency were calculated to be 0.95, 0.98 and 97%. The results of optimization of energy consumption and greenhouse gas emissions by using data envelopment analysis showed that about 4.36% of orange energy has storage potential, that chemical fertilizers and diesel fuel have the highest amount of stored energy of all stored energy. Data envelopment analysis can reduce 34.38 kg of carbon dioxide per hectare from greenhouse gas emissions in orange crops. The results of the genetic algorithm showed that if all inputs were completely optimized, it could reduce the energy consumption of orange production in the study area by 26.1%. Also, the energy input for ideal orange production system could be 32810.6 MJ per ha.

    Discussion and Conclusion

    According to the results of this study, it is recommended to use of new machines and encourage farmers to conduct soil tests before using of fertilizer.

    Keywords: Orange, Optimization, Data Envelopment Analysis, Genetic algorithm}
  • حامد اعظمی، افشار علی حسینی*
    هدف این پژوهش، بهینه سازی فرایند کشت نیمه پیوسته سلول های هیبریدوما برای تولید بیش ترین آنتی بادی مونوکلونال به کمک الگوریتم ژنتیک در طول دوره ی کشت ده روز است. متغیرهای مستقل نرخ خوراک روزانه سوبسترات (گلوکز و گلوتامین) در دو حالت ثابت و متغیر  و تابع هدف میزان تولید مونوکلونال آنتی بادی است. به منظور مدل سازی فرایند کشت نیمه پیوسته هیبریدوما از یک مدل سینتیکی هفت مرحله ای  و برای حل دسته معادله های دیفرانسیل (معادله های حاکم) از روش رانگ گوتای مرتبه چهارم اصلاح یافته (Ode45) در  محیط  نرم افزار  متلب استفاده شد. نتیجه های به دست آمده از پژوهش نشان می دهد  میزان مونوکلونال آنتی بادی تولیدی در حالت  نرخ خوراک ثابت و متغیر (دوره کشت ده روزه)  به ترتیب 233 و 314 میلی گرم است  به عبارتی  بهینه سازی خوراک در حالت متغیر  نسبت به حالت ثابت نرخ خوراک افزایش 34 درصدی در تولید فراورده را نشان می دهد. برای صحت سنجی مدل از  نتیجه های تجربی به دست آمده از پژوهش های ترمبلی و همکاران و در پژوهش دیگر نوسط میگویل و همکاران استفاده شد. داده های به دست آمده نشان از تطابق خوبی (با اختلاف 4/1 درصد)  با پژوهش ترمبلی  و به نسبت مناسب با پژوهش میگویل (با اختلاف  2/13 %)  دارد.
    کلید واژگان: کشت نیمه پیوسته, بهینه سازی, مونوکلونال آنتی بادی, الگوریتم ژنتیک}
    Hammed Aazami, Afshar Alihosseini, *
    In this study, the optimization of a semi-continuous culture of hybridoma cells have been investigated to maximize the production of monoclonal antibodies by using a genetic algorithm.  The culture time was ten days. The objective function was the monoclonal antibody production and the independent variables were daily feeding profiles of the substrate (glucose and glutamine). To achieve the optimal feeding strategy, a seventh-order kinetic model was used to model the hybridoma semi-continuous cultivation process. The governing differential equations have been solved using MATLAB software. The modeling results show that the optimal amount for monoclonal antibody production based on the uniform feeding profile of the substrate is 233 mg and based on the variable feeding profile of the substrate is 314 mg, which shows 34% improvement in monoclonal antibody production. In addition, the results of the model have a consistent agreement with the previous research by Trembli et al. and Miguel et al.
    Keywords: Semi-continuous culture, Optimization, monoclonal antibody, Genetic}
  • سهید جهادی*، مقصود سلیمانپور

    در این مقاله، ما مساله وبر چند تسهیلی با محدودیت ظرفیت تک منبعی را بررسی می کنیم. هدف استقرار چند تسهیل جدید در میان مشتریان موجود و به طور همزمان تخصیص مشتریان به تسهیلات می باشد، به طوری که محدودیت های ظرفیت تسهیلات برآورده شده و هر مشتری تمام تقاضایش را فقط از یک تسهیل فراهم نماید و در نتیجه هزینه کل حمل و نقل میان تسهیلات جدید و مشتریان موجود مینی مم شود. یک الگوریتم ژنتیک برای حل مساله ارایه میگردد که درون آن یک الگوریتم جستجوی محلی جاسازی شده است. الگوریتم ژنتیک پیشنهادی بر روی چند داده نمونه موجود در ادبیات آزمایش میگردد تا توانمندی آن در مقایسه با روش های موجود در ادبیات ارزیابی گردد.

    کلید واژگان: مساله وبر, مکان یابی-تخصیص, الگوریتم های فرا ابتکاری, جستجوی محلی, الگوریتم ژنتیک}
    S Jahadi *, M. Solimanpur

    In this paper, we investigate the Single-Source Capacitated Multi-Facility Weber Problem. The aim is to locate several new facilities among existing customers and simultaneously allocate customers to the facilities. A Genetic Algorithm is proposed for solving the problem, in which a local search method is embedded. The proposed Genetic Algorithm is tested on existing data sets to evaluate its robustness over available methods in the literature.

    Keywords: Weber Problem, Location-allocation, Metaheuristic, Local search, Genetic algorithm}
  • موسی دماوندی، روزبه شفقت*، مرتضی دردل
    جایروهای ضد غلتش از جمله تجهیزات کارآیی هستند که به منظور افزایش پایداری شناورها مورد استفاده قرار می گیرند. جایروی ضد غلتش بر مبنای مفاهیم ژیروسکوپی و با استفاده از ممان حاصل از فلایویل، گشتاوری مخالف با گشتاور موج ایجاد کرده، جلوی رول ناخواسته ی شناور را می گیرد. نخستین گام در طراحی جایروی ضد غلتش، طراحی فلایویلی است که با توجه به گشتاور حاصل از امواج دریا و سرعت زاویه ای موج، گشتاور مناسبی را برای کاهش غلتش شناور اعمال نماید. با توجه به این که گشتاور بازگرداننده ی جایرو رابطه ی مستقیمی با ممان اینرسی جرمی دارد، برای افزایش گشتاور بازگرداننده، باید یک فلایویل با ممان اینرسی بالا برگزید؛ در مقابل، افزایش ممان اینرسی، باعث افزایش جرم فلایویل نیز می شود. در این مطالعه با در نظر گرفتن شرایط امواج خلیج فارس، برای بهینه سازی جرم و ممان اینرسی، از الگوریتم ژنتیک چندهدفه با مرتب سازی نامغلوب استفاده شده است؛ به طوری که کم ترین جرم و بیشترین ممان اینرسی حاصل شود. در نهایت ابعاد تمامی انتخاب های بهینه ی فلایویل ها در قالب نمودار جبهه ی پرتو ارایه شده است تا بر اساس نتایج به دست آمده، شرایط عملکردی با در نظر گرفتن پارامترهایی مانند جرم و تعداد جایرو در یک شناور مورد بررسی قرار گیرد.
    کلید واژگان: جایروی ضد غلتش, فلایویل, ممان اینرسی جرمی, بهینه سازی چندهدفه, الگوریتم ژنتیک}
    Rouzbeh Shafaghat *
    Anti-Rolling Gyro (ARG) is one of the useful equipment which is used for enhancing stability of vessels. ARG produces a moment against wave torque and reduces undesirable vessel roll based on gyroscopic concepts and using flywheel moment. The first step in designing ARG is flywheel design which exerts appropriate moment in order to reduce rolling of vessel with attention to the sea wave moments and angular velocity of the waves. According to direct relation of righting moment of gyro with mass moment inertia, in order to increase righting moment, it should be chosen a flywheel with high moment inertia, in the contrary, increasing moment inertia also leads to increasing mass of flywheel. In this study, with regards to conditions of waves of Persian Gulf, for optimizing of mass and moment inertia, non-dominated sorting multi objective genetic algorithm (NAGA-II) is used, in a way that minimum mass and maximum moment inertia will be gained. Finally, the dimension of all the flywheel optimal options are demonstrated in the form of pareto diagram, in order that performance conditions regarding parameters including mass and the number of gyros in a vessel based on gained results, are being investigated.
    Keywords: Anti-Rolling Gyro, Flywheel, Mass Moment Inertia, Multi-objective Optimization, Genetic Algorithm}
  • حسین سلیمی تیموری*، مهدی حسین آبادی، کیوان شیعیان

    بررسی و پیش بینی خواص مخزنی از فعالیت های مهم و کلیدی برای ارزیابی ظرفیت و توانایی تولید از مخزن است. بدست آوردن پارامترهای مهم مخزنی نظیر تخلخل می تواند در تعیین محل بهینه برای حفاری چاه های بعدی، طراحی و مدیریت فرآیندهای موثر در توسعه میادین نفت وگاز و شبیه سازی فرآیند های ازدیاد برداشت مفید باشد. تعیین دقیق این پارامترها همیشه توام با دشواری هایی است. معمولا برای محاسبه این پارامترها از آنالیز مغزه های سنگ و یا داده های چاه آزمایی و چاه پیمایی استفاده می شود که البته مطمین ترین روش برای محاسبه این پارامترها روش آنالیز مغزه است. اما به دلیل مشکلات اجرایی و هزینه های بالا، تعداد کمی از چاه های یک میدان مغزه گیری می شوند. امروزه استفاده از سیستم های هوشمندی نظیر شبکه های عصبی جهت تخمین پارامترهای مخزنی، پیشرفت های بسیار چشمگیری داشته است. در این پژوهش با استفاده از داده های پتروفیزیکی و الگوریتم ماشین های بردار پشتیبان بهینه سازی شده با الگوریتم ژنتیک به مدلسازی تراوایی و تخلخل سازند سروک در حوضه زاگرس پرداخته شده است. در این مطالعه رویکرد جدیدی جهت تخمین تراوایی با استفاده از حالات مختلف الگوریتم ماشین بردار پشتیبان معرفی شده است. برای این منظور، الگوریتم های SSVR ,SVRP  اجرا شده اند. بر اساس بهینه سازی انجام شده، روش های SVRL و  SVRPبه ترتیب با ضرایب همبستگی 79/0 و 816/0 برای پیش بینی تراوایی سازند برای این مجموعه از داده ها مورد استفاده قرار گرفتند که روش SVRP کارایی  بهتر را نشان می دهد.

    کلید واژگان: مدل سازی, ماشین های بردار پشتیبان, الگوریتم ژنتیک, تراوایی, تخلخل}
  • سمانه احسانی، احمد مانی ورنوسفادرانی*، یدالله یمینی

    روغن موتور ها ویژگی های فیزیکی و شیمیایی بسیاری دارند که از آن ها می توان به گرانروی، شاخص گرانروی، نقطه ی اشتعال، نقطه ی ریزش و غیره اشاره کرد. گرانروی یکی از مهم ترین ویژگی های روغن بوده و عامل بسیار مهمی در روغن های صنعتی به حساب می آید، زیرا تمام ویژگی های طراحی شده برای روغن های صنعتی به گرانروی آن ها ارجاع داده می شود. تغییر گرانروی با دما با شاخص گرانروی اندازه گیری و بیان می شود و برای تشخیص نوع روغن، از این شاخص استفاده می شود. هر چه این  شاخص گرانروی بزرگ تر باشد نشان دهنده این است که گرانروی روغن نسبت به تغییرهای دما تغییر کم تری دارد. درنتیجه با توجه به اهمیت این شاخص در روغن های روان کننده، و با توجه به این که شاخص گرانروی در روغن موتور ها تابعی از ترکیب شیمیایی روغن است، در این پژوهش، با استفاده از یک فناوری طیف سنجی ساده مثل فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، آنالیز روغن موتور ها صورت گرفت، سپس به وسیله ی روش انتخاب متغیر الگوریتم ژنتیک، GA، عدد موج های مهم و تاثیر گذار بر شاخص گرانروی روغن موتور ها مشخص شد و معلوم شد ترکیب های دارنده ی گروه های عاملی آلکیل هالید، آلکن، نیترو، اسید، آلکان، آلکین و الکل بر شاخص گرانروی روغن موتور ها تاثیر گذار هستند. مدل سازی شاخص گرانروی روغن موتور ها به کمک روش برازش خطی چند متغیره (MLR) صورت گرفت. از روش های پیش پردازش گوناگونی مانند روش متمرکز کردن به میانگین و مقیاس گذاری پیش از روش های MLR وGA-MLR نیز استفاده شد. نتیجه های به دست آمده از مدل سازی با پارامتر های گوناگونی مانند ضریب برازش (R2) و ریشه ی دوم متوسط خطا ها (RMSE) سنجیده شد. مقدارهایR2 و RMSE به دست آمده با استفاده ازGA-MLR، به ترتیب 998/0و 954 /0  به دست آمدند

    کلید واژگان: روغن موتور, شاخص گرانروی, طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه, الگوریتم ژنتیک, برازش خطی چند متغیره}
    Samaneh Ehsani, Mani Varnosfaderani *, Yadollah Yamini

    Motor oils have different physicochemical properties, namely viscosity, viscosity index, flash point, pour point, etc. Viscosity is one of the important properties of motor oils since all the properties of industrial lubricants are referred to as their viscosities. The changes in viscosity with variation in temperature are regarded as the viscosity index. The greater the viscosity index, the lower the chances of the viscosity of motor oil with temperature and vice versa. According to the importance of viscosity index in lubricants and because the viscosity index of lubricants is dependent on the chemical composition of motor oils, thus in this study, a simple spectroscopic technique like Fourier Transform InfraRed (FT-IR) spectroscopy was used to analyze the Behran motor oils. The important wavenumbers that affect the viscosity indices were identified by using the Genetic Algorithm (GA) as a variable selection method. By using this method, some functional groups like Alkyl halides, Alkene, Nitro, Acid, Alkane, Alkyne, and Alcohol were recognized that affect the viscosity index of motor oils. Modeling the viscosity index of motor oils was done by Multivariate Linear Regression (MLR) method. Various data preprocessing techniques like Mean Centering and Auto-scaling were operated before the MLR and GA-MLR techniques. The results of modeling were evaluated by using different parameters like regression coefficients (R2) and Root Mean Square Error (RMSE). The values of R2 and RMSE, obtained by the GA-MLR were 0.998 and 0.954 respectively.

    Keywords: Engine oils, Viscosity Index, FT-IR, Genetic algorithm (GA), Multivariate Linear Regression (MLR)}
  • شهربانو رحمان ستایش*، عبدالحلیم طریک، رحمان زبیدی

    در این پژوهش دمای ذوب مایع های یونی بر پایه آنیون بیس (تری فلورومتیل سولفونیل) ایمید با استفاده از داده های تجربی 64 مایع یونی و رویکرد مطالعه ها ارتباط کمی ساختار ویژگی QSPR مدل سازی شد. ساختار مایع های یونی توسط برنامه آووگادرو ترسیم و شکل سه بعدی آن ها توسط میدان نیروی مولکولی مرک بهینه سازی شدند.با استفاده از نرم افزارهای درآگون و پدل توصیف کننده ها محاسبه شدند. پس از کاهش تعداد توصیف کننده هااز الگوریتم کنارد-استون برای تقسیم بندی مایع های یونی به دو دسته آموزشی و ارزیابی بهره گرفته شد. برای انتخاب بهترین دسته از توصیف کننده ها از الگوریتم ژنتیک با تابع برازش فریدمن استفاده شد.سپس با استفاده از روش انتخاب متغیر مرحله ای MLR تعداد بهینه متغیرها تعیین شدند و معادله خطی میان متغیرها به دست آورده شد. مدل های خطی و غیرخطی با استفاده از روش های برازش خطی چندگانه MLR و شبکه عصبی پرسپترون چند-لایه MLP ارایه شدند. مقدارهای ضریب تشخیص R2 و میانگین انحراف نسبی ARD به ترتیب برابر با 787/0 ، 043/0 برای مدل خطی و 785/0، 0428/0 برای مدل غیر خطی به دست آمد. بنابراین هر دو مدل از دقت یکسانی برخوردار بودند. دامنه کاربرد نیز برای مدل های ارایه شده تعیین شد. همچنین با استفاده از توصیف کننده های به دست آمده، تاثیر ساختار مولکولی در تعیین دمای ذوب بررسی شد.

    کلید واژگان: مایع های یونی, الگوریتم ژنتیک, شبکه عصبی مصنوعی, دمای ذوب}
    Sharbanoo Rahman Setayesh *, Abdolhalim Torrik, Rahman Zobeydi

    In this study, the melting temperature of ionic liquids based on bis(trifluoromethylsulfonyl)imide anion using experimental data were modeled using the QSPR approach. The structures of ionic liquids were drawn by Avogadro software and their 3D structure were optimized by Merck molecular force field. Descriptors were calculated using Dragon and Padel software. After reducing the number of descriptors, the ionic liquids were divided into training and test set employing Kenard- Stone algorithm. For choosing the best set of descriptors, a genetic algorithm with Friedman's lack of fitness was used. Then, the numbers of optimized variables were determined by the multiple linear regression MLR method and the linear equation between variables was obtained. Linear and nonlinear models were built by means of Multiple Linear Regressions (MLR), MultiLayer Perceptron (MLP) neural networks, and using genetic algorithm. R2, AARD values were 0.787, 0.043 for linear model and 0.785, 0.0428, for nonlinear model. Both models showed the same accuracy. The applicability domain of the proposed models was also determined. Also using the obtained descriptors, the effect of molecular structure on the physical properties such as melting temperature was addressed.

    Keywords: Ionic liquids, genetic algorithm, Artificial neural network, Melting point}
  • حسن رضایی *، سمیه محمدیان گزاز، عباس خوشحال

    همگام با گسترش فعالیت های صنعتی و ازدیاد جمعیت، ورود فلزات سنگین به محیط های آبی به مقدار زیادی افزایش یافته است، این آلاینده ها به دلیل سمیت و توانایی تجمع زیستی در جانداران می توانند منجر به تاثیرات نامطلوب زیادی گردند، باکتری ها از جمله میکروارگانیسم هایی هستند که به دلیل سازگاری با طبیعت و نسبت سطح به حجم بالا برای جذب یون های فلزی از محیط مناسب هستند. لذا در این تحقیق به مدل سازی حذف فلزات مس و  منگنز با کمک شبکه عصبی مصنوعی است. شبکه عصبی مصنوعی (ANN)[1] ایده‌ای است برای پردازش اطلاعات که از سیستم عصبی زیستی الهام گرفته شده است و مانند مغز به پردازش اطلاعات می‌پردازد. عنصر کلیدی این ایده ساختار جدید سیستم پردازش اطلاعات است. این سیستم از شمار زیادی عناصر پردازشی فوق العاده به هم پیوسته بنام نرون[2] تشکیل شده است که برای حل یک مساله بطور هماهنگ با یکدیگر عمل می‌کنند. شبکه‌های عصبی مصنوعی نظیر انسان با مثال یاد می‌گیرند. آن‌ها برای وظیفه‌ای مشخص مانند شناسایی الگوها و دسته‌بندی اطلاعات در طول یک پروسه یادگیری تنظیم می‌شوند.
    در این تحقیق مدلسازی جذب فلزات منگنز و مس توسط شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. ساختار انتخابی شبکه از نوع پرسپترون چند لایه با یک لایه ورودی، یک لایه پنهان و دو لایه خروجی و الگوریتم آموزش پس انتشار لونبرگ- مارکوارت بود. با بررسی توابع انتقال و تعداد نرون های مختلف، توابع بهینه برای لایه پنهان و لایه خروجی به ترتیب tansig و purelin و تعداد نرون های لایه پنهان برابر با 15 انتخاب گردید. ضریب همبستگی و میانگین مربع خطا برای آموزش شبکه مورد نظر به ترتیب 9733/0 و 00071/0 و برای ارزیابی دقت شبکه 9921/0 و 00025/0 به دست آمد که بیانگر تطابق خوب بین داده های آزمایشگاهی و نتایج پیش بینی شده و دقت بالای مدل سازی بود.

    کلید واژگان: مدلسازی, شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم ژنتیک, جذب زیستی, آلاینده ها}
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