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 "genetic algorithm" در نشریات گروه "برق"

تکرار جستجوی کلیدواژه «genetic algorithm» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • سید ابراهیم دشتی*، فاطمه مویدی، عادل سالمی

    با افزایش روزافزون کاربرد اینترنت اشیا در زندگی روزمره و مخصوصا صنعت، بهبود کارایی و زمان تاخیر با کمک بارگذاری داده ها یکی از اهداف این مسائل شده است. کنترل این عوامل باعث بهبود مصرف انرژی و استفاده طولانی تر از باتری اشیا خواهد شد. در این مقاله روشی برای بهبود پردازش داده های حسگرها و محاسبات لبه و ابر در سیستم های اینترنت اشیای صنعتی معرفی گردیده و معماری مطابق با دنیای واقعی در نظر گرفته شده است. در این معماری از سرورهای لبه با قابلیت های محاسباتی در لبه شبکه به ویژه در ایستگاه های پایه استفاده می شود. درخواست های حساس به تاخیر می توانند از طریق کانال های بی سیم به سرورهای لبه نزدیک منتقل شوند؛ در نتیجه ترافیک در شبکه مرکزی و تاخیر انتقال داده کاربر را به ویژه برای برنامه های صنعتی با حجم داده زیاد کاهش دهد. هدف در اینترنت اشیای صنعتی، مدیریت منابع شبکه، انتقال محاسبات و کمینه سازی مصرف انرژی در دستگاه های اینترنت اشیا با تضمین تازگی داده های حسگر است. محیط شبکه و کارهای ورودی متغیر با زمان هستند. در این مقاله محیط مسئله و محدودیت های آن با فرمول بیان گردیده و این مسئله با استفاده از الگوریتم ژنتیک و یادگیری تقویتی پیشنهادی حل شده است. راه حل پیشنهادی سبب بهبود محیط پویای مسئله برای بارگذاری داده ها و کارها با در نظر گرفتن انرژی و انتقال محاسبات و داده ها با درنظرگیری تازگی آنها شده است. نتایج نشان دهنده بهبود متوسط 40 درصدی نسبت به روش های قبلی می باشد.

    کلید واژگان: بارگذاری, اینترنت اشیای صنعتی, الگوریتم ژنتیک, یادگیری تقویتی
    Seyed Ebrahim Dashti *, Fatemeh Moayedi, Adel Salemi

    With the increasing use of Internet of Things in daily life and especially in industry, improving efficiency and delay time with the help of data offloading is one of the goals of these issues. Controlling these factors will improve energy consumption and longer use of things batteries. In this article, the method is introduced to improve sensor data processing and edge and cloud computing in industrial Internet of Things systems. The architecture is considered in accordance with the real world; in this architecture, edge servers with computing capabilities at the edge of the network, especially Used in base stations. Delay-sensitive requests can be forwarded to nearby edge servers through wireless channels, thereby reducing traffic in the core network and user data transmission latency, especially for data-intensive industrial applications. In the Industrial Internet of Things aims to manage network resources, transfer calculations and minimize energy consumption in Internet of Things devices by guaranteeing the freshness of sensor data. The network environment and input tasks are variable with time. In this article, the environment of the problem and its limitations are expressed with formulas. This problem has been solved using the proposed genetic algorithm and reinforcement learning. The proposed solution has improved the dynamic environment of the problem for offloading data and tasks by considering energy and transferring calculations and data by considering their freshness. The results show an average improvement of 40% compared to the previous methods.

    Keywords: Offloading, Industrial Internet Of Things (Iiot), Genetic Algorithm, Reinforcement Learning
  • Fatemeh Masteri Farahani, Azadeh Kazemi *, Amir Hedayati Aghmashadi
    The demand for non-renewable energy sources in power generation is crucial for residential and commercial uses, significantly impacting national development. However, with the depletion of fossil fuels, there is a shift towards renewable energy sources such as solar, water, and wind, which have seen a surge in use over recent decades. In Iran, despite abundant fossil fuel resources, solar energy is vital due to the country's favorable geographic conditions for solar exploitation. This study applies the analytic network process (ANP) and Genetic algorithm (GA) to identify optimal locations for Solar Power Plant Stations in Markazi province, Iran. Key morphological factors considered include slope, elevation, and solar radiation. The research identified the northwest and northern parts of Markazi province as the most suitable for solar photovoltaic systems, primarily due to their simpler topography. Using a genetic algorithm, which outperformed the ANP, it was found that about 24,000 km² in these areas are apt for solar power facilities, categorized into highly suitable (2,429.312 km²), moderately suitable (16,818.49 km²), and suitable (5,029.007 km²). Saveh showed the highest potential, while Ashtian, Khondab, and Shazand had the least. These findings provide crucial insights for stakeholders looking to develop solar energy projects in Markazi province.
    Keywords: Solar Power Plant Stations, Genetic Algorithm, Optimal Site Selection, Analytic Network Process (ANP)
  • Majid Najjarpour, Behrouz Tousi *, Amirhossein Karamali

    In recent decades, because of some main and principle world problems such as increasing the population, global warming, climate changes, and fossil fuel sources reduction, the using of renewable energies has impressively increased that can solve and reduce the caused problems by traditional power plants, and also can control power system the important indexes such as losses, voltage drop, transferring capacity. Reactive power has an important role in controlling and minimizing of losses, the optimal distribution of reactive power in presence of Distributed generation (DG) units in distribution networks is an important and key problem. In this paper, for uncertainties modelling of DG units and optimizing the reactive power, the statistical-quality based Taguchi method and Genetic algorithm are used, respectively.  The simulation of this paper is checked and done in MATLAB and MINITAB using IEEE 57-bus standard network, and simulation results show 5.5 MW reduction of the distribution network losses.

    Keywords: Genetic Algorithm, Wind Turbine, Orthogonal Arrays, Optimal Reactive Power Distribution
  • Narges Bagheri, Mohammadamin Bahramian *, Aliasghar Ghadimi

    In electrical distribution networks, inefficiencies and instabilities often arise from inductive loads like motors and transformers, which exhibit a lagging power factor. This reduces system capacity, increases losses, and can lead to lower voltage levels. To address these issues, integrating parallel capacitors proves effective, enhancing the power factor, improving voltage profiles, and reducing overall system losses and costs. This research explores the optimal placement of parallel capacitors within a distribution network to manage reactive power effectively, thereby minimizing losses and improving voltage stability and system efficiency. Utilizing DigSILENT Power Factory and MATLAB, a genetic algorithm optimizes the location and sizing of capacitors in a 33-bus distribution network, considering scenarios with and without distributed generation (DG) and the impact of harmonic currents. The study finds that incorrect sizing or placement of capacitors can worsen voltage deviations when higher harmonic levels are present. However, the optimization method accurately determines the best parameters for capacitor installation, ensuring compliance with voltage and harmonic constraints. Deploying more than three to four capacitors does not significantly affect outcomes, while a single busbar capacitor often fails to meet operational standards. In conclusion, strategic capacitor placement and sizing can significantly reduce losses, enhance voltage stability, and mitigate inefficiencies caused by inductive loads. Attention to harmonics is crucial to avoid negative impacts on the network. This approach offers a replicable framework for similar optimizations in other distribution systems, advancing smart grid technology implementation.

    Keywords: Renewable Energy, Capacitor Placement, Harmonics, Loss Reduction, Distributed Generation, Genetic Algorithm
  • سید مهدی جامعی*
    امروزه تعداد برنامه های کاربردی که نیاز به زمان پاسخ دهی کمی دارند، روز به روز در حال افزایش است و بکارگیری محیط مه اخیرا مورد توجه زیادی قرار گرفته است. با توجه به پویایی استفاده از منابع در اکثر برنامه های اینترنت اشیا، نمی توان مکان ثابتی برای قرارگیری و اجرای سرویس ها در محیط مه در نظر گرفت و بنابراین باید سرویس ها در محیط مه به صورت پویا قرار داده شوند. مساله قرار دادن سرویس های مورد نیاز اینترنت اشیا در دستگاه های مه با محدودیت منابع، به عنوان یک مساله NP-hard شناخته می شود. در این مقاله، روشی پویا مبتنی بر الگوریتم ژنتیک چندهدفه با رتبه بندی نامغلوب جهت حل این مساله ارائه می گردد. در روش پیشنهادی، از اتوماتای یادگیر، جهت بهبود رفتار ژنتیکی و تنظیم پویای نرخ جهش و تقاطع استفاده می شود. روش پیشنهادی با استفاده از نرم افزار iFogsim شبیه سازی شده و نتایج شبیه سازی نشان می دهد روش پیشنهادی با در نظر گرفتن همزمان سه معیار تاخیر سرویس، هزینه و انرژی مصرفی، کارایی بهتری را نسبت به الگوریتم های مورد مقایسه دارد. از نظر هزینه، در مقایسه با دو روش CSA و LRFC به ترتیب 11 و 21 درصد کاهش داشته است. همچنین روش پیشنهادی از نظر میانگین تاخیر سرویس دهی نسبت به دو روش CSA و HAFA به ترتیب 7 و 15 درصد کاهش داشته است. از نظر انرژی مصرفی نیز روش پیشنهادی نسبت به روش های دیگر بهبود حداقل 8 درصدی را نشان می دهد.
    کلید واژگان: اینترنت اشیا, محاسبات مه, محاسبات ابری, تامین پویای سرویس, الگوریتم ژنتیک, ماشین یادگیر
    Seyed Mahdi Jameii *
    Nowadays, the number of applications that require a short response time is increasing, and utilizing fog environment has recently received a lot of attention. Due to the dynamics of the resource usage pattern in most Internet of Things applications, a fixed location cannot be considered for the placement and execution of services in the fog environment, and therefore the services must be dynamically placed in the fog environment. The problem of placing required Internet of Things services in cloud devices with limited resources is known as an NP-hard problem. In this article, a dynamic method based on multi-objective genetic algorithm with non-dominated ranking is presented to solve this problem. In the proposed method, learning automata are used to improve genetic behavior and dynamically adjust mutation and crossover rates. The proposed method is simulated using iFogsim and the simulation results show that the proposed method has a better efficiency than the compared algorithms by simultaneously considering the three criteria of service delay, cost and energy consumption. In terms of cost, compared to the two CSA and LRFC methods, it has decreased by 11% and 21%, respectively. Also, in terms of the average service delay, compared to the CSA and HAFA methods, the proposed method has decreased by 7% and 15 %, respectively. In terms of energy consumption, the proposed method shows an improvement of at least 8% compared to other methods.
    Keywords: Iot, Fog Computing, Cloud Computing, Dynamic Service Provisioning, Genetic Algorithm, Learning Automata
  • بیتا دستان، مجتبی شیوایی*، محسن قلعه نوئی
    امروزه، با توجه به رشد روزافزون تقاضای انرژی الکتریکی و نفوذ بالای منابع انرژی تجدید پذیر، نوسانات فرکانس به عنوان یک چالش اساسی پیش روی بهره برداران سیستم های قدرت قرار دارد. لذا، در این مقاله، با دیدگاهی جدید، مسئله کنترل فرکانس- بار بر اساس شاخص های (1) حداکثر دامنه انحراف فرکانس و (2) انتگرال زمانی قدرمطلق خطا برای یک سیستم قدرت دوناحیه ای به هم پیوسته مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، سیستم مورد مطالعه از منابع تولیدی حرارتی، گازی، برق آبی و همچنین، منابع تولیدی تجدیدپذیر بادی و خورشیدی تشکیل شده است. در ساختار دوناحیه ای به هم پیوسته پیشنهادی، عوامل غیرخطی شامل باند سکون گاورنر و محدودیت های نرخ تولید در نظر گرفته شده است. برای کنترل فرکانس سیستم مورد مطالعه، از کنترل کننده مرتبه کسری TID به دلیل ساختار ساده و دقت بالا استفاده شده که ضرایب آن توسط الگوریتم ژنتیک بهینه می شوند. بعلاوه، عملکرد کنترل کننده پیشنهادی با کنترل کننده PID از نظر پارامترهای دینامیکی مانند دامنه انحرافات فرکانس، زمان نشست و سرعت رسیدن به پایداری، مقایسه گردیده است. نتایج شبیه سازی ساختار پیشنهادی در محیط MATLAB/SIMULINK بیانگر این است که کنترل کننده TID دامنه انحراف فرکانس را 85/97% و زمان نشست را 77% نسبت به کنترل کننده PID بهبود داده است و بنابراین، برای اهداف کنترل فرکانس تحت شرایط مختلف بهره برداری کارآیی مطلوب تری دارد.
    کلید واژگان: انتگرال زمانی قدرمطلق خطا, حداکثر دامنه انحراف فرکانس, سیستم قدرت دوناحیه ای به هم پیوسته, کنترل فرکانس- بار, کنترل کننده TID, الگوریتم ژنتیک, منابع تولیدی تجدیدپذیر بادی و خورشیدی
    Bita Dastan, Mojtaba Shivaie *, Mohsen Ghalehnoie
    Nowadays, with an increasing demand for electrical energy and the high penetration of renewable energy sources, frequency fluctuations pose a significant challenge to power system operators. In this paper, the frequency-load control problem based on the measures of (i) peak overshoot of frequency deviation and (ii) integral of time-weighted absolute error is explored from a new perspective for an interconnected, two-area power system. To this end, the proposed interconnected two-area power system includes thermal, gas, and hydro power generation sources as well as wind and solar renewable energy sources. Additionally, and from a technical perspective, nonlinear factors including dead-band governor and generation rate constraints are also taken into account for the newly developed interconnected two-area power system. To control the frequency, a fractional-order TID controller is widely employed due to its simple structure and high accuracy, the coefficients of which were optimized by a well-adjusted genetic algorithm. For comparison purposes, the performance of the suggested TID controller is compared with a PID controller in terms of dynamic parameters such as frequency deviation range, settling time, and stability speed. Simulation of the proposed interconnected two-area power system in the MATLAB/SIMULINK environment indicates that under various operating conditions the proposed TID controller exhibits better effectiveness and efficiency compared with the PID controller in terms of improving dynamic parameters.
    Keywords: Integral Of The Absolute Time Error, Maximum Frequency Deviation Range, Interconnected Two-Area Power System, Frequency-Load Control, TID Controller, Genetic Algorithm, Wind, Solar Renewable Energy Sources
  • Y. Buruk Sahin *, S. Alpay
    This paper proposes a new linearized mathematical model to solve integrated cell formation and job scheduling problem. The model aims to minimize the exceptional elements, voids and the make-span of the jobs. The results of test problems show that the proposed model is very effective to obtain best solutions for small sized problems in reasonable computation times. However, due to the NP-hard nature of the considered problem, the best solutions couldn’t be obtained in acceptable times for large sized test problems whereas the real-life applications of the problem addressed here are often much larger in size. To meet the requirement of solving larger sized problems, Genetic Algorithm, which is, today, considered as one of the artificial intelligence and machine learning technique and Marine Predators Algorithm as a new and a nature-inspired metaheuristic, are proposed. The success of the algorithms was investigated and compared. The test results reveal the fact that the Marine Predators algorithm with optimized parameters has a high potential to solve real life problems. At last, an attempt is made to re-design an existing real-life production system by the proposed algorithms. Eventually, a considerable improvement is obtained on performance compared to the current situation of the system.
    Keywords: Cell Formation, Marine Predators Algorithm, Genetic Algorithm, Exceptional Elements, Make-Span, Voids
  • Yashar Zehforoosh, Mahdi Jalali*

    This study presents a four-element compact Multi-Input Multi-Output antenna with enhanced isolation for applications with three bands. The four-port antenna elements have hook-shape multiband monopole elements with 50 ⦠microstrip feed lines and are placed such that they are perpendicular to one another to enhance the act of the MIMO system. Simulation and measurement consequences demonstrate that the antenna operates at a consistent gain and radiation patterns at the major frequency bands of 2.11-2.47 GHz, 3.14-3.54 GHz, and 5.15-5.85 GHz with S11<-10 dB. To verify the claimed MIMO antenna performance, data in the format of radiation patterns, peak gain (4.9,5.2,5.8 dB), diversity gain (DG) (9.95,9.92,9.92 dB), envelope correlation coefficient (ECC) (0.005,0.003,0.002), TRAC, channel capacity and MEG ratio are retrieved. These specifications of the suggested antenna make it a suitable candidate for WiMAX, Bluetooth, and WLAN uses. Additionally, the suggested antenna outperformed current work by providing a superior balance of size, bandwidth, and several performance characteristics.

    Keywords: Loss Reduction, Network Reconfiguration, Distribution System, Genetic Algorithm, Voltage Profile, Load Duration Curve, Capacitor, Static, Dynamic
  • Sana Sadeghi, Alireza Jahangiri∗, Ahmad Ghaderi Shamim

    Distribution systems pose a significant challenge within the power grid, primarily due to their high current, low voltage, and comparatively high ohmic resistance compared to transmission and sub-transmission systems.This results in substantial power losses, necessitating the need for effective mitigation strategies.To address this issue, a wide range of methods and algorithms have been proposed and continuously developed. Over the past half-century, reconfiguring the distribution network has emerged as a cost-effective and straightforward approach to reducing distribution losses. Distribution system reconfiguration has been extensively studied, with each study aiming to achieve distinct objectives. Additionally, numerous studies have explored the dynamics of distribution system reconfiguration, evaluating and comparing various approaches. This study comprehensively assesses both static and dynamic methods of reconfiguring distribution systems and introduces a novel dynamic reconfiguration technique. Unlike traditional methods that rely on real-time or hourly load models, this approach utilizes a load model to address the dynamic reconfiguration problem. Simulations were conducted on the well-established IEEE 33-bus test system, employing MATLAB software in conjunction with a genetic algorithm to minimize losses and optimize voltage profiles. Based on the simulation results, this novel dynamic reconfiguration method demonstrated superior performance compared to previously employed methods. It effectively reduced power losses and enhanced the voltage profile, demonstrating its potential for improving the overall efficiency of distribution systems.

    Keywords: Distribution System, Dynamic, Genetic Algorithm, Loss Reduction, Network Reconfigurationvoltage Profile. Load Duration Curve
  • Mahdi Tahbaz, Hossein Shirgahi *, Mohammadreza Yamaghani

    ‎ The development of digital technologies has improved the transfer of data over the Internet in recent years. Image encryption is a technique to ensure security in information transfers. The current paper presents an evolutionary model on the basis of a hybridization of DNA biomolecule operators and the LS2 Map ‎chaos function for encryption of image. The model proposed here includes three stages. In the initial stage, the MSC (Magic Square Chaotic) algorithm and a secret key are utilized with the SHA-256 algorithm t‎o determine the initiating the LS2 Map function value, which is then employed to manipulate the pixels of the image. Then, DNA biomolecule operators and the chaos function are used for propagation. Additionally, the previous stages process is iterated with the starting population of the genetic algorithm in the third stage. Afterward, the optimization is carried out through genetic algorithm operators. The results indicate ‎that the introduced model is superior to other rivals. Furthermore, as for the high level of entropy obtained, the model exhibits strong resistance to common attacks.‎

    Keywords: LS2 Map, DNA Operators, Magic Square Algorithm, ‎‏ ‏Image Encryption, Genetic Algorithm, Hash ‎Function
  • حانیه فانی ملکی، امیراحسان فیلی منفرد*، محمود رحمتی
    بخارسازهای احتراق غوطه ور از جمله تجهیزات صنعتی هستند که به میزان بسیار زیادی اکسیدهای نیتروژن (NOx) تولید می کنند. این تجهیزات در واقع مبدل های حرارتی هستند که در پایانه های گاز طبیعی مایع (LNG) برای تبخیر گاز طبیعی مایع و تبدیل آن به گاز استفاده می شوند. از آنجا که مطالعات پیشین نشان داده که شرایط عملیاتی این تجهیز بر میزان تولید NOx در آن موثر است، در این پژوهش از ابزارهای هوش مصنوعی جهت مدل سازی و سپس بهینه سازی انتشار NOx در این تجهیزات استفاده شد. به همین منظور تعداد 63 داده آزمایشگاهی از پژوهش های پیشین محققان استخراج شده و سپس از ترکیبی از سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی و الگوریتم ژنتیک جهت مدل سازی داده ها استفاده شد. در سیستم توسعه یافته، غلظت اکسیژن، دما، غلظت آب اکسیژنه و pH محلول، به عنوان پارامترهای ورودی به مدل و درصد کاهش NOx بعنوان خروجی در نظر گرفته شد. تحلیل های آماری مدل ساخته شده نشان داد که این مدل با ضریب همبستگی 9714/0، میانگین مربعات خطا 0938/1 ، میانگین درصد خطای مطلق 9713/4 و ماکسیمم درصد خطای مطلق 2144/13 از دقت مناسبی در تخمین مقدار کاهش NOx برخوردار است. در گام بعد و پس از توسعه مدل، از الگوریتم ژنتیک و مدل ساخته شده برای بهینه سازی شرایط عملیاتی با کمترین نرخ انتشار NOx استفاده شد. نتایج این بخش از پژوهش نیز نشان داد که در صورت بهینه سازی شرایط عملیاتی، امکان کاهش میزان NOx منتشر شده تا 24/37 درصد وجود دارد.
    کلید واژگان: هوش مصنوعی, الگوریتم ژنتیک, سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی, آلودگی هوا, مدل سازی, اکسیدهای نیتروژن
    Hanieh Fani Maleki, Amir Ehsan Pheili Monfared *, Mahmoud Rahmati
    Submerged combustion vaporizers are one of the industrial equipments that produce a large amount of nitrogen oxides (NOx). These equipments are actually heat exchangers that are used in liquefied natural gas (LNG) terminals to evaporate liquefied natural gas and convert it into gas. Since previous studies have shown that the operating conditions of this equipment are effective on the amount of NOx production in it, artificial intelligence tools were used in this research to model and then optimize NOx emission in this equipment. For this purpose, 63 laboratory data were extracted from the researchers' previous researches, and then a combination of adaptive neural fuzzy inference system and genetic algorithm was used to model the data. In the developed system, oxygen concentration, temperature, water-oxygen concentration and solution pH were considered as input parameters to the model and NOx reduction percentage as output. The statistical analysis of the built model showed that this model with correlation coefficient of 0.9714, mean square error of 1.0938, average absolute error percentage of 4.9713 and maximum absolute error percentage of 13.2144 has a good accuracy in estimating the amount of NOx reduction. In the next step after the development of the model, the genetic algorithm and the built model were used to optimize the operating conditions with the lowest NOx emission rate. The results of this part of the research also showed that if the operating conditions are optimized, it is possible to reduce the amount of NOx released up to 37.24%
    Keywords: Artificial Intelligence, Genetic Algorithm, Adaptive Neural Fuzzy Inference System, Air Pollution, Modeling, Nitrogen Oxides
  • Zahra Ghorbani, Ali Ghorbanian *

    Increasing the accuracy of time-series clustering while reducing execution time is a primary challenge in the field of time-series clustering. Researchers have recently applied approaches, such as the development of distance metrics and dimensionality reduction, to address this challenge. However, using segmentation and ensemble clustering to solve this issue is a key aspect that has received less attention in previous research. In this study, an algorithm based on the selection and combination of the best segments created from a time-series dataset was developed. In the first step, the dataset was divided into segments of equal lengths. In the second step, each segment is clustered using a hierarchical clustering algorithm. In the third step, a genetic algorithm selects different segments and combines them using combinatorial clustering. The resulting clustering of the selected segments was selected as the final dataset clustering. At this stage, an internal clustering criterion evaluates and sorts the produced solutions. The proposed algorithm was executed on 82 different datasets in 10 repetitions. The results of the algorithm indicated an increase in the clustering efficiency of 3.07%, reaching a value of 67.40. The obtained results were evaluated based on the length of the time series and the type of dataset. In addition, the results were assessed using statistical tests with the six algorithms existing in the literature.

    Keywords: Time-Series Clustering, Ensemble Clustering, Segmentation, Genetic Algorithm
  • فریبا نمیرانیان، علی محمد لطیف*

    در این پژوهش رویکردی نوین برای بخش بندی تصویر بر اساس الگوریتم ژنتیک و جنگل تصادفی معرفی می گردد. در بخش بندی تصویر سعی می شود اجزاء مختلف تصویر از یکدیگر جدا شوند. در این فرایند به تمامی پیکسل های داخل تصویر برچسبی داده می شود؛ به نحوی که پیکسل های با برچسب یکسان ویژگی های مشترکی را داشته باشند. در روش پیشنهادی این ویژگی ها با استفاده از فیلترهای تصویری به دست آورده می شود. با ترکیب این ویژگی ها و با الگوریتم جنگل تصادفی به عنوان طبقه بند بخش بندی تصاویر انجام می شود. فیلترهای تصویری استفاده شده دارای تعدادی ابرپارامتر می باشند که تنظیم صحیح این ابرپارامترها بر کارایی الگوریتم موثر است. در این مقاله انتخاب این ابرپارامترها توسط الگوریتم ژنتیک انجام می شود. ابر پارامترهای فیلترهای گابور به عنوان ژن های کروموزوم الگوریتم ژنتیک در نظر گرفته می شود. تابع برازندگی f1-score حاصل از اجرای الگوریتم جنگل تصادفی برای بخش بندی تصویر تعریف می شود. یافتن مقادیر مناسب ابر پارامترهای فیلترهای گابور و افزایش f1-score در بخش بندی تصویر نسبت به سایر روش های مورد بررسی از دستاوردهای این پژوهش است.

    کلید واژگان: بخش بندی تصویر, الگوریتم ژنتیک, الگوریتم جنگل تصادفی
    Fariba Namiranian, Ali mohammad Latif*

    In this research, a new approach for image segmentation based on genetic algorithm and random forest is presented. Image segmentation can be done using supervised learning. In this learning, there are a number of images from data set with their labels. In image segmentation, different parts of the image separate from each other. In this process, all the pixels in the image are given a label, so that the pixels with the same label have common characteristics with each other. To provide a model that can perform image segmentation, it is necessary to extract features from input images and perform segmentation using a suitable classifier and these features. Image feature extraction is done using image filters. In this research, a hybrid combination of 4 Gabor filter banks and Sobel, Prewitt, Canny edge, Scharr, Gaussian, median, and Roberts filters are used for effective feature extraction. One of the most important of these filters, which also has a degree of freedom, is the Gabor filter. This filter has a number of   hyperparameters that change the efficiency of the classifier by changing these hyperparameters. In this research, an attempt has been made to adjust these hyperparameters using genetic algorithm. The fitness function proposed in this research is f1-score. random forest classifier is utilized for image segmentation and classification. The results of the experiments show that the hyperparameters found by the genetic algorithm have been able to perform a satisfactory segmentation on data set.

    Keywords: Image Segmentation, Genetic Algorithm, Random Forest Algorithm
  • انسیه توحیدی، اکرم بیگی*

    امروزه سفرهای هوایی به عنوان یکی از روش های حمل و نقل سریع و ایمن، رشد چشمگیری داشته است. بنابراین ایجاد یک ترافیک هوایی روان و زمان بندی مناسب پروازها جهت فرود ایمن و با حداقل انحراف از زمان مطلوب و جلوگیری از اتلاف وقت و هزینه ضروری است. در اکثر پژوهش های انجام شده، مسیله بهینه سازی زمان بندی فرود هواپیماها ایستا در نظر گرفته شده است. اما این مسیله در جهان واقعی پویا است. اخیرا روش های بهینه سازی هوش جمعی به دلیل سادگی و کارایی بالا در حل مسایل بهینه سازی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از آنها، الگوریتم بهینه سازی میمیون عنکبوتی است که می تواند با تعداد اندک پارامترها، نگهداری تاریخچه ی جستجو، کنترل جستجو و گرو ه بندی اعضای جامعه جهت یافتن بهینه در صورت نیاز، نسبت به الگوریتم های سنتی این حوزه کارایی بهتری داشته باشد. در این پژوهش، روشی برای زمان بندی پویای فرود هواپیماها با استفاده از الگوریتم بهینه سازی میمیون عنکبوتی و الگوریتم ژنتیک، ارایه شده است. روش پیشنهادی بر روی داده های صحت سنجی با فرض یک و چندبانده بودن فرودگاه در حالت تک هدفه و داده های جهان واقعی در حالت چندهدفه آزمایش شده و نتایج حاصله حاکی از بهبود زمان بندی پرواز و کاهش هزینه ها بوده است.

    کلید واژگان: زمان بندی فرود هواپیماها, محیط پویا, هوش جمعی, الگوریتم بهینه سازی میمون عنکبوتی, الگوریتم ژنتیک
    Ensieh Tohidi, Akram Beigi*

    Air travel has significantly grown as a fast and safe means of transportation. Therefore, creating a smooth air traffic and proper flight scheduling for safe landings with minimal time changes is necessary to avoid wasting time and money. In most studies, the aircraft landing scheduling problem has been considered a static issue. However, this challenge has a dynamic nature in real-world problems. One of the optimizing approaches in this scope is swarm intelligence optimization algorithms, which are simple and highly capable in solving optimization problems. Among these algorithms, Spider-Monkey optimization algorithm is more efficient than traditional algorithms by using few parameters, maintaining search history, controlling searches, and grouping members of the population if needed. In this study, an active scheduling method for aircraft landing scheduling using Spider-Monkey optimization algorithm and genetic algorithm has been presented. The proposed method is examined by some datasets of single and multi-runways (single and multi-objective aircraft landing). The achieved results show an improvement in flight schedules and reduced costs.

    Keywords: Aircrafts landing scheduling, Dynamic Environment, Swarm intelligence, Spider-Monkey optimization algorithm, Genetic algorithm
  • Alireza Ahangarani Farahani, Sayyed Majid Hosseini, Mesyam Delalat *

    In this paper, an adaptive controller is presented to control a quadrotor, whose parameters are extracted from the genetic algorithm optimization method. The advantage of this method is that based on the system states, the control coefficients are calculated online. For this purpose, a function between system states-space and control coefficients is obtained. From the database collected from the genetic algorithm optimization method, the parameters of the control coefficient function are obtained using the least squares method. The stability of the proposed controller is proved by the Lyapunov method. Finally, the performance of the proposed controller is compared with the PID controller, which is widely used in the literature. The results show that the proposed approach is promising.

    Keywords: Quadrotor, Nonlinear Control, Lyapunov Stability, Genetic Algorithm, Gain Tuning
  • حامد ریاضتی سرشت*، کریم محمدی

    مسیله کمبود نمونه های آموزش یکی از چالش های اصلی در به کارگیری شبکه های عصبی کانولوشنال عمیق [1] برای طبقه بندی اصوات محیطی [2] است. یکی از رویکرد های مورد توجه برای مواجه با چالش مذکور، انتقال یادگیری [3] است که در آن مدلی از پیش آموزش دیده به روی دادگانی با ابعاد بزرگ [4]، به کابرد هدف با اعمال تنظیمات جزیی [5] تطبیق داده می شود. در این پژوهش، ما نشان می دهیم که در هر لایه همه نورون/کرنل ها تاثیر یکسانی در تشخیص نمونه های کلاس های مختلف ندارند، بلکه به ازای هر کلاس زیرگروهی خاص نقش اصلی و حیاتی را در طبقه بندی بازی می کند. از این رو و با توجه به وجود شباهت های زیاد بین برخی ازکلاس های مبدا و هدف، پیشنهاد می کنیم که تمرکز تنظیمات جزیی در هر لایه تنها معطوف به زیرگروهی از نورون/کرنل ها شود که به شدت نیازمند تغییرات هستند و مسیول اصلی خطا در طبقه بندی نمونه های ورودی هستند، و باقی دست نخورده رها شوند. برای شناسایی زیرگروه های مذکور، یک مسیله یادگیری تو در تو طرح می کنیم و یک رویکرد تکاملی موثر برای حل آن پیشنهاد می کنیم. ارزیابی روش پیشنهادی بیانگر بهبود مطلق به اندازه 1.9% و 2.3% در دقت طبقه بندی [6] به ترتیب به روی دادگان های ESC-50 و DCASE-17 نسبت به روش مرسوم انتقال یادگیری است؛ بهبودی که بدون اضافه کردن داده جدید و تنها با بهره برداری موثرتر از دانش موجود در شبکه از پیش آموزش دیده بدست آمده است. همچنین، افزایش زمان آموزش به ازای روش تکاملی پیشنهادی کم و در حدود یک سوم زمان لازم برای آموزش شبکه از ابتدا [7]  برآورد شده است.

    کلید واژگان: یادگیری عمیق, شبکه های عصبی کانولوشنال, انتقال یادگیری, الگوریتم ژنتیک, طبقه بندی اصوات محیطی
    Hamed Riazati Seresht*, Karim Mohammadi

    Insufficient training data is one of the main challenges of utilizing deep Convolutional Neural Networks (CNNs) for Environmental Sound Classification (ESC). As a promising solution, Transfer Learning (TL) has addressed this issue by adapting a network pre-trained on a large-scale dataset to the target task. In this paper, we demonstrate that not all neurons/kernels of every layer in CNN networks are equally utilized to process the inputs of different classes, but there is a specific subgroups of neurons/kernels in every layer that play the key role in classification of every output class. Based on this observation and due to similarities that exist between feature spaces of some source and target classes, we propose to concentrate the fine-tuning process only on those neurons/kernels that do need changes and have the greatest impact on misclassifying target data. To identify these neurons/kernels, we pose a nested optimization problem for which we propose an effective evolutionary approach as solution.  Compared to the conventional fine-tuning approach, our proposed method achieves absolute improvements of about 1.9% and 2.3% in accuracy on ESC-50 and DCASE-17, respectively; remarkable improvements produced not by adding augmented data but with a more efficient utilization of knowledge stored in the pre-trained network. It is noteworthy that the computation time overhead of the proposed evolutionary method is rather small (about one third of the time required to train the model from scratch.

    Keywords: Deep learning, Convolutional Neural Networks, Transfer Learning, Genetic Algorithm, Environmental sound classification
  • Masoumeh Esmaeiili, Kourosh Kiani *

    The classification of emotions using electroencephalography (EEG) signals is inherently challenging due to the intricate nature of brain activity. Overcoming inconsistencies in EEG signals and establishing a universally applicable sentiment analysis model are essential objectives. This study introduces an innovative approach to cross-subject emotion recognition, employing a genetic algorithm (GA) to eliminate non-informative frames. Then, the optimal frames identified by the GA undergo spatial feature extraction using common spatial patterns (CSP) and the logarithm of variance. Subsequently, these features are input into a Transformer network to capture spatial-temporal features, and the emotion classification is executed using a fully connected (FC) layer with a Softmax activation function. Therefore, the innovations of this paper include using a limited number of channels for emotion classification without sacrificing accuracy, selecting optimal signal segments using the GA, and employing the Transformer network for high-accuracy and high-speed classification. The proposed method undergoes evaluation on two publicly accessible datasets, SEED and SEED-V, across two distinct scenarios. Notably, it attains mean accuracy rates of 99.96% and 99.51% in the cross-subject scenario, and 99.93% and 99.43% in the multi-subject scenario for the SEED and SEED-V datasets, respectively. Noteworthy is the outperformance of the proposed method over the state-of-the-art (SOTA) in both scenarios for both datasets, thus underscoring its superior efficacy. Additionally, comparing the accuracy of individual subjects with previous works in cross subject scenario further confirms the superiority of the proposed method for both datasets.

    Keywords: Electroencephalogram (EEG), Common Spatial Pattern (CSP), Transformer Encoder, Segmentation, Genetic Algorithm
  • H. Karim Tabbahfar, F. Tabib Mahmoudi *
    Background and Objectives
    Considering the drought and global warming, it is very important to monitor changes in water bodies for surface water management and preserve water resources in the natural ecosystem. For this purpose, using the appropriate spectral indices has high capabilities to distinguish surface water bodies from other land covers. This research has a special consideration to the effect of different types of land covers around water bodies. For this reason, two different water bodies, lake and wetland, have been used to evaluate the implementation results.
    Methods
    The main objective of this research is to evaluate the capabilities of the genetic algorithm in optimum selection of the spectral indices extracted from Sentinel-2 satellite image due to distinguish surface water bodies in two case studies: 1) the pure water behind the Karkheh dam and 2) the Shadegan wetland having water mixed with vegetation. In this regard, the set of optimal indices is obtained with the genetic algorithm followed by the support vector machine (SVM) classifier.
    Results
    The evaluation of the classification results based on the optimum selected spectral indices showed that the overall accuracy and Kappa coefficient of the recognized surface water bodies are 98.18 and 0.9827 in the Karkheh dam and 98.04 and 0.93 in Shadegan wetland, respectively. Evaluation of each of the spectral indices measured in both study areas was carried out using quantitative decision tree (DT) classifier. The best obtained DT classification results show the improvements in overall accuracy by 1.42% in the Karkheh Dam area and 1.56% in the Shadegan Wetland area based on the optimum selected indices by genetic algorithm followed by SVM classifier. Moreover, the obtained classification results are superior compared with Random Forest classifier using the optimized set of spectral features.
    Conclusion
    Applying the genetic algorithm on the spectral indices was able to obtain two optimal sets of effective indices that have the highest amount of accuracy in classifying water bodies from other land cover objects in the study areas. Considering the collective performance, genetic algorithm selects an optimal set of indices that can detect water bodies more accurately than any single index.
    Keywords: Genetic Algorithm, Spectral Indices, Water Bodies, Classifier, Optimization
  • محسن نوروزی اذغندی، علی اصغر شجاعی*، سامان طوسی

    عواملی چون بهبود قابلیت اطمینان، افزایش ظرفیت تولید شبکه، کاهش تلفات پیک سایی و هزینه سوخت و ملاحظات اقتصادی و زیست محیطی از یکسو و پیشرفت های صورت گرفته در زمینه ی ادوات نیمه هادی از سوی دیگر باعث گسترش نفوذ روز افزون منابع تولید پراکنده در شبکه توزیع شده است. با حضور آرایه خورشیدی در سطح شبکه توزیع، سطح ولتاژ دچار تغییرات زیادی می شود به طوری که در برخی بازه های زمانی و همچنین برخی شرایط، از محدوده تغییرات مجاز تعیین شده نیز تخطی می نماید. بدین منظور لازم است که راهکارهایی برای غلبه بر این چالش اتخاذ گردد. در این مقاله استفاده از بازیاب دینامیکی ولتاژ برخط پیشنهاد شده است. ساختار کنترلی مورد استفاده از الگوریتم ژنتیک مبتنی بر آشوب بهره می برد. استفاده از نظریه آشوب، باعث بهبود همگرایی و افزایش سرعت آن می گردد. به منظور اجرای شبیه سازی ها، وضعیت سطح پروفیل ولتاژ برای بخشی از شبکه توزیع مسکونی شهر مقدس مشهد توسط نرم افزارDIgSILENT  مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از داده های واقعی مصرف انرژی در بخش مسکونی با گام زمانی یک ساعته استفاده شده و شبیه سازی ها در قالب سه سناریو پیاده سازی شده است. سناریوی اول زمانی است که سلول خورشیدی در مدار وجود ندارد. حالت دوم زمانی است که سلول خورشیدی در مدار است. و حالت سوم زمانی است که هم سلول و هم بازیاب دینامیکی ولتاژ درخط به پایداری سیستم و بهبود کیفیت توان آن کمک می کنند. برطبق نتایج بدست آمده، با اعمال روش کنترلی مذکور نه تنها بیش از 7٪ از دامنه تغییرات ولتاژ کاسته می شود بلکه با کاهش سطح عدم تعادل ولتاژ، سطح بازدهی و قابلیت اعتماد شبکه نیز افزایش می یابد.

    کلید واژگان: بازیاب دینامیکی ولتاژ, تولیدپراکنده, سیستم حفاظتی, کیفیت توان
    Mohsen Noruzi, Aliasghar Shojaei*, Saman Tusi

    Improving reliability indices, increasing the grid production capacity, reducing power loss during peak periods and fuel cost, and economic and environmental considerations on the one hand, and the progresses made in the field of semiconductor devices on the other hand, are some of the factors that increase the penetration of the renewable energy sources to the distributed network. When the photovoltaic panels are present at the level of the distribution network, there are periods of time when the voltage exceeds its allowable area. Regarding this issue, it is necessary to consider solutions to overcome this challenge. This paper suggests an online dynamic voltage restorer whose control algorithm is designed according to the genetic algorithm. The simulations are carried out according to the voltage profile of a part of Mashhad. They have been investigated by DIgSILENT software. For this purpose, the real data of energy consumption in the residential sector with a time step of one hour has been used and the simulations have been implemented in the form of three scenarios. The first scenario is when there is no solar cell. The second is when the solar cell is online. And the third state is when both the cell and the dynamic voltage recovery in the line help the stability of the system and improve its power quality. According to the obtained results, by applying the mentioned control method, not only more than 7% of the range of voltage variations is reduced, but by reducing the level of voltage imbalance, the level of efficiency and reliability of the network is also increased.

    Keywords: Voltage profile, online dynamic voltage restorer, genetic algorithm, chaos theory, mashhad electricity distribution network
  • بازده سلول خورشیدی بخش مهمی از سیستم PV را در نظر می گیرد، پارامترهای (Io، IL، n، Rs و Rsh) سلول خورشیدی اصلی ترین قسمتی است که بر بازده تاثیر می گذارد. برای تخمین مقادیر بهینه سازی سه پارامتر از برنامه شبیه سازی Matlab استفاده شد و با استفاده از روش Fminsearch، سلول های خورشیدی با اندازه گیری دمای 0 تا 100 درجه سانتی گراد را محاسبه کردند، سپس نتایج را بین روش الگوریتم ژنتیک با الگوریتم شبکه عصبی مقایسه کردند. این مقاله نشان می دهد که نتایج غالبا در GA بهتر از NNA بود، با Io 3.0992 e-7 و IL که 3.8059 توسط GA یافت شد. GA اگر اندازه جمعیت و تعداد تکرارهای یکسانی داشته باشد خوب است. مقدار تابع هدف (fval) در GA 0.002856 است اما در NNA 0.005518 است. و همچنین تابع هدف دوم (fvaltemp) در GA 0.1035 با مقدار 0.1069 در NNA است. از طرفی، زمان اجرای در نظر گرفته شده در روش Fminsearch کمتر از NNA و GA است که به ترتیب 64.9 ثانیه، 781 ثانیه و 289 ثانیه است.
    کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک, شبکه عصبی, سلول خورشیدی
    Z. K. Gurgi *, A. I. Ismael, R. A. Mejeed
    Solar cell efficiency considers an important part of the PV system, the parameters (Io, IL, n, Rs, and Rsh) of solar cell is the main part that effected on efficiency. The Matlab simulation program was used to estimate the three parameters' optimization values and evaluated by the Fminsearch method, they calculated for solar cells measured from 0oC to 100oC for seven temperatures, then make comparing for the results between the Genetic Algorithm method with Neural Network Algorithm. This paper establishes the results are frequently in GA was better than NNA, with the Io being 3.0992 e-7 and IL being 3.8059 found by GA. GA is good if they have the same population size and number of iterations. The value of the objective function (fval) in GA is 0.002856 but in NNA is 0.005518. And also second objective function (fvaltemp) in GA is 0.1035 with a 0.1069 value in NNA. From the side, the execution time considers in the Fminsearch method is less than NNA and GA that being 64.9 s, 781 s, and 289 s respectively.
    Keywords: genetic algorithm, neural network, Solar cell
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