فارسی English
مدلهای فازی در حال نمو و کاربرد آنها در پیش بینی

Evolving Fuzzy Models and their Application in Prediction

دکتر بابک نجار اعرابی
دانشگاه تهران، پردیس دانشکده های فنی، دانشکده برق و کامپیوتر
دکتراحمد کلهر
فارغ التحصیل دوره دکتری تخصصی مهندسی برق- کنترل دانشگاه تهران


مدلهای فازی (شامل مدلهای فازی و فازی- عصبی) از انعطاف، پیچیدگی و تفسیر پذیری بالایی در پذیرش دانش تجربی خبره و از همینطور از قابلیت خود سازماندهی و یادگیری داده محور برخوردار هستند و به همین دلیل، امکان توسعه ساحتاری این مدل در کاربردهای مختلف فراهم بوده است. از طرفی بسیاری از سیستمهای مهم و کاربردی شامل پدیده های طبیعی و زیستی، سیستمهای مالی، انرژی و برخی سیستمهای صنعتی ماهیت غیرخطی و تغییر پذیر با زمان دارند. به منظور شناسایی و مدلسازی چنین سیستمهایی، توسعه مدلهای فازی تحت عنوان سیستمهای فازی در حال نمو از ابتدای قرن جاری میلادی مطرح شد و سال به سال به حجم تحقیقات و ارایه روشها افزوده شد. شکل زیر رشد آمار مقالات منتشر شده در این زمینه را تا سال 2009 نشان می دهد.

شکل 5- نمودار رشد پژوهش در زمینه سیستم های فازی در حال نمو در دهد اخیر

مدلهای فازی در حال نمو قادر هستند تعداد قواعد فازی و پارامترهای بخش مقدم و تالی آنها را طی زمان و متناسب با تغییرات ساختاری سیستم به روز سازند. اسامی برخی از انواع مطرح چنین مدلهایی عبارتند از: eR (2001)، DENFIS (2002) ، خانواده مدل ETS (2004 up to 2010) ، (2006) ePL، SAFIS(2006)،(2008) FLEXFIS.
تفاوت این روشها عمدتا در نوع خوشه یابی برخط داده ها بر مبنای مفاهیمی چون فاصله، پتانسیل و چگالی نقاط، ضریب نفوذ، گرانول، کوانتیزه کردن برداری، یادگیری اشتراکی، خطای خروجی و همینطور در نحوه به روز سازی پارامترهای مدل می باشد. گر چه در برخی از این روشها علاوه بر شناسایی برخط ساختار مدل، امکان برخورد با اوت لیرها و تعیین ورودی های مهم سیستم دیده شده است.
شاید یکی از پر تقاضاترین بخشهای کاربردی در شناسایی، پیش بینی در سیستمهای مختلف مالی ، سیستمهای انرژی نفت و گاز، پدیده های مثل طوفانهای خورشیدی، آب هوا، زلزله، سونامی و سیستمهای اجتماعی و صنعتی باشد. از طرفی یکی از سرراست ترین و مهمترین کاربردهای شناسایی مدل، پیش بینی است. مدلهای که بتوانند از اعتبار لازم برای بیان رفتارهای آتی یک سیستم برخودار باشند برای پیش بینی مناسب خواهند بود. بیان رفتار آتی سیستم های متغیر با زمان به کمک مدلهایی که مرحله یادگیری آنها متوقف شده است ممکن نیست. به این دلیل، مدلهای در حال نمو می توانند با یادگیری تطبیقی و به روز سازی در افق محدودی از آینده سیستم معتبر باقی بمانند و امکان پیش بینی را بدهند. ظرفیتهای لازم درمدلهای فازی در حال نمو برای پیش بینی بدلیل امکان بهره گیری از نظرات خبره ، امکان نمو ساختار در مواجه با جریانهای داده ای و تفسیر پذیری، به خوبی وجود دارد. در عین حال تعیین فاکتورها و ورودیهای موثر و مناسب و تعیین نرخ مشاهدات لازم در مقایسه با سرعت رویداد از جمله چالش ها پیش رو در پیش بینی می باشد. ارایه راهکارهای جدید و افزودن توانمندیهای سیستمهای فازی در حال نمو در مواجه با این چالش ها، از جمله فرصتهای پیش رو برای محققیقن و علاقمندان به موضوع مدلهای در حال نمو و پیش بینی خواهد بود.



دستاوردهای مورد انتظار برای شرکت کنندگان

هدف از برگزاری کارگاه در درجه اول معرفی اهمیت و جایگاه مدلهای فازی در حال نمو در حل مسایل شناسایی سیستمهایی است که در آنها تغییرات رفتاری و نگاشتی قابل توجهی بین ورودی و خروجی در طی زمان می دهد و در عین حال مشاهدات مربوط به آن بصورت تدریجی است. در ادامه مخاطبان با روشهای مطرح ارایه شده در زمینه مدلهای فازی در حال نمو و دسته بندی موضوعی آنها آشنا می شوند. تببین توانمندیها و ظرفیت های این خانواده مدل در مقایسه با سایر مدلها در بکارگیری به منظور پیش بینی سیستمهای دنیای واقعی شامل پدیده های طبیعی، سیستمهای انرژی، مالی و صنعتی از دیگر اهداف این کارگاه است. در انتها مخاطبان این کارگاه با چالش ها پیش رو در بکارگیری این نوع مدلهای به منظور مسایل پیش بینی و فرصتهای موجود جهت حل آنها آگاه خواهند شد.


برنامه کارگاه

بطور کلی کارگاه در چهار سر فصل ارایه می شود:
1- تبیین اهمیت و جایگاه مدلهای فازی در حال نمو در مباحث شناسایی (زمان ارایه : 20 تا 30 دقیقه)
2- معرفی روشهای پایه و مطرح ارایه شده در بحث شناسایی مدلهای فازی در حال نمو(زمان ارایه : 60 تا 90 دقیقه)
3- توانمندیهای مدلهای فازی در حال نمو برای حل مسائل پیش بینی(زمان ارایه : 20 تا 30دقیقه)
4- چالشهای پیش رو در زمینه شناسایی مدلهای فازی در حال نمو به منظور پیش بینی (زمان ارایه : 20 تا 30دقیقه)


مخاطبین اصلی

- گروهی از دانشجویانی که به بحث های شناسایی و پیش بینی علاقمند هستند.
- محققیق و کارشناسان علاقمند و فعال در زمینه پیش بینی بخصوص حوزه های انرژی، هواشناسی ، مباحث مالی،رویدادهای طبیعی و مباحث صنعتی


مخاطبین هدف فرعی

- بخشهای آکادمیکی که در زمینه مدلسازی و شناسایی تحقیق می کنند ، سازمانهای دولتی و شرکتهای خصوصی که مشخصا پیش بینی بخشی از ماموریت و اهداف آنها می باشد: سازمان هواشناسی، مرکز مطالعات انرژی، شزکت توانیر، موسسه ژئوفیزیک و ...


سازمان، صنایع و شرکت های مرتبط با موضوع

- سازمان هواشناسی، مرکز مطالعات انرژی، شرکت توانیر، موسسه ژئوفیزیک، سازمانها و مراکز تحقیقاتی هوا و فضا.
بیستمین کنفرانس مهندسی برق ایران

ICEE 2012، تهران، ایران