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Diagnóstico automático de defeitos em rolamentos baseado em lógica fuzzy / Automatic diagnoses of rolling bearing failures based in fuzzy logic.

Fujimoto, Rodrigo Yoshiaki 08 December 2005 (has links)
Este trabalho apresenta duas metodologias baseadas em lógica fuzzy para automatizar o diagnóstico de defeito em equipamentos mecânicos, além de fazer uma comparação de seu desempenho utilizando um caso experimental. As duas metodologias estudadas são: o sistema de inferência fuzzy e o algoritmo baseado em Fuzzy C-Means. O alarme estatístico é uma metodologia existente atualmente na indústria com este objetivo e que será utilizado neste trabalho para comparação de desempenho. Para realizar os testes, foram desenvolvidos programas que permitiram criar alarmes e sistemas fuzzy utilizando um banco de dados experimental. De modo diferente ao que são feitos normalmente, os sistemas fuzzy de diagnóstico testados neste trabalho foram construídos automaticamente utilizando informações do banco de dados experimentais composto por sinais de vibração, que representam a condição normal e diversos tipos de defeitos em mancais de rolamentos. Os parâmetros escalares característicos necessários para a entrada nos sistemas fuzzy foram obtidos através do processamento dos sinais de vibração de mancais de rolamentos. Nas análises realizadas neste trabalho, foi estudada a influência de diversos características de criação do sistema fuzzy. Como exemplo, pode-se citar como principal influência, a complexidade do banco de dados a ser analisado pelo sistema fuzzy. Por fim, além de apresentar uma comparação de performance entre as metodologias fuzzy apresentadas no trabalho, com o alarme estatístico, são discutidas as características de cada uma destas metodologias. Destacam-se como principais contribuições deste trabalho, a obtenção de uma metodologia utilizada para criar de maneira automática o sistema de inferência fuzzy e as modificações realizadas no algoritmo Fuzzy C-Means para aperfeiçoar o desempenho em classificação de defeitos. / This works describes two proposed methodologies for the automatic diagnoses in mechanical equipment: the fuzzy system inference and a Fuzzy C-Means based algorithm. Their performances are evaluated in an experimental case and, afterwards, also compared by the statistical alarm, a diagnostic methodology very used in industries at present. In order to do the tests, a developed computer algorithm allowed creating alarms and fuzzy systems by the use of an experimental database. These tested diagnostic systems were automatically built using information from the mentioned database that was composed by samples of vibration signals, representing several types of rolling bearing defects and the bearing normal condition. The fuzzy systems input scalar parameters were obtained by signal processing. The influence of some of the building fuzzy systems parameters in the system performance was also studied, which allow establishing, for example, that the database complexity is an important factor in the fuzzy system performance. Finally, this work discusses the main characteristics of each one of the described methodologies. The most important contribution of this work is the proposition of a methodology for creating fuzzy system automatically as well as the analysis of the fuzzy C-Means as a tool for system diagnoses.
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RBF-sítě s dynamickou architekturou / RBF-networks with a dynamic architecture

Jakubík, Miroslav January 2012 (has links)
In this master thesis I recapitulated several methods for data clustering. Two well known clustering algorithms, concretely K-means algorithm and Fuzzy C-means (FCM) algorithm, were described in the submitted work. I presented several methods, which could help estimate the optimal number of clusters. Further, I described Kohonen maps and two models of Kohonen's maps with dynamically changing structure, namely Kohonen map with growing grid and the model of growing neural gas. At last I described quite new model of radial basis function neural networks. I presented several learning algorithms for this model of neural networks, RAN, RANKEF, MRAN, EMRAN and GAP. In the end of this work I made some clustering experiments with real data. This data describes the international trade among states of the whole world.
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Utilização de métodos de interpolação e agrupamento para definição de unidades de manejo em agricultura de precisão / Interpolator method and clustering to definition of management zones on precision agriculture

Schenatto, Kelyn 04 February 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kelyn Schenatto.pdf: 4212903 bytes, checksum: 0ba04350cc25aff5e6acb249938e5375 (MD5) Previous issue date: 2014-02-04 / Despite the benefits offered by the technology of precision agriculture (PA), the necessity of dense sampling grids and use of sophisticated equipment for the soil and plant handling make it financially unfeasible in many cases, especially for small producers. With the aimof making viable the PA, the definition of management zones (MZ) consists in dividing the plotin subregions that have similar physicochemical features, where it is possible to work in the conventional manner (without site-specific input application), differing them from the other sub-regions of the field. Thus we use concepts from PA, but adapting some procedures to the reality of the producer, not requiring the replacement of machinery traditionally used.Therefore, yield is usually correlated with physical and chemical properties through statistical and geostatistical methods, and attributes are selected to generate thematic maps, which are then used to define the MZ. In the generation of thematic maps step, are commonly used traditional interpolation methods (Inverse Distance - ID , inverse of the square distance - ISD, and kriging - KRI), and it is important to assess if the quality of thematic maps generated influences in the MZ drafting process and can not justify the interpolation data using robust methods such as KRI. Thus, the present study aimed to evaluate three interpolation methods (ID , ISD and KRI ) for generation of thematic maps used in the generation of MZ by clustering methods K-Means and Fuzzy C-Meas, in two experimental areas (9.9 ha and 15.5 ha), and been used data from four seasons (three crops of soybeans and one of corn). The KRI interpolation and ID showed similar UM. The agreement between the maps decreased when an increase in the number of classes, but with greater intensity with the Fuzzy C-Means method. Clustering algorithms K-Means and Fuzzy C-Means performed similar division on two UM. The best interpolation method was KRI following the ID, what justifies the choice of a more robust interpolation (KRI) to generate UM / Apesar dos benefícios proporcionados pela tecnologia de agricultura de precisão (AP), a necessidade de grades amostrais densas e uso de equipamentos sofisticados para o manejo do solo e da planta tornam o seu cultivo em muitos casos inviável financeiramente, principalmente para pequenos produtores. Com a finalidade de viabilizar a AP, a definição de unidades de manejo (UM) consiste em dividir o talhão em sub-regiões que possuam características físico-químicas semelhantes, onde se pode trabalhar de forma convencional (sem aplicação localizada de insumos), diferenciando-se das outras sub-regiões do talhão. Dessa forma, utilizam-se conceitos de AP, mas adaptam-se alguns procedimentos para a realidade do produtor, não havendo necessidade da substituição de máquinas tradicionalmente utilizadas. Para isso, são geralmente correlacionados atributos físicos e químicos com a produtividade das culturas e, por meio de métodos estatísticos e geoestatísticos, selecionam-se atributos que darão origem a mapas temáticos posteriormente utilizados para definição das UM. Na etapa de geração dos mapas temáticos, são normalmente utilizados métodos tradicionais de interpolação (inverso da distância ID, inverso da distância ao quadrado IDQ e krigagem KRI) e é importante avaliar se a qualidade dos mapas temáticos gerados influencia no processo de definição das UM, podendo desta forma não se justificar a interpolação de dados a partir do uso de métodos robustos como a KRI. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação de três métodos de interpolação (ID, IQD e KRI) para definição dos mapas temáticos utilizados na confecção de UM pelos métodos de agrupamento K-Means e Fuzzy C-Means, em duas áreas experimentais (de 9,9 ha e 15,5 ha), sendo utilizados dados de quatro safras (três safras de soja e uma de milho). Os interpoladores ID e KRI apresentaram UM similares. A concordância entre os mapas diminuiu quando houve aumento do número de classes, mas teve maior intensidade com o método Fuzzy C-Means. Os algoritmos de agrupamento K-Means e Fuzzy C-Means se apresentaram similares na divisão em duas UM. O melhor método de interpolação foi a KRI, seguida do ID, o que justifica a escolha do interpolador mais robusto (KRI) na geração de UM
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[en] STUDY OF DATA MINING METHODS APPLIED TO THE FINANCIAL MANAGEMENT OF MUNICIPALITIES / [pt] ESTUDO DE MÉTODOS DE MINERAÇÃO DE DADOS APLICADOS À GESTÃO FAZENDÁRIA DE MUNICÍPIOS

WILFREDO MAMANI TICONA 09 October 2018 (has links)
[pt] Os impostos arrecadados pelas prefeituras são revertidos para o bem comum, para investimentos (tais como infraestrutura) e custeio de bens e serviços públicos, como saúde, segurança e educação. A previsão de valores futuros a serem arrecadados é uma das tarefas que as prefeituras têm como desafio. Essa é uma tarefa importante, pois as informações obtidas das previsões são valiosas para dar apoio à decisão com relação ao planejamento estratégico da prefeitura. Sendo assim, a investigação de modelos de previsão de impostos municipais, através de técnicas inteligentes, é de grande importância para a administração municipal. Deste modo, um dos objetivos desta dissertação foi desenvolver dois modelos para previsão de impostos utilizando redes neurais. Um modelo considerando variáveis endógenas e outro considerando variáveis endógenas e exógenas. Outro grande desafio para as prefeituras são as irregularidades no pagamento de tributos (erro ou fraude), que também prejudica o planejamento estratégico. A fiscalização mensal de todos os contribuintes é uma tarefa impossível de se realizar devido à desproporção entre o número de contribuintes e o reduzido número de agentes fiscais. Assim, a investigação de métodos baseados em técnicas inteligentes para indicar os possíveis suspeitos de irregularidade, é importante para o desempenho das atividades do agente fiscal. Deste modo, outro objetivo desta dissertação foi desenvolver um modelo visando identificar possíveis suspeitos de irregularidades no pagamento do ISSQN (Imposto Sobre Serviços de Qualquer Natureza). Os modelos de previsão foram avaliados, com três estudos de caso usando dados do município de Araruama. Para o modelo de previsão utilizando variáveis endógenas utilizou-se dois estudos de caso: o primeiro caso para a previsão de Receitas da Dívida Ativa e o segundo caso para a previsão de Receitas Tributárias, e um terceiro estudo caso para o modelo de previsão do ISSQN, utilizando variáveis endógenas e exógenas. Essas previsões obtiveram resultados, que se julgam promissores, a despeito dos dados utilizados nos estudos de caso. Com relação à irregularidade, apesar de não ter sido possível avaliar os resultados obtidos, entende-se que a ferramenta poderá ser utilizada como indicador para novas diligências. / [en] Taxes collected by city halls are reverted towards common welfare; investments (such as infrastructure), and funding of public goods, as services on health, safety and education. The prediction of tax revenues is one of the tasks that have as challenges the city hall. This is an important task; because the information obtained from these predictions are important to support the city halls with relation the strategic planning. Thus, the investigation of prediction models designed for tax revenues through intelligent techniques is of great importance for public administration. One of the goals of this dissertation was to develop two models to prediction tax revenue using neural networks. The first model was designed considering endogenous variables only. The latter, considered both endogenous and exogenous variables. Another major challenge for city hall are irregularities in the taxes payment (error or fraud), which also affect the strategic planning. A monthly of all taxpayers is an impossible task to accomplish, due to the disproportion between the number of taxpayers and the reduced number of tax agents. Thus, research of methods based on intelligent techniques that indicate possible irregularities, is of great importance for tax agents. This way, another objective of this dissertation was to develop a model to identify possible suspects irregularities in the payment of the ISSQN (tax services of any nature). Prediction models were evaluated with three case studies using data from the city hall of Araruama. For the prediction model using endogenous variable, two case studies we used: (i) active debt revenues prediction, (ii) tax revenues prediction and (iii) ISSQN prediction, the latter using both endogenous and exogenous variables. In spite of the data used in the case studies, the results obtained from modeling are promising. Regarding tax irregularities, even though is not possible to evaluate the obtained results, the developed tool may be used as an indicator for future applications.
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Reconhecimento de padrão na biodisponibilidade do ferro utilizando o Algoritmo Fuzzy C-Means / Pattern recognition in iron bioavailability using Fuzzy C-Means algorithm

Márcio Coutinho Brandão Côrtes Filho 15 August 2012 (has links)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Este trabalho apresenta um método para reconhecimento do padrão na biodisponibilidade do ferro, através da interação com substâncias que auxiliam a absorção como vitamina C e vitamina A e nutrientes inibidores como cálcio, fitato, oxalato, tanino e cafeína. Os dados foram obtidos através de inquérito alimentar, almoço e jantar, em crianças de 2 a 5 anos da única Creche Municipal de Paraty-RJ entre 2007 e 2008. A Análise de Componentes Principais (ACP) foi aplicada na seleção dos nutrientes e utilizou-se o Algoritmo Fuzzy C-Means (FCM) para criar os agrupamentos classificados de acordo com a biodisponibilidade do ferro. Uma análise de sensibilidade foi desenvolvida na tentativa de buscar quantidades limítrofes de cálcio a serem consumidas nas refeições. A ACP mostrou que no almoço os nutrientes que explicavam melhor a variabilidade do modelo foram ferro, vitamina C, fitato e oxalato, enquanto no jantar o cálcio se mostrou eficaz na determinação da variabilidade do modelo devido ao elevado consumo de leite e derivados. Para o almoço, a aplicação do FCM na interação dos nutrientes, notou-se que a ingestão de vitamina C foi determinante na classificação dos grupos. No jantar, a classificação de grupos foi determinada pela quantidade de ferro heme na interação com o cálcio. Na análise de sensibilidade realizada no almoço e no jantar, duas iterações do algoritmo determinaram a interferência total do cálcio na biodisponibilidade do ferro. / This dissertation presents a method for pattern recognition on the bioavailability of iron, through interaction with substances that help the absorption such as vitamin C and vitamin A and inhibitors as calcium, phytate, oxalate, tannin and caffeine. The database was obtained through dietary, lunch and dinner, in children 2-5 years in the Municipal Nursery of Paraty - Rio de Janeiro, between 2007 and 2008. The Principal Component Analysis (PCA) was applied in the selection of nutrients and used the Fuzzy C-Means Algorithm (FCM) to create the groups classified according to the bioavailability of iron. A sensitivity analysis was developed in an attempt to find neighboring amounts of calcium being consumed at meals. The PCA showed that at lunch the nutrients that best explained the variability of the model were iron, vitamin C, phytate and oxalate, while at dinner the calcium was effective in determining the variability of the model due to high consumption of dairy products. For lunch, the application of FCM in the interaction of nutrients, it was noted that the intake of vitamin C was decisive in the classification of groups. At dinner, the classification of groups was determined by the amount of iron in the interaction with calcium. In the sensitivity analysis performed for lunch and dinner, two iterations of the algorithm determined the total interference of calcium on iron bioavailability.
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Reconhecimento de padrão na biodisponibilidade do ferro utilizando o Algoritmo Fuzzy C-Means / Pattern recognition in iron bioavailability using Fuzzy C-Means algorithm

Márcio Coutinho Brandão Côrtes Filho 15 August 2012 (has links)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Este trabalho apresenta um método para reconhecimento do padrão na biodisponibilidade do ferro, através da interação com substâncias que auxiliam a absorção como vitamina C e vitamina A e nutrientes inibidores como cálcio, fitato, oxalato, tanino e cafeína. Os dados foram obtidos através de inquérito alimentar, almoço e jantar, em crianças de 2 a 5 anos da única Creche Municipal de Paraty-RJ entre 2007 e 2008. A Análise de Componentes Principais (ACP) foi aplicada na seleção dos nutrientes e utilizou-se o Algoritmo Fuzzy C-Means (FCM) para criar os agrupamentos classificados de acordo com a biodisponibilidade do ferro. Uma análise de sensibilidade foi desenvolvida na tentativa de buscar quantidades limítrofes de cálcio a serem consumidas nas refeições. A ACP mostrou que no almoço os nutrientes que explicavam melhor a variabilidade do modelo foram ferro, vitamina C, fitato e oxalato, enquanto no jantar o cálcio se mostrou eficaz na determinação da variabilidade do modelo devido ao elevado consumo de leite e derivados. Para o almoço, a aplicação do FCM na interação dos nutrientes, notou-se que a ingestão de vitamina C foi determinante na classificação dos grupos. No jantar, a classificação de grupos foi determinada pela quantidade de ferro heme na interação com o cálcio. Na análise de sensibilidade realizada no almoço e no jantar, duas iterações do algoritmo determinaram a interferência total do cálcio na biodisponibilidade do ferro. / This dissertation presents a method for pattern recognition on the bioavailability of iron, through interaction with substances that help the absorption such as vitamin C and vitamin A and inhibitors as calcium, phytate, oxalate, tannin and caffeine. The database was obtained through dietary, lunch and dinner, in children 2-5 years in the Municipal Nursery of Paraty - Rio de Janeiro, between 2007 and 2008. The Principal Component Analysis (PCA) was applied in the selection of nutrients and used the Fuzzy C-Means Algorithm (FCM) to create the groups classified according to the bioavailability of iron. A sensitivity analysis was developed in an attempt to find neighboring amounts of calcium being consumed at meals. The PCA showed that at lunch the nutrients that best explained the variability of the model were iron, vitamin C, phytate and oxalate, while at dinner the calcium was effective in determining the variability of the model due to high consumption of dairy products. For lunch, the application of FCM in the interaction of nutrients, it was noted that the intake of vitamin C was decisive in the classification of groups. At dinner, the classification of groups was determined by the amount of iron in the interaction with calcium. In the sensitivity analysis performed for lunch and dinner, two iterations of the algorithm determined the total interference of calcium on iron bioavailability.
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Diagnóstico automático de defeitos em rolamentos baseado em lógica fuzzy / Automatic diagnoses of rolling bearing failures based in fuzzy logic.

Rodrigo Yoshiaki Fujimoto 08 December 2005 (has links)
Este trabalho apresenta duas metodologias baseadas em lógica fuzzy para automatizar o diagnóstico de defeito em equipamentos mecânicos, além de fazer uma comparação de seu desempenho utilizando um caso experimental. As duas metodologias estudadas são: o sistema de inferência fuzzy e o algoritmo baseado em Fuzzy C-Means. O alarme estatístico é uma metodologia existente atualmente na indústria com este objetivo e que será utilizado neste trabalho para comparação de desempenho. Para realizar os testes, foram desenvolvidos programas que permitiram criar alarmes e sistemas fuzzy utilizando um banco de dados experimental. De modo diferente ao que são feitos normalmente, os sistemas fuzzy de diagnóstico testados neste trabalho foram construídos automaticamente utilizando informações do banco de dados experimentais composto por sinais de vibração, que representam a condição normal e diversos tipos de defeitos em mancais de rolamentos. Os parâmetros escalares característicos necessários para a entrada nos sistemas fuzzy foram obtidos através do processamento dos sinais de vibração de mancais de rolamentos. Nas análises realizadas neste trabalho, foi estudada a influência de diversos características de criação do sistema fuzzy. Como exemplo, pode-se citar como principal influência, a complexidade do banco de dados a ser analisado pelo sistema fuzzy. Por fim, além de apresentar uma comparação de performance entre as metodologias fuzzy apresentadas no trabalho, com o alarme estatístico, são discutidas as características de cada uma destas metodologias. Destacam-se como principais contribuições deste trabalho, a obtenção de uma metodologia utilizada para criar de maneira automática o sistema de inferência fuzzy e as modificações realizadas no algoritmo Fuzzy C-Means para aperfeiçoar o desempenho em classificação de defeitos. / This works describes two proposed methodologies for the automatic diagnoses in mechanical equipment: the fuzzy system inference and a Fuzzy C-Means based algorithm. Their performances are evaluated in an experimental case and, afterwards, also compared by the statistical alarm, a diagnostic methodology very used in industries at present. In order to do the tests, a developed computer algorithm allowed creating alarms and fuzzy systems by the use of an experimental database. These tested diagnostic systems were automatically built using information from the mentioned database that was composed by samples of vibration signals, representing several types of rolling bearing defects and the bearing normal condition. The fuzzy systems input scalar parameters were obtained by signal processing. The influence of some of the building fuzzy systems parameters in the system performance was also studied, which allow establishing, for example, that the database complexity is an important factor in the fuzzy system performance. Finally, this work discusses the main characteristics of each one of the described methodologies. The most important contribution of this work is the proposition of a methodology for creating fuzzy system automatically as well as the analysis of the fuzzy C-Means as a tool for system diagnoses.
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Utilização de métodos de interpolação e agrupamento para definição de unidades de manejo em agricultura de precisão / Interpolator method and clustering to definition of management zones on precision agriculture

Schenatto, Kelyn 04 February 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kelyn Schenatto.pdf: 4212903 bytes, checksum: 0ba04350cc25aff5e6acb249938e5375 (MD5) Previous issue date: 2014-02-04 / Despite the benefits offered by the technology of precision agriculture (PA), the necessity of dense sampling grids and use of sophisticated equipment for the soil and plant handling make it financially unfeasible in many cases, especially for small producers. With the aimof making viable the PA, the definition of management zones (MZ) consists in dividing the plotin subregions that have similar physicochemical features, where it is possible to work in the conventional manner (without site-specific input application), differing them from the other sub-regions of the field. Thus we use concepts from PA, but adapting some procedures to the reality of the producer, not requiring the replacement of machinery traditionally used.Therefore, yield is usually correlated with physical and chemical properties through statistical and geostatistical methods, and attributes are selected to generate thematic maps, which are then used to define the MZ. In the generation of thematic maps step, are commonly used traditional interpolation methods (Inverse Distance - ID , inverse of the square distance - ISD, and kriging - KRI), and it is important to assess if the quality of thematic maps generated influences in the MZ drafting process and can not justify the interpolation data using robust methods such as KRI. Thus, the present study aimed to evaluate three interpolation methods (ID , ISD and KRI ) for generation of thematic maps used in the generation of MZ by clustering methods K-Means and Fuzzy C-Meas, in two experimental areas (9.9 ha and 15.5 ha), and been used data from four seasons (three crops of soybeans and one of corn). The KRI interpolation and ID showed similar UM. The agreement between the maps decreased when an increase in the number of classes, but with greater intensity with the Fuzzy C-Means method. Clustering algorithms K-Means and Fuzzy C-Means performed similar division on two UM. The best interpolation method was KRI following the ID, what justifies the choice of a more robust interpolation (KRI) to generate UM / Apesar dos benefícios proporcionados pela tecnologia de agricultura de precisão (AP), a necessidade de grades amostrais densas e uso de equipamentos sofisticados para o manejo do solo e da planta tornam o seu cultivo em muitos casos inviável financeiramente, principalmente para pequenos produtores. Com a finalidade de viabilizar a AP, a definição de unidades de manejo (UM) consiste em dividir o talhão em sub-regiões que possuam características físico-químicas semelhantes, onde se pode trabalhar de forma convencional (sem aplicação localizada de insumos), diferenciando-se das outras sub-regiões do talhão. Dessa forma, utilizam-se conceitos de AP, mas adaptam-se alguns procedimentos para a realidade do produtor, não havendo necessidade da substituição de máquinas tradicionalmente utilizadas. Para isso, são geralmente correlacionados atributos físicos e químicos com a produtividade das culturas e, por meio de métodos estatísticos e geoestatísticos, selecionam-se atributos que darão origem a mapas temáticos posteriormente utilizados para definição das UM. Na etapa de geração dos mapas temáticos, são normalmente utilizados métodos tradicionais de interpolação (inverso da distância ID, inverso da distância ao quadrado IDQ e krigagem KRI) e é importante avaliar se a qualidade dos mapas temáticos gerados influencia no processo de definição das UM, podendo desta forma não se justificar a interpolação de dados a partir do uso de métodos robustos como a KRI. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação de três métodos de interpolação (ID, IQD e KRI) para definição dos mapas temáticos utilizados na confecção de UM pelos métodos de agrupamento K-Means e Fuzzy C-Means, em duas áreas experimentais (de 9,9 ha e 15,5 ha), sendo utilizados dados de quatro safras (três safras de soja e uma de milho). Os interpoladores ID e KRI apresentaram UM similares. A concordância entre os mapas diminuiu quando houve aumento do número de classes, mas teve maior intensidade com o método Fuzzy C-Means. Os algoritmos de agrupamento K-Means e Fuzzy C-Means se apresentaram similares na divisão em duas UM. O melhor método de interpolação foi a KRI, seguida do ID, o que justifica a escolha do interpolador mais robusto (KRI) na geração de UM
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Využití fuzzy množin ve shlukové analýze se zaměřením na metodu Fuzzy C-means Clustering / Fuzzy Sets Use in Cluster Analysis with a Special Attention to a Fuzzy C-means Clustering Method

Camara, Assa January 2020 (has links)
This master thesis deals with cluster analysis, more specifically with clustering methods that use fuzzy sets. Basic clustering algorithms and necessary multivariate transformations are described in the first chapter. In the practical part, which is in the third chapter we apply fuzzy c-means clustering and k-means clustering on real data. Data used for clustering are the inputs of chemical transport model CMAQ. Model CMAQ is used to approximate concentration of air pollutants in the atmosphere. To the data we will apply two different clustering methods. We have used two different methods to select optimal weighting exponent to find data structure in our data. We have compared all 3 created data structures. The structures resembled each other but with fuzzy c-means clustering, one of the clusters did not resemble any of the clustering inputs. The end of the third chapter is dedicated to an attempt to find a regression model that finds the relationship between inputs and outputs of model CMAQ.
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Providing Situational Awareness For Naval Operators : Implementation of Two Prioritization Algorithms

Nilsson, Jonna, Lidh, Jesper January 2024 (has links)
On the 29th of August, the vessel Stena Scandica experienced a blackout. Before the blackout, 294 alarms were issued in 4 minutes. With the number of alarms, the operators could not prevent the blackout. The amount of information and the way it was presented became a hindrance to operators. They could not interpret their surroundings' information without fault from them. This interpretation is called situational awareness. This thesis will solve how information can be provided to operators without hindrance to situational awareness. The focus will be on the Swedish Navy's operators and their needs. The aim is to solve the problem by creating a system that provides situational awareness. The system will use the information on air- and seaborne targets from a radar and a camera display. Three research questions were proposed: how will the radar data structure be, how will it be ranked, and how will it be presented? The structure was expected to tell the targets' location, size, and movement. The ranking of the targets would tell if the targets were a threat to the naval operators. Lastly, the targets were expected to be presented with some of their information on a camera display.    For the first question, the structure for both kinds of targets was constructed to meet the expectations. Two models were used to solve the second question. An artificial neural network and fuzzy c-means. The artificial neural network was chosen as it is one of the best classification algorithms. Fuzzy c-means were chosen since it can cluster similar behaviors together, therefore clustering high-threat targets together. Of these two models, the result showed that the artificial neural network was a better ranking method, with a higher accuracy of 92.9% for airborne targets and 80.6% for seaborne targets. A simulation was made to answer the third question and was built according to the expectations. The simulation only displayed the highest threat targets in the camera display. By presenting the high-threat targets, the operators received a better understanding of where the targets are in reality. In the future, studies should be conducted on implementation of the system on Swedish Navy vessels. For example, is there enough computational power for an artificial neural network? / Den 29 augusti drabbades fartyget Stena Scandica av ett strömavbrott. Innan strömavbrottet utlöste 294 larm inom 4 minuter, vilket gjorde det omöjligt för operatörerna att förhindra avbrottet. Mängden information och sättet den presenterades på blev ett hinder för operatörerna, vilket påverkade deras lägesbild. Arbete syftar till att lösa hur information kan tillhandahållas till operatörer utan att hindra deras situationsmedvetenhet, med fokus på den svenska marinens operatörer och deras behov. Detta arbete föreslår ett system som använder radardata och kameradisplayer för att tillhandahålla lägesbilden. Tre forskningsfrågor ställs: hur ska radarns datastruktur vara, hur ska den rankas, och hur ska den presenteras? Strukturen förväntas visa målens plats, storlek och rörelse. Rankningen ska indikera om målen utgör ett hot, och hög-hotmål ska presenteras på kameradisplayen. För att svara på den första frågan konstruerades strukturen för båda typerna av mål. För den andra frågan användes två modeller: ett artificiellt neuralt nätverk och fuzzy c-means. Det artificiella neurala nätverket visade sig vara den bästa metoden med en noggrannhet på 92,9% för luftmål och 80,6% för sjömål. En simulering gjordes för att svara på den tredje frågan, där endast de mest hotfulla målen visades på kameradisplayen. Detta gav operatörerna en bättre förståelse för var målen befann sig. Framtida studier bör undersöka systemets implementering på svenska marinens fartyg. Exempelvis om tillräcklig beräkningskraft finns för ett artificiellt neuralt nätverk.

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