Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Publikacje
Pomoc (F2)
[43382] Artykuł:

Modelowanie systemu prognozowania natężenia ruchu z zastosowaniem rozmytej mapy kognitywnej i wielokrokowych algorytmów uczenia

(Modeling of decision support system for traffic forecasting using fuzzy cognitive map and multi-step learning algorithms)
Czasopismo: Logistyka   Zeszyt: 3, Strony: 2590-2597
ISSN:  1231-5478
Opublikowano: 2014
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Procent
udziału
Liczba
punktów
Aleksander Iwanowicz Jastriebow orcid logoWEAiIKatedra Systemów Informatycznych *505.00  
Katarzyna Poczęta orcid logoWEAiIKatedra Systemów Informatycznych *505.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w recenzowanym czasopiśmie wymienionym w wykazie ministra MNiSzW (część B)
Punkty MNiSW: 10




Streszczenie:

Rozmyta mapa kognitywna (ang. fuzzy cognitive map FCM) stanowi efektywne narzędzie modelowania
dynamicznych systemów wspomagania decyzyjnego. Kluczowym zagadnieniem związanym z FCM jest
możliwość uczenia macierzy relacji na podstawie rzeczywistych danych. Niniejsza praca prezentuje
zastosowanie rozmytej mapy kognitywnej oraz wielokrokowych algorytmów uczenia w modelowaniu systemu
prognozowania natężenia ruchu. Opisano FCM oraz wielokrokowe algorytmy uczenia nadzorowanego
opartego na metodzie gradientowej. Przedstawiono wybrane wyniki analizy symulacyjnej opracowanego
modelowania kognitywnego na przykładzie systemu prognozowania natężenia ruchu. Uczenie oraz testowanie
FCM przeprowadzono z zastosowaniem rzeczywistych znormalizowanych danych. Dokonano analizy
porównawczej wielokrokowej metody gradientowej z jednokrokową, pod kątem wpływu na działanie
modelowanego systemu. Uzyskane wyniki pokazują dostateczną efektywność zastosowania rozmytej mapy
kognitywnej i wielokrokowych algorytmów uczenia w prognozowaniu natężenia ruchu.




Abstract:

Fuzzy cognitive map (FCM) is an effective tool for modeling of dynamic decision support systems.
The crucial issue connected with the FCM is the ability to learn the relations matrix based on real data.
This paper presents the use of fuzzy cognitive map and multi-step learning algorithms in modeling of decision
support system for traffic forecasting. FCM and multi-step supervised learning algorithms based on gradient
method are described. Selected results of simulation analysis of the cognitive modeling on the example
of traffic forecasting are shown. FCM learning and testing were performed with the use of real normalized
data. Comparative analysis of multi-step gradient method to one-step algorithm, from the point of view
of the influence on the modeled system was done. The results show the sufficient effectiveness of the use
of fuzzy cognitive map and multi-step learning algorithms in traffic forecasting.



B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
1. Amer M., Jetter A.J., Daim T.U.: Scenario planning for the national wind energy sector through
Fuzzy Cognitive Maps. Proceedings of PICMET’13, 2012, pp. 2153 – 2162.
2. Chong A., Wong K.: On the Fuzzy Cognitive Map Attractor Distance. In: IEEE Congress
on Evolutionary Computation, CEC, 2007.
3. Fanaee-T H., Gama J.: Event labeling combining ensemble detectors and background knowledge.
Progress in Artificial Intelligence, Springer Berlin Heidelberg, 2013, pp. 1-15.
4. Jastriebow A., Grzywaczewski M., Gad S.: Analysis of a certain class of discrete multidimensional
system of extremal control. SAMS, 1996, vol. 24, pp. 121-133.
5. Jastriebow A., Piotrowska K. (Poczęta K.): Modelowanie ekspertowych systemów logistycznych
opartych na relacyjnych mapach kognitywnych. Logistyka 2012, nr 3, str.: 871-878.
6. Jastriebow A., Piotrowska K. (Poczęta K.): Simulation analysis of multistep algorithms
of relational cognitive maps learning. In: Jastriebow A., Kuźmińska-Sołśnia B., Raczyńska M.
(eds.) Computer Technologies in Science, Technology and Education. Institute for Sustainable
Technologies - National Research Institute, Radom, 2012, pp. 126-137.
7. Jastriebow A., Piotrowska K. (Poczęta K.): Synthesis and Analysis of Multi-step Learning
Algorithms for Fuzzy Cognitive Maps. In. Papageorgiou E. I.: Fuzzy Cognitive maps for Applied
Sciences and Engineering – From fundamentals to extensions and learning algorithms. Intelligent
Systems Reference Library, vol. 54, Springer, 2014, pp. 133-144.
8. Jastriebow A., Słoń G.: Logistyczne zastosowania modelu rozmytej relacyjnej mapy kognitywnej.
Logistyka 2012, nr 3, str.: 879-886.
9. Kannappan A., Papageorgiou, E. I.: A new classification scheme using artificial immune systems
learning for fuzzy cognitive mapping. Fuzzy Systems (FUZZ), IEEE International Conference on,
2013, pp. 1-8.
10. Kannappan A., Tamilarasi A., Papageorgiou E. I.: Analyzing the performance of fuzzy cognitive
maps with non-linear hebbian learning algorithm in predicting autistic disorder. Expert Systems
with Applications 38, 2011, pp. 1282-1292
11.Kosko B.: Fuzzy cognitive maps. Int. J. Man-Machine Studies, 1986, vol. 24, pp. 65-75.
12. Papageorgiou E. I.: A new methodology for decisions in medical informatics using fuzzy cognitive
maps based on fuzzy rule-extraction techniques, Appl. Soft Comput.11, 2011, pp. 500-513.
13. Papageorgiou E. I.: Fuzzy cognitive map software tool for treatment management
of uncomplicated urinary tract infection. Computer Methods and Programs in Biomedicine 105,
2012, pp. 233-245.
14. Papageorgiou E. I., Froelich W.: Multi-step prediction of pulmonary infection with the use
of evolutionary fuzzy cognitive maps. Neurocomputing 92, 2012, pp. 28-35.
15. Papageorgiou E. I., Parsopoulos K. E., Stylios C. S., Groumpos P. P., Vrahtis M. N.: Fuzzy
Cognitive Maps Learning Using Particle Swarm Optimization. Journal of Intelligent Information
Systems, 25:1, 2005, pp. 95-121.
16. Papageorgiou E., Spyridonos P. P., Stylios C. D., Ravazoula P., Groumpos P. P., Nikiforidis G. N.:
Advanced soft computing diagnosis method for tumour grading. Artificial Intelligence in Medicine
36, 2006, pp. 59-70.
17. Papageorgiou E. I., Stylios C. D., Groumpos P. P.: Active Hebbian learning algorithm to train
fuzzy cognitive maps. Int. J. Approx. Reason. 37 (3), pp. 219–247, 2004. Proceedings of the 28th
Annual International Conference of the IEEE EMBS, USA, 2006, pp. 6117-6120.
18. Piotrowska K. (Poczęta K.): Inteligentny system ekspertowy oparty na mapach kognitywnych.
STUDIA INFORMATICA, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria INFORMATYKA, vol.
33, no 2A (105), 2012, str.: 605-616.
19. Salmeron J. L., Papageorgiou E. I.: A Fuzzy Grey Cognitive Maps based Decision Support System
for radiotherapy treatment planning. Knowledge-Based Systems 30, 2012, pp. 151-160.
20. Słoń G.: The Use of Fuzzy Numbers in the Process of Designing Relational Fuzzy Cognitive Maps.
Lecture Notes in Artificial Intelligence LNAI 7894/Part1, Springer-Verlag, 2013, pp. 376-387.
21. Song H. J., Miao C. Y., Shen Z. Q., Roel W., Maja D. H., Francky C.: Design of fuzzy cognitive
maps using neural networks for predicting chaotic time series. Neural Networks 23, 2010, pp.
1264-1275.
22. Stach W., Kurgan L., Pedrycz W.: A divide and conquer method for learning large Fuzzy
Cognitive Maps. Fuzzy Sets and Systems 161, 2010, pp. 2515-2532.
23. Stach W., Kurgan L., Pedrycz W.: Numerical and Linguistic Prediction of Time Series With the
Use of Fuzzy Cognitive Maps. IEEE Transactions on Fuzzy Systems 16, Issue:1, 2008, pp. 61-72.
24. Stach W., Kurgan L., Pedrycz W., Reformat M.: Genetic learning of fuzzy cognitive maps, Fuzzy
Sets and Systems 153 (3), 2005, pp. 371-401.
25.Xiao Z., Chen W., Li L.: An integrated FCM and fuzzy soft set for supplier selection problem
based on risk evaluation. Applied Mathematical Modelling 36, 2012, pp. 1444-1454.
26.Yesil E., Ozturk C., Dodurka M.F., Sahin A.: Control Engineering Education Critical Success
Factors Modeling via Fuzzy Cognitive Maps, 12th Information Technology Based Higher
Education and Training (ITHET 2013), Antalya, Turkey, 2013.
27. Zhang J. Y., Liu Z. Q., Zhou S.: Quotient FCMs - A Decomposition Theory for Fuzzy Cognitive
Maps. IEEE Transactions on Fuzzy Systems, vol. 11, no. 5, 2003, pp. 593-604.