Probabilidades imprecisas: intervalar, fuzzy e fuzzy intuicionista

The idea of considering imprecision in probabilities is old, beginning with the Booles George work, who in 1854 wanted to reconcile the classical logic, which allows the modeling of complete ignorance, with probabilities. In 1921, John Maynard Keynes in his book made explicit use of intervals to represent the imprecision in probabilities. But only from the work ofWalley in 1991 that were established principles that should be respected by a probability theory that deals with inaccuracies. With the emergence of the theory of fuzzy sets by Lotfi Zadeh in 1965, there is another way of dealing with uncertainty and imprecision of concepts. Quickly, they began to propose several ways to consider the ideas of Zadeh in probabilities, to deal with inaccuracies, either in the events associated with the probabilities or in the values of probabilities. In particular, James Buckley, from 2003 begins to develop a probability theory in which the fuzzy values of the probabilities are fuzzy numbers. This fuzzy probability, follows analogous principles to Walley imprecise probabilities. On the other hand, the uses of real numbers between 0 and 1 as truth degrees, as originally proposed by Zadeh, has the drawback to use very precise values for dealing with uncertainties (as one can distinguish a fairly element satisfies a property with a 0.423 level of something that meets with grade 0.424?). This motivated the development of several extensions of fuzzy set theory which includes some kind of inaccuracy. This work consider the Krassimir Atanassov extension proposed in 1983, which add an extra degree of uncertainty to model the moment of hesitation to assign the membership degree, and therefore a value indicate the degree to which the object belongs to the set while the other, the degree to which it not belongs to the set. In the Zadeh fuzzy set theory, this non membership degree is, by default, the complement of the membership degree. Thus, in this approach the non-membership degree is somehow independent of the membership degree, and this difference between the non-membership degree and the complement of the membership degree reveals the hesitation at the moment to assign a membership degree. This new extension today is called of Atanassov s intuitionistic fuzzy sets theory. It is worth noting that the term intuitionistic here has no relation to the term intuitionistic as known in the context of intuitionistic logic. In this work, will be developed two proposals for interval probability: the restricted interval probability and the unrestricted interval probability, are also introduced two notions of fuzzy probability: the constrained fuzzy probability and the unconstrained fuzzy probability and will eventually be introduced two notions of intuitionistic fuzzy probability: the restricted intuitionistic fuzzy probability and the unrestricted intuitionistic fuzzy probability

Sistema especialista fuzzy para dimensionamento de bombeio mecânico

Despite the emergence of other forms of artificial lift, sucker rod pumping systems remains hegemonic because of its flexibility of operation and lower investment cost compared to other lifting techniques developed. A successful rod pumping sizing necessarily passes through the supply of estimated flow and the controlled wear of pumping equipment used in the mounted configuration. However, the mediation of these elements is particularly challenging, especially for most designers dealing with this work, which still lack the experience needed to get good projects pumping in time. Even with the existence of various computer applications on the market in order to facilitate this task, they must face a grueling process of trial and error until you get the most appropriate combination of equipment for installation in the well. This thesis proposes the creation of an expert system in the design of sucker rod pumping systems. Its mission is to guide a petroleum engineer in the task of selecting a range of equipment appropriate to the context provided by the characteristics of the oil that will be raised to the surface. Features such as the level of gas separation, presence of corrosive elements, possibility of production of sand and waxing are taken into account in selecting the pumping unit, sucker-rod strings and subsurface pump and their operation mode. It is able to approximate the inferente process in the way of human reasoning, which leads to results closer to those obtained by a specialist. For this, their production rules were based on the theory of fuzzy sets, able to model vague concepts typically present in human reasoning. The calculations of operating parameters of the pumping system are made by the API RP 11L method. Based on information input, the system is able to return to the user a set of pumping configurations that meet a given design flow, but without subjecting the selected equipment to an effort beyond that which can bear

Establishing the risk of neonatal mortality using a fuzzy predictive model

O objetivo do artigo foi avaliar o uso da lógica fuzzy para estimar possibilidade de óbito neonatal. Desenvolveu-se um modelo computacional com base na teoria dos conjuntos fuzzy, tendo como variáveis peso ao nascer, idade gestacional, escore de Apgar e relato de natimorto. Empregou-se o método de inferência de Mamdani, e a variável de saída foi o risco de morte neonatal. Criaram-se 24 regras de acordo com as variáveis de entrada, e a validação do modelo utilizou um banco de dados real de uma cidade brasileira. A acurácia foi estimada pela curva ROC; os riscos foram comparados pelo teste t de Student. O programa MATLAB 6.5 foi usado para construir o modelo. Os riscos médios foram menores para os que sobreviveram (p < 0,001). A acurácia do modelo foi 0,90. A maior acurácia foi com possibilidade de risco igual ou menor que 25% (sensibilidade = 0,70, especificidade = 0,98, valor preditivo negativo = 0,99 e valor preditivo positivo = 0,22). O modelo mostrou acurácia e valor preditivo negativo bons, podendo ser utilizado em hospitais gerais.

Uma aplicação da lógica Fuzzy

Pós-graduação em Matemática Universitária - IGCE

A Lógica Fuzzy Aplicada à Recuperação de Informação

The information retrieval process involves subjective, imprecise and vague concepts, such as "information need", "relevance", and the very concept of "information". The main information retrieval models treat these concepts accurately, represented by a single numerical value. The fuzzy logic, while operating with the uncertainty of natural phenomena in a systematic and rigorous manner, represents a promising alternative to solve some problems related to information retrieval. This paper presents the fuzzy logic and some examples of its use in information retrieval systems (IRS).

Índice de sustentabilidade municipal: uma abordagem fuzzy para um sistema de apoio a decisão

Pós-graduação em Ciências Ambientais - Sorocaba

Modelagem fuzzy aplicada a políticas públicas: proposta de um indice municipal de qualidade ambiental

Pós-graduação em Ciências Ambientais - Sorocaba

Lógica Fuzzy aplicada à geologia

Pós-graduação em Matemática em Rede Nacional - IBILCE

Metodologia de determinação de funções de pertinência de controla-dores fuzzy para a avaliação energética de empresas de avicultura de postura

The objective of this work is to determine the membership functions for the construction of a fuzzy controller to evaluate the energy situation of the company with respect to load and power factors. The energy assessment of a company is performed by technicians and experts based on the indices of load and power factors, and analysis of the machines used in production processes. This assessment is conducted periodically to detect whether the procedures performed by employees in relation to how of use electricity energy are correct. With a fuzzy controller, this performed can be done by machines. The construction of a fuzzy controller is initially characterized by the definition of input and output variables, and their associated membership functions. We also need to define a method of inference and a processor output. Finally, you need the help of technicians and experts to build a rule base, consisting of answers that provide these professionals in function of characteristics of the input variables. The controller proposed in this paper has as input variables load and power factors, and output the company situation. Their membership functions representing fuzzy sets called by linguistic qualities, as “VERY BAD” and “GOOD”. With the method of inference Mandani and the processor to exit from the Center of Area chosen, the structure of a fuzzy controller is established, simply by the choice by technicians and experts of the field energy to determine a set of rules appropriate for the chosen company. Thus, the interpretation of load and power factors by software comes to meeting the need of creating a single index that indicates an overall basis (rational and efficient) as the energy is being used.

Uma aplicação do método fuzzy-electre-topsis para seleção de serviços de computação em nuvem

This work presents an application of a hybrid Fuzzy-ELECTRE-TOPSIS multicriteria approach for a Cloud Computing Service selection problem. The research was exploratory, using a case of study based on the actual requirements of professionals in the field of Cloud Computing. The results were obtained by conducting an experiment aligned with a Case of Study using the distinct profile of three decision makers, for that, we used the Fuzzy-TOPSIS and Fuzzy-ELECTRE-TOPSIS methods to obtain the results and compare them. The solution includes the Fuzzy sets theory, in a way it could support inaccurate or subjective information, thus facilitating the interpretation of the decision maker judgment in the decision-making process. The results show that both methods were able to rank the alternatives from the problem as expected, but the Fuzzy-ELECTRE-TOPSIS method was able to attenuate the compensatory character existing in the Fuzzy-TOPSIS method, resulting in a different alternative ranking. The attenuation of the compensatory character stood out in a positive way at ranking the alternatives, because it prioritized more balanced alternatives than the Fuzzy-TOPSIS method, a factor that has been proven as important at the validation of the Case of Study, since for the composition of a mix of services, balanced alternatives form a more consistent mix when working with restrictions.

Sistema fuzzy para estimativa do bem-estar de matrizes pesadas

Entender o comportamento e suas pequenas variações decorrentes das mudanças do ambiente térmico e desenvolver modelos que simulem o bem-estar a partir de respostas das aves ao ambiente constituem o primeiro passo para a criação de um sistema de monitoramento digital de aves em galpões de produção. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema de suporte à decisão com base na teoria dos conjuntos fuzzy para a estimativa do bem-estar de matrizes pesadas em função de frequências e duração dos comportamentos expressos pelas aves. O desenvolvimento do sistema passou por cinco etapas distintas: 1) organização dos dados experimentais; 2) apresentação dos vídeos em entrevista com especialista; 3) criação das funções de pertinência com base nas entrevistas e na revisão da literatura; 4) simulação de frequências de ocorrências e tempos médios de expressão dos comportamentos classificados como indicadores de bem-estar utilizando equações de regressão obtidas na literatura, e 5) construção das regras, simulação e validação do sistema. O sistema fuzzy desenvolvido estimou satisfatoriamente o bem-estar de matrizes pesadas, tendo na sua última versão, com maior número de regras, acertado 77,8% dos dados experimentais, comparados com as respostas esperadas por um especialista. O sistema pode ser utilizado como instrumento matemático-computacional para apoiar decisões em galpões de produção de matrizes pesadas.

Estimativa de bem-estar de frango de corte em função da concentração de amônia e grau de luminosidade no galpão de produção

Brazil is an important poultry meat export country, and large parts of its destination are countries with specific rearing restrictions related to broiler s welfare. One of the aerial pollutants mostly found in high concentrations in closed poultry housing environment is ammonia. There are evidences that broilers welfare may be compromised by the continuous exposition to this pollutant in rearing housing. This research aimed to estimate broilers welfare reared under specific thermal environmental attributes and bird s density, as function of the ammonia concentration and light intensity inside the housing environment using the Fuzzy Theory. Results showed that the best welfare value (0.89 in the scale: 0-1) approximately 90% of the ideal was found in the conditions that associated the ideal thermal environment, with bird s density between 13-15 birds m-2, with values of the ammonia concentration in the environment below 5 ppm, and light intensity near 1 lx. Using the predictive method it was possible to estimate broilers welfare with relation to the ammonia concentration and light intensity in the housing.

Pobreza multidimensional nos municípios da Região Nordeste

Na abordagem das capacitações de Sen (1981, 1985, 2000, 2001), a pobreza significa privação em diferentes aspectos da vida. O objetivo deste estudo é mensurar a pobreza multidimensional nos municípios da Região Nordeste por meio da teoria dos conjuntos fuzzy e dados do Censo Demográfico (IBGE, 2010). São utilizados 19 indicadores (funcionamentos) distribuídos em quatro dimensões: educação, saúde, condições habitacionais e renda. Os resultados indicam pobreza, com destaque nas dimensões da renda e da educação, principalmente nos estados de Maranhão, Alagoas, Piauí e Paraíba. Políticas de redução da pobreza precisam considerar quais são as privações sofridas pelas pessoas e as particularidades do local onde vivem.

Estimativa de bem-estar de frango de corte em função da concentração de amônia e grau de luminosidade no galpão de produção

O Brasil é um importante país exportador de carne de frango, e grande parte de seu destino são países com restrições específicas de alojamento, relacionadas ao bem-estar das aves. Um dos poluentes aéreos freqüentemente encontrados em altas concentrações nos aviários, principalmente em ambientes fechados, é a amônia. Existem evidências de que o bem-estar de frangos de corte pode ser comprometido pela exposição contínua a esse poluente dentro dos galpões de alojamento. Este trabalho visou a estimar o bem-estar para frangos de corte alojados, a partir de atributos específicos do ambiente térmico e da densidade de aves, em função da concentração de amônia e luminosidade no ambiente de alojamento, utilizando a Teoria dos Conjuntos Fuzzy. Os resultados mostraram que o melhor valor de bem-estar (0,89 na escala: 0-1), aproximadamente 90% do ideal, foi encontrado nas condições que associam o ambiente térmico ideal, com densidade entre 13-15 aves m-2, com valores de concentração de amônia no ambiente abaixo de 5 ppm, e com luminosidade ambiente próxima de 1 lx. Utilizando o método preditivo, foi possível estimar o bem-estar de frangos de corte com relação à concentração de amônia no galpão e a sua luminosidade.

O problema do pixel mistura : um estudo comparativo

Os satélites para sensoriamento remoto atualmente dispoívies à comunidade científica possuem diferenies resoluções espaciais, por exemplo: SPOT 20 e 10 metros, LANDSAT-TM 30 metros e NOA-AVHRR 1100 metros. Essa resolução frequentemente não é grande o suficiente para um grande número de aplicações que necessitam de uma percepção da cena mais detalhada. Muitas vezes, no interior de uma célula de resolução (pixel) mais de uma classe ocorre. Este caso é conhecido como pixel mistura. Na classificação de imagens obtidas por sensoriamento remoto é comum a utilização de metodologias que atribuem somente uma classe a um pixel, como o procedimento clássico da máxima verossimilhança. Esse procedimento resulta frequentemente em uma estimação errônea das áreas ocupadas pelas classes presentes na cena. Em alguns casos, especialmente quando não há uma classe dominante, isto pode ser a fonte de um erro significativo. Desde o início dos anos 70, diferentes metodologias têm sido propostas para o trabalho num nível de subpixel. A grande vantagem do trabalho nesse nível é que um pixel não é necessariamente atribuído a somente uma classe. O pixel tem um grau que o correlaciona a cada classe: de zero(se a classe não ocorre no pixel) até 1 (a classe ocorre no pixel inteiro). Assim, cada pixel tem um vetor associado que estima a proporção de cada classe nele. A metodologia mais comumente utilizada considera a refletância do pixel mistura como uma combinação linear da refletância média de cada classe componente. De acordo com essa visão as refletâncias associadas às classes componentes são consideradas constantes conhecidas i.e., não são variáveis aleatórias. Assim, a proporção de cada classe no pixel é obtida pela resolução de um sistema de equações lineares. Uma outra metodologia é assumir as refletâncias que caracterizam as classes como sendo variáveis aleatórias. Nesta visão, as informações a respeito das distribuições das classes é utilizada. A estimativa das proporções de cada classe é obtida pelo vetor de proporções que maximiza a função de verossimilhança. Mais recentemente, uma visão diferente foi proposta: a utilização da lógica fuzzy. Esta metodologia utiliza o conceito de função de pertinência que é essencial à teoria dos conjuntos fuzzy. Esta função utiliza elementos com natureza estatística ou não para a estimação das proporções. No presente trabalho, duas funções de pertinência foram definidas: a primeira baseada na função densidade probabilidade gaussiana e a segunda baseada diretamente na distância de Mahalanobis. O objetivo deste estudo é avaliar cada uma das metodologias anteriores em termos de acurácia, performance e dados necessários. Para este objetivo, as metodologias foram implementadas computacionalmente e alimentadas com imagens LANDSAT-TM. Para a avaliação da acurácia dos modelos um estudo qualitativo foi executado.