Estimation of fuzzy memberships from histograms

Based on the conclusions drawn in the bijective transformation between possibility and probability, a method is proposed to estimate the fuzzy membership function for pattern recognition purposes. A rational function approximation to the probability density function is obtained from the histogram of a finite (and sometimes very small) number of samples. This function is normalized such that the highest ordinate is one. The parameters representing the rational function are used for classifying the pattern samples based on a max-min decision rule. The method is illustrated with examples.

Fuzzy waste load allocation model: a multiobjective approach

Fuzzy Waste Load Allocation Model (FWLAM), developed in an earlier study, derives the optimal fractional levels, for the base flow conditions, considering the goals of the Pollution Control Agency (PCA) and dischargers. The Modified Fuzzy Waste Load Allocation Model (MFWLAM) developed subsequently is a stochastic model and considers the moments (mean, variance and skewness) of water quality indicators, incorporating uncertainty due to randomness of input variables along with uncertainty due to imprecision. The risk of low water quality is reduced significantly by using this modified model, but inclusion of new constraints leads to a low value of acceptability level, A, interpreted as the maximized minimum satisfaction in the system. To improve this value, a new model, which is a combination Of FWLAM and MFWLAM, is presented, allowing for some violations in the constraints of MFWLAM. This combined model is a multiobjective optimization model having the objectives, maximization of acceptability level and minimization of violation of constraints. Fuzzy multiobjective programming, goal programming and fuzzy goal programming are used to find the solutions. For the optimization model, Probabilistic Global Search Lausanne (PGSL) is used as a nonlinear optimization tool. The methodology is applied to a case study of the Tunga-Bhadra river system in south India. The model results in a compromised solution of a higher value of acceptability level as compared to MFWLAM, with a satisfactory value of risk. Thus the goal of risk minimization is achieved with a comparatively better value of acceptability level.

Health monitoring,of a helicopter rotor in forward flight using fuzzy logic

A fuzzy logic system is developed for helicopter rotor system fault isolation. Inputs to the fuzzy logic system are measurement deviations of blade bending and torsion response and vibration from a "good" undamaged helicopter rotor. The rotor system measurements used are flap and lag bending tip deflections, elastic twist deflection at the tip, and three forces and three moments at the rotor hub. The fuzzy logic system uses rules developed from an aeroelastic model of the helicopter rotor with implanted faults to isolate the fault while accounting for uncertainty in the measurements. The faults modeled include moisture absorption, loss of trim mass, damaged lag damper, damaged pitch control system, misadjusted pitch link, and damaged flap. Tests with simulated data show that the fuzzy system isolates rotor system faults with an accuracy of about 90-100%. Furthermore, the fuzzy system is robust and gives excellent results, even when some measurements are not available. A rule-based expert system based on similar rules from the aeroelastic model performs much more poorly than the fuzzy system in the presence of high levels of uncertainty.

FUZZY CONIFOLD Y-F(6) AND MONOPOLES ON S-F(2) x S-F(2)

In this paper, we construct the fuzzy (finite-dimensional) analogs of the conifold Y-6 and its base X-5. We show that fuzzy X-5 is (the analog of) a principal U(1) bundle over fuzzy spheres S-F(2) x S-F(2) and explicitly construct the associated monopole bundles. In particular, our construction provides an explicit discretization of the spaces T-k,T-k and T-k,T-0.

Effect of the Flow Rule on the Bearing Capacity of Strip Foundations on Sand by the Upper-Bound Limit Analysis and Slip Lines

The influence of the flow rule on the bearing capacity of strip foundations placed on sand was investigated using a new kinematic approach of upper-bound limit analysis. The method of stress characteristics was first used to find the mechanism of the failure and to compute the stress field by using the Mohr-Coulomb yield criterion. Once the failure mechanism had been established, the kinematics of the plastic deformation was established, based on the requirements of the upper-bound limit theorem. Both associated and nonassociated plastic flows were considered, and the bearing capacity was obtained by equating the rate of external plastic work to the rate of the internal energy dissipation for both smooth and rough base foundations. The results obtained from the analysis were compared with those available from the literature. (C) 2014 American Society of Civil Engineers.

IQAFAL - Índice Fuzzy de Qualidade de Água para Ambiente Lótico.

A divulgação de informação sobre qualidade das águas para um público não especialista é fundamental para subsidiar ações políticas e institucionais de gestão dos ambientes aquáticos. Para tanto, índices de qualidade de água têm sido propostos por serem capazes de sintetizar em um único valor ou categoria a informação normalmente descrita a partir de um conjunto extenso de variáveis químicas, físicas e biológicas de qualidade de água. A maioria das metodologias propostas para o desenvolvimento de índices de qualidade de água é baseada no conhecimento de especialistas quanto à escolha das variáveis a serem utilizadas, a ponderação da importância relativa de cada variável e métodos utilizados para agregar os dados das variáveis em um único valor. Este trabalho propõe um novo índice de qualidade de água, baseado em lógica nebulosa e direcionado para o ambiente lótico. Esse índice, o IQAFAL, foi desenvolvido com a colaboração de especialistas com ampla e comprovada experiência na área de qualidade de água. A essência do desenvolvimento de um índice, usando-se lógica nebulosa, está na capacidade dessa metodologia representar, de forma mais eficiente e clara, os limites dos intervalos de variação dos parâmetros de qualidade de água para um conjunto de categorias subjetivas, quando esses limites não são bem definidos ou são imprecisos. O índice proposto neste trabalho foi desenvolvido com base no conhecimento dos especialistas em qualidade de água do Instituto Estadual do Ambiente - INEA e aplicado aos dados de qualidade de água do Rio Paraíba do Sul, obtidos pelo INEA, nos anos de 2002 a 2009. Os resultados do IQAFAL mostraram que esse índice foi capaz de sintetizar a qualidade da água deste trecho do Rio Paraíba do Sul correspondendo satisfatoriamente às avaliações de qualidade de água descritas nos relatórios disponíveis. Verificou-se também que com essa metodologia foi possível evitar que a influência de uma variável em condições críticas fosse atenuada pela influência das outras variáveis em condições favoráveis produzindo um resultado indesejável no índice final.

Modelagem automática de sistemas fuzzy utilizando otimização por enxame de partículas.

Esta dissertaçãoo investiga a utilização de Particle Swarm Optimization (PSO) para a obtenção automática de sistemas fuzzy do tipo Mamdani, tendo como insumo apenas as definições das variáveis do problema, seus domínios e a função objetivo. Neste trabalho utilizam-se algumas técnicas conhecidas na tentativa de minimizar a obtenção de sistemas fuzzy que não sejam coerentes. As principais técnicas usadas são o método de Wang e Mendell, chamado de WM, para auxiliar na obtenção de regras, e os conceitos de clusterização para obtenção das funções de pertinência. Na função de avaliação proposta, considera-se não somente a acurácia do sistema fuzzy, através da medida do erro, mas também a sua interpretabilidade, através da medida da compacidade, que consiste da quantidade de regras e funções membro, da distinguibilidade, que permite evitar que as funções membro não se confundam, e da completude, que permite avaliar que as funções membro abranjam o máximo do domínio. O propósito deste trabalho consiste no desenvolvimento de um algoritmo baseado em PSO, cuja função de avaliação congregue todos esses objetivos. Com parâmetros bem definidos, o algoritmo pode ser utilizado em diversos tipos de problemas sem qualquer alteração, tornando totalmente automática a obtenção de sistemas fuzzy. Com este intuito, o algoritmo proposto é testado utilizando alguns problemas pré-selecionados, que foram classificados em dois grupos, com base no tipo de função: contínua ou discreta. Nos testes com funções contínuas, são utilizados sistemas tridimensionais, com duas variáveis de entrada e uma de saída, enquanto nos testes com funções discretas são utilizados problemas de classificação, sendo um com quatro variáveis e outro com seis variáveis de entrada. Os resultados gerados pelo algoritmo proposto são comparados com aqueles obtidos em outros trabalhos.

Modelos de agrupamento e classificação para os bairros da cidade do Rio de Janeiro sob a ótica da Inteligência Computacional: Lógica Fuzzy, Máquinas de Vetores Suporte e Algoritmos Genéticos

A partir de 2011, ocorreram e ainda ocorrerão eventos de grande repercussão para a cidade do Rio de Janeiro, como a conferência Rio+20 das Nações Unidas e eventos esportivos de grande importância mundial (Copa do Mundo de Futebol, Olimpíadas e Paraolimpíadas). Estes acontecimentos possibilitam a atração de recursos financeiros para a cidade, assim como a geração de empregos, melhorias de infraestrutura e valorização imobiliária, tanto territorial quanto predial. Ao optar por um imóvel residencial em determinado bairro, não se avalia apenas o imóvel, mas também as facilidades urbanas disponíveis na localidade. Neste contexto, foi possível definir uma interpretação qualitativa linguística inerente aos bairros da cidade do Rio de Janeiro, integrando-se três técnicas de Inteligência Computacional para a avaliação de benefícios: Lógica Fuzzy, Máquina de Vetores Suporte e Algoritmos Genéticos. A base de dados foi construída com informações da web e institutos governamentais, evidenciando o custo de imóveis residenciais, benefícios e fragilidades dos bairros da cidade. Implementou-se inicialmente a Lógica Fuzzy como um modelo não supervisionado de agrupamento através das Regras Elipsoidais pelo Princípio de Extensão com o uso da Distância de Mahalanobis, configurando-se de forma inferencial os grupos de designação linguística (Bom, Regular e Ruim) de acordo com doze características urbanas. A partir desta discriminação, foi tangível o uso da Máquina de Vetores Suporte integrado aos Algoritmos Genéticos como um método supervisionado, com o fim de buscar/selecionar o menor subconjunto das variáveis presentes no agrupamento que melhor classifique os bairros (Princípio da Parcimônia). A análise das taxas de erro possibilitou a escolha do melhor modelo de classificação com redução do espaço de variáveis, resultando em um subconjunto que contém informações sobre: IDH, quantidade de linhas de ônibus, instituições de ensino, valor m médio, espaços ao ar livre, locais de entretenimento e crimes. A modelagem que combinou as três técnicas de Inteligência Computacional hierarquizou os bairros do Rio de Janeiro com taxas de erros aceitáveis, colaborando na tomada de decisão para a compra e venda de imóveis residenciais. Quando se trata de transporte público na cidade em questão, foi possível perceber que a malha rodoviária ainda é a prioritária

Rule-based grapheme-to-phoneme method for the Greek

This paper describes a trainable method for generating letter to sound rules for the Greek language, for producing the pronunciation of out-of-vocabulary words. Several approaches have been adopted over the years for grapheme-to-phoneme conversion, such as hand-seeded rules, finite state transducers, neural networks, HMMs etc, nevertheless it has been proved that the most reliable method is a rule-based one. Our approach is based on a semi-automatically pre-transcribed lexicon, from which we derived rules for automatic transcription. The efficiency and robustness of our method are proved by experiments on out-of-vocabulary words which resulted in over than 98% accuracy on a word-base criterion.

An example of the use of neural computing techniques in materials science - The modelling of fatigue thresholds in Ni-base superalloys

Two adaptive numerical modelling techniques have been applied to prediction of fatigue thresholds in Ni-base superalloys. A Bayesian neural network and a neurofuzzy network have been compared, both of which have the ability to automatically adjust the network's complexity to the current dataset. In both cases, despite inevitable data restrictions, threshold values have been modelled with some degree of success. However, it is argued in this paper that the neurofuzzy modelling approach offers real benefits over the use of a classical neural network as the mathematical complexity of the relationships can be restricted to allow for the paucity of data, and the linguistic fuzzy rules produced allow assessment of the model without extensive interrogation and examination using a hypothetical dataset. The additive neurofuzzy network structure means that redundant inputs can be excluded from the model and simple sub-networks produced which represent global output trends. Both of these aspects are important for final verification and validation of the information extracted from the numerical data. In some situations neurofuzzy networks may require less data to produce a stable solution, and may be easier to verify in the light of existing physical understanding because of the production of transparent linguistic rules. © 1999 Elsevier Science S.A.

东营凹陷中央隆起带次生油藏成藏机制和预测

It is the key project of SINOPEC at ninth five years period with a lot of work and very difficult, which the main object are the study of pool-forming mechanism, distribution rule and pool-forming model of complex secondary pool at Dongying formation in high mature exploration area, and building theories and methods of research, description and prediction of secondary fault block pool. This paper apply comprehensively with various theories, method and techniques of geology, seismic, well log, reservoir engineering, meanwhile apply with computer means, then adopt combination of quality and quantitative to develop studies of pool-forming mechanism, model and pool prediction of fault block pool. On the based of stretch, strike-slip, reversal structure theories, integrated the geometry, kinematics, and dynamics of structure, it is show that the structure framework, the structure evolve, formation mechanism of central uplift belt of Dongying depression and control to formation and distribute of secondary complex fault block pool. The opening and sealing properties, sealing mechanism and sealing models of pool-controlling fault are shown by using quality, direction of normal stress, relations between interface and rock of two sides of fault and shale smear factor (SSF), as well as the juxtaposition of fault motion stage and hydrocarbon migration, etc. The sealing history of controlling fault, formation mechanism and distribute the regulation are established by combining together with bury history, structure evolve history, fault growth history stress field evolve history, which can be guide exploration and production oil field. It were bring up for the first time the dynamics mechanism of Dongying central uplift which were the result of compound tress field of stretch, strike-slip and reversal, companion with reversal drag structure, arcogenesis of paste and salt beds. The dual function of migration and sealing of fault were demonstrated in the research area. The ability of migration and sealing oil of pool-controlling fault is controlled by those factors of style of fault combination, activity regulation and intensity of fault at the period of oil migration. The four kinds of sealing model of pool-controlling fault were established in the research area, which the sealing mechanism of fault and distribution regulation of oil in time and space. The sealing ability of fault were controlled by quality, direction of normal stress, relations between interface and rock of two sides of fault and shale smear factor (SSF), as well as the juxtaposition of fault motion stage and hydrocarbon migration, etc. The fuzzy judge of fault sealing is the base of prediction of secondary pool. The pool-forming model of secondary was established in the research area, which the main factors are ability migration and sealing. The transform zone of fault, inner of arc fault and the compound area of multi fault are enrichment region of secondary pool of Dongying formation, which are confirm by exploration with economic performance and social performance.

Towards Fuzzy Compositional Modelling

X. Fu, Q. Shen and R. Zhao. 'Towards fuzzy compositional modelling,' In Proceedings of the 16th International Conference on Fuzzy Systems, 2007, pp. 1233-1238. Sponsorship: EPSRC

Selecting Informative Features with Fuzzy-Rough Sets and its Application for Complex Systems Monitoring.

Q. Shen and R. Jensen, 'Selecting Informative Features with Fuzzy-Rough Sets and its Application for Complex Systems Monitoring,' Pattern Recognition, vol. 37, no. 7, pp. 1351-1363, 2004.

Fuzzy interpolative reasoning via scale and move transformation

Z. Huang and Q. Shen. Fuzzy interpolative reasoning via scale and move transformation. IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 14(2):340-359.

Evolutionary approaches to fuzzy modelling for classification

M. Galea, Q. Shen and J. Levine. Evolutionary approaches to fuzzy modelling. Knowledge Engineering Review, 19(1):27-59, 2004.