NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG SUY DẪN MỜ VÀO MỘT SỐ BÀI TOÁN DỰ ĐOÁN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÕN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - CHÂU UYÊN SA NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG SUY DẪN MỜ VÀO MỘT SỐ BÀI TOÁN DỰ ĐOÁN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hệ đào tạo: Chính quy Khóa học: 2007-2011 GVHD: ThS HUỲNH MINH TRÍ TP HỒ CHÍ MINH, 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán” kết nghiên cứu riêng dƣới hƣớng dẫn thầy Huỳnh Minh Trí, không chép Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đƣợc đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu luận văn i SVTH: Châu Uyên Sa NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2011 Ký tên ThS Huỳnh Minh Trí ii SVTH: Châu Uyên Sa NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2011 Ký tên ThS Lê Ngọc Kim Khánh iii SVTH: Châu Uyên Sa NHẬN XÉT CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2011 Ký tên ThS Phan Tấn Quốc iv SVTH: Châu Uyên Sa LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập Trƣờng Đại học Sài Gòn, khoa Công Nghệ Thông Tin, đƣợc hƣớng dẫn giảng dạy tận tình quý thầy cô em tiếp thu nhiều kiến thức quý báu, làm hành trang sống làm việc sau Đặc biệt suốt thời gian thực luận văn vừa qua, đƣợc hƣớng dẫn tận tình thầy - Th.S Huỳnh Minh Trí, em có dịp tìm hiểu kiến thức bổ ích lĩnh vực trí tuệ nhân tạo Em trân trọng cảm ơn thầy tận tâm giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn Em xin cảm ơn thầy cô khoa nhà trƣờng tạo điều kiện thuận lợi cho em thực tốt luận văn Đồng thời, xin cảm ơn tất bạn bè hỗ trợ thời gian nghiên cứu vừa qua Xin trân trọng cảm ơn! v SVTH: Châu Uyên Sa BẢNG CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BP (Back Propagation) DENFIS (Dynamic Evolving Neural Fuzzy Inference System) ECMc (evolving clustering with constrained minimization) ECM (Evolving Clustering Method) ECOS (Evolving Connectionist Systems) EFuNN (Evloving Fuzzy-Neural Network) ESOM (Evolving Self Organising Maps) FCMC (fuzzy C-means clustering) Gas (Genetic algorithm) KMC (K-means clustering) LSE (Least-Square Estimatior) MLP (Multi layer Perceptions) NDEI (Non-Dimensional Error Index) RAN (Resource Allocating Network) RMSE (Root Mean Square Error) SC (Subtractive Clustering) TSK (Takagi-Sugeno_Kang) vi SVTH: Châu Uyên Sa DANH MỤC CÁC BẢNG, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ Danh mục bảng: Bảng : So sánh phƣơng pháp phân cụm ECM với phƣơng pháp phân cụm khác qua liệu gas-furnace 26 Bảng : So sánh luật số NDEI DENFIS phƣơng pháp khác 33 Bảng : Cấu trúc liệu đầu vào toán 36 Bảng : Cấu trúc liệu đầu vào toán 40 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng đến tháng (BT 1) 47 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng đến tháng 12 (BT 1) 48 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng 2/2010 đến tháng 4/2010 (BT 2) 49 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng 5/2010 đến tháng 7/2010 (BT 2) 50 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng 8/2010 đến tháng 10/2010 (BT 2) 51 Bảng 10 : Dữ liệu đầu vào từ tháng 11/2010 đến tháng 1/2011 (BT 2) 52 Danh mục hình: Hình 1 : Hàm liên thuộc dạng tam giác Hình : Hàm liên thuộc dạng hình thang Hình : Hàm liên thuộc dạng chuông Hình : Tập mờ điển hình dùng biến ngôn ngữ Hình : Cấu trúc hệ suy diễn mờ Hình : Sơ đồ hoạt động suy diễn mờ với luật mờ tiền đề Hình : Mô hình mờ Mamdani 10 Hình : Mô hình mờ Takagi-Sugeno-Kang 11 Hình : Mô hình mờ Tsukamoto 12 Hình : Qui trình dự đoán chuỗi thời gian theo phƣơng pháp mô hình hóa 15 Hình : Cấu trúc tầng mô hình EFuNN 18 Hình : Quy trình xây dựng hệ suy diễn mờ theo phƣơng pháp DENFIS 20 Hình 3 : Minh họa việc phân nhóm ECM không gian hai chiều 22 Hình : Hệ suy diễn mờ tƣơng ứng với vector nhập x1(a), x2(b) 32 vii SVTH: Châu Uyên Sa Hình : Giao diện chƣơng trình 35 Hình : Biểu diễn nút luật không gian đầu vào 37 Hình : Số nút luật đƣợc hình thành thời điểm t 37 Hình 4 : Cửa sổ so sánh kết thực kết dự đoán(xanh) 38 Hình : Sai số trình dự đoán qua số NDEI 39 Hình : Sai số trình dự đoán qua số RMSE 39 Hình : Số nút luật đƣợc hình thành thời điểm t (khảo sát lần 2) 40 Hình : Biểu diễn nút luật không gian đầu vào (BT 2) 41 Hình : Sai số trình dự đoán qua số NDEI (BT 2) 42 Hình 10 : Sai số trình dự đoán qua số RMSE (BT 2) 42 viii SVTH: Châu Uyên Sa MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Đối tƣợng nghiên cứu: Phƣơng pháp nghiên cứu: Ý nghĩa đề tài: Phạm vi nghiên cứu: Nội dung: PHẦN NỘI DUNG Chƣơng 1: Hệ suy dẫn mờ 1.1 Lý thuyết tập mờ 1.2 Các phép toán tập mờ: 1.3 Cấu trúc hệ suy dẫn mờ: 1.4 Hoạt động hệ suy dẫn mờ: 1.5 Phân loại mô hình mờ: 10 Chƣơng 2: Mô hình chuỗi thời gian quy trình dự đoán chuỗi thời gian 13 2.1 Mô hình chuỗi thời gian: 13 2.2 Quy trình dự đoán chuỗi thời gian theo phƣơng pháp mô hình hóa: 15 Chƣơng 3:Xây dựng hệ thống suy dẫn mờ theo mô hình DENFIS 17 3.1 Giới thiệu: 17 3.2 Quy trình xây dựng hệ suy diễn mờ theo phƣơng pháp DENFIS: 20 3.3 Phƣơng pháp phân nhóm tiến hóa (evolving clustering method - ECM): 21 3.4 Nguyên lý xây dựng hệ thống suy diễn mờ theo mô hình DENFIS: 26 3.5 Tiến trình học hệ thống DENFIS: 28 3.6 Cơ chế suy diễn DENFIS: 30 3.7 Đánh giá hệ thống DENFIS: 33 Chƣơng 4: Ứng dụng hệ thống vào toán cụ thể 35 4.1 Bài toán 1: 35 4.2 Bài toán 2: 40 KẾT LUẬN 43 Ƣu điểm: 43 Hạn chế: 43 ix SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Hình : Sai số trình dự đoán qua số NDEI (BT 2) Chỉ số RMSE: 1.061 Hình 10 : Sai số trình dự đoán qua số RMSE (BT 2) Nhận xét: Kết dự đoán khả quan theo phƣơng pháp DENFIS Qua trình học tập thích nghi, độ xác hệ thống ngày cải thiện Tuy nhiên, với toán DENFIS liệu học nhiều độ xác dự đoán cao (đối với toán số sai lệch dần cải thiện theo trục thời gian) Với toán không gian đầu vào không gian chiều, quan sát kết sai số biến thiên không nhiều (chỉ số NDEI biến thiên từ 0.4 0.7; số RMSE biến thiên 0.4 42 SVTH: Châu Uyên Sa 1.1) so với toán Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí KẾT LUẬN Nhƣ qua tất chƣơng viết luận văn với chủ đề hệ suy diễn mờ dự ứng dụng mô hình suy diễn mờ vào dự đoán chuỗi thời gian Ưu điểm: Trình bày giới thiệu khái niệm bản, sở lý thuyết hệ suy diễn mờ, mô hình mờ tầm quan trọng xu hƣớng kinh tế-xã hội Nắm đƣợc kiến thức sơ liệu chuỗi thời gian nhƣ quy trinh dự đoán chuỗi thời gian Giới thiệu phƣơng pháp DENFIS có chế linh động so với mô hình hệ suy diễn mờ có Ứng dụng thuật toán vào toán dự đoán nhiệt độ Kết thu đƣợc tốt Hạn chế: Đề tài giới thiệu kiến thức chung hệ suy diễn mờ, chƣa sâu vào vấn đề nghiên cứu tối ƣu khác Phƣơng pháp dự đoán chuỗi thời gian đƣợc đề cập luận văn phƣơng pháp mô hình hóa, cần tìm hiểu nhiều phƣơng pháp để thích hợp cho việc so sánh Đơn tìm hiểu hệ thống DENFIS chế độ trực tuyến, chƣa sâu vào hệ thống DENFIS chế độ ngoại tuyến Chƣa thực tối ƣu hóa đƣợc thuật toán Phần ứng dụng chƣa thực chƣơng trình riêng biệt mà sử dụng công cụ phát triển có sẵn Hướng phát triển: Tiếp tục mở rộng nghiên cứu ứng dụng hệ thống DENFIS ngoại tuyến 43 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Thực tối ƣu hóa hệ thống theo hạn chế đề Hiện thực hóa mô hình ngôn ngữ MATLAB chi tiết cụ thể 44 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1]Mai Văn Sỹ Nguyễn Ngọc Linh, “Nghiên cứu, thiết kế cài đặt điều khiển dự báo sở hệ logic mờ”, trang đến trang 42, Đại học Bách Khoa Hà Nội [2]Nguyễn Nhƣ Hiền Lại Khắc Lãi (2007), “Hệ mờ nơron kỹ thuật điều khiển”, trang 1-27 ; trang 75-115, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ [3]Nguyễn Thị Kim Loan (2009), “Mô hình chuỗi thời gian mờ dự báo chuỗi thời gian”, Trang đến trang 38, Đại học Thái Nguyên [4]Nguyễn Trác Thức (2005), “Hệ suy diễn mờ ứng dụng dự đoán liệu dạng chuỗi thời gian”, Đại học Khoa Học Tự Nhiên - TP Hồ Chí Minh [5]Xây dựng mô hình mờ dựa tập liệu vào-ra (http://www.ebook.edu.vn) Tiếng Anh: [6]Andrew Nicola Eedmonds (1996), “Time Series Prediction Using Supervised Learning And Tools From Chaos Theory”, University of Luton 7]Bill Cheetham, Kai Goebel, “Least square methods for system indentification”, GE Corporate Reasearch & Development [8]James McNames (1999),“Innovations in local modeling for time series prediction”, Stanford University [9]Nikola Kasabov, “Evolving connectionist systems and the eco learning paradigm”, Department of Information science, University of Otago [10]Nikola Kasabov, “Evolving Fuzzy Neural Networks - Algorithms, Applications and Biological Motivation”, IEEE Transactions on Fuzzy Systems [11]Nikola Kasabov, Qun Song (2001), “DENFIS: Dynamic Evolving-Neural Fuzzy Inference System and Its Application for Time-Series Prediction”, IEEE Transactions on Fuzzy Systems [12]Ramasubramanian V “Time Series Analysis”,I.A.S.R.I, Library Avenue [13]Tri Minh Huynh (2011), “A Method to Build a Streamlined and Effective Fuzzy Rule-based System”, Đại học Sài Gòn 45 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí [14]Tomohiro Takagi vaf Michio Sugeno, “Fuzzy Indentification of Systems and Its Application to Modeling and Control” [15]Yoon Seok Hong Qun Song (2004), “Intelligent river temperature warning system for a power station using dynamic neuro fuzzy system”, World Scientific Publishing Company [16]Yu Chuan Chang Shyi Ming Chen (2009), “Temperature prediction base on fuzzy clustering and fuzzy rules interpolation techniques”, IEEE International Conference on Systems 46 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí PHỤ LỤC Phụ lục A : Bảng liệu Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tháng 27 27 28 26 27 27 27 27 28 27 28 28 27 27 27 27 28 27 28 28 27 27 27 27 28 27 27 28 27 27 27 27 26 27 27 24 27 27 24 27 26 26 27 24 26 27 24 26 26 26 23 24 26 22 24 26 27 26 23 28 26 22 27 26 27 27 23 28 27 22 27 27 27 27 27 28 27 26 27 27 27 27 27 27 27 26 28 27 27 28 27 27 28 Tháng 26 28 28 27 28 28 27 28 27 28 28 28 28 28 28 28 27 28 28 28 28 28 28 28 27 28 27 28 28 28 28 28 30 28 27 28 28 28 30 28 30 28 27 28 27 28 30 28 30 28 28 28 27 28 30 28 28 28 28 29 27 28 29 28 28 28 28 29 27 28 29 28 28 28 29 29 27 30 29 28 28 28 29 29 Tháng 27 30 29 28 28 28 29 29 29 30 29 29 28 28 28 29 29 29 29 29 30 28 28 28 29 29 28 29 30 29 28 28 29 29 28 29 30 29 29 28 29 31 28 29 29 29 29 29 29 31 28 29 29 30 29 29 30 31 28 30 29 30 30 29 30 30 28 30 30 30 30 29 30 30 30 30 30 29 30 29 30 30 30 29 30 29 29 29 30 30 30 29 30 Tháng 29 29 30 30 30 31 29 30 31 29 30 30 30 31 31 30 31 31 30 30 31 31 31 32 31 31 30 30 31 30 31 32 30 31 30 31 31 30 30 32 30 31 30 31 30 30 30 30 30 31 30 31 30 29 30 30 31 31 30 31 30 29 30 30 31 31 30 31 32 29 30 32 31 31 30 31 32 31 30 32 31 31 30 29 32 31 30 32 31 30 Tháng 30 29 30 31 30 30 31 30 31 29 30 31 30 30 31 30 31 32 30 31 32 30 31 32 31 32 32 31 32 31 31 32 32 32 32 32 32 31 32 32 32 32 32 32 32 31 32 32 32 32 31 32 32 31 32 32 31 32 31 30 32 31 31 32 31 32 31 30 32 31 31 31 31 32 31 30 32 30 31 31 30 32 31 30 32 30 31 31 30 31 31 30 31 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng đến tháng (BT 1) 47 SVTH: Châu Uyên Sa Tháng 30 31 31 30 31 29 30 31 30 31 31 28 31 29 29 31 30 29 31 28 28 29 29 29 30 29 29 28 28 29 29 29 29 29 29 28 28 29 28 29 29 29 29 28 29 29 28 27 29 29 28 28 29 28 28 27 28 29 28 28 29 28 28 27 28 28 28 28 30 28 28 28 28 28 28 28 30 28 28 28 28 28 28 29 30 28 27 28 28 28 Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tháng 28 29 28 28 27 28 28 28 28 29 28 28 27 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 29 28 28 28 28 28 27 28 29 28 28 28 28 28 27 27 29 28 27 28 28 28 27 27 28 28 27 28 28 28 28 27 28 28 27 28 28 28 28 27 28 28 24 28 28 27 28 27 28 28 24 27 28 27 28 27 28 28 24 27 28 27 28 27 28 28 27 Tháng 27 28 28 28 27 28 28 27 28 28 28 27 27 28 27 27 28 27 28 27 28 28 27 27 28 27 27 27 28 28 27 27 28 27 27 28 28 28 28 27 28 29 27 28 29 28 28 28 28 29 27 28 29 27 28 28 27 29 27 28 29 27 27 28 27 27 27 28 28 27 27 28 27 27 29 28 28 27 27 28 27 27 29 28 28 27 28 28 27 29 29 28 29 Tháng 27 28 27 27 29 27 28 29 28 28 27 27 29 27 29 29 28 28 27 27 28 27 29 28 28 28 27 27 28 26 29 28 27 28 27 27 28 26 27 28 27 27 28 27 27 26 27 28 27 27 28 27 27 28 27 28 28 27 28 29 27 28 29 28 28 29 28 29 29 28 29 29 28 29 28 29 29 27 29 29 28 29 28 27 29 27 27 29 28 26 GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Tháng 10 28 27 27 27 27 28 28 26 27 27 27 28 27 28 27 26 27 28 27 28 27 28 27 27 27 28 24 28 27 26 27 27 27 28 24 26 27 26 26 27 27 28 24 26 28 26 26 28 27 28 26 26 28 27 26 28 27 28 26 26 28 27 28 28 27 28 26 26 28 27 28 28 27 28 28 26 28 26 28 28 26 28 28 22 28 26 23 28 26 24 28 22 26 Tháng 11 26 23 27 26 24 26 22 26 26 23 27 27 24 26 27 26 26 27 27 27 27 26 27 27 26 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 28 27 27 27 27 27 28 27 28 27 27 27 26 27 28 26 28 27 26 27 26 27 28 26 27 27 26 27 26 27 28 26 27 27 26 27 26 27 28 27 27 27 27 27 26 27 28 27 27 27 27 27 26 27 27 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng đến tháng 12 (BT 1) 48 SVTH: Châu Uyên Sa Tháng 12 27 27 27 27 27 26 27 27 26 27 27 28 27 26 27 27 26 26 27 28 24 26 27 26 26 26 26 28 24 26 27 26 27 26 26 27 24 26 27 26 27 28 26 27 26 26 27 23 27 28 24 27 26 26 27 23 26 28 24 26 26 26 26 23 26 27 24 26 26 26 26 24 26 27 26 26 26 26 26 24 26 27 26 26 26 26 27 24 26 26 26 26 27 Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 t-4 26 27 27 28 28 28 28 28 27 28 28 28 28 28 27 28 30 28 30 28 27 28 28 28 28 29 29 28 GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Tháng Tháng Tháng t-3 t-2 t-1 t+2 t-4 t-3 t-2 t-1 t+2 t-4 t-3 t-2 t-1 t+2 27 27 28 28 27 28 29 30 29 29 30 29 29 30 27 28 28 28 28 29 30 28 28 30 29 29 30 31 28 28 28 27 29 30 28 29 29 29 29 30 30 31 28 28 28 28 30 28 29 29 29 29 30 30 30 30 28 28 28 28 28 29 29 28 28 30 30 30 31 31 28 28 27 28 29 29 28 29 29 30 30 31 31 31 28 27 28 28 29 28 29 29 30 30 31 31 30 31 27 28 28 28 28 29 29 28 28 31 31 30 31 32 28 28 28 27 29 29 28 29 28 31 30 31 31 30 28 28 28 28 29 28 29 30 29 30 31 31 31 30 28 28 28 30 28 29 30 28 29 31 31 31 32 30 28 28 27 28 29 30 28 28 29 31 31 32 30 31 28 27 28 30 30 28 28 29 29 31 32 30 30 30 27 28 30 28 28 28 29 29 31 32 30 30 30 31 28 30 28 27 28 29 29 29 29 30 30 30 31 30 30 28 30 28 29 29 29 29 29 30 30 31 30 30 28 30 28 28 29 29 29 31 28 30 31 30 31 30 30 28 27 28 29 29 31 29 30 31 30 31 30 29 28 27 28 28 29 31 29 29 30 30 31 30 30 31 27 28 28 29 31 29 29 28 30 31 30 30 30 31 28 28 28 29 29 29 28 30 30 30 30 30 29 30 28 28 28 28 29 28 30 30 30 30 30 29 31 31 28 28 29 27 28 30 30 30 30 30 29 31 31 32 28 29 29 28 30 30 30 30 29 29 31 31 30 32 29 29 28 29 30 30 30 30 30 31 31 30 31 30 29 28 27 30 30 30 30 30 29 31 30 31 32 31 28 27 28 28 30 30 30 29 30 30 31 32 32 31 27 28 29 29 30 30 29 30 29 31 32 32 30 29 30 29 30 29 29 32 32 30 31 30 29 30 29 30 30 32 30 31 31 30 30 29 30 29 30 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng 2/2010 đến tháng 4/2010 (BT 2) 49 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 t-4 31 31 29 30 30 30 30 31 31 31 32 32 32 32 31 32 32 32 32 32 32 31 31 31 30 31 32 32 31 31 30 GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Tháng Tháng Tháng t-3 t-2 t-1 t+2 t-4 t-3 t-2 t-1 t+2 t-4 t-3 t-2 t-1 t+2 31 29 30 30 30 30 31 31 29 28 28 29 27 28 29 30 30 30 30 31 31 31 30 28 29 27 28 28 30 30 30 31 31 31 31 31 28 29 27 28 28 28 30 30 30 31 31 31 31 29 29 27 28 28 28 28 30 30 31 31 31 31 29 30 29 28 28 28 28 28 30 31 31 32 31 29 30 28 28 28 28 28 28 28 31 31 31 32 29 30 28 29 29 28 28 28 28 28 31 31 32 32 30 28 29 29 29 28 28 28 28 29 31 32 32 32 28 29 29 28 29 28 28 28 28 28 32 32 32 31 29 29 28 29 29 28 28 28 28 27 32 32 32 32 29 28 29 29 28 28 28 28 29 28 32 32 31 32 28 29 29 29 28 28 28 29 28 28 32 31 32 32 29 29 29 29 29 28 29 28 27 27 31 32 32 32 29 29 29 28 29 29 28 27 28 27 32 32 32 32 29 29 28 28 27 28 27 28 28 28 32 32 32 32 29 28 28 29 28 27 28 28 27 28 32 32 32 31 28 28 29 29 28 28 28 27 27 28 32 32 32 31 28 29 29 27 28 28 27 27 28 28 32 32 31 31 29 29 27 28 28 27 27 28 28 28 32 31 31 30 29 27 28 28 28 27 28 28 28 28 31 31 31 31 27 28 28 28 28 28 28 28 28 27 31 31 30 32 28 28 28 28 30 28 28 28 28 24 31 30 31 32 28 28 28 28 28 28 28 28 28 27 30 31 32 31 28 28 28 28 28 28 28 28 27 28 31 32 32 31 28 28 28 30 28 28 28 27 24 27 32 32 31 30 28 28 30 28 28 28 27 24 27 28 32 31 31 30 28 30 28 28 29 27 24 27 28 28 31 31 30 30 30 28 28 28 27 24 27 28 27 28 31 30 30 31 28 28 28 28 28 27 28 27 28 27 30 30 30 31 28 28 28 29 28 28 27 28 28 27 30 30 31 31 27 28 28 28 28 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng 5/2010 đến tháng 7/2010 (BT 2) 50 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tháng t-4 t-3 t-2 t-1 28 28 28 27 28 28 27 28 27 27 GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Tháng t+2 t-4 t-3 t-2 t-1 28 27 28 28 29 27 28 28 28 29 27 28 27 28 29 27 28 28 27 29 27 28 28 28 27 28 28 28 27 28 28 27 28 27 27 Tháng 10 t+2 t-4 t-3 t-2 t-1 t+2 27 27 28 27 27 28 29 28 28 27 27 26 27 29 27 27 27 27 26 27 28 29 27 27 29 27 26 27 28 27 29 27 27 28 28 26 27 28 27 28 28 27 27 28 27 28 27 28 27 28 27 27 27 27 28 27 29 28 28 27 28 27 27 27 27 27 28 27 29 28 27 27 28 27 28 24 27 27 28 28 27 29 28 28 26 28 27 28 27 26 27 27 28 27 28 29 28 28 28 27 27 28 27 27 27 27 28 27 27 28 28 28 28 27 27 28 27 27 24 26 28 27 27 28 28 28 28 27 26 27 27 27 24 26 26 27 27 28 28 29 28 27 26 27 27 27 24 26 27 28 27 28 28 28 29 27 26 27 27 27 24 26 27 26 28 28 28 28 28 28 26 27 27 27 28 26 27 26 26 28 28 28 28 29 27 27 27 27 27 28 27 26 26 28 26 28 28 29 29 27 27 27 27 27 28 26 26 28 28 27 28 29 29 28 27 27 27 27 28 28 26 28 28 28 27 29 29 28 27 28 27 27 28 28 29 28 28 28 26 26 29 28 27 27 27 27 28 28 28 29 28 28 26 27 28 28 27 27 27 27 28 28 28 28 29 28 26 27 27 28 27 27 27 28 28 28 28 28 29 29 26 27 27 26 28 27 27 28 27 28 28 28 29 29 29 27 27 26 28 28 27 28 27 27 29 28 29 29 29 28 27 26 28 28 28 28 27 27 28 27 29 29 29 29 27 26 28 28 28 26 27 27 28 28 27 29 29 29 29 28 28 28 28 28 26 27 28 28 29 28 29 29 29 28 27 28 28 28 28 22 28 28 29 27 28 29 29 28 27 27 28 28 28 26 23 28 29 27 27 29 29 28 27 28 26 28 28 26 26 24 29 27 27 28 29 28 27 28 27 27 28 26 26 22 26 27 27 28 28 27 26 26 22 23 27 Bảng : Dữ liệu đầu vào từ tháng 8/2010 đến tháng 10/2010 (BT 2) 51 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán Ngày 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Tháng 11/2010 t-4 t-3 t-2 t-1 26 22 23 24 22 23 24 23 24 24 GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Tháng 12/2010 t+2 t-4 t-3 t-2 t-1 26 27 27 27 27 26 26 27 27 27 26 27 27 27 27 26 27 26 27 27 26 27 26 26 27 27 26 26 27 26 26 27 26 27 27 Tháng 1/2011 t+2 t-4 t-3 t-2 t-1 t+2 26 26 26 27 26 26 27 26 26 27 26 27 26 27 27 28 27 26 27 26 27 27 27 26 27 26 27 26 26 26 27 27 26 26 26 27 26 26 26 26 27 27 26 26 28 24 26 26 26 27 25 27 27 26 26 28 27 26 26 26 27 26 26 27 27 27 26 28 27 26 26 26 27 26 26 26 27 27 27 27 28 27 26 24 26 27 26 26 25 26 27 27 27 27 27 27 26 24 26 27 26 26 25 26 26 27 27 27 27 28 26 24 26 26 27 26 25 26 26 26 27 27 27 27 27 24 26 26 26 27 25 26 26 26 26 27 27 27 27 28 26 26 26 27 28 26 26 26 26 26 27 27 27 28 27 26 26 27 27 26 26 26 26 26 23 27 27 28 27 26 26 27 27 27 23 26 26 26 26 23 27 28 27 28 26 27 27 27 28 24 26 26 26 26 26 28 27 28 27 26 27 27 28 26 26 26 26 26 23 26 27 28 27 26 27 27 28 26 23 26 26 26 23 23 27 28 27 26 26 27 28 26 23 24 26 26 23 23 26 27 27 26 26 26 27 26 23 24 26 26 23 23 26 26 26 26 26 26 27 28 23 24 26 26 27 23 26 26 27 24 26 26 27 27 27 24 26 26 26 26 26 26 27 27 26 26 27 27 27 26 26 26 26 26 24 26 27 27 26 26 27 27 27 28 27 26 26 26 27 26 27 27 26 24 27 27 27 28 27 27 26 26 27 26 26 27 26 24 26 27 27 28 27 26 27 26 27 26 24 26 26 24 26 26 28 28 27 26 27 27 27 26 24 26 26 24 26 26 27 27 27 26 27 27 27 26 24 26 26 27 26 26 27 27 26 26 27 27 27 27 24 26 26 26 26 26 27 27 28 26 27 27 27 27 27 26 26 26 26 27 27 27 28 27 27 26 26 26 27 26 27 28 27 26 27 Bảng 10 : Dữ liệu đầu vào từ tháng 11/2010 đến tháng 1/2011 (BT 2) 52 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán Phụ lục B: Hướng dẫn sử dụng công cụ Ecos_denfis Giao diện 53 SVTH: Châu Uyên Sa GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán Tùy chọn thông số hệ thống: Tùy chọn cửa sổ hiển thị kết quả: Kết hiển thị 54 SVTH: Châu Uyên Sa GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán Với: 55 SVTH: Châu Uyên Sa GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Nghiên cứu ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào số toán dự đoán 56 SVTH: Châu Uyên Sa GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí [...]... Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Sau đây là hàm liên thuộc một số dạng phổ biến: Hình 1 1 : Hàm liên thuộc dạng tam giác Hình 1 2 : Hàm liên thuộc dạng hình thang Hình 1 3 : Hàm liên thuộc dạng chuông 5 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Hệ suy dẫn mờ là... trƣờng 6 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài chỉ trình bày một số kiến thức nền tảng về hệ suy diễn mờ, chuỗi thời gian cũng nhƣ quy trình dự đoán trong chuỗi thời gian Giới thiệu hệ thống DENFIS và cách ứng dụng của nó vào việc dự đoán dựa trên chuỗi thời gian (cụ thể là bài toán dự 2 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí đoán nhiệt độ... y là chỉ số dự đoán y là chỉ số thực n: số dữ liệu mẫu p: tham số hệ thống +Chỉ số RMSE (Root mean square error) Trong đó: et : số sai số dự báo trong giai đoạn t; n: số dữ liệu kiểm thử 16 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Chương 3:Xây dựng hệ thống suy dẫn mờ theo mô hình DENFIS 3.1 Giới thiệu: Sự phức tạp và thƣờng... chúng một cách chính xác ngoài trừ việc thông qua các nghiên cứu thực nghiệm Hình 1 6 : Sơ đồ hoạt động suy dẫn mờ với các luật mờ là tiền đề 9 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí 1.5 Phân loại mô hình mờ: Dựa trên loại cơ chế suy diễn mờ và các dạng luật mờ đƣợc đƣợc sử dụng, phần lớn các mô hình mờ có thể đƣợc xếp vào một. .. vào phƣơng pháp phân nhóm tiến hóa (evolving clustering method - ECM) dùng để phân nhóm dữ liệu đầu vào 19 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí 3.2 Quy trình xây dựng hệ suy diễn mờ theo phương pháp DENFIS: Hình 3 2 : Quy trình xây dựng hệ suy diễn mờ theo phương pháp DENFIS 20 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ. .. liệu đầu vào liên tục theo cách thích nghi, ổn định và có tính lắp ghép Các hệ thống này tạo các đơn vị khác nhau dựa trên tính kết liên và kết nối 17 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí chúng lại tùy thuộc vào việc phân phối dữ liệu đầu vào và hiệu suất của hệ thống tại một điểm thời gian nhất định Mô hình mạng noron mờ có... (x) = 1- µA (x) 7 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí 1.3 Cấu trúc hệ suy dẫn mờ: Mỗi hệ suy dẫn mờ thƣờng gồm có 5 phần chủ đạo: Hình 1 5 : Cấu trúc hệ suy dẫn mờ  Cơ sở luật: nơi chứa các tập luật mờ IF-THEN.Cơ sở luật là thành phần quan trọng nhất của bất kỳ mô hình mờ nào  Bộ tham số: quy định hình dạng hàm thuộc của... chuyển đổi các đầu vào rõ thành mức độ trực thuộc giá trị các ngôn ngữ  Giao diện khử mờ (defuzzification interface): thực hiện chuyển đổi kết quả suy diễn mờ thành giá trị đầu ra rõ 8 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí 1.4 Hoạt động của hệ suy dẫn mờ: Hoạt động suy diễn của hệ suy diễn mờ thƣờng gồm 3 bƣớc:  Suy diễn: Giá... quan hệ giữa các số liệu đầu vào Mô hình hóa thƣờng đƣợc phân làm hai loại chính Mô hình hóa có sử dụng tham số và mô hình hóa không sử dụng tham số Mô hình hóa không sử dụng tham số bao gồm các mô hình sử dụng phƣơng pháp tự xây dựng lấy mô hình từ tập dữ liệu huấn luyện mà không có cấu trúc giả định trƣớc 15 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán. .. và đƣợc gọi là dự đoán đơn biến Tuy nhiên đôi lúc cũng đƣợc thực hiện với nhiều dòng dữ liệu, do cùng một hệ thống phát sinh, cùng một lúc đƣợc gọi là dự đoán đa biến Phƣơng pháp dự đoán đa biến dựa trên chuỗi thời gian đƣợc đề cập đến trong [16] 13 SVTH: Châu Uyên Sa Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống suy dẫn mờ vào một số bài toán dự đoán GVHD: Th.S Huỳnh Minh Trí Có nhiều phƣơng pháp dự đoán chuỗi thời