%34تخفیف

پيش بینی قیمت مرغ با استفاده از شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک

تعداد118 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد رشته اقتصاد کشاورزی

پيش بینی قیمت مرغ با استفاده از شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک

چکيده

در کشور ما صنعت مرغداري جهت رسيدن به يک ثبات نسبي و دستيابي به يک توليد انبوه راه درازي در پيش دارد و نيازمند يک برنامه­ريزي مدون علمي است که با رسيدن به مطلوبيت کيفي و کمي بتواند جايي را براي ماندگاري خود باز کند. اين امر محقق نمي­گردد مگر با توجه به ثبات نسبي قيمت­ها و پيش­­­بيني دقيق قيمت طيور که از طريق کاهش نوسانات قيمتي باعث تخصيص بهينه منابع، افزايش کارايي، افزايش مطلوبيت مرغداران و در نهايت باعث افزايش درآمد آنها مي­شود. چنانچه یک پیش­بینی قابل قبولی از قیمت­های آتی مرغ در دست باشد می­تواند زمینه را برای تدوین و طراحی برنامه مؤثرتری جهت تنظیم بازار مرغ فراهم نماید که به سبب آن عملیات ذخیره­سازی مرغ و عرضه مجدد آن یعنی در دسترس بودن کالا، قبل از آنکه قیمت­ها به نقطه بحرانی برسند، صورت پذیرد.

در این راستا، هدف اصلی این پژوهش یافتن بهترین مدل برای پیش­بینی قیمت ماهانه گوشت مرغ است تا با پیش­بینی به موقع قیمت­ها از بروز نوسانات زیاد آن جلوگیری گردد.

بدین منظور از روش ARIMA و شبکه­هاي عصبي مصنوعي براي پيش­بيني بکار گرفته شد. در قدم بعد براي  بهبود ساختار شبکه عصبي، از روش الگوريتم ژنتيک استفاده شد. برای مقايسه روشهاي ذکر شده معیارهای RMSE، MAE، MAPE و TIC مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس تمامی معیارهای فوق مدل ترکیبی نسبت به مدل­های منفرد (ARIMA و شبکه عصبی) دارای خطای کمتری در پیش­بینی قیمت بود.

کلمات کليدي: پیش­بینی، گوشت مرغ، مدل ARIMA، شبکه عصبی مصتوعی، الگوریتم ژنتیک.

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات.. 2

1-1)…………………………………………………………………………………………………….. مقدمه.. 3

1-2)……………………………………………………………………………………………. روش تحقیق.. 6

1-3)……………………………………………………………………………………………. هدف تحقیق.. 8

1-4)…………………………………………………………………. تعریف مسئله و فرضیه­ها.. 8

1-5)………………………………………………………………………….. جنبه نوآوری تحقیق.. 9

1-6)…………………………………………………………………………………….. ساختار تحقیق.. 9

1-7) گردآوری و تحلیل اطلاعات.. 9

فصل دوم: مروری بر مطالعات تجربی.. 11

2-1) مطالعات خارجی………………………………. ………………………………………………………………………………… 12

2-2) مطالعات داخلی.. 16

فصل سوم: مروری بر روش­های پیش­بینی.. 20

3-1) مقدمه.. 21

3-2) تعريف پيش‌بيني.. 21

3-3) انتخاب روش پيش‌بيني.. 22

3-4) روش­هاي هموارسازي نمايي.. 24

3-4-1) روش هموارسازي نمايي ساده براون.. 24

3-4-2) هموارسازي ‌نمايي مضاعف- روش خطي براون.. 25

3-4-3) هموار سازي هولت- وينترز.. 26

3-5) پيش‌بيني سري زماني از طريق تجزيه و تحليل روند.. 27

3-6) روش باكس- جنكينز.. 28

3-7) مدل عمومي باكس- جنكينز مرتبة (p, P, q, Q) :.. 32

3-8) شبكه عصبي مصنوعی.. 36

3-8-1) تعریف شبکه عصبی.. 36

3-8-2) ساختار شبكه‌هاي عصبي.. 37

3-9) يادگيري.. 44

3-9-1) يادگيري نظارت شده.. 47

3-9-2) يادگيري نظارت نشده.. 48

3-10) روند اجرايي شبكه‌هاي عصبي.. 48

3-11) تابع تبديل.. 50

3-12) انواع شبكه‌هاي عصبي.. 53

3-13) شاخص‌هاي ارزيابي عملكرد شبكه عصبي.. 54

3-13-1) ضريب تعيين.. 55

3-13-2) ضريب تعيين اصلاح شده.. 56

3-13-3) مجموع مربعات خطا.. 57

3-13-4) ميانگين قدر مطلق خطا.. 57

3-13-5) ميانگين مجموع مربعات خطا.. 57

3-13-6) جذر ميانگين مجموع مربعات خطا.. 58

3-13-7) ميانگين مجموع مربعات خطاي نرمال.. 58

3-13-8) جذر ميانگين مربعات خطاي نرمال.. 58

3-13-9) ميانگين قدر مطلق درصد خطا.. 59

3-13-10) ميانه قدر مطلق درصد خطا.. 59

3-13-11) معيار اطلاعات آكائيك.. 60

3-13-12) معيار اطلاعات بيز.. 60

3-13-13) درصد تشخيص صحيح روند.. 61

3-13-14) تشخيص جهت.. 61

3-13-15) U2 تايل.. 62

3-13-16) خطاي مطلق نسبي.. 62

3-13-17) ميانگين هندسي خطاي مطلق نسبي.. 63

3-13-18) ميانة خطاي مطلق نسبي.. 63

3-14) الگوريتم‌هاي يادگيري.. 64

3-14-1) الگوريتم پس انتشار خطا.. 66

3-14-2) الگوريتم پس انتشار با ممنتم.. 68

3-14-3) الگوريتم پس انتشار خطا با نرخ يادگيري متغير.. 69

3-14-4) الگوريتم پس انتشار خطاي ارتجاعي.. 69

3-15) تبديلات داده‌هاي خروجي و ورودي.. 70

3-15-1) نرمال­سازي.. 72

3-16) پیش‌بيني سري‌هاي زماني با استفاده از الگوريتم‌هاي شبكه عصبي   72

3-17) برتري‌هاي شبكه‌هاي عصبي در مقايسه با ساير متدهاي متداول   75

3-17-1) قابليت تعميم.. 76

3-17-2) قابليت غير خطي بودن.. 76

3-17-3) پردازش همزمان (موازي).. 76

3-17-4) قابليت تطبيق و انطباق.. 76

3-17-5) قابليت داده محوري.. 77

3-17-6) قابليت تحمل خطا و مقاوم بودن.. 77

3-17-7) قابليت تخمين زدن توابع در ابعاد جهاني.. 77

3-18) محدوديت‌ها و معايب شبكه‌هاي عصبي.. 78

3-19) الگوريتم ژنتيك.. 79

3-19-1) اصول پايه‌اي.. 79

3-19-2) رئوس پايه‌اي.. 81

فصل چهارم: مدل­سازی.. 83

4-1) مدل ARIMA.. 84

4-4-1) تشخیص.. 85

4-1-2) تخمین.. 87

4-1-3) کنترل.. 89

4-1-4) پیشبینی.. 91

4-2) شبکه عصبی مصنوعی.. 91

4-2-1) تعیین معماری شبکه عصبی مصنوعی.. 91

4-2-2) تعیین تعداد نمونههای آموزش و آزمایش.. 93

4-2-3) الگوریتم یادگیری مورد استفاده.. 94

4-2-4) تعیین معیار ارزیابی عملکرد شبکه.. 94

4-2-5) پیشبینی با استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی.. 94

4-3) الگوریتم ژنتیک.. 95

4-4) مقایسه قدرت پیشبینی.. 99

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات.. 103

5-1) نتایج تحقیق.. 104

5-2) پیشنهادها.. 105

فهرست جداول

جدول ‏3‑1) بیان توابع روند بر حسب زمان 28

جدول ‏3‑2) مقادیر بحرانی t به منظور تشخیص نقاط اوج درتابع خودهمبستگی 31

جدول ‏3‑3) رهنمون­های لازم جهت انتخاب عمل­کننده­های غیرفصلی در مدل ARIMA 34

جدول ‏3‑4) رهنمونهای لازم جهت انتخاب عمل­کننده­های فصلی در مدل ARIMA 35

جدول ‏3‑5) مقایسه عملکرد چند شاخص پر کاربرد ارزیابی فرآیند اجرای شبکه عصبی 64

جدول ‏4‑1) نتایج آزمون ریشه واحد 87

جدول ‏4‑2) مقادیر معیار شوارتز-بیزین (SBC) 88

جدول ‏4‑3) نتایج حاصل از برآورد فرآیند ARIMA(4,1,4) 88

جدول ‏4‑4) نتایج آزمون ARCH 90

جدول ‏4‑5) معیارهای قدرت پیشبینی در مدل ARIMA 91

جدول ‏4‑6) معیارهای قدرت پیشبینی در مدل شبکه عصبی 95

جدول ‏4‑7) معیارهای قدرت پیشبینی در مدل ترکیبی 98

جدول ‏4‑8) ازریابی و مقایسه مدل شبکه­های عصبی مصنوعی با مدل ARIMA 99

جدول ‏4‑9) نتایج آزمون معناداری روش ARIMA با شبکه عصبی 101

جدول ‏4‑10) نتایج آزمون معناداری روش ARIMA با مدل ترکیبی 102

جدول ‏4‑12) نتایج آزمون معناداری مدل  شبکه عصبی با مدل ترکیبی 102

فهرست نمودارها

نمودار ‏1‑1) میانگین قیمت ماهانه گوشت مرغ در سطح کل کشور طی سال­های1371-1387 4

نمودار ‏3‑1) الگوریتم اصلاح وزن­ها در شبکه 47

نمودار ‏3‑2) روند اجرای یک شبکه عصبی در نمای درختی 50

نمودار ‏3‑3) فرایند اصلاح وزن­ها بر اساس الگوریتم پس انتشار خطا 67

نمودار ‏3‑4) نمایی فرضی از چیدمان داده­ها در ماتریس­های ورودی شبکه 75

نمودار ‏4‑1) مقایسه مقادیر واقعی و پیش­بینی شده قیمت گوشت مرغ توسط شبکه عصبی (1387:12-1386:01) 96

نمودار ‏4‑2) مقایسه مقادیر واقعی و پیش­بینی شده قیمت گوشت مرغ توسط مدل ترکیبی (1387:12-1386:01) 99

فهرست شکل­ها

شکل ‏3‑1) ساختار یک شبکه عصبی 37

شکل ‏3‑2) معماری از شبکه پیشخور (Feed Forward) 38

شکل ‏3‑3) معماری از شبکه بازگشتی (Recurent) 39

شکل ‏3‑4) معماری از شبکه­های هاپفیلد (Hopfield) 39

شکل ‏3‑5) پركاربردترين توابع تبديل در شبكه هاي عصبي 52

شکل ‏3‑6) نحوه روند اجرای شبکه در دو نمای مختلف 67

شکل ‏4‑1) نمودار خود همبستگی سری قیمت گوشت مرغ 86

شکل ‏4‑2) نتایج آزمون توزیع سری 90

شکل ‏4‑3) تابع تبدیل سیگموئیدی 92

شکل ‏4‑4) ساختار شبکه عصبی طراحی شده 93

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo