This study presents the development of predictive models for uplift capacity of suction caisson in clay using an artificial intelligence technique, extreme learning machine (ELM). Other artificial intelligence models like artificial neural network (ANN), support vector machine (SVM), relevance vector machine (RVM) models are also developed to compare the ELM model with above models and available numerical models in terms of different statistical criteria. A ranking system is presented to evaluate present models in identifying the 'best' model. Sensitivity analyses are made to identify important inputs contributing to the developed models.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권11호
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pp.3099-3120
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2023
The present fast-moving era brings a serious stress issue that affects elders and youngsters. Everyone has undergone stress factors at least once in their lifetime. Stress is more among youngsters as they are new to the working environment. whereas the stress factors for elders affect the individual and overall performance in an organization. Electroencephalogram (EEG) based stress level classification is one of the widely used methodologies for stress detection. However, the signal processing methods evolved so far have limitations as most of the stress classification models compute the stress level in a predefined environment to detect individual stress factors. Specifically, machine learning based stress classification models requires additional algorithm for feature extraction which increases the computation cost. Also due to the limited feature learning characteristics of machine learning algorithms, the classification performance reduces and inaccurate sometimes. It is evident from numerous research works that deep learning models outperforms machine learning techniques. Thus, to classify all the emotions based on stress level in this research work a hybrid deep learning algorithm is presented. Compared to conventional deep learning models, hybrid models outperforms in feature handing. Better feature extraction and selection can be made through deep learning models. Adding machine learning classifiers in deep learning architecture will enhance the classification performances. Thus, a hybrid convolutional neural network model was presented which extracts the features using CNN and classifies them through machine learning support vector machine. Simulation analysis of benchmark datasets demonstrates the proposed model performances. Finally, existing methods are comparatively analyzed to demonstrate the better performance of the proposed model as a result of the proposed hybrid combination.
A disc cutter is an excavation tool on a tunnel boring machine (TBM) cutterhead; it crushes and cuts rock mass while the machine excavates using the cutterhead's rotational movement. Disc cutter wear occurs naturally. Thus, along with the management of downtime and excavation efficiency, abrasioned disc cutters need to be replaced at the proper time; otherwise, the construction period could be delayed and the cost could increase. The most common prediction models for TBM performance and for the disc cutter lifetime have been proposed by the Colorado School of Mines and Norwegian University of Science and Technology. However, design parameters of existing models do not well correspond to the field values when a TBM encounters complex and difficult ground conditions in the field. Thus, this study proposes a series of machine learning models to predict the disc cutter lifetime of a shield TBM using the excavation (machine) data during operation which is response to the rock mass. This study utilizes five different machine learning techniques: four types of classification models (i.e., K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machine, Decision Tree, and Staking Ensemble Model) and one artificial neural network (ANN) model. The KNN model was found to be the best model among the four classification models, affording the highest recall of 81%. The ANN model also predicted the wear rate of disc cutters reasonably well.
Using an extensive database, a sensitivity analysis across fifteen machine learning (ML) classifiers was conducted to evaluate the impact of various data manipulation techniques, evaluation metrics, and explainability tools. The results of this sensitivity analysis reveal that the examined models can achieve an accuracy ranging from 72-93% in predicting the fire-induced spalling of concrete and denote the light gradient boosting machine, extreme gradient boosting, and random forest algorithms as the best-performing models. Among such models, the six key factors influencing spalling were maximum exposure temperature, heating rate, compressive strength of concrete, moisture content, silica fume content, and the quantity of polypropylene fiber. Our analysis also documents some conflicting results observed with the deep learning model. As such, this study highlights the necessity of selecting suitable models and carefully evaluating the presence of possible outcome biases.
In this paper, various time series analysis models and machine learning models are presented for long-term prediction of export growth rate, and the prediction performance is compared and reviewed by RMSE and MAE. Export growth rate is one of the major economic indicators to evaluate the economic status. And It is also used to predict economic forecast. The export growth rate may have a negative (-) value as well as a positive (+) value. Therefore, Instead of using the ReLU function, which is often used for time series prediction of deep learning models, the PReLU function, which can have a negative (-) value as an output value, was used as the activation function of deep learning models. The time series prediction performance of each model for three types of data was compared and reviewed. The forecast data of long-term prediction of export growth rate was deduced by three forecast methods such as a fixed forecast method, a recursive forecast method and a rolling forecast method. As a result of the forecast, the traditional time series analysis model, ARDL, showed excellent performance, but as the time period of learning data increases, the performance of machine learning models including LSTM was relatively improved.
Soccer is type of sport that carries a high risk of injury. Injury is not only cause in the unlucky soccer carrier and also team performance as well as financial effects can be worse since soccer is a team-based game. The duration of recovery from a soccer injury typically relies on its type and severity. Therefore, we conduct this research in order to predict the probability of players injury type using machine learning technologies in this paper. Furthermore, we compare different machine learning models to find the best fit model. This paper utilizes various supervised classification machine learning models, including Decision Tree, Random Forest, K-Nearest Neighbors (KNN), and Naive Bayes. Moreover, based on our finding the KNN and Decision models achieved the highest accuracy rates at 70%, surpassing other models. The Random Forest model followed closely with an accuracy score of 62%. Among the evaluated models, the Naive Bayes model demonstrated the lowest accuracy at 56%. We gathered information about 54 professional soccer players who are playing in the top five European leagues based on their career history. We gathered information about 54 professional soccer players who are playing in the top five European leagues based on their career history.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제31권5호
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pp.585-599
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2024
Options pricing remains a critical aspect of finance, dominated by traditional models such as Black-Scholes and binomial tree. However, as market dynamics become more complex, numerical methods such as Monte Carlo simulation are accommodating uncertainty and offering promising alternatives. In this paper, we examine how effective different options pricing methods, from traditional models to machine learning algorithms, are at predicting KOSPI200 option prices and maximizing investment returns. Using a dataset of 2023, we compare the performance of models over different time frames and highlight the strengths and limitations of each model. In particular, we find that machine learning models are not as good at predicting prices as traditional models but are adept at identifying undervalued options and producing significant returns. Our findings challenge existing assumptions about the relationship between forecast accuracy and investment profitability and highlight the potential of advanced methods in exploring dynamic financial environments.
본 논문에서는 비전공자들을 위한 기초 머신러닝 모델 학습 및 활용교육 커리큘럼을 제안하고, Orange 머신러닝 모델 학습 및 분석 도구를 활용한 교육 방법을 제안하였다. Orange는 오픈 소스기반 머신러닝 및 데이터 시각화 도구로서, 복잡한 프로그래밍 없이 시각적인 위젯을 사용하여, 데이터를 학습시켜 머신러닝 모델을 만들 수 있다. Orange는 비전공자 학부생부터 전문가 그룹까지 다양하게 사용되는 플랫폼이다. 본 논문에서는 한 학기 분량의 기초 머신러닝 모델 학습 및 활용교육 커리큘럼과 주별 실습 내용을 제시하였다. 그리고, 머신러닝 모델 학습 및 활용에 대한 교육 내용 실체를 실증하기 위해, Orange 도구를 활용하여, 분류 데이터(Categorical Data) 표본과 수치 데이터(Numerical Data) 표본으로부터 머신러닝 모델을 학습시키고, 모델을 활용하여 모집단의 결과를 예측하는 활용 사례들을 제안하였다. 마지막으로 본 커리큘럼에 대한 교육 만족도를 비전공자 대상으로 조사 및 분석하였다.
Flow-accelerated corrosion (FAC) of carbon steel piping is a significant problem in nuclear power plants. The basic process of FAC is currently understood relatively well; however, the accuracy of prediction models of the wall-thinning rate under an FAC environment is not reliable. Herein, we propose a methodology to construct pipe wall-thinning rate prediction models using artificial neural networks and a convolutional neural network, which is confined to a straight pipe without geometric changes. Furthermore, a methodology to generate training data is proposed to efficiently train the neural network for the development of a machine learning-based FAC prediction model. Consequently, it is concluded that machine learning can be used to construct pipe wall thinning rate prediction models and optimize the number of training datasets for training the machine learning algorithm. The proposed methodology can be applied to efficiently generate a large dataset from an FAC test to develop a wall thinning rate prediction model for a real situation.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제21권1호
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pp.1-5
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2021
Cyberbullying is a problem that is faced in many cultures. Due to their popularity and interactive nature, social media platforms have also been affected by cyberbullying. Social media users from Arab countries have also reported being a target of cyberbullying. Machine learning techniques have been a prominent approach used by scientists to detect and battle this phenomenon. In this paper, we compare different machine learning algorithms for their performance in cyberbullying detection based on a labeled dataset of Arabic YouTube comments. Three machine learning models are considered, namely: Multinomial Naïve Bayes (MNB), Complement Naïve Bayes (CNB), and Linear Regression (LR). In addition, we experiment with two feature extraction methods, namely: Count Vectorizer and Tfidf Vectorizer. Our results show that, using count vectroizer feature extraction, the Logistic Regression model can outperform both Multinomial and Complement Naïve Bayes models. However, when using Tfidf vectorizer feature extraction, Complement Naive Bayes model can outperform the other two models.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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