Water consumption is strongly affected by numerous factors, such as population, climatic, geographic, and socio-economic factors. Therefore, the implementation of a reliable predictive model of water consumption pattern is challenging task. This study investigates the performance of predictive models based on multi-layer perceptron (MLP), multiple linear regression (MLR), and support vector regression (SVR). To understand the significant factors affecting water consumption, the stepwise regression (SW) procedure is used in MLR to obtain suitable variables. Then, this study also implements three predictive models based on these significant variables (e.g., SWMLR, SWMLP, and SWSVR). Annual data of water consumption in Thailand during 2006 - 2015 were compiled and categorized by provinces and distributors. By comparing the predictive performance of models with all variables, the results demonstrate that the MLP models outperformed the MLR and SVR models. As compared to the models with selected variables, the predictive capability of SWMLP was superior to SWMLR and SWSVR. Therefore, the SWMLP still provided satisfactory results with the minimum number of explanatory variables which in turn reduced the computation time and other resources required while performing the predictive task. It can be concluded that the MLP exhibited the best result and can be utilized as a reliable water demand predictive model for both of all variables and selected variables cases. These findings support important implications and serve as a feasible water consumption predictive model and can be used for water resources management to produce sufficient tap water to meet the demand in each province of Thailand.
Kim, MinJu;Choi, YoHan;Lee, Jeong-nam;Sa, SooJin;Cho, Hyun-chong
Journal of Animal Science and Technology
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v.63
no.6
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pp.1453-1463
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2021
Feeding is the most important behavior that represents the health and welfare of weanling pigs. The early detection of feed refusal is crucial for the control of disease in the initial stages and the detection of empty feeders for adding feed in a timely manner. This paper proposes a real-time technique for the detection and recognition of small pigs using a deep-leaning-based method. The proposed model focuses on detecting pigs on a feeder in a feeding position. Conventional methods detect pigs and then classify them into different behavior gestures. In contrast, in the proposed method, these two tasks are combined into a single process to detect only feeding behavior to increase the speed of detection. Considering the significant differences between pig behaviors at different sizes, adaptive adjustments are introduced into a you-only-look-once (YOLO) model, including an angle optimization strategy between the head and body for detecting a head in a feeder. According to experimental results, this method can detect the feeding behavior of pigs and screen non-feeding positions with 95.66%, 94.22%, and 96.56% average precision (AP) at an intersection over union (IoU) threshold of 0.5 for YOLOv3, YOLOv4, and an additional layer and with the proposed activation function, respectively. Drinking behavior was detected with 86.86%, 89.16%, and 86.41% AP at a 0.5 IoU threshold for YOLOv3, YOLOv4, and the proposed activation function, respectively. In terms of detection and classification, the results of our study demonstrate that the proposed method yields higher precision and recall compared to conventional methods.
Zhou, Han;Guo, Xuchao;Liu, Chengqi;Tang, Zhan;Lu, Shuhan;Li, Lin
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.15
no.11
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pp.3991-4010
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2021
The Question Similarity Measurement of Chinese Crop Diseases and Insect Pests (QSM-CCD&IP) aims to judge the user's tendency to ask questions regarding input problems. The measurement is the basis of the Agricultural Knowledge Question and Answering (Q & A) system, information retrieval, and other tasks. However, the corpus and measurement methods available in this field have some deficiencies. In addition, error propagation may occur when the word boundary features and local context information are ignored when the general method embeds sentences. Hence, these factors make the task challenging. To solve the above problems and tackle the Question Similarity Measurement task in this work, a corpus on Chinese crop diseases and insect pests(CCDIP), which contains 13 categories, was established. Then, taking the CCDIP as the research object, this study proposes a Chinese agricultural text similarity matching model, namely, the AgrCQS. This model is based on mixed information extraction. Specifically, the hybrid embedding layer can enrich character information and improve the recognition ability of the model on the word boundary. The multi-scale local information can be extracted by multi-core convolutional neural network based on multi-weight (MM-CNN). The self-attention mechanism can enhance the fusion ability of the model on global information. In this research, the performance of the AgrCQS on the CCDIP is verified, and three benchmark datasets, namely, AFQMC, LCQMC, and BQ, are used. The accuracy rates are 93.92%, 74.42%, 86.35%, and 83.05%, respectively, which are higher than that of baseline systems without using any external knowledge. Additionally, the proposed method module can be extracted separately and applied to other models, thus providing reference for related research.
Today, with the improvement of deep learning technology, computer vision areas such as image classification, object detection, object segmentation, and object tracking have shown remarkable improvements. Various applications such as intelligent surveillance, robots, Internet of Things, and autonomous vehicles in combination with deep learning technology are being applied to actual industries. Accordingly, the requirement of an efficient compression method for video data is necessary for machine consumption as well as for human consumption. In this paper, we propose an object-based compression of thermal infrared images for machine vision. The input image is divided into object and background parts based on the object detection results to achieve efficient image compression and high neural network performance. The separated images are encoded in different compression ratios. The experimental result shows that the proposed method has superior compression efficiency with a maximum BD-rate value of -19.83% to the whole image compression done with VVC.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.59
no.6
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pp.385-392
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2022
Naval ship could face a variety of threats in isolated seas. In particular, fires and flooding are defined as disasters that are very likely to cause irreparable damage to ships. These disasters have a very high risk of personal injury as well. Therefore, when a disaster occurs, it must be quickly suppressed, but if there are people in the disaster area, the protection of life must be given priority. In order to quickly evacuate the ship crew in case of a disaster, we would like to propose a plan to quickly explore the evacuation route even in urgent situations. Using commercial escape simulation software, we obtain the data for deep neural network learning with simulations according to aisle characteristics and the properties and number of evacuation person. Using the obtained data, the passage prediction model is trained with a deep learning, and the passage time is predicted through the learned model. Construct a numerical map of a naval ship and construct a distance matrix of the vessel using predicted passage time data. The distance matrix configured in one of the path search algorithms, the Dijkstra algorithm, is applied to explore the evacuation path of naval ship.
Purpose: This study aims to predict the dry cargo transportation market economy. The subject of this study is the BDI (Baltic Dry Index) time-series, an index representing the dry cargo transport market. Methods: In order to increase the accuracy of the BDI time-series, we have pre-processed the original time-series via time-series decomposition and data augmentation techniques and have used them for ANN learning. The ANN algorithms used are Multi-Layer Perceptron (MLP), Recurrent Neural Network (RNN), and Long Short-Term Memory (LSTM) to compare and analyze the case of learning and predicting by applying time-series decomposition and data augmentation techniques. The forecast period aims to make short-term predictions at the time of t+1. The period to be studied is from '22. 01. 07 to '22. 08. 26. Results: Only for the case of the MAPE (Mean Absolute Percentage Error) indicator, all ANN models used in the research has resulted in higher accuracy (1.422% on average) in multivariate prediction. Although it is not a remarkable improvement in prediction accuracy compared to uni-variate prediction results, it can be said that the improvement in ANN prediction performance has been achieved by utilizing time-series decomposition and data augmentation techniques that were significant and targeted throughout this study. Conclusion: Nevertheless, due to the nature of ANN, additional performance improvements can be expected according to the adjustment of the hyper-parameter. Therefore, it is necessary to try various applications of multiple learning algorithms and ANN optimization techniques. Such an approach would help solve problems with a small number of available data, such as the rapidly changing business environment or the current shipping market.
Mohd Azrizal, Fauzi;Mohd Fadzil, Arshad;Noorsuhada Md, Nor;Ezliana, Ghazali
Computers and Concrete
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v.30
no.6
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pp.393-407
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2022
Due to the enormous cement content, pozzolanic materials, and the use of different aggregates, sustainable controlled low-strength material (CLSM) has a higher material cost than conventional concrete and sustainable construction issues. However, by selecting appropriate materials and formulations, as well as cement and aggregate content, whitethorn costs can be reduced while having a positive environmental impact. This research explores the desire to optimize plastic properties and 28-day unconfined compressive strength (UCS) of CLSM containing powder content from unprocessed-fly ash (u-FA) and recycled fine aggregate (RFA). The mixtures' input parameters consist of water-to-cementitious material ratio (W/CM), fly ash-to-cementitious materials (FA/CM), and paste volume percentage (PV%), while flowability, bleeding, segregation index, and 28-day UCS were the desired responses. The central composite design (CCD) notion was used to produce twenty CLSM mixes and was experimentally validated using MATLAB by an Artificial Neural Network (ANN). Variance analysis (ANOVA) was used for the determination of statistical models. Results revealed that the plastic properties of CLSM improve with the FA/CM rise when the strength declines for 28 days-with an increase in FA/CM, the diameter of the flowability and bleeding decreased. Meanwhile, the u-FA's rise strengthens the CLSM's segregation resistance and raises its strength over 28 days. Using calcareous powder as a substitute for cement has a detrimental effect on bleeding, and 28-day UCS increases segregation resistance. The response surface method (RSM) can establish high correlations between responses and the constituent materials of sustainable CLSM, and the optimal values of variables can be measured to achieve the desired response properties.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.17
no.3
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pp.483-490
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2022
Malaria is a disease caused by a parasite and it is prevalent in all over the world. The usual method used to recognize malaria cells is a thick and thin blood smears examination methods, but this method requires a lot of manual calculation, so the efficiency and accuracy are very low as well as the lack of pathologists in impoverished country has led to high malaria mortality rates. In this paper, a malaria cell image recognition model using transfer learning is proposed, which consists in the feature extractor, the residual structure and the fully connected layers. When the pre-training parameters of the VGG-19 model are imported to the proposed model, the parameters of some convolutional layers model are frozen and the fine-tuning method is used to fit the data for the model. Also we implement another malaria cell recognition model without residual structure to compare with the proposed model. The simulation results shows that the model using the residual structure gets better performance than the other model without residual structure and the proposed model has the best accuracy of 97.33% compared to other recent papers.
Park, Jinsang;Song, Min jae;Choi, Eun ju;Kim, Byoung soo;Moon, Young ho
Journal of Aerospace System Engineering
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v.16
no.4
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pp.45-52
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2022
In the field of UAM, which is attracting attention as a next-generation transportation system, technology developments for using UAVs have been actively conducted in recent years. Since UAVs adopted with these technologies are mainly operated in urban areas, it is imperative that accidents are prevented. However, it is not easy to predict the abnormal flight state of an UAV causing a crash, because of its strong non-linearity. In this paper, we propose a method for predicting a flight state of an UAV, based on a CNN-LSTM hybrid model. To predict flight state variables at a specific point in the future, the proposed model combines the CNN model extracting temporal and spatial features between flight data, with the LSTM model extracting a short and long-term temporal dependence of the extracted features. Simulation results show that the proposed method has better performance than the prediction methods, which are based on the existing artificial neural network model.
Multilayer perceptron neural network was trained to determine the factor of safety and slip surface of the slope. Slope geometry is a simple slope based on Korean design standards, and the case of dry and existing groundwater levels are both considered, and the properties of the soil composing the slope are considered to be sandy soil including fine particles. When curating the data required for model training, slope stability analysis was performed in 42,000 cases using the limit equilibrium method. Steady-state seepage analysis of groundwater was also performed, and the results generated were applied to slope stability analysis. Results show that the multilayer perceptron model can predict the factor of safety and failure arc with high performance when the slope's physical properties data are input. A method for quantitative validation of the model performance is presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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