16,127 research outputs found
Abstracts of Invited and Selected Papers and Organized Symposia, WAEA Annual Meetings, San Francisco, California, July 6-8, 2005
Teaching/Communication/Extension/Profession,
Simulation of site-specific irrigation control strategies with sparse input data
Crop and irrigation water use efficiencies may be improved by managing irrigation application timing and volumes using physical and agronomic principles. However, the crop water requirement may be spatially variable due to different soil properties and genetic variations in the crop across the field. Adaptive control strategies can be used to locally control water applications in response to in-field temporal and spatial variability with the aim of maximising both crop development and water use efficiency. A simulation framework ‘VARIwise’ has been created to aid the development, evaluation and management of spatially and temporally varied adaptive irrigation control strategies (McCarthy et al., 2010). VARIwise enables alternative control strategies to be simulated with different crop and environmental conditions and at a range of spatial resolutions.
An iterative learning controller and model predictive controller have been implemented in VARIwise to improve the irrigation of cotton. The iterative learning control strategy involves using the soil moisture response to the previous irrigation volume to adjust the applied irrigation volume applied at the next irrigation event. For field implementation this controller has low data requirements as only soil moisture data is required after each irrigation event. In contrast, a model predictive controller has high data requirements as measured soil and plant data are required at a high spatial resolution in a field implementation. Model predictive control involves using a calibrated model to determine the irrigation application and/or timing which results in the highest predicted yield or water use efficiency. The implementation of these strategies is described and a case study is presented to demonstrate the operation of the strategies with various levels of data availability. It is concluded that in situations of sparse data, the iterative learning controller performs significantly better than a model predictive controller
Air pollution and livestock production
The air in a livestock farming environment contains high concentrations of dust particles and gaseous pollutants. The total inhalable dust can enter the nose and mouth during normal breathing and the thoracic dust can reach into the lungs. However, it is the respirable dust particles that can penetrate further into the gas-exchange region, making it the most hazardous dust component. Prolonged exposure to high concentrations of dust particles can lead to respiratory health issues for both livestock and farming staff. Ammonia, an example of a gaseous pollutant, is derived from the decomposition of nitrous compounds. Increased exposure to ammonia may also have an effect on the health of humans and livestock. There are a number of technologies available to ensure exposure to these pollutants is minimised. Through proactive means, (the optimal design and management of livestock buildings) air quality can be improved to reduce the likelihood of risks associated with sub-optimal air quality. Once air problems have taken hold, other reduction methods need to be applied utilising a more reactive approach. A key requirement for the control of concentration and exposure of airborne pollutants to an acceptable level is to be able to conduct real-time measurements of these pollutants. This paper provides a review of airborne pollution including methods to both measure and control the concentration of pollutants in livestock buildings
An adaptive neuro fuzzy inference system to model the uniaxial compressive strength of cemented hydraulic backfill
Purpose. The purpose of this paper is to develop the models for predicting the uniaxial compressive strength (UCS) of cemented hydraulic backfill (CHB), a widely used technique for filling underground voids created by mining
operations as it provides the high strength required for safe and economical working environment and allows the use of waste rock from mining operations as well as tailings from mineral processing plants as ingredients.
Methods. In this study, different modelling techniques such as conventional linear, nonlinear multiple regression and one of the evolving soft computing methods, adaptive neuro fuzzy inference system (ANFIS), were used for the prediction of UCS, the main criterion used to design backfill recipe.
Findings. Statistical performance indices used to evaluate the efficiency of the developed models indicated that the ANFIS model can effectively be implemented for designing CHB with desired UCS. As proved by the performance indicators ANFIS model gives more compatible results with the expert opinion and current literature than conventional modelling techniques.
Originality. In order to construct the models a very large database, containing more than 1600 UCS test results, was used. In addition to widely used conventional regression based modelling techniques, one of the evolving soft computing methods, ANFIS was employed. Numerical examples showing the implementation of constructed models were provided.
Practical implementation. As proved by the statistical performance indicators, the developed models can be used for a reliable prediction of the UCS of CHB. However, more accurate results can be achieved by expanding the database and by constructing improved models using the algorithm presented in this paper.Мета. Побудова моделей для прогнозування межі міцності при одноосьовому стисканні цементної гідравлічної закладки для заповнення вироблених просторів шахт.
Методика. Для досягнення поставленої мети були використані різні методи моделювання: лінійна та нелінійна множинна регресія, а також порівняно недавно став популярним метод програмування – адаптивне нейронечітке логічне виведення (ANFIS). За їх допомогою було спрогнозовано зміну міцності на одноосьове стискання, що є ключовим показником для визначення складу закладної суміші. Для побудови моделей використана значна база даних, яка включає результати більш ніж 1600 випробувань на одноосьове стискання. Лабораторними дослідженнями також визначалися властивості закладних матеріалів і суміші.
Результати. Модель ANFIS дала найкращу продуктивність з урахуванням статистичних показників ефективності, таких як середня абсолютна процентна похибка і змінний обліковий запис. Статистичні показники продуктивності, які використовуються для оцінки ефективності розроблених моделей, свідчать, що моделювання за допомогою ANFIS дозволяє отримати результати, які більше відповідають експертній оцінці та даним з сучасної літератури, ніж інформація, отримана за допомогою традиційного моделювання. Встановлено, що на відміну від регресивного моделювання, ANFIS не вимагає заздалегідь визначених математичних рівнянь для взаємозв’язку між вхідними та вихідними змінними і використовує наданий набір даних для ефективного визначення структури моделі.
Наукова новизна. Вперше для прогнозування міцності при одноосьовому стисканні були використані не лише традиційні способи моделювання, засновані на регресії, а й інноваційний метод програмування – адаптивне нейронечітке логічне виведення ANFIS. У статті наведені чисельні приклади впровадження нових
побудованих моделей.
Практична значимість. Статистичні індикатори продуктивності показали, що розроблені моделі можуть бути використані для надійного прогнозування міцності при одноосьовому стисканні й оптимальної рецептури закладної суміші. Однак, щоб отримати більш точні результати, необхідно мати більш широку базу даних і створити більш досконалі моделі на основі алгоритму, запропонованому в даній статті.Цель. Построение моделей для прогнозирования предела прочности при одноосном сжатии цементной гидравлической закладки для заполнения выработанных пространств шахт.
Методика. Для достижения поставленной цели были использованы различные методы моделирования: линейная и нелинейная множественная регрессия, а также сравнительно недавно ставший популярным метод программирования – адаптивный нейронечеткий логический вывод (ANFIS). С их помощью было спрогнозировано изменение прочности на одноосное сжатие, что является ключевым показателем для определения состава закладочной смеси. Для построения моделей использована обширная база данных, которая включает результаты более чем 1600 испытаний на одноосное сжатие. Лабораторными исследованиями также определялись свойства закладочных материалов и смеси.
Результаты. Модель ANFIS дала наилучшую производительность с учетом статистических показателей эффективности, таких как средняя абсолютная процентная погрешность и переменная учетная запись. Статистические показатели производительности, используемые для оценки эффективности разработанных моделей, свидетельствуют, что моделирование с помощью ANFIS позволяет получить результаты, которые более соответствуют экспертной оценке и данным из современной литературы, чем информация, полученная при помощи традиционного моделирования. Установлено, что в отличие от регрессионного моделирования, ANFIS не требует заранее определенных математических уравнений для взаимосвязи между входными и выходными переменными и использует предоставленный набор данных для эффективного определения структуры модели.
Научная новизна. Впервые для прогнозирования прочности при одноосном сжатии были использованы не только традиционные способы моделирования, основанные на регрессии, но и инновационный метод программирования – адаптивный нейронечеткий логический вывод ANFIS. В статье приведены численные примеры внедрения новых построенных моделей.
Практическая значимость. Статистические индикаторы производительности показали, что разработанные модели могут быть использованы для надежного прогнозирования прочности при одноосном сжатии и оптимальной рецептуры закладочной смеси. Однако, чтобы получить более точные результаты, необходимо иметь более широкую базу данных и создать более совершенные модели на основе алгоритма, предложенного в данной статье.The authors thank the staff and the managers of Jinfeng underground gold mine for their helps and cooperation during field and laboratory studies. The company is also acknowledged for the permission to use and publish the data
Robust Multi-Objective Sustainable Reverse Supply Chain Planning: An Application in the Steel Industry
In the design of the supply chain, the use of the returned products and their recycling in the production and consumption network is called reverse logistics. The proposed model aims to optimize the flow of materials in the supply chain network (SCN), and determine the amount and location of facilities and the planning of transportation in conditions of demand uncertainty. Thus, maximizing the total profit of operation, minimizing adverse environmental effects, and maximizing customer and supplier service levels have been considered as the main objectives. Accordingly, finding symmetry (balance) among the profit of operation, the environmental effects and customer and supplier service levels is considered in this research. To deal with the uncertainty of the model, scenario-based robust planning is employed alongside a meta-heuristic algorithm (NSGA-II) to solve the model with actual data from a case study of the steel industry in Iran. The results obtained from the model, solving and validating, compared with actual data indicated that the model could optimize the objectives seamlessly and determine the amount and location of the necessary facilities for the steel industry more appropriately.This article belongs to the Special Issue Uncertain Multi-Criteria Optimization Problem
AN ALTERNATIVE APPROACH TO THE EVALUATION OF GOAL HIERARCHIES AMONG FARMERS
Results of a study of goal orderings of Saskatchewan farmers who participate in the province's FARMLAB Program are presented. We use the method of fuzzy pair-wise comparisons which allows the respondent to indicate a degree of preference between two alternative goal statements, thereby providing more information than in the binary case. From survey data ratio-scale scores are constructed for eight goal statements, and these are regressed on a set of farm enterprise and household characteristics and a psychological locus-of-control (or I-E) score. The empirical results indicate that goodness-of-fit measures are better than those obtained by other researchers, perhaps because a psychological measure (I-E score) is included as an explanatory variable for goal orderings.Farm Management,
- …