2-3-4- اصول سلامت روان……………………………………………………………………………………55

2-3-5- انجمن ملی بهداشت روانی…………………………………………………………………………………56

2-3-6- تاریخچه بهداشت روانی در ایران ………………………………………………………………57

2-3-7- دستاوردها…………………………………………………………………………………………….59

2-3-8- ضرورت سلامت روانی……………………………………………………………………………60

2-3-9- مشخصه های سلامت روانی و شخصیت سالم………………………………………………..63

2-3-10- مفهوم سلامت روان شناختی یا سلامت روان………………………………………………………64

2-3-11- مفهوم سلامت روان در نظریه های روانکاوی ………………………………………………66

2-3-12- افراد سالم از نظر روانی …………………………………………………………………………72

2-3-13- مفهوم سلامت روان در نظریه های شناختی……………………………………………………73

2-4- مبانی نظری مربوط به عملکرد تحصیلی ……………………………………………………………75

2-4-1- تعریف پیشرفت تحصیلی …………………………………………………………………………75

2-4-2- عوامل مؤثر در پیشرفت تحصیلی……………………………………………………………….76

2-4-3- نظریه های عملكرد تحصیلی………………………………………………………………………78

2-4-4- عوامل افت تحصیلی………………………………………………………………………………….80

2-4-5- انواع شكست های تحصیلی………………………………………………………………………….80

2-5- پیشینه تحقیقاتی ………………………………………………………………………………………… 92

2-5-1- پیشینه داخلی ……………………………………………………………………………………………..92

2-5-2- پیشینه خارجی……………………………………………………………………………………………101

سوم : روش تحقیق

3-1 – مقدمه ………………………………………………………………………………………………………106

3-2- روش پژوهش ……………………………………………………………………………………………106

3-3- فرایند تحقیق……………………………………………………………………………………………106

3-4- جامعه آماری ……………………………………………………………………………………………….106

3-5- تعداد نمونه و روش نمونه گیری ……………………………………………………………………107

3-6- روش و ابزارهای جمع آوری اطلاعات …………………………………………………………….107

3-7- روش گرد آوری اطلاعات ………………………………………………………………………………113

3-8- روش تجزیه و تحلیل…………………………………………………………………………………113

3-9- ملاحظات اخلاقی……………………………………………………………………………………….113

چهارم : نتایج

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………..115

4-2- یافته های پژوهش…………………………………………………………………………………………115

4-2-1- یافته های توصیفی…………………………………………………………………………………….115

4-2-2- یافته های استنباطی……………………………………………………………………………………118

فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری

5-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………..123

5-2- نتایج پژوهش…………………………………………………………………………………………………123

5-3- بحث و نتیجه گیری و تبیین نتایج پژوهش…………………………………………………………….124

5-4- محدودیت های تحقیق……………………………………………………………………………………128

5-5- پیشنهادات کاربردی………………………………………………………………………………………….128

5-6- پیشنهادات پژوهشی………………………………………………………………………………….130

منابع

منابع فارسی…………………………………………………………………………………………………………………132

منابع غیرفارسی…………………………………………………………………………………………………………….141

3-3-5- رقابت استعماری………………………………………………………………………… 43

3-3-6- سقوط امپراطوری­های ضعیف………………………………………………………. 46

3-3-7- همگرایی……………………………………………………………………………….. 46

3-4- الگوریتم رقابت استعماری اصلاحی……………………………………………….. 48

3-5- الگوریتم های ترکیبی بکار رفته…………………………………………………… 51

4- ارزیابی سیستم…………………………………………………………………………….. 53

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………….. 54

4-2- مدل سازی روش پیشنهادی……………………………………………………….. 55

4-3- ارزیابی راه­کار پیشنهادی……………………………………………………………. 56

4-4- مسائل مورد مقایسه…………………………………………………………………. 59

4-4-1- مقایسه نتایج پروازهای ورودی و خروجی به تعداد 15…………………. 59

4-4-2- مقایسه نتایج پروازهای ورودی و خروجی به تعداد 20……………….. 61

4-4-3- مقایسه نتایج پروازهای ورودی و خروجی به تعداد 25………………. 62

5- نتیجه­گیری و ارائه پیشنهاد ها……………………………………………………. 64

5-1- جنبه نوآوری…………………………………………………………………………… 65

5-2- نتیجه مقایسه نتایج…………………………………………………………….. 65

5-3- پیشنهاد ها……………………………………………………………………………. 66

6- مراجع ………………………………………………………………………………….67

چکیده:

مدیریت ترافیک هوایی یکی از مشاغل حساس و پراسترس است که همه روزه با مشکلات و موانع مختلفی روبه­رو می­شود و مسأله توالی هواپیما (Aircraft Sequencing Problem) یکی از مهم­ترین مسائلی است که این روزها در حوزه کاری مراقبت پرواز (Air Traffic Control) به آن پرداخته می­شود.

مسأله توالی هواپیما یك مسأله NP-سخت است، الگوریتم­های دقیق كارایی خود را بر روی این مسأله در ابعاد بالا از دست می­دهند و نمی­توانند به جواب بهینه در یک زمان قابل قبول دست یابند؛ درنتیجه امروزه برای حل این­گونه مسائل از الگوریتم­های ابتكاری و فرا ابتكاری استفاده می­شود.

در این پایان نامه سعی شده با تلفیق الگوریتم ERT(Earliest Ready Time) جهت انتخاب بهترین هواپیمای آماده عملیات با الگوریتم استعماری اصلاحی که از روش نزدیک­ترین همسایه تصادفی برای تابع جذب در کنار روش بهبود­دهنده سه­نقطه­ای برای تابع انقلاب استفاده کرده، روش جدیدی در حل مسأله توالی هواپیما ارائه شود. نتایج حاصل از پیاده سازی این الگوریتم نشان می­دهد که در مقایسه با سایر الگوریتم­ها از کارایی بالایی برخوردار است.

فصل اول: مقدمه طرح پیشنهادی

1-1- مقدمه

یکی از موضوعات موردتوجه در صنعت هوانوردی، مبحث برنامه­ریزی فرود هواپیماهای ورودی به فرودگاه است. با ورود هواپیماهای مختلف به محدوده­ی راداری فرودگاه، مراقبین پرواز در برج مراقبت باید ترتیب فرود هواپیماهایی که در آن لحظه در آسمان فرودگاه در حال پرواز هستند را مشخص نمایند. برای اختصاص چنین ترتیب فرودی محدودیت­های مختلفی موردتوجه قرار­می­گیرد که از آن جمله می توان به محدودیت جداسازی دو هواپیما اشاره نمود. این محدودیت از دیدگاه مباحث آئرودینامیک اهمیت زیادی دارد و در صورت عدم رعایت آن امکان بروز حادثه برای هواپیماهای متوالی وجود دارد.

مهم­ترین نتیجه­ی موردنظر برنامه­ریزی فرود هواپیماها، کمینه کردن تأخیرها است که از ایجاد هزینه­ی سوخت اضافه برای هواپیماها و همین طور ایجاد نارضایتی مسافران جلوگیری می کند. ازآنجایی که هزینه­های مربوط به سوخت ناوگان پروازی درصد قابل توجهی از هزینه­های شرکت های هواپیمایی را شامل می­شود، برنامه­ریزی فرود هواپیماها موردتوجه شرکت های هواپیمایی و همچنین شرکت های فرودگاهی قرارگرفته است. همین امر باعث شده است که اغلب فرودگاه­هایی که عملکرد بهتری در خصوص مدیریت ترافیک پروازی دارند، توجه شرکت های هواپیمایی بیشتری را به خود جلب کنند. از سوی دیگر، در صورت دستیابی به عملکردی مناسب در مدیریت ترافیک پروازها، شرکت های فرودگاهی این امکان را خواهند داشت که در بازه زمانی ثابت، پذیرای تعداد بیشتری از هواپیما باشند.

شرکت های فرودگاهی بخشی از درآمد خود را از هزینه­ی اجاره­ی جایگاه پارک[1] به دست می­آورند. هزینه­ی جایگاه­های پارک، بسته به امکانات آن، متغیر است. امکاناتی نظیر برق زمینی[2] و یا ورودی­های مسافری[3] در قیمت جایگاه پارک تأثیرگذار هستند. در تمامی فرودگاه­های جهان دو نوع جایگاه پارک موجود است. جایگاه پارک با ورودی مسافر و جایگاه پارک دور از سالن[4]. جایگاه پارک با ورودی مسافر یا بانام دیگر جایگاه پارک با خرطومی اتصال، جایگاه های پارکی هستند که مسافرین یک هواپیما بدون نیاز به ورود به محوطه فرودگاه به طور مستقیم با استفاده از یک راهرو (خرطومی اتصال) به هواپیما وارد و یا از آن خارج می­شوند.

نیاز به ورود به محوطه فرودگاه به طور مستقیم با استفاده از یک راهرو (خرطومی اتصال) به هواپیما وارد و یا از آن خارج می­شوند؛ اما هواپیماهای واقع در جایگاه پارک دو از سالن، برای مسافر گیری و یا پیاده کردن مسافران خود نیاز به سرویس اتوبوس[5] دارند. از بین این دو نوع جایگاه، جایگاه پارک با ورودی مسافر دارای قیمت بالاتری است. قیمت این جایگاه­ها بدین صورت محاسبه می­شود که به ازای هر مسافری که از یک هواپیما از ورودی مسافری استفاده می کند مبلغی ثابت از خط هواپیمایی مربوطه دریافت می­شود که قیمت سرویس اتوبوس در مقابل آن ناچیز است. علی­رغم قیمت بالاتر جایگاه پارک با ورودی مسافر، شرکت های هواپیمایی برای کسب رضایت بیشتر مسافران خود ترجیح می­دهند تا هواپیماهایشان به جایگاه پارک با ورودی مسافر تخصیص پیدا کند. جایگاه پارک با ورودی مسافر دارای یک مزیت ایمنی نیز هست، با استفاده مسافرین از ورودی مسافر دیگر خطرات ناشی از حضور مسافران در محوطه فرودگاه وجود ندارد و از ایجاد اتفاقات مختلف جلوگیری می­شود.

با توجه به اینکه در هنگام عقد قرارداد خطوط هواپیمایی با فرودگاه­ها، خطوط هواپیمایی نمی­توانند در مورد نوع جایگاه پارک خود شرایطی را اعلام کنند و نوع جایگاه پارک یک هواپیما بر عهده ی کنترلر فرودگاه در لحظه­ی فرود هواپیما است؛ بنابراین در صورت برنامه­ریزی صحیح می توان هواپیماهای بیشتری را به جایگاه­های پارک با ورودی مسافری اختصاص داد و از این طریق به افزایش درآمد فرودگاه کمک کرد.

با توجه به مطالب بیان شده، مدیریت فرودگاه­ها برای جذب شرکت های هواپیمایی و همین طور بالا بردن درآمد خود باید بتوانند توازنی بین دو موضوع کنترل ترافیک هواپیماهای ورودی (توالی فرود هواپیماها) و تخصیص هواپیماها به ورودی­های مسافری ایجاد کنند تا بتوانند علاوه برافزایش درآمد خود، مشتریان خود (شرکت های هواپیمایی) را راضی نگه دارند؛ اما تنها مشکل در این زمینه وابستگی بسیار زیاد این دو مسأله به یکدیگر است. بدین معنا که هواپیماها به محض فرود در فرودگاه باید جایگاه پارکی به آن ها تخصیص یابد و آن جایگاه پارک باید در لحظه­ی فرود هواپیما مذکور خالی وآماده به خدمت­دهی باشد.

3-3-3-1-تکنیک tf-idf…………………………………………………………………………………….

3-3-3-2-تکنیک متا مدل و ابزار OLAP……………………………………………………………….

3-3-3-3-تکنیک براساس محتوای وب…………………………………………………………………. 33

3-3-3-4-تکنیک براساس فراهم کردن داده های موثر (ODP)……………………………………….

3-3-3-5-شخصی­سازی وب با استفاده از روش­های ترکیبی………………………………………….. 34

3-3-3-6-شخصی­سازی وب براساس الگوریتم استقرایی و تکنولوژی tf-idf………………………..

3-3-3-7-شخصی­سازی وب با استفاده از کندوکاو الگوی ترتیبی و درخت الگو……………………. 35

3-4-خوشه بندی برای شخصی سازی وب………………………………………………………………….. 35

3-4-1-خوشه­ بندی فازی………………………………………………………………………………………… 36

3-4-1-1-الگوریتم پایه ای خوشه بندی فازی……………………………………………………………… 36

3-4-1-2-الگوریتم فازی کا-مینز…………………………………………………………………………. 36

3-4-1-3-خوشه­بندی صفحات وب با استفاده از خوشه ­بندی فازی k-means……………………….

3-4-2-الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………. 39

3-4-2-1-بهینه سازی خوشه بندی فازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک……………………………….. 40

3-4-3-روش پیشنهادی در این تحقیق……………………………………………………………………….. 42

3-4-4-شمای کلی سیستم پیشنهادی………………………………………………………………………… 42

3-4-5-مثالی از سیستم پیشنهادی…………………………………………………………………………… 43

3-4-6-شبه کد روش پیشنهادی……………………………………………………………………………….. 50

3-5-جمع­بندی……………………………………………………………………………………………………….. 51

مراجع…………………………………………………………………………………………………………………… 53

فصل چهارم:……………………………………………………………………………………………………. 55

4-1-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….. 56

4-2-مجموعه داده­ها…………………………………………………………………………………………………. 56

4-2-1-دیتاست YANDEX…………………………………………………………………………………….

4-2-1-1-پیش پردازش انجام شده با مجموعه داده­های خام قبل از انتشار………………………….. 57

4-3-پارامترهای ارزیابی……………………………………………………………………………………………… 60

4-4-آزمایشات انجام شده…………………………………………………………………………………………… 61

4-4-1-سخت افزار مورد استفاده……………………………………………………………………………….. 62

4-4-2-نتایج آزمایشات…………………………………………………………………………………………. 62

4-5-جمع­بندی……………………………………………………………………………………………………….. 64

مراجع:…………………………………………………………………………………………………………………… 65

فصل پنجم:…………………………………………………………………………………………………………. 66

5-1-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….. 67

5-2-نتایج و دستاوردهای پروژه……………………………………………………………………………………. 68

5-3-پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………… 68

مراجع……………………………………………………………………………………………………………………. 70

چکیده:

گرانبار شدن اطلاعات یک مشکل عمده در وب کنونی به شمار می­رود. برای مقابله با این مشکل، سیستم های شخصی­سازی وب ارائه شده­ اند که محتوا و سرویس­های یک وب­سایت را با افراد براساس علایق و رفتار گردشی آن­ها سازگار می­کنند. یک مؤلفه­ی اساسی در هر سیستم شخصی­سازی وب، مدل کاربر آن است. هدف از شخصی سازی وب، مهیا ساختن محتوا و سرویس­های مورد نیاز کاربران به وسیله دانش به دست آمده از تعاملات قبلی کاربران در صفحات وب است. در حال حاضر، برای شخصی­سازی وب چندین متد خوشه­بندی در دسترس است. روش­هایی که تاکنون ارائه شده­اند، در مواردی دارای اشکالاتی بودند. البته تکنیک­های جدیدی در رفع این مشکلات و بهبود آنها ارائه شده است. اما در بیشتر این تکنیک­ها، مسائل افزونگی داده و مقیاس­بندی بالا وجود دارد. با توجه به اینکه افزایش کاربران وب منجر به افزایش اندازه ی خوشه می گرد، نیاز به بهینه سازی خوشه ها اجتناب ناپذیر خواهد بود. در تحقیق، یک متدولوژی بهینه­سازی خوشه بر اساس سیستم فازی ارائه شده است. به منظور افزایش دقت نهایی خوشه­ بندی، برای تنظیم پارامترهای توابع عضویت از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی دقت خوشه­ بندی صفحات وب را تا حد قابل توجهی افزایش می­دهد.

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

با توسعه سیستم های اطلاعاتی، داده به یکی از منابع پراهمیت سازمان ها مبدل گشته است. بنابراین روش ها و تکنیک هایی برای دستیابی کارا به داده، اشتراک داده، استخراج اطلاعات از داده و استفاده از این اطلاعات، مورد نیاز می باشد. با ایجاد و گسترش وب و افزایش چشمگیر حجم اطلاعات، نیاز به این روش ها و تکنیک ها بیش از پیش احساس می شود. وب، محیطی وسیع، متنوع و پویا است که کاربران متعدد اسناد خود را در آن منتشر می کنند. در حال حاضر بیش از دو بیلیون صفحه در وب موجود است و این تعداد با نرخ 7.3 میلیون صفحه در روز افزایش می یابد. با توجه به حجم وسیع اطلاعات در وب، مدیریت آن با ابزارهای سنتی تقریباً غیر ممکن است و ابزارها و روش­هایی نو برای مدیریت آن مورد نیاز است. به طور کلی کاربران وب در استفاده از آن با مشکلات زیر روبرو هستند:

1- یافتن اطلاعات مرتبط: یافتن اطلاعات مورد نیاز در وب دشوار می باشد. روش های سنتی بازیابی اطلاعات که برای جستجوی اطلاعات در پایگاه داده ها به کار می روند، قابل استفاده در وب نمی باشند و کاربران معمولاً از موتورهای جستجو که مهم­ترین و رایج ترین ابزار برای یافتن اطلاعات در وب می باشند، استفاده می کنند. این موتورها، یک پرس و جوی مبتنی بر کلمات کلیدی از کاربر دریافت کرده و در پاسخ لیستی از اسناد مرتبط با پرس و جوی وی را که بر اساس میزان ارتباط با این پرس و جو مرتب شده اند، به وی ارائه می­کنند. اما موتورهای جستجو دارای دو مشکل اصلی هستند (Baeza-Yates, 2004). اولاً دقت موتورهای جستجو پایین است، چراکه این موتورها در پاسخ به یک پرس و جوی کاربر صدها یا هزاران سند را بازیابی می کنند، در حالی که بسیاری از اسناد بازیابی شده توسط آنها با نیاز اطلاعاتی کاربر مرتبط نمی باشند (Bharat, and et. al., 2001). ثانیاً میزان فراخوان این موتورها کم می باشد، به آن معنی که قادر به بازیابی کلیه اسناد مرتبط با نیاز اطلاعاتی کاربر نیستند. چرا که حجم اسناد در وب بسیار زیاد است و موتورهای جستجو قادر به نگهداری اطلاعات کلیه اسناد وب، در پایگاه داده های خود نمی باشند (Chakrabarti, and et. al., 1999).

2- ایجاد دانش جدید با استفاده از اطلاعات موجود در وب: در حال حاضر این سوال مطرح است که چگونه می توان داده های فراوان موجود در وب را به دانشی قابل استفاده تبدیل کرد، به طوری که یافتن اطلاعات مورد نیاز در آن به سادگی صورت بگیرد. همچنین چگونه می توان با استفاده از داده های وب به اطلاعات و دانشی جدید دست یافت.

3- خصوصی سازی اطلاعات: از آن جا که کاربران متفاوت هر یک درباره نوع و نحوه­ی بازنمایی اطلاعات سلیقه خاصی دارند، این مسئله باید توسط تأمین­کنندگان اطلاعات در وب مورد توجه قرار بگیرد. برای این منظور با توجه به خواسته ها و تمایلات کاربران متفاوت، نحوه ارائه اطلاعات به آنها باید سفارشی گردد.

تکنیک های وب کاوی قادر به حل این مشکلات می باشند (Chakrabarti, 2000).

2-1- تعریف مسئله

4-3- نحوه پیاده سازی روش های ارایه شده………………………. 47

4-4- کلاس حراج کننده ……………………….50

4-5- کلاس مربوط به کاربر………………………. 52

4-6- کلاس ExampleAuction.java………………………..

4-7- کلاس مربوط به منابع حراج (AuctionResource.java)……………………….

فصل 5: نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………. 58

منابع……………………….. 74

چکیده:

در این پایان نامه به ارایه یک روش جدید در پردازش شبکه ای با الگوریتم مورچگان پرداخته ایم. مدلی كه در فضای شبکه ای استفاده كردیم حراج دو طرفه پیوسته می باشد.این مدل ها به دلیل سادگی و پویایی خود امروزه در بسیاری از الگوریتم های مورد استفاده برای کنترل منابع و زمان بندی کارها مورد استفاده قرار می گیرند. بسیاری از این مدل ها در زمان پاسخ گویی خود هنگام مدیریت منابع دچار ضعف می باشند. در مدل حراج, حراج کنندگان قیمت های مورد نظر خریداران را اعلام می کنند و خریداری که قیمت مناسب را اعلام کرده باشد منبع را بدست می گیرد. این مساله خود باعث می شود که زمان پاسخ گویی به دلیل درخواست خریداران افزایش یابد. در این پایان نامه ما روش جدیدی را به وسیله الگوریتم ژنتیک در سناریو حراج دو طرفه ارایه کردیم. در این روش با هوشمند سازی منابع, بسته های درخواست پیشنهادی را به سمتی سوق دادیم هر کدام از این محیط های شبکه ای را می توان به صورت یک سیستم توزیع شده در نظر گرفت که با شبکه های دیگر تعامل ندارد و حجم زیادی از داده را پوشش می دهد. یکی از فواید این روش نسبت به روش کلاسترینگ این است که منابع می تواند از لحاظ جغرافیایی در نقاط پراکنده و به صورت غیر متقارن قرار گیرد. با توجه به توزیع مجموعه های داده، انتخاب مجموعه منابع محاسباتی و منابع حاوی داده باید بطور مناسب صورت پذیرفته به گونه ای كه سربار ناشی از انتقال این مجموعه ها روی گرید كمینه شود. در این تحقیق، مساله زمانبندی برنامه های نیازمند داده مورد توجه قرار می گیرد. با توجه به اینكه زمانبندی بهینه مستلزم انتخاب مجموعه منابع مناسب می باشد. در پردازش های شبکه ای,محیط ها پویا می باشند به این معنا که ممکن است در یک زمان منابع روشن باشد و در زمانی دیگر همان منابع خاموش باشند

پیاده سازی های صورت گرفته در نرم افزار شبیه سازی GridSim مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد كه این روش جدید باعث بهبود زمان پردازش و كم شدن تعداد مراحل حراج می شود.

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه

هدف اصلی این پایان نامه بهبود بازدهی در پردازش شبکه ای به وسیله الگوریتم مورچگان می باشد. این فصل با طرح مساله اصلی پردازش شبکه ای اغاز می شود و اهمیت آن شرح داده می شود. استفاده از الگوریتم مورچگان در بسیاری از مسایل باعث بهبود بازدهی و کاهش زمان پردازش شده است. این امر زمینه ای را فراهم می آورد تا از این الگوریتم در پردازشبکه ای نیز استفاده شود.

2-1- پردازش شبکه ای

پردازش شبکه ای به مجموعه ای از منابع که از چند نقطه مختلف برای انجام یک هدف اقدام به کار می کنند گویند. هر کدام از این محیط های شبکه ای را می توان به صورت یک سیستم توزیع شده در نظر گرفت که با شبکه ای های دیگر تعامل ندارد و حجم زیادی از داده را پوشش می دهد. یکی از فواید این روش نسبت به روش کلاسترینگ این است که منابع می تواند از لحاظ جغرافیایی در نقاط پراکنده و به صورت غیر متقارن قرار گیرد. . با توجه به توزیع مجموعه های داده، انتخاب مجموعه منابع محاسباتی و منابع حاوی داده باید بطور مناسب صورت پذیرفته به گونه ای كه سربار ناشی از انتقال این مجموعه ها روی گرید كمینه شود. در این تحقیق، مساله زمانبندی برنامه های نیازمند داده مورد توجه قرار می گیرد. با توجه به اینكه زمانبندی بهینه مستلزم انتخاب مجموعه منابع مناسب می باشد. در پردازش های شبکه ای ,محیط ها پویا می باشند به این معنا که ممکن است در یک زمان منابع روشن باشد و در زمانی دیگر همان منابع خاموش باشند . همچنین در این پردازش ها ممکن است از لحاظ سخت افزاری و نرم افزاری با هم تفاوت داشته باشند.

پردازش شبکه ای دارای معماری های مختلفی می باشد که می توان به موارد زیر اشاره کرد:

– GT2

– OGSA

– GT3

3-1- الگوریتم مورچگان

الگوریتم مورچگان یک الگوریتم هیوریستیک با یک جستجوی محلی بهینه می باشد که برای مسایل ترکیبی مورد استفاده می گیرد. این روش از رفتار طبیعی مورچگان الهام گرفته است. در طبیعت مورچگان با ماده ای که از خود ترشع می کنند راه را به بقیه مورچگان نشان می دهند. در بسیاری از پژوهش ها از روش کلونی مورچگان برای حل مسایل NPسخت استفاده می شود. از این روش برای حل مسایلی مانند فروشنده دوره گرد, رنگ امیزی گراف و مسیر یابی استفاده می شود.

اجتماع مورچگان به مجموعه ای از مورچه های هوشمند گفته می شود که به صورت گروهی رفتار می کنند. این اجتماع در محیط جستجو می کنند تا جواب بهینه را پیدا کنند.

در مساله زمان بندی در محیط های شبکه ای, هر کدام از این کارها به منزله یک مورچه در نظر گرفته می شود. هر کدام از این مورچه ها به دنبال منابع مورد نظر خود حرکت می کنند.

در زیر شبه کد اجتماع مورچگان نشان داده شده است:

Procedure ACO

begin

Initialize the pheromone

while stopping criterion not satisfied do repeat for each ant do Chose next node by applying the state transition rate end for until every ant has build a solution Update the pheromone end while end

روش های متفاوتی برای اجتماع مورچگان وجود دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد :

– Max-Min Ant System

– Rank-based Ant System

– Fast Ant System

………………………………………………………………………………………………… 7
2-2- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند ………………………………………………….. 7
2-2-1- روش های محاسبهUCS…………………………………………………………………….
2-2-1-1- تست آزمایشگاهی …………………………………………………………………………. 7
2-2-1-2- روابط تجربی ………………………………………………………………………………. 9
2-2-1-3-شبکه عصبی مصنوعی………………………………………………………………….. 12
2-3- انتخاب مته مناسب و بهبود نرخ نفوذ حفاری ………………………………………….. 12
2-3-1- روش های حل مسئله ………………………………………………………………………… 12
2-3-1-1- روش هزینه به ازای حفاری ………………………………………………………………. 14
2-3-1-2- مدل انرژی مخصوص ……………………………………………………………………. 14
2-3-1-3- مدل بورگین- یانگ ……………………………………………………………………………. 15
2-3-1-4- هوش مصنوعی …………………………………………………………………………… 15
2-4- هرزروی سیال حفاری …………………………………………………………………………….. 17
2-4-1- روش حل مسئله ………………………………………………………………………………. 17
2-4-1-1- استفاده از مواد هرزگیر ………………………………………………………………………. 17
2-4-1-2- دوغاب های ترکیبی …………………………………………………………………………. 17
2-4-1-3- حفاری زیر تعادلی ……………………………………………………………………….. 18
2-4-1-4- استفاده از لوله جداری ……………………………………………………………………. 18
2-5- گیر لوله حفاری ………………………………………………………………………………….. 19
2-5-1- روش های حل مسئله ……………………………………………………………………… 19
2-5-1-1- مدل کینگزبرو و همپ کینگ ……………………………………………………………. 19
2-5-1-2- مدل بیگلر و کان ……………………………………………………………….. 19
2-5-1-3- مدل گلاور و هاوارد ……………………………………………………………. 20
2-5-1-4- روش هوش مصنوعی ……………………………………………………………….. 20
2-6- چرایی استفاده از روش های هوشمند …………………………………………… 21
فصل سوم: بر روش های یادگیری ماشینی و الگوریتم های بهینه سازی
3-1- مقدمه ………………………………………………………………………………….. 23
3-2- مفهوم شبکه …………………………………………………………………………… 24
3-3- شبكه عصبی مصنوعی ………………………………………………………… 24
3-3-1- مدل یک نرون تک ورودی ……………………………………………………….. 26
3-3-2- تابع انتقال ………………………………………………………………………. 28
3-4- انواع شبکه های عصبی …………………………………………………………… 28
3-4-1- شبکه عصبی پرسپترون چندلایه ……………………………………………… 28
3-4-2- شبکه عصبی پیمانه ای ………………………………………………………. 30
3-4-3- ماشین بردار پشتیبان ……………………………………………………………. 32
3-5- الگوریتم های بهینه سازی ……………………………………………………………. 34
3-5-1- الگوریتم ژنتیک …………………………………………………………………. 34
3-5-2- الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات …………………………………………….. 39
3-5-3- الگوریتم ترکیبی ژنتیک و ازدحام ذرات ……………………………………… 41
فصل چهارم: آماده سازی اطلاعات جهت مدل سازی و آنالیز
4-1- مقدمه ……………………………………………………………………………… 44
4-2- مطالعه میادین مورد بررسی …………………………………………………… 44
4-2-1- میدان نفتی اهواز ………………………………………………………………… 44
4-2-2- میدان نفتی مارون ……………………………………………………………. 46
4-3- آماده سازی داده ها جهت استفاده در مدل سازی ………………………………. 50
4-3-1 جمع آوری داده ها ……………………………………………………………….. 50
4-3-1-1- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند ……………………………….. 50
4-3-1-2- انتخاب مته حفاری و بهبود نرخ نفوذ …………………………………. 51
4-3-1-3- هرزروی سیال حفاری …………………………………………………………. 52

4-3-1-4- گیر لوله حفاری ……………………………………………………………. 54
4-3-2- پیش پردازش داده ها ………………………………………………………….. 55
4-3-2-1- آنالیز داده ها و تأیید صحت و دقت آن ها …………………………. 55
4-3-2-2- همسان سازی داده ها ………………………………………………………… 56
4-3-3- تقسیم بندی داده ها ………………………………………………………. 57
4-4- مدل کردن ………………………………………………………………………… 58
4-5- معیارهای عملكرد مدل ……………………………………………………….. 58
فصل پنجم: آنالیز و تحلیل اطلاعات
5-1- مقدمه …………………………………………………………………………….. 60
5-2- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند ……………………………………… 60
5-2-1- روش کار ……………………………………………………………………… 60
5-2-1-1- پیش بینیUCSتوسطMLP……………………………………………….
5-2-1-2- پیش بینیUCSتوسطMLP&GA……………………………………….
5-3- انتخاب مته حفاری و بهبود نرخ نفوذ …………………………………….. 66
5-3-1- روش کار ………………………………………………………………………….. 67
5-3-1-1- پیش بینی مته حفاری ………………………………………………….. 67
5-3-1-2- پیش بینی نرخ نفوذ حفاری ……………………………………………… 68
5-3-1-3- بهینه سازی نرخ نفوذ …………………………………………………… 69
5-3-2- بحث روی نتایج ………………………………………………………………. 72
5-3-2-1- مته حفاری ……………………………………………………………….. 72
5-3-2-2- نرخ نفوذ و دبی جریان گل ………………………………………………… 72
5-3-2-3- فشار پمپ گل و سطح مقطع جریان ………………………………… 74
5-3-2-4- وزن روی مته و سرعت دوران رشته حفاری ……………………… 75
5-3-2-5- گرانروی گل ………………………………………………………………….. 76
5-4- هرزروی سیال حفاری ……………………………………………………….. 76
5-4-1- روش کار …………………………………………………………………………. 77
5-4-1-1- پیش بینی کمی هرزروی سیال حفاری …………………………………. 78
5-4-1-2- پیش بینی کیفی هرزروی سیال حفاری …………………………….. 79
5-4-1-3- کاهش میزان هرزروی سیال حفاری …………………………………… 82
5-5- گیر لوله حفاری ………………………………………………………………. 85
5-5-1- روش کار ………………………………………………………………………… 85
5-5-1-1- پیش بینی گیر مکانیکی و اختلاف فشاری ………………………… 85
5-5-1-2- پیش بینی گیر اختلاف فشاری ……………………………………….. 87
5-5-1-3- کاهش احتمال گیر لوله حفاری ………………………………………….. 88
فصل ششم: نتایج و پیشنهادها
6-1- نتایج …………………………………………………………………………….. 92
6-2- پیشنهادها ………………………………………………………………………… 94
منابع ………………………………………………………………………………………. 95
پیوست …………………………………………………………………………….. 102
چکیده:
در عملیات حفاری، با انتخاب درست ابزار مورد استفاده و همچنین پیش بینی دقیق و به موقع پارامترها و مشکلات احتمالی می توان این عملیات را در زمان و هزینه کمتر انجام داد. مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند، یکی از ویژگی های اصلی سنگ به شمار می آید که نقش به سزایی در انتخاب مته حفاری دارد. در صورت پیش بینی صحیح این ویژگی می توان مته مناسب برای حفاری سنگ مورد نظر را انتخاب کرد. از طرفی مته حفاری خود یکی از ابزارهای اصلی در عملیات حفاری به شمار می رود که تأثیر مستقیم بر نرخ نفوذ حفاری دارد. نرخ نفوذ مناسب زمان و هزینه های عملیات حفاری را کاهش می دهد. در عملیات حفاری گاهی اوقات با مشکلاتی مواجه می شویم که باعث کند شدن حفاری و افزایش هزینه ها می شود. از جمله این مشکلات می توان به هرزروی گل و گیر رشته حفاری اشاره کرد. در صورتی که بتوان این مشکلات را به درستی پیش بینی کرد می توان از توقف حفاری جلوگیری و خطرات ناشی از آن را نیز رفع کرد. لذا اطلاع دقیق از موارد مذکور حیاتی است. تحلیل اطلاعات میدانى، عنصر اصلى كاهش هزینه و بهبود عملیات حفارى و توسعه ابزارهاى تحلیل اطلاعات میدان، یكى از راه هاى توسعه و بهبود عملیات حفارى به شمار می رود. در صنعت حفاری برای شناسایی مشکل و یا بهبود عملیات عموماً از تست های آزمایشگاهی و فرمول های تجربی استفاده می شود؛ یا برای رفع مشکل از تجربیات گذشته استفاده می شود. در این پروژه سعی شده، از مدل سازی هوشمند برای پیش بینی، عیب یابی، رفع عیب و بهبود پارامترهای عملیات حفاری استفاده کنیم. هوش مصنوعی حوزه ای ترکیبی از علوم کامپیوتر و آمار است. در حالت عمومی این روش زمانی ارزش خود را نشان می دهد که روی مجموعه ی بزرگی از داده ها پیاده سازی شده و الگوها و قوانین موجود در آن ها را نمایان سازد. این پروژه در چهار بخش با استفاده از داده های ثبت روزانه دکل حفاری و عملیات نمودارگیری و به کمک شبکه های عصبی و الگوریتم های بهینه سازی انجام شد. نتایج حاصله در موضوعات مورد بحث همگی گویای دقت و کارایی بالای استفاده از روش های هوشمند است.
فصل اول: مقدمه
1-1- اهمیت و بیان مسئله
1-1-1- مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند
دانش معقول از خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ و انتخاب مناسب پارامترهای عملیات حفاری کمک زیادی در کاهش هزینه های حفاری و تولید از مخزن نفت[2] می کند. بنا به تعریف، مقاومت فشاری تک محوره[3]، مقدار تنش فشاری تک محوره است، هنگامی که المان مورد نظر کاملاً گسیخته می شود. UCS در واقع سطح استرسی که باعث شکست سنگ می شود است، زمانی که آن را تحت تنش تک محوره قرار می دهیم. مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند، پارامتر مکانیکی مهم سنگ می باشد که نقش حیاتی در حفاری چاه های نفت و گاز دارد. عملیات حفاری تعامل بین سنگ و مته حفاری[4] می باشد زمانی که استرس حاصل بزرگ تر از مقاومت سنگ شود، سنگ دچار شکست می شود.
از آنجایی که مقدار مقاومت فشاری تک محوره توسط پارامترهای بسیاری از قبیل چگالی و تخلخل[5] تحت تأثیر است، به کمک آن می توان خواص مکانیکی سنگ را نشان داد. از این رو می توان آن را در محاسبات انتخاب مته، تخمین زمان بهینه برای بیرون کشیدن مته، تجزیه و تحلیل پایداری چاه (انتخاب محدوده مناسب برای وزن گل)، تولید شن و ماسه و تعیین میدان تنش درجا مؤثر، طراحی روش های ازدیاد برداشت و مطالعات نشست مخزن در نظر گرفت. که انتخاب درست این موارد باعث بهبود و بهینه سازی عملیات حفاری و تولید می گردد [1].
1-1-2- مته حفاری و نرخ نفوذ
در عملیات حفاری، نرخ نفوذ[6]، یکی از عوامل اصلى بهینه سازی است. نرخ نفوذ مته از رابطه ای بر اساس متراژ حفاری بر حسب زمان حاصل می گردد؛ و به عواملی از قبیل نوع مته، خصوصیات سازند[7]، وزن روی مته[8]، سرعت چرخش رشته حفاری[9]، خصوصیات گل و غیره بستگی دارد. پایین بودن نرخ نفوذ حفاری باعث از دست دادن زمان دکل و افزایش هزینه های حفاری می شود. در بعضی موارد افزایش غیر اصولی نرخ نفوذ می تواند باعث شکسته شدن سنگ مخزن و در نهایت هرزروی گل حفاری و همچنین گیر رشته حفاری و در نهایت از دست دادن چاه گردد. پس می توان گفت بهینه سازی نرخ نفوذ کمک زیادی در پیشبرد و کاهش زمان عملیات حفاری می کند. پیش بینی سرعت حفاری از آن جهت که موجب انتخاب بهینه پارامترها و کاهش هزینه های حفاری می گردد، همیشه اهمیت قابل توجهی برای مهندسین حفاری داشته است.
از میان پارامترهای موثر بر نرخ نفوذ، مته حفاری نقش تأثیرگذارتری نسبت به سایر پارامترها دارد. به گونه ای که بهینه سازی عملیات حفاری بدون در نظر گرفتن نقش مته تقریباً غیر ممکن است. مته ی حفاری به پایین ترین بخش رشته حفاری گفته می شود که عامل انتقال انرژی دریافتی از لوله های حفاری به سنگ می باشد و از این طریق موجب نفوذ در سازند می گردد. اگر مته درست انتخاب و مورد استفاده قرار بگیرد، مطمئناً در بهبود نرخ نفوذ و كاهش هزینه چاه مؤثر خواهد بود. با وجود این که قیمت مته، تنها 2 تا 3 درصد هزینه تکمیل یک چاه را در بر می گیرد، اما بر 75 درصد هزینه های کلی حفاری، که شامل 45 درصد هزینه تکمیل یک چاه است، تأثیرگذار می باشد [2].
نوع مته ای که برای عملیات حفاری انتخاب می شود در درجه اول به نوع سنگی بستگی دارد که باید حفاری گردد. علاوه بر شاخص ذکر شده عامل اقتصادی نیز باید مورد توجه قرار گیرد. به طور کلی شیل های نرم، سنگ های جوان رسوبی توسط سیستم های حفاری که مجهز به مته های تیغه ای باشند بازدهی مناسب تری دارند و هر چه تیغه های مته بلندتر باشد برای سازندهای نرم تر مناسب هستند. مته هایی که دندان گونه دارند مناسب ترین مته برای شیل های سخت، ماسه سنگ و آهک هستند و به دلیل سختی الماس نسبت به کانی ها و سنگ های معمولی از نظر اقتصادی از آن برای شرایط بسیار سخت استفاده می شود.
1-1-3- هرزروی سیال حفاری
در حفاری چاه های نفت و گاز، به هدر رفتن سیال حفاری در سازندهای تراوا هرزروی گفته می شود. هرزروی سیال حفاری یكی از مشهودترین مشكلات حفاری می باشد كه هزینه ی زیادی را به شركت های نفتی تحمیل می كند. این پدیده از زمان شروع حفاری شروع شده و تا هنگام جداره گذاری ادامه می یابد. ممكن است هرزروی از مقادیر كم تا بسیار شدید اتفاق بیفتد. هرزروی محدود به نواحی حفاری خاص نمی باشد بلكه در هر عمقی كه فشار ستون گل حفاری از فشار شكست سازند بیشتر باشد، لایه شكسته و هرزروی رخ می دهد همچنین سیال حفاری در سازندهای با نفوذپذیری بالا و یا شكستگی های طبیعی كه از قبل در سازند وجود داشته، هدر می رود. بر اساس استانداردهای گل حفاری، سازند باید حداقل دارای نفوذپذیری 10 تا 25 میلی دارسی باشد تا هرزروی گل ایجاد گردد [3]. هرزروی سیال حفاری ممكن است به علل متفاوتی از جمله وجود سازندهای با تراوایی بالا، فیلتر شدن سیال حفاری، نفوذ سیال داخل ماتریكس سنگ و یا ایجاد و گسترش شكاف در داخل سنگ ایجاد شود كه مورد آخر از عمده ترین دلایل هرزروی كامل سیال حفاری به شمار می رود و بیش از 90 درصد هزینه های صرف شده برای درمان هرزروی به این مورد اختصاص دارد [4]. شرکت های نفتی سالانه میلیون ها دلار صرف برطرف كردن مشكل هرزروی و مشكلات ناشی از آن، از جمله از دست رفتن زمان دكل، گیر لوله ها، فوران چاه، از دست رفتن حجم زیادی از سیال حفاری و آسیب به سازند می شود [5].
پارامترهای زیادی شدت هرزروی سیال حفاری را تحت تأثیر قرار می دهند از جمله: فشار گل، فشار شكست سازند، خصوصیات سیال حفاری، لیتولوژی سازند، وجود درزه ها و غارها در سازند، پارامترهای حفاری مثل فشار و دبی پمپ و پارامترهای شناخته شده و شناخته نشده بسیار زیاد دیگری كه پیش بینی مقدار هرزروی سیال هنگام حفاری چاه در یك سازند خاص را بسیار مشكل می كنند. به علاوه، هزینه های هنگفتی كه باید صرف درمان هرزروی گل (ساختن گل جدید و اضافه كردن مواد جلوگیری كننده از هرزروی) و مشكلات جانبی آن (گیر احتمالی رشته حفاری و از دست رفتن زمان حفاری) شود همواره مهندسین حفاری را به تحقیق و پژوهش در این راه و یافتن راهكاری برای مقابله با این مشكل ترغیب كرده است.
1-1-4- گیر رشته حفاری
گیر لوله ، تعلیق روند برنامه ریزی شده چاه است، زمانی که نیروهای درون چاهی مانع بیرون کشیدن رشته حفاری یا ابزار آلاتی که به منظور انجام عملیات مشخص در مدت زمان محدود و معینی درون چاه رانده شده اند، گفته می شود. گیر لوله های حفاری یکی از بزرگ ترین و پرهزینه ترین مشکلات در حفاری چاه های نفت و گاز محسوب می شود. بطوریکه چنانچه عملیات آزادسازی رشته حفاری موفقیت آمیز نباشد با پسگرد رشته حفاری از محل گیر لوله ها، علاوه بر از دست دادن مقداری از رشته حفاری، عملیات کج کردن چاه و حفاری مجدد آن در دستور کار قرار می گیرد که می تواند هزینه های سنگینی را در سرجمع هزینه های تکمیل چاه تحمیل نماید.
تلاش برای حداقل سازی خطر گیر لوله حفاری، امروزه یكی از اولویت ها و اهداف اصلی می باشد. عوامل بسیار زیادی در گیر رشته حفاری تأثیرگذار هستند. در حال حاضر مهندسین حفاری فقط از روش های قدیمی و تجربی قادرند تا حدودی شرایط گیر رشته حفاری را تشخیص داده و آن ها را رفع كنند، اما به کمک این روش ها نمی توان به خوبی رفتار غیرخطی گیر را پیش بینی نمود.
گیر رشته حفاری را معمولاً به دو دسته گیرهای مكانیكی و گیرهای اختلاف فشاری تقسیم می كنند. در گیر لوله ها به صورت دیفرانسیلی چرخش لوله و حركت آن به سمت بالا و پایین امکان پذیر نیست، اما هنوز گردش گل حفاری انجام می گیرد، این امر با گیر لوله ها به صورت مكانیكی در تناقض است [6].
پس از گیر افتادن رشته حفاری، لازم است كه به سرعت هر گونه تلاشی برای آزاد سازی آن صورت گیرد. از جمله روش های مرسوم و شناخته شده آزادسازی رشته های حفاری، روش افزایش كشش رو به بالا و افزایش وزن رو به پایین می باشند كه تا حدودی وقت گیر و هزینه بر هستند. ولی در بیشتر مواقع منجر به آزادسازی رشته حفاری از چاه می شوند. مشكل گیر رشته حفاری زمانی اهمیت بیشتری پیدا می كند كه به دلایلی نتوان رشته حفاری را از چاه بیرون آورد. در این صورت تنها راه، بریدن رشته حفاری در چاه و انجام عملیات مانده یابی و در بدترین حالت، مسدود کردن قسمت گیر و حفاری چاه انحرافی براى انجام ادامه عملیات حفاری می باشد. این امر باعث تغییر برنامه حفارى، افزایش زمان و هزینه خواهد شد. در عملیات دریایی، گیر لوله ها به تنهایی می تواند هزینه توسعه یك چاه را به اندازه 30 درصد افزایش دهد. بنابراین باید برای پیشگیری از این مشكل و كاهش هزینه های حفاری به دنبال راه حلی اساسی بود [6].
پارامترهای بسیاری بر یک عملیات حفاری تأثیر می گذارند، که در صورت آشنایی کافی و انتخاب درست آن ها، بهبود و کاهش زمان حفاری را باعث شد. از این میان می توان به پارامترهای نرخ نفوذ و مته حفاری، مقاومت فشاری تک محوره سنگ سازند، هرزروی سیال حفاری و گیر رشته حفاری اشاره کرد. در این پایان نامه سعی بر این است، به کمک روش هوش مصنوعی از جمله شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم های بهینه سازی مشکلات بیان شده را رفع و عملیات حفاری را بهبود بخشید. از داده های ثبت روزانه دکل حفاری و عملیات نمودارگیری برای ساخت شبکه مصنوعی استفاده شد. الگوریتم های بهینه سازی در دو بخش بهبود عملکرد شبکه عصبی و بهینه سازی پارامترهای موثر بر مسئله مورد نظر استفاده شدند.
این پایان نامه شامل شش فصل می باشد. فصل اول مقدمه و بیان مسئله را شامل می باشد. در این فصل اهمیت و چرایی بررسی این موارد بیان شد. فصل دوم، بر تحقیقات گذشته را شرح داده است. در این فصل ابتدا روش های حل معمول شرح داده شد و سپس چندین مورد از تحقیقاتی که در این رابطه ارائه شده بود را برای هر بخش بررسی کردیم، و پس از آن مدل ارائه شده خود را بیان و برتری آن نسبت به روش های معمول بیان کردیم. در پایان این فصل علت استفاده از روش های هوش مصنوعی و برتری این روش نسبت به روش های گذشته شرح داده شد. فصل سوم شامل توضیح و بررسی شبکه های عصبی و الگوریتم های بهینه سازی می باشد. در این فصل انواع شبکه های عصبی و الگوریتم های بهینه سازی استفاده شده برای مدل سازی شرح داده شد. در فصل چهارم نحوه آماده سازی داده ها برای مدل سازی و آنالیز بیان شد. در این فصل ابتدا آشنایی مختصری با میادین نفتی که اطلاعات از آنجا جمع آوری شده خواهیم داشت، سپس مراحل آماده سازی داده ها و پارامترهای مورد استفاده در هر بخش توضیح داده شد و در نهایت معیارهای بررسی عملکرد یک مدل هوش مصنوعی بیان شد. فصل پنجم شامل آنالیز و تحلیل اطلاعات می باشد. در این فصل روش کار و مدل های ارائه شده در هر بخش مورد بررسی قرار گرفته و نتایج هر بخش بیان شد. فصل ششم نیز شامل نتایج و پیشنهادها می باشد.
[1] Drilling Operation