The objective of this work is to determine the compressive strength of geopolymer concrete utilizing four distinct machine learning approaches. These techniques are known as gradient boosting machine (GBM), generalized linear model (GLM), extremely randomized trees (XRT), and deep learning (DL). Experimentation is performed to collect the data that is then utilized for training the models. Compressive strength is the response variable, whereas curing days, curing temperature, silica fume, and nanosilica concentration are the different input parameters that are taken into consideration. Several kinds of errors, including root mean square error (RMSE), coefficient of correlation (CC), variance account for (VAF), RMSE to observation's standard deviation ratio (RSR), and Nash-Sutcliffe effectiveness (NSE), were computed to determine the effectiveness of each algorithm. It was observed that, among all the models that were investigated, the GBM is the surrogate model that can predict the compressive strength of the geopolymer concrete with the highest degree of precision.
Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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v.30
no.1
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pp.141-156
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2020
Differential privacy, which used to collect and analysis data and preserve data privacy, has been applied widely in data privacy preserving data application. Local differential privacy algorithm which is the local model of differential privacy is used to user who add noise to his data himself with randomized response by self and release his own data. So, user can be preserved his data privacy and data analyst can make a statistical useful data by collected many data. Local differential privacy method has been used by global companies which are Google, Apple and Microsoft to collect and analyze data from users. In this paper, we compare and analyze the local differential privacy methods which used in practically. And then, we study applicability that applying the local differential privacy method in survey or opinion poll scenario in practically.
Salman Ihsan;Shahab Saqib;Hafiz Muhammad Awais Rashid;Fawad S. Niazi;Mohsin Usman Qureshi
Geomechanics and Engineering
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v.35
no.2
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pp.121-133
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2023
The demand for cement and limestone crushed materials has increased many folds due to the tremendous increase in construction activities in Pakistan during the past few decades. The number of cement production industries has increased correspondingly, and so the rock-blasting operations at the limestone quarry sites. However, the safety procedures warranted at these sites for the blast-induced ground vibrations (BIGV) have not been adequately developed and/or implemented. Proper prediction and monitoring of BIGV are necessary to ensure the safety of structures in the vicinity of these quarry sites. In this paper, an attempt has been made to predict BIGV using artificial neural network (ANN) at three selected limestone quarries of Pakistan. The ANN has been developed in Python using Keras with sequential model and dense layers. The hyper parameters and neurons in each of the activation layers has been optimized using randomized and grid search method. The input parameters for the model include distance, a maximum charge per delay (MCPD), depth of hole, burden, spacing, and number of blast holes, whereas, peak particle velocity (PPV) is taken as the only output parameter. A total of 110 blast vibrations datasets were recorded from three different limestone quarries. The dataset has been divided into 85% for neural network training, and 15% for testing of the network. A five-layer ANN is trained with Rectified Linear Unit (ReLU) activation function, Adam optimization algorithm with a learning rate of 0.001, and batch size of 32 with the topology of 6-32-32-256-1. The blast datasets were utilized to compare the performance of ANN, multivariate regression analysis (MVRA), and empirical predictors. The performance was evaluated using the coefficient of determination (R2), mean absolute error (MAE), mean squared error (MSE), mean absolute percentage error (MAPE), and root mean squared error (RMSE)for predicted and measured PPV. To determine the relative influence of each parameter on the PPV, sensitivity analyses were performed for all input parameters. The analyses reveal that ANN performs superior than MVRA and other empirical predictors, andthat83% PPV is affected by distance and MCPD while hole depth, number of blast holes, burden and spacing contribute for the remaining 17%. This research provides valuable insights into improving safety measures and ensuring the structural integrity of buildings near limestone quarry sites.
Cheon, Min Jong;Choi, Hye Jin;Park, Ji Woong;Choi, HaYoung;Lee, Dong Hee;Lee, Ook
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.22
no.3
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pp.58-64
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2021
As the number of registered vehicles increases, traffic congestion will worsen worse, which may act as an inhibitory factor for urban social and economic development. Through accurate traffic flow prediction, various AI techniques have been used to prevent traffic congestion. This paper uses the data from a VDS (Vehicle Detection System) as input variables. This study predicted traffic flow in five levels (free flow, somewhat delayed, delayed, somewhat congested, and congested), rather than predicting traffic flow in two levels (free flow and congested). The Catboost model, which is a machine-learning algorithm, was used in this study. This model predicts traffic flow in five levels and compares and analyzes the accuracy of the prediction with other algorithms. In addition, the preprocessed model that went through RandomizedSerachCv and One-Hot Encoding was compared with the naive one. As a result, the Catboost model without any hyper-parameter showed the highest accuracy of 93%. Overall, the Catboost model analyzes and predicts a large number of categorical traffic data better than any other machine learning and deep learning models, and the initial set parameters are optimized for Catboost.
The determination of the damage index to reveal the performance level of a structure can constitute the seismic risk generalization approach based on the parametric analysis. This study implemented this concept to one kind of civil engineering structure that is the concrete gravity dam. Different cases of the structure exhibit their individual responses, which constitute different considerations. Therefore, this approach allows the parametric study of concrete as well as soil for evaluating the seismic nature in the generalized case. To ensure that the target algorithm applicable to most of the concrete gravity dams, a very simple procedure has been considered. In order to develop a correlated algorithm (by response surface methodology; RSM) between the ground motion and the structural property, randomized sampling was adopted through a stochastic method called half-fractional central composite design. The responses in the case of fluid-foundation-dam interaction (FFDI) make it more reliable by introducing the foundation as being bounded by infinite elements. To evaluate the seismic generalization of FFDI models, incremental dynamic analysis (IDA) was carried out under the impacts of various earthquake records, which have been selected from the Pacific Earthquake Engineering Research Center data. Here, the displacement-based damage indexed fragility curves have been generated to show the variation in the seismic pattern of the dam. The responses to the sensitivity analysis of the various parameters presented here are the most effective controlling factors for the concrete gravity dam. Finally, to establish the accuracy of the proposed approach, reliable verification was adopted in this study.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.10
no.1
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pp.364-380
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2016
The most popular approach in object classification is based on the bag of visual-words model, which has several fundamental problems that restricting the performance of this method, such as low time efficiency, the synonym and polysemy of visual words, and the lack of spatial information between visual words. In view of this, an object classification based on weakly supervised E2LSH and saliency map weighting is proposed. Firstly, E2LSH (Exact Euclidean Locality Sensitive Hashing) is employed to generate a group of weakly randomized visual dictionary by clustering SIFT features of the training dataset, and the selecting process of hash functions is effectively supervised inspired by the random forest ideas to reduce the randomcity of E2LSH. Secondly, graph-based visual saliency (GBVS) algorithm is applied to detect the saliency map of different images and weight the visual words according to the saliency prior. Finally, saliency map weighted visual language model is carried out to accomplish object classification. Experimental results datasets of Pascal 2007 and Caltech-256 indicate that the distinguishability of objects is effectively improved and our method is superior to the state-of-the-art object classification methods.
The technique of experimentally determining concrete's compressive strength for a given mix design is time-consuming and difficult. The goal of the current work is to propose a best working predictive model based on different machine learning algorithms such as Gradient Boosting Machine (GBM), Stacked Ensemble (SE), Distributed Random Forest (DRF), Extremely Randomized Trees (XRT), Generalized Linear Model (GLM), and Deep Learning (DL) that can forecast the compressive strength of ternary geopolymer concrete mix without carrying out any experimental procedure. A geopolymer mix uses supplementary cementitious materials obtained as industrial by-products instead of cement. The input variables used for assessing the best machine learning algorithm not only include individual ingredient quantities, but molarity of the alkali activator and age of testing as well. Myriad statistical parameters used to measure the effectiveness of the models in forecasting the compressive strength of ternary geopolymer concrete mix, it has been found that GBM performs better than all other algorithms. A sensitivity analysis carried out towards the end of the study suggests that GBM model predicts results close to the experimental conditions with an accuracy between 95.6 % to 98.2 % for testing and training datasets.
Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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v.22
no.1
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pp.1-12
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2020
As one of the essential resources in the agricultural process, soil moisture has been carefully managed by predicting future changes and deficits. In recent years, statistics and machine learning based approach to predict soil moisture has been preferred in academia for its generalizability and ease of use in the field. However, little is known that machine learning based soil moisture prediction is applicable in the situation of South Korea. In this sense, this paper aims to examine 1) whether publicly available weather data generated in South Korea has sufficient quality to predict soil moisture, 2) which machine learning algorithm would perform best in the situation of South Korea, and 3) whether a single machine learning model could be generally applicable in various regions. We used various machine learning methods such as Support Vector Machines (SVM), Random Forest (RF), Extremely Randomized Trees (ET), Gradient Boosting Machines (GBM), and Deep Feedforward Network (DFN) to predict future soil moisture in Andong, Boseong, Cheolwon, Suncheon region with open source weather data. As a result, GBM model showed the lowest prediction error in every data set we used (R squared: 0.96, RMSE: 1.8). Furthermore, GBM showed the lowest variance of prediction error between regions which indicates it has the highest generalizability.
Journal of Korean Academy of Fundamentals of Nursing
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v.15
no.1
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pp.34-44
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2008
Purpose: The purpose of this study was to develop an eye care protocol for intensive care unit (ICU) patients. Method: A systematic review was conducted to develop an eye care protocol for ICU patients. Searches were performed using computerized databases (CINAHL, MEDLINE, EBM Review) and citation search from 1996 to January 2007. For the keywords, "eye care", and "randomized controlled trial" were used to identify experimental studies regarding eye care for ICU patients. After reviewing the collected studies, a preliminary eye care protocol algorithm was created. Then, content validity was examined with ophthalmologists and ICU nurses. Results: Six studies were included to serve as a basis for framing of the preliminary algorithm. The final eye care protocol was completed after verifying the preliminary algorithm's content validity. The final eye care protocol was organized in the following manner: 3 items in the assessment stage, 7 items in the no-risk stage, 4 items in the low-risk stage, and 5 items in the high-risk stage. Conclusion: The results indicate that, for ICU patients, nurses can broaden their knowledge regarding ocular diseases, as well as improve their practice-based eye care nursing performance.
In this study, the target detection using both high-resolution satellite SAR and Elecro-Optical (EO) images such as TerraSAR-X and WorldView-2 is performed, considering the characteristics of targets. The targets of our interest are featured by being stationary and appearing as cluster targets. After the target detection of SAR image by using Constant False Alarm Rate (CFAR) algorithm, a series of processes is performed in order to reduce false alarms, including pixel clustering, network clustering and coherence analysis. We extend further our algorithm by adopting the fast and effective ellipse detection in EO image using randomized hough transform, which is significantly reducing the number of false alarms. The performance of proposed algorithm has been tested and analyzed on TerraSAR-X SAR and WordView-2 EO images. As a result, the average false alarm for group of targets is 1.8 groups/$64km^2$ and the false alarms of single target range from 0.03 to 0.3 targets/$km^2$. The results show that groups of targets are successfully identified with very low false alarms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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