–393

1. اصل برائت: التزام به برائت جویی از هرگونه رفتار غیرحرفه ای و اعلام موضع نسبت به کسانی که حوزه علم و پژوهش را به شائبه های غیرعلمی می آلایند.
2. اصل رعایت انصاف و امانت: تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داری غیر علمی و حفاظت از اموال، تجهیزات و منابع در اختیار.
3. اصل ترویج: تعهد به رواج دانش و اشاعه نتایج تحقیقات و انتقال آن به همکاران علمی و دانشجویان به غیر از مواردی که منع قانونی دارد.
4. اصل احترام: تعهد به رعایت حریم ها و حرمت ها در انجام تحقیقات و رعایت جانب نقد و خودداری از هرگونه حرمت شکنی.
5. اصل رعایت حقوق: التزام به رعایت کامل حقوق پژوهشگران و پژوهیدگان (انسان،حیوان ونبات) و سایر صاحبان حق.
6. اصل رازداری: تعهد به صیانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد، سازمان ها و کشور و کلیه افراد و نهادهای مرتبط با تحقیق.
7. اصل حقیقت جویی: تلاش در راستای پی جویی حقیقت و وفاداری به آن و دوری از هرگونه پنهان سازی حقیقت.
8. اصل مالکیت مادی و معنوی: تعهد به رعایت کامل حقوق مادی و معنوی دانشگاه و کلیه همکاران پژوهش.
225298014351000023666452006600009. اصل منافع ملی: تعهد به رعایت مصالح ملی و در نظر داشتن پیشبرد و توسعه کشور در کلیه مراحل پژوهش.
سپاسگزاری :
مراتب سپاس و قدردانی خود را به استاد ارجمند سرکار خانم دکتر محبوبه چین‌آوه که با همکاری فراوان و راهنمایی‌های ارزنده و خردمندانه خود مرا در به انجام رساندن این تحقیق یاری نمودند تقدیم می‌دارم.
از استاد مشاور محترم سرکار خانم نادره سهرابی به پاس زحمات بی دریغشان کمال تشکر و قدردانی را دارم.

تقدیم به:
پدر و مادر عزیزم و همسر مهربانم که در تمام مراحل پشتیبان من بودند.
فهرست مطالب
عنوانصفحه
چکیده1 TOC o "1-3" h z u فصل اول: کلیات پژوهش1-1 مقدمه31-2 بیان مسئله51-3 اهمیت و ضرورت پژوهش91-4 اهداف 101-5 تعاریف نظری و عملیاتی متغیر ها10فصل دوم: ادبیات پژوهش
2-1 چارچوب نظری 142-1-1 جهت گیری هدف 142-1-2 کمال گرایی 372-1-3 مسئولیت پذیری 452-2 پیشینه پژوهش 522-3 جمع بندی 542-4 فرضیه های پژوهش 56HYPERLINK l "_Toc293430815"فصل سوم: روش پژوهش
3-1 روش پژوهش 58
3-2 جامعه، نمونه و روش نمونه گیری583-3 ابزارهای اندازه گیری 593-4 روش اجرای پژوهش 633-5 روش تجزیه و تحلیل اطلاعات 633-6 ملاحظات اخلاقی 64فصل چهارم: یافته های پژوهش
4-1 یافته های توصیفی 664-2 یافته های استنباطی 67فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری
5-1 خلاصه پژوهش 745-2 بحث و نتیجه گیری 745-3 محدودیت ها و پیشنهادات82منابع
منابع فارسی85منابع لاتین90پیوست‌ها
پرسشنامه ها ................................................................................................................................................94
چکیده لاتین 93فهرست جداول
عنوان جدولصفحهHYPERLINK l "_Toc293430815"
جدول 4-1 میانگین و انحراف معیار متغیر های پژوهش 66جدول 4-2 ماتریس همبستگی بین متغیر ها مورد بررسی 67
جدول 4-2: نتایج تحلیل رگرسیون و پیش بینی میزان جهت گیری یادگیری بر اساس مسئولیت پذیری68
جدول 4-3: تحلیل رگرسیون و پیش بینی جهت گیری هدف عملکرد- گرایشی بر اساس مسئولیت پذیری 68 جدول 4-4: تحلیل رگرسیون و پیش بینی جهت گیری هدف عملکرد گریزی بر اساس مسئولیت پذیری69 جدول 4-5: تحلیل رگرسیون و پیش بینی بلاتکلیفی در جهت گیری هدف بر اساس مسئولیت پذیری69 جدول 4-6: تحلیل رگرسیون و پیش بینی جهت گیری یادگیری بر اساس کمال گرایی70 جدول 4-7: تحلیل رگرسیون و پیش بینی جهت گیری هدف عملکرد گرایشی بر اساس کمال گرایی71 جدول 4-8: تحلیل رگرسیون و پیش بینی جهت گیری هدف عملکرد گریزی بر اساس کمال گرایی71 جدول 4-9: تحلیل رگرسیون و پیش بینی بلاتکلیفی در جهت گیری هدف بر اساس کمال گرایی72بررسی رابطه بین مسئولیت‌پذیری و کمال‌گرایی با جهت‌گیری هدف
در دانشجویان دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارسنجان
به وسیله: مریم سیادتان
چکیده:
پژوهش حاضر با هدف بررسی رابطه بین کمال گرایی و مسئولیت پذیری با جهت گیری هدف در بین دانشجویان دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارسنجان انجام شد جهت انجام پژوهش از بین این دانشجویان تعداد 358 نفر بصورت نمونه گیری دردسترس انتخاب شدند و سپس با استفاده از پرسشنامه های جهت گیری هدف وندی ویل( ١٩٩٧ )، مقیاس چند بعدی کمال گرایی(فلت و هویت،1991) و مسئولیت پذیری اجتماعی(عبدل و ابراهیم، 2002) مورد ارزیابی قرار گرفته و پس از تکمیل پرسشنامه ها، با استفاده از ابزار کامپیوتری SPSS یافته های مورد ارزیابی قرار گرفته و جهت تجزیه و تحلیل اطلاعات از روش های آماری همبستگی پیرسون، تحلیل رگرسیون خطی به شیوه همزمان استفاده شد و نتایج حاکی از این بود که مسئولیت پذیری قادر به پیش بینی بخشی از واریانس جهت گیری هدف می باشد، کمال گرایی قادر به پیش بینی بخشی از واریانس جهت گیری هدف می باشد.
کلمات کلیدی: کمال گرایی- مسئولیت پذیری- جهت گیری هدف

فصل اول
کلیات پژوهش
2501660663383
1-1 مقدمه:
جهت گیری هدف از متغیرهایی است که در ارتباط با پیشرفت و موفقیت در زندگی شخصی، تحصیلی و شغلی از اهمیت بسزایی برخوردار است و در این باره نظریات بسیاری مطرح شده است. نظریه جهت گیری هدف یکی از کاربردی ترین دیدگاه های انگیزش پیشرفت محسوب می شود(پینتریچ و شانک، 2002) که به جای پرداختن به اینکه فراگیر در موقعیت پیشرفت به تلاش در موقعیت های پیشرفت را محور "چرایی" چیزی که می خواهد برسد، ادراک فراگیر از" چه" بحث قرار داده اند(اردن و ماهر،1995) هرچند که جهت گیری های هدف بصورت های مختلفی مطرح شده اند، اما هسته مفهومی همه الگوها و نظریه ها این است که چه قصد و نیتی برای فعالیت و رفتارهای مرتبط با پیشرفت وجود دارد و مفهوم جهت گیری هدف بر قصد و نیت برای پیشرفت در تکالیف تأکید دارد(پینتریچ و شانک،2002؛ ایمز ،1992) با مروری بر پیشینه تحقیقات، در ارتباط با انواع جهت گیری هدف، دو نوع جهت گیری هدف، تبحری و عملکردی را شناسایی کرده که محور بیشترین توجه بوده است. برخی از محققان چارچوب جهت گیری هدف دو بخشی، تبحری و عملکردی، را مورد بازبینی و اصلاح قرار دادند و یک چارچوب سه بخشی را مطرح کردند که در آن جهت گیری هدف عملکردی به دو بخش گرایش- عملکردی(برای نشان دادن توانایی های شخصی) و اجتناب- عملکردی (برای اجتناب از نشان دادن ناتوانی ها) تقسیم می شوند(الیوت و شلدون، 1997؛ آتنویولر و مور،2006). دانش آموزانی که جهت گیری هدف رویکرد- عملکردی را انتخاب می نمایند بر عملکردشان در مقایسه با دیگران توجه می کنند و یادگیری را وسیله ای برای رسیدن به هدفشان تلقی می کنند و دانش آموزانی که جهت گیری هدف اجتناب عملکردی را انتخاب می کنند درصدد کسب قضاوت های مثبت از سوی دیگران و همچنین باهوش نشان دادن خود، جهت اجتناب از تنبیه هستند(ریان و پنتریچ، 1997).
پژوهش های زیادی وجود دارند که تأثیر جهت گیری هدف را بر پیشرفت تحصیلی دانش آموزان بررسی کرده اند. نتایج برخی از پژوهش ها نشان داده اند که جهت گیری تبحری و رویکرد- عملکردی رابطه مستقیم و مثبتی با پیشرفت تحصیلی دارند(حاجی یخچالی، حقیقی و شکرکن،1380؛ الیوت، مک گریگور و گیبل، 1999) و جهت گیری هدف اجتناب- عملکردی به صورت منفی(خادمی و نوشادی، 1385 ؛ الیوت و همکاران،1999) با پیشرفت تحصیلی مرتبط هستند. به همین دلیل بررسی عوامل تأثیرگذار و پیش بینی کننده بر جهت گیری هدف ضروری به نظر می رسد.
از جمله متغیرهای موثر بر جهت گیری هدف می توان به کمال گرایی اشاره نمود. نیومیستر(٢٠٠۴) در تحقیقی کیفی تئوری هدف سه بخشی الیوت و کمال گرایی را در دانشجویان سرآمد دانشگاهی بررسی و حمایت هایی برای این فرضیه ها فراهم کرده است. در این تحقیق کمال گرایان خودمدار اظهار داشته اند که اهداف تبحری و عملکرد گرایشی دارند در حالیکه کمال گرایان جامعه مدار اذعان داشته اند که اهداف عملکرد گریزی و عملکرد گرایشی دارند. اگر چه وجود کمال گرایی می تواند تا حدی فرد را به جلو براند، اما کمال گرایی بیش از حد و به شکل منفی می تواند زمینه ساز اختلال وسواس شود(هاشمیان و لطیفی،1388). از طرف دیگر مقوله مسئولیت پذیری نیز ارتباط نزدیکی با جهت گیری هدف می تواند داشته باشد.
مسئولیت پذیری یک الزام و تعهد درونی از سوی فرد برای انجام مطلوب همه فعالیت هایی که بر عهده اش گذاشته شده است، می باشد و از درون فرد سرچشمه می گیرد. فردی که مسئولتی کاری را بر عهده می گیرد قبول می کند یک سری فعالیت ها و کارها را انجام دهد و یا بر انجام این کارها توسط دیگران نظارت داشته باشد. به عبارت دیگر مسئولیت پذیری تعهدی است که انسان در قبال امری می پذیرد و کسی که کاری به او واگذار شده پیامد آن به عهده اوست( آکراتو،2004؛ به نقل ازجوکار،1384). بنابر این فرد در مقابل این تعهد، ملزم می شود که اهداف مناسبی را برگزیند تا بتواند به شایستگی از عهده فعالیت ها و اموراتی که به عهده اش واگذار شده است، بر آید.
با توجه به مطالبی که در فوق به آن ها اشاره شد، شایسته است پژوهشی انجام گیرد تا رابطه بین کمال گرایی و مسئولیت پذیری با جهت گیری هدف را روشن تر نماید.
1-2 بیان مسئله:
رفتار ما عموماً با میل رسیدن به هدفی ویژه برانگیخته می شود، در واقع هر رفتاری سلسله ای از فعالیت هاست و برای پیش بینی رفتار افراد انگیزه ها یا نیاز های آنان باید شناسایی گردد. لاک و لاتهام به نقل از ریو(1381) به چهار دلیل اصلی تعیین کردن هدف، را اساسی تلقی می کند، 1. هدف ها، توجه فرد را به سمت تکلیف در دست انجام، هدایت می کنند، 2. هدف ها تلاش را به خدمت می گیرند، 3. هدف ها، استقامت و پشتکار را بیشتر می کنند، زیرا تلاش تا دستیابی به هدف ادامه می یابد، 4. هدف ها، مشوقی برای گسترش استراتژی های تازه اند. به عبارت دیگر، هدف ها ایجاد تدبیر جدید برای بهبود عملکرد را تشویق می کنند. از طرفی نوع هدفی که ما انتخاب می کنیم، مقدار انگیزش ما را برای رسیدن به آن هدف تعیین می کند. ایمز(1992) جهت گیری هدف را بیانگر الگوی منسجمی از باور های فرد می داند که سبب می شود تا فرد به شیوه های مختلف به موقعیت ها گرایش پیدا کند، در آن زمینه به فعالیت بپردازد و نهایتا پاسخی را ارائه دهد. این جهت گیری در موقعیت تحصیلی، مبین انگیزه فرد از تحصیل است و به همین دلیل تمایلات، کنش ها و پاسخ های او را در موقعیت های یادگیری تحت تأثیر قرار می دهد. جهت گیری هدف را نباید با اهداف ویژه ای که در موقعیت های آموزشی برای فعالیت ها در نظر می گیرند، یکی دانست. این گونه اهداف صرفا محرک فرد، برای یادگیری یک تکلیف ویژه در شرایط ویژه هستند. از دیگر سوی بر خلاف اهداف آموزشی که مبنای تشابهات فردی، است جهت گیری هدف مبنای تفاوت های فردی در موقعیت های تحصیلی است و بر اساس آن ها می توان میزان موفقیت فرد را در این گونه موقعیت ها، پیش بینی کرد( دویک و لی گت 1988؛ پنتریچ و شانگ به نقل از والترز و یو، 1997؛ ایمز 1992، دویک 1973). در سالهای اخیر الیوت و مک گریگور(2001) با بررسی چارچوب جهت گیری هدفی سه بخشی، دیدگاه جدیدی را ارئه کردند که در آن بازبینی بیشتری در دیدگاه دو بخشی صورت گرفته است. در این رویکرد یک آمیختگی کامل در تمایز بین رویکرد و اجتناب پیشنهاد کرده اند و جهت گیری تبحری را به دو بخش رویکرد-تبحری و اجتناب-تبحری تقسیم کرده اند. این الگوی جدید از ترکیب نظریه شناختی-اجتماعی هدف و نظریه انگیزش پیشرفت بر اساس یک الگوی چهار وجهی، چهار نوع جهت گیری هدفی را پیشنهاد می دهد.
الگوی جهت گیری هدف شامل جهت گیری هدف یادگیری، جهت گیری هدف عملکرد و جهت گیری هدف پرهیز از شکست می باشد. مطابق با این الگو در جهت گیری هدف تسلط یا یادگیری، دانشجویان در صدد افزایش تسلط بر موضوعات جدیدند و بر فهم موضوعات تأکید دارند. آن ها حتی زمانی که عملکردشان ضعیف است نیز می خواهند یاد بگیرند و بنابراین در کارهای دشوار پشتکار دارند و به استراتژی های خود تنظیمی یادگیری گرایش دارند. آن ها همچنین به دنبال وظایف چالشی هستند. هدف اولیه این گونه دانشجویان کسب دانش و مهارت هایشان است و خطاها به عنوان بخشی از فرایند یادگیری جهت کوشش بیشتر در نظر گرفته می شود و از سویی بیشتر به موضوعاتی گرایش دارند که ذاتاً برای آن ها رضایت بخش است( دویک و لی گت، 1988)، همچنین آن ها بیان مثبتی از خود دارند(داینر و دویک، 1978). این گونه افراد مسئولیت پذیرند و چنان چه در انجام کاری شکست بخورند، مسئولیت خودشان را انکار نمی کنند( سیفرت، 1996) و احساس رضایت از تحصیل بیشتری دارند( جاکاسینی و نیکولز 1984). از طرفی علاقه درونی به فعالیت های یادگیری داشته و به همین دلیل وقت بیشتری برای یادگیری صرف می کنند(باتلر 1987). در جهت گیری هدف عملکردی دانشجویان تلاش می کنند تا توانایی هایشان را با دیگران مقایسه کنند و بر این نکته تأکید دارند که دیگران درباره آن چگونه داوری می کنند. آن ها تلاش می کنند که خود را باهوش جلوه دهند و نه بی کفایت و نالایق. همچنین آن ها بوسیله اجتناب و گریز از موقعیت و شرایط چالش برانگیز مانع از آشکار شدن بی کفایتی فکری و عقلانی خود می شوند و در اینجا موضوع کمال گرایی به میان می آید.
به عبارت دیگر، از جمله مواردی که در افراد کمال گرا به وفور دیده می شود ترس از بی کفایت و نامناسب بودن است که آن ها را مجبور به تلاش های زیاد و اغلب بی نتیجه می کند. کمال گرایی منفی، درواقع باوری غیرمنطقی است که اشخاص نسبت به خود و محیط اطراف خود دارند.افرادی که کمال گرا هستند، معتقدند که خود و محیط اطرافشان باید کامل بوده و هرگونه تلاشی در زندگی باید بدون اشتباه و خطا باشد. کمال گرایی منفی به عنوان یک مشکل در افراد و بویژه در دانشجویان موجب مشکلات زیادی می شود که می توان به برخی از این مشکلات اشاره نمود، از جمله این مشکلات این مورد است که دانشجویان کمال گرا به خاطر ترس از اینکه مبادا کار آن ها بصورت صددرصد مناسب انجام نداده اند از تکمیل و تحویل آن خودداری می کنند و یا اینکه به خاطر اینکه کار بهتری را تحویل دهند، در انجام آن تعلل نموده تا بالاخره زمان تحویل آن پایان می یابد و وی مجبور می شود که کار های خود را ناتمام تحویل نموده و در زمینه تحصیلی دچار مشکل شود.
از طرف دیگر مسئولیت پذیری فرد را وادار می سازد که کارها را به اتمام رسانده و به شکلی قابل قبول ارائه نماید. مسئولیت پذیری متغیر مهمی در ایجاد عملکرد مثبت در افراد بویژه دانشجویان محسوب می گردد و می توان با ایجاد مسئولتی پذیری لازم و به موقع در دانشجویان، به بهبود جهت گیری هدف در آنها کمک کرد و از این رو به بهبود وضعیت تحصیلی و موفقیت آن ها در حیطه تحصیلی، شغلی، خانوادگی، اجتماعی و ... یاری رساند.
در رابطه با کمال گرایی و ارتباط آن با جهت گیری هدف پژوهش های اندکی صورت گرفته که از آن جمله می توان به پژوهش های هاشمی و لطیفیان (1388)، نیومیستر(٢٠٠۴)، نیومیستر و فینچ(٢٠٠۶)،زاهد بابلیان، پوربهرام، رحمانی(1389) اشاره نمود که حاکی از ارتباط بین کمال گرایی و مولفه های ان با انواع جهت گیری هدف می باشد و اما در رابطه با مسئولیت پذیری و جهت گیری هدف پژوهش های علمی یافت نشد و لذا پژوهش حاضر با توجه به کمبود های پژوهش در این زمنیه به دنبال بررسی این مسئله می باشد که کدامیک از مولفه های کمال گرایی و مسئولیت پذیری پیش بینی کننده قوی تری برای جهت گیری هدف می باشد؟
1-3 اهمیت و ضرورت تحقیق:
داشتن هدف در زندگی یکی از جمله مسائلی است که می تواند فرد را در پیشبرد اهداف و دستیابی به موفقیت یاری نماید. جهت گیری هدف بهتر نه تنها در حیطه تحصیل که در زندگی شخصی دانشجویان نیز می تواند باعث تغییرات مثبتی گردد که در عملکرد های آتی این قشر از جامعه اثرگذار می باشد، و می تواند در آینده شغلی، زندگی خانوادگی، و ... مهم و ضروری باشد. لذا شناختن و رفع موانع موجود بر سر راه جهت گیری هدف باید به عنوان یکی از مهم ترین مسائل توسعه هر جامعه ای مورد توجه واقع شود.
جهت گیری هدف متغیری است چند بعدی که تحت تأثیر عوامل فردی-اجتماعی و انگیزشی بسیاری قرار می گیرد و از سوی دیگر قادر به تحت تأثیر قرار دادن متغیر های درونی و روانشناختی بسیاری در افراد نیز میباشد، که می تواند در موفقیت یا شکست فرد دخیل باشد. پیشرفت هر فرد در جامعه در گرو داشتن هدف مشخص و واضع و همچنین داشتن معیار ها و ملاک های صحیح برای دستیابی به این اهداف می باشد. افرادی که دارای اهداف روشن و مشخصی هستند و بر اساس توانمندی ها و نقایص خود برنامه ریزی های واقع بینانه ای برای دستیابی به اهداف خود دارند اغلب از جمله افرادی هستند که در زندگی شخصی و دستیابی به موفقیت، عملکرد مناسبی دارند و از جمله افراد موفق و سرآمد جامعه محسوب می گردند و همچنین احساسات مناسبی در رابطه با خود و عملکرد های خود دارند. علاوه بر این، چنین افرادی می توانند جامعه را در دستیابی به اهداف توسعه و رسیدن به اوج پیشرفت یاری نمایند. بنابراین پرداختن به متغیر های تأثیر گذار بر میزان و نوع جهت گیری هدف از جمله مسائلی است که به افراد و همچنین جامعه کمک می کند در مسیر صحیح پیشرفت قرار گرفته و از اتلاف انرژی و زمان بویژه در دوران مهم تحصیل پیشگیری نماید. لذا به نظر می رسد از بین متغیر های موثر بر آن پرداختن به تأثیر و پیش بینی کنندگی کمال گرایی و مسئولیت پذیری به عنوان دو متغیر مهم در دستیابی به اهداف ضروری می نماید.
1-4 اهداف و فرضیه ها:
اهدافی که پژوهش حاضر به دنبال دستیابی به آن می باشد عبارتند از:
پیش بینی جهت گیری هدف بر اساس مسئولیت پذیری
پیش بینی جهت گیری هدف بر اساس کمال گرایی
سوال تحقیقاتی:
کدامیک از مولفه های کمال گرایی و مسئولیت پذیری بهترین پیش بینی را از جهت گیری هدف به عمل می آورند؟
1-5 تعریف نظری و عملیاتی متغیرها:
تعاریف نظری:
کمال گرایی: کمال گرایان افرادی با عقاید محکم و ثابت اند و سختی عقاید و انعطاف ناپذیری یکی از اولین خصوصیاتی است که درباره کمالگرایی مطرح شد. برنز و فدرا(2005) کمال گرایی به عنوان مجموعه ای از معیارهای بسیار بالا برای عملکرد است که با خودارزیابی های منفی، انتقادات و سرزنش خود همراه است(فراست، مارتن، لهارت، و روزن بلات، 1999).
مسئولیت پذیری: مسئولیت پذیری یک الزام و تعهد درونی از سوی فرد برای انجام مطلوب همه فعالیت هایی که بر عهده اش گذاشته شده است، می باشد و از درون فرد سرچشمه می گیرد. فردی که مسئولیت کاری را بر عهده می گیرد قبول می کند یک سری فعالیت ها وکارها را انجام دهد و یا بر انجام کاهار توسط دیگران نظارت داشته باشد. به عبارت دیگر مسئولیت تعهدی است که فرد در قبال امری می پذیرد و کسی که کاری به او واگذار شده پیامد آن به عهده اوست(کرتو، 2004).
جهت گیری هدف: در نظریات موجود در رابطه با جهت گیری هدف و تعاریف موجود در این باره هسته مفهومی همه الگوها و نظریه ها این است که چه قصد و نیتی برای فعالیت و رفتارهای مرتبط با پیشرفت وجود دارد و مفهوم جهت گیری هدف بر قصد و نیت برای پیشرفت در تکالیف تأکید دارد(پینتریچ و شانک،2002؛ ایمز ،1992) با مروری بر پیشینه تحقیقات، در ارتباط با انواع جهت گیری هدف، دو نوع جهت گیری هدف، تبحری و عملکردی را شناسایی کرده که محور بیشترین توجه بوده است.
تعاریف عملیاتی:
کمال گرایی: منظور از کمال گرایی نمره ای است که فرد در پرسشنامه مقیاس چند بعدی کمال گرایی، ام پی اس، (فلت و هویت، ١٩٩١) کسب می کند.
مسئولیت پذیری: منظور از مسئولیت پذیری نمره ای است که فرد در مقیاس مسئولیت پذیری اجتماعی عبدل و ابراهیم (2002) کسب می کند.
جهت گیری هدف: منظور از جهت گیری هدف نمره ای است که از پرسشنامه جهت گزینی هدف از وندی ویل (١٩٩٧) کسب می کند.
فصل دوم
چارچوب نظری و پیشینه پژوهش
26368741084949
در این قسمت از پژوهش سعی بر آن است تا در نظریات موجود در رابطه با متغیر های پژوهش از جمله کمال گرایی، مسئولیت پذیری و جهت گیری هدف به تفصیل بحث و گفتگو شود و ارتباط نظری موجود بین این متغیر ها بیان شده و در نهایت به بررسی ادبیات پژوهشی پیشین در این باره پرداخته شود.
2-1چارچوب نظری:
2-1-1 جهت گیری هدف:
بیش از دو دهه است که اکثر کارهای نظری و تجربی جهت گیری های انگیزشیبر انگیزش پیشرفت تمرکز یافته است. پیشینه پژوهش بر روی انگیزش پیشرفت در سال های اخیر به سمت چارچوب مفهومی گسترده تری برای سازماندهی مولفه های شناختی و عاطفی انگیزش جهت یافته است (ایمز،1992). تئوری جهت گیری هدف از جمله نظریه های انگیزش پیشرفت و اهداف پیشرفت آمده است یا جهت گیری های دو بخشی هستند و یا بصورت سه بخشی مطرح شده است. خاستگاه جهت گیری های انگیزشی به میزان زیادی برخاسته از کارهای دینر و دوک (1978، 1980)، ایمز و آرچر (1987، 1988)، نیکولز (1984)، دودا و نیکولز(1992)، ایمز(1992)، تورکیدسن و نیکولز(1998)، دوک و لگت(1998) و همچنین روبرتز، تریشر و کاواسانیو(1997) و مارش(1994) است.
الف: مفاهیم و تنوع جهت گیری های هدف
تئوری ها و مدل های متعددی در بحث از جهت گیری هدف مطرح شده است. اما هسته مفهومی همه آنها این است که چه قصد و نیتی برای فعالیت و رفتارهای مرتبط با پیشرفت وجود دارد. مفهوم جهت گیری هدف را باید از مفاهیمی مانند هدف گذاریو رویکرد هدف- محتویتفکیک نمود. تئوری های هدف گذاری مانند تئوری لوکی و لاتم(1990) بر دستیابی به اهداف خاص و نهایی مانند حل ده مساله بصورت صحیح تاکید دارد. لیکن تئوری جهت گیری هدف این بحث را مطرح می سازد که چرا فرد می خواهد ده مساله را صحیح حل نماید و چگونه به حل این مسایل مبادرت می ورزد. تفاوت این دو با رویکرد هدف- محتوی مانند تئوری فورد(1992) در این است که رویکرد هدف-محتوی تاکید بر اهدافی دارد که منجر به هدایت رفتار می شود. در حالی که جهت گیری هدف بر مقصد و نیت برای پیشرفت در تکالیف تاکید دارد (پنتریچ و شانک، 2002).
جهت گیری هدف الگوی یکپارچه ای از عقاید است که به گزینش روش های مختلف روی آوری و پاسخ دهی به موقعیت های پیشرفت منجر می شود (ایمز، b1992). از نظر یوردن(1997) جهت گیری هدف استدلال فرد درباره این موضوع است که چرا تکالیف پیشرفت را دنبال و پیگیری می نماید. پنتریچ (a2000، b2000،c2000) معتقد است که جهت گیری هدف تنها اهداف و استدلال های فرد برای پیشرفت را پوشش نمی دهد بلکه نوعی معیار (درونی و بیرونی) را نیز نشان می دهد که فرد بر اساس آن موفقیت یا شکست خویش را در دستیابی به آن هدف مورد قضاوت قرار می دهد. الیوت(1997) نیز جهت گیری هدف را روشی می داند که فرد بر اساس معیارهای برجسته شایستگی خویش را مورد قضاوت قرار می دهد. تعریفی که تاکید بر ماهیت استدلال ها و مقاصد برای انجام تکلیف دارد، وقتی با معیارهای ارزشیابی عملکرد تلفیق می شود- که این موضوع در تعریف جهت گیری هدف مورد استفاده قرار گرفته است- بیش از باور اهداف به تنهایی می تواند نیروزا باشد (پنتریچ و شانک،2002).
جهت گیری های هدف متنوع هستند، لیکن دو جهت گیری که اغلب در تئوری های جهت گیری اهداف مورد اشاره قرار می گیرد با عناوین اهداف یادگیری و اهداف عملکردی مشهورگشته اند (دوک و لگت،1985، الیوت و دوک،1988). این دو جهت گیری هدف با نام هایی مانند اهداف تکلیف مشغولی و من مشغولی (نیکولز،1984) یا اهداف تبحری و عملکردی(ایمز،b1992، ایمز و آرچر،1987، 1988)، اهداف تکلیف محور و توانایی محور (میهر و میگلی،1991) هم آمده است. در میان محققین در این باره که آیا سازه های مختلف مطرح در مدل های جهت گیری اهداف مشابه هستند، توافق نظر وجود ندارد (نیکولز،1990). لیکن همپوشی مفهومی بین این سازه ها به حد کافی وجود دارد تا برخی از محققین آن ها را به گونه ای مشابه مورد توجه قرار دهند (پنتریچ و شانک،2002).
در مطالعات ایمز (1992)، بونگ(1996)، دوک (1986)، لپر(1988)، مورفی و الکساندر(2000)، پنتریچ (1994)، اسنو، کورنو و جکسون(1996) نیز کم و بیش بر سازه هایی تاکید شده است که به موازات و مشابه یکدیگر هستند. این سازه ها همچنین مشابه با انگیزش درونی و انگیزش بیرونی است که بوسیله دی سی و ریان(1985) مطرح شده است. بعنوان مثال جهت گیری تکلیف مشغولی مشابه با انگیزش درونی است، این جهت گیری مشابه با اهداف یادگیری است که بوسیله دوک و لگت (1985) مطرح شده است. همچنین جهت گیری من مشغولی مشابه انگیزش بیرونی است که بوسیله دی سی و ریان (1985) و ریان و دی سی (2000) مطرح شده است. این جهت گیری ها همچنین با اصطلاح اهداف عملکردی مشابهت دارد که بوسیله دوک (1975، 1986) عنوان شده است. ریان و دی سی (2000) به این موضوع اشاره می کنند که جهت گیری من مشغولی مثالی کلاسیک از انگیزشی بیرونی است.
جهت گیری یادگیری و سازه های مشابه مانند جهت گیری تبحری با واژه ها و اصطلاحاتی مانند تمرکز بر یادگیری، تبحریابی در تکلیف بوسیله معیارهای تدوین شده بوسیله خود، افزایش مهارت های نو، رشد دهی و فزون بخشی شایستگی، کوشش برای مواجهه با مسائل چالش برانگیز و کوشش برای کسب بینش و بصیرت معرفی شده است (ایمز، b1992، دوک و لگت، 1988، میهر و میگلی،1991، میگلی و همکارانف 1998، نیکولز، 1984، هارتر، b 1981).
اهداف عملکردی معمولا در مقابل اهداف یادگیری و تبحری قرار می گیرد. این جهت گیری بر اثبات شایستگی یا توانایی تاکید دارد. محور جهت گیری عملکردی این است که چگونه توانایی فرد بوسیله دیگران مورد قضاوت قرار خواهد گرفت. برای مثال کوشش برای بهتر از دیگران بودن، کوشش برای تفوق در تناسب با معیارهای هنجاری، بکارگیری معیارهای اجتماعی برای مقایسه خود با دیگران، سعی برای برجسته بودن در گروه یا کوشش برای برتری در انجام تکالیف کلاسی، اجتناب از مورد قضاوت واقع شدن بعنوان فردی با توانایی ضعیف و یا اجتناب از مشخص شدن بعنوان فردی کند فهم و جستجوی این موضوع که فرد بعنوان شخصی دارای توانایی بالا مورد قضاوت قرار گیرد (ایمز،b1992، دوک و لگت،1988، میگلی و همکاران،1998). در برخی پژوهش ها بجای استفاده از واژه جهت گیری عملکردی یا جهت گیری من از واژه جهت گیری توانایی مرتبط استفاده شده است (نگاه شود به یوردن،1997). جهت گیری من و جهت گیری عملکردی همپوشی دارند. ذکر این نکته لازم است که در مدل ها و مطالعات آغازین تمایزی بین اهداف عملکرد گرایشی و عملکرد گریزی وجود نداشته است (برای مثال میگلی و همکاران،1998).
انواع دیگر جهت گیری هدف که همسو با جهت گیری عملکردی هستند در پژوهش های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. برای مثال پنتریچ و همکاران (پنتریچ،1989، پنتریچ و دی گروت، a1990، پنتریچ و گارسیا،1991) جهت گیری هدف بیرونی را مورد ارزیابی قرار می دهند. در این جهت گیری تاکید بر کسب نمره خوب، انجام تکلیف مدرسه، کسب پاداش و دوری گزینی از شکست مطرح است. همچنین یوردن (1997) نقش جهت گیری هدف بیرونی در یادگیری و پیشرفت را مورد بحث قرار می دهد. جهت گیری هدف بیرونی مشابه با انگیزش بیرونی در تئوری دی سی و رایان (1978) است. نیکولز و همکاران (نیکولز،1989 و نیکولز و همکاران،1989) دو جهت گیری هدف دیگر با عناوین کارگریزی و بیگانگی تحصیلی را نیز مطرح می کنند. اهداف کارگریزی با احساس موفقیتی همراه است که در ان کار و تکلیف بسیار آسان است، در حالی که اهداف بیگانگی تحصیلی احساس موفقیتی است که در ان یاد گیرنده احساس می کند که می تواند اطرافیان خویش را فریب دهد و تکالیف کلاسی را انجام ندهد. بعبارتی از زیر کار در برود. میس و همکاران(1988) اهداف کار گریزی را بعنوان خواسته و میل فرد برای انجام تکالیف بدون صرف کوشش و تلاش مورد توصیف قرار می دهند.
مدل های متعددی در تئوری جهت گیری هدف مطرح شده است. لیکن این مدل ها به لحاظ مفهومی و واژگانی مشابهت هایی دارند. در برخی از پژوهش های مرتبط با این مدل ها تنها به پیامدهای جهت گیری هدف توجه شده است و در برخی دیگر هم پیش آیندها و هم پیامدهای این جهت گیری ها مورد توجه بوده است. در این مدل ها جهت گیری هدف یا بصورت دوبخشی و یا سه بخشی مطرح شده است. در ادامه به اختصار برخی از این مدل ها مورد توجه قرار خواهند گرفت. در انتخاب این مدل ها کوشش شده است که از ذکر مدل های همپوش با یکدیگر خودداری شود و به مدل هایی توجه شود که پیش زمینه ای برای طرح مدل مطرح در این پژوهش هستند.
ب: مدل نیکولز(1984)
در مدل نیکولز(1984) دو نوع جهت گیری هدف تحت عناوین جهت گیری تکلیف مشغولی و جهت گیری من مشغولی مطرح شده است. در این مدل فرض بر این است که جهت گیری هدف فرد با عقاید و باورهای وی درباره علل موفقیت رابطه تنگاتنگ دارد. نیکولز(1984) معتقد است که جهت گیری هدف فرد معیاری کلی برای داوری و قضاوت نسبت به علل موفقیت خواهد بود. بنابراین جهت گیری هدف عقاید فرد را نسبت به علل موفقیت بوسیله توجه به اسنادهای وی پیش بینی خواهد کرد. بعنوان مثال یادگیرنده ای با جهت گیری تکلیف مشغولی بر یادگیری بعنوان علت موفقیت تاکید خواهد داشت. این یادگیرنده بجای حفظ موضوع سعی در فهم مطلب خواهد داشت. اما یادگیرنده با جهت گیری من مشغولی بر توانایی و بهتر از دیگران بودن بعنوان علت موفقیت تاکید خواهد داشت. استدلال این فرد رد مورد موفقیت در مدرسه این است که در امتحان سعی داشته است، بهتر از دیگران باشد و کوشش کرده است، دیگران را پشت سر گذارد (نگاه شود به دودا و نیکولز،1992).
ت: مدل میس و همکاران (1988)
میس و همکاران (1988) در مدل خود سه نوع جهت گیری هدف با عناوین جهت گیری و تبحری، جهت گیری من اجتماعی و جهت گیری کار گریزی را مطرح می کنند. در جهت گیری تبحری پیشرفت در شکل تبحریابی و فهمیدن موضوع متجلی می شود. تاکید بر خودآموزی هسته محوری در جهت گیری تبحری در این مدل است. این جهت گیری مشابه با جهت گیری تکلیف در مدل نیکولز(1984) است. اهداف یادگیری در مدل دوک (1999)، جهت گیری تبحری در مدل ایمز (b1992)، جهت گیری تکلیف محور در مدل میگلی و همکاران (1998)، جهت گیری تبحری در مدل الیوت و چرچ (1997) با این جهت گیری تشابه دارند. در جهت گیری من اجتماعی تاکید بر کسب امتیازات بالا و بدست آوردن تایید اجتماعی است، این جهت گیری مشابه با جهت گیری من مشغولی در مدل نیکولز(1984) است. جهت گیری عملکرد گرایشی در مدل میگلی و همکاران (1998) و الیوت و چرچ(1997) با این جهت گیری تشابه دارند. هسته محوری در جهت گیری کارگریزی اجتناب از شکست است. در این جهت گیری انجام تکلیف با کمترین تلاش بعنوان پیشرفت تلقی می شود. تشابهاتی بین این جهت گیری عملکرد گریزی در مدل های میگلی و همکاران (1998) و لیوت و چرچ (1997) و الیوت و مک گریگور(2001) وجود دارد.
ث: مدل دوک (1999)
در مدل دوک (1999) دو نوع جهت گیری هدف با عناوین اهداف یادگیری و اهداف عملکردی مطرح شده است. دوک و همکاران (دوک1999، دوک و الیوت،1983) مدلی را مطرح می کنند (جدول2-1) که در آن فرض بر این است که جهت گیری هدف نتیجه دیدگاه های مختلف درباره ماهیت هوش است. در این مدل تئوری های هوشی بعنوان ادراک یادگیرنده درباره چگونگی تغییر توانایی و هوش در طول زمان تعریف می شود. در مدل دوک(1999) اعتقاد نسبت به ثبات هوش و توانایی طرحواره ای را برای تفسیر و ارزیابی اطلاعات درباره خود بوجود می آورد و این طرحواره معیار و ملاکی است که بوسیله ان اهداف، پیامدها و رفتار مورد قضاوت قرار می گیرد.
دوک (1999) فرض می کند که دیدگاه در مورد هوش موجب نوعی جهت گیری هدف می شود که یادگیرنده با آن انطباق می یابد. شواهد تجربی نیز این دیدگاه را مورد حمایت قرار داده است (دوک،1999، دوک و لگت ،1988). به نظر می رسد که پیوستگی علی بین تئوری هوش و جهت گیری هدف ان چنان که در مدل دوک آمده است، در مقابل آن چیزی قرار می گیرد که در مدل نیکولز(1984) پیشنهاد شده است.
جدول (1-1) مدل جهت گیری هدف دوک (1999، به نقل از پنتریچ و شانک ،2002)
تئوری هوش جهت گیری هدف باور نسبت به هوش الگوهای رفتار ی
-تئوری ذاتی نگر
(هوش ثابت است)
-تئوری فزونی نگر اهداف عملکردی
(کسب قضاوت مثبت)
اهداف یادگیری
(افزایش شایستگی) اگر بالا باشد
اگر پایین باشد
چه بالا و چه پایین باشد -جهت گیری تبحری
-جستجوی چالش
-پایداری بالا
-ناامیدی
-گریز از چالش
-پایداری ضعیف
-جهت گیری تبحری
-جستجوی چالش
-پایداری بالا
نیکولز(1984) معتقد است که جهت گیری هدف عقاید و اسنادهای فرد را درباره علل موفقیت تحت تاثیر قرار می دهد. در حالی که در مدل دوک فرض بر این است که اگر یادگیرنده یک تئوری ذاتی از هوش داشته باشد و این باور را داشته باشد که توانایی ثابت است، وی احتمالا در هنگام انجام تکلیف اهداف عملکردی را برخواهد گزید. این فراگیر به دلیل درک ثابت از توانایی با این موضوع مشغولیت خواهد داشت که عملکرد وی چگونه ارزیابی خواهد شد و این که چگونه با دیگران مقایسه خواهد شد. این فراگیر سعی خواهد کرد، بهتر از دیگران باشد.
تئوری فزونی نگر در مقابل تئوری ذاتی نگر قرار می گیرد. در تئوری فزونی نگر فرض بر این است که توانایی می تواند، فزونی یابد. فرد دارای این دیدگاه به احتمال زیاد بر اهداف تبحری اصرار خواهد ورزید و برای افزایش شایستگی و کفایت خویش کوشش خواهد کرد. لذا دستیابی به اهداف تبحری را ملاک قضاوت در باره خود قرار خواهد داد. معیارهای این فرد برای قضاوت مبتنی بر پیشرفت و نه مقایسه اجتماعی با دیگران است. هر چند که دوک و نیکولز واژه های مشابه ای مانند جهت گیری تکلیف/ اهداف یادگیری و جهت گیری من/اهداف عملکردی را مورد استفاده قرار می دهند. لیکن مدل های دوک و نیکولز در این باره که رابطه علی بین باورها در باره توانایی/ هوش و جهت گیری هدف چگونه است از یکدیگر متفاوت است (پنتریچ و شانک، 2002).
ج: مدل اسکالویک(1997)
جهت گیری تکلیف در مدل اسکالویک (1997) با جهت گیری تکلیف در مدل نیکولز(1984)، اهداف یادگیری در مدل دوک (1999)، جهت گیری تبحری در مدل ایمز(b1992)، جهت گیری تکلیف محور در مدل میگلی و همکاران (1998) و جهت گیری تبحری در مدل الیوت و چرچ (1997) تشابه دارد. تفاوت مدل اسکالویک و سایر مدل ها در تفکیک اهداف عملکردی است. اسکالویک و همکاران (اسکالویک،1997، اسکالویک،والاس و اس لتا،1994) دو بعد در اهداف عملکردی یا من را مورد توجه قرار می دهند. اول جهت گیری من خودافزایی است که در این جهت گیری تاکید بر برتر از دیگران بودن و اثبات برتری خود مطرح است. جهت گیری من خودافزایی مشابه با مفهومی است که از جهت گیری عملکرد گرایشی در مدل های میگلی و همکاران (1998) و الیوت و چرچ (1997)آمده است.
چ: مدل الیوت و همکاران (الیوت و چرچ،1997، الیوت و مک گریگور،2001)
یکی از رویکردهای مطرح در سال های اخیر رویکرد سه بخشی الیوت و همکاران (الیوت،1997، الیوت و چرچ،1997، الیوت و هاراکی ویکز،1996) است. این محققین چارچوب هدف دوبخشی عملکردی-تبحری را مورد بازبینی و اصلاح قرار دادند و یک چارچوب هدف سه بخشی را ارائه کردند. در این قالب جدید سازه هدفی عملکردی به دو بخش عملکرد گرایشی و عملکرد گریزی تقسیم می شود. در این مدل سه جهت گیری هدف مستقل ترسیم می شود. 1-هدف عملکرد گرایشی که تاکید بر کسب شایستگی و تایید در نزد دیگران دارد. 2-هدف عملکرد گریزی که تاکید بر دوری جویی از عدم شایستگی در نزد دیگران دارد و 3- هدف تبحری که تاکید بر افزایش کفایت و کسب مهارت در تکلیف دارد. این هدف اشاره بر یادگیری، پیشرفت و مهارت های تبحری دارد و مشابه با اهداف یادگیری و اهداف تکلیف است که بوسیله پژوهشگرانی مانند اندرمن(1997)، دوک (1986) و نیکولز(1989) مطرح شده است. در پژوهش های تحلیل عاملی استقلال این سه سازه و روایی ان ها مورد تایید قرار گرفته است (الیوت و چرچ،1997، میدلتون و میگلی،1997، اسکالویک،1997، وندی ویل،1997) و این اهداف با الگوهای متفاوتی از پی آیندها و پیامدها پیوند داده شده است (نگاه شود به الیوت،1999). استقلال این سه سازه در پژوهش های تحلیل عاملی در ایران بوسیله جوکار (1381) مورد تایید قرار گرفته است.
الیوت و مک گریگور (2001) با بررسی چارچوب هدف سه بخشی دیدگاه جدیدی را تشریح کردند که در ان بازبینی بیشتری در دیدگاه دوبخشی تبحری-عملکردی صورت می گیرد و چارچوب سه بخشی گسترش داده می شود. در چارچوب پیشین تمایز بین گرایش و گریز تنها در اهداف عملکردی صورت گرفت و اهداف تبحری دست نخورده باقی می ماند. در چارجوب جدید الیوت و مک گریگور (2001) یک آمیختگی کامل در تمایز گرایش و گریز پیشنهاد کردند و اهداف تبحری را به دو بخش اهداف تبحر گرایشیو تبحرگریزی تقسیم کردند (نگاه شود به الیوت،1999، پنتریچ، a2000، b2000).
هسته مفهومی سازه هدفی پیشرفت در نظریه الیوت و مک گری گور (2001) شایستگی است. در نظریه چارچوب هدفی پیشرفت 2×2 اهداف پیشرفت بر اساس دو بعد اصلی از یکدیگر متمایز می شود. یکی بر این پایه که چگونه شایستگی تعریف می شود و دیگر بر این اساس که شایستگی چگونه ارزش داده می شود (الیوت و مک گریگور،2001). در این مدل شایستگی بر اساس معیارهای مطلقو درون فردی و یا بر اساس معیارهای هنجاری تعریف می شود. هنگامی که شایستگی بر اساس معیارهای مطلق و درون فردی تعریف شود، فرد بدنبال فهم تکلیف یا مهارت یابی در کار است و یا در پی کسب دانش برای رشد مهارت های شخصی خویش است. الیوت و مک گریگور (2001) تعریف شایستگی بر اساس معیارهای مطلق و درون فردی را در یک مقوله مطرح می کنند. شایستگی بر پایه هنجاری نیز تعریف می شود. بدین صورت که عملکرد فرد با دیگران مورد مقایسه قرار می گیرد. در اینجا فرد بدنبال کسب تایید برای اثبات شایستگی خویش و یا دوری جویی از عدم تایید نزد دیگران خواهد بود.
بعد دیگر شایستگی ارزش است. شایستگی هم در اصطلاح مثبت (مثل موفقیت) یا منفی (مثل شکست؟) ارزش داده می شود. شواهد نشان می دهد که افراد محرک ها را در رابطه با رازش آن پردازش مکی کنند و بدون درنگ، توجه و یا آگاهی پاسخ می دهند (برق،1997، زاژنک،1998). بنابراین پردازش بر پایه ارزش بطور خودکار فرض می شود و بلادرنگ پیش نیازهای رفتاری گرایش و گریز را فرا می خواند (کاسیوپو،پریستر و برنتسون،1993، فورستر، هیگینز و آیدسون،1998). بنابراین هر دو بعد تعریف و ارزش برای سازه شایستگی بنیادی است و باید به عنوان مولفه ای الزامی هر شکل مبتنی بر شایستگی در اهداف پیشرفت مورد نظر قرار گیرد. لذا به نظر غیرممکن می آید که شکلی از نظریه جهت گیری هدف ساختاربندی شود، بدون این که به صورت تلویحی و به طور روشن اطلاعات مربوط به اینکه چگونه شایستگی تعریف می شود و چگونه ارزش داده می شود، مورد توجه قرار گیرد (الیوت و مک گریگور،2001). چهارخانه چارچوب هدفی پیشرفت 2×2 در شکل (2-1) امده است.

شکل(5-1) چارچوب هدفی پیشرفت 2×2
در این شکل تعریف و ارزش دو بعد شایستگی را نشان می دهد. معیارهای مطلق/درون فردی و هنجاری دو روشی است که شایستگی بوسیله آن تعریف می شود و منفی و مثبت دو روشی است که شایستگی بر آن اساس ارزش داده می شود.
در نظریه الیوت و مک گریگور (2001) چارچوب هدفی سه بخشی سه خانه از چهار خانه چارچوب 2×2 را شامل می شود. این سه نوع جهت گیری هدف عبارت هستند از 1-اهداف تبحر گرایشی که در آن شایستگی در اصطلاح مطلق/ درون فردی تعریف می شود و بصورت مثبت ارزش داده می شود. 2-اهداف عملکرد گرایشی که در آن شایستگی در اصطلاح هنجاری تعریف می شود و بصورت مثبت ارزش داده می شود. 3-اهداف عملکرد گریزی که در آن شایستگی در اصطلاح هنجاری تعریف می شود و بصورت منفی ارزش داده می شود. در دیدگاه سه بخشی اهداف تبحری بعنوان یک سازه واحد مفهوم سازی می شود. لیکن در دیدگاه 2×2 آن سازه بعنوان اهداف تبحر گرایشی نامیده می شود، زیرا هم در دیدگاه دو بخشی و هم در دیدگاه سه بخشی این سازه بصورت مثبت ارزش داده شده است. خانه باقیمانده از چارچوب 2×2 در برگیرنده اهداف تبحر گریزی است که در آن شایستگی در اصطلاح مطلق/ درون فردی تعریف می شود و بصورت منفی ارزش داده می شود. در این جهت گیری بر گریز از عدم فهم یا اجتناب از مهارت نیابی و گریز از عدم موفقیت در یادگیری دروس تاکید می شود (الیوت و مک گریگور، 2001، الیوت، 1999، پنتریچ، a2000،d2000). هدف تبحر گریزی چندان ملموس نیست لیکن به نظر می رسد که در برخی موقعیت های آموزشی خودش را اعمال می کند. برای مثال یادگیرندگانی که کمال گرا هستند، معیارهایی را بکار می گیرند تا از ارتکاب اشتباه و خطا و عدم انجام صحیح تکالیف اجتناب ورزند. این فراگیران از ارتکاب اشتباه پرهیز می نمایند نه به این دلیل که به مانند هدف عملکرد گریزی با دیگران مورد مقایسه قرار می گیرند بلکه معیارهای درونی خودشان در این زمینه ملاک عمل است.
ح: مدل مارش و همکاران (2000)
در بین جهت گیری های دو بخشی با نظریه هایی مواجه می شویم که سعی بر ارائه رویکردی تلفیقی به جهت گیری های انگیزشی دارند. از جمله این رویکردها نظریه مارضش و همکاران (2000) است. این پژوهشگران باور دارند که انواع جهت گیری های هدف را می توان علی رغم تفاوت میان آن ها بصورت دو جهت گیری بزرگ انگیزشی- جهت گیری یادگیری و جهت گیری عملکردی- مورد توجه قرار داد. فر این محققان این است که این دو جهت گیری انگیزشی بطور بنیادی با سازه های مشابه همپوشی دارند و شاید این موضوع ناشن دهنده این است که عوامل متفاوت در واقع دو عامل مرتبه بالاتر هستند. منطق فرضی این محققان بر پایه ارزیابی نظریه های انگیزشی و دیگری بر پایه تمثیلی از تئوری پنج عامل بزرگ شخصیت است.
این پژوهشگران با استدلال ویگینز و تراپنل(1997) توافق دارند که مدل پنج عامل بزرگ شخصیت تحولی شگرف در سازمان دهی و طبقه بندی آرایه های ناهمگون سازه های شخصیتی ایجاد نمود و اهمیت بارز این نظریه ایجاد همگرایی در بررسی مطالعه سازه های شخصیتی است که ارتباط بین محققان با رویکردهای نظری مختلف در ضخصیت را فراهم می آورد. مارش و همکاران (2000) معتقدند که تئوری دو عامل بزرگ جهت گیری های انگیزشی به گونه ای مشابه می تواند سازه هخای مختلف در جهت گیری های انگیزشی را پوشش دهد. بعبارتی بسیاری از سازه های انگیزشی در مرتبه بالاتر در این دو جهت گیری بزرگ قرار می گیرند.
مارس و همکاران (2000) مدعی نیستند که جهت گیری یادگیری و جهت گیری عملکردی کلیه سازه های مطرح در جهت گیری های انگیزشی را پوشش می دهند و بر این موضوع صحه می گذارند که جهت گیری هایی نیز وجود دارد که بطور کامل به این دو سازه ملحق نمی شوند. لیکن تاکید دارند که سازه های کلیدی در رویکردهای انگیزشی در این دو سازه متجلی می شوند. این پژوهشگران هشت نوع جهت گیری انگیزشی که در پیشینه پژوهش ها بیشتر مورد تاکید بوده است در پرسشنامه انگیزش مدرسه (SMQ) مدون می سازند. جهت گیری های تبحری، درونی، مشارکتی، فردی، من، رقابتی، کسب موفقیت و اجتناب از شکست سازه هایی مورد مطالعه در مدل مارش و همکاران (2000) بوده است. این پژوهشگران بر اساس یافت های تحلیل عوامل تصدیقی(CFA) شواهدی مبنی بر استقلال هر یک از این هشت سازه می یابند. علاوه بر این نتایج تحلیل عاملی مرتبه بالاتر نظریه دو عامل بزرگ جهت گیری انگیزشی را مورد حمایت قرار می دهد. بر اساس این دیدگاه جهت گیری های تبحری، درونی، مشارکتی و فردی بوسیله جهت گیری یادگیری و جهت گیری های من، رقابتی، کسب موفقیت و اجتناب از شکست بوسیله جهت گیری عملکردی توصیف می شوند.
خ: روند تحول مدل های جهت گیری هدف
به نظر می رسد روند تحول مدل های جهت گیری هدف دو رویکرد همسو را دنبال می نماید. در رویکرد اول سعی در ارائه طرحی کلی برای طبقه بندی جهت گیری های هدف می شود. این خط فکری در مدل هایی مانند مدل الیوت و مک گریگور (2001) و دیدگاه نظریه پردازانی مانند پنتریچ و شانک (2002) قابل مشاهده است. در این رویکرد مدل های سه بخشی که در روند تحول سازه های جهت گیری هدف از تفکیک جهت گیری عملکردی به دو سازه عملکرد گرایشی و عملکرد گریزی یا سازه های مشابه مانند من خودافزایی و من خود کاستی بوجود امده بودند، مجددا در شکلی جدید و با تغییر و تحولاتی به دیدگاه های دو بخشی تبدیل می شوند. در این طرح کلی امکان طبقه بندی دو نوع جهت گیری هدف با توجه به تمایز گرایش و گریز فراهم شده است. مدل الیوت و مک گریگور (2001) که پیش از این تشریح گردید، نوعی از این طبقه بندی است. پنتریچ (a2000، b2000) برای نشان دهی این طبقه بندی ماتریسی دو بعدی فرض می نمایند (جدول3-1). ستون جدول تمایز کلی گرایش و گریز مطرح در دیگر تئوری ها (مثل اتکینسون، 1957، الیوت،1997، مک للندف اتکینسون، کلارک و لاول، 1953) را نشان می دهد. گرایش و گریز در سال های اخیر در دیدگاه های شناختی- اجتماعی (برای مثال کاوینگتون و روبرتز،1994، هاراکی ویکز و همکاران ،1998 و هیگینز،1997) به وضوح تمایز بین گرایش و گریز یا به اصطلاح ویگینز جلو روی-ممانعت در فرایند خود تنظیمی مورد بحث قرار گرفته است. گرایش حرکت به سمت مثبت است، بعبارتی کوششی برای اینکه واقعه ای رخ دهد. در حالی که گریز حرکت به سمت منفی است، بعبارتی ممانعت از این که واقعه ای به وقوع پیوندد (هگینز ،1997).


تمایز بین گرایش و گریز در اهداف تاثیرات مهمی در یادگیرندگان باقی می گذارد. برای مثال انتظار می رود که جهت گیری گرایشی بطور کلی با شناخت، انگیزش و رفتار رابطه ای مثبت داشته باشد. در حالی که انتظار می رود جهت گیری گریز با سازه های مرطح رابطه ای منفی داشته باشد. ردیف جدول (3-1) دو هدف کلی تبحری و عملکردی را نشان می دهد. همان گونه که پیش از این اشاره شد این دو نوع جهت گیری در اکثر مدل های جهت گیری هدف مورد بحث قرار گرفته است. عناوین دیگر مدل ها برای این جهت گیری ها در پرانتزهای خانه8 های جدول آمده است. همه مدل ها بر این موضوع اتفاق نظر دارند که اهداف تبحری و نام های مشابه مانند اهداف یادگیری، تکلیف و تکلیف مشغولی بر پیشرفت در شایستگی، دانش، مهارت و یادگیری تاکید دارند، معیار قضاوت در این نوع جهت گیری نیز خود گزیده است. در همه مدل های مطرح به جز مدل الیوت و مک گریگور (2001) تنها سمت و سوی گرایشی در اهداف تبحری مورد بحث و پژوهش قرار گرفته است و بعد گریز آن مورد نظر نبوده است و این موضوع مشخص نیست که ایا از لحاظ نظری اهداف تبحر گریزی نیز وجود دارد. پژوهش های تجربی اندکی در این زمینه انجام شده است (نگاه شود به الیوت و مک گریگور،2001).

جدول (2-1) دو نوع جهت گیری هدف و شکل های گرایش و گریز این اهداف (گرفته شده از پنتریچ و شانک،2002)
اهداف گرایش گریز
-جهت گیری تبحری
-جهت گیری عملکردی -تاکید بر تبحریابی در انجام تکلیف، یادگیری، فهمیدن، کاربرد ،معیارهای خود گزیده پیشرفت و یادگیری عمیق (عناوین دیگر مدل ها، اهداف یادگیری، هدف تکلیف، تکلیف مشغولی)
-تاکید بر برتر بودن، بهتر از دیگران بودن، برجسته بودن، بهتر انجام دادن تکلیف در مقایسه با دیگران، کاربرد معیارهای هنجاری مانند کسب بهترین و بالاترین نمره، داشتن بهترین عملکرد در کلاس (عناوین دیگر مدل ها: هدف عملکردی، هدف من مشغولی، جهت گیری خود افزایی من، هدف توانایی مرتبط) -تاکید بر گریز از نفهمیدن و گریز از عدم یادگیری، کاربرد معیارهای خود گزیده برای اجتناب از خطا و اجتناب از نادرست حل کردن تکلیف (عناوین دیگر مدل ها: تبحر گریزی)
-تاکید بر گریز از حقارت و نگریسته شدن بعنوان فردی کندآموز در مقایسه با دیگران، کاربرد معیارهای هنجاری مانند عدم کسب بدترین نمره در کلاس، اجتناب از نشان دهی پایین ترین عملکرد در کلاس (عناوین دیگر مدل ها: هدف عملکردی، هدف من مشغولی، جهت گیر خود کاستی من)
دومین ردیف جدول (2-1) جهت گیری عملکردی را نشان می دهد که همه مدل ها بر وجود آن اتفاق نظر دارند. اما دو سمت گیری گرایش و گریز که در ستون های جدول امده است، امکان تمایز و جدا سازی هدف از چرایی کوشش و تلاش در اهداف عملکردی را فراهم می سازد. این تمایز بصورت متداول در کارهای هاراکی ویکز، الیوت، میگلی، اسکالویک و همکاران آن ها نشان داده شده است. مطالعات تجربی نیز نشان می دهد که بین جهت گیری عملکرد گریزی و جهت گیری عملکرد گرایشی و پیامدهای شناختی،انگیزشی و رفتاری همراه آن ها رابطه های متفاوتی وجود دارد (هاراکی ویکز و همکاران،1998، میدلتون و میگلی،1997، اسکالویک،1997).
رویکرد دوم سعی بر تلفیق مفاهیم مختلف لیکن همپوش در جهت گیری های هدف دارد. مدل مارش (2000) نمونه ای از این تلاش ها است. عموما پژوهش های جهت گیری هدف با ابزارهای ارزیابی که شامل گویه های مشابه و یا متفاوت و با نام ها و برچشب های مختلف، لیکن با مفاهیم همپوش احاطه شده است (مورفی و الکساندر،2000، پنتریچ،2000). این مساله بویژه برای پژوهشگرانی که مروری اجمالی بر تحقیقات این قلمرو انگیزشی داشته اند واضح و گاه مشکل آفرین بوده است (لپر، 1988، مورفی و الکساندر،2000، اسنو و همکاران،1996). لذا این محققین نتیجه گیری می کنند که به نظر می رسد جهت گیری های هدف با نام های مختلف بواقع سازه های مشابهی را اندازه گیری می کنند. در این میان ابهامی که وجود دارد چگونگی ارتباط دهی این سازه های متفاوت است. لذا به نظر می رسد روش هایی مانند تحلیل خوشه ای اساس این تلفیق باشد. ضرورت پژوهش در مورد چگونگی رشد مدل های مبتنی بر این رویکرد بخوبی احساس می شود بدیهی است که به سبب تعدد جهت گیری های هدف، تشکیل طبقات این مدل ها با روش هایی مانند تحلیل خوشه‌ای بیشتر مورد توجه قرار خواهد گرفت. مدل هایی که در ان هر طبقه در برگیرنده مولفه های مختلف در جهت گیری هدف باشد. از سوی دیگر این مولفه ها باید بصورت تجربی و منطقی بوسیله پیش آیند های خود توضیح داده شوند. چنین سازه هایی باید بتواند رابطه و توضیح گویایی برای بسیاری از پیامدهای شناختی، عاطفی و رفتاری فراهم آورد. در این پژوهش سعی بر ارائه مدلی در جهت گیری هدف می شود که در راستای این خط فکری باشد.
همان گونه که پیش از این مطرح شد دیدگاه های سه بخشی مانند مدل الیوت و چرچ (1999) در واقع شکلی از دیدگاه های دو بخشی هستند که در ان ها جهت گیری عملکردی به دو مولفه جهت گیری عملکرد گریزی و عملکرد گرایشی تفکیک شده است. در این مدل ها جهت گیری هایی مانند اهداف یادگیری، تبحری و تکلیف به لحاظ ماهیتی با جهت گیری عملکردی و با من متفاوت دارند. لیکن جهت گیری هایی مانند عملکرد گرایشی و عملکرد گریزی در مدل الیوت و چرچ (1999) و میگلی و همکاران (1998) و سازه هایی مانند من خودافزایی و من خودکاستی در مدل اسکالویک (1997) به لحاظ ماهیتی با یکدیگر متفاوت نیستند. در واقع به لحاظ نظری این دو جهت گیری دو مولفه از یک سازه واحد محسوب می شود که هسته اصلی آن نگرانی از قضاوت دیگران نسبت به شخص است. گاه فرد بدنبال کسب قضاوت مثبت دیگران نسبت به خود است و گاه فرد بدنبال اجتناب از قضاوت منفی دیگران نسبت به خود است.
د: جهت گیری یادگیری
جهت گیری یادگیری در مطالعات مختلف بصورت مکرر مورد تاکید قرار گرفته است (دوک،1986، ریان و دی سی،2000، هیمن و دوک،1992، باتون، ماتیو و زاجک،1996، فار و همکاران،1993، مارش و همکاران، 2000ف وندی وال، 1997). «جهت گیری یادگیری تمایل به رشد خود بوسیله کسب دانش و مهارت جدید، تسلط بر موقعیت های جدید و پیشرفت در شایستگی های فردی تعریف می شود. محوریت جهت گیری یادگیری توجه به فرآیندهایی است که به مهارت و تبحر فرد در انجام تکلیف و افزایش دانش و توجه او منجر می شود».
این سازه مشابه اهداف تبحری در مدل ایمز (a1992)، جهت گیری تکلیف محور در مدل میگلی و همکاران (1998)، جهت گیری تکلیف در مدل نیکولز (1984)، اهداف یادگیری در مدل دوک (1999)، جهت گیری تبحری در مدل میس و همکاران (1988)، جهت گیری تکلیف در مدل اسکالویک (1997؟)، جهت گیری تبحری در مدل الیوت و چرچ (1997) و جهت گیری تبحر گرایشی در مدل الیوت و مک گریگور(2001) است.
ذ: جهت گیری عملکردی
سازه دوم جهت گیری عملکردی با دو مولفه عملکرد گرایشی و عملکرد گریزی است. پژوهشگران حوزه انگیزش پیشرفت این سازه ها را مهم ترین سازه های جهت گیری اهداف معرفی کرده اند (الیوت و هاراکی ویکز، 1996، میدلتون و میگلی،1997، اسکالویک،1997، وندی وال،1997، الیوت،1977، الیوت و چرچ،1997، الیوت و مک گریگور،2001).
1- جهت گیری عملکرد گرایشی
«جهت گیری عملکرد گرایشی به تایید عملکرد و کسب قضاوت مطلوب دیگران درباره عملکردهای شخصی تعریف می شود. محوریت این جهت گیری کسب قضاوت مثبت دیگران نسبت به شخص است. هسته اصلی این جهت گیری توجه به مقایسه های اجتماعی است که در آن فرد باید از دیگری بهتر باشد و دیگران را پشت سر گذارد». جهت گیری عملکرد گرایشی مشابه جهت گیری خود افزایی در مدل اسکالویک (1997) و من اجتماعی در مدل میس و همکاران (1988) است. این جهت گیری هدف در مدل های میگلی و همکاران (1998)، الیوت و چرچ (1997) و الیوت و مک گریگور(2001) با همین عنوان مطرح شده است.
2: جهت گیری عملکرد گریزی
«جهت گیری عملکرد گریزی تمایل به اجتناب و دوری از قضاوت منفی دیگران نسبت به شخص تعریف می شود. در این جهت گیری نیز هسته اصلی توجه به مقایسه های اجتماعی است، لیکن تاکید بر گریز از حقارت و نگریسته شدن بعنوان فردی کند آموز محوریت این جهت گیری هدف است». جهت گیری عملکرد گریزی مشابه با جهت گیری خودکاستی در مدل اسکالویک (1997) و کار گریزی در مدل میس و همکاران (1988) است. این جهت گیری هدف در مدل های میگلی و همکاران (1998)، الیوت و چرچ (1997) و الیوت و مک گریگور (2001) با همین عنوان مطرح شده است.
ر: بلاتکلیفی در جهت گیری هدف
سازه سوم در پیشینه مدل های جهت گیری هدف کمتر مورد توجه بوده است. این سازه که از ان با عنوان بلاتکلیفی در جهت گیری هدف نام برده می شود در سه مطالعه مقدماتی این پژوهش در دانش اموزان و دانشجویان بخوبی قابل تشخیص بوده است شواهد تجربی حاصل از این مطالعات وجود این سازه را مورد تایید قرار داده است. «بلاتکلیفی در جهت گیری هدف به شک و تردید نسبت به ارزش فعالیت و تکلیف در فراگیران تعریف می شود. محوریت این جهت گیری تردید نسبت به این موضوع است که آیا یادگیری تکلیف منجر به دستیابی به شایستگی درونی و یا بیرونی خواهد شد». توجه به ابعادی از این سازه در کارهای سلیگمن (1975)، ورمونت (1992، 1996، 1998)، پرینس و همکاران(1998) مشاهده می شود. این سازه با سازه بی انگیزشی در مدل ریان و دی سی (2000) نزدیکی دارد. ریان و دی سی (2000) بی انگیزشی را حالت فقدان خواست برای فعالیت تعریف می کنند. از نظر این پژوهشگران هنگام بی انگیزشی رفتار فرد فاقد دلایل شخصی است. بی انگیزشی ناشی از ارزش نداشتن فعالیت (ریان، 1995) و عدم احساس شایستگی در انجام آن است و بلاتکلیفی در جهت گیری هدف تردید نسبت به ارزش فعالیت و شک در کسب شایستگی با انجام آن فعالیت است.
2-1-2 کمال گرایی:
سازه کما ل گرایی در گذشته مورد توجه نظر یه پردازان بزر گی همچون فرو ید، آدلر و مازلو بوده است (نورد بی و هال،1974) و در دهه های اخیر نیز مورد اقبال پژوهشگران بسیاری قرارگرفته است و هرکدام به فراخور دیدگاه خود تعر یف متفاوتی از آن ارائه داد ه اند. با این حال اکثر پژوهشگران، برا ین امر که معیارهای بلند مرتبه برای عملکرد، مفهوم محوری کمال گرایی است، توافق دارند.
هورنای(1950) کمال گرایی را شیوه ای از زندگی می داند که افراد برا ی رهایی از اضطراب اساسی آن را به کار می بندند و کمال گرایی را گرا یش روان رنجورانه به بی عیب و نقص بودن، کوچک ترین اشتباه خود را گناهی نابخشودنی پنداشتن و مضطربانه انتظار پیامد های شوم داشتن، تعریف می کند. هانلند (1978) بر این باور است که کمال گرایی نشان دهنده گرایش و علاقه فرد به درک محیط پیرامون خود به گونه قانون همه یا هیچ است که به موجب آن، نتا یج به شکل موفقیت ها یا شکست ها حاصل می شوند. گرچه مفهوم کمال گرایی به طور گسترده ای توجه روان شناسان را به خود جلب کرده است، اما هنوز به عنوان پدیده ای تقر یباً ناشناخته و ناسازگار تعریف شده است. سازه کمال گرایی مثبت و منفی، می تواند به صورت های به هنجار و نابه هنجار باشد(هماچک،2006).
به عقیده تری شوت و همکاران(2005) کسانی که کمال گرایی مثبت(به هنجار) دارند، معیارهایی را برای خود در نظر می گیرند، اما به جای این که ر سیدن و یا نرسیدن به آن معیارها برایشان مهم باشد، نفس تلاش کردن برا ی رسیدن به هدف در نظرشان اهمیت دارد. در واقع ا ین افراد از کار و تلاش زیاد لذت می برند و وقتی در انجام دادن یا ندادن کاری آزادند ، سعی می کنند آن را به بهترین نحوی که می توانند انجام د هند .
کمال گرایی مثبت به هنجار(نه تنها موجب مشکلی نمی شود، بلکه باعث می شود که فرد استعدادهای خویش را شکوفا سازد و به احساس رضایت شخصی بالایی دست یابد.
در مقابل، افراد کمال گرای منفی(نابه هنجار) یا روا ن رنجور، بیشتر در فکر آنند که مبادا اشتباهی از آ ن ها سر بزند؛ آن ها هیچ وقت احساس پیروزی نمی کنند. کسا نی که کمال گرایی منفی دارند ، حتی اگر از دیگران بهتر کار می کنند، بازهم احساس رضا یت نمی کنند، آن ها خود را سرزنش می کنند، هدف بالاتری را در نظر می گیرند و مدام در این زنجیره بی انتها گیر می کنند، همیشه با خودشان درگیرند و در نتیجه دچار انواع افسردگی و روان رنجورخویی می شوند.
کمالگرایی نقش مهمی در سبب شناسی، حفظ و مسیر آسیب های روانی بازی میکند؛ و با مکانیزم هایی از جمله معیارهای افراطی که باعث ایجاد قوانین انعطاف ناپذیر برای عملکرد می شود و نیز رفتارهایی همچون اجتناب و ارزیابی مکرر عملکرد، سوگیریهای شناختی همچون افکار دومقوله ای(اگان، پیک، دایک و ریز، 2007 ؛ واتسون، الفیک، دهر، استیل و ویلکچ،2010) توجه انتخابی به شکست و افزایش معیارها درمورد دستاوردها برجسته می شود(گلور، برون، فیربرن و شافران، 2007)
اروزکان، کاراکاس، آتا و آیبرک ( 2011 ) بیان میکنند کمالگرا کسی است که مجموعهای از استاندارهای سخت، غیرواقعی و بالا ایجاد میکند و هنگام ارزیابی عملکرد خود درگیر تفکر همه یا هیچ میشود. بنابراین، موفقیت تنها زمانی رخ میدهد که یک معیار بالا به دست آید و عملکرد فقط در چارچوب آن معیار بی عیب و نقص است. افراد کمالگرا تجارب شکست را بیش از حد تعمیم میدهند. بنابراین دور از انتظار نیست که پژوهشها حاکی از آن باشند که کمالگرایی با افسردگی، اضطراب، عزت نفس پایین، خودکشی، بیماری کرونری قلب و الکلیسم ارتباط داشته باشد. چرا که وقتی فرد پذیرش خود را مشروط به کسب موفقیتها و معیارها میداند، احتمالاً روند پیگیری اهداف به طورمؤثر، دچار مشکل خواهد شد و به دنبال آن، شکست و ناکامی در تحقق اهداف رخ خواهد داد، که این خود باعث ناکامی فرد در دستیابی به سایر اهداف و ایجاد شناختهای معیوب در فرد خواهد شد. بنابراین در طی این فرایند کمالگرایی مستوجب مشکلات و مسائل بسیار در فرد میشود. براساس پژوهشهایی که تاکنون در زمینه کمالگرایی انجام شده است ازجمله پژوهش استوبر، کمپ و کاف ( 2008 ) کمالگرایی پیامدهایی همچون افسردگی، اختلالهای روده ای و احساس گناه را به دنبال دارد. بنابراین به نظر میرسد لازم است این پیامدها در افراد تعدیل شوند. برخی از پژوهشگران بیان میکنند انواعی از کمالگرایی بهنجار، سازگارانه و سالم اند و این نوع کمالگرایی را میتوان از انواع روان آزرده، ناسالم و ناسازگارانه آن متمایز کرد(وینتر،2006) از نظر لی، اسکپسالیوان و کمپداش ( 2012 )، بین کمالگرایی بهنجار و روان آزرده تمایز وجود دارد . کمالگرایی بهنجار به عنوان تلاش برای معیار های معقول و واقعی تعریف شده است؛ کمالگرایی روان آزرده تمایل به تلاش برای معیارهای بسیار بالا است که با ترس از شکست و تمرکز بر مأیوس کردن دیگران ، همراه است. رویکرد دیگر برای تعریف و اندازه گیری کمالگرایی به وسیله هویت و فلت (1991) نقل از اروزکان و همکاران،2011) پایه گذاری شد. آنها نشان دادند که کمالگرایی از سه بعد جداگانه تشکیل شده است. کمالگرایی خودمدار، دیگرمدار و اجتماع مدار.
اگر کمالگرایی را به صورت یک طیف درنظر بگیریم در یک انتهای آن کمالگرایی روان آزرده، در انتهای دیگر افراد غیرکمال گرا و در جایی در این بین، کمالگرایی بهنجار و سالم قرار دارد که با معیارهای بالا، سطح بالای سازمان یافتگی و تلاش برای برتری مشخص میشود. افراد کمالگرا مستعد تجربه احساس گناه هستند. این حالت تنها در کمالگرایی ناسازگار دیده میشود، درحالیکه کمالگرایی سازگار، با تجربه احساس غرور همراه است(لی و همکاران،2012). همچنین شواهد نشان می دهد که کمالگرایی خودمدار و دیگرمدار با سطوح بالای احساس گناه آن هم به دنبال شکست در وظایف، همراه است(اگان، وید و شافران، 2011).
کمالگرایی اجتماع مدار، افراد را از تجربه احساس رضایت و غرور به هنگام دستیابی به نتایج عالی باز می دارد (استوبر و یانگ، 2010).
فروست و همکاران(1990) از شش بعد کمالگرایی یاد می کنند که عبارتند از اهداف و معیارهای شخصی، اهمیت دادن بیش از اندازه به اشتباه، انتظارات والدین، انتقادات والدین، تردید در اعمال و سازماندهی . از این میان، معیارهای شخصی و سازماندهی، تبیین کننده کمالگرایی مثبت یا سازگارانه و دیگر ابعاد تبیین کننده کمالگرایی منفی یا ناسازگارانه است.
فلت و هویت(1991) هم بر این باورند که کمالگرایی از سه بعد جداگانه که شامل کمالگرایی خودمدار، کمال گرایی دیگر مدار و کمال گرایی جامعه مدار تشکیل می شود. کمال گرایی خودمدار، یک مؤلفه انگیزشی شامل کوشش های فرد برای دستیابی به خویشتن کامل است و در این بعد افراد انگیزه قوی برای کمال، معیارهای بالای غیرواقعی و تفکر همه یا هیچ دارند. کمال گرایی دیگرمدار، یک بعد میان فردی و دربردارنده گرایش به داشتن معیارهای کمالگرایانه برای اشخاصی است که برای فرد اهمیت زیادی دارند، مانند گرایش های کمالگرایانه والدین برای فرزندانشان، در نهایت کمالگرایی جامعه مدار برداشتی شامل معیارهای کمالگرایانه یا غیرواقع بینانه تحمیلی از سوی دیگران بر فرد است و دسترسی به این معیارهای تحمیل شده اگر محال نباشد، حداقل دشوار است.
الف: کمال گرایی به عنوان سازه ای چند بعدی:
در آغاز دهه 1990 تغییری در تعریف و مفهوم بندی کمال گرایی از سازه ای تک بعدی به سازه ای چند بعدی دیده می شود.
دو گروه از محققان(فراست و همکاران،1990، هویت و فلت، 1991، 1991) کمال گرایی را به عنوان سازه ای چند بعدی تعریف کرده و به طور مستقل از هم دو مقیاس چند بعدی برای اندازه گیری آن طراحی کرده اند(ام پی سی). این دو دیدگاه در زیر مورد بررسی قرار گرفته است.
دیدگاه فراست و همکاران:
بر اساس بحث های نظری مطرح شده در زمینه کمال گرایی(هولندر،1965؛ هاماچک،1978، برنز، 1980، پاچت، 1984)، فراست و همکاران(1990) سازه ای را مطرح کرده اند که شش بعد دارد و ابزاری به نام مقیاس چند بعدی کمال گرایی برای اندازه گیری آن طراحی کردند که در بر گیرنده شش بعد می باشد: دو بعد بین فردی و چهار بعد درون فردی می باشد، این ابعاد عبارتنداز، معیار های شخصی، نگرانی درباره اشتباهات، شک درباره اعمال، انتظارات والدین، انتقادگری والدین و سازمان.
ب: معیار های شخصی:
منعکس کننده حدودی است که افراد معیار های بالایی برای خودشان بر می گزینند و خودشان را بر اساس دست یافتن به این معیار ها ارزیابی می کنند.
نگرانی درباره اشتباهات:
به حدودی گفته می شود که فرد اشتباهات را به عنوان شاخصی از شکست تعبیر می کند، به طوری منفی به اشتباهات واکنش نشان داده و فرض می کنند که دیگران نیز اشتباهات آن ها را به شکلی منفی ارزیابی می کنند.
شک درباره اعمال:
منعکس کننده حدود اطمینان فرد درباره توانایی اش در زمینه تکمیل تکالیف می باشد.
انتظارات والدین:
به ادرارک فرد از معیار های بالایی که والدین برای او در نظر گرفته اند مربوط می شود.
انتقاد گری والدین:
به ادراک فرد از ارزیابی بسیار منتقدانه والدینش در زمان ارزیابی عملکرد وی اشاره دارد.
سازمان:
به تمایل فرد به مهم دانستن نظم، ترتیب و سازمان اطلاق می شود(فراست و دی بارتلو، 2002).
پ: دیدگاه هویت و فلت:
تقریباً همزمان با فراست و همکاران(1990)، هویت و فلت (1991) با تأکید بر جنبه های درون فردی و برون فردی به ارائه رویکری چند بعدی از کمال گرایی پرداختند. به اعتقاد آنان کمال گرایی از سه جنبه تشکیل شده است. کمال گرایی خودمدار، کمال گرایی دیگر مدار، و کمال گرایی جامعه مدار. این سه بعد بر حسب تمایلات کلی و رفتاری(نظیر انگیزه برای کامل بودن، داشتن انتظارات غیر منطقی، ارزیابی های انتقادی و تند و تیز و برابر دانستن خود با عملکرد) از هم متمایز می شوند.
ت: کمال گرایی خود مدار:

–29


چکیده:
استفاده از منابع توان پالسی در فرآیندهای مختلف پلاسما با توجه به ارتباط برقرار شده بین آنها رو به افزایش است. با توجه به تحقیقات به عمل آمده در این مورد، طراحی منابع توان پالسی با هدف کاهش تلفات و افزایش راندمان، می تواند تاثیرات مهمی درکاربردهای پلاسما داشته باشد. اساس فناوری سیستم توان پالسی بر پایه ذخیره انرژی زیاد در زمان نسبتا طولانی و آزاد کردن خیلی سریع آن می باشد که هدف از فرآیند آزاد سازی انرژی، افزایش توان لحظه ای آن است. از ویژگی های بارز منابع توان پالسی جهت افزایش راندمان و قابلیت اطمینان، پیچیدگی ها و ریزه کاری آن است. بهبود راندمان و قابلیت اطمینان در منابع توان پالسی با توجه به کاربرد آن در پلاسما، ارتباط اساسی با مشخصات سیستم های توان پالسی دارد. این پژوهش یک توپولوژی جدید مبتنی بر مبدل باک- بوست اصلاح شده (مثبت) در ورودی مدار منبع توان پالسی پلاسما پیشنهاد می دهد. بر اساس این توپولوژی در محدوده ای مشخص در منبع توان پالسی پلاسما، مجموعه ای از کلید- دیود- خازن به صورت متوالی اتصال دارند که جهت تولید ولتاژ و dv/dt بالا به کار می رود. مولفه های کلیدی توپولوژی پیشنهادی برای افزایش قابلیت اطمینان و راندمان عبارتنداز: ساختارتوپولوژی جدید مبتنی بر مبدل DC-DC ، استفاده از روش کنترلی مناسب(منبع ولتاژ) و تعیین مقدار انرژی ذخیره شده در المان های اصلی مدار (سلف و خازن). بنابراین توپولوژی ارائه شده به آسانی قابلیت تنظیم، ارتقا و توسعه با دامنه وسیعی درکاربردهای متنوع منابع توان پالسی را دارا می باشد. توپولوژی پیشنهادی مطرح شده با توجه به تاثیر مولفه های کلیدی آن، با دقت کامل از اجرای شبیه سازی در محیط نرم افزار MATLAB/SIMULINK به دست آمده است که با بررسی نتایج شبیه سازی، کارایی و قابل اجرا بودن این توپولوژی را جهت انجام اهداف مورد نظر که همان تولید پالس های قدرت بالا با ولتاژ زیاد و بهبود راندمان و قابلیت اطمینان منابع توان پالسی پلاسما است، تائید می کند .
واژه‌های کلیدی:
توپولوژی ،پلاسما ، قابلیت اطمینان و راندمان ،منبع توان پالسی، مبدل باک- بوست مثبت .
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول- آشنایی با ساختار منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما 1
1.1مقدمه
2.1 آشنایی با پلاسما
1.2.1 منحنی دشارژ گازی ولتاژ – جریان پلاسما
3.1 جنبه های کاربردی منابع توان پالسی در پلاسما
4.1 مبانی عملکرد منابع توان پالسی پلاسما
1.4.1مشخصات پالس های قدرت بالا در منابع توان پالسی
2.4.1ذخیره سازی انرژی الکتریکی
1.2.4.1 بانک خازنی
2.2.4.1 مولد مارکس
3.4.1 اصول کلید زنی در پلاسما
4.4.1 شبکه های شکل دهی پالس (PEN)
5.4.1 خط انتقال بلوملین (BLUMLEIN)
5.1 اهداف مورد بررسی در این پژوهش
6.1 نتیجه گیری
فصل دوم- بررسی توپولوژی های موجود برای منابع توان پالسی مورد استفاده درپلاسما
1.2 مقدمه
2.2 توپولوژی های موجود برای منابع توان پالسی پلاسما
1.2.2 توپولوژی مبتنی بر مولد مارکس
2.2.2 توپولوژی مبتنی بر مبدل های dc - dc
1.2.2.2 مبدل باک (Buck)
2.2.2.2 مبدل بوست (Boost)
فهرست مطالب
عنوان 3.2.2.2 مبدل باک - بوست (Boost -Buck)
4.2.2.2 مبدل کاک (Cuk)
5.2.2.2 مبدل های تشدیدی با کلیدزنی نرم
3.2.2 توپولوژی مبتنی بر تقویت کننده های ولتاژ
4.2.2 توپولوژی مولدهای پالس مبتنی بر اینورترها
3.2 روش های کنترلی مورد استفاده در منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
1.3.2روش کنترلی منبع ولتاژ
2.3.2روش کنترلی منبع جریان
4.3.2 روش کنترلی پسماند
4.2 نتیجه گیری
فصل سوم - طراحی توپولوژی پیشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
1.3 مقدمه
2.3 طراحی توپولوژی پیشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت
1.2.3 آرایش مداری توپولوژی پیشنهادی
2.2.3 حالت های کلید زنی توپولوژی پیشنهادی
3.2.3 تحلیل مداری توپولوژی پیشنهادی
4.2.3 محاسبه مقدارdv/dt تولید شده ناشی از کلیدزنی گذرای توپولوژی پیشنهادی
3.3 محاسبه انرژی ذخیره شده منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی
3.1.3 محاسبه مقادیر المان های منابع توان پالسی پلاسما
2.3.3 محاسبه انرژی ذخیره شده منابع توان پالسی پلاسما
3.3.3 محاسبه انرژی ذخیره شده در حالت استفاده از خازن اضافی در منابع توان پالسی پلاسما
فهرست مطالب
عنوان 4.3 طراحی استراتژی کنترلی منبع توان پالسی پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی
1.4.3 تحلیل روش کنترلی منبع ولتاژ برای توپولوژی پیشنهادی در حالت یک طبقه
2.4.3 طراحی و تحلیل روش کنترلی منبع ولتاژ برای توپولوژی پیشنهادی در حالت دو طبقه
5.3 نتیجه گیری
فصل چهارم- شبیه سازی توپولوژی پیشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
1.4 مقدمه
2.4 روند شبیه سازی توپولوژی پیشنهادی برای منبع توان پالسی پلاسما
1.2.4 تعیین مقادیر المان و مولفه های اصلی منابع توان پالسی پلاسما
2.2.4 روش مدل سازی بار در توپولوژی پیشنهادی
3.2.4 شبیه سازی توپولوژی پیشنهادی در حالت یک طبقه
4.2.4 شبیه سازی توپولوژی پیشنهادی در حالت دو طبقه
3.4 تخمین انرژی ذخیره شده در منبع توان پالسی پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی
4.4 شبیه سازی dv/dt تولید شده ناشی از کلیدزنی گذرای توپولوژی پیشنهادی
5.4 نتیجه گیری
فصل پنجم - بحث و نتیجه گیری
- نتیجه گیری
- مراجع
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
فصل اول- آشنایی با ساختار منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
شکل(1-1) نمایی از الکترودهای بکار رفته در پلاسما
شکل(1-2) منحنی دشارژ گازی ولتاژ-جریان حالت dc پلاسما
شکل (1-3) نمای کلی از ساختار منابع توان پالسی
شکل (1-4) منحنی مشخصات یک پالس تولید شده در منابع توان پالسی
شکل(1-5) نمونه ای از کمپرسور پالس مغناطیسی
شکل (1-6) نمونه ای از بانک خازنی بکار رفته در منابع توان پالسی
شکل(1-7) نمونه ای از مولد مارکس مورد استفاده در منابع توان پالسی
شکل (1-8) مدارهای اصلی مورد استفاده در منابع توان پالسی با المان های ذخیره ساز انرژی
شکل(1-9) نمونه ای از بانک خازنی با کلیدهای چندکاناله
شکل (1-10) آرایش مختلفی از شبکه نردبانی مورد استفاده در شبکه های شکل دهی پالس
شکل (1-11) آرایش خط انتقال بلوملین
فصل دوم- بررسی توپولوژی های موجود برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
شکل (2-1) الف) نمونه ای از توپولوژی مبتنی بر مولد مارکس، ب) حالت شارژ مولد ، ج) حالت دشارژ شکل(2-2)مبدل باک (Buck) شکل(2-3)شکل موج های ولتاژ – جریان و مدارمعادل مبدل باک : (الف) کلید وصل (ب) کلید قطع
شکل(2-4)مبدل بوست (Boost)
شکل(2-5)شکل موج های ولتاژ – جریان و مدارمعادل مبدل بوست : (الف) کلید وصل (ب) کلید قطع
شکل(2-6)مبدل باک - بوست (Boost -Buck)
شکل(2-7) شکل موج های ولتاژ - جریان و مدارمعادل مبدل باک - بوست : (الف) کلید وصل (ب) کلید قطع
شکل(2-8) مبدل باک – بوست مثبت ( Positive Buck-Boost )
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل (2-9) مبدل کاک (Cuk)
شکل (2-10)مدار معادل مبدل کاک در حالت های کلید زنی : الف) حالت وصل کلید ب) حالت قطع کلید
شکل (2-11) شکل موج های جریان و ولتاژ مبدل کاک در حالت های کلید زنی
شکل (2-12) مبدل تشدید با کلیدزنی نرم
شکل (2-13)تقویت کننده ولتاژ N طبقه کوک کرافت – والتون
شکل (2-14) توپولوژی های کنترلی مورد استفاده در یک منبع توان پالسی پلاسما
شکل (2-15)روش کنترلی منبع ولتاژ در منابع توان پالسی پلاسما
شکل(2-16)روش کنترلی منبع جریان مورد استفاده در منابع توان پالسی پلاسما
شکل(2-17)روش کنترلی حلقه جریان پسماند برای کنترل جریان سلفی در منابع توان پالسی پلاسما
شکل (2-18) روش کنترلی پسماند برای منابع توان پالسی پلاسما
فصل سوم - طراحی توپولوژی پیشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
شکل(3-1) شمای کلی توپولوژی پیشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت منبع توان پالسی
شکل (3-2) منبع توان پالسی پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی با یک مجموعه کلید- دیود- خازن
شکل (3-3) منبع توان پالسی پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی با دو مجموعه کلید- دیود- خازن
شکل (3-4) مدل سازی توپولوژی پیشنهادی جهت تحلیل حالات کلیدزنی در منبع توان پالسی
شکل(3-5) حالت کلیدزنی شارژ شدن سلف در توپولوژی پیشنهادی
شکل(3-6) حالت کلیدزنی عبور جریان سلفی در توپولوژی پیشنهادی
شکل(3-7) حالت کلیدزنی شارژ همزمان خازن ها در توپولوژی پیشنهادی
شکل(3-8) حالت تامین بار در توپولوژی پیشنهادی
شکل(3-9) حالت کلید زنی شارژ جداگانه خازن ها در توپولوژی پیشنهادی
شکل (3-10) فلوچارت کنترلی پیشنهادی
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
فصل چهارم- شبیه سازی توپولوژی پیشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت برای منابع
توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
شکل (4-1) شبیه سازی منبع توان پالسی پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی – یک طبقه
شکل(4-2) شبیه سازی روش کنترلی منبع ولتاژ در توپولوژی پیشنهادی
شکل(4-3) مولفه ولتاژ توپولوژی پیشنهادی در حالت یک طبقه: (الف) کلید Ss (ب) کلید S1
شکل(4-4) مولفه جریان کلید بارSL توپولوژی پیشنهادی در حالت یک طبقه
شکل (4-5) شبیه سازی منبع توان پالسی پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی – دو طبقه
شکل(4-6) مولفه ولتاژ توپولوژی پیشنهادی - دو طبقه درحالت کلید زنی همزمان: (الف) خازنC1 یا کلید S1 (ب) خازنC2 یا کلید S2 (ج) کلید SL
شکل(4-7) مولفه های اصلی توپولوژی پیشنهادی - دو طبقه درحالت کلید زنی جداگانه: (الف) ولتاژ خروجی (ب) جریان سلفی (ج) جریان خروجی(بار) IL (د) ولتاژ ورودی
شکل (4-8) شبیه سازی پیشنهادی جهت تخمین میزان انرژی ذخیره شده
شکل(4-9) تخمین انرژی ذخیره شده در توپولوژی پیشنهادی: (الف)انرژی ذخیره شده در سلف (ب) انرژی ذخیره شده درخازن (ج) انرژی ذخیره شده در بار
شکل(4-10) جریان خازنی در حالت کلیدزنی گذرای توپولوژی پیشنهادی
فهرست جدول ها
عنوان صفحه ه
فصل اول- آشنایی با ساختار منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
جدول(1-1) شرح نواحی منحنی دشارژ گازی ولتاژ - جریان حالت dc پلاسما
جدول (1-2) خلاصه ای از مشخصات منابع توان پالسی برای کاربردهای مختلف
جدول(1-3) دامنه پالس های تولید شده در منابع توان پالسی
جدول (1-4)مشخصات دو مدل از مولد مارکس نواری
جدول (1-5)مشخصات مولد مارکس قطعه ای مدلA 43733
جدول(1-6) کلیدهای نیمه هادی گازی در منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
فصل دوم- بررسی توپولوژی های موجود برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
جدول(2-1) شاخص های کلیدی مبدل های dc - dc
جدول(2-2) شاخص های کلیدی مبدل های تشدید با کلید زنی نرم
فصل سوم - طراحی توپولوژی پیشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
جدول( 3-1) شاخص های کلیدی توپولوژی های مورد استفاه در منایع توان پالسی پلاسما
فصل چهارم- شبیه سازی توپولوژی پیشنهادی مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
جدول (4-1) مقادیرمولفه و المان های اصلی منبع توان پالسی پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی
جدول(4-2) مقادیر dv/dt تولید شده در حالت کلیدزنی گذرای توپولوژی پیشنهادی
جدول(4-3) خلاصه ای از مقایسه بین دو آرایش مختلف توپولوژی پیشنهادی منبع توان پالسی پلاسما
2
2
3
5
5
6
8
10
11
14
15
17
18
18
19
20
20
20
22
22
23
25
صفحه
26
28
30
32
34
35
35
36
37
39
40
41
42
42
44
48
51
51
52
53
54
صفحه
55
55
56
58
59
60
61
61
62
62
63
65
67
69
70
72
73
76
3
4
6
8
8
9
9
10
11
16
17
22
23
24
25
26
27
28
28
29
29
30
31
34
35
36
37
38
38
42
43
43
44
45
46
47
47
48
57
63
64
64
65
65
66
67
68
69
70
4
6
7
13
13
15
32
32
41
62
70
71
لیست علایم و اختصارات
AC ) Alternating Current جریان متناوب (
BJT ) Bipolar Junction Transistorترانزیستور پیوند دو قطبی (
CCM ) Continuous-Conduction-Modeحالت هدایت پیوسته (
CDVM ( Capacitor-Diode Voltage Multiplier)تقویت کننده ولتاژ دیود و خازن
CSR ) Converter Series Resonanمبدل تشدید سری (
DC ) Direct Currentجریان مستقیم (
EMI ) Electromagnetic Interferenceتداخلات الکترومغناطیسی (
EMC ) Electromagnetic Compatibilityسازگاری الکترومغناطیسی (
HV ) High Voltageولتاژ بالا (
IGBT ) Insulated Gate Bipolar Transistorترانزیستور دوقطبی گیت عایق شده (
MBL )Multistage Blumlein Linesخطوط بلوملین چند طبقه ای (
MFC ) Magnetic Flux Compressorکمپرسور شار مغناطیسی (
MG ) Marx Generatorمولد مارکس (
MOSEFET ) Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistorترانزیستورنیمه هادی اکسید فلزی با اثر میدان(
MPC )Magnetic Pulse Compressorکمپرسور پالس مغناطیسی (
MVM ) Multilevel Voltage تقویت کننده ولتاژ چند سطحی (
PEF ( Pulsed Electric Fieldمیدان الکتریکی پالسی (
PFC ) Power Factor Correctorsتنظیم کننده های ضریب قدرت (
PFN ) Pulse Forming Networkشبکه شکل دهی پالس (
SMPS (Switched-Mode Power Supply)روش کلید زنی منابع توان پالسی
ZCS )Zero Current Switchingکلید زنی جریان صفر (
ZVS ) Zero Voltage Switchingکلید زنی ولتاژ صفر (
فصل اول

آشنایی با ساختار منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما

1.1مقدمه
اساس فناوری سیستم توان پالسی بر پایه ذخیره انرژی زیاد در زمان نسبتا طولانی و آزاد کردن خیلی سریع آن می باشد که هدف از فرآیند آزاد سازی انرژی، افزایش توان لحظه ای آن است. از مشخصه های کلیدی منابع توان پالسی می توان به سطح ولتاژ و مدت زمان افزایش آن که بر مبنای مشخصات بار مورد نیاز تعیین می شود، اشاره کرد]1[. روش های سازگاری منابع توان پالسی با بارهای متفاوت توسط تکنولوژی موجود، یکی از بحث های کلیدی فناوری سیستم توان پالسی مورد استفاده در پلاسما می باشد. استفاده از دانش پیشرفته و رویکردهای اخیر در الکترونیک قدرت و نیمه هادی ها به حساب سطح نیازمندی صنعتی و علمی آن است که باعث پیشرفت سریع منابع توان پالسی در دهه اخیر شده است.از ویژگی های بارز منابع توان پالسی جهت افزایش راندمان و قابلیت اطمینان آن، پیچیدگی ها و ریزه کاری آن است]2[. کنترل بهینه روند تولید توان در منابع تولید توان پالسی یک روش مهم و حیاتی برای افزایش راندمان می باشد. از سوی دیگر استفاده از منابع توان پالسی با ولتاژ بالا نیازمند کلیدهای قدرت بالا می باشد که ولتاژ شکست و زمان کلید زنی آن محدودی است.
2.1 آشنایی با پلاسما
واژه "پلاسما" برای اولین بار در سال 1927 توسط ایروین لانگمویر برای یک توده خنثی از ذرات باردار به کار رفت]3[. پلاسما را می توان با ایجاد یک اختلاف پتانسیل بین دو الکترود در یک محیط گازی بوجود آورد. میدان الکتریکی ایجاد شده بین دو الکترودهای آند و کاتد، باعث یونیزاسیون ذرات گاز خنثی و ایجاد مسیر هدایت می شود. در شکل(1-1) نمونه ای از الکترودها را نشان داده شده است. ساده ترین حالت، خطوط میدان الکتریکی بین آند و کاتد که در آن میدان الکتریکی تقریبا یکنواخت است، به اندازه و شکل الکترودها(دو الکترود مسطح با یک شکاف کوچک در میان شان است) بستگی دارد]4[.

شکل(1-1) نمایی از الکترودهای بکار رفته در پلاسما
1.2.1 منحنی دشارژ گازی ولتاژ – جریان پلاسما
شکل (1-2) منحنی دشارژ گازی ولتاژ – جریان الکترودها را در حالت dc نشان می دهد]5[. این منحنی دارای چند ناحیه می باشد که نام نواحی در جدول (1-1) به صورت خلاصه بیان شده است. ناحیه دشارژ تاریک پلاسما، که در آن دشارژ شروع می شود. هر چند که برای ایجاد حالت شکست، این دشارژ به صورت کافی ذرات را تحریک نمی کند. به این دشارژ تاریک می گویند زیرا که در این حالت دشارژ هیچ گونه انتقال انرژی به الکترون ها صورت نمی گیرد تا منجر به انتشار نور مرئی شود. در دشارژ تاریک با یونیزاسیون، یون ها والکترون ها به تنهایی اشعه های کیهانی و اشکال دیگری از آن (مانند اشعه یونیزه کننده طبیعی) که با افزایش ولتاژ همراه است، تولید می کند. در حالت اشباع با یونیزاسیون، تمام ذرات باردار حذف و الکترون ها به علت یونیزاسیون انرژی کافی ندارند. در حالت تاونزند با شروع یونیزاسیون، میدان الکتریکی ایجاد و جریان و ولتاژ به صورت نمایی افزایش می یابد]6[. بین حالت تاونزند و شکست در پلاسما، ممکن است تخلیه کرونا صورت گیرد که در نتیجه میدان الکتریکی بر روی لبه های تیز الکترود متمرکز می شود. تخلیه کرونا می تواند به صورت مرئی یا تیره باشد که به میزان جریان عبوری از آن بستگی دارد. ناحیه دشارژ تابشی با حالت شکست شروع می شود و با تشکیل قوس الکتریکی به پایان می رسد. به طور عمده فرآیندهایی که منجر به شکل گیری حالت شکست و دشارژ تابشی می شود را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد: (الف) فرآیندهای گازی پلاسما، که در آن یونیزاسیون از برخورد الکترون و یون صورت می گیرد. (ب) فرآیندهای کاتدی پلاسما، که در آن الکترون ها از کاتد آزاد می شوند. به این فرآیند، به علت ایجاد الکترون در آن، فرآیند ثانویه نیز می گویند]7[. با مطالعه مقالات منتشر شده در این مورد می توان دریافت که جنس کاتد تاثیر زیادی درایجاد حالت شکست دارد. توسط فرآیند ثانویه می توان انواع انرژی تابشی را بصورت فتوالکتریک که در آن انرژی نوری باعث آزاد شدن الکترون ها می شود انتشار داد. در این مورد می توان به حالت گرما یونی در پلاسما نیز اشاره کرد، که در آن انرژی حرارتی باعث ایجاد الکترون و منجر به تولید میدان الکتریکی می شود. جرقه های ناشی از دشارژ در این حالت بسیار شدید است و دارای درخشندگی و چگالی جریان زیادی می باشد. قوس های ناشی از دشارژ را می توان معادل چگالی جریان زیاد در حد کیلو آمپر در سانتیمتر مربع در نظر گرفت. هرچند که شدت طبیعی قوس می تواند عامل فرسایش سریع تر الکترودها شود]9،8[.

شکل(1-2)منحنی دشارژ گازی ولتاژ-جریان حالت dc پلاسما
جدول(1-1) شرح نواحی منحنی دشارژ گازی ولتاژ-جریان حالت dc پلاسما
شماره 1 2 3 4 5 6 7 8 9
نواحی دشارژ تاریک دشارژ تابشی حالت جرقه ای حالت یونیزاسیون حالت اشباع حالت کرونا حالت تاونزند حالت شکست حالت تابشی
شماره 10 11 12 13
نواحی حالت تابشی غیر عادی حالت انتقالی از تابشی به جرقه حالت حرارتی حالت حرارتی با جرقه
3.1 جنبه های کاربردی منابع توان پالسی در پلاسما
اولین کاربرد منابع توان پالسی در دهه 1960 در نیرو گاه های هسته ای و تسلیحات هسته ای برای تولید پالس های با ولتاژ مگاولت و توان های تراوات (1 تراوات، 1000 گیگاوات است) و عرض پالس های چند ده نانو ثانیه تا چند صد نانو ثانیه برای تحریک شتاب دهنده های الکترونی پلاسما بوده است]10[. محدودیت عناصر ذخیره کننده انرژی و نبود تکنولوژی کلیدزنی پالس قدرت، مانع از گسترش آن در حوزه های عمومی تر شده بود. اما هم اکنون با توسعه این منابع و بهبود تکنولوژی ساخت خازن ها، اندوکتانس ها و کلیدها، بسیاری از مشکلات در تولید پالس های قدرت، با انرژی بالا و قیمت مناسب برطرف شده است. اخیرا یکی از اهداف اصلی و کلیدی جهت افزایش راندمان و قابلیت اطمینان سیستم های توان پالسی ،استفاده مکرر از مولدهای توان پالسی باحداکثر توان در صنایع از جمله : صنعت مواد غذایی، معالجات پزشکی، آب و فاضلاب (تصفیه آب و...)، تولیدگازهای ازن ،بازیافت بتن ، سیستم احتراق ماشین بخار و کاشت یون در پلاسما می باشد]11[. رایج ترین موارد استفاده از منابع توان پالسی می توان به : مولد مارکس ، کمپرسورهای پالسی الکترومغناطیسی ، عایق کاری ، خطوط انتقال و شکل دهی پالس اشاره کرد. هر چندکه مولدهای توان پالسی نیز با حداکثر توان به صورت وسیعی در مصارف نظامی و گداخت هسته ای مورد بهره برداری قرار می گیرد. هم چنین میدان های الکتریکی پالسی کاربردهای مستقیم و غیر مستقیم بسیاری در صنعت دارند و اخیرا کاربرد این میدان ها در استریلیزه کردن مواد غذایی مورد توجه بسیاری قرار گرفته است]12[. خلاصه ای از مشخصات منابع توان پالسی مورد نیاز برای کاربردهای متفاوت در جدول(1-2) شرح داده است.
4.1مبانی عملکرد منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
اصول فناوری توان پالسی، از ذخیره سازی انرژی بیش از یک مدت زمان طولانی (معمولا ثانیه یا دقیقه) و سپس فرآیند تخلیه انرژی الکتریکی را در طول کوتاه تر از زمان ذخیره انرژی (معمولا میکروثانیه یا نانوثانیه)انجام پذیرد.
جدول (1-2) خلاصه ای از مشخصات منابع توان پالسی برای کاربردهای مختلف
ردیف کاربردها انرژی الکتریکی طول پالس حداکثرتوان پالس توان متوسط
1 فیزیک پلاسما با چگالی انرژی بالا 20 مگا ژول 10 نانو ثانیه کمتر از ده ترا وات 5 گیگا وات
2 رادیو گرافی با پرتو الکترونی قوی 200 کیلو ژول 70 نانو ثانیه بیشتر از یک ترا وات 10 گیگا وات
3 مایکروویو توان بالا (باندباریک) 10 کیلو ژول 100 نانو ثانیه 100 گیگا وات 100 کیلو وات
4 مایکروویو توان بالا (باندخیلی پهن) 10 ژول 1 نانو ثانیه 10 گیگا وات 10 کیلو وات
5 تبدیل مواد با پرتو الکترونی 10 کیلو ژول 100 نانو ثانیه 30 گیگا وات اندک
6 بیو الکتریک 1 میلی ژول 100 نانو ثانیه 10 کیلو وات تا 100 مگا وات چند میلی وات تا چند وات

ساده ترین شکل سیستم های توان پالسی با توجه به شکل(1-3) شامل: یک منبع انرژی الکتریکی، ذخیره ساز میانی انرژی و بار است که مرحله تشکیل پالس بین آنها قرار دارد. سیستم توان پالسی در مرحله تشکیل پالس دارای یک کلید قدرت بالا است که می تواند انرژی ذخیره شده را به بار یا یک سیستم پیچیده تر (شامل شبکه ای از کلید های قدرت بالا) انتقال دهد.
بار
شکل دهنده پالس
ذخیره ساز میانی
منبع انرژی
کلیدکلید

شکل (1-3)نمای کلی از ساختار منابع توان پالسی
با بررسی مطالعاتی درباره تکنولوژی های به کار رفته در منابع توان پالسی پلاسما، می توان با توجه به عملکرد و کارایی، آنها را در 5 بخش اصلی خلاصه کرد که به شرح ذیل می باشد:
1.4.1مشخصات پالس های قدرت بالا در منابع توان پالسی
همان طور که می دانید هر سیستم توان پالسی متشکل از یک منبع، شبکه ذخیره کننده انرژی، تجهیزات شکل دهنده پالس، کلید و بار الکتریکی است. منبع انرژی را در برخی از کاربردها می توان باتری در نظر گرفت که به شبکه ذخیره کننده انرژی متصل و سپس در ارتباط با تجهیزات شکل دهنده پالس قرار می گیرد و پس از کلید زنی به صورت پالس ولتاژ بالا بر روی بار تخلیه می گردد]13[. با توجه به سطوح مختلف توان الکتریکی مورد نیاز، فناوری تولید توان پالسی به دو شاخه پالس های کم قدرت و قدرت بالا تقسیم می شود. پالس های قدرت بالا مرتبط با پالس هایی است که توانی در حد چند مگاوات یا بیشتر دارند که محدوده کمیت های فیزیکی این گونه پالس ها در جدول (1-3) به اختصار بیان شده است. تولید و کنترل پالس های قدرت بالا، نوعی فناوری پیشرفته و پیچیده به شمار می رود و به ابزارها و تکنیک های خاصی جهت انجام آزمایش ها نیازمند است. در سیستم های توان پالسی انرژی به صورت الکتریکی ذخیره و به بار درطی یک پالس و یا پالس های کوتاه با نرخ تکرار کنترل شده ای تخلیه می گردد. مقدار قدرت میدان الکتریکی، شکل پالس، مدت پالس و تعداد پالس ها و... بیشترین تاثیر را بر راندمان و قابلیت اطمینان منابع توان پالسی دارد.
جدول(1- 3) دامنه پالس های تولید شده در منابع توان پالسی
ردیف کمیت فیزیکی محدوده کمیت فیزیکی
1 انرژی (ژول) 101 -107
2 توان (وات) 106 -1014
3 ولتاژ(ولت) 103 -107
4 جریان (آمپر) 103 -107
5 چگالی جریان (آمپر برمترمربع) 106 -1011
6 عرض پالس(ثانیه) 5-10 -10-10
با بالا و پایین رفتن شکل موج ولتاژ، طول مدت پالس بین چند نانوثانیه و یا چند میکرو ثانیه اندازه گرفته می شود. به عنوان نمونه در شکل (1-4) منحنی یک پالس قدرت بالا را نشان داده شده است. زمان صعودی پالس، مدت زمان لازم برای رسیدن ولتاژ از10% به 90% ( مقدار ماکزیمم) تعریف می شود و می توان زمان نزولی را به روشی مشابه تعریف کرد.که هر دو زمان (صعودی و نزولی) یک پالس قدرت بالا به امپدانس بار بستگی دارد]14[.
در چند دهه اخیر فناوری تولید پالس های ولتاژ بالا توسط کمپرسورهای پالس مغناطیسی با توجه به کاربردهای گوناگون آن در حوزه منابع توان پالسی بسیار حائز اهمیت است . شکل (1-5) یک نمونه رایج از این نوع کمپرسورها را نشان می دهد.

شکل (1-4) منحنی مشخصات یک پالس تولید شده در منابع توان پالسی
توپولوژی های مختلفی می توان برای منابع توان پالسی با توجه به ادوات الکترونیک قدرت، مولدهای پالسی و کمپرسورهای پالس مغناطیسی در نظر گرفت . که از جمله می توان به طراحی یک منبع توان پالسی مبتنی بر کمپرسور جریان مغناطیسی خطی و شبکه شکل دهی پالس بلوملین برای ادوات الکتریکی نظامی (از جمله : شوک دهنده ها) اشاره کرد]15[.

شکل(1-5) نمونه ای از کمپرسور پالس مغناطیسی
2.4.1ذخیره سازی انرژی الکتریکی
انرژی مورد نیاز منابع توان پالسی عموما از منابع انرژی کم توان جمع آوری و به مرور ذخیره می شود. متناسب با کاربردها و احتیاجات، ذخیره انرژی به شکل خازنی ، سلفی یا ترکیبی از این دو است. ذخیره سازی انرژی خازنی، معمولا توسط تعدادی از خازن های ولتاژ بالا که اتصال آنها به صورت موازی یا سری است ، تشکیل می شود. حالت اول را بانک خازنی که در شکل (1-6) و حالت بعدی را مولد مارکس می نامند.که در شکل (1-7) نمونه ای از مولد مارکس را نشان داده است]16[.

شکل (1-6) نمونه ای از بانک خازنی بکار رفته در منابع توان پالسی
در هر دو حالت، خازن ها به صورت موازی شارژ می شوند و معمولا به عنوان منبع جریان استفاده می شوند. مولدهای مارکس، ولتاژ و جریان بالا را فراهم می سازند بنابراین در منابع توان بالای پالسی پلاسما به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

شکل(1-7) نمونه ای از مولد مارکس مورد استفاده در منابع توان پالسی
برای ذخیره سازی اندوکتیو انرژی از القاگرهای مغناطیسی استفاده می شود. بر خلاف حالت ذخیره سازی خازنی که انرژی مستقیما با بستن کلید به بار منتقل می شود در این حالت نخست انرژی از ذخیره ساز القایی (که در این حالت می تواند یک سیم پیچ باشد) عبور کرده و سپس به بار منتقل می شود. برای تحویل انرژی ذخیره شده سلفی به بار، با باز کردن یک کلید قدرت بالا که جریان مدار نیز از آن عبور می کند و با بار اتصال موازی دارد ، نیاز است. برای تحویل انرژی ذخیره شده خازنی به بار، با بستن یک کلید قدرت بالا که جریان مدار نیز از آن عبور می کند و اتصال سری با بار دارد ، نیاز است . شکل (1-8) مدارهای اصلی این دو حالت را نشان می دهد. برای بهبود پالس تولید شده می توان از این دو حالت به صورت ترکیبی در شرایط گوناگون با توجه به مشخصات بار مورد نیاز استفاده کرد.

شکل (1-8) مدارهای اصلی مورد استفاده در منابع توان پالسی با المان های ذخیره ساز انرژی
1.2.4.1 بانک خازنی
در بانک های خازنی برای تولید پالس های سریع، مطلوب است که میزان اندوکتانس مدار در وضعیت حداقل قرار گیرد. چندین راه برای کاهش اندوکتانس سیستم توان پالسی وجود دارد: برای مثال، می توان به استفاده از خازن های با ظرفیت کم، انتخاب ابعاد مناسب برای خطوط انتقال و سیم های رابط، استفاده از کلیدهای موازی چند کاناله و... اشاره کرد. مزیت استفاده از کلید چند کاناله این است که جریان عبوری از هر کلید به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و در نتیجه طول عمر کلید افزایش خواهد یافت لیکن هزینه ها افزایش می یابد. در این حالت، عملکرد هم زمان کلیدهای قدرت بالا سیستم توان پالسی پلاسما که به صورت موازی با هم اتصال دارند، ضروری است و در غیر این صورت ، سیستم به خوبی کار نخواهد کرد.برای حل این مشکل می توان از مدارکنترلی خارجی استفاده کرد به گونه ای که هریک از کلیدها از خارج سیستم فعال شوند که در شکل (1-9) نشان داده است.
به منظور دست یابی به ولتاژهای خروجی بالاتردر سیستم های توان پالسی پلاسما، بانک های خازنی اغلب به صورت دوقطبی شارژ می شوند که در آن نصف خازن ها به طور مثبت و نصف دیگر به صورت منفی شارژ و سپس به صورت متوالی دشارژ می شوند. در نتیجه ولتاژی بدست می آید که دو برابر ولتاژ ورودی سیستم است. در حالت شارژ دو قطبی، می توان از آرایش تک کلیدی یا چند کلیدی استفاده نمود. اما استفاده از آرایش چند کلیدی در شرایطی که عملکرد مکرر سیستم توان پالسی به صورت پیوسته مورد نیاز است، مفیدتر است.زیرا که در عملکرد مکرر سیستم اگر تمام جریان از یک کلید عبور کند ، خرابی الکترودهای آن مشکل آفرین خواهد بود]17[.

شکل(1-9) نمونه ای از بانک خازنی با کلیدهای چندکاناله
2.2.4.1 مولد مارکس
در حوزه پالس های قدرت بالا، تقاضا برای مولدهای مارکس زیاد است. این نوع ژنراتورها باید قادر به تامین ولتاژهای بالا و جریان های زیاد باشند. هم چنین شاخصه های کلیدی اجزای آن دارای قابلیت اطمینان و طول عمر بالا و در عین حال به صورت فشرده می باشد به گونه ای که بتوان مجموعه ای از مولدهای مارکس را بدون استفاده از فضای زیاد مورد استفاده قرار داد. در مولد مارکس مانند بانک های خازنی از خازن ها برای ذخیره سازی انرژی استفاده می گردد، اما در این حالت تمام خازن ها هنگام دشارژ به طور لحظه ای اتصال سری پیدا می کنند. بنابراین از مولد مارکس نه فقط به عنوان یک ذخیره ساز انرژی ، بلکه به صورت یک تقویت کننده ولتاژ نیز مورد استفاده قرار می گیرد]18[. اگر مولد مارکس متشکل از N طبقه باشد در این حالت ولتاژ خروجی N برابر ولتاژ ورودی می گردد. حال اگر تعداد زیادی طبقات برای افزایش ولتاژ استفاده شود، قابلیت اطمینان سیستم توان پالسی کاهش می یابد. هم چنین برای افزایش جریان ، از خازن های بزرگ نیز استفاده می شود، با توجه به فشردگی سیستم و طول عمر کلیدها با مشکلاتی در این زمینه روبرو خواهیم شد. تکنیک شارژ دوقطبی یک روش عملی است که امکان استفاده از طبقات زیاد را در شرایط کم حجم بودن سیستم فراهم می سازد. یک راه حلی که می توان برای افزایش قابلیت اطمینان مولد مارکس توان پالسی با توجه به تعداد زیاد طبقات آن ارائه داد، عبارت است از انتخاب α و β با توجه به رابطه (1-1)، به گونه ای که هر دو مقدار افزایش یابند و هم چنین استفاده از پالس کنترلی قدرتمند برای راه اندازی مدارات کنترلی هر یک از کلیدهای سیستم توان پالسی نیز موثر است.
(1-1)
*که در رابطه فوق ، Vsb : ولتاژشکست ، Vch : ولتاژشارژ، Vtr : ولتاژپالس کنترلی است.
انواع متفاوتی از مولدهای مارکس برای کاربردهای خاصی طراحی می شوند. یکی از آنها، مولدمارکس نواری است که برای ایجاد پالس های ولتاژ پایین طراحی می شود. در این نوع مولدهای مارکس، از خطوط انتقال نواری شکل به جای خازن های ذخیره ساز انرژی استفاده می گردد. یعنی خطوط انتقال نواری به صورت موازی شارژ و به صورت متوالی دشارژ می شوند. بنابراین هر خط انتقال برای تولید پالس های ولتاژی پله ای شکل می باشد و از این رو اتصال سری آنها به عنوان یک مولد پالس سریع عمل می کند. قابلیت تولید پالس سریع ، یکی از مزیت های اصلی این نوع مولدها به شمار می رود. اشکال عمده مولدهای مارکس نواری، ابعاد نسبتا بزرگ آنها است و به دلیل ساختار هندسی خاص، امکان فشرده سازی برای این نوع مولدها امکان پذیر نیست. در جدول (1-4) مشخصات دو مدل از مولد مارکس نواری به اختصار بیان شده است]19[.
نوع دیگری از مولد مارکس که قادر به تولید پالس سریع است، مولد مارکس قطعه ای نامیده می شود. که از تعدادی قطعات یکسان تشکیل گردیده است که به راحتی به یکدیگر متصل یا از هم جدا می شوند.
جدول (1-4)مشخصات دو مدل از مولد مارکس نواری
ردیف مشخصات مدلI مدلII
1 تعداد طبقات 50 100
2 ولتاژ پیک پالس(کیلوولت) 400 1000
3 جریان پیک پالس (کیلو آمپر) 4 4
4 پهنای پالس (نانو ثانیه) 40 40
5 امپدانس منبع(اهم) 125 250
این ویژگی امکان تنظیم تعداد طبقات مورد نیاز را برای کاربر فراهم می سازد. هر طبقه متشکل از تعدادی خازن سرامیکی است که به صورت موازی با یکدیگر اتصال پیدا می کنند تا اندوکتانس سیستم توان پالسی کاهش یابد. با توجه به ظرفیت کم خازن های سرامیکی، معمولا چنین مولدهایی به عنوان منابع جریان زیاد در سیستم توان پالسی عمل می کنند، اما امکان تنظیم ولتاژ خروجی را نیز فراهم می سازند. جدول (1-5) مشخصات مولد مارکس قطعه ای مدلA 43733 نشان داده است. ویژگی های اصلی مولد مارکس قطعه ای عبارت است از:
الف ) خازن ها در مرحله ذخیره سازی همگی به صورت موازی اتصال دارند به گونه ای که اندوکتانس در به حداقل می رسد.
ب) یک کلید خلا قدرت بالا با زمان کلیدزنی سریع برای کنترل پهنای پالس مورد استفاده قرار می گیرد ]20[.
جدول (1-5)مشخصات مولد مارکس قطعه ای مدلA 43733
ردیف مشخصات مدل A 43733
1 تعداد طبقات مستقل 12
2 ولتاژ شارژ(کیلوولت) 25
3 ولتاژ خروجی(کیلوولت) 300
4 جریان خروجی (کیلو آمپر) 5
5 پهنای پالس (نانو ثانیه) 30
6 راندمان ولتاژ (درصد) %50


3.4.1 اصول کلید زنی در پلاسما
در کاربردهای توان پالسی قدرت بالا به کلیدهایی نیاز است که توانایی تحمل توان تا حد تراوات و زمان شکست الکتریکی آن در گستره نانو ثانیه واقع شود. کلیدهای معمولی از قبیل نمونه هایی که در کاربردهای عادی ولتاژ بالا مورد استفاده قرار می گیرند جهت برآورده کردن این نیازها مناسب نیستند. بنابراین توسعه انواع جدید کلیدها بر مبنای تکنولوژی انتقال انرژی در پلاسما اجتناب ناپذیر است. کلیدهای قدرت بالا به دو گروه کلیدهای باز و بسته تقسیم می شوند.
همان طور که در مقدمه ذکر شد، در سیستم های توان پالسی پلاسما مهم ترین المان در قسمت شکل گیری پالس، کلید قدرت بالا هستند. هم چنین برای انتقال مقادیر زیادی از انرژی ذخیره شده با دامنه بالا و طول پالس کوتاه به سر بار نیز استفاده می شود، بنابراین با توجه به مشخصات بار، این کلیدها باید دارای ویژگی کار با ولتاژ وجریان زیاد (با سطح ولتاژی بین 10 کیلوولت تا چند مگاولت) و دامنه زمان صعودی کوتاه( درحد نانو ثانیه تا چند میکرو ثانیه) را داشته باشند. برای چندین دهه است که کلیدهای پلاسمایی را با مشخصه انتقال انرژی خوب و قابلیت تحمل بالای ولتاژ آن می شناسند. از کلیدهای پلاسمایی نوع بسته را می توان به اسپارک گپ های گازی، ایگنترون ها،تایترون ها و... اشاره کرد که برای بررسی جزئیات بیشتر می توان به منابع مراجعه کرد]21,22[
استفاده از کلیدهای حالت جامد پلاسمایی به صورت کمپکت با تجهیزات جانبی(مدارات کنترلی و ...) با توجه به کارایی مطلوب آن در بازه زمانی طولانی ، دامنه کاری وسیع آن و عمر مفید بالای کلیدها با توجه به نرخ خرابی کم در این کلیدها که منجر به افزایش قابلیت اطمینان و راندمان سیستم های توان پالسی می شود، روبه افزایش است. با این حال قابلیت های فعلی این کلیدها از جمله : ولتاژ شکست و حداکثر جریان عبوری، هنوز هم قادر به تحمل پارامترهای کلیدی سیستم های توان پالسی بزرگ و پیچیده مورد استفاده در پلاسما نمی باشند. جدول (1-6) به طور خلاصه به برخی از پارامتر های اصلی کلیدهای گازی نوع بسته پلاسمایی مانند اسپارک گپ ها و ... هم چنین برای کلیدهای حالت جامد مانند تریستور، IGBT و ماسفت اشاره می شود.
ردیف
نوع کلید حداکثر جریان (کیلو آمپر) ولتاژ شکست
(کیلو ولت) افت ولتاژ مجاز
(ولت)
1 اسپارک گپ 1000-10 100 20
2 ایگنترون 10-1 30 150
3 تایترون 100-5 35 200
4 تریستور 50-1 5-1 2
5 IGBT 1 1 3
6 ماسفت 0.1 1 1
جدول(1-6) کلیدهای نیمه هادی با حالت گازی در منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
در سیستم های توان پالسی بستن کلیدهای پلاسمایی که در حالت عادی باز هستند، برای تحریک مدار به کار می رود. شکل کلی این نوع کلیدها به صورت دو الکترود با یک عایق در میان آن می باشد. به طور کلی تحریک کلیدها با افزایش بار حامل عایق های میانی آن به نوع کلید و ساختار گوناگون آن بستگی دارد. با توجه عملکرد بار حامل در این کلیدها، حالت شکست یا عمل بسته شدن کلید انجام می پذیرد.
4.4.1 شبکه های شکل دهی پالس
در سیستم توان پالسی پلاسما دو هادی الکتریکی که بین آنها ولتاژ اعمال شود و بتواند جریان الکتریکی را انتقال دهد، به عنوان خط انتقال در نظر گرفته می شود. در بسیاری موارد هیچ تمایز مشخصی بین خط انتقال و یک مدار الکتریکی عادی وجود ندارد. که در این حالت دو عامل طول هادی ها و طول موج ولتاژ اعمالی تعیین کننده است. اگر طول موج ولتاژ اعمال شده در مقایسه با طول هادی ها بسیار بلند باشد می توان دو هادی را به عنوان یک مدار الکتریکی در نظر گرفت در غیر این صورت باید آنها را در قالب خط انتقال مورد تحلیل قرار داد. خطوط استاندارد انتقال در سیستم های توان پالسی، که به صورت تجاری تولید می شوند و معمولا از نوع هم محور هستند، دارای امپدانس 50 اهم هستند. البته دست یابی به دیگر امپدانس ها با ایجاد خطوط شکل دهی پالس نواری امکان پذیر است. اگر این خطوط در ولتاژ های بالایی قرارگیرند این روش، هزینه بر و مشکل است. مشکل دیگر مربوط به سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی در خطوط انتقال است. می دانیم که سرعت انتشار متناسب با نفوذپذیری نسبی یا ثابت دی الکتریک ماده ای است که برای عایق کاری بین دو رسانای سازنده خط به کار برده می شود. ماده ای که به طور متداول مورد استفاده قرار می گیرد، نوعی پلاستیک پلیمر مانند پلی پروپیلن است که ثابت دی الکتریک آن تقریبا کوچک است. از این رو سرعت انتشار موج بر روی این خط در حدود 108*2 متر در ثانیه و معادل 20 سانتیمتر در هر نانو ثانیه است. بنابراین برای ایجاد یک پالس به طول یک میکرو ثانیه با استفاده از یک خط شکل دهنده پالس، به خط انتقالی معادل 100 متر نیاز خواهد بود. برای تولید پالس های طولانی استفاده از این روش امکان پذیر نیست مگر آن که از خط های نواری که با موادی با ثابت دی الکتریک بالا عایق بندی شده اند، استفاده گردد.
یکی از روش های تحلیل و بررسی شبکه های شکل دهی پالس، شبیه سازی خط با استفاده از شبکه نردبانی متشکل از سلف و خازن ها است که در شکل (1-10) نشان داده است. انرژی آزاد شده از این خط که ناشی از پالس های مربعی است معمولا در خازن های شبکه نردبانی ذخیره می شوند.این شبکه به عنوان یک شبکه تغذیه کننده ولتاژ نیز شناخته می شود. با توجه به امکان ذخیره سازی مغناطیسی انرژی در القاگر های شبکه، در این حالت به آن شبکه تغذیه کننده جریان نیز می گویند. اطلاعات بیشتر در مورد مشخصات امپدانسی، معادلات تبدیل و ویژگی های انتشار و... در یک شبکه نردبانی LC را می توان درمرجع ]23[ مشاهده کرد.

شکل (1-10)آرایش مختلفی از شبکه نردبانی مورد استفاده در شبکه های شکل دهی پالس
5.4.1 خط انتقال بلوملین
یک ایراد مهم شبکه های شکل دهی پالس در سیستم توان پالسی پلاسما آن است که در شرایط تطبیق امپدانس ، دامنه پالس روی بار الکتریکی برابر با نصف دامنه ولتاژ شارژ کننده است. این مشکل را می توان با استفاده از خط شکل دهنده پالس بلوملین برطرف کرد. یک خط انتقال بلوملین از دو خط انتقال ساده که به یکدیگر متصل شده اند، تشکیل می گردد. این دو خط به صورت موازی باردار و به صورت سری تخلیه می شوند. در صورت صحت اتصالات در ورودی و بار ، دامنه ولتاژ خروجی در آنها تا دو برابر سطح ولتاژ خروجی یک خط انتقال خواهد رسید. خط بلوملین را می توان به صورت استوانه ای یا به شکل صحفه ای موازی ساخت. در بیشتر کاربردهای پالس های قدرت بالا، فضای بین استوانه ها با نوعی دی الکتریک مایع ، نظیر روغن یا آب پر می شود. یک کلید در بین استوانه های میانی و داخلی برای کنترل ولتاژ خط وجود داردکه در شکل(1-11) نشان داده شده است. شعاع استوانه ها را به گونه ای انتخاب می شوند که امپدانس مشخصه در تمام طول خط یکنواخت باشد و ولتاژ مورد نیاز تامین گردد. معمولا بار الکتریکی بین استوانه های داخلی و خارجی متصل می شود و تغذیه ولتاژ ورودی از طریق استوانه میانی صورت می گیرد. به طور ایده آل خط بلوملین را به گونه ای طراحی می کنیم که دارای ولتاژ و جریان خروجی زیاد ،با راندمان انتقال انرژی وتوان نزدیک به یک باشدکه در نتیجه باعث افزایش قابلیت اطمینان و کاهش ابعاد آن می شود.

شکل (1-11) آرایش خط انتقال بلوملین
5.1 اهداف مورد بررسی در این پژوهش
بهبود قابلیت اطمینان و راندمان در منابع توان پالسی با توجه به کاربرد آن در پلاسما ارتباط اساسی با مشخصات سیستم های توان پالسی دارد. اخیرا با توجه به استفاده متعدد از منابع توان پالسی در حوزه های صنعتی و هسته ای ، تحقیقات و بررسی زیادی در مورد استفاده بهینه فناوری توان پالسی صورت گرفته است. با توجه به مطالعات صورت گرفته در این زمینه ، این پایان نامه، یک توپولوژی جدید مبتنی بر مبدل باک – بوست مثبت را پیشنهاد می کند که می توان با مدل کردن یک منبع جریان در منابع توان پالسی، امکان کنترل شدت جریان را در حالت تغذیه بارداشته باشیم. بخش اصلی در این آرایش استفاده از کلید های نیمه هادی با ولتاژ کاری مناسب برای تولید ولتاژ های بالا می باشد. در خروجی این توپولوژی تعداد مشخصی از کلید – دیود – خازن به منظور تبادل انرژی منبع جریان با توجه به نوع ولتاژ و تولید توان پالسی کافی با مقدار ولتاژی مناسب طراحی شده است. با شبیه سازی در محیط نرم افزاری MATLAB/SIMULINK، کارایی و قابلیت اجرا بودن این توپولوژی به اثبات رسیده است که بهبود راندمان و قابلیت اطمینان منبع توان پالسی از مزایای کاربردی و مهم آن است
6.1 نتیجه گیری
در این فصل ابتدا به بررسی فناوری سیستم های توان پالسی و حوزه های کابردی آن پرداخته شد و سپس جهت آشنایی با محیط پلاسما منحنی ولتاژ- جریان مورد تحلیل قرار گرفت و در انتها تکنولوژی های به کار رفته در منابع توان پالسی پلاسما با توجه به آرایش ساختاری شان ارائه شد. با توجه به اهمیت بهبود راندمان و قابلیت اطمینان منابع توان پالسی ، در فصل بعدی توپولوژی های موجود برای منابع توان پالسی پلاسما مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد و توپولوژی پیشنهادی با توجه به تاثیر آن در افزایش قابلیت اطمینان و راندمان انتخاب می شود.

فصل دوم

بررسی توپولوژی های موجود برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما

1.2 مقدمه
استفاده از منابع توان پالسی در فرآیندهای مختلف پلاسما با توجه به ارتباط برقرار شده بین آنها رو به افزایش است. با توجه به تحقیقات به عمل آمده در این مورد، طراحی منابع توان پالسی با هدف کاهش تلفات و افزایش راندمان می تواند تاثیرات کلیدی درکاربردهای پلاسما (از جمله تصفیه سازی مایعات و...) بگذارد. برای درک بهتر از ماهیت منابع توان پالسی و اثرات متقابل آن برحوزه های توسعه یافته پلاسما، با طراحی یک منبع توان پالسی که متشکل از المان های الکترونیک قدرت می باشد می توان روند استفاده از منابع توان پالسی در پلاسما را ارتقا داد.
2.2 توپولوژی های موجود برای منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما
تکنولوژی کلیدهای قدرت بالا با توجه به نوع کاربرد آن در منابع توان پالسی پلاسما و نسبت به تغییر و تحولات صورت گرفته در عرصه فناوری قطعات نیمه هادی الکترونیک قدرت، متفاوت و گوناگون هستند. تریستور IGBT,،ماسفت و ... نمونه ای از کلیدهای قدرتی هستند که به عنوان کلیدهای نیمه هادی حالت جامد شناخته می شوند. در منابع توان پالسی پلاسما برای داشتن dv/dt بالا، نیاز به کلید زنی سریع (کلیدزنی آن حالت گذرای کوچکی داشته باشد) است و این مشخصه ، نقش کلیدی در شکل گیری توپولوژی منابع توان پالسی پلاسما دارد. درکلیدهای قدرت بالا مورد استفاده در سیستم های توان پالسی، بازه زمانی کلید زنی با حالت گذرا و روند جابجایی و انتقال سیگنال عبوری آن از نانو ثانیه تا میکرو ثانیه است. کلیدزنی گذرا مستقیما برروی کارایی و قابلیت اطمینان سیستم های توان پالسی تاثیر می گذارد و از هدایت الکتریکی ادوات نیمه رسانا سیستم جلوگیری می کند. اکثر منابع توان پالسی مورد استفاده در پلاسما مشخصات مقاومتی – خازنی دارند. بنابراین در توپولوژی پیشنهادی یک منبع جریان برای تامین بارها ضروری است. در این فصل به بررسی توپولوژی های موجود و روش های کنترلی آن می پردازیم :
1.2.2 توپولوژی مبتنی بر مولد مارکس
معمولا ازکلیدهای گازی اسپارک گپ مغناطیسی در کلید زنی منابع توان پالسی پلاسما مورد استفاده قرار می گرفت اما اخیرا با توجه به استفاده گسترده از تکنولوژی حالت جامد در مولدهای مارکس توان پالسی، عملکرد سیستم را از لحاظ راندمان و قابلیت اطمینان بهبود بخشیده است. شکل (2-1) نمونه ای از مولد مارکس را در در حالت شارژ و دشارژ نشان داده است. برای آشنایی با کارایی این توپولوژی در پلاسما به چند مورد از کاربردهای آن با شرح توضیحات اشاره می شود. از مولد مارکس در این توپولوژی می توان به عنوان منبع تحریک در پلاسما استفاده کرد. مدار ارائه شده در این حالت از دو مولد مارکس حالت جامد با اتصال موازی با استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی به عنوان کلید بسته استفاده می شود. در این توپولوژی زمان بازدهی ترانزیستورهای دوقطبی در حالت شکست بهمنی به صورت سریع افزایش می یابد. در این طراحی با توجه به پلارتیه مثبت و منفی پالس ها به راحتی می توان تغییراتی از جمله : افزایش مقدار بازدهی یا کاهش مقدار ولتاژ خروجی را داشته باشیم. در مطالعه دیگری، توپولوژی مبتنی بر مولد مارکس، شامل یک مدولاتور مارکس متشکل از IGBT های مجزا و مدار تشدید پالس مغناطیسی است که برای فشرده سازی پالس خروجی مارکس و کاهش تاثیر نسبتا تدریجی فعالیت IGBT در مدولاتور مارکس است. استفاده از این توپولوژی درسطح ولتاژی مختلف برای منابع توان پالسی پلاسما دارای شاخصه های کلیدی است که به طور خلاصه می توان به آن اشاره کرد: در ولتاژ 1.3 کیلوولت، استفاده از یک تقویت کننده ولتاژ بالا به همراه مولد مارکس متشکل ازکلیدهای ماسفت الزامی است. در ولتاژ 2000 ولت، نیاز به مولد مارکس 20 طبقه است که در هر طبقه آن شامل مجموعه ای از IGBT و دیود و خازن است.
فناوری مولدهای مارکس را می توان با جایگزین کردن کلیدهای حالت جامد مانند IGBT ها و مجموعه های دیود و خازن متصل به آن ، به جای کلید های گازی اسپارک گپ در سیستم های توان پالسی پلاسما ارتقا بخشید که در نتیجه سیستم های توان پالسی ارائه شده دارای ویژگی هایی از قبیل سادگی و فشردگی ابعاد، قابلیت اطمینان بالا و عمر مفید طولانی می باشد. با توجه به مزایای زیاد استفاده از توپولوژی مبتنی بر مولد مارکس ، می توان بسیاری از کاربردهای ولتاژ بالای پلاسما را به این توپولوژی اختصاص داده شود]24[.

شکل (2-1) الف) نمونه ای از توپولوژی مبتنی بر مولد مارکس ،ب) حالت شارژ مولد ، ج) حالت دشارژ
2.2.2 توپولوژی مبتنی بر مبدل های Dc - Dc
در میان تمام توپولوژی های مورد استفاده در سیستم های توان پالسی پلاسما توسط ادوات الکترونیک قدرت، توپولوژی مبتنی بر مبدل هایdc-dc از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تغییرات سطح ولتاژی مناسب یکی از نیازهای اساسی در بسیاری از کاربردهای منابع توان پالسی پلاسما می باشد. برای بسیاری از دستگاه ها و مدارات کنترلی سیستم توان پالسی پلاسما یک ترانسفورماتور که عهده دار تبدیل ولتاژ سیستم می باشد، مورد نیاز است. استفاده از ترانسفورماتورها به همراه مبدل های dc-dc را می توان به عنوان یک روش عملی و موثر برای افزایش قابلیت اطمینان و راندمان سیستم های توان پالسی پلاسما ارائه کرد. حالت های کلید زنی منابع توان پالسی به عنوان یک روش کاربردی برای بارهای غیر خطی پلاسما شناخته شده است. از مبدل های dc-dc نیز می توان به عنوان رگولاتور در حالت کلیدزنی منابع توان پالسی استفاده کرد تا یک ولتاژ dc که معمولا به صورت تنظیم نشده است را به یک ولتاژ خروجیdc تنظیم شده تبدیل کند. عمل رگولاتوری درحالت کلیدزنی، توسط فناوری مدولاسیون پهنای پالس(PWM) در یک فرکانس ثابت انجام می شود و المان های کلیدزنی معمولا یک ترانزیستور دو قطبی یا ماسفت است. حالت کلیدزنی گذرا، اثرات زیان باری بر کیفیت توان و راندمان منابع توان پالسی دارد. برای سنجش کیفیت توان منابع توان پالسی که به یک شبکه توزیع شده پلاسما متصل است باید هارمونیک تزریقی جریان و توان راکتیو سیستم را درنظر گرفت. برای افزایش کیفیت توان و کاهش اثرات هارمونیک های جریان سیستم توان پالسی، می توان از تنظیم کننده های ضریب قدرت در انواع مختلف (اکتیو و راکتیو) استفاده نمود.
توپولوژی مبتنی بر مبدل هایdc-dc در منابع توان پالسی پلاسما، شامل مبدل های: باک، بوست، باک- بوست و کاک است که می تواند به صورت تک کاناله یا چند کاناله مورد استفاده قرار گیرد]25[. مشخصات این مبدل ها به صورت خلاصه به شرح ذیل می باشد:
1.2.2.2 مبدل باک
در یک مبدل باک، ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی است. شکل(2-2) مدار معادل آن را نشان می دهد. عمل مداری مبدل باک در دو مرحله کلیدزنی طراحی و بررسی می شود.

شکل(2-2)مبدل باک
مرحله اول: هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور SW در t=0 وصل می شود. جریان ورودی که در حال افزایش است از داخل سلف (L) و خازن(C) و مقاومت بار (R) به جریان می افتد.
مرحله دوم: هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور SW در t=t1 قطع می شود. دیود هرزگرد(D) به دلیل انرژی ذخیره شده در سلف همچنان هدایت می کند و جریان سلفی از سلف، خازن، بار و دیود هرزگرد(D) می گذرد. با کاهش جریان سلفی، ترانزیستور SW مجددا در سیکل بعدی وصل می شود.
مبدل باک ساده بوده زیرا فقط به یک ترانزیستور احتیاج دارد و راندمان بالایی دارد. مقدار di/dt جریان بار توسط سلف (L) محدود می شود. اما جریان ورودی متغیر بوده و معمولا به یک فیلتر ورودی بالانس کننده احتیاج است. این فیلتر یک پلارتیه برای ولتاژ خروجی و جریان خروجی یکسو شده فراهم می کند. در وضعیتی که احتمال اتصال کوتاه شدن مسیر دیود وجود داشته باشد مدار حفاظت نیز لازم است. مدار معادل وضعیت مبدل باک در دو مرحله کلیدزنی مذکور و شکل موج های جریان – ولتاژ آن در شکل (2-3) نشان داده شده است

شکل(2-3)شکل موج های ولتاژ – جریان و مدارمعادل مبدل باک : (الف) کلید وصل (ب) کلید قطع
2.2.2.2 مبدل بوست
در یک مبدل بوست، ولتاژ خروجی از ولتاژ ورودی بیشتر است. شکل(2-4) مدار معادل آن را نشان می دهد.عمل مداری این مبدل در دو مرحله قابل بیان است.

شکل(2-4)مبدل بوست
مرحله اول: هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور SW در t=0 وصل می شود. جریان ورودی شروع به زیاد شدن کرده و از سلف (L) و ترانزیستور SW می گذرد.
مرحله دوم: هنگامی آغاز می شودکه ترانزیستور SW درt=t1 قطع می شود. جریانی که تاکنون از ترانزیستور SW عبور می کرد، حال از سلف (L)، خازن (C)، دیود هرزگرد(D) و بار می گذرد. با کاهش جریان سلفی در سیکل بعدی ترانزیستور SW مجددا وصل می شود و انرژی ذخیره شده در سلف (L)، به بار منتقل می شود. مدار معادل وضعیت مبدل افزاینده در دو مرحله کلیدزنی مذکور و شکل موج های جریان – ولتاژ آن در شکل (2-5) نشان داده شده است.
مبدل بوست می تواند ولتاژ خروجی را بدون کمک ترانسفورماتور افزایش دهد و چون در آن فقط یک ترانزیستور وجود دارد، راندمان بالایی دارد. جریان ورودی ، پیوسته است اما پیک جریان گذرنده از ترانزیستور قدرت، مقدار بزرگی دارد. ولتاژ خروجی نیز حساسیت زیادی نسبت به تغییرات سیکل کاری مبدل دارد و از این رو ممکن است پایدار ساختن مبدل، دشوار باشد. هم چنین ترانزیستور با بار موازی شده است ، حفاظت کردن از آن در هنگام اتصال کوتاه مشکلاتی دارد.
در حالت کلیدزنی منابع توان پالسی پلاسما، می توان از یک مبدل بوست بین پل یکسوساز و خازن های ورودی مدار استفاده کرد. این مبدل سعی می کند تا ولتاژ خروجیdc سیستم ثابت باشد، تا زمانی که فرکانس با ولتاژ خط متناسب است، جریان عبوری نیز پیوسته است.

شکل(2-5)شکل موج های ولتاژ – جریان و مدارمعادل مبدل بوست : (الف) کلید وصل (ب) کلید قطع
در حالت دیگر، ارایه ولتاژ خروجی مطلوب با توجه به ولتاژ dc سیستم می باشد که این روش نیاز به افزودن کلیدهای نیمه هادی با روش های کنترلی مطلوب است که المان های آن در ابعاد کوچکتر و کمپکت ارائه می شود.
3.2.2.2 مبدل باک - بوست
مبدل باک – بوست، ولتاژ خروجی تولید می کند که می تواند کوچکتر یا بزرگتر از ولتاژ ورودی باشد. پلارتیه ولتاژ خروجی، مخالف پلارتیه ولتاژ ورودی می باشد. هم چنین این مبدل، به مبدل وارون ساز یا تغذیه معکوسنیز معروف است]26[.که شکل (2-6) مدار معادل آن را نشان می دهد. عمل مداری این مبدل در دو مرحله قابل بیان است:

شکل(2-6)مبدل باک - بوست
مرحله اول : هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور SW وصل بوده و دیود هرزگرد(D) بایاس معکوس است. جریان ورودی که در حال افزایش است از سلف (L) و ترانزیستور SW می گذرد.
مرحله دوم : هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور SW قطع است. جریانی که از ترانزیستورSWعبور می کرد، اکنون از سلف (L)، خازن (C)، دیود هرزگرد(D) و بار می گذرد. اکنون انرژی ذخیره شده در سلف (L)، به بار منتقل می شود و جریان سلف کاهش می یابد تا این که ترانزیستور SWدر سیکل بعد مجددا وصل شود. مدار معادل وضعیت مبدل باک - بوست در دو مرحله کلیدزنی مذکور و شکل موج های جریان - ولتاژ آن در شکل (2-7) نشان داده شده است.
مبدل باک – بوست این امکان را می دهد که بدون در اختیار داشتن ترانسفورماتور، پلارتیه ولتاژخروجی معکوس شود، راندمان بالایی دارد و حفاظت خروجی در مقابل اتصال کوتاه نیز به سادگی امکان پذیر است اما جریان ورودی متغیر بوده و مقدار جریان عبوری از ترانزیستور مدار نیز مقدار بزرگی است. بر خلاف مبدل های باک و بوست ، این مبدل هنگامی که بدون ایزولاسیون مورد استفاده قرار گیرد در خروجی مبدل ولتاژی با پلارتیه منفی قرار می گیرد.
البته می توان یک توپولوژی جدید بر اساس مبدل باک – بوست با پلارتیه ولتاژی مثبت در خروجی را مطرح کرد. در شکل (2-8) مدار معادل مبدل باک – بوست مثبت نشان داده است. یک مبدل باک - بوست مثبت می تواند به صورت تک خروجی یا چند خروجی باشد که آرایش آن شامل مبدل های باک و بوست با اتصال طبقاتی است.

شکل(2-7)شکل موج های ولتاژ - جریان و مدارمعادل مبدل باک - بوست : (الف) کلید وصل (ب) کلید کلیدقطع

شکل(2-8) مبدل باک – بوست مثبت
4.2.2.2 مبدل کاک
آرایشی که شامل ترکیب مبدل باک– بوست با اتصال سری، که ولتاژ خروجی بزرگتر یا کوچکتر از ولتاژ ورودی است و پلارتیه ولتاژ خروجی مخالف ولتاژ ورودی است، به نام مبدل کاک شناخته می شود. که به نام مخترع خود از انیستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا نام گذاری شده است]27[. شکل (2-9) مدار معادل آن را نشان داده است. عمل مداری این مبدل در دو مرحله قابل بیان است:

شکل (2-9)مبدل کاک (Cuk)
مرحله اول: هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور SW در t=0 وصل می شود. جریان عبوری از سلف (L1) افزایش می یابد در همان موقع ولتاژ خازن (C1)، دیود هرزگرد(D) را در حالت بایاس معکوس قرار داده و آن را قطع می کند. بنابراین انرژی خازن(C1) به مداری که توسط خازن (C2)، سلف (L2) و بار تشکیل شده تحویل داده می شود.
مرحله دوم : هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور SW در t=t1 قطع می شود. خازن (C1) از منبع ورودی شارژ شده و انرژی ذخیره شده در سلف (L2)، به بار منتقل می شود. دیود هرزگرد(D) در حالت بایاس مستقیم قرار می گیرد و همزمان با ترانزیستور SW در آن کلید زنی صورت می گیرد. شکل (2-10)مدار معادل حالت کلید زنی مبدل کاک را نشان داده است.

شکل (2-10)مدار معادل مبدل کاک در حالت های کلید زنی : الف) حالت وصل کلید ب) حالت قطع کلید
مبدل کاک بر اساس خاصیت انتقال انرژی خازنی ساخته شده، درنتیجه جریان ورودی پیوسته می باشد. تلفات کلیدزنی کم و راندمان زیادی دارد. درحالتی که کلید وصل است جریان هر دو سلف از آن عبور می کند که پیک جریان کلید را افزایش می دهد. شکل (2-11)، شکل موج های جریان – ولتاژ مبدل کاک را نشان داده است.

شکل (2-11) شکل موج های جریان و ولتاژ مبدل کاک در حالت های کلید زنی
5.2.2.2 مبدل های تشدیدی با کلیدزنی نرم
یک دسته جدید از مبدل های dc-dc درحوزه الکترونیک قدرت با نام مبدل های تشدیدی با کلیدزنی نرم شناخته شده اند. کلیدزنی نرم بدین معنی است که در یک یا چند کلید به کار رفته در مبدلdc-dc، تلفات کلیدزنی در حالت قطع و وصل شدن کلید حذف شده است. نوع دیگری از کلیدزنی که مطرح می شود، کلیدزنی سخت است که در آن هم حالت قطع و وصل کلیدهای قدرت در سطوح ولتاژ و جریان بالا انجام می شود. بسیاری از تکنیک های کلیدزنی نرم برای اصلاح رفتار کلیدزنی مبدل های تشدیدی dc-dc وجود دارد. دو تکنیک مهم برای رسیدن به کلیدزنی نرم وجود دارد: کلید زنی جریان صفر و کلید زنی ولتاژ صفر.
در ساختار مبدل تشدیدی با کلید زنی نرم، یک شبکه تشدیدLC اضافه می گردد تا شکل موج جریان یا ولتاژ ادوات کلیدزنی را به صورت یک موج نیمه سینوسی شکل دهد تا یک شرط ولتاژ صفر یا جریان صفر را در مدار ایجاد کند. یک روش ایجاد نمودن یک پدیده تشدید کامل در این مبدل ها، استفاده از ترکیبات سری یا موازی عناصر تشدید می باشدکه برای dc-dc کردن آن از طریق یک طبقه اضافی یعنی طبقه تشدید، که در آن سیگنال dc به سیگنال ac فرکانس بالا تبدیل می گردد، انجام می گیرد. از نظر مداری، یک مبدل تشدید dc-dc را می توان با سه بلوک مداری شرح داد.که شکل(2-12) نشان داده است.
ولتاژ خروجی dc
ولتاژ ورودی dc
یکسوساز ac-dc
حالت تشدید
وارون ساز dc-ac

شکل (2-12) مبدل تشدید با کلیدزنی نرم
نوع وارون ساز در مبدل های تشدیدی با کلید زنی نرم، از انواع مختلف ساختار های شبکه کلیدزنی به دست می آید. حالت تشدید،که به عنوان یک بلوک میانی بین ورودی و خروجی مبدل به کار گرفته می شود، معمولا با یک شبکه دارای فیلتر فرکانس، ترکیب می گردد. علت استفاده از این شبکه، تنظیم نمودن جریان شبکه از منبع به بار است. از مبدل های تشدید با کلیدزنی نرم می توان در مشعل های پلاسما با سطح توانی بالاتر از 30 کیلووات، استفاده کرد. از مبدل های تشدید سری با کلیدزنی ولتاژ صفر نیز می توان در منابع توان پالسی ولتاژ بالا استفاده کرد. مزیت توپولوژی مبتنی بر مبدل های تشدیدی با کلیدزنی نرم ، شامل کموتاسیون طبیعی کلیدهای قدرت پلاسمایی می باشد که منجر به کاهش تلفات قدرت کلیدزنی، افزایش راندمان و فرکانس کلیدزنی سیستم های توان پالسی می شود و در نتیجه کاهش اندازه ، وزن سیستم و کاهش احتمالی تداخلات الکترومغناطیسی را به دنبال دارد. عیب مهم تکنیک های کلید زنی ولتاژ یا جریان صفر در مبدل های تشدید آن است که برای تنظیم خروجی، نیاز به کنترل فرکانس متغیر است. که به واسطه آن مدار کنترلی پیچیده تر می شود و هارمونیک های ناشی از تداخلات الکترومغناطیسی ناخواسته که در تغییرات زیاد بار تولید می شود بسیار نامطلوب است.
با بررسی مقالات منتشر شده در مورد توپولوژی مبتنی بر مبدل های dc-dc توسط ادوات الکترونیک قدرت با توجه به انواع مبدل ها، در کاربردهای مختلف منابع توان پالسی پلاسما، می توان به نتایج جامعی در این باره دست یافت که چکیده آن در جدول های مقایسه ای (2-1) و (2-2) آمده است]28[.
جدول(2-1) شاخص های کلیدی مبدل های dc - dc
ردیف نوع مبدل
مبدل
باک
مبدل بوست
مبدل
باک- بوست
مبدل
باک- بوست مثبت مبدل
کاک
شاخصه ها 1 سطح ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی بیشتر از ولتاژ ورودی هر دو حالت
هردو حالت هر دو حالت
2 پلارتیه خروجی موافق ورودی موافق ورودی مخالف ورودی مخالف ورودی مخالف ورودی
3 سطح عایقی کم کم زیاد زیاد کم
5 کنترل اضافه جریان وجود ندارد وجود ندارد وجود دارد وجود دارد وجود دارد
6 قابلیت اطمینان کم متوسط متوسط بالا متوسط
7 راندمان متوسط متوسط بالا بالا متوسط
جدول(2-2) شاخص های کلیدی مبدل های تشدید با کلید زنی نرم
ردیف شاخصه ها حالت کلیدزنی اولیه حالت کلیدزنی ثانویه سطح ولتاژ خروجی راندمان
نوع مبدل وصل قطع وصل قطع کم زیاد کم باری بار کامل
1 مبدل تشدید NV ZVS ZVS ZVS di/dt- زیاد ___ * کم بالا
2 مبدل تشدید نیم پل ZVS ZVS ZVS ZCS ___ * متوسط بالا
3 مبدل تشدید دو برابر کننده جریان نیم پل سخت
ZCS ZVS ZVS زیاد
di/dt * __ متوسط بالا
4
مبدل تشدید دو برابر کننده جریان تمام پل ZVS
سخت
ZVS ZVS زیاد
di/dt * __ کم بالا
5 مبدل تشدیدی ترکیبی ZVZC با ترانسفورماتور پالسی ZVS
ZVS/ZCS ZVS ZCS __ * کم بالا

=19

،،و تابع هایی به اندازه ی کافی هموار هستند که سرعت همگرایی و سازگاری روش دیفرانسیل مسائل مورد نظر را حفظ می کنند.در معادله ذکر شده ثابت های مثبت و ثابت نا منفی می باشد. موارد خاص معادله موج ذکر شده در بالا در مجموعه ای گسترده از مسائل فیزیک ، شیمی ، زیست شناسی و...مطرح می شود.
به عنوان مثال اگر مثبت و و معادله مذکور به صورت معادله تلگرافدر می آید که دسته ای از پدیده هایی مانند: انتشار موج های الکترو مغناطیس در ابر رسانه ها و همین طور انتشار فشار امواج در گردش پلاستیکی خون در سرخ رگ ها و یا حرکت دوبعدی ذرات در جریان سیالات را بیان می کند.
زمانی که و باشد معادله ذکر شده یک معادله معروف غیر خطی کلین-گوردون می شود.
زمانی که با و معادله بالا به نوعی معادله ی سینو-گوردون متعلق است.
معادلات سینو- گوردون و کلین- گوردون همچنین مدل برخی از پدیده های فیزیکی[43 ،45 ،52] شامل انتشار حدفاصله در اتصال جوزفسون میان دو ابر رسانه ، تعامل راه حل ها در یک پلاسما بدون برخورد و ... از نوع معادلات موج هذلولوی هستند.
آنالیز جواب معادلات سینو- گوردون و کلین- گوردون در [52،53،57] بحث و بررسی شده است.
در طی سالیان محققان توجه زیادی به توسعه و کاربرد روش های فشرده با مرتبه بالا داشته اند.
روش ها فشرده مرتبه بالا در مقایسه با روش استاندارد دارای مزایای منحصر بفرد همچون دقت بالاو فشردگی برای امواج با دوره تناوب بالا هستند و دارای کاربرد در مسائل بسیاری مانند مسائل مالی، مکانیک کوانتوم ، بیولوژی و دینامیک سیالات می باشند. روش های تفکیک اپراتور همچون روش های ضمنی مسیر متناوب و روش های یک بعدی موضعی ثابت شده در تقریب جواب های مسایل هذلولوی چند بعدی بسیار مناسب و مفید هستند.
روش ضمنی مسیر متناوب اولین بار توسط دونالد پیچمن و هنری واچفورد درسال 1955و جیم داگلاس و راچفورد [23و29] برای حل ضمنی معادله گرمای دو بعدی مطرح گردید. این روش را در آن زمان با محدودیت های کامپیوتری موجود با ارائه روش تجزیه در تراز زمانی نصف گام حل کردند. آن ها ابتدا معادله گرما را در یک بعد و سپس در بعد دوم حل کردند هر یک از این افراد یک ماتریس سه قطری منحصر به فرد به دست اوردند و این روش به مرحله اجرا درامد. روش ضمنی مسیر متناوب به سرعت توسط داگلاس و راچفورد (1956) ، بریان (1961) و داگلاس(1962) به سه بعد توسعه یافت و داگلاس پیچمن و راچفورد پایداری و همگرایی روش را ثابت کردند.به خاطر اهمیت معادلات دیفرانسیل تحقیق روی الگوریتم های عددی آن ها همیشه یک موضوع فعال در محاسبات عددی به شمار می آید . امروزه روش های تفاضلی به طور مداوم مطرح می شوند و روش ضمنی مسیر متناوب برای معادلات چند بعدی به واسطه پایداری نا مشروط و کارایی بالا مورد توجه هستند.
روش یک بعدی موضعی که توسط دیاکولو [10و11] ارائه شد روش کارآمدی است که معادلات دویا سه بعدی را پی در پی به دستگاه های یک بعدی کاهش می دهد و روش یک بعدی موضعی توسعه یافته توسط وانگ [12و6] را می‌توان برای معادلات ناهمگن به کاربرد اما وجود عبارت های اختلالی زیاد دقت ان را تحت تأثیر قرار می‌دهد . روش ضمنی مسیر متناوب مرتبه دوم توسط کین را فقط می توان برای معادلات سه بعدی با شرایط مرزی همگن به کاربرد. با توجه به کاربرد روش های ضمنی مسیر متناوب برای حل معادلات هذلولوی و سهموی با مقادیر اولیه و مرزی این گونه روش ها مورد توجه قرار گرفتند [6و14و11و12و13و14و16و21و32] نتایج عددی به دست امده با دقت بالا و هزینه های محاسباتی پایین به توسعه روش ضمنی مسیر متناوب فشرده مرتبه بالا منجر شد. برای آشنایی بیشتر با روش ضمنی مسیر متناوب خواننده علاقه‌مند را به [21] ارجاع می دهیم. به تازگی توسعه و کاربرد روش های تفاضل متناهی فشرده برای حل معادلات نفوذ- انتقال پایای دوبعدی ، با استفاده از بسط سری ها معادله دیفرانسیل را به یک روش تفاضل متناهی فشرده نه نقطه ای مرتبه چهار توسعه دادند که جواب های عددی مرتبه بالا را نتیجه گرفتند به طور مشابه طرح فشرده مرتبه بالا توسط افراد دیگر توسعه یافت [19و28] دنیس و هاتسون [7] طرح مشابه با [12] را با استفاده از روش دیگر بدست آوردند.
نوی و تن [22] روش تفاضلی متناهی مرتبه سوم را برای حل معادلات نفوذ-انتقال ناپایای یک بعدی گسترش دادند این روش دارای دقت بالا و هزینه محاسباتی پایین و پایداری نامشروط است.
نوی و تن همچنین طرح ضمنی فشرده نه نقطه ای مرتبه سوم را برای حل معادلات نفوذ – انتقال ناپایای دو بعدی توسعه دادند این طرح دارای دقت مرتبه سه در مکان و مرتبه دو در زمان و ناحیه پایداری بزرگ است.
کالیتا و همکاران [14و29] مجموعه ای از طرح های فشرده مرتبه بالا را برای حل معادلات نفوذ-انتقال ناپایای دو بعدی با ضرایب معین بدست آوردند. به تازگی کارا و ژنگ یک روش ضمنی مسیر متناوب مرتبه بالا رابرای حل معادلات نفوذ- انتقال ناپایای دو بعدی ارائه کردند این روش که در آن روش کرانک نیکلسون برای گسسته سازی زمان و فرمول تفاضل متناهی فشرده مرتبه چهار چند نقطه ای مربوط به معادله نفوذ- انتقال ناپایای یک بعدی برای گسسته سازی مکانی استفاده می شود، دارای دقت مرتبه چهار در مسیر مکان و مرتبه دو در مسیر زمان و پایداری نامشروط و هزینه محاسباتی پایین است.
اخیرا روش های فشرده مرتبه بالای ضمنی مسیر متناوب که دارای دقت بالای روش های فشرده مرتبه بالا و کارآیی بالای روش های ضمنی مسیر متناوب هستند با موفقیت به جواب مسایل هذلولوی منجرشده است . بطور مثال در [45] ، کویی یک روش را برای معادلات سینو-گوردون ، تعمیم یافته دو بعدی بکار برد که این روش با مرتبه دو در زمان و مرتبه چهار در مکان است. یک دسته از روشهای فشرده مرتبه بالای ضمنی مسیر متناوب همواره پایدار برای معادلات تلگرافی چند بعدی در [63] تعبیه شده است. این روشها دارای دقت مرتبه چهار در مکان هستند ، اما تنها دارای دقت مرتبه دو در زمان می باشند.
جهت کارایی بیشتر محاسباتی ، کاربرد برون یابی ریچاردسون در روش فشرده مرتبه بالا در مسائل سینو-گوردون جایگزینی مناسب است . لوییس فراید ریچارد سون که یک ریاضی دان و فیزیک دان انگلیسی بود در قسمت هواشناسی و پیشگویی وضع هوا کار می کرد ریچاردسون شهرتش علاوه بر برون یابی در قسمت های دیگر ریاضی نیز مشهور است در سال1927روش برون یابی ریچاردسون توسط ریچاردسون و گرانت در پروژه - ریسرچای منتشرشد براساس این پروژه - ریسرچاین برون یابی را می توان در هر تقریب زمانی استفاده کرد این روش در مسایل آنالیز عددی کاربرد زیادی دارد ایده ای که پشت این روش است آن است که فرمول های با مراتب پایین تر که خطای برشی آن ها شناخته شده است مرتبه دقت آن ها بالا می رود یعنی از این روش برای ترکیب با روش هایی با مرتبه همگرایی پایین تر استفاده می شود تا دقت آن روش هارا بالا ببرد [72و73و74] .
به طور مثال ترکیب روش فشرده مرتبه بالای ضمنی مسیر متناوب با یک برون یابی ریچاردسون در حل معادلات سهموی خطی در [60] به کار برده شده است. ما ترکیب روش های فشرده مرتبه بالای ضمنی مسیر متناوب با برون یابی ریچاردسون را برای حل مسائل هذلولوی بررسی خواهیم کرد. در این پایان نامه با روش هایی مشابه با روش های به کار رفته در [45] ، یک سه ترازی مرتبه دوم در زمان و مرتبه چهار در مکان به دست می اوریم و روش های فشرده مرتبه بالای ضمنی مسیر متناوب برای حل معادله اولیه مرزی ذکر شده طراحی می کنیم. سپس یک برون یابی ریچاردسون بر اساس پارامترهای سه ترازی برای ایجاد جواب نهایی با مرتبه چهارم در زمان و مکان ایجاد می شود . و با روش گسسته سازی انرژی ، خطا را تخمین میزنیم . همچنین یادآوری می کنیم که یک برون یابی ریچاردسون دو ترازی در روش مرتبه دو نمی تواند دقت مرتبه چهار را حاصل کند حتی در مورد خطای برشی روش ضمنی مسیر متناوب دارای خطای برشی موقت به شکلاست.
در حقیقت ، به علت بسط مجانبی روش تقریب در تراز اول که شامل قدرت عجیبی در تراز است یک فرمول برون یابی ریچاردسون بر اساس سه تراز زمانی معرفی میشود.
در فصل اول توضیحاتی درباره معادلات دیفرانسیل خطی و غیر خطی و روش های حل آن ها داده می شود. در فصل دوم روش های ضمنی مسیر متناوب و روش های ضمنی مسیر متناوب فشرده و آنالیز و همگرایی آن ها و روش برون یابی ریچاردسون مطرح می شود در فصل سوم درباره ساخت روش فشرده مرتبه بالای ضمنی مسیر متناوب و آنالیز همگرایی بحث می کنیم و یک فرمول جدید برون یابی ریچاردسون بر اساس پارامترهای سه ترازی بدست می آوریم . سپس در فصل چهارم سه مثال عددی برای آزمایش عملکرد الگوریتم مطرح می شود و سپس یک نتیجه گیری کلی ارائه خواهیم کرد.
فصل اولمعادلات دیفرانسیل
1-1- معادلات دیفرانسیل[1]تعریف (1-1) معادلات دیفرانسیل: هر معادله شامل مشتق را یک معادله دیفرانسیل می نامیم که به دو نوع معمولی وجزئی تقسیم می شود.
تعریف (1-2) معادلات دیفرانسیل: رابطه بین متغیرو تابع وابسته و مشتقات مراتب مختلف آن را معادله دیفرانسیل معمولی می گویند که به صورت زیر تعریف می شود

مثال هایی از معادله دیفرانسیل معمولی به صورت زیر است:

تعریف(1-3) معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی : یک معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی معادله ای
شامل یک تابع نا مشخص از 2 یا بیش از 2 متغیر مستقل و مشتقات آن نسبت به آن متغیرهاست صورت کلی این گونه معادلات برای دو متغیر مستقل و و یک متغیروابسته عبارت است از:

تعریف (1-4) مرتبه معادله دیفرانسیل: بزرگترین مرتبه مشتق در یک معادله دیفرانسیل را مرتبه آن معادله دیفرانسیل می نامیم.
تعریف (1-5) درجه معادله دیفرانسیل: در یک معادله دیفرانسیل توان مشتق با بالاترین مرتبه را درجه معادله دیفرانسیل می نامیم.
تعریف (1-6) معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی خطی و غیر خطی
یک معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی را خطی نامیم هرگاه متغیرهای وابسته و مشتقات آن ها به صورت خطی ظاهر شود لذا در غیر این صورت معادله دیفرانسیل را غیرخطی می گویند
مثال/ نمونه ای از معادلات خطی:

نمونه ای از حالت غیر خطی:

تعریف (1-7) معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی شبه خطی:
معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی را شبه خطی می نامیم اگر معادله نسبت به بالاترین مرتبه مشتقات جزئی که در معادله ظاهر می شود خطی باشد.
صورت کلی یک معادله دیفرانسیل شبه خطی برای دو متغیر مستقل خطی عبارتست از :

1-2- معادلات کلاسیک مربوط به فیزیک ریاضی [3]معادلات زیر که معادلات کلاسیک مربوط به فیزیک ریاضی می باشند:
معادله سهموی (1-1)
معادله هذلولوی (1-2)
معادله لاپلاس (1-3)
و این معادلات به ترتیب به معادله گرمای یک بعدی و معادلات موج یک بعدی و معادله لاپلاس دو بعدی مشهور هستند.
در حالت کلی می توان صورت کلی یک معادله هذلولوی شبه خطی مرتبه دوم را به شکل زیربیان کرد:
(1-4)
که در این معادله توابعی از می باشند
ولی بر حسب نیستند.
داریم:با فرض
(1-5)
فرض کنید منحنی در صفحه باشد مقادیر که مشتقات مرتبه دوم آن ها یعنی به گونه ای باشند که در روابط فوق صدق کنند خواهیم داشت:
s
(1-6)

(1-7)
با جایگذاری (1-7) و (1-6) در (1-5) داریم :

داریم:با ضرب این رابطه در

حال منحنی را طوری در نظر می گیریم که شیب مماس در هر نقطه روی آن ریشه معادله زیر باشد:
(1-8)
(1-9)
با توجه به اینکه معادله (1-8) یک معادله درجه دوم است می توان به کمک

سه حالت زیر را درنظر گرفت:
معادله هذلواوی می باشد.حالت اول: اگر
معادله سهموی می باشد.حالت دوم : اگر
معادله بیضوی حاصل می شود.حالت سوم: اگر
و به این ترتیب شیب جهات مشخصه (ریشه های معادله) مربوط به معادله (1-4) بایافتن ریشه های معادله درجه دوم (1-8) حاصل می شود.
1-3- کاربرد معادلات هذلولوی در فیزیک[1]در اینجا یک معادله دیفرانسیل جزئی هذلولوی را بررسی خواهیم کرد.
فرض می کنیم یک نخ قابل ارتجاع به طول بین دو نقطه اتکا در یک سطح افقی کشیده شده باشد هرگاه نخ چنان به حرکت در آید که در یک سطح قائم نوسان کند آن گاه تغییر مکان قائم یعنی یک نقطه ، در زمان در معادله دیفرانسیل جزئی

صدق می کند به شرطی که از اثرات بی حرکت کردن سیم صرف نظر شود و نوسانات خیلی بزرگ نباشد.
برای اعمال قیود روی این مسأله فرض می کنیم محل اولیه و سرعت نخ به صورت زیراست:

و از این امر استفاده می کنیم که نقاط انتهایی ثابت هستند که نتیجه می دهد:

مسائل فیزیکی دیگری شامل معادلات دیفرانسیل جزئی هذلولوی درمطالعه ی موج های نوسان کننده که یک یا دو انتهای آن با گیره نگه داشته می شود و انتقال الکتریسیته در یک خط انتقال طویل که در آن مقداری انتقال جریان به زمین وجود دارد ، رخ می دهد.
1-4- حل عددی معادله موج [1]مثالی از یک معادله دیفرانسیل جزئی هذلولوی را بررسی خواهیم کرد.
معادله دیفرانسیل
(1-10)
تحت شرایط

داده میشود که در آن یک ثابت است.برای بدست آوردن روش تفاضلی متناهی ، یک عدد صحیح مثبت و اندازه طول گام زمانی مثبت و انداره طول گام مکانی مثبت معرفی می شوند.
را انتخاب می کنیم. به طوریکه
تعریف می شوند.و بانقاط شبکه ای
و
معادله موج به حالت زیر می شود: در هر نقطه شبکه ای داخل

روش تفاضلی با استفاده از خارج قسمت تفاضل مرکزی برای مشتقات جزیی مرتبه دوم که با فرمول های زیر داده می شود بدست می آید:
(1-11)
به طوریکه است
(1-12)

با جایگذاری ( 1-12 ) و (1-11) در ( 1- 8 ) به دست می آوریم:
(1-13)
قضیه1-1 : مسأله مقدار مرزی : رجوع کنید به منبع ]4[
مسأله مقدار اولیه:

و مسأله مقدار اولیه

به طوری که جواب های منحصر به فرد دارند اگر بر دامنه بربه ازای یک پارامتر دلخواه

پیوسته باشند. الف)
وجود داشته باشدب) ثابت
پ)

1-5- حل عددی معادلات غیر خطی [1] مواجه هستیم به طوری کهما در معادلات غیر خطی موج با دستگاه معادلات غیرخطی

یا به طور ماتریسی

حال با روش نقطه ثابت به طور کلی حل معادله غیرخطی را بررسی می کنیم و سپس با تعمیم روش نیوتن درباره همگرایی اینگونه معادلات بحث می کنیم.
1-6- روش نقطه ثابت با فرض اینکه تابع در بازه تعریف شده باشد اگر در این بازه باشد به طوری که آنگاه را نقطه ثابت تابع می نامند.
با فرض اینکه ریشه معادله باشد در روش تکرار نقطه ثابت برای تعیین ابتدا معادله را به صورت می نویسیم بعنی را طوری تعریف می کنیم که اگر آن گاه و بر عکس برای به دست آوردن نقطه ی ثابت نقطه ی را به عنوان تقریبی برای آن انتخاب می کنیم و دنباله را به صورت زیر تعریف می کنیم :

تحت شرایط مناسب داریم:

است. یا ریشه معادله حد دنباله نقطه ثابت به عبارت دیگر
قضیه 1-2 : شرایط تابع در روش نقطه ثابت:
پیوسته و مشتق پذیر باشد و بازای هر در بازه الف) فرض کنیم تابع
داشته باشیم یعنی تابع بازه را به خودش می نگارد.
ب) فرض کنیم عددی مانند وجود داشته باشد به طوری که به ازای هر داشته باشیم که تابع دارای یک و تنها یک نقطه ثابت باشد.
آنگاه به ازای هر نقطه آغازین دنباله تعریف شده همگرا به است.
تولید می شود تابع تکرار می نامیم. را که توسط دنبالهدر قضیه بالا تابع
به گونه ای انتخاب شود، کمتر باشد ، آنگاه باید را به دست آوریم به طوری که خطا ازاگر بخواهیم بدست آورد.که تقریبی برای
در حالت خاص اگر نا مساوی را خواهیم داشت زیرا در این صورت عبارت را داریم .
درباره آهنگ همگرایی روش تکرار نقطه ثابت بیان می کنیم که اگر نقطه ثابت ریشه معادله باشد و در بازه ی در شرایط قضیه نقطه ثابت صدق می کند داریم:

اگر در بازه پیوسته باشد و به ازای هر داشته باشیم آنگاه خواهیم د اشت از انجایی که نتیجه می گیریم است. بنابراین داریم

پس برای های به قدر کافی بزرگ است که نشان می دهد خطا در هر گام متناسب با خطا در گام های قبلی است در چنین حالتی گفته میشود که همگرایی از مرتبه اول یا خطی است.
هر اندازه کوچکتر باشد سریعتر به سمت صفر میل می کند به ویژه سریعترین حالت وقتی است که باشد در این صورت برای تعیین مرتبه همگرایی فرض می کنیم که در بازه ی پیوسته باشد با به کار بستن بسط تیلور داریم

است نتیجه می شودبا فرض اینکه
ا
بدست می آوریم

بنابراین

آن گاه می توان گفت کهاگر

در این حالت همگرایی را از مرتبه دوم نامند به همین ترتیب می توان همگرایی از مرتبه بالاتر را تعریف کرد به طور کلی داریم که اگر دنباله ای باشد به طوری که قرار می دهیم

وجود داشته باشد به طوریکهو عدد مثبتاگر عدد حقیقی

آن گاه گفته می شود که مرتبه همگرایی به برابر است واضح است که هر چه بزرگتر باشد آهنگ همگرایی سریعتر است
1-7-روش نیوتنروش نیوتن حالت خاصی از روش تکرار ساده است و آن را به صورت زیر نشان می دهیم

فرض می کنیم به همگرا باشد اگر عددی مانند و ثابتی غیرصفر مانند وجود داشته باشد به طوری که

آن گاه را مرتبه همگرایی آن دنباله گوییم هرگاه همگرایی را خطی گویند. مرتبه همگرایی روش تکرار ساده وقتی یک است و روش تکراری نیوتن وقتیحداقل دو است برای کسب اطلاعات بیشتر به [1]رجوع شود.
حال روش نیوتن را برای حل دستگاه که یک دستگاه معادلات غیرخطی شامل معادله و مجهول می‌باشد ، به کار می‌بریم یعنی در حالت کل روش نیوتن را برای حل دستگاه‌های معادلات غیرخطی تعمیم می دهیم.
1-8- تعمیم روش نیوتن برای حل دستگاه های غیر خطیحال روش نیوتن را برای حل دستگاه که یک دستگاه معادلات غیرخطی شامل معادله و مجهول می‌باشد ، به کار می‌بریم یعنی در حالت کل روش نیوتن را برای حل دستگاه‌های معادلات غیرخطی تعمیم می دهیم.
دستگاه زیر را درنظر می گیریم:
(1-14)
که شکل یک دستگاه از معادلات غیرخطی است. اغلب مطلوب است که دستگاه را به گونه‌ای دیگر با تعریف یک تابع نمایش داد که است و

با استفاده از نماد بردار به منظور نمایش متغیرهای می‌نویسیم که است لذا دستگاه معادلات (1-14) شکل زیر را پیدا می‌کند.
(1-15)
می خواهیم یک ریشه برای معادله غیرخطی(1-15) بیابیم. در نظر می گیریم که یک دستگاه معادله و مجهول داریم که با استفاده از روش نیوتن آن را حل میکنیم.
هدف ، یافتن یک ریشه برای تابع ماتریس است که جواب واقعی آن است ، این جواب می تواند به عنوان یک نقطه ثابت برای بعضی از توابع در نظر گرفته شود که بوسیله روش تکرار نقطه ثابت بدست می‌آید ، داریم:
(1-16)
را تخمین اولیه (1-14) را در نظر می‌گیریم.که
ام باشد در مرحله تقریب جواب دستگاه (1-14) وبه طور کلی فرض کنید بردار
در این صورت

بنابراین خواهیم داشت داریمبا توجه به اینکه
...+ جملات شامل
درصورتی که به اندازه کافی به نزدیک باشد می‌توان از جملات شامل صرف نظر کرد بنابراین از (1-16) داریم:
(1-17)
مشتق را در با یا نشان می دهیم که به صورت زیر تعریف می شود و همان ماتریس ژاکوبی است.

در این صورت رابطه (1-17)کهماتریس ژاکوبی دستگاه باشد یعنیبنابراین هرگاه
را می توان به صورت زیر نوشت:
(1-18)
که در آن ماتریس ژاکوبین در نقطه است (1-18) را می توان به صورت باز نویسی کرد.
هرگز را محاسبه نمی کنیم بلکه از رابطه (1-18) و مثلاً ازروش حذفی گاوس را تعیین می نماییم.
با توجه به اینکه رابطه (1-18) یک دستگاه معادلات خطی است و دیگر غیر خطی نیست می توان مثلا روش حذفی گاوس را برای تعیینبه کار برد.

قرار می دهیم و روند را تکرار می کنیم تا به دقت مناسب برسیم.
تقریبی برای جواب دستگاه غیر خطی زیر بیابید مثال 1-4 : با

حل:

با حل دستگاه بالا داریم
بنابراین:

از دستگاه بالا بدست می آوریم

و از آن داریم

با ادامه روند جدول زیر را داریم:
جدول1-1.جواب های تقریبی مثال (1-4)

1 1.5
0.75 1.5
0.756944444 1.486111112
0.755982262 1.448035475
0.755983064 1.488033871
0.755983064 1.488033871
جدول همگرایی مرتبه دوم را نشان می دهد
قضیه1-3 : روش نیوتن برای حل دستگاه های معادلات غیر خطی همگرایی مرتبه دوم دارد. (اثبات به [1] مراجعه شود)
1-9- همگرایی [2]می دانیم که معادلات غیرخطی را می توانیم به دستگاه خطی تبدیل کنیم به طوری کهاگر ماتریسبسیار بزرگ باشد روش های تکراری روش های بهتری برای حل دستگاه خواهند بود.
ایده اصلی پشت روش های تکراری آن است که دستگاه به
(1-19)
از بردار جواب یک دنباله از تقریب هایتبدیل شودسپس با شروع از یک تقریب اولیه
به صورت
(1-20)
تعریف می شوند با این امید که تحت برخی شرایط معتدل دنبالههنگامی کهبه جواب همگرا گردد.
باشد. که معیار توقف همگرایی در روش های تکراری آن است که
اغلب ساختن یک حدس خوب از تقریب اولیه دشوار است.
بنابراین داشتن شرایطی که همگرایی (20-1)را برای هر انتخاب دلخواه از تقریب اولیه تضمین کند
مطلوب خواهدبود.
قضیه 1-4 : (قضیه همگرایی تکرار) : روش تکراری به یک حد با یک انتخاب دلخواه از تقریب اولیه همگرا می گردد اگر و فقط اگر ماتریس یعنی یک ماتریس همگرا باشد.
برای اثبات به[2] رجوع کنید.
کمتر از یک باشد. همگراست اگر و فقط اگر شعاع طیفیقضیه1 -5:
برای اثبات به [2] رجوع کنید.
نکته: به طور کلی نرخ همگرایی مجانبی روش تکراری به صورت است .

فصل دومروش ضمنی مسیرمتناوب وبرون یابی ریچاردسون
2-1- افرازها و نمادهابرای گسسته سازی زمانی ،طول گام زمان است و دو عدد صحیح مثبتN و n وجود دارد
به طوری که است.
به ازای هر
داریم :

درابعاداست به طوریو عدد صحیح مثبت میباشند.
تعریف می کنیم

شبکه های گسسته زیر را در نظر می گیریم

.

و داریم

که قرار می‌دهیم:
و

ما مشخص می کنیم:

گزینه های ، و میتواند به همان صورت تعیین شود.
ما یک بردار مکانی را بصورت زیر مشخص میکنیم:

اگر باشد آنگاه می باشد که این بردار به عنوان یک تابع شبکه با مقدار صفر در است

به ازای هر نتایج ضرب داخلی به صورت زیر مشخص می شود

مشابه آن و بخوبی تعیین میشود. بعلاوه ما داریم:

به طور مشابه ، مشخص میشوند. و داریم:

2-2- روش ضمنی مسیرمتناوب برای حل معادلات موج دو بعدیمعادله دیفرانسیل موج نا همگن دو بعدی زیر با شرایط اولیه و مرزی داده شده را روی دامنه در نظر می گیریم
(2-1)
(2-2)
(2-3)
که در آن دامنه مستطیل شکلی است که می باشد و است.
تابع هایی باندازه کافی هموار هستند به طوری که ،و
نامنفی است مثبت اند و ثابت ثابت های
شبکه بندی کرده و شبکه بدست بر را با استفاده ازنقاطدامنه
باشد همچنین اندازه گام شبکه مکانی در راستاهای نشان می دهیم اگر آمده را با
طول گام زمان است .

اگر در (1-2) قرار دهیم
(2-4) در نتیجه رابطه به صورت زیر نوشته می شود
(2-5)
(2-6)
(2-7)

گسسته سازی ضمنی کرانک نیکلسون روی معادله (2-4) و (5-5) به ترتیب به صورت زیر است:
(2-8)
(2-9)
هستند کهبه ترتیب مقدار تقریبی توابعفرض کنیم که:

در(2-8) بدست می آوریمبا ضرب
(2-10)
از(9-2) در(10-2) داریم: با جایگذاری عبارت

به عبارت دیگر:

(2-11)
باشد رابطه (2-11) به صورت زیر نوشته می شود:حال اگر
(2-12)
با افزودن عبارت اختلالی به سمت چپ (2-12) رابطه زیر را بدست می آوریم

(2-13)
روش ضمنی مسیر متناوب به صورت زیر است: با معرفی متغیر میانی

(2-14)

(2-15)
(2-16)
از ترکیب (2-14)- (2-16) داریم:
(2-17)
اما چون محاسبه مقدار مرزی رابطه میانی از این رابطه به سادگی امکان پذیرنیست با فرض کوچک چنین می شود:مقدار مرزی بودن
(2-18)
به کمک رابطه های (2-14)- (2-18) می توان معادله موج ناهمگن را حل کرد از طرف دیگر با دنبال کردن ایده داگلاس [9و10] روش داگلاس زیر را بدست می آوریم:

(2-19)
(2-20)
روی مرز به سادگی از رابطه (2-20) نتیجه می شودمتغیر میانی

به شرط کوچکی مقادیر مرزی متغیر میانی را معمولاً با استفاده ازتساوی ساده زیر محاسبه می کنیم.
روش ضمنی مسیر متناوب مطرح شده در [35] به صورت زیر است:
(2-21)
(2-22)

(2-23)
(2-24)

2-3-تجزیه و تحلیل روشبرای تحلیل خطای برشی از رابطه (13-2) این نتیجه بدست می آید:
(2-25)
طبق رابطه (2-9) داریم:
(2-26)
با گسسته سازی (4-2)و(5-2) مشابه رابطه های (25-2) و (26-2) می توان نوشت:
(2-27)
(2-28)
به ترتیب در (27-2) و (28-2) خطاهای گسسته سازی روش است.عبارت های
بنابراین خطاهای برشی به صورت زیر محاسبه می شود:

یا داریم :

به عبارت دیگر:

(2-29)

(2-30)
وجود دارند به طوریکه:از این رو ثابت های مثبت

2-4- همگرایی روش دنباله ای از اعداد حقیقی نا منفی استلم 1-2 (نا برابری گرونوال) : فرض کنید
که در عبارت زیر صدق می کند:

، ثابت های مثبت اند در این صورت نا برابری زیر را داریمو،که در آن

معادله های خطا از رابطه های (25-2) و (27-2) به صورت زیر بدست می اید:با فرض

(2-31)
برای راحتی کار زیر اندیس را از (2-31) حذف می کنیم بدون آنکه خللی در اثبات پیش بیاید. با محاسبه ضرب داخلی دو طرف (2-31) در عبارت واستفاده از لم (1-2) به آسانی نتیجه می‌شود

(2-33) =

(2-34)

(2-35)

(2-36)

(2-37)
(2-38)
در دو طرف رابطه های(2-33)-( 2-38) و جایگذاری در (2-31) داریم:با ضرب عبارت

(2-39)
چون (2-39) به ازای هرn برقرار است با جمع بستن روابط و تغییر اندیسn بهl داریم

با استفاده از قاعده تلسکوپی داریم:

به عبارتی دیگر

(2-40)
قضیه 2-1 : فرض کنید جواب های دقیق رابطه های (2-4) تا (2-7) به اندازه کافی هموار و
جواب های عددی رابطه های (2-14) تا (2-16) هستند.
قرار دهید در این صورت یک ثابت مثبت مستقل از و وجود دارد به طوریکه :

طبق (2-40) داریم لذا اثبات: فرض کنیم

فرض کنیم:

طبق لم (1-2) خواهیم داشت:

می باشد.از قضیه (1-2) نتیجه می شود که رابطه (2-31) دارای همگرایی از مرتبه
2-5- روش ضمنی مسیر متناوب فشرده تعمیم یافتهدر این بخش یک روش ضمنی مسیر متناوب فشرده برای حل عددی معادلات موج (2-1) تا (2-3) بیان می شود که :
(2-41)
(2-42)
(2-43)
با استفاده از گسسته سازی تفاضل متناهی فشرده مرتبه چهار [6و18] ، رابطه های (2-42) و (2-43)
را به صورت زیر گسسته می کنیم
(2-44)
(2-45)
به صورت: با گسسته سازی ضمنی کرانک نیکلسون رابطه (2-43) بازای

با ضرب (2-46) در و اعمال عملگر بر دو طرف رابطه و با استفاده از این مطلب که عملگرهای با یکدیگر جابه جا می شوند بدست می آوریم :

(2-47)
از ترکیب رابطه های (2-44) تا ( 2-47) داریم :

(2-48)
مشابه بخش (2-2) از (2-48) رابطه زیر بدست می آید :

(2-49)
به سمت چپ (2-49) رابطه زیر را نتیجه می گیریم:با افزودن عبارت

(2-50)
روش ضمنی مسیر متناوب فشرده زیر را بدست می آوریم:با معرفی متغیر میانی

(2-51)

(2-52)
(2-53)
از (2-51) ، (2-52) و (2-53) معادله مرزی زیر نتیجه می شود:
(2-54)
اما چون محاسبه مقدار مرزی متغیر میانی از این رابطه به سادگی امکان پذیر نیست،مقادیر مرزی متغیر میانی را با فرض کوچک از رابطه (2-54) بدست می آوریم. بودن
(2-55)
به علاوه با دنبال کردن ایده داگلاس [10و9] می توان روش ضمنی مسیر متناوب فشرده را به صورت زیر بیان کرد
به عبارت دیگر

(2-56)
(2-57)
از رابطه (2-57) معادله مرزی زیر نتیجه می شود:

و روش ضمنی مسیر متناوب فشرده [35] به صورت زیر است:

(2-58)
(2-59)

2-6- تجزیه و تحلیل روش
(2-60)
با گسسته سازی مشابه رابطه (60-2) داریم:

(2-61)
بنابراین خطای برش به صورت زیر محاسبه می شود:

-)

(2-62)

را می توان به صورت زیر بازنویسی کرد:

(2-63)

(2-64)
وجود دارند به طوری کهثابت های مثبت

2-7-همگرایی روشاگر داشته باشیم

معادله خطا به صورت زیر در می آید:

(2-65)
بدون آنکه خللی در اثبات پیش بیاید با استفاده از لم (1-2) و نابرابری کوشی شوارتز و محاسبه ضرب داخلی دو خواهیم داشت: طرف (65-2) درعبارت

(2-66 )

(2-67)

(2-68)

(2-69)

(2-70)

(2-71)
در دوطرف رابطه های (2-66) - (2-71) و از (2-65) نتیجه می گیریم: با ضرب عبارت

(2-72)
چون(2-72) بازای هر برقرار است با جمع بستن این رابطه ها بازای و تغییر اندیس به خواهیم داشت :

با استفاده از قاعده تلسکوپی داریم:

با فرض داریم:

قضیه 2 -2 : فرض کنید جواب های دقیق برای رابطه های (2-4) تا (2-7) به اندازه کافی
هموار و جواب های عددی حاصل از رابطه های (2-51) تا (2-53) هستند که اگر قرار دهید:
در این صورت یک ثابت مثبت مستقل از وجود دارد به طوریکه:

اثبات: باتوجه به رابطه (2-74) داریم:

بنابراین

داریم:با فرض

طبق لم( 2-1 ) خواهیم داشت:

است. از قضیه( 2-2 ) نتیجه می شود که رابطه (2-72) دارای همگرایی از مرتبه
2-8- روش برونیابی ریچارد سون: [72و73]
در این روش با ترکیب دو تقریب برای یک کمیت تقریب دقیق تری برای آن بدست می آید فرض
باشد , با دقت تقریبی از مقدار واقعی یک کمیت کنیم

هستند بنابراین:ثابت و مستقل ازکه

است.زیرا با دقت تقریبی از اماحال قرار می دهیم

به همین ترنیب می توان تقریب هایی برای بادقت بدست آورد .تقریب در روش برونیابی ریچاردسون را می توان به صورت آرایه مثلثی زیر نشان داد

که در آن مؤلفه ها ، مرتبه و خطای آن ها به صورت زیر قابل محاسبه است:

فصل سومروش جدید مرتبه چهارم برای حل دسته‌ای از معادلات موج غیرخطی
3-1-مقدمهمادرصدد تقریب عددی یک دسته از مسائل اولیه با مقدار مرزی از معادلات موج غیرخطی ذیل هستیم
(3-1)
(3-2)
(3-3)

،و تابع هایی باندازه کافی هموار هستند که سرعت همگرایی و سازگاری روش دیفرانسیل مسائل مورد نظر را حفظ می کنند.
3-2- روش ضمنی مسیر متناوب فشرده سه ترازیدر این بخش با استفاده از روشهای مشابه با [45] یک روش دیفرانسیل ضمنی مسیر متناوب فشرده برای حل مسأله مقدار اولیه مرزی (1-1)- (3-1) مطرح می شود
داریم:

بنابراین

و داریم

به طوری کهتقریباست بنابراین تقریباست.بنابراین

و یک اپراتور خطی و یک تابع شبکه مشخص بر دامنه است به طوری که داریم:

با مشخص کردن اپراتورهای متفاوت و توسعه مجموعه های تیلور با باقی مانده مک لورن داریم:

از روش نیومرو [4] می دانیم

(4-3)
بنابراین خواهیم داشت

از رابطه (3-4) خواهیم داشت
(3-5)
داریم به همین ترتیب همین روابط را برای بعد مکانی

داریماز تعریف اپراتور

باین ترتیب مسأله مقدار اولیه با مقدار مرزی (3-1) را به صورت زیر بدست می آوریم
(3-6)
به طوری که

توسعه مجموعه های تیلور با باقی مانده مک لورین معادله زیر را نتیجه میدهد:

(3-7)
داریمبرای
(3-8)

پس از قرار دادن (3-8) در (3-7) و مرتب کردن دوباره آن ماداریم:

بنابراین

سپس رابطه زیر را بدست می آوریم

حال اگر قرار دهیم

از رابطه (3-7) بدست می آوریم
(3-9)
عبارت اختلال را به صورت زیر در نظر می گیریم

حال با اضافه کردن عبارت اختلال به (3-9) خواهیم داشت

بنابراین داریم

در نتیجه خواهیم داشت

(3-10)

که و به ترتیب تنها به i و j بستگی دارند وو به یکدیگر تبدیل می شوند. مشابه آن ها دو اپراتور و نیز به یکدیگرتبدیل می شوند ، یعنی است.
حال با ضرب در رابطه (3-10) بدست می آوریم

(3-11)
خطای برشی رابطه (3-11) است که طبق اثبات قضیه (2-2) در فصل قبل داریم:به طوری که
(3-12)
با حذف خطای برشی در (3-11) و جایگذاری بامقدار تقریبی داریم :

(3-13)
به طوری که

حال با ضرب در (3-13) و ارائه دو متغیر میانی و یک روش ضمنی مسیر متناوب داگلاس- گان [5و60] بصورت زیر به دست می آید

(3-14)
که بدست می آوریم:

(3-15)
(3-16)

که معادلات (3-14)و(3-15)حل میشود، ما به شرایط مرزی زیر نیاز داریم:

(3-17)
که رابطه (3-17) از مسأله مقدار اولیه مرزی (3-1) تا (3-3) و به کار بردن روابط (3-15) و (3-16) حاصل میشود.
می دانیم که به طور کلی معادلات (3-14) تا (3-16) یک روش دیفرانسیل ضمنی مسیر متناوب سه ترازی است.

ما به برای شروع محاسبه نیاز داریم که. با استفاده از روابط مسأله مقدار اولیه با مقدار مرزی (3-1) تا (3-3) حل می شود به این ترتیب که با به کاربردن بسط تیلور با باقی مانده انتگرال داریم:
(3-18)
با به کاربردن مسأله مقدار اولیه با مقدار مرزی (3-1) تا (3-3) ما می توانیم و را محاسبه کنیم.
و سپس با به کاربردن ،و در (3-18) خواهیم داشت:

با به کار بردن فرمول (3-18) و چشم پوشی از خطای برشی داریم:

بدست می آوریم

و در نتیجه خواهیم داشت

(3-19) +

بنابراین با استفاده ازروابط مسأله مقدار اولیه مرزی و به کار بردن رابطه (3-19)،و را بدست خواهیم آورد.
سپس رویه حذف را اجرا میکنیم تا و را از روابط (3-14) تا ( 3-16) بدست آوریم.
در نهایت با رابطه (3-16) تعیین میشود.
از روابط بدست آمده می دانیم که طبق قضیه (1-1) دارای جواب است و ماتریس ضرایب پیوسته است.
3-3- تجزیه و تحلیل همگراییدر این بخش ، برآورد خطا های مختلف با استفاده از روش گسسته سازی نرم انرژی داده شده است.در این قسمت چند لم کاربردی بیان می شود.
لم3-1- رجوع کنید به [51]. برای هر تابع شبکه ، هر گاه شرایط زیر برقرار باشد
و
آن گاه داریم

اثبات:

بنابراین

و اثبات کامل می شود.
لم3-2- رجوع کنید به [42و45] .اگرتابع شبکه آن گاه

برقرار است.
لم3-3-رجوع کنید به [60و59] اگر برای تابع شبکه ، برقرار باشد
آن گاه ثابت مثبتوجود دارد به طوری که
اثبات:

داریمبازای هر

بدست می آوریم

اثبات کامل می شود.
لم3-4- رجوع کنید به [20]. اگر و دنباله زمانی باشند آن گاه داریم

(3-20)
اثبات:
اثبات(a

برقرار است بنابراین داریممثبت ، رابطه می‌دانیم بازای هر

اثبات b)
با تفریق رابطه (3-13) از (3-11) و قرار دادن رابطه های

به طوری که

داریم:

حال با ضرب رابطه بالا در خواهیم داشت :

=
به راحتی رابطه زیر حاصل می شود

با تفریق(3-18) از (3-19) داریم

در نهایت خواهیم داشت
(3-20)
اثبات کامل می شود.
3-4- خطای نرم
ابتدا فرض میکنیم که ثابت های مثبت وجود دارد به طوری که برای هر و طبق قانون لیپ شیتز داریم:
(3-21)
بنابراین با قرار دادن ما فرض میکنیم که ثابت مثبت بگونه ای است که است.
می دانیم که است .
با فرض این که چهار ثابت مثبت و وجود دارد ،به طوری که

(3-22)
بدنبال آن ما استقراریاضی را برای اثبات قضیه (1-3 ) بکار میبریم.
قضیه 3-1: هرگاه
1- تابع شبکه حل عددی روش دیفرانسیل (3-14) تا (3-16) و (3-19) در سطح زمان k باشد.
2- تابع شبکه جواب حقیقی مسأله مقدار اولیه مرزی(3-1)تا
(3-3) در زمان باشد.
آن گاه تحت رابطه (3-21) و فرض ، داریم:
(3-23)

به طوری که
اثبات: واضح است که (3-23) برایk=0,1 معتبر است. حال فرض میکنیم که (3-20) برای k=0,1,….L(2<L<n-1) صدق می کند. نشان می دهیم که (3-20) برای k=L+1 نیزصدق می کند .
می‌دانیم که است.

از فرضیات قیاس است که:

اگر و باندازه کافی کوچک باشند ترکیبی از فرضیات (3-21) با (3-24) بیان می کند

می دانیم
(3-25)
(3-26)
حال رابطه اول (3-20) را در نظر می گیریم

رابطه را به صورت زیر می نویسیم

را به صورت زیر تعریف می کنیم

(3-27)
که نابرابری زیر به راحتی بدست می آید

و لم ( 3-1 ) و ( 3-2 ) را اعمال میکنیم و باتوجه بهداریم:
(3-28)
(3-29)
حال برای بدست آوردن چنین عمل می کنیم

بنابراین با استفاده از روابط (3-22) رابطه زیر به راحتی بدست می آید

به طور کلی
(3-30)
(3-31)
با ضرب داخلی اولین معادله (3-20) در و سپس استفاده از گسسته سازی داریم:

=
داریم

که با استفاده از روابط (3-25) و (3-26) به دست می آوریم

+
+

که به راحتی می بینیم

(3-32)
با ضرب دو طرف (3-32) در

که به آسانی دیده می شود

با استفاده استفاده از روابط (3-27) تا (3-31) و به کاربردن نابرابری گرونوال خواهیم داشت:
(3-33)
که با استفاده از (3-32) و (3-33) مشخص است که:
(3-34)

به این ترتیب ثابت شد که (3-25) برای معتبر است و اثبات کامل شد.
3-5- حداکثر خطابرای حداکثر خطا ، ما سه فرض داریم:
1- با فرض اینکه برقرار باشد فرض میکنیم که ثابتمثبت است به طوری که:
(3-35)
2- فرض میکنیم که ثابت های مثبت و وجود دارد واست.
داریم:

3- فرض میکنیم که دو ثابت μ3 وμ4وجود دارندبه طوری که:

(3-37)
اکنون میتوانیم با در نظر گرفتن فرضیات بالاقضیه زیر را ثابت کنیم.
قضیه 3-2: هرگاه تابع شبکه جواب عددی روش تفاضلی(3-14) و (3-17) و (3-19) ، در تراز زمانیو جواب واقعی مسأله مقدار اولیه مرزی (3-1) تا (3-3) در زمان باشد با در نظر گرفتن روابط (3-21) و (3-23) و (3-32) و اینکه آنگاه خطای زیر تقریب زده میشود

(3-38)
برای داریم:

وثابت، مثبت است و تنها وابسته به و است
اثبات:
با استفاده از لم ( 3-1 ) و به کار بردن روابط و (3-26) خواهیم داشت:

به اندازه کافی کوچک است.
حال با ترکیب روابط (3-35) و (3-36) داریم:

که تنها وابسته به و است.
بنابراین با استفاده ازقضیه (1-3) می بینیم که:

(3-39)
از ترکیب قضیه (3-1 ) با رابطه (3-21) داریم:
(3-40)
روابط زیر را تعریف می کنیم :

به طوری که

(3-41)
داریم

به طوری که

(3-42)
داریم

به طوری که

(3-43)
داریم

به طوری که
(3-44)
به طوری که از لم (3-1) و (3-2) داریم

از این رابطه می دانیم:
(3-45)
(3-46)
(3-47)

با ضرب داخلی معادله (3-20) در عبارت داریم

بدست می آوریم :

از روابط بالا بدست می آوریم

با به کار بردن گسسته ساز ی و استفاده از لم (3-2) و (3-4 ) و قرار دادن بدست آوریم
:

(3-48)

بنابراین با روابط (3-46) و (3-48) داریم:

(3-49)
بنابراین با به کاربردن لم گرونوال بر (3-49) داریم:

(3-50)

اثبات کامل می شود.
قضیه3-3 :هرگاه جواب واقعی مسأله مقدار اولیه با مقدار مرزی (3-1) و (3-3) باشد. آنگاه با به کار بردن قضیه (3-2) جواب عددی روش ضمنی مسیر متناوب جدید (3-14)تا (3-16) و (3-19) با مرتبه در همگرا میشود.
اثبات: با به کار بردن لم3-3 و قضیه2-2، ما به راحتی قضیه(3-3) را بدست میاوریم
3-6- بهبود دقت در ابعاد زماندر حقیقت یک کران مشخص در (50-3) به صورت زیر است:

که از لم (3-3)داریم

که ثابت است.
برای رسیدن به جواب عددی مرتبه چهار در مسیر زمان ، یک برون یابی ریچاردسون سه ترازی را ایجاد می کنیم .
قضیه 3-4: هرگاه تابع جواب واقعی مسأله مقدار اولیه مقدار مرزی
(3-1) تا (3-3) باشد و جواب عددی روش ضمنی مسیر متناوب (13-14)تا (3-16) و (3-19) در زمان باشد.

وجواب مسأله برون یابی در تراز زمانی به صورت زیر تعریف شود:
(3-51)
آن گاه با به کار بردن قضیه ( 3-2 ) خواهیم داشت:
(3-52)
اثبات:
با فرض اینکه

از (3-12) بدست می آوریم:

ما فرض میکنیم که و برای دو مسأله مقدار اولیه با مقدارمرزی به صورت زیر است:
(3-53)
و
(3-54)
که داریم

توابع عضو شبکه هستندبه طوری که

همانند (3-11) ما میتوانیم معادلات دیفرانسیل مربوط به آنها را بصورت زیر گسترش دهیم:
(3-55)
به طوری که

به همین ترتیب
(3-56)
به طوریکه:

با ضرب روابط (3-55) در و (3-56) در و جمع کردن آن ها و سپس کم کردن نتیجه سیستم از (3-20) خواهیم داشت :

—d1231

جدول 4-1: مقایسه الگوریتم های دسته بند70
جدول 4-2: مقایسه الگوریتم های دسته بند درخت تصمیم70
جدول 4-3: ماتریس آشفتگی قانون شماره 171
جدول 4-4: ماتریس آشفتگی قانون شماره 272
جدول 4-5: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 الف72
جدول 4-6: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 ب72
جدول 4-7: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 ج73
عنوان صفحه
جدول 4-8: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 د73
جدول 4-9: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 ه73
جدول 4-10: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 و74
جدول 4-11: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 ز76
جدول 4-12: ماتریس آشفتگی قانون شماره 476
جدول 4-13: ماتریس آشفتگی قانون شماره 577
جدول 4-14: ماتریس آشفتگی قانون شماره 6 الف77
جدول 4-15: ماتریس آشفتگی قانون شماره 6 ب78
جدول 4-16: ماتریس آشفتگی قانون شماره778
جدول 4-17: ماتریس آشفتگی قانون شماره879
جدول 4-18: مقایسه الگوریتم های خوشه بندی79
جدول 4-19: فیلدهای حاصل از الگوریتم های خوشه بندی80
جدول 4-20: نتایج الگوریتم های FpGrowth, Weka Apriori81

فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل شماره3-1: داده از دست رفته فیلد" نوع بیمه " پس از انتقال به محیط داده کاوی33
شکل 3-2: نتایج الگوریتمPCA 34
شکل 3-3: نتایج الگوریتم SVM Weighting در ارزشدهی به ویژگی ها35
شکل 3-4: نتایج الگوریتم Weighting Deviation در ارزشدهی به ویژگی ها35
شکل 3-5: نتایج الگوریتم Weighting Correlation در ارزشدهی به ویژگی ها36
شکل 3-6: نمای کلی استفاده از روشهای ارزیابی41
شکل 3-7: نمای کلی استفاده از یک مدل درون یک روش ارزیابی42
شکل 3-8: نمودار AUC الگوریتم KNN42
شکل 3-9: نمودار AUC الگوریتم Naïve Bayes43
شکل 3-10: تبدیل ویژگی های غیر عددی به عدد در الگوریتم شبکه عصبی44
شکل 3-11: نمودار AUC و ماتریس آشفتگی الگوریتم Neural Net44
شکل 3-12: تبدیل ویژگی های غیر عددی به عدد در الگوریتم SVM خطی45
شکل 3-13 : نمودار AUC الگوریتم SVM Linear46
شکل 3-14 : نمودار AUC الگوریتم رگرسیون لجستیک47
شکل 3-15 : نمودار AUC الگوریتم Meta Decision Tree48
شکل 3-16 : قسمتی از نمودارtree الگوریتم Meta Decision Tree49
شکل 3-17 : نمودار --ial الگوریتم Meta Decision Tree49
شکل 3-18: نمودار AUC الگوریتم Wj4850
شکل 3-19 : نمودار tree الگوریتم Wj4851
شکل 3-20 : نمودار AUC الگوریتم Random forest52
شکل 3-21 : نمودار تولید 20 درخت در الگوریتم Random Forest53
شکل 3-22 : یک نمونه درخت تولید شده توسط الگوریتم Random Forest53
عنوان صفحه
شکل 3-23 : رسیدن درصد خطا به صفر پس از 8مرتبه57
شکل 3-24 : Predictor Importance for K-Means58
شکل 3-25 : اندازه خوشه ها و نسبت کوچکترین خوشه به بزرگترین خوشه در الگوریتم
K-Means59
شکل 3-26 : کیفیت خوشه ها در الگوریتمMeans K-60
شکل 3-27 : Predictor Importance for Kohonen61
شکل 3-28 : اندازه خوشه ها و نسبت کوچکترین خوشه به بزرگترین خوشه در الگوریتم
Kohonen62
شکل 3-29 : کیفیت خوشه ها در الگوریتمMeans K-63
شکل 3-30 : تعداد نرون های ورودی و خروجی در Kohonen63
شکل 3-31 : Predictor Importance for دوگامی64
شکل 3-32 : اندازه خوشه ها و نسبت کوچکترین خوشه به بزرگترین خوشه در
الگوریتم دوگامی65
شکل 3-33 : کیفیت خوشه ها در الگوریتم دوگامی66
شکل4-1: نمودارنسبت تخفیف عدم خسارت به خسارت75
فصل اول
194500518986500
مقدمه
شرکتهای تجاری و بازرگانی برای ادامه بقا و حفظ بازار همواره بر سود دهی و کاهش ضرر و زیان خود تاکید دارند از این رو روشهای جذب مشتری و همچنین تکنیکهای جلوگیری یا کاهش زیان در سرلوحه کاری این شرکتها قرار می گیرد.
از جمله شرکتهایی که بدلایل مختلف در معرض کاهش سود و یا افزایش زیان قرار می گیرند شرکتهای بیمه ای می باشند. عواملی همچون بازاریابی، وفاداری مشتریان، نرخ حق بیمه، تبلیغات، تقلب، می تواند باعث جذب یا دفع مشتری گردد که در سود و زیان تاثیر مستقیم و غیر مستقیم دارد. پرداخت خسارت نیز به عنوان تعهد شرکتهای بیمه منجر به کاهش سود و در بعضی موارد موجب زیان یک شرکت بیمه می شود. خسارت می تواند بدلایل مختلف رخ دهد و یا عملی دیگر به گونه ای خسارت جلوه داده شود که در واقع اینچنین نیست[Derrig et. al 2006].
عواملی از قبیل فرهنگ رانندگی، داشتن گواهینامه رانندگی، نوع گواهینامه و تطابق یا عدم تطابق آن با وسیله نقلیه، جاده های بین شهری و خیابانهای داخل شهر که شهرداری ها و ادارات راه را به چالش می کشد، تقلب، وضعیت آب و هوا، کیفیت خودروی خودرو سازان، سن راننده، سواد راننده، عدم تطابق حق بیمه با مورد بیمه [Wilson 2003]، روزهای تعطیل، مسافرتها و بسیاری موارد دیگر می توانند موجب خسارت و در نهایت افزایش زیان یک شرکت بیمه ای گردند.
بیمه صنعتی سودمند، ضروری و مؤثر در توسعه اقتصادی است. این صنعت بدلیل «افزایش امنیت در عرصه های مختلف زندگی و فعالیتهای اقتصادی»، «افزایش سرمایه گذاری و اشتغال و رشد اقتصادی» و « ارتقای عدالت اقتصادی و کاهش فقر ناشی از مخاطرات »، حائز جایگاه مهمی در پیشرفت و تعالی یک کشور است.
با وجود نقش مهم بیمه در بسترسازی و تأمین شرایط مساعد اقتصادی، وضعیت کنونی این صنعت در اقتصاد ملی با وضعیت مطلوب آن فاصله زیادی دارد. عدم آشنایی عمومی و کم بودن تقاضا برای محصولات بیمه ای، دانش فنی پایین در عرصه خدمات بیمه ای، عدم تطابق ریسک با حق بیمه، تفاوت فاحش در مقایسه معیارهای تشخیص ریسک بیمه شخص ثالث با نوع بیمه معادل در کشورهای توسعه یافته، وجود نارسایی ها در مدیریت واحدهای عرضه بیمه از دلایل عدم توسعه مناسب این صنعت در کشور است. از آنجا که بشر در طول تاریخ به کمک علم و تجربه رستگاری ها و توفیقات فراوانی کسب کرده است، نگاه علمی تر به مشکلات این صنعت و یافتن راه حل در بستر علم می تواند راه گشا باشد.
امروزه بوسیله روشهای داده کاوی ارتباط بین فاکتورهای مختلف موثر یا غیر موثر در یک موضوع مشخص می شود و با توجه به اینکه داده کاوی ابزاری مفید در استخراج دانش از داده های انبوه می باشد که ارتباطات نهفته بین آنها را نشان می دهد، شرکتهای تجاری بازرگانی رو به این تکنیکها آورده اند.
داده کاوی محدود به استفاده از فناوری ها نیست و از هرآنچه که برایش مفید واقع شود استفاده خواهد کرد. با این وجود آمار و کامپیوتر پر استفاده ترین علوم و فناوری های مورد استفاده داده کاوی است.
تعریف داده کاوی XE "تعریف داده کاوی" XE "تعریف داده کاوی"
داده کاوی روند کشف قوانین و دانش ناشناخته و مفید از انبوه داده ها و پایگاه داده است[ Liu et. al 2012].
انجام عمل داده کاوی نیز مانند هر عمل دیگری مراحل خاص خود را دارد که به شرح زیر می باشند:
1-جدا سازی داده مفید از داده بیگانه
2-یکپارچه سازی داده های مختلف تحت یک قالب واحد
3-انتخاب داده لازم از میان دیگر داده ها
4- انتقال داده به محیط داده کاوی جهت اکتشاف قوانین
5-ایجاد مدلها و الگوهای مرتبط بوسیله روشهای داده کاوی
6-ارزیابی مدل و الگوهای ایجاد شده جهت تشخیص مفید بودن آنها
7-انتشار دانش استخراج شده به کاربران نهایی
تعریف بیمهبیمه: بیمه عقدی است که به موجب آن یک طرف تعهد می کند در ازاء پرداخت وجه یا وجوهی از طرف دیگر در صورت وقوع یا بروز حادثه خسارت وارده بر او را جبران نموده یا وجه معینی بپردازد. متعهد را بیمه گر طرف تعهد را بیمه گذار وجهی را که بیمه گذار به بیمه گر می پردازد حق بیمه و آنچه را که بیمه می شود موضوع بیمه نامند]ماده یک قانون بیمه مصوب 7/2/1316[.
هدف پایان نامهدر این پژوهش سعی شده است با استفاده از تکنیکهای داده کاوی اقدام به شناسایی فاکتورهای تاثیر گذار در سود و زیان بیمه شخص ثالث خودرو شرکتهای بیمه نموده و ضریب تاثیر آنها را بررسی نماییم. الگوریتم های استفاده شده در این پژوهش شامل دسته بند ها، خوشه بند ها، درخت های تصمیم و قوانین انجمنی بوده است.
مراحل انجام تحقیقدر این پایان نامه با استفاده از روشهای داده کاوی با استفاده از بخشی از داده های صدور و خسارت یک سال شرکت بیمه مدل شده و از روی آنها یک الگو ساخته می شود. در واقع به این طریق به الگوریتم یاد داده می شود که ارتباطات بین داده ها، منجر به چه نتایجی می شود. سپس بخشی از داده ها که در مرحله قبل از آن استفاده نشده بود به مدل ایجاد شده داده می شود ونتایج توسط معیارهای علمی مورد ارزیابی قرار میگیرند. بمنظور آزمایش عملکرد می توان داده های دیگری به مدل داده شود و نتایج حاصله با نتایج واقعی موجود مقایسه شوند.
ساختار پایان نامهاین پایان نامه شامل چهارفصل خواهد بود که فصل اول شامل یک مقدمه و ضرورت پژوهش انجام شده و هدف این پژوهش است. در فصل دوم برخی تکنیک های داده کاوی و روشهای آن مطرح و تحقیقاتی که قبلا در این زمینه انجام شده مورد بررسی قرار می گیرند. در فصل سوم به شرح مفصل پژوهش انجام شده و نرم افزار داده کاوی مورد استفاده در این پایان نامه می پردازیم و با کمک تکنیک های داده کاوی مدل هایی ارائه می شود و مدلهای ارائه شده درهرگروه با یکدیگر مقایسه شده و بهترین مدل از میان آنها انتخاب می گردد. در فصل چهارم مسائل مطرح شده جمع بندی شده و نتایج حاصله مطرح خواهند شد و سپس تغییراتی که در آینده در این زمینه می توان انجام داد پیشنهاد می شوند.

فصل دوم
193548028194000
ادبیات موضوع و تحقیقات پیشیندر این فصل ابتدا مروری بر روشهای داده کاوی خواهیم داشت سپس به بررسی تحقیقات پیشین می پردازیم.
داده کاوی و یادگیری ماشینداده کاوی ترکیبی از تکنیک های یادگیری ماشین، تشخیص الگو، آمار، تئوری پایگاه داده و خلاصه کردن و ارتباط بین مفاهیم و الگوهای جالب به صورت خودکار از پایگاه داده شرکتهای بزرگ است. هدف اصلی داده کاوی کمک به فرآیند تصمیم گیری از طریق استخراج دانش از داده هاست [Alpaydin 2010].
هدف داده کاوی آشکار کردن روندها یا الگوهایی که تا کنون ناشناخته بوده اند برای گرفتن تصمیمات بهتر است که این هدف را بوسیله به کارگیری روشهای آماری همچون تحلیل لجستیک و خوشه بندی و همچنین با استفاده از روشهای تحلیل داده به دست آمده از رشته های دیگر )همچون شبکه های عصبی در هوش مصنوعی و درختان تصمیم در یادگیری ماشین( انجام میدهد[Koh & Gervis 2010] . چون ابزارهای داده کاوی روند ها و رفتارهای آینده را توسط رصد پایگاه داده ها برای الگوهای نهان پیش بینی می کند با عث می شوند که سازمان ها تصمیمات مبتنی بر دانش گرفته و به سوالاتی که پیش از این حل آنها بسیار زمان بر بود پاسخ دهند [Ramamohan et. al 2012 ] .
داده کاوی یک ابزار مفید برای کاوش دانش از داده حجیم است. [Patil et. al 2012 ]. داده کاوی یافتن اطلاعات بامعنای خاص ازیک تعداد زیادی ازداده بوسیله بعضی ازفناوری ها به عنوان رویه ای برای کشف دانش ازپایگاه داده است، که گام های آن شامل موارد زیر هستند [Han and Kamber 2001] .
1-پاک سازی داده ها :حذف داده دارای نویز و ناسازگار
2-یکپارچه سازی داده: ترکیب منابع داده گوناگون
3-انتخاب داده: یافتن داده مرتبط با موضوع از پایگاه داده
4-تبدیل داده: تبدیل داده به شکل مناسب برای کاوش
5-داده کاوی: استخراج مدل های داده با بهره گیری از تکنولوژی
6- ارزیابی الگو: ارزیابی مدل هایی که واقعا برای ارائه دانش مفید هستند
7-ارائه دانش: ارائه دانش بعد ازکاوش به کاربران بوسیله استفاده از تکنولوژیهایی همچون ارائه بصری [Lin & Yeh 2012] .
ابزارها و تکنیک های داده کاویبا توجه به تنوع حجم و نوع داده ها، روش های آماری زیادی برای کشف قوانین نهفته در داده ها وجود دارند. این روش ها می توانند با ناظر یا بدون ناظر باشند. [Bolton & Hand 2002] در روش های با ناظر، نمونه هایی از مواردخسارتی موجود است و مدلی ساخته می شود که براساس آن، خسارتی یا غیر خسارتی بودن نمونه های جدید مشخص می شود. این روش جهت تشخیص انواع خسارت هایی مناسب است که از قبل وجود داشته اند]فولادی نیا و همکاران 1392[ .
روش های بدون ناظر، به دنبال کشف نمونه هایی هستند که کمترین شباهت را با نمونه های نرمال دارند. برای انجام فعالیت هایی که در هر فاز داده کاوی باید انجام شود از ابزارها و تکنیک های گوناگونی چون الگوریتمهای پایگاه داده، تکنیکهای هوش مصنوعی، روشهای آماری، ابزارهای گرافیک کامپیوتری و مصور سازی استفاده می شود. هر چند داده کاوی لزوما به حجم داده زیادی بعنوان ورودی نیاز ندارد ولی امکان دارد در یک فرآیند داده کاوی حجم داده زیادی وجود داشته باشد.
در اینجاست که از تکنیک ها وابزارهای پایگاه داده ها مثل نرمالسازی، تشخیص و تصحیح خطا و تبدیل داده ها بخصوص در فازهای شناخت داده و آماده سازی داده استفاده می شود. همچنین تقریبا در اکثرفرآیند های داده کاوی از مفاهیم، روشها و تکنیک های آماری مثل روشهای میانگین گیری )ماهیانه، سالیانه و . . . (، روشهای محاسبه واریانس و انحراف معیار و تکنیک های محاسبه احتمال بهره برداری های فراوانی می شود. یکی دیگر از شاخه های علمی که به کمک داده کاوی آمده است هوش مصنوعی می باشد.
هدف هوش مصنوعی هوشمند سازی رفتار ماشینها است. می توان گفت تکنیک های هوش مصنوعی بطور گسترده ای در فرآیند داده کاوی به کار می رود بطوریکه بعضی از آماردانها ابزارهای داده کاوی را بعنوان هوش آماری مصنوعی معرفی می کنند.
قابلیت یادگیری بزرگترین فایده هوش مصنوعی است که بطور گسترده ای در داده کاوی استفاده می شود. تکنیک های هوش مصنوعی که در داده کاوی بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از شبکه های عصبی، روشهای تشخیص الگوی یادگیری ماشین و الگوریتمهای ژنتیک ونهایتا تکنیک ها و ابزارهای گرافیک کامپیوتری و مصور سازی که بشدت در داده کاوی بکار گرفته می شوند و به کمک آنها می توان داده های چند بعدی را به گونه ای نمایش داد که تجزیه وتحلیل نتایج برای انسان براحتی امکان پذیر باشد [Gupta 2006].
روشهای داده کاوی عمده روشهای داده کاوی عبارتند از روشهای توصیف داده ها، روشهای تجزیه و تحلیل وابستگی، روشهای دسته بندی و پیشگویی، روشهای خوشه بندی، روشهای تجزیه و تحلیل نویز.
می توان روش های مختلف کاوش داده را در دو گروه روش های پیش بینی و روش های توصیفی طبقه بندی نمود. روش های پیش بینی در متون علمی به عنوان روش های با ناظر نیزشناخته می شوند. روش های دسته بندی، رگرسیون و تشخیص انحراف از روشهای یادگیری مدل در داده کاوی با ماهیت پیش بینی هستند. در الگوریتم های دسته بندی مجموعه داده اولیه به دو مجموعه داده با عنوان مجموعه داده های آموزشی و مجموعه داده های آزمایشی تقسیم می شود که با استفاده از مجموعه داده های آموزشی مدل ساخته می شود و از مجموعه داده های آزمایشی برای اعتبار سنجی و محاسبه دقت مدل ساخته شده استفاده می شود. هررکورد شامل یک مجموعه ویژگی است.
یکی از ویژگی ها، ویژگی دسته نامیده می شود و در مرحله آموزش براساس مقادیر سایر ویژگی ها برای مقادیر ویژگی دسته، مدل ساخته می شود. روشهای توصیفی الگوهای قابل توصیفی را پیدا میکنند که روابط حاکم بر داده ها را بدون در نظرگرفتن هرگونه برچسب و یا متغیرخروجی تبیین نمایند. درمتون علمی روشهای توصیفی با نام روشهای بدون ناظر نیز شناخته می شوند ]صنیعی آباده 1391[.

روشهای توصیف داده هاهدف این روشها ارائه یک توصیف کلی از داده هاست که معمولا به شکل مختصر ارائه می شود. هر چند توصیف داده ها یکی از انواع روشهای داده کاوی است ولی معمولا هدف اصلی نیست واغلب از این روش برای تجزیه و تحلیل نیاز های اولیه و شناخت طبیعت داده ها و پیدا کردن خصوصیات ذاتی داده ها یا برای ارائه نتایج داده کاوی استفاده می شود [Sirikulvadhana 2002] .
روشهای تجزیه و تحلیل وابستگی هدف این روشها پیدا کردن ارتباطات قابل توجه بین تعداد زیادی از متغیر ها یا صفات می باشد[Gupta 2006] . یکی از روشهای متداول برای کشف قواعد وابستگی مدل Apriori است که نسبت به سایر مدلهای کشف قواعد وابستگی سریعتر بوده و محدودیتی از نظر تعداد قواعد ندارد [Xindong et al 2007] . کاوش قواعد تلازمی یکی از محتواهای اصلی تحقیقات داده کاوی در حال حاضر است و خصوصا بر یافتن روابط میان آیتم های مختلف در پایگاه داده تاکید دارد [Patil et. al 2012] . سه مدل CARMA و GRI و Fpgrowth سه الگوریتم دیگر از قواعد وابستگی هستند.
روشهای دسته بندی و پیشگویی
دسته بندی یک فرآیند یافتن مدل است که برای بخش بندی داده به کلاس های مختلف برطبق بعضی محدودیت ها استفاده شده است. به بیان دیگر ما می توانیم بگوییم که دسته بندی یک فرآیند تعمیم داده بر طبق نمونه های مختلف است. چندین نمونه اصلی الگوریتم های طبقه بندی شامل C4. 5 ، K نزدیکترین همسایه، بیز ساده و SVM است [Kumar and Verna 2012].
یکی از این نوع الگوریتم ها نظریه بیز می باشد. این دسته بند از یک چارچوب احتمالی برای حل مساله استفاده می کند. یک رکورد مفروض با مجموعه ویژگی های (A1, A2…. An) را درنظر بگیرید. هدف تشخیص دسته این رکورد است. در واقع از بین دسته های موجود به دنبال دسته ای هستیم که مقدارP(C|A1, A2…. An) را بیشینه کند. پس این احتمال را برای تمامی دسته های موجود محاسبه کرده و دسته ای که این احتمال به ازای آن بیشینه شود را به عنوان دسته رکورد جدید در نظر می گیریم.
PCA=PAC PCPAرگرسیون نیز نوع دیگری از این الگوریتم ها است. پیش بینی مقدار یک متغیر پیوسته بر اساس مقادیر سایر متغیرها بر مبنای یک مدل وابستگی خطی یا غیر خطی رگرسیون نام دارد. درواقع یک بردار X داریم که به یک متغیر خروجی y نگاشت شده است. هدف محاسبه y یا همان F(X) است که از روی تخمین تابع مقدار آن محاسبه می شود.
درخت تصمیمدرخت تصمیم از ابزارهای داده کاوی است که در رده بندی داده های کیفی استفاده می شود. در درخت تصمیم، درخت کلی به وسیله خرد کردن داده ها به گره هایی ساخته می شود که مقادیری از متغیر ها را در خود جای می دهند. با ایجاد درخت تصمیم بر اساس داده های پیشین که رده آنها معلوم است، می توان داده های جدید را دسته بندی کرد. روش درخت تصمیم به طور کلی برای دسته بندی استفاده می شود، زیرا یک ساختار سلسله مراتبی ساده برای فهم کاربر و تصمیم گیری است. الگوریتم های داده کاوی گوناگونی برای دسته بندی مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی، قوانین نزدیکترین همسایگی و دسته بندی بیزین در دسترس است اما درخت تصمیم یکی از ساده ترین تکنیک هاست [Patil et. al 2012] . از انواع درخت های تصمیم می توان C4. 5 و C5 و Meta Decision Tree و Random Forest وJ48 را نام برد.

2-3-5-شبکه عصبیروش پرکاربرد دیگر در پیشگویی نتایج استفاده از شبکه های عصبی می باشد. شبکه های عصبی مدل ساده شده ای است که بر مبنای عملکرد مغز انسان کار می کند. اساس کار این شبکه شبیه سازی تعداد زیادی واحد پردازشی کوچک است که با هم در ارتباط هستند. به هریک از این واحد ها یک نرون گفته می شود. نرون ها بصورت لایه لایه قرار دارند و در یک شبکه عصبی معمولا سه لایه وجود دارد [Gupta 2006] . اولین لایه )لایه ورودی ( ، دومین )لایه نهان (و سومین )لایه خروجی (. لایه نهان می تواند متشکل از یک لایه یا بیشتر باشد [P--han et. al 2011 ] .
2-3-6- استدلال مبتنی بر حافظهتوانایی انسان در استدلال براساس تجربه، به توانایی او در شناخت و درک نمونه های مناسبی که مربوط به گذشته است، بستگی دارد. افراد در ابتدا تجارب مشابهی که در گذشته داشته را شناسایی و سپس دانشی که از آن ها کسب کرده است را برای حل مشکل فعلی به کار می گیرند. این فرآیند اساس استدلال مبتنی بر حافظه است. یک بانک اطلاعاتی که از رکوردهای شناخته شده تشکیل شده است مورد جستجو قرار می گیرد تارکوردهای از قبل طبقه بندی شده و مشابه با رکورد جدید یافت شود.
از این همسایه ها برای طبقه بند ی و تخمین زدن استفاده می شود. KNN یک نمونه از این الگوریتم هاست. فرض کنید که یک نمونه ساده شده با یک مجموعه از صفت های مختلف وجود دارد، اما گروهی که این نمونه به آن متعلق است نامشخص است. مشخص کردن گروه می تواند از صفت هایش تعیین شود. الگوریتم های مختلفی می تواند برای خودکار سازی فرآیند دسته بندی استفاده بشود. یک دسته بند نزدیک ترین همسایه یک تکنیک برای دسته بندی عناصر است مبتنی بردسته بندی عناصر در مجموعه آموزشی که شبیه تر به نمونه آزمایشی هستند.
باتکنیک Kنزدیکترین همسایه، این کار با ارزیابی تعداد K همسایه نزدیک انجام می شود. [Tan et al 2006] . تمام نمونه های آموزشی در یک فضای الگوی چند بعدی ذخیره شده اند. وقتی یک نمونه ناشناخته داده می شود، یک دسته بند نزدیکترین همسایه در فضای الگو برای K نمونه آموزشی که نزدیک به نمونه ناشناخته هستند جستجو می کند. نزدیکی بر اساس فاصله اقلیدسی تعریف می شود [Wilson and Martinez 1997] .
2-3-7-ماشین های بردار پشتیبانیSVM اولین بار توسط Vapnik در سال 1990 معرفی شد و روش بسیار موثری برای رگرسیون و دسته بندی و تشخیص الگو است [Ristianini and Shawe 2000] .
SVM به عنوان یک دسته بند خوب در نظر گرفته می شود زیرا کارایی تعمیم آن بدون نیاز به دانش پیشین بالاست حتی وقتیکه ابعاد فضای ورودی بسیار بالاست. هدف SVM یافتن بهترین دسته بند برای تشخیص میان اعضای دو کلاس در مجموعه آموزشی است [Kumar and Verna 2012] .
رویکرد SVM به این صورت است که در مرحله آموزش سعی دارد مرز تصمیم گیری را به گونه ای انتخاب نماید که حداقل فاصله آن با هر یک از دسته های مورد نظر را بیشینه کند. این نوع انتخاب مرز بر اساس نقاطی بنام بردارهای پشتیبان انجام می شوند.
2-3-8-روشهای خوشه بندی هدف این روشها جداسازی داده ها با خصوصیات مشابه است. تفاوت بین دسته بندی و خوشه بندی این است که در خوشه بندی از قبل مشخص نیست که مرز بین خوشه ها کجاست و برچسبهای هر خوشه از پیش تعریف شده است ولی در دسته بندی از قبل مشخص است که هر دسته شامل چه نوع داده هایی می شود و به اصطلاح برچسب های هر دسته از قبل تعریف شده اند. به همین دلیل به دسته بندی یادگیری همراه با نظارت و به خوشه بندی یادگیری بدون نظارت گفته می شود [Osmar 1999] .
2-3-9- روش K-Meansیکی از روش های خوشه بندی مدل K-Means است که مجموعه داده ها را به تعدادثابت و مشخصی خوشه، خوشه بندی می کند. روش کار آن به این صورت است که تعداد ثابتی خوشه در نظر میگیرد و رکوردها را به این خوشه ها اختصاص داده و مکرراً مراکز خوشه ها را تنظیم می کند تا زمانیکه بهترین خوشه بندی بدست آید[Xindong et al 2007].
2-3-10-شبکه کوهننشبکه کوهنن نوعی شبکه عصبی است که در این نوع شبکه نرون ها در دو لایه ورودی و خروجی قرار دارند و همه نرون های ورودی به همه نرون های خروجی متصل اندو این اتصالات دارای وزن هستند. لایه خروجی در این شبکه ها بصورت یک ماتریس دو بعدی چیده شده و به آن نقشه خروجی گفته می شود. مزیت این شبکه نسبت به سایر انواع شبکه های عصبی این است که نیاز نیست دسته یا خوشه داده ها از قبل مشخص باشد، حتی نیاز نیست تعداد خوشه ها از قبل مشخص باشد. شبکه های کوهنن با تعداد زیادی نرون شروع می شود و به تدریج که یادگیری پیش می رود، تعداد آنها به سمت یک تعداد طبیعی و محدود کاهش می یابد.
2-3-11-روش دو گاماین روش در دو گام کار خوشه بندی را انجام می دهد. در گام اول همه داده ها یک مرور کلی می شوند و داده های ورودی خام به مجموعه ای از زیر خوشه های قابل مدیریت تقسیم می شوند. گام دوم با استفاده از یک روش خوشه بندی سلسله مراتبی بطور مداوم زیر خوشه ها را برای رسیدن به خوشه های بزرگتر با هم ترکیب می کند بدون اینکه نیاز باشد که جزئیات همه داده ها را مجددا مرور کند.
2-3-12-روشهای تجزیه و تحلیل نویزبعضی از داده ها که به طور بارز و مشخصی از داده های دیگر متمایز هستند اصطلاحاً بعنوان داده خطا یا پرت شناخته می شوند که باید قبل از ورود به فاز مدلسازی و در فاز آماده سازی داده ها برطرف شوند. با وجود این زمانیکه شناسایی داده های غیر عادی یا غیر قابل انتظار مانند موارد تشخیص تقلب هدف اصلی باشد، همین نوع داده ها مفید هستند که در این صورت به آنها نویز گفته می شود [Osmar 1999].
دسته های نامتعادل]صنیعی آباده 1391[.
مجموعه داده هایی که در آنها ویزگی دسته دارای توزیع نامتعادل باشد بسیار شایع هستند. مخصوصاً این مجموعه داده ها در کاربردها و مسائل واقعی بیشتر دیده می شوند.
در چنین مسائلی با وجود اینکه تعداد رکوردهای مربوط به دسته نادر بسیار کمتر از دسته های دیگر است، ولی ارزش تشخیص دادن آن به مراتب بالاتر از ارزش تشخیص دسته های شایع است. در داده کاوی برای برخورد با مشکل دسته های نامتعادل از دو راهکار استفاده می شود:
راهکار مبتنی بر معیار
راهکار مبتنی بر نمونه برداری
راهکار مبتنی بر معیاردر دسته بندی شایع ترین معیار ارزیابی کارایی دسته بند، معیار دقت دسته بندی است. در معیار دقت دسته بندی فرض بر یکسان بودن ارزش رکوردهای دسته های مختلف دسته بندی است. در راهکار مبتنی بر معیار بجای استفاده از معیار دقت دسته بندی از معیارهایی بهره برداری می شود که بتوان بالاتر بودن ارزش دسته های نادر و کمیاب را در آنها به نحوی نشان داد. بنابراین با لحاظ نمودن معیارهای گفته شده در فرآیند یادگیری خواهیم توانست جهت یادگیری را به سمت نمونه های نادر هدایت نماییم. از جمله معیارهایی که برای حل مشکل عدم تعادل دسته ها بکار می روند عبارتند از Recall, Precession, F-Measure, AUC و چند معیار مشابه دیگر.
2-4-2-راهکار مبتنی بر نمونه بردارینمونه برداری یکی از راهکارهای بسیار موثربرای مواجهه با مشکل دسته های نامتعادل است. ایده اصلی نمونه برداری آن است که توزیع نمونه ها را به گونه ای تغییر دهیم که دسته کمیاب به نحو پررنگ تری در مجموعه داده های آموزشی پدیدار شوند. سه روش برای این راهکار وجود دارد که عبارتند از:
الف- نمونه برداری تضعیفی:
در این روش نمونه برداری، توزیع نمونه های دسته های مساله به گونه ای تغییر می یابند که دسته شایع به شکلی تضعیف شود تا از نظرفراوانی با تعداد رکوردهای دسته نادر برابری کند. به این ترتیب هنگام اجرای الگوریتم یادگیری، الگوریتم ارزشی مساوی را برای دو نوع دسته نادر و شایع درنظر می گیرد.
ب- نمونه برداری تقویتی:


این روش درست برعکس نمونه برداری تضعیفی است. بدین معنی که نمونه های نادر کپی برداری شده و توزیع آنها با توزیع نمونه های شایع برابر می شود.
ج- نمونه برداری مرکب:
در این روش از هردو عملیات تضعیفی و تقویتی بصورت همزمان استفاده میشود تا توزیع مناسب بدست آید.
در این پژوهش با توجه به کمتر بودن نسبت نمونه نادر یعنی منجر به خسارت شده به نمونه شایع از روش نمونه برداری تضعیفی استفاده گردید که کل تعداد نمونه ها به حدود 3 هزار رکورد تقلیل پیدا کرد و توزیع نمونه ها به نسبت مساوی بوده است. شایان ذکر است این نمونه برداری پس از انجام مرحله پاک سازی داده ها انجام شد که خود مرحله پاکسازی با عث تقلیل تعداد نمونه های اصلی نیز گردیده بود.
پیشینه تحقیقسالهاست که محققان در زمینه بیمه و مسائل مرتبط با آن به تحقیق پرداخته اند و از جمله مسائلی که برای محققان بیشتر جذاب بوده است می توان به کشف تقلب اشاره کرد.
Brockett و همکاران [Brockett et. al 1998] ابتدا به کمک الگوریتم تحلیل مولفه های اصلی (PCA) به انتخاب ویژگی ها پرداختند و سپس با ترکیب الگوریتم های خوشه بندی و شبکه های عصبی به کشف تقلبات بیمه اتومبیل اقدام کردند. مزیت این کار ترکیب الگوریتمها و انتخاب ویژگی بوده که منجر به افزایش دقت خروجی بدست آمده گردید.
Phua و همکاران [ Phua et. al 2004] با ترکیب الگوریتم های شبکه های عصبی پس انتشاری ، بیزساده و درخت تصمیم c4.5 به کشف تقلب در بیمه های اتومبیل پرداختند.نقطه قوت این کار ترکیب الگوریتم ها بوده اما بدلیل عدم کاهش ویژگی ها و کاهش ابعاد مساله میزان دقت بدست آمده در حد اعلی نبوده است.
Allahyari Soeini و همکاران [Allahyari Soeini et. al 2012] نیز یک متدلوژی با استفاده از روشهای داده کاوی خوشه بندی ودرخت تصمیم برای مدیریت مشتریان ارائه دادند. از ایرادات این روش میتوان عدم استفاده از الگوریتم های دسته بندی و قوانین انجمنی را نام برد.
مورکی علی آباد ] مورکی علی‌آباد1390[ تحقیقی داشته است که اخیراً در زمینه بیمه صورت گرفته و درمورد طبقه‌بندی مشتریان صنعت بیمه با هدف شناسایی مشتریان بالقوه با استفاده از تکنیک‌های داده‌کاوی (مورد مطالعه: بیمه‌گذاران بیمه آتش‌سوزی شرکت بیمه کارآفرین (که هدف آن دسته بندی مشتریان صنعت بیمه بر اساس میزان وفاداری به شرکت، نوع بیمه نامه های خریداری شده، موقعیت جغرافیایی مکان های بیمه شده و میزان جذب به شرکت بیمه در بازه زمانی 4 سال گذشته بوده است. روش آماری مورد استفاده از تکنیک های داده کاوی نظیر درخت تصمیم و دسته بندی بود. این تحقیق نیز چون نمونه آن قبلا انجام شده بوده از الگوریتم های متفاوت استفاده نکرده است. همچنین سعی بر بهبود تحقیق قبلی نیز نداشته است. وجه تمایز این تحقیق با نمونه قبلی استفاده از ویژگی های متفاوت بوده است.
عنبری ]عنبری 1389[ نیز پژوهشی در خصوص طبقه بندی ریسک بیمه گذاران در رشته بیمه بدنه اتومبیل با استفاده از داده کاوی داشته است که هدف استفاده از داده های مربوط به بیمه نامه بدنه از کل شرکتهای بیمه (بانک اطلاعاتی بیمه خودرو) بوده و سعی بر آن شده است تا بررسی شود که آیا میتوان بیمه گذاران بیمه بدنه اتومبیل را از نظر ریسک طبقه بندی کرد؟ و آیا درخت تصمیم برای طبقه بندی بیمه گذاران بهترین ابزار طبقه بندی می باشد؟ و آیا سن و جنسیت از موثرترین عوامل در ریسک بیمه گذار محسوب می شود؟ نتایج این طبقه بندی به صورت درخت تصمیم و قوانین نشان داده شده است. ونتایج حاصل از صحت مدل درخت تصمیم با نتایج الگوریتم های شبکه عصبی و رگرسیون لجستیک مورد مقایسه قرار گرفته است. از مزیت های این تحقیق استفاده از الگوریتم های متفاوت و مقایسه نتایج حاصله برای بدست آوردین بهترین الگوریتم ها بوده است.
رستخیز پایدار]رستخیز پایدار 1389[ تحقیقی دیگر در زمینه بخش بندی مشتریان بر اساس ریسک با استفاده از تکنیک داده کاوی (مورد مطالعه: بیمه بدنه اتومبیل بیمه ملت) داشته است. با استفاده از مفاهیم شبکه خود سازمانده بخش بندی بر روی مشتریان بیمه بدنه اتومبیل بر اساس ریسک صورت گرفت. در این تحقیق عوامل تأثیرگذار بر ریسک بیمه گذاران طی دو مرحله شناسایی گردید. در مرحله اول هیجده فاکتور ریسک در چهار گروه شامل مشخصات جمعیت شناختی، مشخصات اتومبیل، مشخصات بیمه نامه و سابقه راننده از بین مقالات علمی منتشر گردیده در ژورنال های معتبر در بازه سال های 2000 الی 2009 استخراج گردید و در مرحله دوم با استفاده از نظرسنجی از خبرگان فاکتورهای نهایی تعیین گردید. مشتریان بیمه بدنه اتومبیل در این تحقیق با استفاده از شبکه های عصبی خودسازمانده به چهار گروه مشتریان با ریسک های متفاوت بخش بندی گردیدند. مزیت این تحقیق استفاده از نظر خبرگان بیمه بوده و ایراد آن عدم استفاده از ویژگی های بیشتر و الگوریتم های انتخاب ویژگی بوده است.
ایزدپرست  ]ایزدپرست1389[ همچنین تحقیقی در مورد ارائه چارچوبی برای پیش بینی خسارت مشتریان بیمه بدنه اتومبیل با استفاده از راهکار داده کاوی انجام داده است که چارچوبی برای شناسایی مشتریان بیمه بدنه اتومبیل ارائه می‌گردد که طی آن میزان خطرپذیری مشتریان پیش‌بینی شده و مشتریان بر اساس آن رده‌بندی می‌گردند. در نتیجه با استفاده از این معیار (سطح خطرپذیری) و نوع بیمه‌نامه مشتریان، میتوان میزان خسارت آنان را پیش‌بینی کرده و تعرفه بیمه‌نامه متناسب با ریسک آنان تعریف نمود. که این مطلب می‌تواند کمک شایانی برای شناسایی مشتریان و سیاستگذاری‌های تعرفه بیمه نامه باشد. در این تحقیق از دو روش خوشه‌بندی و درخت‌تصمیم استفاده می‌گردد. در روش خوشه‌بندی مشتریان بر اساس ویژگی هایشان در خوشه هایی تفکیک شده، سپس میانگین سطح خسارت در هر یک از این خوشه‌ها را محاسبه میکند. حال مشتریان آتی با توجه به اینکه به کدامیک از این خوشه‌ها شبیه تر هستند در یکی از آنها قرار می‌گیرند تا سطح خسارتشان مشخص گردد. در روش درخت‌تصمیم با استفاده از داده‌های مشتریان، درختی را بر اساس مجموعه‌ای از قوانین که بصورت "اگر-آنگاه" می‌باشد ایجاد کرده و سپس مشتریان جدید با استفاده از این درخت رده‌بندی می‌گردند. در نهایت هر دو این مدلها مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. ایراد این روش در عدم استفاده از دسته بند ها بوده است. چون ماهیت تحقیق پیش بینی بوده است استفاده از دسته بند ها کمک شایانی به محقق در تولبد خروجی های حذاب تر می کرد.
خلاصه فصلعمده پژوهشهایی که درخصوص داده های بیمه ای صورت گرفته کمتر به سمت پیش بینی سود و زیان شرکتهای بیمه بوده است. در موارد مشابه نیزپیش بینی خسارت مشتریان انجام شده که هدف دسته بندی مشتریان بوده است. موضوع این پژوهش اگرچه از نوع همسان با تحقیقات گفته شده است اما در جزئیات بیمه شخص ثالث را پوشش می دهد که درکشور ما یک بیمه اجباری تلقی می شود. همچنین تعداد خصیصه هایی که در صدور یا خسارت این بیمه نامه دخالت دارند نسبت به سایر بیمه های دیگر بیشتر بوده ضمن اینکه بررسی سود یا زیان بیمه شخص ثالث با استفاده از دانش نوین داده کاوی کارتقریبا جدیدی محسوب می شود.

فصل سوم
2087880229743000
شرح پژوهشدر این فصل هدف بیان مراحل انجام این پژوهش و تحلیل خروجی های بدست آمده می باشد.

انتخاب نرم افزاردر اولین دهه آغاز به کار داده کاوی و در ابتدای امر، هنوز ابزار خاصی برای عملیات کاوش وجود نداشت و تقریبا نیاز بود تا تمامی تحلیل گران، الگوریتمهای موردنظر داده کاوی و یادگیری ماشین را با زبان های برنامه نویسی مانند c یا java یا ترکیبی از چند زبان پیاده سازی کنند. اما امروزه محیط های امکان پذیر برای این امر، با امکانات مناسب و قابلیت محاوره گرافیکی زیادی را می توان یافت]صنیعی آباده 1391[.
Rapidminerاین نرم افزار یک ابزار داده کاوی متن باز است که به زبان جاوا نوشته شده و از سال 2001 میلادی تا به حال توسعه داده شده است. در این نرم افزار سعی تیم توسعه دهنده بر این بوده است که تا حد امکان تمامی الگوریتم های رایج داده کاوی و همچنین یادگیری ماشین پوشش داده شوند. بطوری که حتی این امکان برای نرم افزار فراهم شده است تا بتوان سایر ابزارهای متن باز داده کاوی را نیز به آن الحاق نمود. رابط گرافیکی شکیل و کاربر پسند نرم افزار نیز آن را یک سرو گردن بالاتر از سایر ابزارهای رقیب قرار میدهد]صنیعی آباده 1391[.
مقایسه RapidMiner با سایر نرم افزار های مشابهدر اینجا دو نرم افزار مشهور متن باز را با RapidMiner مقایسه خواهیم کرد و معایب و مزایای آنها را بررسی می کنیم.
الف-R
یک زبان برنامه نویسی و یک پکیج داده کاوی به همراه توابع آماری است و بر پایه زبان های s و scheme پیاده سازی شده است. این نرم افزار متن باز، حاوی تکنیک های آماری مانند: مدل سازی خطی و غیرخطی، آزمون های کلاسیک آماری، تحلیل سری های زمانی، دسته بندی، خوشه بندی، و همچنین برخی قابلیت های گرافیکی است. R را می توان در محاسبات ماتریسی نیز بکار برد که این امر منجر به استفاده از آن در علم داده کاوی نیز می شود.
-مزایا:
شامل توابع آماری بسیار گسترده است.
بصورت بسیارمختصر قادر به حل مسائل آماری است.
دربرابر سایر نرم افزار های مرسوم کار با آرایه مانند Mathematica, PL, MATLAB, LISP/Scheme قدرت مند تر است.
با استفاده از ویژگی Pipeline قابلیت ترکیب بالایی را با سایر ابزارها و نرم افزارها دارد.
توابع نمودار مناسبی دارد.
-معایب:
فقدان واسط کاربری گرافیک
فقدان سفارشی سازی لزم جهت داده کاوی
ساختار زبانی کاملا متفاوت نسبت به زبان های برنامه نویسی مرسوم مانندc, PHP, java, vb, c#.
نیاز به آشنایی با زبانهای آرایه ای
قدیمی بودن این زبان نسبت به رقبا. این زبان در 1990 ساخته شده است.
ب- Scipy
یک مجموعه از کتابخانه های عددی متن باز برای برنامه نویسی به زبان پایتون است که برخی از الگوریتم های داده کاوی را نیز پوشش می دهد.
-مزایا
برای کاربردهای ریاضی مناسب است.
عملیات داده کاوی در این نرم افزار چون به زبان پایتون است راحت انجام می شود.
-معایب
الگوریتم های یادگیری مدل در این کتابخانه هنوز به بلوغ کامل نرسیده اند و درحال تکامل هستند.
برای پیاده سازی الگوریتم های داده کاوی توسط این ابزار باید از ترکیب های متفاوت آنچه در اختیار هست استفاده کرد.
ج-WEKA
ابزار رایج و متن باز داده کاوی است که کتابخانه های آماری و داده کاوی بسیاری را شامل میشود. این نرم افزار بوسیله جاوا نوشته شده است و در دانشگاه وایکاتو در کشور نیوزلند توسعه داده شده است.
-مزایا
دارای بسته های فراوان یادگیری ماشین.
دارای نمای گرافیکی مناسب.
مشخصا به عنوان یک ابزار داده کاوی معرفی شده است.
کار کردن با آن ساده است.
اجرای همزمان چندین الگوریتم و مقایسه نتایج.
همانطور که مشخص شد weka در مقابل دیگر نرم افزار های بیان شده به لحاظ قدرت و کاربر پسندی به Rapidminer نزدیک تر است و شباهت های زیادی به هم دارند زیرا که:
هردو به زبان جاوا نوشته شده اند.
هردو تحت مجوزGPL منتشر شده اند.
Rapidminer بسیاری از الگوریتمهای weka را در خود بارگذاری میکند.
اما weka معایبی نسبت به Rapidminer دارد از جمله اینکه:
در اتصال به فایلهای حاوی داده Excel و پایگاه های داده که مبتنی بر جاوا نیستند ضعیف عمل میکند.
خواندن فایلهای csv به شکل مناسبی سازماندهی نشده است.
به لحاظ ظاهری در رده پایینتری قرار دارد.
در نهایت بعد از بررسی های انجام شده حتی در میان نرم افزار های غیرمتن باز تنها ابزاری که کارایی بالاتری از Rapidminer داشت statistica بود که متن باز نبوده و استفاده از آن نیازمند تقبل هزینه آن است]صنیعی آباده 1391[.
در یازدهمین و دوازدهمین بررسی سالانه KDDnuggets Data Mining / Analytics رای گیری با طرح این سوال که کدام ابزار داده کاوی را ظرف یک سال گذشته برای یک پروژه واقعی استفاده کرده ایددر سال 2010 از بین 912 نفر و در سال 2011 ازبین 1100 نفر انجام شد. توزیع رای دهندگان بدین صورت بوده است:
اروپای غربی 37%
آمریکای شمالی 35%
اروپای شرقی 10%
آسیا 6%
اقیانوسیه 4%
آمریکای لاتین 4%
آفریقا و خاورمیانه %4
نتایج به شرح جدول 3-1 بوده است :
جدول شماره 3-1: نتایج رای گیری استفاده از نرم افزارهای داده کاوی
2011 Vote 2010 Vote Software name
37. 8% 27. 7% Rapidminer
29. 8% 23. 3% R
24. 3% 21. 8% Excel
12. 1% 13. 6% SAS
18. 4% 12. 1% Your own code
19. 2% 12. 1% KNIMe
14. 4% 11. 8% WEKA
1. 6% 10. 6% Salford
6. 3% 8. 5% Statistica
همانطور که نتایج رای گیری مشخص میکند نرم افزار Rapidminer بیشترین استفاده کننده را دارد.
در این پایان نامه نیز عملیات داده کاوی توسط این نرم افزار انجام می شود. ناگفته نماند در قسمتهایی از نرم افزار minitab و Clementine12 نیز برای بهینه کردن پاسخ بدست آمده و بالابردن کیفیت نتایج استفاده شده است.

داده ها داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل مجموعه بیمه نامه های شخص ثالث صادر شده استان کهگیلویه و بویراحمد در سال 1390 شمسی بوده که بیمه نامه های منجر شده به خسارت نیز در این لیست مشخص گردیده اند. تعداد کل رکوردها حدود 20 هزار رکورد بوده که از این تعداد تقریباً 7. 5 درصد یعنی حدود 1500 رکوردمنجر به خسارت گردیده اند.
3-2-1- انتخاب دادهداده مورد استفاده در این پژوهش شامل دو مجموعه داده به شرح زیر بوده است:
صدور: اطلاعات بیمه نامه های صادره
خسارت: جزئیات خسارت پرداختی ازمحل هر بیمه نامه که خسارت ایجاد کرده
3-2-2-فیلدهای مجموعه داده صدور
این فیلدها در حالت اولیه 137 مورد به شرح جدول 3-2 بوده است.
3-2-3-کاهش ابعاد
در این پژوهش بخاطر موثرنبودن فیلدهایی اقدام به حذف این مشخصه ها کرده و فیلدهای موثر نهایی به 42 فیلد کاهش یافته که به شرح جدول 3-3 بدست آمده اند. کاهش ابعاد میتواند شامل حذف فیلدهای موثر که دارای اثر بسیار ناچیز درمقابل دیگر فیلدها است نیز باشد.
جدول شماره 3-2: فیلدهای اولیه داده های صدور
ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد
1 بیمه‌نامه 33 مدت بیمه 65 تعهدمازاد
2 سال‌صدوربیمه‌نامه 34 زمان‌شروع 66 کدنوع‌تعهدسرنشین
3 رشته‌بیمه 35 شغل‌بیمه‌گذار 67 میزان‌تعهدسرنشین
4 نمایش سند 36 سن‌بیمه‌گذار 68 حق‌بیمه‌ثالث‌قانونی
5 مکانیزه 37 سال‌کارت 69 ثالث قانونی+تعدددیات
6 دستی 38 سریال‌کارت 70 حق‌بیمه‌بند4
7 وب‌بنیان 39 کدوسیله‌نقلیه 71 حق‌بیمه‌ماده1
8 نام‌استان 40 کدزیررشته‌آمار 72 حق‌بیمه‌مازاد
9 نام‌شعبه 41 نوع‌وسیله‌نقلیه 73 حق‌بیمه‌سرنشین
10 کدشعبه 42 سیستم 74 مالیات
11 شعبه‌محل‌صدور 43 سال ساخت 75 مازادجانی
12 شعبه 44 رنگ 76 حق‌بیمه‌مازادمالی
13 نمایندگی‌محل‌صدور 45 شماره‌شهربانی 77 عوارض‌ماده92
14 کددولتی 46 شماره‌موتور 78 حق‌بیمه‌دریافتی
15 نمایندگی 47 شماره‌شاسی 79 tadodflg
16 دولتی 48 تعدادسیلندر 80 حق‌بیمه‌تعددخسارت
17 صادره‌توسط شعبه 49 کدواحدظ‌رفیت 81 جریمه‌بیمه‌مرکزی
18 کارمندی 50 ظرفیت 82 حق‌بیمه‌صادره‌شعبه
19 کدصادره‌توسط شعبه 51 شرح‌مورداستفاده 83 حق‌بیمه‌صادره‌نمایندگی
20 سریال‌بیمه‌نامه 52 یدک‌دارد؟ 84 کداضافه‌نرخ‌حق‌بیمه
21 شماره‌بیمه‌نامه 53 اتاق‌وسیله‌نقلیه 85 اضافه‌نرخ‌ثالث
22 نام‌بیمه‌گذار 54 نوع‌پلاک 86 اضافه‌نرخ‌بند4
23 آدرس‌بیمه‌گذار 55 جنسیت 87 اضافه‌نرخ‌مازاد
24 تلفن‌بیمه‌گذار 56 کدنوع‌بیمه‌نامه 88 تعدددیات
25 کدسازمان 57 نوع‌بیمه 89 اضافه‌نرخ‌تعدددیات
26 نام‌سازمان 58 بیمه‌نامه‌سال‌قبل 90 اضافه‌نرخ‌ماده‌یک
27 کدنوع‌بیمه 59 انقضاسال‌قبل 91 دیرکردجریمه
28 cbrn. cod 60 بیمه‌گرقبل 92 کدملی‌بیمه‌گذار
29 نوع‌بیمه 61 شعبه‌قبل 93 صادره‌توسط شعبه
30 تاریخ‌صدور 62 خسارت‌داشته‌؟ 94 نوع‌مستند1
31 تاریخ‌شروع 63 تعهدمالی 95 شماره‌مستند1
32 تاریخ‌انقضا 64 تعهدبدنی 96 تاریخ‌مستند1
ادامه جدول شماره 3-2: فیلدهای اولیه داده های صدور
ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد
97 مبلغ‌مستند1 111 تخفیف ایمنی 125 کداقتصادی
98 شماره‌حساب1 112 سایرتخفیف ها 126 کدملی
99 بانک1 113 ملاحظات 127 تاریخ‌ثبت
100 نوع‌مستند2 114 نام‌کاربر 128 کدشعبه‌صادرکننده‌اصلی
101 شماره‌مستند2 115 تاریخ‌سند 129 کدنمایندگی‌صادرکننده‌اصلی
102 تاریخ‌مستند2 116 کدشهربانی 130 کدسازمان‌صادرکننده‌اصلی
103 مبلغ‌مستند2 117 شعبه‌محل‌نصب 131 سال
104 شماره‌حساب2 118 کدمحل‌نصب 132 ماه
105 بانک2 119 دستی/مکانیزه 133 نوع
106 تخفیف‌نرخ‌اجباری 120 تیک‌باحسابداری 134 crecno
107 تخفیف‌نرخ‌اختیاری 121 سال‌انتقال 135 type_ex
108 تخفیف عدم خسارت 122 ماه‌انتقال 136 updflg
109 تخفیف صفرکیلومتر 123 sysid 137 hsab_sync
110 تخفیف گروهی 124 trsid کداقتصادی
جدول شماره 3-3: فیلدهای نهایی داده های صدور
ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد
1 ماه 15 تعهدمازاد 29 تاریخ‌شروع
2 سال 16 تعهدبدنی 30 تاریخ‌صدور
3 کدنمایندگی‌صادرکننده‌اصلی 17 تعهدمالی 31 نام‌سازمان
4 تخفیف گروهی 18 بیمه‌نامه‌سال‌قبل 32 شماره‌بیمه‌نامه
5 تخفیف عدم خسارت 19 نوع‌بیمه 33 کارمندی
6 نوع‌مستند1 20 نوع‌پلاک 34 صادره‌توسط شعبه
7 دیرکردجریمه 21 شرح‌مورداستفاده 35 دولتی
8 کداضافه‌نرخ‌حق‌بیمه 22 ظرفیت 36 نمایندگی‌محل‌صدور
9 حق‌بیمه‌دریافتی 23 تعدادسیلندر 37 خسارتی؟
10 عوارض‌ماده92 24 سال ساخت 38 مبلغ خسارت
11 مالیات 25 سیستم 39 تاریخ ایجادحادثه
12 حق‌بیمه‌سرنشین 26 نوع‌وسیله‌نقلیه 40 بیمه گر زیاندیده اول
13 حق‌بیمه‌مازاد 27 مدت بیمه 41 تعداد زیاندیدگان مصدوم
14 حق‌بیمه‌ثالث‌قانونی 28 تاریخ‌انقضا 42 تعداد زیاندیدگان متوفی
در کاهش ابعاد این مساله برای حذف فیلدهای مختلف نظرات کارشناسان بیمه نیز لحاظ شده است. جدول 3-4 فیلدهای حذف شده و علت حذف آنها را بیان کرده است.
جدول شماره 3-4: فیلدهای حذف شده داده های صدور و علت حذف آنها
نام فیلد حذف شده علت حذف
Crecno-type_ex-updflg-hsab_sync-کدمحل‌نصب-دستی/مکانیزه-تیک‌باحسابداری-سال‌انتقال-ماه‌انتقال-sysid-trsid-کدزیررشته آمار-نمایش سند-مکانیزه-دستی-وب‌بنیان-Cbrn. cod کاربرد آماری
نوع-کد شعبه صادرکننده-شعبه محل نصب-کدشهربانی-سایرتخفیف ها-تخفیف ایمنی-تخفیف صفر کیلومتر-تخفیف نرخ اختیاری-تخفیف نرخ اجباری-خسارت داشته؟-شعبه قبل-جنسیت-کد نوع بیمه نامه-یدک دارد-
اتاق وسیله نقلیه-سن بیمه گذار-شغل بیمه گذار-زمان شروع-کد نوع بیمه دارای مقدار یکسان یا null
کد سازمان صادر کننده-کد نوع تعهد سرنشین-کدواحدظرفیت-کد وسیله نقلیه-کد سازمان-کد صادره توسط-نمایندگی-کد دولتی بجای این کد از فیلد اسمی معادل آن استفاده شده است و یا برعکس زیرا در نتایج خروجی قابل فهم تر خواهد بود.
تاریخ ثبت-تاریخ سند-بیمه گر قبل-مبلغ -مستند 1و2-اضافه‌نرخ‌ثالث-4اضافه‌نرخ‌بند-
اضافه‌نرخ‌مازاد-میزان تعهد سرنشین-تعدددیات-اضافه‌نرخ‌تعدددیات-اضافه‌نرخ‌ماده‌یک-تاریخ مستند1و2-شماره -حساب 1و2-بانک1و2 دارای مقدار تکراری
کدملی-بیمه نامه-کداقتصادی-نوع مستند2-
شماره مستند1و2-نام کاربر-ملاحظات-
کدملی بیمه گذار-شماره شاسی-شماره موتور-
شماره شهربانی-سریال کارت-سال کارت-
نام‌استان-نام‌شعبه-کدشعبه-شعبه‌محل‌صدور
شعبه-سال‌صدوربیمه‌نامه-رشته‌بیمه-رنگ-تلفن بیمه گذار-نام بیمه گذار-آدرس بیمه گذار-سریال بیمه نامه بدون تاثیر
حق‌بیمه‌تعددخسارت-جریمه‌بیمه‌مرکزی-
حق‌بیمه‌صادره‌شعبه-حق‌بیمه‌صادره‌نمایندگی-
مازادجانی-حق‌بیمه‌مازادمالی-حق بیمه ماده1-
حق بیمه ماده4-ثالث قانونی + تعدد دیات- انقضا سال قبل بخشی از فیلد انتخاب شده
جدول 3-5: فیلدهای استخراج شده از داده های خسارت
مبلغ خسارت
تاریخ ایجادحادثه
بیمه گر زیاندیده اول
تعداد زیاندیدگان مصدوم
تعداد زیاندیدگان متوفی
3-2-4- فیلدهای مجموعه داده خسارتاز مجموعه داده خسارت فقط فیلدهای مشخص کننده میزان خسارت و جزئیات لازم استخراج شده است. متاسفانه اطلاعات مفید تری مثل سن راننده مقصر، میزان تحصیلات و. . . در این مجموعه داده وجود نداشته است و چون هنگام ثبت خسارت برای یک بیمه نامه از اطلاعات کلیدی داده های صدور استفاده می شود، با توجه به اینکه از مرحله قبل مهمترین فیلدهای داده های صدور را در دسترس داریم بنابراین با ادغام فیلدهای خسارت و صدور به اطلاعات جامعی در خصوص یک بیمه نامه خاص دسترسی خواهیم داشت. مشخصه ها استخراج شده از داده های خسارت طبق جدول 3-5 است.

3-2-5-پاکسازی داده هاداده ها در دنیای واقعی ممکن است دارای خطا، مقادیر از دست رفته، مقادیر پرت و دورافتاده باشند [Jiawei Han, 2010]. در مرحله پاکسازی با توجه به نوع داده ممکن است یک یا چند روش پاکسازی بر روی داده اعمال شود.
3-2-6- رسیدگی به داده های از دست رفتهدر این قسمت از کار اقدام به رفع Missing data نموده که خود مرحله مهمی از پاکسازی داده بحساب می آید. در مرحله ابتدایی با مرتب سازی تمام ویژگی های قابل مرتب سازی در نرم افزار Microsoft Excel اقدام به کشف مقادیر از دست رفته کرده و از طریق دیگر ویژگی های هر رکورد مقدار از دست رفته را حدس زده ایم. همچنین درحین انتقال داده به محیط داده کاوی مقادیر از دست رفته نیز مشخص می گردند. در بعضی موارد بدلیل تعداد زیاد ویژگی های از دست رفته اقدام به حذف کامل رکورد نمودیم. این کار برای زمانی که داده ها در حجم انبوهی وجود دارند مفید واقع میشوند اما زمانی که تعداد رکوردها کم می باشد اجتناب از این عمل توصیه می شود. برای ویژگی نوع بیمه که از نوع چند اسمی بوده است فقط دو مقدار"کارمندی" و "عادی" وجود داشته که تعداد 49 مورد فاقد مقدار بوده است. کل تعداد بیمه کارمندی 27 مورد بوده است. با توجه به کم بودن تعداد داده های ازدست رفته این فیلد و پس از مقایسه نام بیمه گذاران با اسم کارمندان مشخص شد هیچ کدام از موارد فوق کارمندی نبوده و همه از نوع عادی بوده اند.
از جمله فیلدهای دارای مقادیر از دست رفته و روش رفع ایراد آنها عبارتند از:
سیستم*** 70 مورد***تشخیص با توجه به دیگر ویژگی ها
نوع وسیله نقلیه***33مورد***تشخیص با توجه به دیگر ویژگی ها
شرح مورد استفاده***11مورد***تشخیص با توجه به دیگر ویژگی هاتعدادسیلندر***2مورد***تشخیص با توجه به دیگر ویژگی ها
دولتی***28 مورد***تشخیص از روی پلاک
ماه***130 مورد***تشخیص از روی تاریخ صدور
نوع بیمه***49مورد***تشخیص از روی نام بیمه گذار
تعداد رکوردهایی که مقادیرازدست رفته در چند ویژگی مهم را داشته اند و حذف شده اند حدود 350 مورد بوده است.
3-2-7-کشف داده دور افتادهبعضی از مقادیر بسته به نوع داده علی رغم پرت تشخیص داده شدن مقادیر صحیحی می باشند. بنابراین حذف اینگونه داده ها برای کاستن پیچیدگی مساله میتواند موجب حذف قوانین مهمی در الگوریتم های مبتنی برقانون یا درختهای تصمیم شود. پس بررسی خروجی الگوریتم توسط یک فردخبره در موضوع مساله می تواند مانع از این اتفاق شود. نوع برخورد با داده پرت میتواند شامل حذف داده پرت، تغییر مقدار، حذف رکورد و در مواردی حذف مشخصه باشد.
برای تشخیص داده پرت از نمودار boxplot نرم افزار minitab 15 استفاده گردید. در این نمودار از مفهوم درصدک استفاده میشود که داده های بین 25% تا 75% که به ترتیب با Q1 و Q3 نشان داده می شوند مهم ترین بخش داده ها هستند. X50% نیز میانه را نشان می دهد و با یک خط در وسط نمودار مشخص می شود. Interquartile range (IQR) نیز مفهوم دیگری است که برابر است با IQR = Q3-Q1 .
مقادیر بیشتر از Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5] و کمتر از Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]داده پرت محسوب می شوند. برای انجام اینکار نمودار boxplot را روی تک تک مشخصه های داده ها به اجرا در آورده و نتایج مطابق جدول 3-6 حاصل گردید.
جدول 3-6: نتایج نمودار boxplot
نام فیلد محاسبه مقادیر پرت توضیحات
تعداد زیاندیدگان متوفی Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مقدار 1و2 نشان داده شده صحیح می باشد
تعداد زیاندیدگان مصدوم Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 1و2و3 نشان داده شده صحیح می باشد
بیمه گر زیاندیده اول Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مقدار 1و2و3و. . . نشان داده شده صحیح می باشد و عدد 99 مقداری صحیح است که به معنی ندارد استفاده میگردد
مبلغ خسارت Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مبلغ خسارت 1.658.398.000 ریال و 900.000.000 ریال واقعا پرداخت گردیده است
تعداد سیلندر Q1=4, Q3=4, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=4
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=4مقدار 5 به عنوان تعداد سیلندر ناصحیح می باشد
ظرفیت Q1=5, Q3=5, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=5
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=5 مقادیر بین 1 تا 96 ظرفیتهای منطقی بر اساس تناژ یا سرنشین بوده و صحیح است اما مقدار 750 نا صحیح است
نوع پلاک Q1=3, Q3=3, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=3
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=3 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
بیمه نامه سال قبل Q1=1, Q3=1, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=1
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=1 مقادیر عددی 0 یا 1 به معنی داشتن یا نداشتن بوده و صحیح است
تعهدات مالی Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
حق بیمه ثالث قانونی Q1=1992600, 3=3332500, IQR=1339900
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=5342350
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=17250 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
حق بیمه مازاد Q1=0, Q3=9100, IQR=9100
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=22750
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=13650 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
دیرکرد جریمه Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
تخفیف عدم خسارت Q1=610080, Q3=1495200, IQR=885120
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=2822880
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=717600 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
3-2-8-انبوهش دادهبا ادغام کردن داده های صدور و خسارت به خلق ویژگیهای جدیدی دست زده ایم. چون داده ها در دو فایل جدا گانه بوده و حجم داده زیاد بوده است برای ادغام از پرس و جوی نرم افزار Microsoft Access استفاده شد. برای تشخیص بیمه نامه های خسارت دیده از فیلد شماره بیمه نامه که در هردوفایل مشترک بود استفاده کردیم.
3-2-9- ایجاد ویژگی دستهدر این مرحله پس از ادغام ویژگی های مختلف اقدام به ایجاد یک فیلد برای تمام رکوردهایی که منجر به خسارت شده اند می نماییم. این فیلد در الگوریتمهای دسته بندی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. برای انجام این کار از یک پر و جوی Microsoft Access استفاده میکنیم.
3-2-10-تبدیل دادهجهت استفاده کاربردی تر از برخی ویژگی ها باید مقادیر آن ویژگی تغییر کند. یک نمونه از این کار تغییر مقدار ویژگی " دیرکرد جریمه " است. مقدار این فیلد مبلغ جریمه دیرکرد بیمه گذار بوده است که با تقسیم این مبلغ به عدد 13000 تعداد روزهای تاخیر در تمدید بیمه نامه افراد مشخص می شود، زیرا به ازای هر روز تاخیر مبلغی حدود 13000ریال در سال 1390 به عنوان جریمه دیرکرد از فرد متقاضی بیمه نامه دریافت می گردید.
3-2-11-انتقال داده به محیط داده کاویپس از انجام پاکسازی، داده باید به محیط داده کاوی منتقل شود. در خلال این انتقال نیاز به تعریف و یا تغییر نوع داده وجود دارد. در طول این تغییر داده ممکن است مقادیری از داده ها بدلیل ناسازگاری و یا دلایل مشابه به عنوان داده از دست رفته مشخص گردد و یا داده از دست رفته ای که قبلاً قابل تشخیص نبوده مشخص گردد. (شکل 3-1)

شکل شماره3-1: داده از دست رفته فیلد" نوع بیمه " پس از انتقال به محیط داده کاوی
3-2-12-انواع داده تعیین شده
پس از انتقال داده به محیط داده کاوی، هر ویژگی به نوع خاصی از داده توسط نرم افزار تشخیص داده شد. پس از آن نوع داده تشخیصی مورد بررسی قرار گرفت و اشتباهات پیش آمده تصحیح گردیدند. همچنین گروهی از ویژگی ها که به هیچ نوع داده ای اختصاص داده نشده بود بصورت دستی به بهترین نوع ممکن اختصاص داده شد. چون برخورد الگوریتم ها با انواع داده ها متفاوت است با توجه به موضوع پژوهش بهترین نوع داده که بتواند نسبت به الگوریتم موثرترواقع شود برای هر ویژگی درنظر گرفته شد.
جدول نوع داده های مورد استفاده در این پژوهش به شرح جدول 3-7 است:
جدول 3-7: انواع داده استفاده شده
نام فیلد نوع فیلد
ماه-سال-کدنمایندگی‌صادرکننده‌اصلی- تعداد زیاندیدگان مصدوم- نوع‌پلاک- ظ‌رفیت- تعدادسیلندر- سال ساخت- مدت بیمه- نمایندگی‌محل‌صدور- تعداد زیاندیدگان متوفی-حق‌بیمه‌ثالث‌قانونی-تعهدمازاد-تعهدبدنی-تعهدمالی Integer
- نوع‌بیمه- شرح‌مورداستفاده- بیمه گر زیاندیده اول نوع‌مستند1- سیستم نوع‌وسیله‌نقلیه- نام‌سازمان-دولتی polynominal
دیرکردجریمه-کداضافه‌نرخ‌حق‌بیمه-حق‌بیمه‌دریافتی-عوارض‌ماده92-مالیات-حق‌بیمه‌سرنشین-حق‌بیمه‌مازاد- تخفیف گروهی-تخفیف عدم خسارت- مبلغ خسارت real
بیمه‌نامه‌سال‌قبل- کارمندی- صادره‌توسط شعبه- خسارتی؟ binominal
تاریخ‌انقضا-تاریخ‌شروع-تاریخ‌صدور- تاریخ ایجادحادثه date
شماره‌بیمه‌نامه text
3-2-13-عملیات انتخاب ویژگیهای موثرتردر برخورد با برخی از الگوریتمها که با بیشتر شدن تعداد ویژگی پیچیدگی بیشتری نیز پیدا میکنند، مانند درختهای تصمیم، svm، Regression و شبکه های عصبی باید از ویژگی های کمتری استفاده کنیم. درکل انتخاب ویژگی برای استفاده در الگوریتم های دسته بندی تکنیک کارآمدی است. دراینجا ازتکنیکهای کاهش ویژگی و یا وزن دهی استفاده کرده و فیلدهای منتخبی که وزن بیشتری را دارند به عنوان ورودی الگوریتمها انتخاب گردیدند.
با توجه به اینکه احتمال ارزش دهی به یک ویژگی در تکنیکهای مختلف متغیر است و ممکن است ویژگی خاصی توسط یک تکنیک باارزش قلمداد شده و توسط تکنیکی دیگر بدون ارزش تلقی شود، نتیجه تمام تکنیکها Union, شده و فیلدهای حاصل به عنوان ورودی الگوریتم مشخص گردید.
3-3-نتایج اعمال الگوریتم PCA و الگوریتم های وزن دهی
نتایج حاصل از این تکنیک ها در شکل های 3-2 الی3-5 نمایش داده شده است.

شکل 3-2: نتایج الگوریتمPCA
در ارزشدهی به ویژگی ها

شکل 3-3: نتایج الگوریتم SVM Weighting
در ارزشدهی به ویژگی ها

شکل 3-4: نتایج الگوریتم
Weighting Deviation در ارزشدهی به ویژگی ها

شکل 3-5: نتایج الگوریتم Weighting Correlation
در ارزشدهی به ویژگی ها
3-4-ویژگی های منتخب جهت استفاده در الگوریتمهای حساس به تعداد ویژگیلازم به توضیح است در تمام الگوریتمهایی که از 24 ویژگی جدول 3-8 استفاده شده است از تمام ویژگی ها نیز استفاده شده و نتایج با هم مقایسه گردیده اند و مشخص شد که وجود برخی ویژگی ها که در آن جدول قرار ندارند باعث کاهش دقت الگوریتم شده و در برخی الگوریتم ها نیز تفاوتی میان دو مقایسه مشخص نشد.
جدول 3-8: نتایج حاصل از اجتماع فیلدهای با بالاترین وزن در الگوریتمهای مختلف
نام فیلد نوع فیلد
تعهدمازاد- تعهدبدنی- تعهدمالی- نوع‌پلاک- ظ‌رفیت- تعدادسیلندر- سال ساخت- مدت بیمه- تعداد زیاندیدگان مصدوم- تعداد زیاندیدگان متوفی Integer
شرح‌مورداستفاده- سیستم- نوع‌وسیله‌نقلیه- بیمه گر زیاندیده اول polynominal
دیرکردجریمه- کداضافه‌نرخ‌حق‌بیمه- حق‌بیمه‌دریافتی- مالیات- حق‌بیمه‌سرنشین- حق‌بیمه‌ثالث‌قانونی- مبلغ خسارت real
بیمه‌نامه‌سال‌قبل- کارمندی- صادره‌توسط شعبه binominal
3-5-معیارهای ارزیابی الگوریتمهای دسته بندیدر این بخش توضیحاتی درخصوص چگونگی ارزیابی الگوریتم های دسته بندی و معیار های آن ارائه خواهد شد.
3-6-ماتریس درهم ریختگیماتریس در هم ریختگی چگونگی عملکرد دسته بندی را با توجه به مجموعه داده ورودی به تفکیک نشان میدهد که:
TN: تعدادرکوردهایی است که دسته واقعی آنها منفی بوده و الگوریتم نیز دسته آنها را به درستی منفی تشخیص داده است.
FP: تعدادرکوردهایی است که دسته واقعی آنها منفی بوده و الگوریتم دسته آنها را به اشتباه مثبت تشخیص داده است.
FN: تعدادرکوردهایی است که دسته واقعی آنها مثبت بوده و الگوریتم دسته آنها را به اشتباه منفی تشخیص داده است.
TP: تعدادرکوردهایی است که دسته واقعی آنها مثبت بوده و الگوریتم نیز دسته آنها را به درستی مثبت تشخیص داده است.
جدول 3-9: ماتریس در هم ریختگی
رکوردهای تخمینی(Predicted Records)
دسته+ دسته- FP TN دسته-
TP FN دسته+
1903095210185رکوردهای واقعی(Actual Records)
00رکوردهای واقعی(Actual Records)

مهمترین معیار برای تعیین کارایی یک الگوریتم دسته بندی معیاردقت دسته بندی است. این معیارنشان می دهد که چند درصد ازکل مجموعه رکوردهای آموزشی بدرستی دسته بندی شده است.
دقت دسته بندی بر اساس رابطه زیر محاسبه می شود:
CA=TN+TPTN+FN+TP+FP3-7-معیار AUCاین معیار برای تعیین میزان کارایی یک دسته بند بسیار موثر است. این معیار نشان دهنده سطح زیر نمودار ROC است. هرچقدرعدد AUC مربوط به یک دسته بند بزرگتر باشد، کارایی نهایی دسته بند مطلوب تر است. در ROC نرخ تشخیص صحیح دسته مثبت روی محور Y و نرخ تشخیص غلط دسته منفی روی محورX رسم میشود. اگر هر محور بازه ای بین 0و1 باشد بهترین نقطه در این معیار (0, 1) بوده و نقطه (0, 0) نقطه ای است که دسته بند مثبت و هشدار غلط هیچگاه تولید نمی شود.
3-8-روشهای ارزیابی الگوریتم های دسته بندیدر روشهای یادگیری با ناظر، دو مجموعه داده مهم به اسم داده های آموزشی و داده های آزمایشی وجود دارند. چون هدف نهایی داده کاوی روی این مجموعه داده ها یافتن نظام حاکم بر آنهاست بنابراین کارایی مدل دسته بندی بسیار مهم است. از طرف دیگر این که چه بخشی از مجموعه داده اولیه برای آموزش و چه بخشی به عنوان آزمایش استفاده شود بستگی به روش ارزیابی مورد استفاده دارد که در ادامه انواع روشهای مشهور را بررسی خواهیم کرد]صنیعی آباده 1391[.
روش Holdoutدر این روش چگونگی نسبت تقسیم مجموعه داده ها بستگی به تشخیص تحلیلگر داشته اما روش های متداول ازنسبت 50-50 و یا دو سوم برای آموزش و یک سوم برای آزمایش و ارزیابی استفاده میکنند.
مهم ترین حسن این روش سادگی و سرعت بالای عملیات ارزیابی می باشد اما معایب این روش بسیارند. اولین ایراد این روش آن است که بخشی از مجموعه داده اولیه که به عنوان داده آزمایشی است، شانسی برای حضور در مرحله آموزش ندارد. بدیهی است مدلی که نسبت به کل داده اولیه ساخته می شود، پوشش کلی تری را بر روی داده مورد بررسی خواهد داشت. بنابراین اگر به رکوردهای یک دسته در مرحله آموزش توجه بیشتری شود به همان نسبت در مرحله آزمایش تعدادرکوردهای آن دسته کمتر استفاده می شوند.
دومین مشکل وابسته بودن مدل ساخته شده به، نسبت تقسیم مجموعه داده ها است. هرچقدر داده آموزشی بزرگتر باشد، بدلیل کوچکتر شدن مجموعه داده آزمایشی دقت نهایی برای مدل یادگرفته شده غیرقابل اعتماد تر خواهد بود. و برعکس با جابجایی اندازه دو مجموعه داده چون داده آموزشی کوچک انتخاب شده است، واریانس مدل نهایی بالاتربوده و نمی توان دانش کشف شده را به عنوان تنها نظم ممکن درمجموعه داده اولیه تلقی کنیم.
روش Random Subsamplingاگر روش Holdout را چند مرتبه اجرا نموده و از نتایج بدست آمده میانگین گیری کنیم روش قابل اعتماد تری را بدست آورده ایم که Random Subsampling نامیده می شود.
ایراد این روش عدم کنترل بر روی تعداد استفاده از یک رکورد در آموزش یا ارزیابی می باشد.
3-8-3-روش Cross-Validationاگر در روش Random Subsampling هرکدام از رکوردها را به تعداد مساوی برای یادگیری و تنها یکبار برای ارزیابی استفاده کنیم روشی هوشمندانه تر اتخاذ کرده ایم. این روش در متون علمی Cross-Validation نامیده می شود. برای مثال مجموعه داده را به دوقسمت آموزش و آزمایش تقسیم میکنیم و مدل را بر اساس آن می سازیم. حال جای دوقسمت را عوض کرده و از مجموعه داده آموزش برای آزمایش و از مجموعه داده آزمایش برای آموزش استفاده کرده و مدل را می سازیم. حال میانگین دقت محاسبه شده به عنوان میانگین نهایی معرفی می شود. روش فوق 2-Fold Cross Validation نام دارد. اگر بجای 2 قسمت مجموعه داده به K قسمت تقسیم شود، و هر بار با K-1 قسمت مدل ساخته شود و یک قسمت به عنوان ارزیابی استفاده شود درصورتی که این کار K مرتبه تکرار شود بطوری که از هر قسمت تنها یکبار برای ارزیابی استفاده کنیم، روش K-Fold Cross Validation را اتخاذ کرده ایم. حداکثر مقدار k برابر تعداد رکوردهای مجموعه داده اولیه است.
3-8-4-روش Bootstrapدر روشهای ارزیابی که تاکنون اشاره شدند فرض برآن است که عملیات انتخاب نمونه آموزشی بدون جایگذاری صورت می گیرد. درواقع یک رکورد تنها یکبار در یک فرآیند آموزشی شرکت داده می شود. اگر یک رکورد بیش از یک مرتبه در عملیات یادگیری مدل شرکت داده شود روش Bootstrap را اتخاذ کرده ایم. در این روش رکوردهای آموزشی برای انجام فرآیند یادگیری مدل ازمجموعه داده اولیه به صورت نمونه برداری با جایگذاری انتخاب خواهند شد و رکوردهای انتخاب نشده جهت ارزیابی استفاده می شود.
3-9-الگوریتمهای دسته بندیدر این بخش به اجرای الگوریتم های دسته بندی پرداخته و نتایج حاصل را مشاهده خواهیم کرد.
درالگوریتمهای اجرا شده از هر سه روش Holdout, k fold Validation, Bootstrap استفاده شده است و نتایج با هم مقایسه شده اند. در روشHoldout که در نرم افزار با نام Split Validation آمده است از نسبت استاندارد آن یعنی 70 درصد مجموعه داده اولیه برای آموزش و 30 درصد برای آزمایش استفاده شده است. برای k fold Validation مقدار k برابر 10 درنظر گرفته شده است که مقدار استانداردی است. در Bootstrap نیز مقدار تقسیم بندی مجموعه داده برابر 10 قسمت درنظر گرفته شده است. مقدار local random seed نیز برابر عدد 1234567890 می باشد که برای همه مدلها، نرم افزار از آن استفاده می کند مگر اینگه در مدل خاصی عدم استفاده از آن ویا تغییر مقدارموجب بهبود عملکرد الگوریتم شده باشد که قید میگردد. اشکال 3-6و3-7 چگونگی استفاده از یک مدل ارزیابی را در Rapidminer نشان می دهد.

شکل 3-6: نمای کلی استفاده از روشهای ارزیابی

شکل 3-7: نمای کلی استفاده از یک مدل درون یک روش ارزیابی
الگوریتم KNNدر انتخاب مقدار k اعداد بین 1 تا 20 و همچنین اعداد 25 تا 100 با فاصله 5 آزمایش شدند. بهترین مقدار عدد 11 بوده است.
پس از اجرای الگوریتم، بهترین نتیجه مربوط به ارزیابی Split Validation با دقت91.23%بوده است. نمودار AUC آن در شکل 3-8 ترسیم شده است.
25768302223135آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
716280-63500دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-8: نمودار AUC الگوریتم KNN
الگوریتم Naïve Bayesاین الگوریتم پارامترخاصی برای تنظیم ندارد.
بهترین نتیجه مربوط به ارزیابی Split Validation با دقت 96.09% بوده است. نمودار AUC آن در شکل 3-9 ترسیم شده است.
22872701749425آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
7689856985دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-9: نمودار AUC الگوریتم Naïve Bayes
الگوریتم Neural Networkتکنیک شبکه عصبی استفاده، مدل پرسپترون چندلایه با 4 نرون در یک لایه نهان بوده است.
تنظیمات الگوریتم شبکه عصبی به شرح زیر بوده است:
Training cycles=500
Learning rate=0.3
Momentum=0.2
Local random seed=1992
چون این الگوریتم فقط از ویژگیهای عددی پشتیبانی می کند، از عملگرهای مختلفی برای تبدیل مقادیر غیرعددی به عدد استفاده شده است. به همین دلیل تنها از روش Split validation با نسبت 70-30برای ارزیابی استفاده شده است که تقسیم ورودی ها نیز توسط کاربر انجام گرفت.
شکل3-10 عملیات انجام شده را نشان می دهد.

شکل 3-10: تبدیل ویژگی های غیر عددی به عدد در الگوریتم شبکه عصبی
نتیجه اجرای الگوریتم Neural Network دقت 91.25%بوده ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-11 رسم شده است.

29222702265680آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
725170-55245دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-11: نمودار AUC و ماتریس آشفتگی الگوریتم Neural Net
الگوریتم SVM خطیدر این الگوریتم نیز بدلیل عدم پشتیبانی از نوع داده اسمی از عملگرهای مختلفی برای تبدیل مقادیر غیرعددی به عدد استفاده شده است. به همین دلیل تنها از روش Split validation با نسبت 70-30 برای ارزیابی استفاده شده است که تقسیم ورودی ها نیز توسط کاربر انجام شد.
شکل3-12 عملیات انجام شده را نشان می دهد.

شکل 3-12: تبدیل ویژگی های غیر عددی به عدد در الگوریتم SVM خطی
پارامترهای الگوریتم عبارتند از :
Kernel cache=200
Max iteretions=100000
نتیجه حاصل از اجرای الگوریتم SVM خطی دقت 98.54% است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-13 رسم شده است.

25711152215515آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
1045845-111760دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-13 : نمودار AUC الگوریتم SVM Linear
3-9-5-الگوریتم رگرسیون لجستیک
در این الگوریتم از روش Split validation با نسبت 70-30برای ارزیابی استفاده شده است که تقسیم ورودی ها نیز توسط کاربر انجام شد.
نتیجه حاصل از اجرای الگوریتم رگرسیون لجستیک دقت 98.54% است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-14 رسم شده است.

25482552319020آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
974725-249555دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-14 : نمودار AUC الگوریتم رگرسیون لجستیک
3-9-6- الگوریتم Meta Decision Treeدر این الگوریتم که یک درخت تصمیم است، از روش Split validationبا نسبت 70-30 برای ارزیابی استفاده شده است که دقت 96.64% اقدام به پیش بینی خسارت احتمالی نموده است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-15 رسم شده است.

26714452353945آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
835660-73660دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-15 : نمودار AUC الگوریتم Meta Decision Tree
با توجه به اندازه بزرگ درخت خروجی فقط قسمتی از آن در شکل 3-16 بصورت درخت نمایش داده می شود. در شکل 3-17 درخت بصورت کامل آمده است اما نتایج آن در فصل چهارم مورد تفسیر قرار خواهند گرفت.

شکل 3-16 : قسمتی از نمودارtree الگوریتم Meta Decision Tree

شکل 3-17 : نمودار --ial الگوریتم Meta Decision Tree
3-9-7-الگوریتم درخت Wj48چون RapidMiner توانایی استفاده ازالگوریتمهای نرم افزار WEKA را نیز دارد، در بسیاری از الگوریتم ها قدرت مند تر عمل میکند. Wj48 نسخه WEKA از الگوریتمj48 است.
پارامترهای این الگوریتم عبارتند از:
C=0.25
M=2
در این الگوریتم از روش ارزیابی 10 Fold Validation استفاده شده است و دقت پیش بینی آن برابر 99.52% است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-18 رسم شده است. نمای درخت در شکل 3-19 ترسیم شده است.

35471102441575آستانه قابل قبول

—d1220

تمرکز هوش تجاری بر تصمیم گیری بوده و در حال حاضر نه تنها شرکت های بزرگ بلکه کسب و کارهای کوچک نیز از آن بهره می برند. اکثر سازمان ها برای افزایش قابلیت تصمیم گیری مدیران خود به ایجاد سیستم هوش تجاری اقدام کرده و به دنبال بهره گیری از فواید تجاری آن در بحث تصمیم گیری هستند. آن ها طراحی می شوند تا تصمیم گیری درست را با ارائه اطلاعات مناسب در زمان مناسب، مکان مناسب و در شکل درست فراهم نمایند.
1-2. تعریف مسأله و بیان اصلی تحقیقدنیای امروز، دنیای تغییرات سریع است و این مسئله نیاز به امکان پیش بینی به موقع مسائل کسب و کار را بیش از پیش برای ایجاد مزیت رقابتی آشکار می سازد. پیش بینی در صورتی موثر می باشد که دانش کافی نسبت به وضعیت فعلی وجود داشته باشد تا با شناخت روندها و بررسی تغییرات قبلی بتوان برای آینده برنامه ریزی نمود. هوش تجاری در این زمینه کمک قابل توجهی به سازمان ها برای تصمیم گیری درست می کند. هوش تجاری با جمع آوری و یکپارچه سازی داده ها امکان دریافت گزارش های خاص و به موقعی را برای مدیران فراهم می سازد، تا از این طریق مدیران بتوانند تصمیمات درست را در زمان مناسب اتخاذ نمایند[1]. ادبیات سیستم های اطلاعاتی(IS) از مدت ها بر تاثیر مثبت اطلاعات ارائه شده توسط سیستم های هوش تجاری (BIS) در تصمیم گیری، به ویژه زمانی که سازمان درمحیط کاملا رقابتی فعالیت می کند، تاکید دارد. بررسی اثر سیستم های هوش تجاری (BIS) برای درک ما از ارزش و اثربخشی اعمال مدیریتی و سرمایه گذاری حیاتی است. با این حال، در حالی که موفقیت های سیستم های اطلاعاتی(IS) به خوبی بررسی شده است اما درک ما از چگونگی ارتباط ابعاد سیستم های هوش تجاری (BIS)، و این که چگونه آنها سیستم های هوش تجاری (BIS) راتحت تاثیر قرار می دهند، محدود است. به همین منظور، ما به بررسی رابطه بین بلوغ سیستم هوش تجاری (BIS)، کیفیت اطلاعات و دسترسی، فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی و استفاده از اطلاعات برای تصمیم گیری به عنوان عناصر مهم موفقیت سیستم های هوش تجاری (BIS) می پردازیم.
1-3. اهمیت و ضرورت انجام کاردر تجارت رقابتی، پیچیده و به سرعت در حال تغییر اطلاعات محور، وجود بینش صحیح و بهنگام از فعالیت ها و شرایط تجارت برای کنترل میزان سلامت و مطابقت با نرم های تجاری ضرورت دارد. مسلما اطلاعات برای داشتن این بینش نقشی حساس بازی کرده و می تواند به تنهایی مفید واقع شود، مشروط بر آنکه راهنمایی کننده، متمرکز، بهنگام و به سادگی قابل دسترس بوده و هر دو جنبه کلان و خرد شرکت را نشان دهد. به خاطر پیشرفت فناوری اطلاعات، تکنولوژی های هنر گونه نظیر هوش تجاری(BI) توسعه داده شده اند تا برای ما ترکیب فوق را آماده کنند[12]. بدیهی است مهم ترین سوالات پژوهش ها در زمینه فن آوری اطلاعات (IT)/ سیستم اطلاعات (IS)، به طور کلی شامل اندازه گیری ارزش کسب و کار خود[44]، موفقیت خود و شناسایی عوامل حیاتی موفقیت است[27]. در زمینه پشتیبانی از تصمیم، سیستم های هوش تجاری (BIS) به عنوان ارائه دهنده راه حل های یکپارچه سازی داده ها و قابلیت های تحلیلی برای ذینفعان در سطوح مختلف سازمانی با اطلاعات ارزشمند برای تصمیم گیری به وجود آمده است. هوش تجاری (BI) به روش های مختلف کامپیوتری و فرآیندهای تبدیل داده به اطلاعات و پس از آن به دانش اشاره دارد[41]، که در نهایت به بهبود تصمیم گیری سازمانی کمک می کند[57]. هوش تجاری(BI) و سیستم هوش تجاری(BIS) به عنوان اطلاعات با کیفیت در ذخیره اطلاعات با طراحی مناسب، همراه با ابزار نرم افزاری کسب و کار پسند است که ارائه دسترسی به موقع به دانش، تجزیه و تحلیل موثر و ارائه بصری از اطلاعات صحیح، مدیران را قادر به اعمال درست و یا تصمیمات درست می نماید. هوش تجاری(BI) به عنوان توانایی یک سازمان یا کسب و کار برای استدلال، برنامه ریزی، پیش بینی، حل مسائل، تفکر انتزاعی، نوآوری و یادگیری برای افزایش دانش سازمانی، اطلاع رسانی برای پردازش های تصمیم گیری، توانمندسازی اقدامات موثر و کمک به ایجاد و دستیابی به اهداف کسب و کار است[48].
مؤسسات برای دو مقصود اصلی نیاز به استفاده از هوش تجاری دارند. ابتدا، برای انجام تجزیه و تحلیل که می تواند به آنها در تصمیم گیری بهتر کمک کند. تجزیه و تحلیل به آنها کمک می کند که روندهای کسب وکار را بشناسند و مراقبت ها را برای مشتریان و شکایات مهم فراهم آورند. دوم، کمک زیادی به پیش بینی آینده رفتار مشتری و تقاضای بازار می کند.
برخی از دلایل دیگر عبارتند از:
در رسیدن به اهداف اساسی سازمان مانند کاهش هزینه ها، بهبود بهره وری، توسعه محصول، توسعه خدمات مشتریان، افزایش درآمدها و غیره، شرکت ها را یاری از طریق تجزیه و تحلیل دادههای ورودی و خروجی می تواند به رسیدن BI می دهد، به این اهداف به مقدار کافی شرکت ها را کمک کند.
اطلاعات استراتژیک را برای تصمیم گیرندگان فراهم می آورد. BI این امکان را به موسسات می دهد که از طریق تحلیل اطلاعات از مقادیر بزرگ اطلاعات به منظور یافتن الگوهای رفتاری مشتریان و رقبا بهره برداری کنند. این می تواند به مقدارکافی به یک سازمان کمک کند که به گونه ای مناسب، برنامه ها و نقشه هایش را در جنبه های گوناگون تجاری مثل تولید، توزیع، قیمت گذاری و برنامه ریزی ظرفیت تغییر دهد. دسترسی آنلاین به چنین اطلاعاتی می تواند به تصمیم گیری کمک کند و تغییرات پویایی را فراهم کند که به بهبود خط اصلی شرکت یاری رساند[36].
شناسایی رفتار معاملات با استفاده از ابزار BI، تحلیلی از مدل های معامله می تواند بینشی مهم از رفتار مشتری به شرکت بدهد. رفتار مشتری، الگوی پرداخت و معاملات می توانند برای ارزیابی مشتریان مورد استفاده قرار گیرند. بانک ها به طور وسیعی هوش تجاری را به منظور تحریک پیشبرد ارگانیک استراتژیک خود از طریق به کارگیری دارایی اطلاعات برای بهینه کردن هزینه ها، تقویت سودآوری مشتری و توسعه محصول جدید به کار می برند.
1-4. فرضیات تحقیقبا توجه به مطالب فوق، فرضیه اصلی پژوهش به صورت زیر تدوین گردیده است:
بلوغ سیستم هوش تجاری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
و در راستای آن، فرضیه های فرعی زیر تدوین می گردد:
بلوغ سیستم هوش تجاری بر کیفیت محتوای اطلاعات تاثیر مثبت دارد.
بلوغ سیستم هوش تجاری بر کیفیت دسترسی اطلاعات تاثیر مثبت دارد.
کیفیت محتوای اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
کیفیت دسترسی اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی بر رابطه بین کیفیت محتوای اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی بر رابطه بین کیفیت دسترسی اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار تاثیر مثبت دارد.
1-5. سوالات تحقیقسوال اصلی پژوهش این است که:
بلوغ سیستم هوش تجاری چه تاثیری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار دارد؟
و سوالات فرعی پژوهش به صورت زیر می باشند:
بلوغ سیستم هوش تجاری چه تاثیری بر کیفیت محتوای اطلاعات دارد؟
بلوغ سیستم هوش تجاری چه تاثیری بر کیفیت دسترسی اطلاعات دارد؟
کیفیت محتوای اطلاعات چه تاثیری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار دارد؟
کیفیت دسترسی اطلاعات چه تاثیری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کاردارد؟
فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی چه تاثیری بر رابطه بین کیفیت محتوای اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار دارد؟
فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی چه تاثیری بر رابطه بین کیفیت دسترسی اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار دارد؟
1-6. اهداف تحقیقهدف اصلی تحقیق حاضر این است که:
بررسی تاثیر بلوغ سیستم هوش تجاری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
و اهداف فرعی به صورت زیر می باشد:
بررسی تاثیر بلوغ سیستم هوش تجاری بر کیفیت محتوای اطلاعات.
بررسی تاثیر بلوغ سیستم هوش تجاری بر کیفیت دسترسی اطلاعات.
بررسی تاثیر کیفیت محتوای اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
بررسی تاثیر کیفیت دسترسی اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
بررسی تاثیر فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی بر رابطه بین کیفیت محتوای اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
بررسی تاثیر فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی بر رابطه بین کیفیت دسترسی اطلاعات و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار.
1-7. نوآوری تحقیقهوش تجاری از موضوعات روز در حوزه صنعت، تجارت و شرکت ها می باشد زیرا به عنوان توانایی یک سازمان یا کسب و کار برای استدلال، برنامه ریزی، پیش بینی، حل مسائل، تفکر انتزاعی، درک، نوآوری و یادگیری برای افزایش دانش سازمانی، اطلاع رسانی برای پردازش های تصمیم گیری، توانمندسازی اقدامات موثر و کمک به ایجاد و دستیابی به اهداف کسب و کار است و در سال های اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است، بنابراین می توان گفت جنبه نوآوری این پژوهش، بررسی موضوعی جدید و نو در زمینه سیستم های اطلاعاتی سازمان ها می باشد. علاوه بر آن بررسی تاثیر فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی به عنوان متغیر تعدیل کننده رابطه بین کیفیت محتوایی و دسترسی اطلاعات با متغیر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار نیز بعد نوآورانه این تحقیق به شمار می آید، به طوری که این متغیر، فرهنگ سازمان ها و تاثیرپذیری تصمیم گیری ها از فرهنگ مدیران و سازمان را تشریح می نماید.
1-8. استفاده کنندگان تحقیقتمامی شرکت ها و مدیران آن ها در شرکت های مختلف بازرگانی و خصوصی و حتی دستگاه های دولتی می توانند از نتیجه این پژوهش بهره ببرند، زیرا در تمامی آن ها تصمیم گیری و استفاده از اطلاعات برای بهبود آن برای موفقیت سازمان ها مد نظر می باشد.
1-9. ساختار تحقیقپژوهش حاضر با موضوع «تاثیر بلوغ سیستم هوش تجاری بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار با توجه به فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی در بین مدیران بانک صادرات ایران» در چهار فصل گزارش می گردد. بعد از ارائه مقدمه مشتمل بر بیان موضوع، اهمیت و ضرورت آن،سوالات و اهداف پژوهش، در فصل اول، مبانی نظری پژوهش و مطالعات خارجی و داخلی انجام شده در این حوزه مورد بررسی قرار می گیرد. فصل دوم، روش شناسی پژوهش را در برمی گیرد و فصل سوم تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده از طریق مطالعات میدانی و کتابخانه ای را بر عهده دارد و در نهایت فصل چهارم نتایج پژوهش را به طور مفصل ارائه کرده و پیشنهادات لازم جهت به کارگیری نتایج و همچنین موضوعاتی برای مطالعه در پژوهش های آتی را فراهم می کند.
306324075565فصل دوم
00فصل دوم

left34434200 ادبیات تحقیق
2-1. مقدمهاین مطالعه اهمیت سیستم هوش تجاری در فرآیند کسب و کار را مورد بحث قرار می دهد. سیستم هوش تجاری با شناسایی و پردازش داده ها و اطلاعات انبوه و متفاوت به دانش و هوشمندی ناب مورد نیاز مدیریت، کمک بزرگی به سازمان ها می کند. سیستم هوش تجاری، اطلاعات کسب و کار را به موقع و به صورت مناسب برای استفاده ارائه می دهد و توانایی استدلال و فهم معانی پنهان در اطلاعات در کسب و کار را تامین می نماید[19]. در واقع آن باعث می شود تا سازمان داده ها را یکپارچه و منسجم ساخته و به آگاهی تبدیل کند. کسب، به کارگیری، انتقال دانش و اطلاعات و بازیابی آن ها در سازمان، بقای سازمان ها را تضمین می کند و باعث می شود سازمان ها هوشمندانه عمل کنند.
کارکرد اصلی سیستم هوش تجاری، کمک به تصمیم گیری در سازمان است، لذا استفاده از داده های باساختار و بدون ساختار سیستم های سازمانی، مبنای هوش تجاری در سازمان به حساب می آید. آن در کلیه سطوح سازمانی کاربرد دارد و جریان موثر اطلاعات را در سازمان برقرار می کند. با استفاده صحیح از سیستم هوش تجاری، سطح آگاهی و عملکرد سازمانی بهبود می یابد و مزیت رقابتی برای سازمان ایجاد می کند.
با توجه با این مطالب، در این بخش به بررسی مبانی نظری پژوهش پرداخته و مطالعات خارجی و داخلی انجام شده در سال های اخیر را مورد بررسی قرار می دهیم و در نهایت جمع بندی نهایی در مورد پایه های نظری و تجربی پژوهش ارائه می گردد.
2-2. مبانی نظریبه کارگیری فناوری نوین اطلاعات در سازمان ها باعث بهبود فرآیند کسب و کار و افزایش مزیت رقابتی آن ها نسبت به رقبا می شود. نقش اطلاعات در سازمان های امروزی بر کسی پوشیده نیست. در عصر اطلاعات و محیط کسب و کار رقابتی و به سرعت در حال تغییر کنونی، دسترسی به اطلاعات صحیح، خلاصه شده و کاربردی مورد نیاز سازمان، می تواند سازمان ها را در پیش بینی، تحلیل های تجربی و تصمیم گیری در مورد فعالیت های خود یاری کند. از آنجایی که مدیران با حجم گسترده و پراکنده یی از اطلاعات و گزارش های ارائه شده توسط نرم افزارهای عملیاتی در سازمان خود مواجه هستند، نیاز به سیستمی خواهند داشت تا بتواند گزارش های تحلیلی و چند بعدی را در زمان کوتاهی تهیه و اطلاعات لازم برای تصمیم گیری مدیران را فراهم نماید تا دیدگاه عمیق و یکپارچه ای را برای اتخاذ تصمیم های استراتژیک به آن ها ارائه کند. در واقع سازمان ها به سیستمی نیاز دارند تا بتواند اطلاعات مورد نیاز مدیران را در حداقل زمان ممکن و به صورتی اثربخش، سازماندهی کرده و قادر به یکپارچه سازی میان داده های مختلف، پراکنده و ناهمگون در سازمان باشد. هوش تجاری به عنوان یک سیستم یا ابزار می تواند علاوه بر ایفای این نقش باعث شود تا سازمان ها با به کارگیری اطلاعات موجود، از مزیت رقابتی و پیش رو بودن در بازار بهره مند شوند و امکان کنترل و ردگیری فرآیندهای کلیدی سازمان برای مدیران فراهم شود[6].
هوش تجاری یک اصطلاح چترگونه است که به وسیله گروه گارنر و محقق آن، هوارد درسنر، در سال 1989 معرفی شد تا مجموعه ای از مفاهیم و روش شناسی هایی را که در کسب و کار، از طریق به کارگیری وقایع و سیستم های مبتنی بر وقایع باعث بهبود تصمیم گیری می شود، تشریح و بیان کند. کاربردهای هوش تجاری جانی دوباره به استراتژی یک سازمان می بخشد. آنها دقت و موفقیت اهداف و مقاصد شرکت را انداز ه گیری می کنند[50].
هوش تجاری به یک فلسفه و ابزار مدیریتی اشاره دارد که به سازمان ها در مدیریت و پالایش اطلاعات کسب و کار به منظور اخذ تصمیمات اثربخش کمک می کند[35].
هوش تجاری به عنوان مجموعه ای از عملیات منسجم با کاربرد پشتیبانی از تصمیم و پایگاه داده برای فراهم کردن فرآیند کسب و کار با دسترسی آسان به داده های تجاری می باشد[46].
هوش تجاری به فرایند تبدیل داده های خام به اطلاعات تجاری و مدیریتی اطلاق می گردد که به تصمیم گیرندگان سازمان کمک می کند تا تصمیمات خود را بهتر و سریعتر گرفته و بر اساس اطلاعات صحیح، عمل نمایند. داده ها با ورود به سیستم هوش تجاری، مورد پردازش قرار گرفته و تبدیل به دانش می شوند، سپس دانش به دست آمده مورد تحلیل قرار گرفته و از نتایج تحلیلی آن، مدیران در تصمیم گیری خود بهره گرفته و اقداماتی را جهت بهبود عملکرد سازمان انجام می دهند [49].
اصطلاح هوش تجاری می تواند در اشاره به این موارد به کار گرفته شود[41]:
اطلاعات و دانش مر بوط به سازمان که محیط کسب و کار، خود سازمان و وضعیت بازار، مشتریان، رقبا و ملاحظات اقتصادی را تشریح می کند.
یک فرایند سیستمی و سازمان یافته که توسط آن سازمان ها اطلاعات را در جهت تصمیم گیری در فعالیت های کسب و کار، از منابع درونی و بیرونی کسب، تحلیل و توزیع می کنند.
هوش تجاری یک چارچوب کاری شامل فرآیندها، ابزارها، نرم افزارها و فناوری های مختلفی است که اطلاعات پراکنده و حجیم را سازماندهی، منسجم و یکپارچه می کند و از طریق تحلیل آن ها می تواند اطلاعات مورد نیاز سازمان را فراهم سازد[57].
هوش تجارى یا هوش کسب و کار که قالب عمده ترى را مانند استفاده هاى تجارى و غیر تجارى (نظامى و غیر انتفاعى) در بر دارد، عبارت است از بُعد وسیعى از کاربردها و فناورى براى جمع آورى داده و دانش جهت ایجاد پرس و جو در راستاى تجزیه و تحلیل بنگاه براى اتخاذ تصمیمات تجارى دقیق و هوشمند [17]. یک هوش تجارى براساس یک معمارى بنگاه تشکیل شده است و در قالب پردازش تحلیلى همزمان به تحلیل داده هاى تجارى و اتخاذ تصمیمات دقیق و هوشمند مى پردازد. هوش تجارى، نه به عنوان یک محصول و نه به عنوان یک سیستم، بلکه به عنوان یک معمارى و رویکردى جدید موردنظر است که البته شامل مجموعه اى از برنامه هاى کاربردى و تحلیلى است که به استناد پایگاه هاى داده عملیاتى و تحلیلى به اخذ و کمک به تصمیم گیرى براى فعالیت هاى هوشمند تجارى و کسب و کار کمک مى کند [30]. از منظر معمارى و فرایند به هوش تجارى به عنوان یک چارچوب که عامل افزایش کارایى سازمان و یکپارچگى فرایندها که نهایتاً بر فرایندهاى تصمیم گیرى در سطوح مختلف سازمانى متمرکز است، نگریسته مى شود. بازار هوش تجارى را ابزارى براى برترى رقابتى و پایشگر و تحلیلگر بازار و مشتریان مى داند[15].
از نقطه نظر فناورى نیز هوش تجارى یک سیستم هوشمند است که با پردازش دقیق داده ها، نقطه دخالت سخت افزار و نرم افزار در مغزافزار ها به حساب مى آید. ولى به بیان ساده تر هوش تجارى چیزى نیست مگر فرایند بالابردن سود دهى سازمان در بازار رقابتى با استفاده هوشمندانه از داده هاى موجود در فرآیند تصمیم گیرى[18].
به طور کلی هوش تجاری یکی از شاخه های فناوری اطلاعات است که تکنیک ها و برنامه های کاربردی از قبیل پردازش تراکنش برخط، پردازش تحلیل بر خط و نیز پایگاه داده تحلیلی، داده کادوی و همچنین مدیریت دانش بهره می گیرد و هدف آن تحلیل و ارتقای کیفیت عملیات است. افزون براین، هوش تجاری با فرآیند کسب و کار و زنجیره ارزش سازمانی ارتباط مستقیمی دارد. در واقع هوش تجاری از یک سو با تامین کنندگان سازمان در ارتباط بوده و بر عملیات و فعالیت های سازمان تاثیر می گذارد و از سوی دیگر نیز با مشتریان خود ارتباط دارد. بنابراین هوش تجاری این امکان را به سازمان می دهد که با کسب بینش، درک صحیح و دیدگاه کلان، نیازمندی های همه ی ذینفعان سیستم را مد نظر قرار دهد[31].
جالونن و لونکویست (2009) بیان نموده اند که هوش تجاری تحلیل ها و گزارشهایی در مورد روندهای محیط کسب وکار و مسائل درونی سازمان تولید می کند و این تحلیل ها می تواند به صورت خودکار و سیستماتیک(نظام مند) یا بر اساس درخواست یا شرایط ویژه تهیه شوند و مرتبط با محتوای یک تصمیم خاص باشند و دانش به دست آمده به وسیلۀ تصمیم گیرنده در سطوح مختلف سازمان به کار گرفته می شود.
مایکرویاندیز و تئودولیدیز در سال 2010 هوش تجاری را به صورت مجموعه ای از تکنیک ها و ابزارها، که هدف آن فراهم کردن پشتیبانی های مورد نیاز برای تصمیم گیری در فرآیند کسب و کار است، معرفی می کند.
در حقیقت هوش تجاری، ارزش اولیه را در ابتدای زنجیره ارزش اطلاعات به آن اضافه می کند، آن داده های جمع آوری شده و ساختار یافته را به اطلاعات تبدیل می کند. هوش تجاری می تواند دسترسی سریع اطلاعات، تجزیه و تحلیل آسان، سطح بالایی از تعامل، بهبود داده به منظور فرآیندهای منسجم و سایر فعالیت های مدیریت داده مرتبط را فراهم نماید[48].
در ادبیات هوش تجاری، دو رویکرد عمده و اصلی وجود دارد: رویکرد مدیریتی و رویکرد فنی. در رویکرد مدیریتی، هوش تجاری را به عنوان فرآیندی در نظر می گیرد که در آن داده های جمع آوری شده از منابع داخلی و خارجی، به منظور تولید اطلاعات مرتبط با فرآیند تصمیم گیری، یکپارچه و ادغام می گردند. نقش هوش تجاری در این رویکرد، ایجاد سیستمی است که در آن داده ها از منابع مختلف گردآوری، یکپارچه و ادغام شود و پس از تجزیه و تحلیل، به شکل گزاش ها و یا یک داشبورد اطلاعاتی در اختیار مدیر قرار گیرد. داشبورد اطلاعاتی، صفحاتی از اطلاعات رایانه ای مرتبط به بخش های مختلف سازمان است که به دلخواه مدیران قابل تنظیم است. این داشبورد وضعیت عملکردی سازمان را به صورت آنلاین نشان می دهد و راهکارهایی برای اتخاذ تصمیم های بهینه به مدیران ارائه می کند.
رویکرد فنی، هوش تجاری را به عنوان مجموعه ای از ابزارها و نرم افزارهایی توصیف می کند که از فرآیند مربوط به رویکرد مدیریتی مطرح شده پشتیبانی می کند. در این رویکرد تاکید روی فرآیند نیست بلکه تاکید بر فناوریهایی است که ذخیره و تجزیه و تحلیل کردن اطلاعات است.
از آنجایی که اولا وظیفه ی هوش تجاری در هر دو، گردآوری، تجزیه و تحلیل و توزیع اطلاعات است و ثانیا هدف هوش تجاری پشتیبانی از فرآیند تصمیم گیری استراتژیک سازمان است، هر دو رویکرد هدف و مبنای مشترکی دارند[6].
کارکرد هوش تجاری را در سازمان می توان در سه سطح بررسی کرد: سطح استراتژیک، سطح تاکتیکی، سطح عملیاتی
در سطح استراتژیک، تصمیم گیری های کلان سازمانی توسط مدیران ارشد سازمان انجام می گیرد. کارکرد هوش تجاری در سطح استراتژیک در دفعات کم و در دوره های طولانی انجام می شود و همراه با حجم بالایی از اطلاعات و پردازش است. تصمیم های گرفته شده در این سطح بیشتر در حوزه ی مسائل غیرساخت یافته ی سازمانی هستند که نتایج حاصل از آن، تاثیرات بلندمدت و کلانی در سطح سازمان دارد. کاربرد هوش تجاری در سطح استراتژیک را می توان به نوعی کمک به افزایش کارایی سازمان و بهینه ساختن فرآیندهای کاری در نظر گرفت. سیستم هوش تجاری بر شاخص کلیدی مالی سازمان و سایر پارامترهای مهم در افزایش کارایی سازمان متمرکز می شود و عملکرد سازمان را بهبود می بخشد[31].
کارکرد هوش تجاری در سطح تاکتیکی مربوط به عملیاتی است که در حوزه ی مدیران میانی انجام می شود. این عملیات شامل پیگیری عملیات در سطوح پایینی و میانی سازمان، چگونگی اجرای آن، گزارش گیری و در نهایت جمع بندی داده های مفید برای اتخاذ تصمیم های میان مدت سازمان است. تصمیم ها یگرفته شده در این سطح بیشتر در حوزه ی مسائل نیمه ساخت یافته است و توسط مدیران میانی سازمان اتخاذ می گردد.
سطح عملیاتی، پایین ترین سطح انجام فعالیت های تجاری یک سازمان است که در دفعات زیاد و معمولا به صورت تکراری قابل اجرا بوده و با حجم کمی از داده ها سرو کار دارد. تصمیم های گرفته شده در این سطح بیشتردر حوزه مسائل ساخت یافته بوده و توسط مدیران رده پایین و سرپرستان سازمان اتخاذ می گردد. نتایج حاصل از این تصمیم ها نیز تاثیرات کوتاه مدت و خرد در سطح سازمان دارد[6].
با توجه به مطالب مطرح شده، تحقیق حاضر بر رویکرد مدیریتی هوش تجاری اشاره دارد. نقش هوش تجاری در این رویکرد، ایجاد سیستمی است که در آن داده ها از منابع مختلف گردآوری، یکپارچه و ادغام شود و پس از تجزیه و تحلیل، به شکل گزاش ها و یا یک داشبورد اطلاعاتی در اختیار مدیر برای تصمیم گیری در حوزه های مختلف قرار گیرد. علاوه بر این از سه سطح استراتژیک، تاکتیکی و عملیاتی که هوش تجاری در آن مورد استفاده قرار می گیرد، تحقیق حاضر به استفاده از هوش تجاری در سطح استراتژیک می پردازد.
2-3. پیشینه تجربی2-3-1. مطالعات داخلیآبداری و اسفیدانی (1392) در تحقیقی با هدف ارائه طرحی برای پیاده سازی سیستم مبتنی بر هوش تجاری جهت کمک به تصمیم سازی در حوزه های مختلف در شرکت های بیمه دریافتند که هوش تجاری با تبدیل داده به اطلاعات و سپس دانش، پیمودن این مسیر را برای مدیران هموارتر می کند. اگرچه سیستم های اطلاعاتی گزارش های تحلیلی و آماری برای سازمان فراهم می کنند، اما از طرفی این گزارش ها بیشتر برای مدیران میانی مناسب هستند و مدیران ارشد معمولا به طور مستقیم از این گزارش ها بهره مند نمی شوند و از طرف دیگر هیچ یک از این گزارش ها نمی توانند همه ابعا مورد نظر را در یک جا جمع کنند. با توجه به قابلیت یکپارچه سازی، گزارش گیری چند بعدی و ارتقا مداوم دانش، در صورت پیاده سازی سیستم هوش تجاری امکان کنترل روال ها، تشخیص به هنگام نقاط بحرانی برای مدیران ارشد فراهم می گردد.
غضنفری و همکاران (1391) به بررسی ارتباط سیستم های برنامهریزی منابع سازمان با هوش تجاری و پشتیبانی تصمیم گیری پرداختند. در این پژوهش با توجه به طراحی و اجرای یک پیمایش، نیازهای اساسی مدیران سطوح مختلف سازمان از سیستم های برنامهریزی منابع سازمان در جهت پشتیبانی تصمیم گیری مدیریت و ایجاد هوش تجاری مورد پرسش قرار گرفته و با توجه به تحلیل ویژگیهای مدیریتی و ماهیت تصمیم گیری مدیران، ارتباط سیستم های برنامهریزی منابع سازمان و تصمیم گیری مدیریت بررسی شده اند. این تحقیق که در سازمان توسعه تجارت ایران انجام پذیرفته است نشان داد که استفاده از سیستمهای اطلاعاتی در فرآیند تصمیم گیری در میان مدیران سطوح مختلف سازمان متفاوت است و لازمۀ موفقیت این سیستمها پاسخ به نیازهای هوش تجاری و پشتیبانی تصمیمگیری مدیریت در سطوح مختلف است.
حقیقت منفرد و شعبان مایانی (1390) به بررسی تاثیر ابعاد محتوایی سازمان (فرهنگ، تکنولوژی، استراتژی) بر اثر بخشی هوش تجاری با توجه به نقش تعدیل کننده مدیریت دانش پرداخته اند. این پژوهش در بین کلیه مدیران و کارشناسان بانک سامان شعب شمال تهران و از طریق پرسشنامه انجام شده است. نتایج حاصل از پژوهش بیان گر ارتباط مثبت و معنادار بین ابعاد محتوایی سازمان و اثربخشی هوش تجاری است . بنابراین بانک سامان به منظور توانایی رقابت در بازار و افزایش سطح رضایتمندی مشتریان، تسهیل در فرایند تصمیم گیری، تشخیص زود هنگام تهدیدات و شناسایی فرصت های محیطی نیاز به اثربخش بودن سیستم هوش تجاری دارد تا بتواند اطلاعات سازمانی را یکپارچه و منسجم کرده و این امکان را به سازمان بدهد تا با به کارگیری این اقدامات از مزیت رقابتی و پیشرو بودن استفاده نماید و اثربخش بودن سیستم هوش تجاری ضمن برقراری این اهداف موجب می شود سطح آگاهی سازمان نیز افزایش یابد و گزارشات تحلیلی و چند بعدی را نیز که از نیازهای اساسی بانک به شمار می رود، در مدت زمان کوتاهی در اختیار مدیران قرار گیرد. نتایج همچنین نشان دهنده آن است که مدیریت دانش به عنوان یک متغیر تعدیل گر ارتباط بین ابعاد محتوایی و اثربخشی هوش تجاری را تقویت می کند. بنابراین با به کارگیری سیستم مدیریت دانش نیز می توان مزیت رقابتی بلند مدت را استمرار بخشیده و اثربخشی سیستم هوش تجاری را در بانک افزایش داد.
سازور و همکاران (1390) به ارایه الگویى جهت بهبود هوش تجارى در صنعت بیمه الکترونیک پرداخته است. جامعه آمارى این تحقیق مدیران و کارشناسان 35 نمایندگى بیمه نوین در سطح شهر تهران است. به منظور جمع آورى اطلاعات لازم از یک پرسشنامه هوش تجارى محقق ساخته شامل چهار بعد (فناورى اطلاعات، کارکنان سازمان، دانش سازمان و فرهنگ و نوآورى) و 20 شاخص استفاده شده است. نتایج آزمون من-ویتنى حاکى از وجود شکاف بین وضعیت موجود و مطلوب در تمامى ابعاد هوش تجارى در این سازمان بود. این پژوهش با شناسایى و بهبود شاخص هاى بحرانى هوش تجارى بیمه الکترونیک در بیمه نوین، در راستاى توسعه مفهوم هوش کسب و کار در این صنعت سودآور به این نتیجه رسیده است که از طریق راهکارهایى همانند شایستگى در امکانات و تجهیزات فناورى اطلاعات، ارتباط با سایر نهادها، آموزش کاربردى کارکنان، وجود یک مآموریت دقیق و تعریف شده براى سازمان، وجود رویه هاى تعریف شده، تفویض اختیار بر اساس مهارت کارکنان، کنترل و ارزیابى ماهانه، ایجاد فرهنگ کار تیمى، بازخور در مراحل مختلف از مشتریان بیمه و رشد فعالیت هاى پژوهشى برون سپارى شده صنعت بیمه قادر خواهد بود که حداقل هاى هوش تجارى در صنعت بیمه کشور را بهبود دهد.
حقیقت منفرد و رضایی (1390) در پژوهشی به بررسی عملکرد هوش تجاری بر مبنای فرآیند تحلیل شبکه فازی پرداختند. در این پژوهش سعی شده است تا با شناسایی و معرفی مهمترین فاکتورها و عوامل مؤثر در عملکرد یک سیستم هوش تجاری، یک مدل ارزیابی عملکرد هوش تجاری (در قالب یک مطالعه موردی در یک سازمان تولید کننده نرم افزار) ارایه گردد و با توجه به عدم استقلال و وجود وابستگی بین عامل های مؤثر، از روش فرآیند تحلیل شبکه فازی برای شناسایی وابستگی های ممکن بین عوامل و اندازه گیری آنها برای توسعه مدل ارزیابی استفاده شده و در ادامه، نتایج حاصله با روش های فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی و فرآیند تحلیل شبکه غیر فازی مقایسه شده است. آن ها دریافتند که پیاده سازی سیستم هوش تجاری می تواند در کاهش هزینه ها، افزایش کارایی و رقابت پذیری سازمان، از طریق یکپارچه سازی اطلاعات داخل و خارج مؤسسه، تحلیل و تفسیر داده ها، و تبدیل آنها به اطلاعات ارزشمند برای تصمیم گیری ها به صورت جدی تاثیر گذار باشد.
نیکو مرام و محمودی (1390) به بررسی رابطه بین سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم گیری و هوش تجاری بر اساس معیارها و خصوصیاتی در قالب چهار گروه شامل سیستم های مبتنی بر ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزارهای تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش به منظور سنجش تاثیر در تصمیم گیری مدیران اقدام نموده اند. این پژوهش با استفاده از ابزار پرسشنامه کتبی نسبت به جمع آوری نظرات مدیران مالی شرکت های بورس اوراق بهادار تهران در رابطه با سیستم های اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم گیری و هوش تجاری و متغییر های تصمیم گیری در واحد اقتصادیشان شامل به موقع بودن، کسب بازده مطلوب، ریسک پذیری و شرایط محیطی طی سال 1389 اقدام کرده است. نمونه تصادفی ساده از بین مدیران مالی شرکت های بورس اوراق بهادار تهران انتخاب گردیده و نتایج حاصل از آزمون رگرسیون ناپارامتریک، ضریب همبستگی رتبه ای اسپیرمن نشان می دهد اکثر مولفه های سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم گیری و هوش تجاری در قالب سیستم های مبتنی بر ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزارهای تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش با متغییرهای تصمیم گیری ارتباط معنی داری نداشته، لیکن برخی از مولفه ها مانند استفاده از فرایند استدلال دانش پیش رو پس رو و بهینه سازی با فرایند تصمیم گیری مبتنی بر کسب بازده مطلوب، استفاده از تصمیم گیری گروهی و خلاصه سازی با فرایند تصمیم گیری ریسک پذیر و استفاده از عامل هوشمند، گزارشهای گرافیکی، تصمیم گیری گروهی و خلاصه سازی با فرایند تصمیم گیری بر اساس شرایط محیطی ارتباط معنی داری در سطح 95 درصد دارند. لذا در فرایند تصمیم گیری مبتنی بر کسب بازده مطلوب، ریسک پذیری و شرایط محیطی استفاده از مولفه های فرایند استدلال دانش پیش رو پس رو، بهینه سازی، تصمیم گیری گروهی، خلاصه سازی و عامل هوشمند، گزارشهای گرافیکی، تصمیم گیری گروهی و خلاصه سازی بترتیب پیشنهاد می گردد.
رهنمای رودپشتی و محمودی (1389) در پژوهشی با عنوان تبیین الگوی هوش تجاری در سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت، با استفاده از روش مطالعه اسنادی برخی از معیارها و شاخص های کاربردی در زمینه سیستم های اطلاعاتی حسابداری مبتنی برخصیصه هوش تجاری را بررسی کرده است. بر این اساس چهار دسته ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزار های تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش به دست آمده است که در آن ها معیارهایی از قبیل تصمیم گیری گروهی، بهینه سازی، یکپارچه سازی، شبیه سازی، فرایند استدلال دو طرفه، فناوری آگاه سازی، اطلاع رسانی بر حسب محتوا، فازی سازی، داده کاوی، مخزن داده، فرایند تحلیل بهنگام، ایجاد کانال های ارتباطی، ایجاد عامل هوشمند و غیره قرار دارند.
حقیقت منفرد و همکاران (1389) در پروژه - ریسرچای تحت عنوان هوش تجاری، ابزار بهبود عملکرد سازمانی، ضمن تشریح نقش، عملکرد و اهداف هوش تجاری در سازمان، به بررسی رویکردها و کاربردهای هوش تجاری پرداختند. نتایج پژوهش نشان داد که هوش تجاری با فرآیند تجاری و زنجیره ی ارزش سازمانی ارتباط مستقیمی دارد و باعث بهبود تصمیم های اخذ شده توسط مدیران و افزایش مزیت رقابتی سازمان نسبت به رقبا می شود. این سیستم امکان پیش بینی محیط رقابتی را برای سازمان فراهم می کند و باعث می شود تا سازمان ضمن کسب بینش جامع و کلان و لحاظ کردن نیازهای ذینفعان، بتواند هوشمندانه رفتار کند.
انصاری و همکاران (1389) به بررسی تاثیر فن آوری اطلاعات برهوش تجاری مدیران از طریق پرسشنامه و نظرخواهی از جامعه آماری تحقیق که شامل کلیه مدیران بانک ها ی ملی شهر تبریز (73 نفر) بود، اقدانم نمودند که به دلیل محدودیت تعداد بانک های مورد بررسی کل جامعه آماری مورد بررسی قرارگرفت. براساس این تحقیق صورت گرفته فن آوری اطلاعات به مدیران کمک می کند تا تصمیم گیری مبتنی بر دانش داشته باشند و از آنجا که نیازهای مشتریان از یک سو و قوانین دولتی از سوی دیگر متغیر است و نیز ابزارهای اعمال قدرت در بازار و مسایلی چون رقابت، فشارهایی را بر سازمان تحمیل می کنند، بنابراین مدیران با بکارگیری هر چه بیشتر فن آور ی اطلاعات می توانند به ارتقای هوش تجاری خود بپردازند و به مزیت رقابتی پایدار دست یابند.
محقر و همکاران (1387) در پژوهشی به بررسی کاربرد هوش تجاری به عنوان یک تکنولوژی اطلاعات استراتژیک در بانکداری پرداخته اند. آن ها به این نتیجه رسیدند که در محیط کسب و کار رقابتی و به سرعت در حال تغییر امروز، دسترسی به اطلاعات به موقع، مرتبط و خلاصه شده و آسان و ساده می تواند نقش استراتژیک در کارهای بازرگانی مانند پیش بینی، تحلیل تجاری و تصمیم گیری و غیره ایفا کند. این ویژگی ها تنها از طریق تکنولوژی و فناوری های پیشرفته اطلاعات استراتژیک مانند هوش تجاری می تواند تحقق یابد که قابلیت های اداره و تحلیل حجم عظیمی از داده ها، در شکل محکم و منسجمی که هم داده های کلی و خلاصه شده و هم دید جزئی از شرایط بنگاه ارائه می دهد را دارد و همچنین داده های تاریخی را ذخیره می کند، بنابراین یک شرکت می تواند عملکرد خود را در دوره زمانی مشخص مشاهده کرده و با عملکرد مورد انتظار مقایسه و کنترل نماید.
در پژوهش کارشناسی ارشد امین گلستانی با عنوان هوش تجاری و تصمیمات کلان سازمانی در شرکت مهندسین مشاور لار در سال 1387 به موارد قابل توجهی در معماری هوش تجاری و مزایای آن به همراه نحوه برخورد و نوع پیاده سازی آن پرداخته شده است، در پژوهش فوق هوش تجاری نه به عنوان یک ابزار یا یک محصول و یا حتی سیستم، بلکه به عنوان یک رویکرد جدید در معماری سازمانی بر اساس سرعت در تحلیل اطلاعات به منظور اتخاذ تصمیمات دقیق و هوشمند کسب و کار در حداقل زمان ممکن مطرح می شود[7].
2-3-2. مطالعات خارجیچانگ هانگ هو (2012) به بررسی اثر رضایت کاربر در استفاده از سیستم و عملکرد فردی با سیستم های هوش تجاری پرداخته است. داده ها از 330 کاربر نهایی سیستم هوش تجاری در صنعت الکترونیک تایوان جمع آوری گردیده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان داده است که استفاده زیاد و موثر از سیستم هوش تجاری منجر به بهبود عملکرد فرد در تصمیم گیری می شود.
آیسیک و همکاران (2012) نقش محیط تصمیم گیری در قابلیت های هوش تجاری برای رسیدن به موفقیت هوش تجاری را بررسی کرده اند. در محیط تصمیم گیری، نوع تصمیمات اتخاذ شده و پردازش اطلاعات مورد نیاز سازمان بررسی گردیده است. یافته های پژوهش نشان داد که قابلیت های فنی مانند کیفیت اطلاعات، دسترسی کاربر و ادغام هوش تجاری با سیستم های دیگر برای موفقیت هوش تجاری ضروری است. با این حال، محیط تصمیم گیری ارتباط بین موفقیت هوش تجاری و قابلیت های آن از جمله انعطاف پذیری پشتیبانی هوش تجاری و ریسک در تصمیم گیری را تحت تاثیر قرار می دهد.
پاپوویک و همکاران در پژوهشی در سال 2012 به بررسی موفقیت سیستم های هوش تجاری در 181 سازمان متوسط و بزرگ با استفاده از آمار توصیفی و معادله ساختاری پرداختند. نتایج پژوهش حاکی از تاثیر سیستم هوش تجاری بر کیفیت دسترسی به اطلاعات می باشد و تنها کیفیت محتوای اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار موثر است و فرهنگ تصمیم گیری ضرورتا استفاده از اطلاعات را بهبود می بخشد اما تاثیر مستقیمی بر محتوای کیفیت اطلاعات ندارد.
در تحقیقی که در سال 2009 توسط موهیب آلنوکری با عنوان به کارگیری راهکارهای هوش تجاری برای دستیابی به استراتژی سازمانی انجام شد، به این نکته پرداخته می شود که هوش تجاری به عنوان چهارچوب فناوری اطلاعات می تواند به سازمان ها کمک کند تا دارایی های نامشهود خود (دانش و اطلاعات) را مدیریت کرده و آنها را توسعه دهند. همچنین این پژوهش با استفاده از تحلیل همبستگی به این موضوع می پردازد که چطور اثربخش بودن هوش تجاری می تواند به سازمان ها کمک کند که استراتژی های خود را برنامه ریزی کرده و دستیابی به آنها را میسر می کند به طوری که سازمان ها می توانند از طریق حصول دانش به عنوان یک مزیت رقابتی، داده های بیشتری را برای تصمیمات استراتژیک خود فراهم آورد[7].
چنگ و همکاران (2009) با بررسی کاربرد هوش تجاری در سیستم مدیریت دانش مالی دریافتند که اطلاعات ایجاد شده برای تصمیم گیری اعم از داده ها، مدل ها، پارامترها و نتایج، ارزش ویژه ای را برای سیستم هوش تجاری ایجاد می کنند و ادغام پشتیبانی تصمیم گیری و فرایندهای مدیریت دانش برای سازمان ها با برخورداری از هوش تجاری، در حفظ مزایای رقابتی جهانی موثر است.
جالونن و لونکویست (2009) بیان نموده اند که هوش تجاری، تحلیل ها و گزارشهایی در مورد روندهای محیط کسب وکار و مسائل درونی سازمان تولید می کند و این تحلیل ها می تواند به صورت خودکار و سیستماتیک (نظام مند) یا بر اساس درخواست یا شرایط ویژه تهیه شوند و مرتبط با محتوای یک تصمیم خاص باشند و دانش به دست آمده به وسیلۀ تصمیم گیرنده در سطوح مختلف سازمان به کار گرفته می شود.
البشیر و همکاران در سال 2008 به بررسی تاثیرات سیستم هوش تجاری در ارتباط با فرآیند کسب و کار و عملکرد سازمانی پرداخته اند. آن ها سیستم هوش تجاری را بر اساس درک درستی از ویژگی های سیستم در چارچوب فرآیندها توسعه داده اند. نتایج پژوهش نشان داد که از سیستم هوش تجاری می توان علاوه بر تصمیم گیری، برای بهبود فرآیند تاکتیکی و عملیاتی، زنجیره تامین، تولید و خدمات به مشتریان نیز استفاده کرد. این تحولات جدید به مدیران اجازه می دهد تا به اطلاعات مربوط و به موقع برای تصمیم گیری بهتر و آنی دسترسی داشته باشند. فواید گزارش شده برای فرآیندهای کسب و کار نیز نشان از حرکت کنونی توسعه سیستم های هوش تجاری در سطح عملیاتی است و سازمان ها می توانند از طیف گسترده ای از مزایای آن در طول زنجیره ارزش خود بهره بگیرند.
السزاک، سیلینا و زیامبا در سال 2007 در پژوهشی با عنوان رویکردی به ساخت و پیاده سازی سیستم هوش تجاری، به تشریح فرایندهایی می پردازند که در ساخت سیستم های هوش تجاری به کار می رود. در نتیجه بررسی ویژگی های سیستم های هوش تجاری، پژوهشگران متدولوژی ویژه ای را برای ایجاد و به کارگیری این گونه سیستم ها در سازمان پیشنهاد کرده اند. این بررسی ها که با استفاده از تحلیل ضریب همبستگی اسپیرمن انجام شده، متمرکز بر هدف ها و سطوح کارکردی هوش تجاری در سازمان ها است. بر این اساس، رویکرد مورد نظر، دو مرحله اصلی را در برمی گیرد که از یک تقابل نسبت به یکدیگر برخوردارند؛ یعنی ایجاد سیستم هوش تجاری و به کار گیری سیستم هوش تجاری[7].
2-4. جمع بندی و پیشنهاد مدلدر این بخش خاستگاه تئوریکی پژوهش و ادبیات تحقیق در سال های اخیر مورد بحث و بررسی قرار گرفت. در قسمت اول، با بررسی هوش تجاری در تعاریف مختلف و از نقطه نظرات متفاوت مشخص گردید که دو رویکرد عمده و اصلی در ادبیات هوش تجاری وجود دارد: رویکرد مدیریتی و رویکرد فنی. علاوه بر این، سیستم هوش تجاری در سه سطح: استراتژیک، تاکتیکی و سطح عملیاتی قابل بررسی است و مدیران در سطوح مختلف سازمان می توانند از مزایای این سیستم بهره مند شوند. در قسمت دوم، پژوهش های انجام شده در کشورها خارجی و مطالعات داخلی در مورد روابط بین متغیرهای مختلف مدیریت دانش مشتری و تجارت الکترونیکی مورد کنکاش قرار گرفت تا حمایت تجربی لازم از طریق مرور پژوهش های مختلف به دست آید.
در زیر پیشینه تجربی پژوهش به طور خلاصه و به تفکیک مطالعات خارجی و داخلی ارائه شده است.
جدول 2-1: خلاصه مطالعات داخلیعنوان پژوهش سال محققان پژوهش نتایج پژوهش
نگاهی به سیستم هوش تجاری در صنعت بیمه 1392 طاهره آبداری و محمد رحیم اسفیدانی با توجه به قابلیت یکپارچه سازی، گزارش گیری چند بعدی و ارتقا مداوم دانش، در صورت پیاده سازی سیستم هوش تجاری امکان کنترل فرآیندها، تشخیص به هنگام نقاط بحرانی برای مدیران ارشد فراهم می گردد.
نیازمندیهای ارزیابی هوش تجاری در ERP
مطالعه موردی سازمان توسعه تجارت ایران 1391 مهدی غضنفری، مصطفی جعفری، محمدتقی تقوی فرد، سعید رو حانی استفاده از سیستمهای اطلاعاتی در فرآیند تصمیم گیری در میان مدیران سطوح مختلف سازمان متفاوت است و لازمۀ موفقیت این سیستمها پاسخ به نیازهای هوش تجاری و پشتیبانی تصمیم گیری مدیریت در سطوح مختلف است.
بررسی اثر ابعاد محتوایی سازمان بر اثربخشی هوش تجاری با توجه به نقش مدیریت دانش مطالعه موردی: بانک سامان 1390 جلال حقیقت منفرد و محبوبه شعبان مایانی نتایج حاصل از پژوهش بیان گر ارتباط مثبت و معنادار بین ابعاد محتوایی سازمان و اثربخشی هوش تجاری است.
ارایه الگویى براى بهبود هوش تجارى در بازاریابى صنعت بیمه الکترونیک 1390 اعظم سازور، میرزا حسن حسینى، مژگان فرهمند توسعه مفهوم هوش تجاری در این صنعت از طریق راهکارهایى همانند شایستگى در امکانات و تجهیزات فناورى اطلاعات و غیره قادر خواهد بود که حداقل هاى هوش تجارى در صنعت بیمه کشور را بهبود دهد.
ارائه مدل ارزیابی عملکرد هوش تجاری برمبنای فرآیند تحلیل شبکه فازی 1390 جلال حقیقت منفرد و آزاده رضایی پیاده سازی سیستم هوش تجاری می تواند در کاهش هزینه ها، افزایش کارایی و رقابت پذیری سازمان، از طریق یکپارچه سازی اطلاعات داخل و خار ج مؤسسه، تحلیل و تفسیر داده ها، و تبدیل آنها به اطلاعات ارزشمند برای تصمیم گیری ها به صورت جدی تاثیر گذار باشد.
سنجش تاثیر سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم و هوش تجاری در تصمیم گیری مدیران واحدهای اقتصادی 1390 هاشم نیکو مرام و محمد محمودی سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت مبتنی بر پشتیبانی تصمیم گیری و هوش تجاری در قالب سیستم های مبتنی بر ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزارهای تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش با متغییرهای تصمیم گیری ارتباط معنی داری دارد.
تبیین الگوی هوش تجاری در سیستم اطلاعات حسابداری مدیریت 1389 فریدون رهنمای رودپشتی، محمد محمودی برخی از معیارها و شاخص های کاربردی در زمینه سیستم های اطلاعاتی حسابداری مبتنی برخصیصه هوش تجاری شامل چهار دسته ارتباطات و استنتاج، سیستم های هشدار دهنده و گزارش دهنده، ابزارهای تحلیل و تصمیم گیری اثر بخش می باشد.
هوش تجاری، ابزار بهبود عملکرد سازمانی 1389 جلال حقیقت منفرد، علی عوض ملایری و محبوبه شعبان مایانی هوش تجاری با فرآیند تجاری و زنجیره ی ارزش سازمانی ارتباط مستقیمی دارد و باعث بهبود تصمیم های اخذ شده توسط مدیران و افزایش مزیت رقابتی سازمان نسبت به رقبا می شود.
تأثیر فن آوری اطلاعات بر هوش تجاری مدیران 1389 محمداسماعیل انصاری، زهرا الله وردی، ابوالفضل باغبانی آرانی، مریم سپیانی فن آوری اطلاعات به مدیران کمک می کند تا تصمیم گیری مبتنی بر دانش داشته باشند. بنابراین آنها با بکارگیری هر چه بیشتر فن آور ی اطلاعات می توانند به ارتقای هوش تجاری خود بپردازند و به مزیت رقابتی پایدار دست یابند.
کاربرد هوش تجاری به عنوان یک تکنولوژی اطلاعات استراتژیک در بانکداری: بازرسی و کشف تقلب 1387 علی محقر، کارولوکس، فرید حسینی، آصف علی منشی در محیط رقابتی و به سرعت در حال تغییر امروز، دسترسی به اطلاعات به موقع، مرتبط و خلاصه شده و آسان و ساده می تواند نقش استراتژیک در کارهای بازرگانی مانند پیش بینی، تحلیل تجاری و تصمیم گیری و غیره ایفا کند.
هوش تجاری و تصمیمات کلان سازمانی در شرکت مهندسین مشاور لار 1387 امین گلستانی هوش تجاری نه به عنوان یک ابزار یا یک محصول و یا حتی سیستم، بلکه به عنوان یک رویکرد جدید در معماری سازمانی بر اساس سرعت در تحلیل اطلاعات به منظور اتخاذ تصمیمات دقیق و هوشمند کسب و کار در حداقل زمان ممکن مطرح است.
جدول 2-2: خلاصه مطالعات داخلیعنوان پژوهش سال محققان پژوهش نتایج پژوهش
بررسی اثر رضایت کاربر در استفاده از سیستم و عملکرد فردی با سیستم های هوش تجاری: مطالعه ای از صنعت الکترونیک تایوان 2012 چانگ هانگ هو نتایج حاصل از پژوهش نشان داده است که استفاده زیاد و موثر از سیستم هوش تجاری منجر به بهبود عملکرد فرد در تصمیم گیری می شود.
موفقیت هوش تجاری: نقش قابلیت های هوش تجاری و محیط تصمیم گیری 2012 اویکو آیسیک، ماری سی جونز و اننا سیدورووا قابلیت های فنی مانند کیفیت اطلاعات، دسترسی کاربر و ادغام هوش تجاری با سیستم های دیگر برای موفقیت هوش تجاری ضروری است و محیط تصمیم گیری ارتباط بین موفقیت هوش تجاری و قابلیت های آن از جمله انعطاف پذیری پشتیبانی هوش تجاری و ریسک در تصمیم گیری را تحت تاثیر قرار می دهد.
در راستای موفقیت سیستم های هوش تجاری: تاثیر بلوغ و فرهنگ بر تصمیم گیری تحلیلی 2012 آلیش پاپوویک، ری هاکنی، پدرو سیمون کوالهو و جورج جاکلیش نتا نتایج پژوهش حاکی از تاثیر سیستم هوش تجاری بر کیفیت دسترسی به اطلاعات می باشد و تنها کیفیت محتوای اطلاعات بر استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار موثر است و فرهنگ تصمیم گیری ضرورتا استفاده از اطلاعات را بهبود می بخشد اما تاثیر مستقیمی بر محتوای کیفیت اطلاعات ندارد. یج حاصل از پژوهش بیان گر ارتباط مثبت و معنادار بین ابعاد محتوایی سازمان و اثربخشی هوش تجاری است.
به کارگیری راهکارهای هوش تجاری برای دستیابی به استراتژی سازمانی 2009 موهیب آلنوکری چطور اثربخش بودن هوش تجاری می تواند به سازمان ها کمک کند که استراتژی های خود را برنامه ریزی کرده و دستیابی به آنها را میسر می کند به طوری که سازمان ها می توانند از طریق حصول دانش به عنوان یک مزیت رقابتی، داده های بیشتری را برای تصمیمات استراتژیک خود فراهم آورد.
کاربرد هوش تجاری در سیستم مدیریت دانش مالی 2009 هیلاری چنگ، یی چان لو و کلوین شو و همکاران اطلاعات ایجاد شده برای تصمیم گیری اعم از داده ها، مدل ها، پارامترها و نتایج، ارزش ویژه ای را برای سیستم هوش تجاری ایجاد می کنند و ادغام پشتیبانی تصمیم گیری و فرایندهای مدیریت دانش برای سازمان ها با برخورداری از هوش تجاری، در حفظ مزایای رقابتی جهانی موثر است.
تاثیرات سیستم هوش تجاری: ارتباط با فرآیند کسب و کار و عملکرد سازمانی 2008 محمد البشیر، فیلیپ کولیر و میشل داورن از سیستم هوش تجاری می توان علاوه بر تصمیم گیری، برای بهبود فرآیند تاکتیکی و عملیاتی، زنجیره تامین، تولید و خدمات به مشتریان نیز استفاده کرد. این تحولات جدید به مدیران اجازه می دهد تا به اطلاعات مربوط و به موقع برای تصمیم گیری بهتر و آنی دسترسی داشته باشند.
رویکردی به ساخت و پیاده سازی سیستم هوش تجاری 2007 السزاک، سیلینا و زیامبا بر این اساس، رویکرد مورد نظر، دو مرحله اصلی را در برمی گیرد که از یک تقابل نسبت به یکدیگر برخوردارند؛ یعنی ایجاد سیستم هوش تجاری و به کار گیری سیستم هوش تجاری.
با توجه به پیشینه نظری و تجربی فوق متغیرها و مدل های مختلفی در حوزه هوش تجاری و استفاده اطلاعات در سازمان ها ارائه شده است، ولی مطالعه ای به بررسی و ارائه یک مدل جامع برای بلوغ هوش تجاری از دو بعد توانمندی تحلیلی و انسجام داده ها که در آن ابعاد محتوایی و دسترسی اطلاعات نیز مطالعه شده باشد و تاثیر این متغیرها بر استفاده اطلاعات جمع آوری شده از طریق سیستم هوش تجاری در فرآیندهای کسب و کار سازمان ها نپرداخته اند، به همین دلیل در این پژوهش، ما با کنار هم قرار دادن این متغیرها و تاثیر بررسی آن ها به غنی سازی ادبیات هوش تجاری افزوده و در راستای پیشرفت آن گام خواهیم برداشت. با توجه به این امر مدل زیر پیشنهاد می گردد:
204470630555شکل2-1 : مدل تحقیق305684777064فصل سوم
00فصل سوم

left34416900 روش شناسی تحقیق3-1. مقدمهدر تجارت جهانی رقابتی، پیچیده و به سرعت در حال تغییر اطلاعات محور، وجود بینش صحیح و بهنگام از فعالیت ها و شرایط تجارت برای کنترل میزان سلامت و مطابقت با نرم های تجاری ضرورت دارد. مسلماً برای داشتن این بینش، اطلاعات نقشی حساسی بازی می کند و می تواند به تنهایی مفید واقع شود، مشروط بر آن که راهنمایی کننده، متمرکز، بهنگام و به سادگی قابل دسترس بوده و هر دو جنبه کلان (استراتژیک) و خرد (عملیاتی) شرکت را مد نظر داشته باشد. به خاطر پیشرفت فناوری اطلاعات، تکنولوژی های هنرگونه مانند هوش تجاری (BI) توسعه داده شده اند، تا برای ما ترکیب فوق را آماده نمایند. با توجه به این مطالب، پژوهش حاضر به بررسی هوش تجاری در راستای استفاده از اطلاعات در تصمیم گیری می پردازد تا مدیران را متوجه چگونگی استفاده مناسب از اطلاعات در تصمیم گیری های خود نماید و بدین صورت تصمیم گیری و عملکرد را بهبود بخشد.
در این فصل روش انجام تحقیق مورد بررسی قرار میگیرد. نوع تحقیق، جامعه و نمونه آماری بیان میشود. سپس به نوع، مقیاس، طیف و سطوح متغیرهای تحقیق اشاره می گردد. ابزار جمع آوری دادهها و روایی و پایایی آن نیز بررسی می شود. در پایان نیز روش تجزیه و تحلیل داده ها مورد توجه قرار میگیرد.
3-2. نوع تحقیقپایه هر علمی، روش شناسی آن است و اعتبار قوانین هر علم، مبتنی بر روش شناسی به کار رفته در آن است. روش تحقیق مجموعهای از قواعد، ابزارها و راههای معتبر و نظامیافته برای بررسی واقعیتها، کشف مجهولات و دستیابی به راهحل مشکلات است. دستیابی به هدفهای علم یا شناخت علمی میسر نخواهد بود مگر زمانی که با روششناسی درست صورت پذیرد.
تحقیق حاضر از حیث هدف کاربردی است. زیرا یافتههایی که در زمینه بررسی رابطه بلوغ هوش تجاری و استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار ارائه می شود، توسط مدیران بانک ها و حتی مدیران سایر شرکتها مورد استفاده قرار می گیرد. تحقیقات کاربردی نظریه های تدوین شده در تحقیقات پایه را برای حل مسائل اجرائی و واقعی به کار میگیرند. علاوه بر این، تحقیق حاضر به بررسی وضعیت موجود و تحلیل رابطه بین متغیرهای بلوغ هوش تجاری، کیفیت محتوایی اطلاعات، کیفیت دسترسی اطلاعات، استفاده از اطلاعات در فرآیند های کسب و کار و فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی میپردازد و از نظر نحوه گردآوری دادهها توصیفی از نوع پیمایشی است. تحقیق توصیفی آنچه را که هست توصیف و تفسیر میکند و توجه آن به شرایط و روابط موجود و فرآیندهای جاری در زمان حال میباشد.
3-3. جامعه آماری تحقیقاین پژوهش در بین مدیران شعب بانک صادرات استان آذربایجان شرقی انجام می پذیرد. تعداد مدیران شعب بانک صادرات استان آذربایجان شرقی 116 نفر می باشد. با توجه به این که جامعه آماری مورد نظر محدود می باشد، بنابراین در پژوهش حاضر، اقدام به سرشماری گردیده و پرسشنامه در بین تمامی آن ها توزیع می گردد.
3-4. متغیرهای تحقیقدر تحقیق حاضر از لحاظ نوع متغیر، بلوغ سیستم هوش تجاری کسب و کار، متغیر مستقل پژوهش میباشد، که تاثیر آن بر روی متغیر وابسته ی استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار مورد بررسی قرار میگیرد. متغیر واسطهای کیفیت اطلاعات (کیفیت دسترسی اطلاعات، کیفیت محتوای اطلاعات) رابطه میان متغیر مستقل و وابسته را تعدیل مینماید. هم چنین متغیر فرهنگ تصمیم گیری تحلیلی به عنوان متغیر تعدیل گر در این پژوهش مورد بررسی قرار می گیرد. مقیاس و طیف متغیرهای پژوهش در جدول زیر خلاصه شده است.
جدول 3-1: مقیاس و طیف سنجش متغیرهامتغیر مقیاس سنجش طیف سنجش
بلوغ سیستم هوش تجاری رتبهای چند ارزشی
کیفیت محتوای اطلاعات رتبهای چند ارزشی
کیفیت دسترسی اطلاعات رتبهای چند ارزشی
استفاده از اطلاعات در فرآیند کسب و کار رتبهای چند ارزشی

user8595

ب) قلمرو زمانی : قلمرو زمانی در این تحقیق سال 1393 میباشد
ج) قلمرو مکانی قلمرو مکانی در تحقیق حاضر، استان قزوین میباشد.
1-10- روش گردآوری اطلاعات
روش گردآوری این پژوهش(کتابخانه ای (اسنادی)و میدانی) می باشد.اطلاعات و آمار مورد نیاز این پژوهش به طور عمده و اصلی از منابع ذیل گردآوری شده است:
- منابع کتابخانهای مراکز علمی همچون دانشگاهها،سازمانها،مؤسسات و مراکز تحقیقاتی
- شبکهها و پایگاههای اطلاعرسانی
- آمارنامهها،سرشماریها و اطلاعات رسمی ادارات و سازمانهای ذیربط
- نقشه ،جدول ها، و نمودارها
- تهیه پرسشنامه
-مشاهده
1-12- متغیر های تحقیق
1-12-1 متغیر وابسته
متغیر وابسته متغیری است که هدف محقق تشریح یا پیش بینی تغییرپذیری در آن است، به عبارت دیگر، آن یک متغیر اصلی است که به صورت یک مسئله حیاتی مورد بررسی قرار می گیرد. با تجزیه و تحلیل متغیر وابسته و شناسایی عوامل موثر بر آن، می توان پاسخ ها یا راه حل هایی را برای مسئله شناخت. محقق به تعیین مقدار و اندازه گیری این متغیر و متغیر های دیگری که روی این متغیر اثر می گذارند، علاقه مند است(خاکی، 1378) متغیر وابسته در این تحقیق عبارت است از عملکرد صنعت گردشگری می باشد.
1-12-2- متغیرهای مستقل
متغیرهای مستقل متغیر مستقل، متغیری است که روی متغیر وابسته به صورت مثبت یا منفی تأثیر می گذارد. یعنی هنگامی که متغیر مستقل وجود داشته باشد متغیر وابسته نیز وجود دارد. به بیان دیگر تغییرات در متغیر وابسته را باید در متغیر مستقل جستجو کرد(خاکی،1378).
متغیر های مستقل در این تحقیق عبارتند از: عوامل فرهنگی اجتماعی، عوامل اقتصادی، عوامل مدیریتی، عوامل طبیعی
1-13- مشکلات و تنگناهای تحقیق
1- نبود آمار یا وجود آمارهای مختلف از یک موضوع و عدم همگونی این آمارها در ارتباط با گردشگری.
3- گستردگی موضوع با توجه به اهمیت آن .
4 عدم همکاری برخی ارگان های دولتی ازارایه آمار.
خلاصه فصل
در این فصل طرح کلی تحقیق ارائه شد. بدین منظور ابتدا موضوع تحقیق تشریح گردید و سپس ضرورت انجام تحقیق مطرح گردید. پس از آن اهداف، سوالات و فرضیه های تحقیق بیان شد و در نهایت متغیرها بیان و مشکلات و تنگناها مطرح گردید.
141922524765ادبیات تحقیق
00ادبیات تحقیق
5189855-167640فصل
دوم
00فصل
دوم

2-1- مقدمه
امروزه در عصر حاضر گردشگری به صورت یک مسأله و فعالیتی مهم در مدیریت شهری و توسعه محلی پایدار شهرها درآمده است، این فعالیت شهری تغییرات فضایی و کاربری های گسترده ای را برای شهرها بوجود آورده است .و هر گونه بی توجهی و عدم بهره برداری صحیح از این ابزار، نه تنها عدم موفقیت را در پی داشته، بلکه موجبات عقب ماندن از رقابت ها و سبقت‌های بازار یابی جهانگردی ودر نهایت شکست و ورشکستگی در دنیای بازاریابی صحیح و اصولی در عرصه بین المللی را در پی خواهد داشت. لذا با توجه به اینکه هر موضوع یا پژوهش بسته به درجه پیچیدگی آن با یک یا چند دیدگاه گشودنی می باشد، مثلاً مدیریت شهری،گردشگری، جغرافیایی شهرهای بزرگ و متوسط کشور را به ویژه اگر قدیمی هم باشند، معمولاً نمی توان با یک دیدگاه کاملاً بررسی کرد، بلکه بر حسب گذار شهرها از مراحل تاریخی و با توجه به پیچیدگی کنونی آنها باید به کمک چند دیدگاه بیان شوند. پس تلفیق و ترکیب دیدگاه ها برای رسیدن به یک پاسخ جامع ضروری است (مؤمنی،1377 :80).دراین فصل به ادبیات موضوع پرداخته ایم، که ارتباط نزدیکی به طور خاص به موضوع دارند ،و مبانی نظری پژوهش شامل سه دیدگاه توسعه پایدار ، نظریه سیستمی و پسامدرنیته پرداخته شده و به منظور دست یابی به یک چهارچوب نظری جامع که بتواند راهنمای پژوهش ها قرار گیرد،ابتدا به شناخت ادبیات موضوع پرداخته شده ودر مرحله بعد سعی شده ، خاستگاه و مبانی نظری مربوط به موضوع پژوهش تا حد امکان بررسی شود. در این پژوهش با توجه به دستاوردهای مطالعات گرددشگری (برنامه ریزی گردشگری، جغرافیای گردشگری، جامعه شناسی گردشگری، اقتصاد گردشگری و...) می توان دیدگاه های زیر را در رابطه با موضوع این پژوهش تشخیص داد، این دیدگاه ها عبارتند از:
عوامل فرهنگی
در گردشگری از همان برخورد اول تعاملات فرهنگی میهمانان و میزبانان آغاز می شود. دو طرف دارای ارزش ها و الگوهای متفاوتی هستند و مسئله تماس و برخورد طرفین و تأثیرات فرهنگی و اجتماعی آن ها بر یکدیگر دارای اهمیت ویژه ای است تفاوت رفتاری اجتماعی و فرهنگی بین گردشگران و بومی ها بازخوردهای متفاوتی را به همراه دارد. گردشگری می تواند سبب ارتباط هایی برای تماس های فرهنگی شود یعنی بوجود آوردن شرایطی که گردشگران بتوانند خود، فرهنگ بومی را از نزدیک لمس کنند.
اثرات گردشگری بر فرهنگ و اجتماع غیرملموس و در روندی طولانی و به آرامی و ممکن است به صورت ناخواسته و ناخودآگاه صورت می گیرد. گردشگری دارای آثار فرهنگی و اجتماعی  متعددی است که بی توجهی به آن می تواند پیامدهای نامطلوبی در پی داشته باشد. منظور از اثرات اجتماعی گردشگری تغییراتی است که در زندگی مردم جامعه ی میزبان به وجود می آید و این تغییر به دلیل تماس مستقیم میزبانان و گردشگران با یکدیگر است و منظور از اثرات فرهنگی تغییراتی است که در هنر ، آداب و رسوم و معماری و سایر ابعاد فرهنگ مردم ساکن در جامعه میزبان رخ می دهد.
اوقات فراغت به عنوان حوزه ای زمانی درک می شود که انتقال و تداوم فرهنگی و آموزش فرهنگی- اجتماعی هم می تواند در آن انجام گیرد و می توان از اوقات فراغت برای تقویت، تداوم و تنوع فرهنگی استفاده کرد. در عین حال به خطراتی که در واقع این حوزه زمانی و مکانی برای تخریب و یورش بردن به فرهنگ ها و از بین بردن تنوع فرهنگی و به وجود آوردن رفتارهای فرهنگی غیرمناسب در جامعه دارد، باید بسیار توجه کرد و می توان گفت این حوزه از لحاظ فرهنگی، هم پتانسیلی بسیار قدرتمند دارد که بشود از آن برای پیشبرد فرهنگ استفاده کرد، و هم حوزه ای خطرناک است که فرهنگ را تخریب می کند.
گردشگری تعاملاتی بین جامعه میزبان و میهمان پدید می آورد که پیامد طبیعی آن بروز تغییر و تحول در کیفیت و سطح زندگی، کار، الگوهای فرهنگی- رفتاری و نظام ارزشی، زبان، روابط خانوادگی، نگرش ها، آداب و سنن، ساختار جامعه و به طور کلی تأثیر بر فرهنگ ساکنان محلی و یا گردشگران است.
نکته مهم در بررسی اثرات گردشگری توجه به تمام متغیرها و عواملی چون نوع گردشگر، میزان و تفاوت کمی جمعیت میزبان و گردشگر، نگرش های گردشگران و میزبانان نسبت به یکدیگر، نوع تعامل بین گردشگران و میزبان، تفاوت فرهنگی بین توریست و میزبان، بافت فرهنگی و اجتماعی دو طرف، موقعیت اقتصادی نسبی میزبان و میهمان، نوع سوژه مورد علاقه گردشگران، میزان ماندگاری در محل و ... می باشد که میزان و کیفیت اثرگذاری را مشخص می کند.
گردشگر ، هم می تواند بر مقصد تاثیر بگذارد هم می تواند از آن تاثیر بگیرد اما در تحقیق حاضر اثرات مثبت و منفی گردشگری بر فرهنگ و اجتماع میزبان مدنظر است چرا که به خاطر ویژگی های گردشگری این اثرات بر میزبان قابل توجه است. ظواهر، رفتارها، برخوردها و تقاضاهای گردشگران تأثیراتی بر جامعه میزبان می گذارد که  با رهیافتی سیستمی در دو دسته اثرات مثبت و منفی فرهنگی و اجتماعی بر فرهنگ و اجتماع میزبان، مورد بررسی و تحلیل قرار می دهیم.
2-2- اثرات مثبت فرهنگی و اجتماعی گردشگری
در کنار منافع اقتصادی، گردشگری برای مناطق گردشگرپذیر به صورت مستقیم و غیر مستقیم اثراتی مثبت در دو عرصه داخلی و خارجی دارد.
بی اهمیتی به گردشگری باعث بیزاری انسان ها از یکدیگر و بیگانه تر شدن آن ها با هم است که به دنبال آن بدگمانی و کینه ورزی در میان ایشان رخ می نماید و سرانجام آن دشمنی و درگیری است. اما گردشگری الگوهای ایجاد شده غیرواقعی و افکار کلیشه ای را تغییر داده و با ایجاد تعاملات مستقیم، واقعیات درونی یک اجتماع را عیان می کند. ورود گردشگران خارجی، فرصت مناسبی را در زمینه شناخت واقعیت های جامعه میزبان فراهم می کند. در بعد روابط بین المللی به عنوان نیرویی کمکی در کاهش و از بین بردن خصومت ها بین دولت هاست بی تردید شناخت بیشتر افراد یک کشور یا کشورهای مختلف از یکدیگر، تأثیر بسیار مطلوبی در استحکام روابط سیاسی، فرهنگی، اجتماعی، اقتصادی و... دولت های آنان دارد و از طرفی تضادهای فرهنگی میان جامعه میزبان و مبدأ را کاهش می دهد و با بالابردن ظرفیت تحمل انسان های با فرهنگ های متفاوت، تعصب فرهنگی و "قوم مداری" (ethnocenterism) را تبدیل به "نسبی گرایی فرهنگی" (cultural relativism) می کند. این حقیقت که باید در تماس با طبیعت و انسان های آن زندگی کرد، تفاهم، شناخت و درک متقابل در رابطه با آداب و برداشت ها فرهنگ های دیگر را آسان تر می کند و به گردشگران می آموزد تا وجوه تمایز و اختلاف و تفاوت های میان خود و دیگران را به عنوان یک ارزش وجودی بشناسند. بعد از مسافرت، حالت ها و برداشت های فرد در رابطه با مکان ها و محیط می تواند تغییر پیدا کند. گردشگری به عنوان یک نیاز منطقی در جهت برآورده ساختن خواسته های مادی و فطری انسان ها جهت ایجاد تفاهم و گسترش فرهنگ و انسجام اجتماعی در همه ی جهان می باشد. بنابراین در یک نتیجه گیری می توان گفت، گردشگری در ایجاد ارتباط بین فرهنگ های جوامع مؤثر است. هیچ فرهنگی را نمی توان بدون شناخت هسته اصلی ارزش ها و پیش فرض های منطقی شناخت. انسان ها نمایندگان فرهنگ های گوناگون اند و تماس رودرروی این نمایندگان، تماس رودرروی فرهنگ هاست. با این نگرش می توان گفت که مسافرت صرفاً به معنای "دیدن" نیست بلکه "تجربه کردن" است.
در داخل یک کشور، گردشگری داخلی باعث ایجاد مفاهیم فرهنگی مشترک می شود و این زمینه همدلی ملی و انسجام فرهنگ های متفاوت را فراهم می کند. خاستگاه های اقتصادی متفاوت در داخل یک کشور، خواه نا خواه قشرهای متفاوت فرهنگی جدا از یکدیگر پدید می آورد، شغل ها و سطح های درآمدی متفاوت باعث گسستگی اجتماعی است این جدایی فرهنگی در ساختار سیاسی کشور انعکاس پیدا می کند و توان پیشرفت جامعه را می فرساید برای جلوگیری از این فرسایش هیچ ابزاری کارآمدتر از تماس های رودررو نیست. نقاط دوردست باید همدیگر را بپذیرند و دارای حس روانی و عاطفی مشترک باشند. ارزش های فرهنگی هر کشور از طریق تماس های رودررو تزریق می شود و گردشگری با ایجاد شناخت متقابل، تهدید کثرت فرهنگ های متفاوت را به طرف وحدت و انسجام ملی می برد. گردشگری داخلی به عنوان عاملی در ایجاد ارتباط فرهنگی و قومی در سطح ملی برای تأمین وحدت ملی بیشتر است. از طرفی دیگر گردشگر با دیدن فرهنگ های نزدیک به فرهنگ خود و مکان های این فرهنگ ها که از لحاظ تاریخی دارای معنا هستند می توانند در گردشگر احساسات خفته وطن پرستی یا قومیتی را بیدار کنند که در حالت مثبت باعث وحدت و انسجام قومی و فرهنگی است. گردشگری راهی است که در آن، تنها "گام زدن در طبیعت" می تواند احساس ملی گرایی و نوستالوژی نسبت به مکان های خیالی را در شخص ایجاد کند و باعث بازیابی هویتی و قومی گردشگران شود. از طرفی اگر به گردشگری به عنوان یک دوره گذر در زندگی شخص نگاه کرد (مثل تولد، بلوغ، ازدواج و ...) بازگشت گردشگر به محیط مبدأ باعث تقویت و پیوند دوباره وی با اجتماعش می شود و این زمینه همبستگی و انسجام اجتماع را فراهم می کند.
توسعه گردشگری، حفظ میراث فرهنگی جامعه میزبان را در پی دارد فولکلور، هنرهای قومی الگوهای فرهنگی موسیقی، رقص، نمایش، مدهای لباس، مراسم، شیوه زندگی، رفتارها و برخوردها، نهادها، نمادها و سنت ها، فعالیت های سنتی اقتصادی و سبک های معماری فرهنگ که فراموش شده یا در حال از بین رفتن است زنده و بازسازی کنند تا بدین وسیله در قدرت بخشیدن به هویت فرهنگی اجتماع شان سهمی داشته باشند. گذر زمان در جوامع گاهی موجب کم شدن توجه مردم از میراث فرهنگی و هنری خود می شود و سنت ها کمرنگ و نزد مردم ، بی اعتبار می شود و یا فقط نمادی از آنها نزد کهنسالان باقی می ماند اما وقتی صنعت گردشگری با توجه به ابعاد فرهنگی گسترش پیدا کند این سنت ها ، جشن ها و آیین ها با تقاضا روبه رو می شوند که نتیجه ی آن می تواند زنده سازی و تقویت میراث فرهنگی باشد. بدین ترتیب گردشگری نه تنها می تواند بر آینده فرهنگی میزبان تأثیر بگذارد بلکه می تواند الگوها و میراث فرهنگی فراموش شده را احیا کند چرا که ویژگی بنیادی گردشگران فرهنگی جستجوی چیزهای اصیل است. در واقع گردشگری می تواند  عامل نگهدارنده و احیاکننده فرهنگ سنتی باشد .
گردشگران پژوهشگر با کاوش و مطالعه در تاریخ، فرهنگ، هویت و اسطوره های موجود در جامعه مورد مطالعه خویش، تاریخ را بازسازی می کنند و ماحصل چنین رویکردی، احیای میراث و هویت فرهنگی کشور میزبان خواهد بود. مسافرت می تواند به ارضاء کنجکاوی روی سایر افراد، زبان و فرهنگ آن ها بیانجامد؛ محرکه ای است برای هنر، موسیقی، معماری و فولکلور. به درک عمیق تر مکان های تاریخی و باستانی می انجامد. از طرفی گردشگری به توسعه و حفظ موزه ها، تئاترها و سایر امکانات فرهنگی مدد می رساند. گردشگری تا حدودی از این منابع و میراث ها حمایت می کند ولی ساکنان بومی نیز از آن ها بهره مند می شوند. بسیاری از موزه ها، اماکن باستانی و تاریخی و تئاترها، بیشترین حمایت مالی را از طریق خرید بلیط های ورودی گردشگران دریافت می کنند و در روندی اقتصادی به مرور باعث توسعه اقتصادی و فرهنگی میزبان (چون کاهش فقر، تلقی مثبت به میهمان، توسعه مناطق محروم و ...) می شود به شرطی که تمام اجتماع میزبان از منافع گردشگری بهره مند گردند، در غیر این صورت باعث نزاع گروه ها و طبقات اجتماعی محلی خواهد شد. درآمد حاصل از گردشگری موجب پویایی آثار تاریخی و فرهنگی می شود بدین ترتیب گردشگری از طریق تقویت توسعه عادلانه اقتصادی، به توسعه جامعه مدنی کمک می کند.
گردشگری فرصتی برای توسعه فرهنگی است. فرهنگ در انزوا پژمرده می شود و از رشد باز می ماند فرهنگ یک جلوه از حیات اجتماعی است و حیات اجتماعی در ارتباط انسان ها نهفته است ارتباط انسان ها هر چقدر گسترده تر باشد فرصت آفرینش و ژرف یافتن فرهنگ بیشتر است. برخورد انسان ها با یکدیگر زمینه آفرینش فرهنگ را آماده می کند. برای استواری، سالم بودن و کارآمد بودن فرهنگ، انسان ها باید با یکدیگر ارتباط داشته باشند. استواری یک فرهنگ در برخورد با فرهنگ های دیگر مشخص می شود. هر فرهنگی در برخورد با دیگر فرهنگ ها توانایی های خود را می سنجد از طرفی فرهنگ های دیگر درون خود، مایه ها و توانایی های وافری برای عرضه به بشریت دارد، انفعال باعث می شود فرهنگ ها هرچه بیشتر در افراد تخریب شوند.  بدین ترتیب گردشگری فرهنگ انسان ها را از بعد معنوی و مادی توسعه می دهد(که ممکن است در تضاد یا موافق با فرهنگ بومی باشد)، موجب شکوفایی جوامع، مدرنیزه کردن، تغییر تلقی نسبت به قشربندی جنسی و ... می شود. در مجموع، برخورد های گردشگر و میزبان و مشاهده، بررسی و مطالعه رفتار دیگران موجب تصفیه فرهنگ دو طرف و شناخت شیوه های توسعه فرهنگی ضمن بقای اصول مفید فرهنگی می شود و به نوعی همانندسازی و همزیستی فرهنگی شکل می گیرد. فرهنگ برای آن که به حاشیه رانده نشود و راه توسعه و تکامل را طی کند چاره ای ندارد جز این که به تولید و بازتولید ارزش ها و هنجارهای فرهنگی خود بپردازد و از این طریق به احیا و توسعه الگوهای فرهنگی کمک کند. یکی از راه های توسعه و تکامل تعاملات فرهنگی، توسعه گردشگری است و دارای پتانسیلی است با نیروی مثبت برای بازیافت و ترمیم تمام بخش های جامعه.
 
2-3- اثرات منفی فرهنگی و اجتماعی گردشگری
اساس ویژگی دوران گردشگری هم شکل شدن انسان ها در مکان های گردشگری است خوراک، پوشاک و سایر رفتارهای جمعی انسان ها به هم نزدیک می شود در گردشگری، کشورهای ایجادکننده، فرهنگ (باقیمانده در گردشگران)، فرهنگ عمومی گردشگران و فرهنگ روزمره ی بومی روی هم رفته، نوعی "فرهنگ ساختگی" ایجاد می کند و این هم شکل سازی به ضرر فرهنگ بومی و مانع تلاش برای حفظ تفاوت فرهنگی است مقدسات، ارزش ها و باورهای این جوامع را تغییر می دهد و فرهنگ بومی را منحل و به حاشیه می راند.
می توان زمان گردشگری را دوران گذر، گسست، آستانه ای و وارونگی رفتار و فرهنگ و تعلیقی در زندگی دانست که نظم اجتماعی واژگون و تنش، بحران، شکاف در نظم اجتماعی و درهم آمیختگی و حتی هرج و مرج جنسی ظاهر می شود. شکاف در نظم اجتماعی می تواند ناشی از یک تخطی از قواعد و هنجارها یا زیرپاگذاشتن روابط مورد انتظار باشد، تنش هایی ظاهر می شود و کنش های متقابل اجتماعی را از نظم خارج می کند. این گسست و جدایی از جامعه خودی، در گردشگری می تواند تفوق بر مرزها و غلبه بر آن ها، قطع کارهای روزانه، تجربه احساس جامعه مشترک بدون فرق بین افراد مختلف باشد. برخوردها و ملاقات ها در گردشگری، از ویژگی "گذرابودن" برخوردار است. این موضوع می رساند که شرکت کنندگان در چنین ارتباطی هدفشان بیشتر "برخوردی اولیه" است تا ایجاد رابطه ای محکم و دراز مدت در طول زمان. دقیقاً به واسطه ماهیت چنین ساختارهایی است که سوءاستفاده های غیراجتماعی نیز صورت می پذیرد و منجر به گرفتن قربانی از توریست ها می شود. در دوران گردشگری نوعی وارونگی رفتاری رخ می دهد یعنی رفتار عادی داشتن در تمام سال و سپس بروز رفتار ناهنجار در یک دوره ی زمانی خاص و دور از قیود جامعه ی روزمره (رهایی از ساختار متداول جامعه). گردشگری به شخص امکان می دهد که کارفرمای زمان و وقت خود باشد و آن را به دلخواه و آزادانه مصرف نماید. در حالی که زندگی معمولی تعادل و اندازه خود را دارد در تعطیلات هر چیز صحیح تلقی می شود انسان آقای خود و روزهای خود می شود می تواند مزه کنجکاوی در وقایع مختلف را بچشد عادت های معمول خود را بدون هیچگونه احساس گناه و تقصیر رها کند، نوعی عدم مسئولیت رخ می دهد. از آنجا که محیط مقصد ، محیط متعارف زندگی و کسب و کار گردشگر نیست و او شناخت کمی نسبت به مکان مورد بازدید دارد ، هر برخورد او با محیط مقصد می تواند تجربه ای نو برای او باشد که عدم شناخت یا کمی شناخت وی از جامعه میزبان سبب بروز رفتارهای ناهنجار با اجتماع میزبان می شود. گردشگری موجب رهایی از زندگی روزمره و معمولی می شود و گاهی(و نه همیشه) این رهایی شامل آزادی از قیود اجتماعی است. در این مورد ویژگی گردشگر در جستجوی خطر بودن، ماجراجویی یا به دنبال هویتی تازه دخالت دارد و به عبارتی می خواهد در مکان غیرخودی، انسانی دیگر باشد. در مسافرت همه چیز آزاد به نظر می رسد و آسان؛ در فضای دیگری هستیم و کنترل اجتماعی روی ما تقلیل یافته یا این که اصلاً وجود ندارد و بدین دلیل انسان به مکان هایی می رود که با جنس مخالف رابطه آسان تر است، اسراف در خوردن و آشامیدن مجاز است و ... .  در این موضوع می توان شباهتی بین رفتار در "کارناوال" (carnavale) و گردشگری مشاهده کرد. از این وجه، گردشگری ابزار و روشی است که افراد به کمک آن می توانند به طور موقت خویشتن های تازه ای برای خود ابداع کنند، با هویت ها بازی کنند و به رفتارهای ((کارناوال بازی)) روی بیاورند که در زندگی روزمره و عادی آن ها، پسندیده و مجاز نیست در تعطیلات یا اماکن توریستی بعضی تخطی ها و زیاده روی ها عموماً مشروع است اماکن توریستی فضاهای مرزی یا ((بینابینی)) هستند که گردشگران می توانند مدتی از هویت های عادی تر و بهنجارتر روزمره ی خود دست بکشند و خویشتن های تازه و شیوه های وجودی تازه ای را آزمایش کنند و به قول چنی ((قرارگاه جمع آمدن اعمال، رفتارها و الگوهایی از تعامل)) است که ((بیرون از حیطه ی هنجارهای رفتار، پوشاک و فعالیت روزمره است)). (بنت:225:1386) ساخت پارک های مضمونی که به نوعی شبیه سازی محیط های زندگی روزمره و محلی برای برآورده شدن تمام سلیقه ها و خواسته های گردشگر است در این راستاست که به طور کلی متفاوت با شیوه زندگی هر محیط زندگی انسان هاست. هدف این محیط ها برآورده ساختن مجموعه چشمداشت های گردشگرانی است که با خود به این منطقه می آورند. تصویرهای ارائه شده، نمادها، امکانات و آرایش مکان ها و...(هر چند با فرهنگ اصیل بومی در تضاد است) طبق اصول یکسان عقلانی سازی مدرن اخیر، بسته بندی و به گردشگر عرضه می شوند. برای گردشگران راحت طلب (که در فراوانی انواع گردشگری هستند)، تجربه گردشگری لذت بخش بستگی به وجود راحتی های خانه و کاشانه همراه با مجموعه ای از جذابیت های ((صحنه پردازی شده)) دارد که تصاویر و برخوردهای نامطلوب و زننده از آن حذف شده است (واقعیات در صحنه ها و برخوردها وجود نداشته باشد) و برنامه ریزی فعالیت های گردشگری برای آسایش، امنیت و رفاه بازدیدکنندگان و افزایش لذت آن ها است. به این ترتیب در یک دوره ی زمانی محدود گردشگران از قواعد عادی زندگی و جامعه فاصله می گیرند (آزادی تمام عیار) و روابط اجتماعی منحصر بفرد (مثل تغییر نقش، اختلاط طبقات جامعه، روابط متقابل ناپایدار، دوست یابی سریع) رخ می دهد و احساس شور و هیجان بر آن ها غلبه می کند وگردشگری موجب خویشتن یابی و تغییر روحیه ی فرد می شود، گردشگر دچار نوعی "توهم رمانتیک" می شود خود را دلربا و جذاب می بینند و احساس می کند دارای شخصیتی ویژه گردیده چیزی که در منزل فاقد آن بوده است. از طرفی این نبود کنترل اجتماعی بر روی گردشگران سبب رفتارهای چون دزدی، اقدامات تروریستی، قتل و ... علیه خود گردشگران می شود که شلوغی معمولی اماکن گردشگری (که بی نظمی به بار می آورد)، سوءقصدها و هرج و مرج را باعث و تشدید می کند. از طرفی ویژگی های گردشگری چون فصلی و نامنظم بودن مشاغلش و گذرا بودن دوران گردش به زیادشدن بی نظمی ها کمک می کند.
در برخورد بین گردشگر و میزبان می توان از جنبه تقابل و تضاد نگاه کرد که تأییدی بر دلیل بالا بودن ناهنجاری ها در مکان های گردشگری است. اساساً تفکر انسانی بر اساس تقابل های دوتایی چون سیاه:سفید، بالا: پایین، مرئی نامرئی، خود:دگرخود بنا شده که گردشگر: میزبان نیز در این تقابل ها جای دارد.  میزبانان، گردشگران را در عالم شیطانی قرار می دهند و خود را در عالم خدایی.  بر این اساس بین محل زندگی/کار عادی شخص وتجربه ی گردشگری تفاوت وجود دارد. گردشگر در تعطیلات بسر می برد، در حالی که میزبان مشغول کار و خدمت به اوست. تمایز فراغت و خدمت در روابط بین گردشگر و میزبان در تمام دنیا صدق می کند. گردشگری فعالیتی مخصوص "اوقات فراغت" است که مستلزم نقطه متضاد خود یعنی کار منظم و تعیین شده می باشد. . مقصد این سفر یا مکان این اقامت، خارج از محل دائمی سکونت یا کار فرد است و تقاضاهای گردشگری می تواند شامل چیز هایی باشد که به طور طبیعی یا طبق رسوم آن منطقه وجود ندارد، مثل غذاهای آماده، سیستم تهویه، استخر شنا و غذاها و نوشیدنی های وارداتی (بخصوص مشروبات الکلی)؛  بنابراین یک زیربنای عرضه ایجاد می شود. به طوری که ترنر، نش و جورج یانگ گردشگری را فعالیتی "خطا" یا حتی نوعی بی فرهنگی تلقی می کنند.
با توجه به ویژگی های جهان کنونی و فاصله از فرهنگ سنتی، گردشگری معاصر بر پایه ی "جستجو در پی دگرخود" (چیزی اصیل و بکر در جایی بیرون از "اینجا" که هستیم)، جستجو در پی "بیگانه اصیل" و جستجو در پی "خویشتن اصیل" (به مفهوم کنار آمدن با زندگی در جامعه ی پست مدرن) که سازنده ی انگیزه ی تمام گردشگری است شکل گرفته است.
در صورتی که گردشگری با توجه به ابعاد فرهنگی گسترش یابد و ارائه فرهنگ بومی با توجه به سلیقه و ذوق گردشگران باشد این کار می تواند تأثیر منفی هم داشته باشد و آن این است که ممکن است این فرهنگ ها جنبه ی بازاری به خود بگیرند یعنی طوری اجرا شوند که مورد خوشایند گردشگران واقع شود نه آن طور که واقعاً بوده است به عبارت دیگر مردم جامعه میزبان برای ارائه و عرضه فرهنگ خود به شکل محصولات فرهنگی، آن را به گونه ای منطبق با خواسته های جهانگردان تبدیل می کنند تا برای دیگران و در سطح گسترده بین المللی نیز قابل مصرف باشد این مسئله می تواند به ضعف فرهنگی و سست شدن احساس هویت فرهنگی جامعه میزبان بینجامد. مردم هر جامعه دارای فرهنگ و ارزش های خاص خود هستند و هنگام سفر به سرزمین های دیگر تمایل دارند محصول گردشگری را طبق علایق و سلایق خود دریافت دارند. در همان حال و بر اساس نگرش اقتصادی به گردشگری و مفروض گرفتن قوانین عرضه و تقاضا بر بازار گردشگری، عرضه کننده (جامعه میزبان) باید محصول خود را مطابق خواسته های تقاضاکننده (جامعه میهمان) ارائه نماید. نتیجه این فرایند پدیده ای است به نام "تجاری شدن فرهنگ" یا "کالایی شدن فرهنگ". با توجه به ویژگی و ارزش توریسم، همیشه این گرایش را به دنبال داشته است که فرهنگ بومی را چنان مدیریت کنیم تا نیازهای توریست ها - یا آن چه تلقی ما از نیازهای آن هاست- برآورده شود. وقتی لباس، مراسم موسیقی، رقص، صنایع دستی و الگوهای فرهنگی محلی بطور ناشایست به عنوان جاذبه های توریستی ارائه شوند، می توانند موجب سقوط و از دست رفتن اصالت آنها شوند. وجود توریست باعث شده است که بومی ها فرهنگ خود را به دو دسته "صحنه اصلی" ( frontstage: حقیقتی که به توریست نشان داده می شود) و "پشت صحنه" ( backstage: یعنی صورت حقیقی و مخفی هر فرهنگ که محلی ها را می توان دید و خارجی ها را بدان دسترسی نیست) تقسیم کنند. در این هنگام میزبان چهره ای از یک نقش متفاوت اجتماعی را به خود می گیرد. به طوری که می توان گفت که "مردم نمایشی از خودشان هستند". آداب، عادت ها، جشن ها، هنرهای قومی به صورت محصولاتی برای جهانگردان در می آیند. توریسم روند تغییر در اشیاء را برای غایت تجارت سرعت می بخشد و به دلیل آن است که افراد محلی می توانند معنای اصیل اعمال خود را فراموش کنند. این برخورد متقابل سنت های مادی و معنوی در سطح تجاری گردشگری، باعث می شود فرهنگ دستخوش "نوعی روند تجاری سازیِ تحت تأثیر گردشگرانی است که از لحاظ فرهنگی به کالاپرستی دچار می آیند" شود. در این حالت گردشگران نه تنها منابع و کالاهای مادی، بلکه فرهنگ مکان را نیز به مصرف می رسانند. کالایی کردن رویدادهای آیینی و اجتماعی، به رنگ باختن معانی آن ها منجر می شود و این تغییر معنا، با زوال احساس همبستگی اجتماعی، از دست دادن احساس هویت محیطی و تاریخی و شیوع از خودبیگانگی جامعه میزبان همراه است از طرفی کالایی کردن فرهنگ و مصرف گرایی کالایی از سوی گردشگر، به وابستگی هایی همچون وابستگی فرهنگی مقصد به گردشگرپذیر منجر می شود. این میل و تمنای مصرف بصری اماکن، تأثیر متقابلی بر صنایع گردشگری محلی گذاشته است که اکنون اماکن شهری و روستایی را درست با همان روش هایی بازاریابی می کنند که سایر کالاهای مصرفی چون پوشاک، موسیقی را به بازار عرضه می دارند.
از طرفی دیگر استفاده نادرست و بیش از حد گردشگران از مناطق باستان شناسی و تاریخی می تواند موجب ساییده شدن و تخریب آنها شود.
نقش آفرینی برای گردشگران باعث اثر القایی آن ها برای اجتماع میزبان می شود که بر اساس آن، فرهنگ گردشگران و هر چه مربوط به آن هاست، برای جامعه میزبان الگو شده و مورد تقلید قرار می گیرد و عقده حقارت در برتری میهمان بر میزبان بر این رفتار تأثیر دارد. در این شرایط خاص، گردشگران حسادت برانگیز می شوند. جمعیت میزبان از ارزش ها، رفتار و الگوهای پول خرج کردن آنها تقلید کرده و آن را انتخاب می کند و در صورت نابرابری اقتصادی بین میزبان و میهمان، انتظارات جامعه ی میزبان به طرز غیر واقع گرایانه ای بالا می رود. تقلید مردم و بویژه نوجوانان و جوانان از الگوهای رفتاری و پوشاکی میهمانان، مشکلات اجتماعی از قبیل اعتیاد به مواد مخدر و الگوی جرائم دیگر تشنجات و سلسله ناراحتی های اجتماعی، به فراموشی سپردن آداب و سنن، نمونه ای از این تأثیرپذیری است، چنین رفتاری باعث وانهادگی فرهنگی و فرهنگ پذیری در منطقه پذیرنده می شود و فرهنگ قوی تر(نه برتر) غالب شده و فرهنگ ضعیف تر(نه پست تر) را تا حدی تغییر می دهد که می توان به فراوانی بالای دوزبانه ها در مناطق گردشگرپذیر اشاره کرد که یادگیری زبان خارجی برای بومی ها افتخار محسوب می شود.
 این امر بدون شناخت پس زمینه های متفاوت فرهنگی و موقعیت اجتماعی- اقتصادی جهانگردان انجام می گیرد. توریست های مناطق صنعتی و مرفه زمانی که به کشورهای دارای فرهنگ سنتی و فقیر می روند به همراه خودشان شیوه های رفتاری ، لباس پوشیدن ، غذا خوردن و نوشیدنی های خودشان را به میزبان عرضه می کنند ، ورود میلیون ها بیگانه با رفتارهای غیر عادی برای فرهنگ های سنتی و اصیل می تواند اساس نظم اخلاقی جامعه میزبان را در هم بریزد و بی شک وجود افراد بی بند وبار در میان گردشگران این وضع را بدتر می کند و این امر در حقیقت، نه داد و ستد فرهنگی بلکه هجوم فرهنگی می باشد. در حالی که یکی از جاذبه های عمده گردشگری همانا سنت ها و فرهنگ های خاص هر جامعه است و از بین رفتن آن به نوبه ی خود موجب رکود گردشگری و سایر مسائل وابسته به آن است.  بعلاوه ممکن است سوءتفاهم و مناقشاتی میان گردشگران و ساکنان به دلیل تفاوت زبان و رسوم بروز کند که در طرفین نگرش های منفی ایجاد نماید. گردشگران می توانند از طریق نحوه هزینه کردن نیز در جامعه مقصد اثر بگذارند.گردشگرانی که بیش از حد در مکانی خرج کنند این امر حالت فخر فروشی به خود بگیرد گردشگر در زمان مسافرت و گذراندن تعطیلات خود، مصرف گرایی اش بالا می رود و انتظار آسایش بیشتری از جامعه میزبان دارد این امر موجب شکاف میان جامعه محلی و گردشگران خواهد شد البته این موضوع بیشتر برای گردشگران تفریحی پیش می آید تا گردشگران فرهنگی، به طوری که مک کانل گردشگران مصرف گرا را به "نوعی آدم خوار" تشبیه می کند. بنابراین انگیزه اشان با انگیزه برخی گونه های آدم خوار یکسان است: جذب و از آنِ خود کردن برخی ویژگی های خاص قربانی، از جمله قدرت و مقاومت. (برنز:75:1385) و باعث رواج مصرف گرایی در مردم میزبان خواهد شد.  میان چشم داشت های گردشگران و اهالی محلی تضاد منافع به وجود می آید، چرا که تجربه ی مکان برای آن ها غالباً به لحاظ کیفی متفاوت است. صنایع گردشگری می کوشند بازنمودهای معینی از فضای شهری خود را به خارجی ها عرضه کنند، اهالی محلی، معناها و تفسیرهای خود را بر محیط و مکان خویش باز می کنند. از این رو به عقیده ی اید ((تلاش برای تثبیت و به کرسی نشاندن یگانگی و بی همتایی از سوی پویش و چندپارگی به چالش کشیده می شود)). (بنت:229:1386) مسئله ی معنا در گردشگری بخشی از تغییر کلی تری در فرهنگ عامه است که به سمت صنایع سرگرمی های توده ای رفته است و فرهنگی که به صورت تجاری عرضه می شود اهمیت بیشتری در زندگی روزمره پیدا کرده است، و با این حال، به صورتی متناقض نما، فرهنگ وحدت و انسجام خود را از دست می دهد و مسئله دارتر می شود.  به عقیده ترنر و نش "گردشگری مدرن، نوعی استعمارگری فرهنگی است، گرایش سیری ناپذیر جماعت درجه یک لذت جو به تفریح، خوشگذرانی و عیاشی که به فرهنگ های بومی آسیب می رساند و با تمایلات خود دنیا را آلوده می سازند. (برنز:111:1385) این وضعیت، موجب کنترل منطقه ی ایجادکننده ی گردشگر بر منطقه ی پذیرنده می شود و از این روی مرکز تمدن را به استعمارگر و گردشگری را به امپریالیسم مبدل می کند. غالباً بین "میزبان" و "میهمان" نابرابری اقتصادی وجود دارد که مانند استعمارگری، احساس خود برتربینی را در تازه واردان به وجود می آورد. در مقابل با توجه به تمایل گردشگران به جدایی و خاص بودن در محیط های گردشگری، باعث ایجاد و تقویت روحیه فردگرایی و از بین رفتن مشاغل مشارکتی و خویشاوندی می شود. لذا، سرنوشت بومیان به فشارهای بیرونی پیوند می خورد که رفته رفته کنترل آن ها را از دست می دهند. 
 البته الگوها و معیار های نامطلوب فرهنگی و اجتماعی فقط با ورود توریست های خوش گذران به کشورهای سنتی پخش نمی شوند بلکه زمانی که گردشگری از کشور سنتی به کشورهای دیگر- به خصوص آنهایی که در حفظ ارزش های فرهنگی و شئونات اجتماعی و اخلاقی خود هیچگونه نظارت و حساسیتی ندارند- ، وارد می شوند بازهم خطر آنها را تهدید می کند و گردشگر بعضاً دچار "شوک فرهنگی" (cultural shock) می شود.
لازم به ذکر است اثرات گردشگری در محیط های مختلف گردشگری متنوع و با توجه به ساختار جوامع، نوع گردشگری و... متغیر و پیچیده می شود و محدود به موارد بالا نمی شود.
ساختار اجتماعی و بافت فرهنگی جوامع در میزان تأثیرگذاری گردشگری باید مورد دقت قرار گیرد. یکپارچگی محیط مقصد یا اصالت سنت ها در جامعه میزبان در واکنش نسبت به گردشگران و تغییر فرهنگ مهم است. در جوامعی با پایه های فرهنگی قوی، تأثیر پذیری از مهمان ها کمرنگ تر و در عوض شاید تأثیرگذاری بر آنها قدرتمندتر باشد . اگر جامعه مقصد به دلیل شرایط بد اقتصادی و سیاسی و ... دچار چندپارگی فرهنگی باشد ، تأثیرپذیری آن از فرهنگ میهمان می تواند گسترده تر باشد. بطور کلی،گردشگری در جوامع بسته در بلند مدت می تواند به باز شدن فضای اجتماعی و فرهنگی و تعامل بیشتر افراد در جامعه کمک کند اما در بعد افراطی آن می تواند به تهاجم فرهنگی تبدیل شود.
هر چه اختلافات رفتاری و فرهنگی بین جهانگردان و جامعه میزبان کمتر باشد، امکان برقراری ارتباطات، درک و پذیرش طرفین افزایش خواهد داشت.
رشد سریع توریسم در مناطق کوچک، منزوی و عقب مانده اثرات عمیق تر و نمایان تری به وجود می آورد. اگر منطقه فقیر باشد به خاطر بهره اقتصادی گردشگران از آن ها به خوبی پذیرایی می شود.
جمعیت گردشگران و میزبانان عامل تأثیرگذاری دیگری در تعیین میزان تأثیرگذاری است. هرچه تعداد گردشگران در محیطی بیشتر باشد (به خصوص تعدادشان بیشتر از میزبان باشد) تأثیر آنها هم برمقصد بیشتر است.
نوع گردشگر اثرگذاری را تحت تأثیر قرار می دهد. گردشگران فرهنگی (که اخیراً با نام توریسم جایگزین خوانده می شود) به خاطر آشنایی با فرهنگ میزبان ارتباط خوبی با میزبان داشته و تعاملی درونی و همدلانه با همدیگر دارند به شدت نسبت به رعایت قواعد فرهنگی جامعه مقصد خود را متعهد می دانند و به نوعی می کوشند تا به سنت ها احترام بگذارند اما گردشگران خوشگذران و دربستی، نسبت به محیط طبیعی و انسانی محیط های گردشگری بی تفاوت هستند و تخریب در سطح بالایی قرار می گیرد، بیش از حد در مکانی خرج کنند و این امر حالت فخر فروشی به خود بگیرد و موجب شکاف میان جامعه محلی و گردشگران خواهد شد.
زمان در روند تأثیرگذاری مهم است. در ابتدای ورود گردشگران به مکانی ازآن ها به خوبی پذیرایی می شود و نوگرایی وی جذابیتی برای میزبان است اما به مرور جنبه اقتصادی گردش مورد توجه است. در مقابل با تکرار تجربه توریستی و یا با ماندن بیشتر توریست در مکان گردشگری وی با محل آشنا می شود و رفتار وی به سوی هنجار مقصد نزدیک می شود و بدین ترتیب امنیت خاطر و آشنایی وی با فرهنگ مقصد بالا می رود، و به درک کاملی از آیین ها و فرهنگ محلی رسیده، آثار منفی شوک فرهنگی (از خودبیگانگی، عقب نشینی) آرام آرام جای خود را به شرایطی مثبت می دهد (نسبی گرایی فرهنگی، استقلال) و روابطش با افراد محلی استحکام پیدا می کند و رفتارش به سوی استاندارد شدن می رود.
نظریه ی مبادله ی اجتماعی :
در چندین رشته مانند جامعه شناسی ،اقتصاد و روان شناسی اجتماعی به منظور تفسیر جنبه های روابط اجتماعی و مبادلاتی که با آن ها صورت می گیرد مورد استفاده قرار می گیرد(امرسون،1976). اصول اولیه این نظریه این است که افراد در صورتی تمایل به شرکت درتبادلات دارند که باور داشته باشند بدون متحمل شدن هزینه های غیر قابل قبول منافعی بدست خواهند آورد(اسکیدمور،1975). این نظریه در گردشگری مورد توجه قرار گرفته و مطالعات بسیاری در این زمینه صورت گرفته است. تعریف اسکیدمور نشان می دهد ساکنانی که گردشگری را به صورت موجود یا بالقوه فعالیتی سود آور می دانند معتقدند هزینه های آن بیشتر از منافعش نیست در مبادله ی اجتماعی شرکت نموده و از توسعه ی گردشگری حمایت می کنند. آلن و دیگران (1993) اذعان نموده اند اگر ادراک مردم محلی از گردشگری این باشد که منافع آن از هزینه هایش بیشتر است تمایل به مشارکت در مبادلات خواهند داشت و بنابراین از توسعه ی گردشگری در جامعه ی خود حمایت خواهند کرد. (ترابیان ، پونه .87)
اثرات اجتماعی :
گردشگری آثار مطلوب و نامطلوبی متعاقب خود را به همراه دارد . به گردشگری می توان به عنوان ابزاری که توسعه ی اقتصادی به همراه دارد و به توسعه های دیگری هم می انجامد نگریست. آثار اجتماعی به نظر ذهنی و ناملموس تر می باشند. در طول 25 سال اخیر تحقیقات آمریکایی شمالی جنبه های متفاوت طرز تلقی ساکنان از توسعه ی گردشگری را مورد بررسی قرار داده اند.پیزام اشاره می کند که تاکید زیاد بر گردشگری باعث بروز رفتار منفی میزبان می شود.روتمن اثرات منفی گردشگری مانند شلوغی ،زباله ، ترافیک، جرم و جنایت، افزیش قیمت ها را با اثرات مثبت گردشگری همراه می کند. از اثرات مثبت گردشگری می توان به زیرساختهای محلی، فرصت های شغلی و تفریحی اشاره کرد. سایر یافته های مهم شامل عوامل شخصی و جامعه شناختی تاثیر گذار بررفتارها و طرز تلقی ها مانند فاصله ی سکونت از آن مکان و محدوده ی سنی و...می باشد.قسمت اعظم مطالعه درباره ی نظر جامعه ی محلی درباره ی توسعه ی گردشگری در مقاصد تفرجگاهی، روستایی و کوچک می باشد. در حالی که مطالعات گذشته در پی فهماندن طرزتلقی های مثبت و منفی گردشگری و حمایت سیاست های مشخص بودند بیشتر تحقیقات درباره ی طرز تلقی ساکنان به صورت نظری می باشد. . نظریه ی مبادله ی اجتماعی نشان دهنده ی میزان دریافتی ساکنان منطقه ی گردشگری است. مطالعه ی اخیر در قانا نشان می دهد که تنها وجود مبادله اهمیت ندارد بلکه طبیعت مبادله ی اجتماعی و ارزش آن که روی رفتار و طرز تلقی موثر است از اهمیت بالایی برخورداراست.طبق تئوری مبادله ی اجتماعی اگر ساکنان در گردشگری مشغول فعالیت شوند طرز تلقی مثبتی به این صنعت خواهند داشت و اگرتجربه ی استخدام منفی باشد باعث رفتار منفی و طرز تلقی منفی از گردشگری می شود. علاوه بر کمبود وجود تئوری های بنیادی، روش شناسی های مختلف به منظور بررسی طرز تلقی از گردشگری به نظرات گسسته ای منتهی شده است. روش شناسی نمونه گیری مورد استفاده در مطالعات مختلف متفاوت است.توضیحات ارائه شده توسط نمونه ها محدود و اطلاعات در دسترس محک مناسبی برای تایید قضاوت درباره ی نمونه و سپس تعمیم آن به جامعه نمی باشد. فقدان توجه کافی به روش شناسی نمونه گیری اعتبار گزارش یافته ها را زیر سوال می برد. همان طور که می دانیم اولین مراحل شکل گیری قانون، شناخت مساله ، الویت دهی به موارد مورد بررسی، بررسی متغیرهای مهم،توسعه ی روش شناسی برای راهبرد مطالعه می باشد. یافته های گزارش شده توصیفی اند و مطالعات نشان دهنده ی آن است که هنوز در این زمینه ی خاص در مراحل ابتدایی است. ساکنان بومی بازیگران اصلی گردشگری هر منطقه می باشند که موفقیت یا شکست گردشگری آن منطقه را محک می زنند.از خلال مشارکت (با درجات متفاوت) در برنامه ریزی، توسعه، عملیات اجرایی و با توسعه ی مهمان نوازی در قبال مزایای دریافتی توسعه ی گردشگری موثرند. از طرف دیگر ساکنان با تضعیف این صنعت از طریق مقابله با آن و برخوردهای خصمانه با گردشگران بر فرایند گردشگری تاثیر گذارند. در توسعه و جذب گردشگری در یک مقصد خاص هدف آن است که تعادلی میان نتایج ،مزایا و هزینه های حاصل از گردشگری ذی نفعان ساکنان،گردشگران و صنعت برقرار شود.
2-4- دیدگاه سازمان جهانی گردشگری
سازمان گردشگری جهانی(WTO) سیستم گردشگری را به دو بخش اصلی تقسیم می کند؛ یکی عوامل تقاضا، شامل بازارهای گردشگری بین المللی، داخلی(ملی و منطقه ای) و ساکنان محلی و دیگر عوامل عرضه، مشتمل برفعالیت ها و جاذبه ها (جاذبه های طبیعی، فرهنگی، تاریخی، پارکهای تفریحی، باغ وحش ها، باغ های گیاه شناسی، آکواریم ها و…)، محل اقامت (هتل ها، متل ها، هتل آپارتمان ها، مهمانپذیرها و…)، خدمات و تسهیلات گردشگری( دفاتر خدمات مسافرتی و گردشگری، رستوران ها، خرید، امور بانکی، مبادله ارز، خدمات و امکانات پستی و پزشکی و…)، حمل و نقل(هوایی، زمینی، دریایی)، امکانات و تأسیسات زیربنایی( شامل آب رسانی، برق رسانی، بهداشت، فاضلاب، دفع زباله و مخابرات) و عناصر سازمانی است(سازمان جهانی جهانگردی). مدل ارائه شده از طرف سازمان جهانی گردشگری بر پایه نظریه سیستمی می باشد؛ این مدل با توجه به دو دسته مدلهای بنیادین گردشگری در طبقه بندی مدلهای نظری- سیستم گردشگری کل از گونه تشریحی است.
2-5-  دیدگاه لیپر
لیپر(۱۹۷۹) مدل خود را در  به عنوان یک چارچوب سازماندهی شده در بسیاری از مسائل گردشگری پیشنهاد کرده است. وی بسیاری از مسائل گردشگری را با توجه به فعالیتهای آن در نظر گرفته و بخش های صنعت را مجاز به استقرار می سازد و عامل جغرافیایی را در کل سفر اجتناب ناپذیر، پیش بینی کند. او سه عنصر اصلی را در سیستم گردشگری مؤثر می داند.
۱- گردشگران/گردشگر در این سیستم یک فاعل است. ۲- عوامل جغرافیایی: شامل الف- منطقه تولید کننده مسافر(فشار برای برانگیختن سفر) ب- منطقه مقصد گردشگر(علت وجودی برای گردشگری) ج- منطقه حمل و نقل(مکانهای میانی برای رسیدن به مقصد). ۳- صنعت گردشگری؛ مشتمل بر دامنه ای از تجارتها و سازمانهای درگیر در توزیع محصول گردشگری هستند. هر یک از عناصر و عوامل سیستم گردشگری لیپر نه تنها برای توزیع محصول گردشگری بلکه برای شرایط معاملاتی و آثار گردشگری و البته زمینه های متفاوتی که در گردشگری اتفاق می افتد، با یکدیگر در تقابلند.
مدل ارائه شده از طرف لیپر بر پایه نظریه سیستمی می باشد؛ این مدل در طبقه بندی مدلهای نظری- سیستم گردشگری کل از گونه تشریحی است.
در بخش تقاضا، جمعیت علاقه مند و متمکن به انجام سفر و گردش(اعم از بازارهای داخلی و بین المللی) قرار گرفته؛ و در بخش عرضه، بر روی عناصر و بخشهای اصلی همچون جاذبه ها، حمل و نقل، خدمات، اطلاعات و تبلیغات تأکید دارد؛ هر یک از این  عناصر در تعامل و ارتباط متقابل با یکدیگر قرار داشته و سیستم گردشگری یک مکان را تشکیل می دهند. وی تأکید خاصی بر روی عناصر عرضه در سیستم گردشگری یک مکان دارد و موفقیت و پویائی گردشگری در یک مکان را در سایه تعامل، همکاری، ارتباط متقابل، کارایی و موفقیت عناصر متعدد و پیچیده ی بخش عرضه همانند جاذبه ها، مراکز اقامتی، حمل و نقل، اطلاعات و تبلیغات می داند. گاهی به نظر می آید بعضی از عناصر و یا بخشهای گردشگری اهمیت، کارائی و اثر بخشی سایر یا هر ترتیبی را در این خصوص نادیده می گیرند. به عبارتی دیگر هر عنصری و یا بخشی از ساختار درونی سیستم(عوامل عرضه) مانند: صاحبان توسعه اقامتگاههای مسافران(هتل ها، متل ها، هتل آپارتمانها، مهمانپذیرها، خانه ها، ویلاهای اجاره ای، کمپ ها، محل خواب، واحدهای پذیرایی و…) مؤسسات و آژانسهای مسافربری، تأسیسات گردشگری و… از نگاه خودش به گردشگری نزدیکتر است؛ اما تأثیر عوامل خارجی(عوامل محیطی- بیرونی سیستم اعم از فرصتها و تهدیدها) و دیگر عناصر و بخشهای  نیز بر پویائی عملکرد سیستم گردشگری حائز اهمیت می باشد؛ در واقع گردشگری تنها از هتلها و خطوط هوایی و دیگر بخشها به صورت مجزا تشکیل نشده است، بلکه کلیتی از اجزای مختلف و عمده ای است که با همدیگر ارتباط نزدیک و متقابل دارند. هر یک از این اجزا عهده دار حرکت و پیشرفت در سیستم(عرضه و تقاضا) گردشگری است؛ درون این شاخه های کلی جزئیات و عناصری است که هم برنامه ریزان و مدیران باید برای کسب موفقیت آنها تلاش کنند
مدل ارائه شده از طرف گان با توجه به دو دسته مدلهای بنیادین گردشگری در طبقه بندی مدلهای فرایند مدیریت و برنامه ریزی از گونه تئوری سیستمها می باشد.
2-6- دیدگاه بریونز، تجیدا و مورالس
آنها طی پروژه - ریسرچای تحت عنوان« بطرف تکامل سیستم مفهومی گردشگری» در سال ۲۰۰۹ به تبیین و تکاملی سیستم استنتاجی گردشگری بر اساس نگرش نو و انطباق با شرایط جدید و بی نظمی های جدید پرداخته اند. در این مدل عناصر آنتروپی، بازدارنده، هم ایستایی( همگن)، سناریوهای سیستم و عناصر بی نظمی با جزئیات خود به صورت چتری وحلقه های تودرتو از  مرکز ( گردشگری)، سیستم گردشگری را تشکیل داده که عناصر آنها با همدیگر دارای ارتباط متقابل دارند. در این مدل بطور نسبی تمامی عناصر مؤثر و تشکیل دهنده گردشگری اعم از حمل ونقل، اقامتگاهها، خدمات ترابری ومسافرتی، خدمات پذیرایی، خدمات عمومی و مجانی، تفریح، فرهنگ و… را مورد بررسی قرار داده و به درک مفاهیم ذهنی  و واقعیت های بیرونی با توجه به ارزش و اهمیت عناصرگردشگری پرداخته است 
2-7- دیدگاه کاسپار
کاسپار گردشگری را همانند سیستمی باز مشتمل بر ساختار داخلی اعم از زیر سیستم های موضوعی و فرعی با سیستم فرادست متشکل محیط های اجتماعی، اقتصادی، سیاسی، فن آوری واکولوژی که دارای ارتباط متقابل با یکدیگر هستند، محسوب می کرد ؛ وی عقیده داشت، نباید ساختار داخلی سیستم جدای از محیط فرا دست در معنا و مفهوم آن بررسی شود؛ همین واقعیت که انسان در کانون رویداد گردشگری قرار دارد، ما را وادار می سازد که از بررسی بخشی و گسسته چشم پوشی کنیم. ما باید خودمان را از اندیشه تک بعدی نگر، رها ساخته و در صدد برآییم حتی الامکان به طور یکپارچه به مسائل بپردازیم . مدل کاسپار بر اساس طبقه بندی بنیادین مدلهای گردشگری در زمره مدلهای نظری- سیستم کل و از گونه تشریحی می باشد.          
2-8- دیدگاه هولدن
 هولدن از جمله اندیشمندانی است که گردشگری را به عنوان یک سیستم مورد توجه و بررسی قرار می دهد. او با به نمایش گذاشتن عناصر مختلف سیستم گردشگری، اهمیت داده های سیستم گردشگری در چشم انداز محیطی، منابع انسانی و طبیعی را متذکر و برجسته می نماید. وی معتقد است درون سیستم گردشگری سه بخش زیر سیستم، یعنی زیر سیستم مقصد، گردشگر و حمل و نقل اهمیت داشته که یکدیگر را پوشش داده و به یکدیگر نیز وابسته اند. در زیر سیستم مقصد، جاذبه های طبیعی و فرهنگی برای جذب گردشگری مهم است که منجر به خروجی سیستم می شود. داده های خروجی سیستم وابسته به درآمد و علاقه گردشگران است که تغییرات فرهنگی و محیطی جامعه را بدنبال خواهد داشت.
2-9- پسامدرنیته، و گردشگری
  گردشگری پسامدرن ناشی از تحولات فناورانه پسا صنعتی از یکسو و اندیشه ها و نظریات اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی زیست محیطی از سوی دیگر دست به دست هم دادند و گردشگری پسامدرن را برای جامعه امروز بوجود آورده اند. در وضعیت پسامدرنیته امروزه اوقات فراغت و گردشگری به عنوان حق، نه پاداش، محسوب می شود. و به پایه های زندگی و هستی امروز افراد بدل گشته است. از اینرو پسامدرن را می توان فرایندی دانست از مجموعه عوامل اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و محیطی که در یک سبک زندگی اکسپرسیونیستی به هم پیوند می خورند و واکنش های بسیاری را برای لذت تجربه کردن، در بسیاری از سطوح معرفتی در چهارچوب هستی شناسی و پایبندی به حال چه در جامعه و چه در خود سبب می شوند.« آنچه شکل گیری جریان گردشگری را تسهیل می کند، حس دلتنگی ( نوستالژی)  نسبت به گذشته و توجه فزاینده به میراث به طور عام است. بازگشت به گذشته به عنوان تقاضای گردشگری در می آید و تمامی اشکال مختلف هنری، معماری،آموزشی، میراث فرهنگی در هم می آمیزد. ...گردشگری پسامدرن نیز بر پایه نشانه ها شکل می گیرد. در این بین میراث اعم از طبیعی و فرهنگی از اصلی ترین مؤلفه های این گونه گردشگری است. ...آنچه باعث اهمیت میراث در زمینه گردشگری شهری پسامدرن شده است، ایجاد یک حس دلتنگی بیشتر در شرایط هویت فرهنگی و اجتماعی مختلف است. ... میراث و دیگر قابلیت های گردشگری پسامدرن از دیگر سو فرایندهای زیبا شناختی را به کمک فناوری و مجازی سازی ( فیلم، سی دی و غیره) شکل می دهند. این امر در شرایط دهکده جهانی و فشردگی زمان و فضاء امکانات بی پایانی را فراهم می آورد که سبب افزایش تمایل انسان به سفر می گردد. دورنمای گردشگری فرایندی است که در وانمودن مکان و میزبان چشم انداز گردشگری و بخشی از تجربه مسافرت را در عصر پسامدرن تشکیل می دهد. دورنمای گردشگری ترکیبی چندگانه برای ساماندهی اجتماعی و مجموعه ای متشکل از شیوه دیدن، شناخت و درک افکار است. و می تواند شامل نمونه هایی همچون برشورها، سواحل بکر، مکان های دیدنی، فرهنگ منحصر به فرد و فرهنگ اصیل بومی برای تبلیغ باشد. ساخت و پردازش تصاویری همچون قهوه خانه در ساحل، موسیقی و رقص های سنتی که از طریقبه نمایش گذاشته می شود و سِرو غذاهای سنتی بخشی از دورنمای گردشگری پسامدرن را تشکیل می دهد.» ( پاپلی یزدی، سقایی،1389: 83-182) گردشگری شهری بخشی از الگوی فضای گردشگری پسامدرن است. نواحی شهری به علت اینکه درای جاذبه های تاریخی و فرهنگی بسیاری است غالباً مقاصد گردشگری مهمی محسوب می شود. شهرها معمولاً جاذبه های متنوع و بزرگی شامل گنجینه موزه ها، بناهای یادبود، سالن های تئاتر، استادیوم های ورزشی، پارکها، شهربازی، مراکز خرید، مناطقی با معماری تاریخی و مکان های مربوط مهم  یا افراد مشهور را دارا هستند که خود گردشگران بسیاری را جذب می کند، وجود سبک اکسپرسیونیستی در شهر و میل به گذران اوقات فراغت در شهرها فزونی می گیرد. از اینرو شهرنشینی امر گردشگری پسامدرن را تسهیل نموده است. عملکرد گردشگران در فضاهای شهری، پیرامون جاذبه ها، بافت شهر، خرید، اسکان و فعالیت های جانبی است که در رویکرد به موزه ها تئاترها، نمایشگاه ها، مراکز تفریحی و نظیر اینها تبلور می یابد. اینگونه عملکرد گردشگری فضای شهری در راستای انگیزه های متفاوتی شکل می گیرد که برخی از انها به شرح ذیل است. " 1-دیدار دوستان و خویشاوندان2- مسافرت های تجاری 3- حضور در نمایشگاه ها و کنفرانس ها4- باردید از میراث فرهنگی 5- سفرهای مذهبی ( زیارت) 6-حضور در مراسم و محل حوادث 7- رفع مسائل درمانی- بهداشتی 8- خریدهای تفریحی 9- مسائل ورزشی10- مسائل آموزشی11- سفرهای روزانه و اداری 12- دلایل شخصی و..." در واقع فضا مندی  گردشگری شهری در عصر پسامدرن نشان از روابط " پول، قدرت و فضاء" است و برآمده از تولید اجتماعی فضاء وماهیت مادی آن است. « از اینرو در این فضاء گردشگری شهری بیانگر تولید اجتماعی فضاء، پیرامون گردشگر- میزبان و چرخه سود ناشی از سرمایه داری است. در فضامندی گردشگری شهری، فضاء به صورت کالای بسته بندی شده و قابل فروش به گردشگران در می آید.فضامندی در برگیرنده پیوستگی بین رفتارهای مکانی، الگوهای درحال تغییر اشتغال و توسعه در مرحله جمع آوری سرمایه از طریق گردشگری است.( شورت،1381: 111) بر این مبنا گردشگری در داخل شهرها فضاهای ویژه  خود را می سازد و فضاهی ویژه نیز گونه های گردشگری را به خود جلب می کند. در یک شهر زیارتی مثل مشهد فضا و نواحی شهری که اختصاص به زیارت و گردشگری زیارتی دارد ساختار و کارکرد و رفتار معنوی متفاوتی با سایر نواحی مشهد دارد. محدوده فضایی در شهری تاریخی مثل اصفهان ساختار فیزیکی و کالبدی و عملکردی ویژه خود را دارد که کاملاً با فضای دانشگاهی یا مسکونی همان شهر متفاوت است. از سوی دیگر وجود یک مدیریت قوی برای توسعه چنین گردشگری در این فضا پسامدرنیته امروزه در ساختار کلانشهرهای ایران در جهت توسعه پایدار گردشگری شهری بسیار مهم است. در مرحله اول مدیریت گردشگری شهری باید در چارچوب راهبردهای مطلوبی شکل گیرد و بر مبنای آن خط مشی و سیاست های مناسبی برای توسعه گردشگری در نظر گرفته شود که مانع برخورد منافع گردشگری و دیگر کارکردهای شهری گردند. راهبردهای توسعه گردشگری در عملکرد مدیریتی در شهرها و در رابطه با شهروندان باید عادلانه و موجب شکاف در سطوح درآمد و اشتغال و به طور کلی رفاه شهروندان نشود. « یکی از کارکردهای مدیریت گردشگری شهری در فضای پسامدرن جذب سرمایه برای توسعه پایدار این صنعت در شهر است. سرمایه گذاری در گردشگری شهری شامل توسعه قابلیت ها، فعالیتها،بهبود شرایط محیط طبیعی و زیست محیطی و تاسیسات زیربنایی است منافعی برای ساکنان محلی نیز دارد. مدیریت گردشگری شهری در راستای جذب سرمایه و فعالیت های شهری باید در یک موقعیت رقابتی فزاینده با مکان های رقیب عمل نماید.» ( محلاتی،1381: 25) در روندی از چشم انداز گردشگری شهری مدیریت شهری و اجرایی گردشگری در چنین عصری باید به سمت افزایش تعداد گردشگران، جذب سرمایه را افزایش دهد و بر قابلیت توسعه گردشگری و بهبود و بازسازی محیط شهری بیفزاید. استمرار گردشگری در شهر پایداری بازار گردشگری را سبب می شود و افزایش سطح اشتغال و درآمد را فراهم می آورد. این امر خود بستری برای رفاه شهروندان می شود. این در حالی است که راهبردهای درونی مدیریت گردشگری شهری باید با در پیش گرفتن سیاست های اجتماعی مناسب به سوی کاهش تضاد بین ساکنان و گردشگران حرکت کند. به طور تصویری ایده آل از یک مقصد گردشگری شهری با مدیریت قوی در برگیرنده پارامترهایی است « 1- دسترسی به تمامی مناطق مقصد، 2- امکان انتخاب از میان یک سلسله گسترده از فعالیت ها با توجه به تنوع سلیقه ها.3- ترکیب فعالیت ها در رابط با زمان و فضا 4- ترکیب فضایی مکان های مورد علاقه 5- همیاری کارکردی میان قابلیت های شهری6- اثر متقابل میان فعالیت ها و...» ( پاپلی یزدی، سقایی،1389: 98-197 (مدیریت گردشگری شهری باید پویا باشد و با دید باز و سعه صدر عمل کند و در جریان تحولات بنیادی و دائمی در امر گردشگری باشد و گرنه صنعت گردشگری در یک منطقه یا یک شهر با مشکل روبه رو می شود. با توجه به چنین مباحثی یکسری از راهکارها که در عصر پسامدرنیته در جهت توسعه پایدار گردشگری شهری می تواند به مدیریت اجرایی گردشگری شهر کمک کند شامل مواردی چون " 1- تعییین وضعیت بازدیدکنندگان از شهر و ویژگی بازار ایده آل برای آنها می باشد.2- بررسی امکان افزایش طول زمان ماندگاری و ایجاد بازارهای تخصصی.3- در نظر گرفتن نیاز اسکان و مکان های اقامتی گروه های هدف. 4- در نظر گرفتن خرده فروشی های آینده و نیازهای سکونتی، چگونگی رفع این نیازها و محل لازم برای آنها.5- ایجاد برنامه مدیریتی کارآمد. 6- در نظر داشتن سازو کارهای برنامه ریزی بر اساس اطلاعات برای پاسخگویی به تغییرات آینده. 6- ترویج شرکت فعال محلی به منظور تضمین اینکه ساکنان شهر بخشی از فرایند برنامه ریزی باشند و سودآوری گردشگری به وسیله آنها و برای آنها باشد. 7- به وجود آوردن فرصت ها، دوره های آموزشی و مشاغل در حیطه محلی. 8- تکیه بر نیازهای فرهنگی و آموزشی بازدید کنندگان و افراد اجتماعات محلی. 9-حمایت از ابتکارات محلی." در مجموع این راهکارها در مدیریت گردشگری شهری عصر پسامدرن منجربه به«1- پایداری منابع مورد استفاده 2-کاهش مصارف اضافی و زائد3- حفظ تنوع و گوناگونی منابع محیطی 4-هماهنگی و برنامه ریزی 5-حمایت از اقتصاد محلی 6-توجه به ویژگی های فرهنگی جوامع محلی7- مشارکت محلی مردم در تصمیم گیری ها 8- آموزش کارکنان9- بازاریابی مسئولانه و قوی10- انجام فعالیت های پژوهشی در این زمینه11- رعایت استاندارد های زیست محیطی و بهداشتی 12- توزیع مناسب درآمدها و زیر ساخت ها در سطح شهر ( عدالت اجتماعی و عدالت جغرافیایی).» خواهد شد ( همان: 201-200(
2-11- گردشگری
لغت گردشگری در لغت فرنگی به معنای سیاحت در داخل یک کشور یا کشورهای خارجی است ، در حالی که در لغت فارسی (جهانگردی) به جهان را گشتن و سیر آفاق کردن معنی می دهد و سفر های داخلی را در بر نمی گیرد . با این حال امروزه گردشگری شهری به عنوان یکی از انواع گردشگری مطرح بوده و در این تحقیق نیز گردشگری شهری مورد نظر می باشد.
گردشگری به سه شکل صورت می گیرد:
الف-گردشگری داخلی : ساکنان یک کشور که فقط داخل آن کشور مسافرت می کنند.
ب- گردشگری خارجی ها : افرادی که ساکن یک کشور نیستند و به آن کشور مسافرت می کنند.
ج- گردشگری خارجی : افراد ساکن یک کشور که به خارج از آن کشور مسافرت می کنند.
2-12- گردشگری طبق تعریف سازمان
در سال 1991، سازمان جهانی جهانگردی و دولت کانادا "کنفرانس بین المللی درباره مسافرت و آمارهای جهانگردی" را در اتاوا تشکیل دادند که در زمینه تعریف واژگان، اصطلاحات و طبقه بندی آنها تصمیماتی گرفتند و واژگان و اصطلاحاتی که در زیر می آید مبتنی بر تعریف هایی است که سازمان جهانی جهانگردی ارائه کرده:
الف- جهانگردی یا گردشگری (Tourism)
کارهایی که فرد در مسافرت و در مکانی خارج از محیط عادی خود انجام می دهد. این مسافرت بیش از یک سال طول نمی کشد و هدف تفریح، تجارت یا فعالیت های دیگر است(Hall, C. M, 2002;36) .
ب-جهانگرد یا گردشگر (Tourist)
(دیدار کننده یک شبه) مقصود کسی است که دست کم یک شب در یک اقامتگاه عمومی یا خصوصی، در محل مورد بازدید به سر برد( Cooke, K., 1982;52).
گردشگر یک روزه (Same day visitor
(کسی که به تفریح می رود) مقصود کسی است که یک روز به مکان دیگری می رود ولی شب را در آنجا نمی گذراند.
(به گردشگری باید از دیده تعاملی بین عرضه و تقاضا نگریست ؛ طراحی و توسعه یک محصول ، به منظور مرتفع ساختن یک نیاز.همین تعامل است که آثار اقتصادی ، زیست محیطی ، اجتماعی ، فرهنگی و دیگر آثار را تعریف می کند.)
گردشگری از بعد عرضه شامل همه خدمات و ویژگیهایی می شود که در کنار هم قرار می گیرند ، تا آنچه را که مسافر می خواهد ، فراهم آورند.
گردشگری را می توان در سه سطح مورد بررسی قرار داد :
سطح اول : سیاست های گردشگری و چارچوب استراتژی ، دستگاه دولتی متولی گردشگری
سطح دوم : هتل ها ، اسکان ، پذیرایی (تهیه و ارائه غذا) جاذبه ها ، حمل و نقل
سطح سوم : شبکه خدمات حمایتی (پلیس ، اداره پست ، گمرک ، رسانه ها ، بانک ها و .....


گردشگر
در سال 1925 کمیته مخصوص آمار گیری مجمع ملل افراد زیر را جهانگرد شناخت :
الف- کسانی که برای تفریح و دلایل شخصی با مقاصد پزشکی و درمانی سفر می کنند؛
ب- کسانی که برای شرکت در کنفرانس ها ، نمایشگاه ها ، مراسم مذهبی ، مسابقات ورزشی و از این قبیل به کشورهای دیگر می روند ؛
ج- کسانی که به منظور بازاریابی و امور بازرگانی مسافرت می کنند؛

user8284

سپاس و ستایش خداوندی را سزاست که کسوت هستی را بر اندام موزون آفرینش بپوشانید و تجلیات قدرت لایت زالی را در مظاهر و آثار طبیعت نمایان گردانید. خدایا! من با یاد تو، به تو تقرّب میجویم و تو را به پیشگاه تو شفیع می‌آورم و از تو خواستارم، به کرمت، مرا به خودت نزدیک گردانی و یاد خود را به من  الهام کنی و بر من رحمت آوری و به آنچه بهره و نصیب من ساختهای، خشنودم قرار دهی و در همه حال به فروتنیام واداری.
"من لم یشکر المخلوق لم یشکر الخالق". بر خود لازم میدانم از کلیه کسانی که بنده را در تدوین و نگارش این رساله یاری نمودند صمیمانه تشکر و قدردانی نمایم. به خصوص از استاد فرزانه جناب آقای دکتر خیابانی که در کلیه مراحل انجام این پژوهش با خوش‌رویی، یاری و راهنماییام نمودند و همچنین از استاد فرهیخته جناب آقای دکتر شاکری که وقت خود را بیشائبه در اختیار من گذاشته و با دقت نظر خاصی مشاورههای لازم در این خصوص ارائه نمودند، صمیمانه تشکر و قدردانی مینمایم. از جناب آقای دکتر محمدی و جناب آقای دکتر کریم امامی که با داوریهای خوب و دقیقشان نکات مهمی را بیان فرمودند تقدیر و تشکر میشود. همچنین از کلیه معلمان، اساتید دوران تحصیلم و دوستان گرامی از ابتدا تاکنون صمیمانه تشکر و قدردانی مینمایم.
چکیده:
در این رساله، یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی (DSGE) برای یک اقتصاد باز صادرکننده نفت طراحی و سپس برای اقتصاد ایران کالیبره، شبیهسازی و با استفاده از تکنیکهای بیزین برآورد شده است. مدل فوق ویژگیهای مهم یک اقتصاد باز و نیز چسبندگیهای اسمی و واقعی اقتصاد را در بر میگیرد. هدف اصلی در این رساله تبیین جایگاه سیاستهای پولی و مالی برای اقتصاد صادرکننده نفت ایران میباشد. نتایج حاصل از شبیهسازی و برآورد مدل DSGE برای اقتصاد ایران نشان میدهد که سیاستهای پولی و مالی بر پایه درآمدهای نفتی شکل میگیرد. نهایتاً مدل طراحی شده به خوبی قادر به توضیح واقعیتهای اقتصاد ایران به عنوان یک کشور صادرکننده نفت میباشد.
واژگان کلیدی: کشورهای صادرکننده نفت، مدل DSGE، سیاست مالی، سیاست پولی، بخش نفت، اقتصاد ایران.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
TOC o "1-5" h z u فصل اول: کلیات پژوهش......................................................................................................................... PAGEREF _Toc411327127 h 11-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327129 h 21-2- سؤال‌های تحقیق PAGEREF _Toc411327130 h 61-3- فرضیههای تحقیق PAGEREF _Toc411327131 h 71-4- اهداف تحقیق PAGEREF _Toc411327132 h 71-5- روش شناسی PAGEREF _Toc411327133 h 81-6- روش گردآوری اطلاعات و دادهها PAGEREF _Toc411327134 h 131-7- جامعه آماری، روش نمونهگیری حجم نمونه PAGEREF _Toc411327135 h 131-8- روش تجزیه و تحلیل دادهها PAGEREF _Toc411327136 h 13فصل دوم: نفت و اهمیت آن در اقتصاد ایران....................................................................................... PAGEREF _Toc411327137 h 142-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327139 h 152-2- واقعیات اقتصاد ایران در بخش نفت PAGEREF _Toc411327140 h 172-3- نفت و اهمیت آن در اقتصاد PAGEREF _Toc411327141 h 202-4- سیاستهای پولی و مالی و ارتباط آن با نفت برای ایران PAGEREF _Toc411327142 h 242-5- مطالعات تجربی انجام شده در زمینه نفت PAGEREF _Toc411327143 h 262-6- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327144 h 29فصل سوم: سیاستهای پولی و مالی و ارتباط آن با نفت.................................................................... PAGEREF _Toc411327145 h 303-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327148 h 313-2- سیاستهای پولی و بخش نفت در کشورهای صادرکننده نفت PAGEREF _Toc411327149 h 353-3- سیاستهای مالی و بخش نفت در کشورهای صادرکننده نفت PAGEREF _Toc411327150 h 393-3-1- سیاست مالی و رشد اقتصادی PAGEREF _Toc411327151 h 433-3-2- سیاست مالی در کشورهای صادرکننده نفت PAGEREF _Toc411327152 h 443-4- ارائه یک مدل تئوریک به منظور بررسی یک رونق صادراتی (نفت) PAGEREF _Toc411327153 h 473-4-1- رونق صادرات، قیمتهای نسبی و رقابتپذیری: تحلیل نموداری PAGEREF _Toc411327154 h 483-4-1-1- اثرات بلندمدت PAGEREF _Toc411327155 h 483-4-1-2- عدم تعادل کوتاه مدت در بازار پول PAGEREF _Toc411327156 h 523-4-1-3- بررسی رفتار PAGEREF _Toc411327157 h 563-4-2- تحلیل پویای مقایسهای PAGEREF _Toc411327158 h 583-4-2-1- معادلات ساختاری PAGEREF _Toc411327159 h 583-4-2-2- معادلات تفاضلی PAGEREF _Toc411327160 h 603-4-2-3- نماد PAGEREF _Toc411327161 h 613-4-2-4- پویاییها و فرمهای خلاصه شدهی تفاضلی PAGEREF _Toc411327162 h 613-4-2-5- انتظارات ایستا PAGEREF _Toc411327163 h 623-4-3- بحث و گسترش PAGEREF _Toc411327164 h 653-4-4- پیوست PAGEREF _Toc411327165 h 663-5- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327166 h 69فصل چهارم: مبانی نظری الگوهای DSGE........................................................................................ PAGEREF _Toc411327167 h 704-1- مروری بر مبانی نظری الگوهای DSGE PAGEREF _Toc411327169 h 714-1-1- علت نامگذاری مدل DSGE PAGEREF _Toc411327170 h 754-1-2- ویژگیهای اصلی یک مدل کینزین جدید PAGEREF _Toc411327171 h 774-2- کارهای تجربی انجام شده در زمینه مدلهای DSGE PAGEREF _Toc411327172 h 784-3- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327173 h 84فصل پنجم: طراحی، کالیبراسیون و شبیهسازی مدل DSGE برای اقتصاد ایران............................. PAGEREF _Toc411327174 h 855-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327176 h 865-2- طراحی مدل DSGE برای اقتصاد ایران PAGEREF _Toc411327177 h 875-2-1- بخش خانوارها PAGEREF _Toc411327178 h 885-2-2- بنگاهها PAGEREF _Toc411327179 h 945-2-2-1- بنگاههای داخلی PAGEREF _Toc411327180 h 945-2-2-1-1- تولیدکنندگان نهایی PAGEREF _Toc411327181 h 945-2-2-1-2- تولیدکنندگان کالاهای واسطهای PAGEREF _Toc411327182 h 955-2-2-2- واردکنندگان PAGEREF _Toc411327183 h 975-2-2-3- صادرکنندگان PAGEREF _Toc411327184 h 995-2-3- دولت و بانک مرکزی PAGEREF _Toc411327185 h 1015-2-3-1- قید بودجه دولت PAGEREF _Toc411327186 h 1015-2-3-2- تلفیق قید بودجه دولت و تراز پرداختهای بانک مرکزی PAGEREF _Toc411327187 h 1015-2-4- بخش خارجی PAGEREF _Toc411327188 h 1065-2-5- شرط تسویه بازارها PAGEREF _Toc411327189 h 1065-2-5-1- شرط تسویه حساب تراز پرداختها PAGEREF _Toc411327190 h 1065-2-5-2- قید کلی منابع PAGEREF _Toc411327191 h 1065-3- قیمتهای نسبی، هزینههای نهایی و نرخ ارز حقیقی PAGEREF _Toc411327192 h 1075-4- بدست آوردن شرایط تعادل پویای اقتصاد PAGEREF _Toc411327193 h 1125-5- لگاریتم-خطی کردن معادلات بدست آمده از بهینهسازی PAGEREF _Toc411327194 h 1205-6- کالیبراسیون PAGEREF _Toc411327195 h 1315-7- شبیهسازی PAGEREF _Toc411327196 h 1395-7-1- سناریوی اول (پایه) PAGEREF _Toc411327197 h 1405-7-2- سناریوی دوم PAGEREF _Toc411327198 h 1485-7-4- سناریوی سوم PAGEREF _Toc411327199 h 1495-7-5- سناریوی چهارم PAGEREF _Toc411327200 h 1505-7-6- مقایسه نتایج در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411327201 h 1535-8- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327202 h 157فصل ششم: تخمین مدل DSGE برای اقتصاد ایران با استفاده از روش بیزین................................. PAGEREF _Toc411327203 h 1576-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327205 h 1586-2- روششناسی تخمین بیزین PAGEREF _Toc411327206 h 1586-2-1- اقتصادسنجی بیزین PAGEREF _Toc411327207 h 1586-2-2- چگالی پیشین مزدوج PAGEREF _Toc411327208 h 1636-2-3- الگوریتم حداکثرسازی عددی PAGEREF _Toc411327209 h 1646-2-4- الگوریتم MCMC تطبیقی PAGEREF _Toc411327210 h 1646-3- دادهها و توزیعهای پیشین PAGEREF _Toc411327211 h 1656-3-1- دادهها PAGEREF _Toc411327212 h 1656-3-2- توزیعهای پیشین PAGEREF _Toc411327213 h 1666-4- نتایج تجربی PAGEREF _Toc411327214 h 1676-4-1- توزیعهای پسین تخمین زده شده PAGEREF _Toc411327215 h 1676-4-2- خوبی مدل PAGEREF _Toc411327216 h 1726-4-2-1- چک کردن مدها PAGEREF _Toc411327217 h 1726-4-2-2- آزمونهای تشخیصی بروک و گلمن PAGEREF _Toc411327218 h 1756-4-2-3- واکنش مدل به شوکهای ساختاری PAGEREF _Toc411327219 h 1766-5- خلاصه و جمعبندی PAGEREF _Toc411327220 h 181فصل هفتم: خلاصه و نتیجهگیری....................................................................................................... PAGEREF _Toc411327221 h 1827-1- مقدمه PAGEREF _Toc411327223 h 1837-2- خلاصه تحقیق PAGEREF _Toc411327224 h 1837-3- ارائه پیشنهادات و راهکارها PAGEREF _Toc411327225 h 1867-3-1- پیشنهادات سیاستی PAGEREF _Toc411327226 h 1867-3-2- پیشنهادات پژوهشی PAGEREF _Toc411327227 h 187پیوست الف: لگاریتم- خطی سازی.................................................................................................... PAGEREF _Toc411327228 h 188الف-1- مکاتب مدلسازی DSGE PAGEREF _Toc411327230 h 189الف-2- لگاریتم-خطی سازی PAGEREF _Toc411327231 h 190الف-2-1- پیشنیازهای ریاضی لگاریتم-خطی سازی PAGEREF _Toc411327232 h 191الف-2-2- بلوکهای سازنده روش پیشنهادی اوهلیگ و نحوه استخراج آن‌ها PAGEREF _Toc411327233 h 191الف-2-3- لگاریتم-خطی سازی از طریق بسط تیلور PAGEREF _Toc411327234 h 194پیوست ب: مدلهای حالت فضا و فیلتر کالمن................................................................................... PAGEREF _Toc411327235 h 196ب-1- مدلهای حالت فضا و فیلتر کالمن PAGEREF _Toc411327237 h 197ب-2- فروض فیلتر کالمن PAGEREF _Toc411327238 h 199ب-2-1- سیستم دینامیک خطی PAGEREF _Toc411327239 h 199ب-2-2- مشخصات آشوب PAGEREF _Toc411327240 h 199ب-3- استخراج فیلتر کالمن PAGEREF _Toc411327242 h 201ب-4- پیشبینی PAGEREF _Toc411327243 h 202ب-5- به هنگام کردن PAGEREF _Toc411327244 h 203ب-6- پیشبینی PAGEREF _Toc411327245 h 203ب-7- برآورد پارامترهای مدل به روش حداکثر راستنمایی PAGEREF _Toc411327246 h 204ب-8- پارامترهای متغیر در طول زمان (TVP) PAGEREF _Toc411327247 h 205ب-9- مدل‌های رگرسیون خطی با ضرایب مختلف در زمان PAGEREF _Toc411327248 h 206پیوست ج: نمودارهای مربوط به شوکهای هموار شده..................................................................... PAGEREF _Toc411327249 h 208منابع و مأخذ........................................................................................................................................ PAGEREF _Toc411327252 h 210
فهرست جدولها


عنوان صفحه TOC h z c "جدول"
جدول ‏31. نمایش فرم معمول بازی بین حاکمان پولی و مالی.................................................................................. PAGEREF _Toc411328226 h 32 TOC h z c "جدول 5-"
جدول 5- 1. مقدار کالیبره شده پارامترهای مدل........................................................................................................... PAGEREF _Toc411328235 h 134جدول 5- 2. مقادیر ایستای بلندمدت متغیرهای مدل.................................................................................................. PAGEREF _Toc411328236 h 138جدول 5- 3. مقایسه گشتاورهای روندهای واقعی و شبیهسازی شده در سناریوی پایه.......................................... PAGEREF _Toc411328237 h 141 TOC h z c "جدول 6-" جدول 6- 1. نتایج حاصل از برآورد بیزی پارامترهای مدل........................................................................................... PAGEREF _Toc412581631 h 168
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
TOC h z c "نمودار" نمودار ‏21. قیمت سبد اوپک طی دوره زمانی 2001 الی 2015 PAGEREF _Toc411328523 h 15نمودار ‏22. 10 صادر کننده اول نفتی جهان در سال 2012 PAGEREF _Toc411328524 h 16نمودار ‏23. 10 تولیدکننده اول نفتی جهان در سال 2012 PAGEREF _Toc411328525 h 17نمودار ‏24. تولید و صادرات نفت خام در دوره زمانی 1357 الی 1389 در ایران PAGEREF _Toc411328526 h 18نمودار ‏25. درآمدهای حاصل از صادرات نفتی و درآمد ملی در ایران بر حسب میلیارد ریال PAGEREF _Toc411328527 h 19نمودار ‏26. نسبت صادرات نفتی به GDP بر حسب درصد PAGEREF _Toc411328528 h 19نمودار ‏31. موقعیت تعادلی اولیه قبل از وقوع رونق نفتی PAGEREF _Toc411328529 h 50نمودار ‏32. موقعیت تعادلی بعد از وقوع رونق نفتی PAGEREF _Toc411328530 h 51نمودار ‏33. اثرات کوتاهمدت افزایش برونزا در قیمت نفت که منجر به مازاد عرضه پول میشود PAGEREF _Toc411328531 h 55نمودار ‏34. اثرات کوتاهمدت افزایش برونزا در قیمت نفت که منجر به مازاد تقاضای پول میشود PAGEREF _Toc411328532 h 56نمودار ‏35. بررسی رفتار PAGEREF _Toc411328533 h 57 TOC h z c "نمودار 5-" نمودار 5- 1. مرور کلی بر مدلهای DSGE PAGEREF _Toc411328426 h 86نمودار 5- 2. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک قیمت نفت در سناریوی پایه PAGEREF _Toc411328427 h 142نمودار 5- 3. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک مارک آپ قیمتهای داخلی در سناریوی پایه PAGEREF _Toc411328428 h 146نمودار 5- 4. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک مارک آپ قیمت کالاهای صادراتی در سناریوی پایه PAGEREF _Toc411328429 h 147نمودار 5- 5. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک قیمت نفت در سناریوی دوم PAGEREF _Toc411328430 h 148نمودار 5- 6. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک قیمت نفت در سناریوی سوم PAGEREF _Toc411328431 h 150نمودار 5- 7. توابع ضربه-واکنش متغیرهای اقتصادی نسبت به شوک قیمت نفت در سناریوی چهارم PAGEREF _Toc411328432 h 152نمودار 5- 8. مقایسه واکنش حجم پول نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328433 h 153نمودار 5- 9. مقایسه واکنش تورم نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328434 h 154نمودار 5- 10. مقایسه واکنش داراییهای خارجی بانک مرکزی نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328435 h 154نمودار 5- 11. مقایسه واکنش تولید نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328436 h 155نمودار 5- 12. مقایسه واکنش صادرات کالاها و خدمات نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328437 h 155نمودار 5- 13. مقایسه واکنش نرخ ارز حقیقی نسبت به شوک مثبت قیمت نفت در سناریوهای پیشنهادی PAGEREF _Toc411328438 h 156 TOC h z c "نمودار 6-" نمودار 6- 1. روند واقعی و هموار شده متغیرهای قابل مشاهده PAGEREF _Toc411328439 h 166نمودار 6- 2. نمودار توزیع‌های پیشین و پسین پارامترهای مدل PAGEREF _Toc411328440 h 170نمودار 6- 3. مد توزیع پسین PAGEREF _Toc411328441 h 173نمودار 6- 4. نمودارهای همگرایی الگوریتم متروپولیس هستینگز (بروک و گلمن (1998)) PAGEREF _Toc411328442 h 175نمودار 6- 5. توابع ضربه-واکنش شوک تکنولوژی PAGEREF _Toc411328443 h 176نمودار 6- 6. توابع ضربه-واکنش شوک قیمت نفت PAGEREF _Toc411328444 h 177نمودار 6- 7. توابع ضربه-واکنش شوک مارک آپ قیمت کالاهای داخلی PAGEREF _Toc411328445 h 179نمودار 6- 8. توابع ضربه-واکنش شوک مارک آپ قیمت کالاهای صادراتی PAGEREF _Toc411328446 h 180 TOC h z c "نمودار پ-" نمودار پ-1- شوکهای هموار شده................................................................................................................................ PAGEREF _Toc411336484 h 209

فصل اول کلیات پژوهش1-1- مقدمهدر کشورهای صادرکننده نفت از جمله ایران شوکهای نفتی پیوندی گسسته ناپذیر با بخشهای مختلف اقتصادی دارند و بنابراین نقش مهمی را در بروز نوسانات تولید و تورم در این کشورها ایفا مینماید.
قیمتهای نفت در چند سال گذشته افزایشهای چشمگیری یافته است. تغییر در قیمتهای نفت اثر مستقیم بر روی سطح قیمتهای کل اقتصاد دارد، این تغییر قیمت بر روی تصمیمات بین دورهای و درون دورهای مصرف موثر میباشد، همچنین بر ساختار هزینه بنگاهها تأثیر میگذارد و از این کانال اثر ثانویه بر روی قیمتهای داخلی دارد. بنابراین شاخص بندی قیمت و دستمزد ممکن است اثرات شوکهای قیمت نفت بر روی تورم و تولید را گسترش دهد.
در کشورهای صادرکننده نفت درآمدهای حاصل از صادرات نفت، به عنوان درآمد بخش دولتی محسوب و از طریق خزانه وارد بودجه میشود. کشورهای صادرکننده نفت به دلیل ساختار و مسایل سیاسی آن‌ها، دولت به عنوان بزرگترین کارگزار اقتصادی کشور در اغلب بخشهای تولیدی و خدماتی حضور فعال دارد. انتظارات سیاسی و اجتماعی از دولت که عموماً فاقد مبنای اقتصادی است، سبب میشود که اغلب تأثیرات هزینههای سرمایهای دولت نیز همانند هزینههای جاری باشد. سرمایهگذاری دولتی از برنامه زمانبندی مدون خود تبعیت نمیکند، حجم سرمایهگذاری از رقم پیشبینی شده فراتر میرود و مدیریت دولتی غیر کارامد نیز سبب میشود که اثرات توسعهای این قبیل سرمایهگذاریها ضعیف باشد CITATION الس89 l 1065 (مهرآرا & میری, رابطه ی میان درآمدهای نفتی و ارزش افزوده بخش های مختلف اقتصادی در کشورهای صادرکننده ی نفت: ایران، مکزیک و ونزوئلا, 1389). تزریق درآمدهای یاد شده در این کشورها، نظیر ایران سبب افزایش تقاضای کل می‌گردد، از آن جایی که بخش عرضه کل که برآیند بخشهای داخلی است نمیتواند به تقاضای ایجاد شده پاسخ گوید، بنابراین منجر به افزایش تورم میشود و تورم نیز به نوبهی خود علاوه بر متغیرهای اقتصادی بر متغیرهای سیاسی و اجتماعی اثر میگذارد.
از طرفی کاهش قیمت نفت سبب میشود که دولت، به علت عدم انعطافپذیری هزینههای جاری، که بخش عمده آن مربوط به حقوق و دستمزد کارکنان دولتی است، از هزینههای عمرانی بکاهد و آن را به هزینههای جاری منتقل کند. بنابراین اولین اثر آن ظهور انبوهی از طرحهای نیمه تمام در بخش عمرانی است. این مسئله سبب رکود و بیکاری به خصوص در بخشهایی میشود که عمدتاً از کارگران غیر ماهر استفاده میکنند و بدین ترتیب بیثباتی از حوزه اقتصاد به حوزههای اجتماعی و سیاسی نیز سرایت میکند. بخش ارزی، تراز پرداختها و کسری بودجه را تحت تأثیر قرار میدهد و تورم که از همان ابتدا وجود داشته است سبب کاهش رشد اقتصادی میشود CITATION رضا85 l 1065 (خوش اخلاق & موسوی محسنی, 1385).
یکی از مهم‌ترین کارکردهای نفت که در این رساله نیز به آن پرداخته شده است، اهمیت قیمت نفت و درآمدهای نفتی میباشد. مثلاً اینکه مقدار نفت کم یا زیاد باشد یا اینکه درآمد نفت کم یا زیاد باشد، میتواند سیاستهای پولی و مالی را تحت تأثیر قرار دهد.
بنابراین با توجه به مباحث بالا و اهمیت نفت در کشورهای صادرکننده نفت از جمله ایران در این رساله یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی با تاکید بر بخش نفت و برای یک کشور صادرکننده نفت طراحی شده است و در آن سیاستهای پولی و مالی بررسی شده است. سپس این مدل برای کشور ایران آزمون شده است. هدف اصلی در این رساله تخمین و برآورد پارامترهای واکنشهای سیاستی میباشد. بدین منظور مدل با استفاده از رویکرد بیزین تخمین زده شده است. لازمه این کار این است که بخشهای مختلف اقتصادی به صورت دقیق و بر اساس شرایط اقتصادی ایران تصریح شود. چرا که تصریح کردن بخشهای ایران بر اساس روابط نادقیق ممکن است نتایج درستی را به ما ندهد و لذا در سیاستگذاری دچار اشتباه شویم.
برای شروع لازم است درک درستی از مدلهای تعادل عمومی پویای تصادفی (DSGE) و مدلهای تعادل عمومی محاسباتی (CGE) و تفاوت بین آن‌ها داشته باشیم.
مدلهای تعادل عمومی، کل اقتصاد را به صورت تعادلی و عمومی نگاه میکند. الگوهای تعادل عمومی از لحاظ خرد به دیدگاه والراس برمیگردد. در این دیدگاه بخشها، عوامل اقتصادی و ... با یکدیگر ترکیب میشوند و در نهایت بازار تسویه میشود و عدم تعادلها برطرف میشود. در واقع مبنای کار به این صورت است که عوامل اقتصادی سود خود را حداکثر میکنند، خانوارها مطلوبیت خود را حداکثر میکنند، دولت نقش تنظیم کننده دارد. هم چنین عرضه از حاصل جمع تولید بنگاهها حاصل میشود. بخشی از تولید تحت عنوان واردات از کشور خارج میشود و بخشی از کمبود از خارج کشور وارد میشود و در نهایت سرمایهگذاری کل اقتصاد با پس انداز کل اقتصاد برابر میشود. حال الگوی تعادل عمومی محاسباتی (CGE) با الگوی تعادل عمومی والراسی بسته میشود. در این الگو هنگامی که شوک به اقتصاد وارد میشود به دلیل اینکه پایهها و مبانی به صورت خردی بسته شده است، لذا شوک از کانال قیمت نسبی وارد میشود. پس به طور خلاصه مدلهای CGE مدلهای واقعی هستند و لذا شوک اسمی مانند پول داخل آن قرار نمیگیرد.
در مدلهای DSGE نگاه کلان میباشد نه خردی. اما دیدگاه کلانی که وجود دارد دارای مبانی تئوریک و پایههای خردی میباشد. مدلهای DSGE به روابط پایهای و مبناها اهمیت میدهد ولی اثر این مبناها را الگوسازی نمیکند. بنابراین در مدلهای DSGE روابطی که بر روی آن‌ها کار میکنیم روابط کلان اقتصادی میباشد. شرایط مرتبه اول معادلات بر اساس تئوریهای اقتصاد خردی الگو میشود به عبارت دیگر روابط FOC روابط تجمیع شده خرد میباشد. بر همین اساس شوکها نیز شوکهای کلان میباشد: مثل شوک پولی، شوکهای هزینه دولت، تکنولوژی، ارز و...
نکتهای که در اینجا وجود دارد این است که حداکثرسازی مطلوبیت، حداکثرسازی سود در ایران با سایر کشورها تفاوتی ندارد. مشکل قاعده پولی میباشد که بانک مرکزی اعمال میکند. مشکل عدم تنظیم بازار پول است که نمیتواند سیاستهای خودش را از کانال نرخ سود وارد کند. مشکل کنترل نرخ سود است که سیاست پولی عملکرد خودش را به درستی انجام نمیدهد.
منتها تفاوتی که وجود دارد این است که شرایط تعادل پویای اقتصاد در کشورهای توسعه یافته از یک بازار رسمی استخراج میشود اما شرایط تعادل پویای اقتصاد در ایران در برخی بخشها از یک بازار غیررسمی (سیاه) استخراج خواهد شد. به عنوان مثال با توجه به اخلالی که در نرخ سود وجود دارد قیمت پول از یک بازار سیاه استخراج خواهد شد. بنابراین لازمه این کار شناسایی عدم تعادلهای اقتصادی از جمله بازار پول، مالی و ارز میباشد.
به عنوان مثال سرمایهگذار بر اساس تفاوت بین نرخ سود بازار و نرخ سود بانکی رفتار خودش را تنظیم میکند و هر چه این تفاوت افزایش یابد رفتار وی نیز تغییر میکند؛ لذا مدلسازی رفتار سرمایهگذار بر اساس تفاوت بین این دو نرخ نتیجه بهتری را نسبت به حالتی که صرفاً بر اساس نرخ سود بانکی تنظیم شود در پی خواهد داشت.
بدین منظور لازم است بخشهای اقتصادی به صورت دقیق تنظیم شود. یکی از مهمترین بخشهایی که باید تنظیم شود بخشهای پولی و بخش دولت میباشد؛ لذا تعیین قاعده پولی از اهمیت ویژهای برخوردار است. قاعده پولی متشکل از سه بخش بانک مرکزی و پایه پولی، بازار ارز و انتخاب رژیم ارزی و محدودیت بودجه دولت میباشد. از تلفیق این سه، حساب تلفیقی بدست میآید که اهمیت ارز، پول و بودجه دولت در قاعده پولی دیده میشود. عمدتاً در کارهای قبلی که صورت گرفته است بدون توجه به جایگاه اقتصادی ایران عمدتاً با استفاده از قاعده تیلور، به استخراج قاعده سیاست پولی پرداخته شده است. شوکهای نفتی، حساب تلفیقی دولت و بانک مرکزی را تحت تأثیر قرار میدهد. به عبارت دیگر در زمان بروز شوکهای منفی نفتی که عمدتاً با افزایش هزینههای دولتی اتفاق میافتد، قاعده سیاست پولی بر روی اعتبار داخلی بسته میشود. به دلیل اینکه در این حالت ارز از کنترل دولت خارج میباشد و ارز کارکرد خود را به درستی انجام نمیدهد. در این حالت بیشتر اعتبار داخلی است که کار میکند. به عبارت دیگر در صورت بروز شوکهای منفی نفت درآمد دولت کاهش یافته و سیاستهای مالی در جهت انقباضی میباشد و در این حالت تورم از کانال نرخ ارز کنترل نمیشود بلکه بیشتر از طریق پایه پولی کنترل میشود. همچنین در صورت بروز شوکهای مثبت نفتی تنظیم قاعده پولی با استفاده از نرخ ارز میباشد. به عبارت دیگر در حساب تلفیقی منابع خارجی بالاتر میرود.
همچنین در این رساله بخش دولتی به صورت دقیق مورد بررسی قرار میگیرد. به عبارت دیگر درآمدهای دولتی و هزینههای دولتی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بخش این سؤال بررسی خواهد شد که آیا واقعاً افزایش درآمد نفت و سرمایهگذاری دولت میتواند رشد اقتصادی را زیاد کند؟ به عبارت دیگر درآمدهای نفتی بر روی تولید چه نقشی را ایفا میکنند و اینکه آیا باید درآمدهای نفتی به سمت تولید کانالیزه شود یا خیر؟
بعد از تنظیم کردن بخشهای مختلف مدل DSGE شوک قیمت و تولید نفت وارد مدل خواهد شد و سپس اثر این شوکها بر روی قواعد پولی بررسی خواهد شد.
ساختارهای اصلی مدل تعادل عمومی پویای تصادفی به صورت زیر تنظیم شده است:
رفتار بخش خصوصی که در آن یک خانوار معرف که ارزش حال تنزیل شده مورد انتظار مطلوبیت طول دوران زندگی را با توجه به قید بودجه بین دورهای حداکثر میکنند، در نظر گرفته میشود.
رفتار بنگاه و تنظیم قیمتها: رفتار بنگاه با پیروی از کالو (1983) تنظیم شده است. در این روش فرض میشود که درصد از بنگاهها میتوانند در هر دوره قیمت جدید تنظیم کنند و از این رو معادل درصد قیمت خود را بدون تغییر نگه میدارند. (پارامتر چسبندگی قیمت را در اقتصاد اندازهگیری میکند). همچنین فرض میشود که دو دسته بنگاه وجود دارد. در حالی که معادل درصد از تنظیمکنندگان قیمت همانند مدل کالو استاندارد رفتار میکنند، درصد قیمتهایشان را بر اساس رفتار گذشتهنگر (قاعده سرانگشتی) تنظیم میکنند.
بر این اساس منحنی فیلیپس هیبریدی کینزینهای جدید به عنوان یک بخش از اقتصاد تصریح خواهد شد. لازم به ذکر است که منحنی فیلیپس هیبریدی کینزینهای جدید در سه بخش داخلی، صادراتی و وارداتی مدلسازی شده است.
دولت: بخش دولت نیز با در نظر گرفتن درآمدها (از جمله درآمدهای نفتی) و مخارج دولتی تصریح خواهد شد.
بازار ارز: به منظور استخراج دقیق قاعده پولی نیازمند این هستیم که بخش خارج به صورت دقیق تصریح شود.
بخش پولی: در این بخش ترازنامه بانک مرکزی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
در مرحله بعد به ارزیابی و تخمین مدل DSGE برای ایران پرداخته خواهد شد. روشهای متفاوتی برای ارزیابی و تخمین مدلهای DSGE وجود دارد. همانگونه که به وسیله آن و اسچورف هاید (2007) بیان شده است این تکنیکها عبارتند از: کالیبراسیون، روش گشتاورهای تعمیم یافته، تخمین بر اساس حداکثر راستنمایی با اطلاعات کامل، تخمین بیزین و تخمین حداقل فاصله بر اساس فاصله بین توابع ضربه-واکنش از مدل VAR و مدل DSGE.
در مدلهای DSGE دو موضوع وجود دارد:
1- شبیهسازی؛
2- تخمین.
در شبیهسازی، مدل با دادههای واقعی تخمین نمیخورد اما تا حدودی رفتار عاملین اقتصادی را برای ما روشن میکند. تخمینهای دقیق با تخمینزن بیزین صورت میگیرد.
بنابراین مراحل مختلف کار این رساله به صورت زیر تقسیم بندی میشود:
استخراج الگو مطابق با شرایط اقتصاد ایران؛
بدست آوردن مقادیر تعادلی پویای اقتصاد؛
تبدیل معادلات استخراج شده از شرایط بهینهسازی به صورت معادلات لگاریتمی- خطی شده؛
شبیهسازی مدل با نرمافزار داینار؛
تخمین مدل با روش بیزین.
با پیروی از آن و اسچورف هاید (2007) و مانسینی گریفولی (2007) تکنیک بیزین برای تخمین مدل DSGE لگاریتمی- خطی شده مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این روش نسبت به رویکردهای رقیب چندین مزیت دارد: ابتداً تخمین بیزین اجازه استفاده از اطلاعات پیشین در فرآیند تخمین را میدهد. وارد کردن اطلاعات پیشین به شناسایی پارامترهای مدل کمک میکند. ثانیاً تخمین بیزین یک تخمینزن سیستمی میباشد و اجازه استفاده از منافع رویکرد تعادل عمومی را به ما میدهد. ثالثاً رویکرد بیزین عملکرد بهتری نسبت به تخمین حداکثر راستنمایی و GMM در نمونههای کوچک دارد.
1-2- سؤال‌های تحقیق
با توجه به اینکه در این رساله به دنبال بررسی سیاستهای پولی و مالی برای یک اقتصاد صادرکننده نفت با استفاده از مدل تعادل عمومی تصادفی پویا و سپس آزمون آن برای ایران هستیم، لذا سؤال اصلی تحقیق به صورت زیر مطرح میشود:
شوک قیمت نفت در چارچوب مدل تعادل عمومی اقتصاد باز در یک کشور صادرکننده نفت چه اثری بر روی متغیرهای کلان اقتصادی از کانال دو متغیر سیاست پولی و سیاست مالی دارد؟
هم چنین در راستای پاسخ گویی به سؤال بالا یک سری سؤال‌های فرعی نیز مطرح میشود که به صورت زیر هستند:
آیا بین شوکهای نفتی و سیاست پولی اتخاذ شده در ایران ارتباط وجود دارد یا خیر؟
افزایش قیمت نفت میتواند رشد اقتصادی ایران را زیاد کند؟
اثر شوکهای مارک آپ بر روی متغیرهای اقتصادی به چه صورتی میباشد؟
1-3- فرضیه تحقیقدو متغیر سیاست پولی و سیاست مالی در اقتصاد صادرکننده نفتی (ایران) نقش کلیدی در اثرگذاری شوکهای نفت روی متغیرهای واقعی اقتصاد ایفا مینمایند.
1-4- اهداف تحقیقبا توجه به اقبال جهانی گسترده محافل علمی و بانکهای مرکزی به مدلهای DSGE در پژوهشهای علمی، بالاخص در حیطه اقتصاد مالی، پولی و انرژی، معرفی این مدلها به گفتمان علمی دانشگاهی و توجه به گسترش این مدلها در محافل علمی دانشگاهی میتواند زمینهای برای ورود آن‌ها به مطالعات و طبیعتاً سیاست‌گذاری بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران را فراهم آورد و به عنوان ابزاری جدید در زمینه تحلیل سیاستهای اقتصادی، بالاخص سیاست‌گذاری پولی، به خدمت گرفته شود؛ لذا در رساله فوق اهداف زیر را دنبال میکنیم:
طراحی یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی به منظور بررسی نقش شوک قیمت نفت بر روی متغیرهای کلان اقتصادی برای یک کشور صادر کننده نفت (مورد ایران)؛
وارد کردن بخشهای مالی، پولی و ارزی متناسب با شرایط اقتصاد ایران؛
بررسی اثر شوک قیمت نفت بر قواعد پولی اقتصاد ایران؛
مرتبط کردن بخش نفت با استفاده از درآمدهای نفتی به بخش دولت در ایران؛
تعیین قواعد پولی با توجه به ترازنامه بانک مرکزی، بودجه دولت و نظام ارزی؛
بررسی واکنش شوک قیمت نفت بر روی متغیرهای کلان اقتصادی در سناریوهای مختلف ارزی و تورمی.
1-5- روش شناسی
از دهه 1980 میلادی اقتصاددانان در تحلیلهای کلان اقتصادی توجه ویژهای به مدلهای پویا که دارای پایههایی در اقتصاد خرد هستند، داشتهاند و این توجه و اقبال با گذشت زمان و گسترش ابزارهای ریاضی و محاسباتی در اختیار محققان اقتصادی رو به افزایش است.
گسترش مکتب ادوار تجاری حقیقی (RBC) در دهه 1980 میلادی در واقع انقلابی در تحلیلهای کلان اقتصادی به شمار میرفت چرا که اولاً این مکتب با گسترش چارچوب تحلیلی تعادل عمومی تصادفی پویا (DSGE) که در آن خانوارها و بنگاهها و سایر کارگزاران اقتصادی اقدام به بهینهیابی میکنند پایه خرد برای تحلیل روابط کلان اقتصادی فراهم آورد که قبلاً نبود آن مورد انتقاد منتقدین اقتصاد کلان قرار داشت. ثانیاً به دلیل نیاز تکنیکی به ابزار ریاضی در حل این مدلها، انبوهی از ابزارهای کمی محاسباتی از علم ریاضی وارد اقتصاد شده و گسترش یافتهاند. ثالثاً بر خلاف مکاتب پیشین اقتصادی که بر سیاستهای پولی و مالی به عنوان دلیل نوسانات اقتصادی تاکید میکردند این مکتب با تکیه بر شوکهای تکنولوژی امکان تبیین نوسانات اقتصادی با تکیه بر عوامل طرف عرضه را نیز به ادبیات اقتصادی معرفی کرد.
البته علیرغم تأثیر عظیمی که مکتب ادوار تجاری حقیقی در ادبیات اقتصادی بر جای گذاشت به دو دلیل عمده استفاده از آن در مطالعات اقتصادی رو به افول گذاشت که عبارت بودند از: 1- تاکید بیش از حد بر شوکهای تکنولوژی به عنوان منبع ادوار تجاری و 2- پیشبینی خنثی بودن پول که برخلاف شواهد تجربی مشاهده شده (حداقل در کوتاهمدت) است.
به دین ترتیب اقتصاددانان برای بهرهگیری از خصوصیات مثبت مکتب ادوار تجاری حقیقی، با وارد کردن رقابت ناقص و چسبندگیهای اسمی در چارچوب تحلیلی تعادل عمومی پویای تصادفی، مدلهای نیوکینزینی را بسط دادند. مدلهای نیوکینزینی علاوه بر این که پایههای خرد برای تحلیلهای کلان اقتصادی فراهم میکنند، به خوبی میتوانند اثر سیاستهای پولی را در نوسانات کلان اقتصادی نشان دهند و به عبارتی پارادیم نیوکلاسیکی را با پارادایم کینزینی با هم پیوند دادهاند.
مدلسازی تعادل عمومی تصادفی پویا شاخهای از تئوری تعادل عمومی کاربردی است که مقولهای مهم در اقتصاد کلان معاصر تلقی میشود. متدلوژی DSGE سعی در تبیین پدیدههای کلان اقتصادی همچون رشد اقتصادی، سیکلهای تجاری و اثرات سیاستهای پولی و مالی بر پایه مدلهای ساده شده کلان اقتصادی دارد که این مدلها از اصول خرد اقتصادی استخراج شدهاند.
یکی از دلایل اصلی که اقتصاددانان به ساخت مدلهای DSGE روی آوردهاند این است که این مدلها بر خلاف مدلهای پیشین سنتی کلان-سنجی دیگر در معرض انتقاد لوکاس نیستند.
همانطور که از اسم این مدلها پیدا است مدلهای DSGE پویا هستند به این معنی که حرکت اقتصاد را در طول زمان زیر نظر میگیرند. همچنین تصادفی هستند یعنی این واقعیت را مد نظر قرار میدهند که اقتصاد میتواند تحت تأثیر شوکهای نظیر تغییرات تکنولوژیکی یا خطا در سیاستگذاری کلان اقتصادی قرار گیرد. این ویژگیهای مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا وجه تمایز اصلی این مدلها با مدلهای ایستای تحت مطالعه در تئوری تعادل عمومی والراسی و تعادل عمومی قابل محاسبه کاربردی است.
مدلهای سنتی پیشبینی کلان- سنجی که از دهه 1970 میلادی تاکنون مورد توجه بانکهای مرکزی بوده است. رابطه پویای بین قیمتها و مقادیر را در بخشهای مختلف اقتصاد برآورد میکند و اغلب متشکل از تعداد بسیار زیادی متغیر میباشد. برخلاف مدلهای کلان- سنجی، مدلهای تعادل عمومی پویای تصادفی با تعداد کمی متغیر سروکار دارد (از آنجا که حل کردن و تحلیل مدلهای DSGE از نظر تکنیکی مشکلتر است) و تمایل زیادی وجود دارد که بسیاری از جزئیات بخشی خلاصه شود و متغیرهای بسیار کمتری مورد استفاده قرار گیرد؛ لذا بانکهای مرکزی با بهرهگیری از این مدلها با متغیرهای کمتری سروکار دارند.
مدلهای DSGE جزئیات بخشی را از دست میدهند و با بدست آوردن سازگار منطقی جبران میشوند، چرا که این مدلها بر پایه اصول اقتصاد خردی یعنی با در نظر گرفتن تصمیمگیری تحت محدودیت بنا شدهاند. به طور کلی این مدلها اجزا و فرضیات زیر را در نظر میگیرند:
ترجیحات: اهداف کارگزاران در اقتصاد تصریح میشود. به عنوان مثال تابع مطلوبیت خانوار که عموماً تابعی از سطح مصرف و اوقات فراغت است، با توجه به قید بودجه حداکثر میشود یا هدف بنگاهها حداکثر سازی سود میباشد.
تکنولوژی: ظرفیت تولیدی کارگزاران در اقتصاد تصریح میشود. به عنوان مثال ممکن است فرض شود بنگاهها دارای تابع تولیدی هستند که مقدار کالای تولید شده را وابسته به مقدار کار و سرمایه به کار گرفته شده تصریح مینماید. همچنین محدودیتهای تکنولوژیکی اقتصاد، مواردی چون هزینههای تعدیل موجودی سرمایه، سطح نیروی کار یا سطح قیمتها را در برمیگیرد.
چارچوب نهادی: محدودیتهای نهادی که کارگزاران اقتصادی تحت آن محدودیتها در تعامل با هم میباشند، تصریح میشود. در بسیاری از مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا این بدان معنا است که کارگزاران اقتصادی تصمیمات خود را تحت برخی محدودیتهای برونزای بودجهای اتخاذ میکنند و فرض میشود که قیمتها تا زمان تسویه بازار تعدیل میشوند. همچنین قواعد سیاست مالی و پولی یا حتی چگونگی تغییر قواعد سیاستی و محدودیتهای بودجهای بر اثر تغییر فرآیند سیاسی تصریح میشود.
در طراحی مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا ابتدا سعی بر این است که مدلی ساده و ابتدایی به عنوان هسته مرکزی مطالعه طراحی شود و سپس با افزودن جزئیات به این مدل مرکزی خصوصیات مورد نظر محقق به مدل اضافه گردد. در نهایت میتوان مدل پایه را بسط داد و به مدلی رسید که یک اقتصاد بسته یا باز را با در نظر گرفتن ترکیبی از تمام اجزا یعنی خانوارها، بنگاهها، دولت، مقام پولی و بخش خارجی (یا تعدادی از آن‌ها) تبیین کرد.
با تصریح ترجیحات (آنچه که کارگزاران میخواهند)، تکنولوژی (آنچه که کارگزاران میتوانند تولید کنند)، و نهادها (روشی که بر اساس آن در تعامل با هم هستند)، امکان آن فراهم خواهد شد که (البته در اصول با ذکر این نکته که در عمل دشواریهایی بر آن مترتب است) با حل مدل DSGE بتوان پیشبینی کرد که چه چیزی واقعاً تولید، مبادله و مصرف میشود و این پیشبینی حتی در صورت بهکارگیری یک چارچوب جدید نهادی معتبر خواهد بودCITATION متو89 l 1065 (متوسلی & ابراهیمی, نقش سیاست های پولی در انتقال اثر شوک های نفتی به اقتصاد ایران, 1389).
بر عکس همانطور که لوکاس خاطر نشان میکند، چنین پیشبینیهایی در مدلهای کلان- سنتی پیشبینی به احتمال قوی معتبر نخواهد بود چرا که مدلهای سنتی بر پایه روابط مشاهده شده گذشته بین متغیرهای کلان اقتصاد برآورد میشوند و انتظار میرود چنین روابطی با معرفی سیاستهای جدید دچار تغییر شوند و به این ترتیب پیشبینیهای مبتنی بر مشاهدات گذشته اعتبار خود را از دست بدهند.
با توجه به دشواری ساخت مدلهای دقیق DSGE بسیاری از بانکهای مرکزی هنوز هم برای پیشبینیهای کوتاهمدت خود بر مدلهای سنتی کلان- سنجی تکیه دارند. با این حال، به خاطر این خصوصیت مدلهای نیوکینزینی که در کنار موثر دانستن عوامل حقیقی در ایجاد نوسانات اقتصادی، سیاستهای پولی را نیز در کوتاهمدت در عرصه فعالیتهای اقتصادی منشأ اثر میدانند. امروزه بانکهای مرکزی زیادی به ارائه مدلهای پولی مورد استفاده خود در قالب مدلهای DSGE مورد استفاده در مکتب نیوکینزینی پرداختهاند. به عنوان مثال بانکهای مرکزی انگلستان (هریسون و همکاران (2005))، کانادا (مورچیسون و رنیسون (2006)) و حتی شیلی (مدینا و سوتو (2007)) و پرو (کاستیلو و همکاران (2008)) از این دسته مدلها در تحلیلهای خود استفاده میکنند و اثر سیاستهای مختلف به طور فزاینده در قالب مدلهای DSGE مورد بررسی قرار میگیرد.
پس از تصریح مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا، دو شرط مهم برای حصول تعادل باید برقرار باشد: 1- کارگزاران بهینهیابی انجام دهند. 2- بازارها اعم از بازار کالا و کار تسویه شوند.
مسئله تصمیم بهینه یک کارگزار اقتصادی که هدف وی حداکثرسازی مطلوبیت یا سود خود طی یک افق نامحدود زمانی است اغلب در چارچوب یک مدل بهینهسازی پویای تصادفی مورد مطالعه قرار میگیرد. برای درک ساختار مسئله تصمیم فوقالذکر، آن را به صورت یک مسئله تصمیمگیری بازگشتی در یک رویکرد برنامهریزی پویا توصیف میکنند. پس از آن برخی از روشهای حلی که اغلب برای حل مسئله تصمیم بهینه به کار گرفته میشود، مورد استفاده قرار میگیرد.
در بیشتر موارد راهحل دقیق و تحلیلی برای تصمیم برنامهریزی پویا در دسترس نیست و باید به راهحل تقریبی بسنده کرد که ممکن است محاسبه آن با روشهای عددی صورت گیرد. گام نخست در ارزیابی تجربی مدلهای پویای تصادفی، تمرکز برای دستیابی به راهحلهای تقریبی پس از به دست آوردن شرایط مرتبه اول از معادله اولر یا معادله مستخرج از لاگرانژین است، چرا که این شرایط معمولاً غیرخطی هستند. با در نظر گرفتن این دو روش حصول شرایط مرتبه اول، سه نوع روش تقریب را میتوان در ادبیات موضوع پیدا کرد که عبارتند 1- روش فیر- تیلور 2- روش تقریب لگاریتم- خطی و 3- روش تقریب خطی-کوادراتیک.
گام ضروری بعدی برآورد این مدل با استفاده از برخی تکنیکهای اقتصادسنجی میباشد. با معادله برآورده شده میتوان مدل را ارزیابی کرد و هم‌خوانی پیشبینیهای حاصل از مدل با دادههای تجربی را مقایسه کرد.
در برخی از مطالعات تجربی در مورد مدلهای بهینهیابی پویای تصادفی اغلب از مرحله برآورد صرف نظر کرده و از تکنیکی که اغلب به نام کالیبراسیون خوانده میشود، استفاده میشود.
حل کردن مدل بهینهیابی پویای تصادفی با استفاده از روشهای تقریب یا بهینهیابی پویا اولین گام در جهت ارزیابی تجربی این گونه مدلها تلقی میشود. گام ضروری بعدی برآورد این مدل با استفاده از برخی تکنیکهای اقتصادسنجی است. برای انجام این مرحله، برخی از روشهای تقریب بهتر از برخی دیگر هستند. در کالیبراسیون معمولاً آماره گشتاورهای (اغلب گشتاورهای مرتبه دوم) سریهای زمانی متغیرهای کلان اقتصادی با گشتاورهای حاصل از سریهای زمانی حاصل از شبیهسازی مدل مقایسه میشود. پارامترهایی که برای شبیهسازی مدل مورد استفاده قرار میگیرد معمولاً از منابع مستقلی همچون مطالعات خرد اقتصادی مختلف انتخاب میشوند. کالیبراسیون از آن جهت که پارامترهای ساختاری را به جای آنکه برآورد کند، مفروض در نظر میگیرد مورد انتقاد محققان است.
همچنین هر چند کالیبراسیون ابزار بسیار سودمندی برای فهم خصوصیات و ویژگیهای پویای مدلهای DSGE است، لیکن مزایای بسیاری برای برآورد پارامترها از طریق روشهای اقتصادسنجی ذکر میشود.
اول آن که میتوان پارامترها را با وضع قیود مدل مورد نظر برآورد کرد. این مزیت باعث میشود که دیگر مشکل ناسازگاری احتمالی فروض مدل DSGE با فروض مدلهای مطالعات خرد اقتصادی که پارامترهای مورد استفاده در کالیبراسیون از آن‌ها اخذ میشود، وجود نداشته باشد. دوم آن که برآورد مدل DSGE این امکان را به محقق میدهد که بتواند پارامترهایی را برآورد کند که ممکن است برآورد آن‌ها به تنهایی با استفاده از دادههای جزئی سخت باشد. سوم آن که نااطمینانی پارامتر را میتوان به صورت صریح در تحلیل ضربه-واکنش وارد کرد. این کار را میتوان به عنوان مثال با تکنیکهای بوت استرپ برای ساختن فواصل اطمینان برای عکسالعمل مدل در مقابل یک شوک انجام داد. به عنوان مثال میتوان آزمون همبستگی سریالی را برای باقیماندهها انجام داد، جذر میانگین مربعات خطای یک مدل DSGE را با یک مدل DSGE دیگر مقایسه کرد. آزمونهای ثبات پارامترها را انجام داد یا مستقیماً برخی از فروض شناسایی مدل را آزمون کرد. تمام این کارها اطلاعات ارزشمندی را در خصوص ساخت مدلهای اقتصادی واقع‌گرایانه‌تر در اختیار ما قرار میدهد (روژه-مورسیا، 2002، ص 1).
کاربرد کالیبراسیون نیازمند تکنیکهای برای انتخاب دقیق پارامترهای ساختاری است و همانطور که ذکر شد ایراداتی به آن وارد است. به همین دلیل میتوان به جای کالیبراسیون از تکنیکهای اقتصادسنجی برای برآورد پارامترهای مدل استفاده کرد.
پنج رویکرد برای تخمین مدلهای تعادل عمومی تصادفی پویا وجود دارد که عبارتند از: روش حداکثر راستنمایی، روش گشتاورهای تعمیم یافته، روش بیزین، روش گشتاورهای شبیهسازی شده و رویکرد استنباط غیرمستقیم که به وسیله اسمیت (1993) ارائه شده است.
1-6- روش گردآوری اطلاعات و دادههاگردآوری اطلاعات بخش نظری تحقیق با مراجعه به منابع کتابخانهای و مقالات معتبر موجود در سایتهای تخصصی صورت گرفته است. در بخش تجربی اطلاعات و دادههای مورد نیاز از طریق مراجعه به بانکهای اطلاعاتی کشور از جمله بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران، مرکز آمار ایران و گزارشهای آماری مرتبط گردآوری شده است.
1-7- جامعه آماری، روش نمونهگیری حجم نمونهجامعه آماری شامل دادههای مربوط به تولید، حجم پول، مخارج دولتی، مالیاتها، درآمدهای نفتی، حجم سرمایه، نیروی کار، نرخ ارز حقیقی، داراییهای خارجی بانک مرکزی، مصرف و سرمایهگذاری میباشد.
1-8- روش تجزیه و تحلیل دادههاارزیابی مدل و تخمین با استفاده از برنامه داینار در نرمافزار متلب شبیهسازی و ارزیابی خواهد شد.
فصل دوم نفت و اهمیت آن در اقتصاد ایران2-1- مقدمهقیمتهای نفت در چند سال اخیر افزایش زیادی داشته است. در حالی که در انتهای سال 2001، قیمت نفت اوپک حدود 12/23 دلار آمریکا برای هر بشکه بود، در سپتامبر 2011 به 46/107 و در سال 2013 به حدود 87/105 دلار آمریکا برای بشکه رسیده است. در انتهای سال 2014 قیمت نفت روند نزولی به خود گرفته است به طوری که متوسط قیمت نفت در سال 2014، 29/96 دلار آمریکا برای هر بشکه بوده است. قیمت نفت در ابتدای سال 2015 نیز در ده سال اخیر به پایینترین حد خود یعنی 2/49 دلار برای هر بشکه رسیده است (نمودار 2-1). تغییرات در قیمتهای نفت اثر مستقیمی بر روی سطوح قیمتی اقتصاد دارد. همچنین بر تصمیمات بین دورهای مصرف، ساختار هزینه بنگاهها، تصمیمات بانک مرکزی در مورد اجرای سیاستهای پولی، تصمیمات دولت در مورد اجرای سیاستهای مالی، سیاستهای بخش خارجی اقتصاد و ... تأثیرگذار است. همچنین شاخصبندی دستمزد و قیمت ممکن است اثرات شوکهای قیمت نفت بر روی متغیرهای کلان اقتصادی از جمله تورم و تولید را بیش از پیش نمایان سازد.
TOC o "1-3" p " " u

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 1. قیمت سبد اوپک طی دوره زمانی 2001 الی 2015منبع: اوپک
با نگاهی به کشورهای تولیدکننده و صادرکننده نفت متوجه اهمیت و بزرگی بخش نفت در ایران خواهیم شد. نمودارهای (2-2) و (2-3) ترکیب ده تولیدکننده و صادرکننده اول جهان را در سال 2012 نشان میدهد. اطلاعات این دو نمودار از مدیریت اطلاعات انرژی آمریکا گرفته شده است. عربستان بزرگ‌ترین تولیدکننده و صادرکننده نفت میباشد. در بین ده تولیدکننده اول دنیا پنج کشور از کشورهای عضو اوپک قرار گرفتهاند که مجموعاً به اندازه 43 درصد از نفت دنیا را تولید میکنند. در بین 10 کشور بالای تولیدکننده نفت، سهم ایران معادل با 6 درصد میباشد. همچنین در بین 10 صادرکننده اول نفتی جهان در سال 2012، نه کشور آن مربوط به کشورهای عضو اوپک میباشند که مجموعاً 78 درصد صادرات نفتی را بر عهده دارند که سهم ایران معادل با 6 درصد در بین 10 صادرکننده اول جهان میباشد.

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 2. 10 صادر کننده اول نفتی جهان در سال 2012منبع: مدیریت اطلاعات انرژی آمریکا (EIA)

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 3. 10 تولیدکننده اول نفتی جهان در سال 2012منبع: مدیریت اطلاعات انرژی آمریکا (EIA)
لذا خاورمیانه بزرگ‌ترین منطقه تولیدکننده و صادرکننده نفت خام جهان است. نزدیک به 40 درصد نفت خام جهان در این منطقه تولید میشود. با این حال ذخایر این منطقه از نفت خام نسبت به دو دهه پیش کاهش یافته است. 5 کشور دارای بزرگ‌ترین ذخایر نفتی منطقه خاورمیانه به ترتیب عربستان سعودی (8/15 درصد)، ایران (3/9 درصد)، عراق (9/8 درصد)، کویت (6 درصد) و امارات (8/5 درصد) هستند. ذخایر نفتی خاورمیانه در سال 1993 میلادی معادل 6/63 درصد از کل ذخایر نفتی جهان بود ولی این رقم در سال 2013 به 9/47 درصد رسیده است.
2-2- واقعیات اقتصاد ایران در بخش نفتنمودار (2-4) آمارهای مربوط به تولید و صادرات نفت خام ایران را طی دوره 1357 الی 1389 نشان میدهد. همانگونه که از روی نمودار نیز مشخص است همبستگی شدیدی بین تولید نفت خام و صادرات نفت خام وجود دارد. اگر چه ایران هنوز در رتبه دوم بزرگ‌ترین تولید کننده نفت خام سازمان اوپک قرار دارد ولی تولید نفت خام ایران طی سالهای اخیر افت شدیدی داشته است.
صادرات نفت ایران نیز طی سالهای اخیر در نتیجه تحریمهای اعمال شده توسط آمریکا و اتحادیه اروپا دچار افت شدیدی شده است.

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 4. تولید و صادرات نفت خام در دوره زمانی 1357 الی 1389 در ایرانمنبع: بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران
نمودار (2-5) درآمدهای حاصل از صادرات نفت و درآمد ملی ایران را بر حسب میلیارد ریال نشان میدهد. همان‌گونه که در نمودار فوق ملاحظه میشود درآمدهای حاصل از صادرات نفت از اوایل دهه 80 و با افزایش قیمت نفت خام سیر صعودی به خود گرفته است. در حال حاضر حدود 70 الی 80 درصد درآمدهای ارزی کشور از صادرات نفت خام میباشد. به عنوان مثال در سال 1374 سهم درآمدهای حاصل از صادرات نفت از کل درآمدهای ارزی حدود 71/0 بوده است و در سالهای 1389 و 1390 به ترتیب به 78/0 و 72/0 رسیده است. همچنین درآمدهای مالیاتی و غیرنفتی نیز عمدتاً ریشه نفتی دارند. چرا که درآمد حاصل از صادرات میعانات گازی و کالاهای پتروشیمی نیز عملاً نوعی درآمد نفتی محسوب میشود؛ لذا در صورت کاهش درآمد نفتی، درآمدهای مالیاتی نیز کاهش مییابد؛ بنابراین درآمدهای نفتی در ایران نقش مهم و اساسی در اقتصاد کشور و معیشت مردم دارد.

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 5. درآمدهای حاصل از صادرات نفتی و درآمد ملی در ایران بر حسب میلیارد ریالمنبع: بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران و OPEC
نمودار (2-6) نسبت صادرات نفتی به GDP را بر حسب درصد نشان میدهد. همان‌گونه که در نمودار فوق مشاهده میشود در سالهای اخیر صادرات نفتی وزنی حدود 20 درصد را در GDP داشته است که نشاندهنده سهم بالای آن در GDP میباشد.

نمودار STYLEREF 1 s ‏2 SEQ نمودار * ARABIC s 1 6. نسبت صادرات نفتی به GDP بر حسب درصدمنبع: محاسبات تحقیق
با توجه به سهم بالا و اهمیت نفت در اقتصاد ایران، در چندین دهه گذشته مباحث مربوط به نفت در اقتصاد و سیاست ایران موضوع بحثهای گسترده و مهمی بوده است. در یک سوی این بحثها دید غالب این است که نفت منابع مالی چشمگیری را برای مصرف و سرمایهگذاری در ایران به ارمغان آورده و در مقایسه با آنچه که بدون نفت احتمالاً اتفاق میافتاد، امکان رشد سریع‌تری را هم برای درآمد ملی و هم برای مصرف فراهم کرده است. در سوی دیگر، برخی معتقدند که ضعفهای ساختاری و نهادینه جامعه ایران موانعی برای استفاده مناسب از پتانسیل درآمدهای نفتی ایجاد و بعضاً رانتهای نفتی آن ضعفها را تشدید کرده است. در نتیجه در حالی که درآمد نفت از بعضی جهات به مصرف و تولید در ایران کمک کرده، از جهات دیگر باعث عقب‌ماندگی اقتصادی و سیاسی شده است. گروهی از طرفداران این دیدگاه معتقدند که با کوشش جهت جبران ضعفهای ساختاری و اتخاذ سیاستهای مناسب میتوان اثر مثبت نفت بر اقتصاد ایران را تقویت کرد. ولی عده زیادی هم مشکل اصلی را وجود رانتهای نفتی میدانند. به نظر آن‌ها، نفت در مجموع بلای بزرگی برای ایران بوده است. به خصوص، وجود منابع نفتی قدرتهای استعماری را به منطقه کشانده و انگیزه آن‌ها را برای تسلط بر ایران تقویت کرده است. به عقیده طرفداران این دیدگاه، درآمدهای نفتی به شیوههای دیگری نیز نیروهای مولد کشور را از تلاش لازم برای توسعه صنعتی بازداشته است. مثلاً این درآمدها توجه دولت و بخش خصوصی را بیش از حد از تولید دور و به واردات معطوف کرده است.
با وجود اهمیت فوق‌العاده نفت در اقتصاد ایران، متأسفانه بیشتر بحثهای آن در سطح نظری باقی مانده و کمتر مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. در این بخش به دنبال بررسی اهمیت نفت در اقتصاد ایران به عنوان یک اقتصاد صادرکننده نفت هستیم.
2-3- نفت و اهمیت آن در اقتصاد
یکی از مسایلی که طی چند دهه اخیر در کانون توجه اقتصاددانان در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه بوده است بررسی اثرات شوکهای نفتی بر ساختار اقتصاد کلان و به ویژه تولید و رشد اقتصادی میباشد. در حقیقت با وقوع شوکهای مثبت نفتی در دهه 1970 و متعاقب آن بروز رکود در اقتصاد جهانی توجه بسیاری از محققان به بررسی اثرات شوکهای نفتی بر ساختار اقتصاد کلان معطوف گردید. یکی از مهم‌ترین دلایل رکود آمریکا و برخی کشورهای اروپایی در این مقطع را به شوک قیمت نفت نسبت دادهاند که مهم‌ترین دلیل شوک، نتیجه کشمکشهایی بود که در خاورمیانه روی داده بود. این مسئله منجر به حجم زیادی از مطالعات در این زمینه شد که تمامی این مطالعات تلاش کردند تا جریان علیت بین شوکهای قیمت نفت و فعالیتهای اقتصاد کلان را استخراج کنند.
مکانسیمهای انتقال شوکهای نفت به اقتصاد از سه کانال عرضه، تقاضا و تجارت اتفاق میافتد (برون و همکاران، 2004؛ اسچنیدر، 2004؛ لاردیک و مایگنون، 2006؛ سیل، 2007؛ جبیر و زاری-قوربل، 2009).
از طرف عرضه، افزایش قیمتهای نفت منجر به کاهش نهادههای تولید میشود و این خود منجر به افزایش هزینههای تولید و بنابراین کاهش تولید و بهروری میشود.
از طرف تقاضا، قیمتهای بالاتر نفت سطح عمومی قیمتها را افزایش میدهد و با کاهش درآمد حقیقی در دسترس برای مصرف، تقاضا کاهش مییابد (فرزانگان و مارکواردت، 2009).
بر حسب طرف تجارت، کشورهای پیشرفته وارد کننده نفت با کاهش تقاضا، شرایط تجاری آن‌ها بدتر میشود و این موضوع انتقال ثروت از کشورهای واردکننده نفت به کشورهای صادرکننده نفت را نتیجه میدهد.
مطالعات بسیار زیادی در مورد اثر شوکهای مثبت نفتی بر ساختار اقتصاد کلان معطوف گردیده است.
همچنین مطالعاتی در زمینه اثر شوکهای مثبت نفتی بر اقتصاد کلان و به طور خاص بر تولید و رشد اقتصادی در کشورهای توسعه یافته انجام شده است. از آن جمله میتوان به مطالعات پایرس و انزلر (1974) راسچه و تاتوم (1977)، مورک و هال (1980)، داربی (1982)، هوکر (a 1996)، همیلتن (a 1996) و سایر محققان اشاره نمود. در اغلب این مطالعات رابطهی منفی میان افزایش قیمت نفت و فعالیتهای اقتصادی مورد تاکید قرار گرفته است.
لذا بسیاری از مطالعات اولیه شوکهای نفت را زمینهساز بروز رکودهای اقتصادی میدانند (همیلتن، 1983؛ مورک، 1989).
در طول دههی 1980 میلادی و با کاهش قیمت جهانی نفت خام انتظار بر آن بود که نوعی رونق در اقتصاد جهانی به وجود آید، اما چنین انتظاری برآورده نگردید و به همین علت اثرات نامتقارن شوکهای نفتی بر ساختار اقتصاد کلان از این زمان مورد انتظار قرار گرفت.
مطالعاتی که اثرات نامتقارن شوکهای نفت بر روی فعالیتهای اقتصادی را مورد توجه قرار دادهاند، بیان میکنند که افزایش قیمت نفت با تولید پایینتر مرتبط است اما کاهش قیمت نفت منجر به رشد بالاتر تولید نمیشود. دلایل این عدم تقارن به اثرات تخصیصی و هزینههای تعدیل مرتبط شده است.
از طرف دیگر افزایش قیمت نفت به خاطر هزینههای بالای نهاده منجر به انقباض در عرضه میشود و این مسئله میتواند تقاضای مصرفکنندگان را به خاطر نااطمینانی آن‌ها در مورد مصرف و سرمایهگذاری کاهش دهد. همچنین قیمتهای بالاتر نفت منجر به تخصیص مجدد بخشی منابع از بخشهای انرژیبر به انرژی کارا اقتصاد میشود. همه این فاکتورها با اثر کاهش رشد تولید ترکیب میشود.
از طرف دیگر قیمتهای پایین نفت، تولید را به وسیله بنگاهها و مصرف را به وسیله خانوارها تحریک میکند اما تخصیصهای مجدد بخشی رشد را کند میکند. علاوه بر این در نتیجه چسبندگی به سمت پایین دستمزدهای اسمی، دستمزدهای اسمی کاهش نمییابند و لذا هزینههای تولید کاهش نمییابند. اثر ترکیبی همه این فاکتورها این است که کاهش قیمت نفت منجر به افزایش تولید نمیشود.
در مورد تأثیرگذاری شوکهای قیمت نفت بر رشد اقتصادی، آزمونهای آماری قدرت کمی برای توضیح روابط فوق دارند. قبل از دهه 1980، شوکهای قیمت نفت عمدتاً در جهت افزایش خود را نشان داده بود اما بعد از 1985 شوکهای نفتی در هر دو جهت افزایش و کاهش پدیدار شده است. همان گونه که در بالا اشاره شد، تنها افزایش قیمتهای نفت بر روی تولید اثر داشته است و بنابراین افزایش قیمتهای نفت همراه با کاهش قیمتهای نفت، روابط بین قیمتهای نفت و فعالیتهای اقتصادی را سردرگم کرده است و چنین اثرات نامتقارنی از قیمتهای نفت روابط نفت-اقتصاد کلان را تضعیف کرده است. توضیح دیگر این است که سهم نفت در تولید از دهه 1980 به خاطر تغییرات بخشی و نوآوریهای تکنولوژیکی کاهش یافته است و کشورها به واردات نفت کمتر وابسته هستند که در دهه 1970 عکس این موضوع بود.
تحلیلهای بالا یکی از ویژگیهای اصلی کشورهای پیشرفته واردکننده نفت میباشد. برای کشورهای صادرکننده نفت، نتایج متفاوتی مورد انتظار است.
یکی از مسائلی که در بیشتر کارهای تجربی مغفول مانده است، بررسی اقتصادهای در حال توسعه صادرکننده نفت میباشد. معمولاً در اقتصادهایی که با وفور منابع مواجه هستند، بیشتر بر اثرات کوتاهمدت عایدیهای غیرمنتظره درآمدهای نفتی ناشی از کشف منابع تمرکز دارند (پلوگ، 2011).
نقش مشخصی که شوکهای نفت بر روی اقتصادهای صادرکننده نفت بازی میکند میتواند تنها به صورت تجربی محقق شود. در حالی که مطالعات تجربی زیادی در روابط نفت- اقتصاد کلان برای کشورهای واردکننده نفت پیشرفته انجام شده است، اما مطالعات کمی برای کشورهای در حال توسعه صادرکننده نفت انجام شده است. اخیراً تعداد کمی از مطالعات تلاش کردهاند که این ارتباط را بررسی کنند (فرزانگان و مارکواردت (2009) برای ایران، مهرآرا (2008) برای 13 کشور، لورده و همکاران (2009) برای ترینیداد و توباگو، جبیر و ذاری-قوربل (2009) برای تانزانیا و اولومولا و آدجامو (2006) برای نیجریه).
در این بخش سه شاخه برجسته از نوشتههای نفت را مرور کرده و ارتباط آن‌ها را بررسی میکنیم.
معمولاً بر اساس مطالعات مقایسهای میان کشورهای نفتخیز و غیر نفتخیر ارزیابیهای متفاوتی از اثر نفت بر اقتصاد به دست آمده است. یک سری از مطالعات به ادبیات بلای منابع یا نفرین منابع مشهور میباشند.
طبق فرضیه نفرین منابع، کشورهایی سرشار از منابعی چون نفت، گاز طبیعی، معادن و سایر منابع تجدید ناپذیر نسبت به کشورهایی که فاقد چنین منابعی هستند عملکرد ضعیفتری دارند؛ بنابراین میتوان وفور منابع را یکی از تعیینکنندگان مهم شکست بازار دانست که نشان میدهد وفور نفت یک نفرین محسوب میشود نه نعمت. تایید تجربی برای فرضیه نفرین منابع توسط ساچز و وارنر (1995) ارائه گردیده است که در آن یک رابطه منفی بین رشد GDP سرانه حقیقی و مقیاسهای مختلف وفور منابع، نظیر نسبت صادرات منابع به GDP، بدست آمده است.
اما شواهدی تجربی در مورد رد فرضیه نفرین منابع نیز وجود دارد. اکثر مقالات در این زمینه کار بخشیِ ساچز و وارنر را دنبال کردهاند اما از مقیاسهای جدیدی برای متغیر وابستگی منابع و وفور منابع استفاده کردند (رودریگز و ساچز (1999)؛ گیلفاسون و همکاران (1999)؛ بولته و همکاران (2005) و کاوالسانتی و همکاران، 2011).
شماری از مطالعات اولیه، اثرات کلان اقتصادی کشف منابع را مورد توجه قرار دادهاند و مشخصاً بر "بیماری هلندی" تمرکز کردهاند، پدیدهای که ابتداً در هلند پس از کشف مقادیر زیادی گاز در دهه 1960 رخ داد. بیماری هلندی بیان میکند که یک افزایش برونزای غیرمنتظره در درآمدهای تجارت خارجی حاصل از کشف منابع، منجر به تقویت پول ملی یا کاهش نرخ ارز حقیقی و کاهش در تولید و اشتغال بخش کالاهای غیرقابل تجارت، اغلب تولیدی، میگردد؛ بنابراین، کشف منابع طبیعی برای توسعه اقتصادی به عنوان نوعی نفرین در نظر گرفته میشود (کوردن و نیاری (1982)؛ کراگمن (1987)؛ و نیری و وان وایجنبرگن (1986))؛ اما بیماری هلندی به تنهایی نیازی به مفاهیم بلندمدت مغایر برای کل اقتصاد ندارد. ممکن است از اقتصاد انتظار داشته باشیم تا هنگام تقلیل یا پایان یافتن منابع مجدداً تنظیم شود، مگر اینکه عیوب و نقصهای مهمی در اقتصاد وجود داشته باشد. برای نمونه، اگر بخش تولید منوط به اقتصادهای قیاسی یا آزمون و خطایی باشد، جبران زیان ظرفیت تولیدی بسیار پرهزینه خواهد بود.
پدیده بیماری هلندی در اقتصادهایی عملی است که در معرض جریان غیرمنتظره و ناگهانی درآمد حاصل از کشف منابع زودگذر و فانی قرار میگیرند.
برخی از مطالعاتی که در زمینه نفت انجام شده است ملاحظات اقتصاد سیاسی را مورد توجه قرار دادهاند. با وجود اینکه اثر فزاینده رشد درآمد نفت در حال حاضر پذیرفته شده است، حساسیت درآمد نفت نشاندهنده چالشهای سیاستی مهم با ملاحظات اقتصاد سیاسی است که بایستی در نظر گرفته شود. در ایران درآمدهای حاصل از صادرات نفت، به دلیل انقلاب، جنگ و تحریمهای اقتصادی، حتی پر نوسان‌تر از قیمتهای بین‌المللی نفت بوده است. چنین نوسانهایی بر رشد اقتصادی اثر منفی دارند. برای مقابله با اثرات معکوس نوسانات قیمت نفت، برخی صادرکنندگان عمده اقدام به تثبیت سازی نفت و ایجاد صندوق اعتباری ثروت کردهاند. موفقیت چنین صندوقی به مالکیت سیاسی وجوه (مدیریت و حق دسترسی) و مکانیسمهای اداره تخصیص پرداختها از صندوق به دولت و سایر مقامات و ارگانهای سیاسی بستگی دارد.
2-4- سیاستهای پولی و مالی و ارتباط آن با نفت برای ایرانبا توجه به مجموعه مباحث مطرح شده، نفت برای ایران به عنوان یک کشور صادرکننده نفت، بسیار مهم و بااهمیت میباشد؛ لذا در این رساله یک تحلیل تجربی با استفاده از مدل DSGE در مورد سیاستهای پولی و مالی با تاکید بر بخش نفت برای اقتصاد صادرکننده نفت ایران انجام شده است. این مطالعه از آن جهت مهم است که ارتباط بین شوکهای قیمت نفت و تولید همراه با سیاستهای پولی و مالی را در کشور ایران به عنوان یک اقتصاد صادرکننده نفت، باز و کوچک نشان میدهد.
طی چند دهه گذشته، وابستگی پولی و مالی به بخش نفتی و پایههای مالیاتی غیرنفتی نسبتاً ضعیف در ایران، به عنوان یک کشور صادرکننده نفت، از یک سو و تسلط سیاست مالی دولت بر سیاستهای پولی بانک مرکزی از سوی دیگر، همواره یکی از چالشهای عمده سیاستگذاران و برنامهریزان اقتصادی کشور بوده است. در واقع، بخش قابل ملاحظهای از مصارف بودجه سالانه از منابع ارزی حاصل از صدور نفت خام و برداشت از موجودی حساب ذخیره ارزی تأمین میگردد. بانک مرکزی ناگزیر به تأمین منابع ریالی بودجه بوده و از طرفی به منظور مدیریت نرخ ارز، مجبور به خرید ارز گردیده است. در نهایت، خرید ارز توسط بانک مرکزی سبب افزایش پایه پولی و نقدینگی شده استCITATION مرک87 l 1065 (اداره بررسی ها و سیاست های اقتصادی بانک مرکزی, 1387).
از سویی دیگر، شواهد تاریخی نشان میدهد که شوکهای قیمت نفت غیرقابل پیشبینی هستند و قیمت نفت روندی پر نوسان دارد. بحران نفتی اوایل دهه 1970، جنگ عراق و کویت در سال 1990، حملات تروریستی 11 سپتامبر 2001 آمریکا، جنگ عراق در سال 2003 و شوک نفتی سال 2008 میلادی، نمونههای بارزی از شوکهای غیرقابل کنترل قیمت نفت هستند (فیلیز و همکاران (2011)، آمانی و برادلی (2012)). این شوکها ریشه در فاکتورها و عوامل متعدد اقتصادی و سیاسی خارجی دارند و نسبت به اقتصاد داخل برونزا هستند.
از اینرو چالش دیگر پیش روی مقامات پولی و مالی آن است که تعیین دقیق درآمدهای نفتی امکان پذیر نبوده و بودجهریزی بر پایه این درآمدها همواره با نااطمینانی همراه است. این ویژگی میتواند دلالتهای مهمی روی عملکرد اقتصادی و ثبات اقتصادهای وابسته به درآمدهای نفتی داشته باشد؛ لذا تدوین سیاستهای پولی و مالی مناسب و برنامهریزی دقیق برای ایجاد ثبات اقتصادی، نیازمند آگاهی از مکانیسم تأثیر شوکهای قیمتی و درآمدی نفت بر وضعیت بخشهای پولی و مالی و همچنین متغیرهای حقیقی کلان اقتصادی است. دستیابی به این هدف، مستلزم بهرهگیری از مدلهایی است که بخشهای داخلی و خارجی و ساختار پولی و مالی اقتصاد را در یک چارچوب تعادلی و پویا مدلسازی نماید. مطالعات پیشین فقط به تأثیر شوکهای قیمتی و درآمدی نفت بر متغیرهای کلان اقتصادی پرداختهاند. ضمن آنکه این مطالعات از روشها و چارچوبهای ناقص و محدود کننده نظیر مدلهای خودرگرسیونی برداری و تصحیح خطا بهره گرفتهاند ( CITATION صمد88 l 1065 (صمدی, یحیی آبادی, & معلمی, 1388) و CITATION غفا89 l 1065 (غفاری & مظفری , 1389)).
افزایش قیمت نفت با توجه به نوع نظام ارزی کشورهای صادرکننده نفت اثرات مختلفی بر متغیرهای پولی اقتصاد این کشورها دارد. در نظام ارز مدیریت شده، ورود ارزهای نفتی در پی شوک مثبت قیمت نفت، سبب افزایش پایه پولی و به دنبال آن افزایش حجم پول و نقدینگی میگردد CITATION صمد88 l 1065 (صمدی, یحیی آبادی, & معلمی, 1388). در مقابل اگر نظام ارزی شناور باشد، افزایش درآمدهای نفتی به سبب بروز شوکهای مثبت قیمت نفت سبب تقویت پول داخلی و کاهش توان صادراتی خواهد شد (همان). از سوی دیگر، افزایش درآمدهای نفتی به سبب بروز شوک مثبت قیمت نفت سبب گسترش بخش عمومی و وقوع اثر برونرانی در اقتصاد میگردد. نتیجه این رخداد کاهش حضور بخش خصوصی و در نهایت تأثیر منفی بر اشتغال و تولید خواهد بود (کولگنی و مانرا، 2013).
از طرفی، کشورهای واردکننده نفت از کانالهای دیگری تحت تأثیر شوکهای نفتی قرار میگیرند. افزایش قیمت نفت سبب افزایش هزینههای تولید و افزایش بهای تمام شده کالای تولیدی و به تبع آن کاهش تقاضای مصرفی و در نهایت بروز تورم رکودی میگردد (فیلیز و همکاران،2011). همان طوری که قبلاً نیز بیان شد همیلتن (1983) یکی از دلایل عمده بروز رکود بعد از جنگ جهانی در اقتصاد آمریکا را افزایش قیمت نفت میداند. با این وجود، برنانکه و همکاران (1997) علت اصلی رکود در اقتصاد آمریکا را اتخاذ سیاستهای انقباضی پولی برای تثبیت تورم ناشی از افزایش قیمت نفت عنوان نمودهاند. از نگاهی دیگر، کیلیان و همکاران (2009) نشان میدهد که تأثیر شوکهای قیمت نفت به منبع ایجادکننده شوک بستگی دارد. وی نشان میدهد که تأثیرپذیری اقتصاد از شوکهای نفتی بستگی به این دارد که شوک نفتی طرف عرضه، طرف تقاضا و یا شوک تقاضای احتیاطی باشد. از سوی دیگر، بلانچارد و گالی (2010) نشان دادهاند که تأثیر شوک نفتی سال 2008 بر اقتصاد آمریکا به سبب انعطاف بیشتر بازار کار و کاهش سهم نهاده نفت در تولید به مراتب نسبت به شوکهای نفتی قبل کمتر بوده است.
2-5- مطالعات تجربی انجام شده در زمینه نفت در زمینه بررسی تأثیر شوکهای نفتی بر اقتصادهای نفتی، چند مطالعه تجربی خارجی صورت گرفته است.
سائز و پاچ (2002) در پروژه - ریسرچخود، به بررسی و تحلیل نقش شوکهای تجاری در ایجاد نوسانات کل در اقتصاد ونزوئلا، که یک کشور مهم صادرکننده نفت تلقی میشود، بین سالهای 1950 تا 1995 میپردازد. برای این منظور، از یک مدل بسیار ساده تعادل عمومی پویای تصادفی استفاده شده است که در آن اصلیترین فعالیت اقتصادی صادرات نفت محسوب میشود و تنها یک برنامهریز اجتماعی، اقدام به حداکثرسازی تابع رفاه اجتماعی مینماید. در این مدل، تولید بخش نفت به صورت برونزا در نظر گرفته شده و فرض بر این است که کل تولید نفت صادر میشود. نویسندگان در پروژه - ریسرچخود، هیچ توجهی به چسبندگیهای اسمی و شوکهای سیاست پولی و سیاست مالی نشان ندادهاند و مدل DSGE آن‌ها در چارچوب مکتب RBC تعریف شده است.
لداک و سیل (2004) در پروژه - ریسرچای تحت عنوان "تحلیل کمی شوکهای نفتی، سیاست پولی سیستماتیک و رکود اقتصادی" یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی (DSGE) نیوکینزی را برای اقتصاد ایالات متحده ساخته و با بهرهگیری از آن، به بررسی عملکرد سیاستهای پولی به هنگام بروز شوکهای افزایش قیمت نفت در اقتصاد آمریکا پرداختهاند.
مدینا و سوتو (2005) در پروژه - ریسرچخود به ارائه یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی در چارچوب مکتب نیوکینزی برای اقتصاد شیلی میپردازد. آن‌ها در این پروژه - ریسرچ، اثر شوک قیمت نفت بر نوسانات تولید و تورم را در اقتصاد شیلی بررسی میکنند.
همچنین پیژاکون (2007) در مطالعه خود، به ساختن یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی، بدون در نظر گرفتن چسبندگیهای اسمی برای اقتصاد مکزیک میپردازد و اثر شوکهای قیمت نفت را بر سیاست مالی و عملکرد کلان اقتصادی، در یک اقتصاد کوچک و باز صادرکننده نفت بررسی میکند.
رومرو (2008) در قالب یک مدل DSGE، تأثیر شوک قیمت نفت را بر متغیرهای کلان اقتصادی چهار تولید کننده نفت آمریکا، نروژ، کانادا و انگلستان مورد بررسی قرار دادهاند. در این مطالعه منحنی فیلیپس با لحاظ درآمدهای نفتی که ایجادکننده فشار تورمی بیشتر است، طراحی شده است. نتایج حاصل از تحلیل توابع ضربه-واکنش نشان میدهد، به منظور تثبیت تورم و مصرف، اقتصاد واکنش بهتری نسبت به قاعده سیاست پولی تیلور با لحاظ هر دوی تولید کالاهای نهایی و تولید نفتی نشان میدهد.
پیشاکون (2009) در قالب یک مدل DSGE اقتصاد باز برای دو کشور صادرکننده نفت مکزیک و نروژ، تأثیر شوکهای قیمت نفت را بر متغیرهای کلان این کشورها بررسی کرده است. نتایج وی نشان میدهد، سیاست مالی یک کانال کلیدی انتقال تأثیر شوک قیمت نفت است.
امانی و بردالی (2012) در مطالعهای تجربی برای کشورهای صادرکننده نفت بر پایه مدل رگرسیون دادههای تابلویی تأثیر شوکهای نفتی را بر سیاستهای مالی مورد بررسی قرار دادهاند. نتایج آن‌ها نشان میدهد، افزایش قیمت نفت در کوتاهمدت و بلندمدت منجر به افزایش اندازه دولت در اقتصادهای صادرکننده نفت میگردد.
کولگنی و مانرا (2013) با استفاده از یک مدل DSGE در چارچوب مکتب چرخههای تجاری واقعی، اثر شوکهای قیمت نفت و سیاستهای انبساطی مالی را بر اقتصاد کشورهای صادرکننده نفت عضو شورای همکاری خلیج بررسی کردهاند. نتایج آن‌ها بیانگر اثر برونرانی بخش عمومی به جای بخش خصوصی و کاهش تولید به سبب افزایش درآمدهای نفتی این کشورهاست.
محدث و پسران (2013) در یک مطالعه تجربی برای ایران تأثیر درآمدهای نفتی را بر اقتصاد ایران بررسی کردهاند. نتایج آن‌ها نشان میدهد که نفت هم یک موهبت و هم یک نفرین برای اقتصاد ایران محسوب میگردد. بر پایه نتایج تجربی آن‌ها، درآمدهای نفتی بر درآمد ملی تأثیر مثبت دارد ولی نوسانات آن که ناشی از شوکهای قیمت و تولید نفت است منجر به افزایش حجم پول و تورم در ایران شده است؛ لذا آن‌ها کاهش تأمین مالی بودجه دولت از محل درآمدهای نفتی را به عنوان راهکار مناسب در این زمینه پیشنهاد نمودهاند. در زمینه تأثیر شوکهای نفتی بر متغیرهای کلان اقتصادی در داخل کشور مطالعات تجربی زیادی صورت گرفته است. به عنوان مثال، صمدی و همکاران (1388) در مطالعهای تجربی با استفاده از مدل خودرگرسیونی برداری تأثیر شوک قیمت نفت را بر متغیرهای کلان اقتصادی طی دوره زمانی 1344 تا 1384 مورد مطالعه قرار دادهاند. نتایج آن‌ها نشان میدهد که، ارزش افزوده بخش صنعت، تورم، نرخ ارز و واردات به شوک مثبت نفت واکنش معنادار نشان میدهند.
متوسلی و ابراهیمی (1389) با بهرهگیری از آموزههای مکتب نیوکینزی، یک مدل تعادل عمومی پویای تصادفی برای اقتصاد ایران ساختهاند. در ساخت مدل، توجه خاصی به ویژگی اقتصاد ایران با صادرات نفت شده است و نفت و درآمدهای حاصل از صادرات آن، هم به عنوان بخشی مجزا و هم، به صورت یکی از منابع تأمین مالی بودجه دولت ظاهر شده است. مانند تمام مدلهای تعادل عمومی پویای تصادفی نیوکینزی، در این مدل نیز انعطاف ناپذیریهای اسمی وجود دارد و رقابت انحصاری حاکم است. چهار شوک بهروری، درآمدهای نفتی، نرخ رشد حجم پول و مخارج دولت به عنوان منبع نوسانات ادوار تجاری در اقتصاد ایران در مدل تعریف شدهاند. نتایج حاصله حکایت از نوسان بیشتر سرمایهگذاری خصوصی نسبت به تولید غیرنفتی در مقایسه با مصرف خصوصی دارد.
نتایج حاصل از کالیبراسیون مجدد نشان میدهد که کانال پول نقش بسیار زیادی در انتقال اثر شوکهای نفتی بر اقتصاد داشته و بسته شدن این کانال منجر به کاهش قابل توجه نوسانات حاصل از شوکهای نفتی خواهد شد. همچنین تولید غیرنفتی در برابر شوک درآمدهای نفتی واکنش مثبت نشان میدهد و با گذشت زمان این اثر تعدیل میگردد و به مقدار با ثبات برمیگردد. متغیرهای تورم و رشد حجم پول در برابر شوک درآمدهای نفتی واکنش مثبت نشان میدهند و طی دوره زمانی کوتاهمدت این اثر به صورت کامل تخلیه میشود.
CITATION مهر t l 1065 (مهرآرا, ابریشمی, & زمان زاده نصرآبادی, 1390) تأثیر درآمدهای نفتی را بر رشد اقتصادی در کشورهای صادرکننده نفت (اوپک) با تمرکز بر فرضیه نفرین منابع بررسی کردهاند. نتایج آن‌ها نشان میدهد که درآمدهای نفتی تأثیر غیرخطی آستانهای بر رشد اقتصادی کشورهای اوپک دارد، به نحوی که با گذار از حد آستانهای، درآمدهای نفتی بر رشد اقتصادی تأثیر منفی دارد.

user8294

شکل(6-1): دنبال نمودن خروجی مرجع توسط کنترل کننده طراحی شده برای مثال 6-1........96
شکل (6-2): تغییرات سیگنال کنترلی ورودی مثال 6-1 در گذر زمان..............................................97
شکل(6-3): تغییرات ضریب تضعیف تعیین شده برای مثال 6-1 در گذر زمان................................98
مقدمه
مسئله پایدار سازی و کنترل سیستمهای غیر خطی از مسائل مهم در تئوری کنترل می باشند. یک گام اساسی و مهم در این زمینه تحقیقاتی، مدلسازی سیستم غیر خطی با استفاده از تکنیک مدل سازی فازی تاکاگی – سوگنو T - Sمی باشد. به کمک این مدلسازی، سیستم غیر خطی اولیه، با ترکیب مجموعه ای از زیر سیستمهای خطی تقریب زده می شود. هر زیر سیستم خطی با یک بیان قاعده اگر – آنگاه (IF-Then Rule) توصیف می شود. در گام دوم که طراحی کنترل کننده دلخواه می باشد، برای هر زیر سیستم خطی یک کنترل کننده خاص با در نظر گرفتن کلیه زیرسیستم های خطی طراحی می شود. گام نهایی ترکیب فازی مناسب همه کنترل کننده های خطی طراحی شده برای ساخت کنترل کننده نهایی خواهد بود. به این روش طراحی کنترل کننده، جبرانسازی توزیع شده موازی (Parallel Distributed Compensation) گفته می شود.
نه فقط پایدار سازی یک سیستم غیر خطی، بلکه کنترل مناسب آن سیستم هم مد نظر می باشد. در این رساله ، تمرکز ما بر مسئله تعقیب خواهد بود. این مسئله پیشینه ای 12 ساله در تئوری کنترل فازی دارد و با انتشار پروژه - ریسرچمنتشر شده درمنبع ]1[ آغاز شده است. در طی سالهای بعد از انتشار این پروژه - ریسرچ، روشها و کاربردهای دیگری نیزبه این زمینه تحقیقاتی افزوده شده اند. از جمله می توان به منابع دیگر ] 9[-] 2[ رجوع داد. نکته قابل توجه در تمامی این طراحی های کنترل کننده فازی تعقیب با استفاده از ساختار مشاهده گر حالت کنترل مدرن برای پی ریزی ساختار کنترل کننده است. این ساختار چند ویژگی دارد، بطور ساده ای بیان می شود ولی طراحیهای بهره مشاهده گر و بهره کنترل کننده در آن بسیار پیچیده است؛ زیرا این بهره ها باید از روی اطلاعات تمامی زیر سیستمهای خطی در مدل تاکاگی – سوگنو محاسبه شوند. نکته قابل تامل دیگر در این ساختار، هم درجه بودن کنترل کننده و سیستم تحت کنترل است.
در این رساله، هدف ما طراحی کنترل کننده فازی استاتیکی خروجی برای نیل به حل مسئله تعقیب برای سیستمهای غیر خطی می باشد. کنترل کننده استاتیکی خروجی از تنها یک یا چند بهره تشکیل شده است که سیگنال کنترلی متناسب با مقدار لحظه ای خروجی و مقدار لحظه ای سیگنال مبنا تولید می کند. این کنترل کننده در قیاس با کنترل کننده دینامیکی خروجی بسیار ساده طراحی می شود و بسیار ساده نیز بطور عملی بکار گرفته می شود و کنترل کننده از مرتبه یک بوده و هم درجه با سیستم تحت کنترل نمی باشد. دلیل اصلی ما در انتخاب این تحقیق، همین مزایای کنترل کننده استاتیکی خروجی می باشد. لازم به ذکر است که تا زمان تهیه این رساله، در این زمینه کار اساسی انجام نگرفته و پروژه - ریسرچای منتشر نشده است.
همانطور که بیان گردید هدف از این رساله، بررسی مسئله طراحی کنترل کننده فازی استاتیکی خروجی برای رسیدن به خطای کم درتعقیب یک سیگنال مبنا در مسئله تعقیب می باشد. در این رساله، پس از طی مراحل اولیه، هدف ما توسعه روش ابداعی به سیستمهایی است که در ساختار معادلات آنها اجزائ تأخیر دار وجود داشته باشند. تاخیر در بسیاری از سیستمهای فیزیکی وجود دارد. اضافه شدن اجزای تأخیر دار به هر سیستم دینامیکی منجر به ناپایداری سیستم حلقه بسته و یا عملکرد ضعیف کنترلی آن می شود. هدف نهایی ما در این تحقیق ، حل مسئله کنترل فازی در تعقیب در مورد سیستمهای دارای تاخیر می باشد
قدم بعدی در این رساله، تعمیم این مسئله کنترلی به سیستمهایی است که دارای نامعینی می باشند. در واقع، هدف اصلی ، طراحی کنترل کننده فازی استاتیکی خروجی مقاوم می باشد. علت اصلی درانتخاب این هدف، لزوم مقاوم طراحی کردن کنترل کننده مقاوم است. در هر مسئله کنترلی که در آن یک سیستم غیر خطی با مدلسازی تاکاگی – سوگنو به مجموعه ای از زیر سیستمهای خطی بیان می شود، تقریبهای زیادی وارد می شود. اگر در طراحی کنترل کننده، این تقریبها مد نظر قرار نگیرند، احتمال ناپایداری سیستم حلقه بسته بوجود می آید. برای اجتناب از این نقص، بایستی کنترل کننده مقاوم طراحی شود. این کار مستلزم در نظر گرفتن اجزای نامعین در مدل فازی تاکاگی – سوگنو از سیستم غیر خطی است. حال با در نظر گرفتن این اجزا، باید جبران کننده نهایی طراحی شود.
ابزاری که ما در بیان مسئله تعقیب و مسئله کنترل فازی تعقیب در طراحی کنترل کننده بکار خواهیم گرفت ، نامعادلات خطی ماتریسی هستند. در 18 سال گذشته ، مقالات بسیار زیادی در زمینه های مختلف کنترلی منتشر شده اند که در آنها بیان مسئله و طراحی کنترل کننده بر مبنای تئوری نامعادلات خطی ماتریسی بوده است. ما نیز در این تحقیق از این تئوری برای رسیدن به طراحی نهایی استفاده خواهیم نمود،] 10[.
آشنایی با نامعادلات ماتریسی خطی و جعبه ابزار مربوطه در نرم افزار MATLAB
نامعادلات ماتریسی خطی
یک نامعادله ماتریسی خطی (LMI) در حالت کلی به فرم زیر میباشد:

که در آن یک تابع خوش ریخت از بردار حقیقی بوده ، ، تا ماتریس های متقارن مشخص هستند و یک بردار از متغیر های تصمیم گیری میباشد. نماد عدم تساوی در رابطه فوق به این معناست که معین مثبت میباشد، یعنی برای تمامی غیرصفر یا میتوان گفت به این معناست که بزرگترین مقدار ویژه دارای قسمت حقیقی مثبت میباشد.
LMI های چندگانه را میتوان بصورت یک LMI بصورت در نظر گرفت. لذا ما هیچ تفاوتی بین یک مجموعه از LMI ها و یک LMI واحد قائل نمیشویم.
در بسیاری از موارد LMI ها به فرم کانونی (1-1) ظاهر نمیشوند بلکه به فرم

به نمایش درمی آیند که در آن و توابعی خوش ریخت از برخی متغیر های ماتریسی میباشند.
همچنین برخی افراد ساختار زیر را ترجیح میدهند:

خواص نامعادلات ماتریسی خطی
مجموعه جواب های امکان پذیر (1-1) یعنی یک مجموعه محدب میباشد. این یک ویژگی مهم میباشد چراکه تکنیک های حل عددی قدرتمندی برای مسائل دارای مجموعه جواب های محدب وجود دارد.
تحدب: یک مجموعه محدب است اگر و. به عبارت دیگر مجموعه ای محدب است که پاره خط بین هر دو نقطه که در این مجموعه قرار دارند نیز در مجموعه قرار داشته باشد. شکل (1-1) دو مجموعه محدب و غیرمحدب را نشان میدهد. خاصیت تحدب یک نتیجه بسیار مهم دارد و آن اینکه اگر چه معادله (1-1) در حالت کلی دارای راه حل جبری نمیباشد ولی میتوان آنرا با روش های حل عددی حل نمود، با این تضمین که در صورت وجود جواب آنرا پیدا خواهد کرد.

(الف)
(ب)


شکل(1-1): (الف) مجموعه محدب- (ب) مجموعه غیرمحدب
LMI (1-1) یک نامعادله اکید است و فرم غیراکید آن بصورت زیر میباشد:

خاصیت تقارن: LMI ها متقارن میباشند. این خاصیت باعث سادگی تعریف آنها میشود چراکه نیازی به مشخص نمودن تمامی عناصر LMI نیست و تنها مشخص کردن عناصر روی قطر اصلی و بالا یا پایین آن کفایت میکند.
نامعادلات غیرخطی را میتوان با استفاده از متمم Schur به فرم LMI تبدیل نمود. ایده اصلی به این ترتیب است:
LMI زیر را در نظر بگیرید:

که در آن ، و بطور خطی به وابسته میباشد.
LMI فوق معادل نامعادلات زیر میباشد

به بیان دیگر مجموعه نامعادلات غیرخطی(1-6) را میتوان بصورت LMI (1-5) نشان داد.
ماتریس ها بعنوان متغیر
ما اغلب با مسائلی مواجه میشویم که در آنها متغیر ها دارای ساختار ماتریسی میباشند، برای مثال نامعادله لیاپانوف

که در آن ماتریسی معین بوده و متغیر میباشد.در این مورد ما صریحاً LMI را به فرم نخواهیم نوشت اما در عوض مشخص خواهیم کرد کدام ماتریس ها متغیر میباشند. اما با این حال میتوان به سادگی نامعادله لیاپانوف را به فرم (1-1) تبدیل کرد.
جعبه ابزار LMI در نرم افزار MATLAB
جعبه ابزار LMI در نرم افزار MATLAB مجموعه ای از توابع مفید برای حل مسائل مربوط به LMI ها را در اختیار کاربر میگذارد.
بطور کلی یک مسئله شامل LMI ها در نرم افزار MATLAB در دو مرحله حل میگردد. ابتدا اقدام به تعریف LMI های موجود در مسئله میکنیم. این مرحله شامل تعیین متغیر های تصمیم گیری در LMI ها و تعریف LMI ها براساس این متغیر ها میباشد. همانطور که در بخش گذشته بحث گردید نمایش های مختلفی برای یک LMI وجود دارد. MATLAB به سادگی از فرم ماتریسی متغیر های تصمیم گیری که در (1-2) داده شده است به جای فرم برداری که در (1-1) داده شده، استفاده میکند. در مرحله دوم مسئله با استفاده از حل کننده های موجود بطور عددی حل میگردد. چنانچه مسئله شامل کمینه سازی یک تابع با متغیر های تصمیم گیری برداری شکل میباشد بایستی اقدام به تبدیل فرم ماتریسی متغیر های تصمیم گیری به فرم برداری با استفاده از توابع لازم نماییم.
تعیین یک سیستم از LMI ها
توصیف یک LMI به سادگی توسط دستور زیر آغاز میشود:
setlmis([]);
همانطور که مشاهده میکنید برای این تابع هیچ پارامتری تعیین نمیگردد.
پس از آن اقدام به تعریف متغیر ها تصمیم گیری با استفاده از دستور lmivar مینماییم.
برای مثال نامعادله ماتریسی خطی را در نظر بگیرید.در اینجا یک ماتریس ثابت و ماتریس متغیر های تصمیم گیری میباشد. تابع lmivar این اجازه را به ما میدهد که چندین فرم مختلف از ماتریس تصمیم را تعریف نماییم. به عنوان مثال فرض میکنیم که یک ماتریس متقارن با ساختار قطری بصورت زیر باشد:

در این مورد دارای بلوک قطری میباشد. اگر در این مثال را برابر 4 در نظر بگیریم و ابعاد ماتریس های به ترتیب برابر 1،3،5و2 و همگی غیرصفر باشند، با استفاده از ستورات زیر تعریف میشود:
structureX=[5,1;3,1;1,0,2,1]
X=lmivar(1,structureX);
در دستورات فوق تعداد سطر های structureX بیانگر آنست که دارای 4 بلوک میباشد. اولین المان از سطر ابعاد بلوک موجود در را مشخص میکند. دومین المان از بلوک نوع بلوک را تعیین مینماید: 1 برای بلوک کامل، 0 برای اسکالر و -1 برای بلوک صفر. عدد 1 در دستور lmivar این موضوع را بیان میکند که یک ماتریس متقارن با ساختار قطری میباشد.
حال چنانچه ساختار متغیر مورد نظر مربعی نباشد و به عنوان مثال ساختاری مستطیلی شکل با 3 سطر و 5 سطون داشته باشد دستور مربوطه به شکل زیر خواهد بود:
lmivar=(2,[3 5])

در گام بعد باید LMI ها را بصورت تک تک تعریف نماییم. برای مثال اگر LMI بخش قبل یعنی را در نظر بگیریم این LMI با دستورات زیر تعریف میگردد:
typeLMI1=[1 1 1 1];
lmiterm(typeLMI1,C,C');
همانطور که مشاهده میشود در ساده ترین حالت lmiterm سه آرگومان میپذیرد. اولین آرگومان یک بردار میباشد. اولین ستون این بردار شماره LMI مورد تعریف را مشخص میکند که در این مورد LMI شماره 1 در حال تعریف میباشد. ستون دوم و سوم این بردار موقعیت ترم مورد تعریف در LMI را مشخص میکنند و ستون چهارم شماره متغیر تصمیم گیری موجود در ترم مورد نظر را مشخص میکند. آرگومان های دوم و سوم این دستور ضرایب سمت چپ و راست ماتریس تصمیم گیری میباشند. چنانچه بخواهیم نامعادله ماتریسی خطی را تعریف نماییم دستورات بصورت زیر خواهند بود
typeLMI1=[-1 1 1 1];
lmiterm(typeLMI1,C,C');
بعنوان یک مثال پیچیده تر به منظور آشنایی بیشتر با دستورات دو LMI زیر را در نظر میگیریم:

که در آنها و ماتریس های تصمیم گیری میباشند. ساختار را مانند قبل در نظر گرفته و را یک ماتریس کامل متقارن با بعد 4 در نظر میگیریم. مجموعه دستورات زیر این دو LMI را تعریف میکنند:
structureX = [5,1;3,1;1,0;2,1];
X = lmivar(1,structureX);
structureS = [4,1]
S = lmivar(1,structureS);
lmiterm([1 1 1 1],A,A'); % term AXA'
lmiterm([1 1 1 2],B',C); % term B'SC
lmiterm([1 1 2 1],1,D); % term XD
lmiterm([1 2 1 1],D',1); % term D'X
lmiterm([1 2 2 2],1,1); % term S
typeLMI2 = [-1 1 1 1];
lmiterm(typeLMI2,E,E'); % term EXE'
در این مثال به وضوح مشخص است که ترم های دوم و سوم آرگومان اول lmiterm مکان ترم مورد تعریف را در LMI مشخص میکنند.
گام نهایی استفاده از دستور زیر به منظور ایجاد LMI ها میباشد:
LMIs=getlmis;
اکنون نوبت به حل LMI ها میرسد. بطور کلی سه نوع حل کننده LMI در نرم افزار MATLAB مورد استفاده قرار میگیرند که عبارتند از feasp ، mincx و gevp که اولین مورد یعنی feasp برای حل مسئله امکان پذیری LMI ها بصورت زیر مورد استفاده قرار میگیرد:
[tmin,xfeasp]=feasp(LMIs);
که xfeasp شامل متغیر های تصمیم و tmin متغیری است که باید در بهینه سازی منفی گردد.
اکنون برای مشاهده متغیر ها بایستی آنها را به فرم ماتریسی دربیاوریم که این کار با دستور زیر برای مثال قبل امکان پذیر است:
X=dec2mat(LMIs,xfeasp,X);
S=dec2mat(LMIs,xfeasp,S);
پس از این با اجرای فایل نوشته شده نرم افزار به ما میگوید که آیا نامعادلات ماتریسی خطی نوشته شده به ازای پارامتر های موجود امکان پذیر میباشند یا خیر و ما میتوانیم با مشاهده نتایج خواسته های خود را دنبال نماییم.
2- مدل فازی تاکاگی- سوگنو و جبران سازی موازی توزیع شده
2-1- مقدمه
در سال های اخیر شاهد رشد سریع محبوبیت سیستم های کنترل فازی در کاربرد های مهندسی بوده ایم. کاربرد های موفقیت آمیز و بیشمار کنترل فازی موجب انجام فعالیت های گسترده در زمینه آنالیز و طراحی سیستم های کنترل فازی شده است.
این فصل به معرفی مفاهیم پایه، آنالیز و فرآیند های طراحی مدل فازی تاکاگی- سوگنو و جبران سازی موازی توزیع شده میپردازد. این فصل با معرفی مدل فازی تاکاگی- سوگنو آغاز شده و با روند ایجاد چنین مدل هایی دنبال میشود. سپس یک طراحی کنترل کننده فازی مبتنی بر مدل (model-based) که از مفهوم " جبران سازی موازی توزیع شده" بهره میبرد، تشریح شده است.
مدل فازی تاکاگی- سوگنو
تشریح روند طراحی را با نمایش دادن یک سیستم غیر خطی توسط مدل فازی تاکاگی- سوگینو آغاز میکنیم.
مدل پیشنهاد شده توسط تاکاگی و سوگنو توسط قوانین فازی اگر- آنگاه که رابطه محلی خطی ورودی- خروجی یک سیستم غیر خطی را نشان میدهند، توصیف میشود. مشخصه اصلی یک مدل فازی تاکاگی- سوگنو بیان دینامیک های محلی هر قانون فازی توسط یک مدل خطی سیستم است. مدل فازی کلی سیستم با ترکیب فازی مدل های خطی سیستم حاصل میشود.
i امین قانون از مدل فازی T-S برای سیستم های فازی پیوسته به شکل زیر است:
اگر و ... باشند. آنگاه:(2-1)
و برای سیستم های فازی گسسته به صورت زیر میباشد:
اگر و ... باشند. آنگاه:
(2-2)
که در رابطه فوق مجموعه فازی بوده و تعداد قوانین مدل میباشد. همچنین بردار حالت، بردار ورودی، بردار خروجی، به همراه و ماتریس های فضای حالت سیستم و و... متغیر های مفروض شناخته شده میباشند که این متغیر ها میتوانند تابعی از متغیر های حالت، اغتشاشات خارجی و یا زمان باشند. فرض ما بر این است که متغیر های مفروض تابعی از متغیر های ورودی نمیباشند چرا که در آن صورت فرآیند غیر فازی سازی کنترل کننده فازی بسیار پیچیده خواهد شد.
پس از غیرفازی سازی، سیستم فازی کلی برای سیستم های پیوسته در زمان را میتوان به فرم زیر نوشت:
(2-3)
همچنین برای سیستم های گسسته روابط بصورت زیر خواهند بود:
(2-4)
که پارامتر های موجود در روابط فوق به شرح زیر میباشند:

ساخت مدل فازی
بطور کلی دو روش برای ساخت مدل فازی وجود دارد که عبارتند از:
تعیین مدل با استفاده از داده های ورودی- خروجی
استخراج مدل از معادلات داده شده سیستم غیر خطی
فرآیند اول بطور عمده شامل دو بخش است: شناسایی ساختار و شناسایی پارامتر. این روش برای سیستم هایی که نشان دادن آنها توسط مدل های تحلیلی و یا فیزیکی دشوار یا غیرممکن است، مناسب میباشد. از سوی دیگر مدل های دینامیک غیرخطی برای سیستم های مکانیکی میتوانند به عنوان مثال با روش لاگرانژ و نیوتن- اویلر به آسانی به دست آیند. در این بخش تمرکز ما بر روی روش دوم خواهد بود که این روش از مفاهیم غیرخطی بودن قطعه ای و تقریب محلی و یا ترکیب آنها برای ساخت مدل فازی بهره میبرد.
غیرخطی بودن قطعه ای
سیستم ساده را در نظر بگیرید که در آن . هدف یافتن قطعه ای کلی است بطوریکه . شکل (2-1) روش غیرخطی بودن قطعه ای را نشان میدهد.

شکل (2-1): غیرخطی بودن کلی قطعه ای
این روش ساخت یک مدل فازی دقیق را تضمین مینماید. اما به هر حال گاهی یافتن قطعه های کلی برای سیستم های غیرخطی عمومی مشکل میباشد. در این موارد ما غیرخطی بودن محلی قطعه ای را در نظر میگیریم. این روش منطقی به نظر میرسد چراکه متغیر های سیستم های فیزیکی همیشه کراندار میباشند. شکل (2-2) غیرخطی بودن محلی قطعه ای را نشان میدهد که در آن دو خط در بازه قطعه های محلی محسوب میشوند. مدل فازی در ناحیه محلی یعنی بطور دقیق سیستم خطی را نمایش میدهد.

شکل (2-2): غیرخطی بودن محلی قطعه ای
مثال 1-1 گام های مشخص در ساخت مدل های فازی را تشریح مینمایند.
مثال 1-1
سیستم غیرخطی زیر را در نظر بگیرید:

برای سادگی فرض میکنیم که و . البته بدیهی که میتوانیم هر محدوده ای را برای آن دو برای ساخت مدل فازی متصور شویم.
معادله فوق را میتوان به فرم زیر نوشت:

که در رابطه فوق بوده و و ترم های غیرخطی میباشند. برای ترم های غیرخطی متغیر هایی را بصورت زیر تعریف میکنیم:

پس خواهیم داشت:

اکنون به محاسبه حداقل و حداکثر مقادیر و زمانیکه و باشند، میپردازیم:

با استفاده از مقادیر حداکثر و حداقل میتوان و را به فرم زیر نمایش داد:

که در رابطه فوق داریم:

بنابراین توابع عضویت بصورت زیر محاسبه میگردند:

توابع عضویت را به ترتیب مثبت، منفی، بزرگ و کوچک نام گذاری میکنیم. سپس سیستم غیرخطی با مدل فازی زیر به نمایش در می آید:
قانون شماره 1:
اگر مثبت و بزرگ باشند. آنگاه:

قانون شماره 2:
اگر مثبت و کوچک باشد. آنگاه:

قانون شماره 3:
اگر منفی و بزرگ باشد. آنگاه:

قاون شماره 4:
اگر منفی و کوچک باشد. آنگاه:

که داریم:

شکل های زیر توابع عضویت را نشان میدهند.

شکل (2-3): توابع عضویت و

شکل (2-4): توابع عضویت و
فرآیند غیرفازی سازی بصورت زیر انجام میپذیرد:

که در آن

این مدل فازی بطور دقیق سیستم خطی را در ناحیه بر روی فضای نمایش میدهد.
تقریب محلی در فضاهای تقسیم شده فازی
یک روش دیگر به منظور دست یافتن به مدل های فازی T-S روش تقریب محلی در فضاهای تقسیم شده فازی میباشد. اساس این روش تقریب ترم های غیرخطی توسط ترم های خطی است که خردمندانه انتخاب شده اند. این روش منجر به کاهش تعداد قوانین مدل میشود. تعداد قوانین مدل مستقیما" با پیچیدگی تحلیل و طراحی شرایط LMI متناسب است. اگر چه در این روش تعداد قوانین کاهش می یابد، اما طراحی قوانین کنترل مبتنی بر مدل فازی تقریب زده شده ممکن است پایداری سیستم های غیرخطی اصلی را تحت این قوانین کنترل تضمین نکند.
جبرانسازی توزیع شده موازی
تاریخچه جبرانسازی توزیع شده موازی با یک فرآیند طراحی مبتنی بر مدل ارائه شده توسط کانگ و سوگنو آغاز میشود. اما پایداری سیستم های کنترل در آن فرآیند طراحی مد نظر قرار نگرفته بود. به مرور فرآیند طراحی بهبود یافت و پایداری سیستم های کنترل در ]17[ مورد تحلیل واقع شد و فرآیند طراحی در ]13[ جبرانسازی توزیع شده موازی نام گرفت.
PDC یک فرآیند برای طراحی کنترل کننده فازی از روی مدل فازی T-S داده شده پیشنهاد میکند. برای درک PDC، یک سیستم کنترل شده (سیستم غیرخطی) در ابتدا توسط یک مدل فازی T-S به نمایش در می آید. تأکید میکنیم که بسیاری از سیستم های واقعی، برای مثال سیستم های مکانیکی و سیستم های بی نظم، را میتوان توسط مدل های فازی T-S به نمایش درآورد.
در طراحی PDC هر قانون کنترل از روی قانون متناظر یک مدل فازی T-S طراحی میشود. کنترل کننده فازی طراحی شده مجموعه های فازی یکسانی را با مدل فازی در بخش های مفروض به اشتراک میگذارد.
برای مدل های فازی (2-1) و (2-2) کنترل کننده فازی ساخته شده از طریق PDC بصورت زیر است:
اگر و ... باشند. آنگاه:
(2-5)
قوانین کنترل فازی دارای یک کنترل کننده خطی (در این مورد قوانین فیدبک حالت) در بخش نتیجه میباشند. میتوانیم از دیگر کنترل کننده ها نظیر کنترل کننده های فیدبک خروجی و کنترل کننده های فیدبک خروجی دینامیک به جای کنترل کننده های فیدبک حالت استفاده کنیم.
کنترل کننده فازی کلی را میتوان بصورت زیر به نمایش درآورد:
(2-6)
اکنون چنانچه این کنترل کننده را به خروجی سیستم فازی در حالت گسسته در زمان یعنی
(2-7)
اعمال نماییم، سیستم حلقه بسته بصورت زیر خواهد بود:
(2-8)
اکنون با اعمال قضیه پایداری لیاپانوف به این نتیجه میرسیم که سیستم (2-7) بطور مجانبی پایدار است چنانچه یک ماتریس معین مثبت مشترکی مانند وجود داشته باشد بطوریکه نامعادلات ماتریسی زیر برقرار باشند:
(2-9)
توجه نمایید که میتوانیم سیستم (2-7) را بصورت زیر بنویسیم:
(2-10)
که در آن:

بنابراین میتوان تئوری زیر را جهت بیان شرایط کافی پایداری سیستم (2-7) بیان نمود.
تئوری 2-1
نقطه تعادل سیستم فازی (2-7) بطور مجانبی پایدار است چنانچه ماتریس معین مثبت مشترکی مانند وجود داشته باشد بطوریکه نامعادلات ماتریسی زیر برقرار باشند:
(2-11)
پس طراحی کنترل کننده فازی برابر است با تعیین بهره های فیدبک محلی به گونه ای که شرایط بیان شده در تئوری 2-1 برقرار باشند. بطور کلی، ابتدا بایستی یک کنترل کننده برای هر قانون طراحی نماییم و بررسی نماییم که آیا شرایط پایداری برقرار میباشند یا خیر. چنانچه شرایط برقرار نبود بایستی فرآیند را تکرار نماییم تا شرایط مورد نظر برقرار گردند.
با PDC یک فرآیند ساده برای کار با سیستم های غیرخطی در اختیار داریم. دیگر تکنیک های کنترل غیرخطی نیازمند دانش ویژه و نسبتا" پیچیده میباشند.
3- کنترل کننده های استاتیکی خروجی
3-1- مقدمه
بسیاری از سیستم های فیزیکی دارای حالت های محدودی جهت اندازه گیری و باز خورد نمودن برای سیستم کنترلی میباشند و معمولا" یک بردار حالت کامل جهت اندازه گیری و استفاده در حلقه فیدبک در دسترس نیست بلکه تنها بخشی از آن توسط بردار خروجی پوشش داده میشود. در این حالت دو راهکار برای برخورد با این مشکل وجود دارد. در راهکار اول میتوان یک مشاهده گر کاهش رتبه یافته جهت حصول نیازمندی های فیدبک حالت کامل طراحی نمود که موجب ایجاد دینامیک های اضافی و پیچیده شدن طراحی میگردد. راه دیگر استفاده از فیدبک استاتیک خروجی (SOF) میباشد که به دلیل اینکه به هیچ دینامیک اضافه ای نیاز ندارد و تنها از خروجی های قابل اندازه گیری در طراحی فیدبک آن استفاده میشود، طراحی آن ساده میباشد و از نقطه نظر اجرایی از نظر هزینه به صرفه تر و قابل اطمینان تر از فیدبک دینامیکی میباشد. علاوه بر آن بسیاری از مسائل قابل کاهش به انواع آن میباشند. به بیان ساده، مسأله فیدبک استاتیک خروجی عبارتست از فیدبک استاتیک خروجی که باعث گردد سیستم حلقه بسته برخی ویژگی های مورد نظر را داشته باشد و یا تعیین اینکه چنین فیدبکی وجود ندارد.
مسئله فیدبک استاتیک خروجی نه تنها به خودی خود از اهمیت بالایی برخوردار است بلکه از آنجاییکه بسیاری از مسائل دیگر قابل تقلیل به انواع مختلف آن میباشند، نیز موجب مورد توجه قرار گرفتن آن گردیده است. به عنوان مثال زمانی که به دلیل هزینه و قابلیت اطمینان بایستی یک کنترل کننده ساده مورد استفاده قرار گیرد و یا آنجاییکه در برخی کاربرد ها به دلیل نیاز تنظیماتی خاص در پارامتر هایی مشخص به منظور کنترل یک سیستم فیزیکی طراح نیازمند آنست که تعداد پارامتر ها تا حد امکان کاهش دهد.
اگر چه در دهه های اخیر مسأله کنترل کننده فیدبک خروجی بطور دقیق مورد مطالعه قرار گرفته است اما برخلاف مسأله فیدبک حالت، فیدبک خروجی همچنان به عنوان یکی از مسائل مطرح در مهندسی کنترل شناخته میشود.
3-2- پایدار سازی توسط فیدبک استاتیک خروجی
مسأله پایداری فیدبک استاتیک خروجی جزو مورد علاقه ترین مسائل کنترل است که تا هم اکنون پاسخ کامل و روشنی برای آن در دسترس نیست. در دهه های اخیر روش های گوناگونی جهت اعمال به این مسأله ارائه گردیده است. مسأله کنترلی فیدبک خروجی به هنگام مقایسه با مسائل کنترلی فیدبک حالت دشواری خود را بیشتر به نمایش میگذارد. تفاوت اساسی بین مسائل پایدار سازی فیدبک حالت و خروجی اینست که در حالیکه پایدار سازی بوسیله فیدبک حالت به یک مسأله محدب ختم میشود، فیدبک خروجی موجب تبدیل مسأله به یک مسأله غیرمحدب میگردد و موجب دشواری های محاسباتی میشود. چراکه پاسخ یک مسأله محدب را میتوان توسط جعبه ابزار برخی نرم افزار ها نظیر جعبه ابزار LMI در نرم افزار MATLAB، یافت که نیازمند یک زمان چند جمله ای میباشد و بسیاری از مسائل کنترلی مهم که از فیدبک حالت بهره میبرند را میتوان توسط تکنیک های نامعادله ماتریسی خطی حل نمود. از سوی دیگر یافتن پاسخ یک مسأله غیرمحدب بطور عمومی نیازمند یک زمان غیر چند جمله ای میباشد به این معنا که یک افزایش کوچک در ابعاد به دلیل افزایش بسیار زیاد زمان محاسبات موجب عدم کارآیی الگوریتم میگردد.
در این بخش به بحث در مورد مسئله پایدار سازی یک سیستم حلقه باز ناپایدار توسط فیدبک استاتیک خروجی میپردازیم. در ابتدا برخی شرایط لازم و سپس برخی شرایط کافی برای قابل حل بودن مسئله را ارائه خواهیم نمود. پس از آن برخی روش های مورد استفاده برای یافتن بهره پایدار ساز را مورد بحث قرار میدهیم.
3-2-1- شرایط لازم
در ابتدا به شناسایی مواردی خواهیم پرداخت که فیدبک استاتیک نمیتواند یک سیستم حقله باز ناپایدار را پایدار سازد. به منظور بیان این شرایط تئوری های زیر را مد نظر قرار میدهیم:
تئوری 3-1
یک سیستم خطی با تابع تبدیل توسط یک جبرانساز پایدار پایدار پذیر است، اگر و تنها اگر تعداد قطب های حقیقی بین هر جفت از صفر های حقیقی مسدود کننده در نیم صفحه راست زوج باشد. سیستمی که محدودیت های قطب- صفر را برآورده میکند، برآورده کننده PIP گفته میشود.
تئوری 3-2
یک سیستم خطی با تابع تبدیل توسط یک جبرانساز پایدار که هیچ صفر حقیقی ناپایداری ندارد، پایدار پذیر است اگر و تنها اگر:
برآورده کننده PIP باشد.
تعداد صفر های حقیقی مسدود کننده بین هر دو قطب حقیقی زوج باشد.
در این مورد گفته میشود که ، PIP زوج را برآورده مینماید.
با استفاده از تئوری 3-2 شرط لازم ذیل بدست می آید.
شرط لازم: شرط لازم جهت پایداری پذیری توسط فیدبک استاتیک خروجی آنست که سیستم با تابع تبدیل ، PIP زوج را برآورده سازد.
مثال 3-1
سیستمی که دارای تابع تبدیل زیر است:

برای ، PIP را برآورده نمیکند و بنابراین توسط SOF پایدار نمیگردد. به ازای ، PIP زوج برآورده شده و برای مقادیر به اندازه کافی کوچک یک تحلیل ساده مکان هندسی ریشه ها نشان میدهد که سیستم توسط SOF پایداری پذیر میباشد.
3-2-2- شرایط کافی
با توجه به تحلیل های صورت گرفته در این زمینه مانند مکان هندسی ریشه، میتوان گفت که مینیمم فاز بودن و شرایط درجه نسبی شروط لازم و کافی جهت بطور اکید حقیقی مثبت (SPR) ساختن یک سیستم مربعی (تعداد ورودی ها و خروجی ها برابر باشند) با استفاده از فیدبک استاتیک خروجی میباشند.
3-2-3- روش های طراحی و محدودیت ها
در مورد سیستم های تک ورودی- تک خروجی (SISO)، روش های گرافیکی نظیر مکان هندسی ریشه ها و نایکوئیست جهت پاسخگویی به مسائل وجود و طراحی کنترل کننده های استاتیکی خروجی پایدار ساز استفاده میشوند. علاوه بر آن برخی تست های جبری لازم و کافی برای وجود فیدبک های خروجی پایدار ساز وجود دارند (Ielmke and Anderson,1992; Perez et al.,1993). به هر حال این تست ها نیازمند برخی اقدامات ابتدایی نظیر یافتن ریشه ها و مقادیر ویژه میباشند که موجب میشود دشواری آنها کمتر از روش های گرافیکی نباشد. علاوه بر آن این روش ها به راحتی قابل تعمیم به سیستم های چند ورودی- چند خروجی (MIMO) نمیباشند.
در این بخش به بیان اجمالی برخی نتایج که در حل مسائل مربوط به فیدبک استاتیک خروجی مفید میباشند خواهیم پرداخت و ویژگی های آنها را مورد بررسی قرار میدهیم. ایده کلی آنست که یک فیدبک استاتیک خروجی پایدار ساز بایستی یک عضو از خانواده تمامی جبرانساز های فیدبک خروجی پایدار ساز باشد.
روش مرتبه دوم خطی معکوس
سیستم زیر را در نظر بگیرید:
(3-1)
و در نظر میگیریم. علامت خنجر بیانگر معکوس Moore-Penrose میباشد. آنگاه سیستم توسط فیدبک استاتیک خروجی پایدار پذیر است اگر و تنها اگر ماتریس های ، و با ابعاد مناسب وجود داشته باشند بطوریکه معادله جبری زیر یک جواب یکتای داشته باشد.
(3-2)
مشکل در این است که در حقیقت نمیتوان به سادگی ماتریس های ، و را انتخاب نمود و همچنین معادله فوق را برای حل نمود.
قابل تعیین بودن کواریانس توسط فیدبک خروجی
ایده اصلی در پشت تئوری کنترل کواریانسی عبارتست از فراهم نمودن یک توصیف از تمامی ماتریس های کواریانس قابل تعیین و پارامتریزه کردن تمامی کنترل کننده هایی که یک کواریانس خاص را تعیین مینمایند (Hotz and Skelton,1987;Yasuda et al.,1993;Skelton and Iwasaki,1993). یک سیستم تصادفی را بصورت زیر در نظر بگیرید:
(3-3)
که در آن اغتشاشی از نویز سفید با میانگین صفر و شدت میباشد، ماتریس کواریانس حالت پایدار بردار حالت بصورت زیر تعریف میگردد:
(3-4)
که در آن بیانگر امید ریاضی میباشد. برای یک قانون کنترلی فیدبک استاتیک خروجی ، به خوبی شناخته شده است که معادله لیاپانوف زیر را حل مینماید:
(3-5)
ماتریس یک کواریانس قابل تعیین نامیده میشود چنانچه بهره کنترل کننده ای مانند وجود داشته باشد که معادله فوق را برآورده نماید. چنانچه پایدار پذیر و کنترل پذیر باشند آنگاه، با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف، معادل پایداری سیستم حلقه بسته میباشد. نتیجه ذیل تمامی کواریانس های قابل تعیین توسط فیدبک استاتیک خروجی را پارامتریزه مینماید (Yasuda et al.,1993).
تئوری 3-3
ماتریس یک کواریانس قابل تعیین توسط فیدبک استاتیک خروجی میباشد اگر و تنها اگر معادلات زیر را برآورده نماید:
(3-6)
(3-7)
(3-8)
که در آن:

یک روش پارامتریزه کردن تمامی بهره های فیدبک استاتیک خروجی که سیستم را پایدار و یک کواریانس قابل تعیین خاص را مشخص مینمایند در ادامه ارائه گردیده است(Yasuda et al.,1993).
تئوری 3-4
اگر یک ماتریس کواریانس قابل تعیین باشد. آنگاه تمامی بهره های فیدبک استاتیک خروجی که را برای سیستم حلقه بسته تعیین میکنند بصورت زیر پارامتریزه میگردند:
(3-9)
که در آن:

و یک ماتریس دلخواه و یک ماتریس دلخواه پادمتقارن است.
شرایط (3-6) تا (3-9) را میتوان بصورت پارامتریزه نمودن فضای حالت تمامی بهره های فیدبک استاتیک خروجی پایدار ساز بر حسب ماتریس کواریانس حالت دانست. دشواری عمده در تئوری کنترل کواریانسی رسیدن به این مهم است که آیا برای معادلات (3-8)- (3-6) یک پاسخ مشترک وجود دارد و اگر وجود دارد چگونه میتوان آنرا یافت. زمانی که یک پاسخ مشترک یافت گردید، فرآیند پارامتریزه نموده (3-9) تمامی بهره های استاتیکی را فراهم میکند که سیستم را پایدار میکنند و را بعنوان یک کواریانس حلقه بسته تعیین مینمایند.
روش محدودیت ساختاری خروجی
مسئله فیدبک استاتیک خروجی را میتوان بصورت یک مسئله فیدبک حالت در نظر گرفت که در آن بهره های فیدبک در معرض یک محدودیت ساختاری قرار دارند. بطور ویژه، پایدار است اگر و تنها اگر پایدار باشد که در آن و یک پایه متعامد بهنجار از فضای پوچی است. ماتریس های الحاقی زیر را تعریف مینماییم:
(3-10)
و همچنین توابع زیر را در نظر میگیریم:
(3-11)
(3-12)
که در آنها یک ماتریس متقارن بصورت زیر است:

یک شر لازم و کافی برای پایدار سازی خروجی را میتوان بصورت زیر بیان نمود:
تئوری 3-5
بهره فیدبک استاتیک خروجی پایدار سازی وجود دارد، اگر و تنها اگر:
(3-13)
که در آن:

بیانگر فضای پوچی است. مجموعه تمامی بهره های فیدبک استاتیک خروجی پایدار ساز بصورت زیر پارامتریزه میگردند:
(3-14)
که در آن .
مجموعه محدب است، اما غیرمحدب است و موجب دشواری بررسی شرط (3-13) میگردد.
فرمولبندی نامعادلات ماتریسی خطی مزدوج
شرایط لازم و کافی برای فیدبک استاتیک خروجی را میتوان بر حسب نامعادلات ماتریسی خطی مزدوج و به دنبال آن روش تابع درجه دوم لیاپانوف بدست آورد. از تئوری پایداری لیاپانوف میدانیم که ماتریس سیستم حلقه بسته پایدار است، اگر و تنها اگر به ازای برخی نامعادله ماتریسی زیر را برآورده نماید:
(3-15)
برای مقادیر ثابت ، نامعادله فوق یک نامعادله ماتریسی خطی بر حسب است. LMI فوق بر حسب محدب است و میتوان از تکنیک های برنامه نویسی محدب برای یافتن بطور عددی زمانی که مشخص باشد استفاده کرد.
شرایط لازم و کافی برای پایدار سازی فیدبک استاتیک خروجی را میتوان بوسیله یافتن شرایط حل پذیری نامعادله فوق بر حسب بدست آورد.
تئوری 3-6
یک بهره فیدبک استاتیک خروجی پایدار ساز وجود دارد اگر و تنها اگر وجود داشته باشد بطوریکه:
(3-16)
(3-17)
که در آن و ماتریس های رتبه کاملی هستند که به ترتیب بر و متعامد میباشند.
نامعادله (3-16) از نامعادله (3-15) با ضرب کردن آن از سمت چپ با و از سمت راست با حاصل میشود. نامعادله (3-17) نیز از ضرب نامعادله (3-15) از سمت چپ و راست با و سپس ضرب نمودن از سمت چپ با و از سمت راست با بدست می آید. در برخی منابع نشان داده شده است که عکس این مورد نیز صحیح است، به این معنا که اگر یک وجود داشته باشد که نامعادلات (3-16) و (3-17) را برآورده نماید آنگاه یک بهره فیدبک استاتیک خروجی پایدار ساز وجود خواهد داشت.
تئوری 3-7
تمامی بهره های فیدبک استاتیک پایدار ساز را میتوان بصورت زیر پارامتریزه نمود:
(3-18)
که در آن:

همچنین یک ماتریس معین مثبت است که نامعادلات (3-16) و (3-17) را برآورده مینماید و ماتریسی است که .
توجه نمایید که (3-16) یک LMI بر حسب و (3-17) یک LMI بر حسب میباشد، اما یافتن یک چنین کاری دشوار است، چراکه این دو نامعادله بر حسب محدب نمیباشند.
تا بدین جا مشخص گردید که تمامی تئوری های ارائه شده دارای محدودیت هایی بوده و یافتن بهره ها با استفاده از این الگوریتم ها دشوار و گاها" ناممکن مینماید. در ادامه به ارائه تئوری میپردازیم که شروط کافی جهت پایدار سازی سیستم توسط فیدبک استاتیک خروجی را بیان مینماید و نتایج آن در فصول آینده مورد استفاده قرار میگیرد.
شرایط LMI کافی برای مسئله کنترل فیدبک خروجی
سیستم پیوسته با زمان زیر را در نظر میگیریم:
(3-19)
که در آن ، و ماتریس های حالت سیستم میباشند. بسیار واضح است که سیستم (3-19) از طریق فیدبک حالت قابل پایدار سازی است اگر و تنها اگر ماتریس معین مثبت و با ابعاد مناسب وجود داشته باشند بطوریکه:
(3-20)
با ضرب نامعادله فوق از دو طرف در خواهیم داشت:
(3-21)
اکنون با تعریف معادله فوق نیز بصورت زیر تبدیل خواهد شد:
(3-22)
در حقیقت این یک نتیجه شناخته شده از میباشد که نامعادله بالا بر حسب متغییر های و امکان پذیر است اگر و تنها اگر ماتریس های و پایدار پذیر باشند، انگاه فیدبک سیستم (3-19) را پایدار میسازد. یافتن یک پاسخ برای این مسأله یا بیان اینکه مسأله امکان پذیر نمیباشد با الگوریتم های موجود به سادگی صورت میپذیرد.
اکنون حالت فیدبک استاتیک خروجی را در نظر میگیریم، یعنی قانون کنترلی مورد نظر ساختاری بصورت یا بطور معادل با دارد. از رابطه (3-21) داریم:
(3-23)
به دلیل اینکه نامعادلات ماتریسی فوق بطور کلی محدب نمیباشند، حل عددی آنها برای و بسیار دشوار میباشد. در ارتباط با این مسأله غیرمحدب، مسأله محدب زیر را داریم:
تعریف 3-1- مسأله W
ماتریس های معلوم ، و ماتریس رتبه کامل سطری را در نظر میگیریم. مسأله W شامل یافتن، در صورت امکان، ماتریس های ، و میشود بطوریکه:
(3-24)
مسألهW دارای دو جنبه مهم است: محدب میباشد و از اینرو میتوان آنرا را با الگوریتم های کارآمد حل نمود، علاوه بر آن چنانچه امکان پذیر باشد آنگاه مسأله پایدار سازی فیدبک استاتیک خروجی (3-23)، که محدب نمیباشد، نیز امکان پذیر خواهد بود که در ادامه نشان داده خواهد شد.
تئوری 3-8
اگر ، و پاسخ های مسأله Wباشند. آنگاه فیدبک
(3-25)
سیستم (3-19) را پایدار میسازد.
اثبات:اگر رتبه سطری کامل باشد، آنگاه از نتیجه میشود که نیز رتبه کامل است و بنابراین معکوس پذیر است در نتیجه . با استفاده از این حقیقت و تعریف رابطه (3-23) را از رابطه (3-24) بدست خواهیم آورد.
چنانچه نقطه آغاز کار را به جای رابطه (3-21)، رابطه (3-20) در نظر بگیریم، نتیجه حاصل بصورت زیر خواهد بود:
تعریف 3-2- مسألهP
ماتریس های معلوم ، و ماتریس رتبه کامل ستونی را در نظر میگیریم. مسأله P شامل یافتن، در صورت امکان، ماتریس های ، و میشود بطوریکه:
(3-26)
استنباط 1: اگر ، و پاسخ های مسألهP باشند. آنگاه فیدبک
(3-27)
سیستم (3-19) را پایدار میسازد.
امکان پذیری هر کدام از مسائلP یا W یک شرط کافی برای مسأله فیدبک استاتیک خروجی میباشد و این مزیت را دارد که به دلیل محدب بودن میتوان آنرا با الگوریتم های موثر و کارآمد مورد بررسی قرار داد.
نتایج برای سسیتم های گسسته در زمان بصورت زیر خواهد بود.
سیستم گسسته در زمان زیر را در نظر میگیریم:
(3-28)
همتای گسسته در زمان (3-23) بصورت زیر خواهد بود:
(3-29)
براساس این نامعادله ماتریسی نتایج زیر را بدست می آوریم:
تعریف 3-3- مسألهP گسسته
ماتریس های معلوم ، و ماتریس رتبه کامل ستونی را در نظر میگیریم. مسأله P گسسته شامل یافتن، در صورت امکان، ماتریس های ، و میشود بطوریکه:
(3-30)
تعریف 3-4- مسألهW گسسته:
ماتریس های معلوم ، و ماتریس رتبه کامل سطری را در نظر میگیریم. مسأله W گسسته شامل یافتن، در صورت امکان، ماتریس های ، و میشود بطوریکه:
(3-31)
مشابه مورد پیوسته با زمان نشان دادن اینکه چنانچه مسأله Pامکان پذیر باشد آنگاه قانون کنترلی سیستم (3-28) را پایدار میسازد کار دشواری نیست، همچنین چنانچه مسأله Wامکان پذیر باشد آنگاه قانون کنترلی سیستم (3-28) را پایدار میسازد.
4- طراحی کنترل کننده فیدبک استاتیک خروجی برای نیل به تعقیب فازی H∞ برای سیستم های غیرخطی توصیف شده با مدل تاکاگی- سوگنو T-S
مقدمه
یک سیستم غیرخطی به مجموعه ای از معادلات غیرخطی گفته میشود که برای توصیف یک دستگاه یا فرآیند فیزیکی بکار گرفته میشوند که نمیتوان آن را توسط مجموعه ای از معادلات خطی تعریف نمود. سیستم های دینامیکی به عنوان یک مترادف برای سیستم های فیزیکی یا ریاضی استفاده میشود زمانیکه معادلات توصیف کننده نمایانگر تکامل یک پاسخ با زمان یا گاهاً با ورودی های کنترل و/ یا دیگر پارامتر های متغیر میباشند.
امروزه سیستم های کنترل غیرخطی جهت توصیف گستره وسیعی از پدیده های علمی و مهندسی استفاده میشوند. از پدیده های اجتماعی، زندگی و فیزیکی گرفته تا مهندسی و تکنولوژی. تئوری سیستم های کنترل غیرخطی برای طیف وسیعی از مسائل در فیزیک، شیمی، ریاضیات، زیست، پزشکی، اقتصاد و شاخه های مختلف مهندسی بکار گرفته شده است.
تئوری پایداری نقش مهمی در سیستم های مهندسی به ویژه در حوزه سیستم های کنترل و اتوماسیون دارد. پایداری یک سیستم دینامیکی با یا بدون ورودی های کنترلی و اغتشاش یک نیاز اساسی برای مقادیر عملی آن به ویژه در اکثر کاربرد های جهان واقعی محسوب میشود. میتوان گفت پایداری به این معناست که خروجی های سیستم و سیگنال های درونی آن در حدودی قابل قبول محدود باشند (اصطلاحاً پایداری ورودی محدود- خروجی محدود) و یا میتوان گفت خروجی های سیستم به یک حالت تعادل مورد نظر میل کنند (پایداری مجانبی).
مسائل پایدار سازی و کنترل سیستم های غیرخطی از جمله مهمترین مسائل موجود در تئوری کنترل میباشند. تاکاگی و سوگنو (T-S) روشی معروف جهت حل این مسئله در ]12[ ارائه کرده اند. روش آنها عبارتست از تبدیل سیستم غیرخطی اولیه به زیر مجموعه های خطی محلی بیان شده با قوانین اگر- آنگاه با استفاده از روش مدل سازی فازی و پس از آن پیاده سازی روش های طراحی کنترل سیستم های خطی و تولید یک کنترل کننده کننده جبرانسازی توزیع شده موازی (PDC)، به ]14[ مراجعه شود. کنترل کننده حاصل ترکیبی فازی از تمامی کنترل کننده های خطی محلی خواهد بود.
نه تنها پایدار سازی، بلکه عملکرد سیستم حلقه بسته نیز بایستی در یک PDC برای یک مدل فازی T-S یک سیستم غیرخطی اولیه در نظر گرفته شود. بطور خاص، برخی از محققان به طرز موفقیت آمیزی مسئله کنترل تعقیب فازی را برای سیستم های غیرخطی در نظر گرفته اند. با بکار گیری این روش ها، روش های کنترلی متفاوتی توسعه داده شده اند بطوریکه سیستم حلقه بسته نهایی پایدار گردد و همچنین معیار خطای تعقیب به ازای سیگنال های مرجع و محدود کمینه میشود. در بین نتایج متعددی که برای حل این مسئله وجود دارد، چند روش مهم به چشم میخورد که به نظر میرسد جهت کار بر روی مسئله کنترل تعقیب فازی فیدبک استاتیک مناسب تر میباشند، ]3[-]1[. در این نتایج یک کنترل کننده محلی اگر- آنگاه مبتنی بر مشاهده گر و یک الگوریتم دو مرحله ای جهت یافتن بهره کنترل کننده ها و مشاهده گرها ارائه شده است.
علیرغم موفقیت روش های ذکر شده در بالا، همچنان مشکلاتی جهت پرداختن به آنها وجود دارد. برای سیستم های غیرخطی که پس از مدل سازی فازی T-S، با تعداد زیر سیستم های خطی اگر- آنگاه زیادی مواجه میشویم، کنترل کننده نهایی حاصل از روش های بالا بسیار پیچیده خواهد بود و پیاده سازی عملی آن محدود و گاها" غیرممکن خواهد شد.
از سوی دیگر، بکار گرفتن کنترل کننده های فیدبک استاتیک خروجی (SOF) برای مسائل مختلف در حوزه سیستم های فازی برای بسیاری از محققان مورد علاقه بوده است. سادگی در پیاده سازی عملی کنترل کننده های SOF انگیزش اصلی فعالیت در این زمینه میباشد. با اینحال، طراحی این دسته از کنترل کننده ها بسیار پیچیده تر از کنترل کننده های فیدبک خروجی رتبه کامل معمولی میباشد.
در ادامه به ارائه پاسخی برای مسئله کنترل تعقیب فازی از طریق انتخاب یک ساختار کنترل کننده SOF خواهیم پرداخت.
طراحی کنترل کننده در این بخش به ارائه یک روش مبتنی بر LMI-LME جهت طراحی کنترل کننده SOF برای نیل به تعقیب فازی برای سیستم های غیرخطی توصیف شده با مدل تاکاگی- سوگنو T-S خواهیم پرداخت. تاکاگی و سوگنو یک مدل دینامیکی فازی به منظور به نمایش درآوردن یک سیستم غیرخطی بوسیله درون یابی تکه ای چندین مدل محلی خطی به واسطه توابع عضویت ارائه نمودند. هر مدل خطی در حقیقت توسط یک قانون اگر- آنگاه بیان میشود. اکنون ما یک سیستم غیرخطی را که میتوان آنرا توسط مدل فازی T-S زیر توصیف کرد در نظر میگیریم:
قانون شماره i سیستم:
اگر و ... باشند. آنگاه:
(4-1)
که در رابطه فوق مجموعه فازی بوده و تعداد قوانین مدل میباشد. همچنین بردار حالت، ورودی کنترلی، خروجی اندازه گیری شده، به همراه و ماتریس های فضای حالت سیستم و و... متغیر های مفروض شناخته شده میباشند. همچنین اغتشاش خارجی کران دار بوده و نویز اندازه گیری کران دار است. با استفاده از فرآیند غیرفازی سازی، سیستم فازی کلی را میتوان به فرم زیر نوشت:
(4-2)
که در آن داریم:

میزان تعلق نسبی را به مشخص میکند.
اکنون یک مدل مرجع را بصورت زیر در نظر میگیریم:
(4-3)
که در آن بردار حالت مرجع بوده، یک ماتریس پایدار مجانبی را مشخص میکند و بردار خروجی میباشد و همچنین ورودی مرجع کران دار میباشد. فرض بر اینست که برای تمامی زمان های یک خط سیر مطلوب برای را به نمایش میگذارد. اکنون عملکرد تعقیب مربوط به خطای تعقیب، ، را بصورت زیر در نظر میگیریم:
(4-4)
که در آن زمان پایان کنترل است، یک ماتریس وزن دهی نیمه معین مثبت مشخص میباشد و برای تمامی اغتشاشات خارجی ، نویز اندازه گیری و سیگنال مرجع و همچنین سطح تضعیف تعیین شده میباشد. مفهوم فیزیکی رابطه (4-5) آنست که تأثیر هر بر روی خطای تعقیب بایستی تا میزانی کمتر از سطح مطلوب تضعیف گردد.
اکنون به منظور حصول چنین عملکردی اقدام به تعریف کنترل کننده فیدبک استاتیک خروجی زیر مینماییم:
قانون کنترل شماره j:
اگر و ... ، آنگاه:
(4-5)
اکنون چنانچه ما قانون کنترلی (4-6) را به سیستم (4-2) اعمال کنیم سیستم حلقه بسته زیر بدست می آید. برای سادگی از به جای استفاده میکنیم.
(4-6)
که در آن داریم:

و همچنین خواهیم داشت:
(4-7)
که در آن داریم:

تعریف 4-1
سیستم فازی T-S (4-2)، مدل مرجع (4-3) و عملکرد تعقیب (4-4) را در نظر بگیرید. قانون کنترلی (4-5) یک قانون کنترلی فیدبک استاتیک خروجی برای نیل به تعقیب فازی میباشد، چنانچه (4-2) را پایدار سازد و (4-4) را برآورده نماید.
اصل 4-1
قانون کنترلی (4-5) یک قانون کنترلی فیدبک استاتیک خروجی برای نیل به تعقیب فازی میباشد چنانچه ماتریس معین مثبت وجود داشته باشد بطوریکه نامعادلات زیر برقرار باشند:
(4-8)
اثبات
تابع لیاپانوف را بصورت زیر در نظر میگیریم:
(4-9)
مشتق تابع فوق بصورت زیر خواهد بود:
(4-10)
اکنون به منظور حصول محدودیت تعقیب بر روی سیستم حلقه بسته، فرض میکنیم که از مقدار زیر کمتر باشد:
(4-11)
در نتیجه خواهیم داشت:
(4-12)
نامعادله بالا را میتوان بصورت نامعادله ماتریسی زیر نوشت:
(4-13)
از اینرو چنانچه شرایط زیر
(4-14)
برای یک مشترک برقرار باشد، نتایج زیر حاصل خواهد شد:
منفی بودن ترم در بیانگر پایداری سیستم حلقه بسته میباشد. این امر همچنین بیان میکند که برای هر سیگنال کران دار ، حالت کران دار باقی خواهد ماند.
با انتگرال گیری از (4-12) خواهیم داشت:
(4-15)
کران دار باقی خواهد ماند چرا که اثبات کردیم که سیستم حلقه بسته پایدار است و فرض نمودیم که سیگنال ورودی کران دار میباشد. از اینرو خواهیم داشت:
(4-16)
همچنین داریم:
(4-17)
در نتیجه خواهیم داشت:
(4-18)
با استدلال فوق اثبات به پایان میرسد.
اکنون هدف اصلی آن است که یک روش تک مرحله ای مبتنی بر LMI-LME جهت طراحی قانون کنترلی فیدبک استاتیک خروجی برای نیل به تعقیب فازی برای سیستم فازی T-S (4-2) و شرط (4-4) ارائه دهیم.
تئوری 4-1
سیستم فازی T-S (4-2)، مدل مرجع (4-3) و شرط تعقیب (4-4) را در نظر بگیرید. فرض کنید ماتریس های معین مثبت ، ، به ازای و ماتریس معکوس پذیر مشترک وجود داشته باشند بطوریکه نامعادلات ماتریسی خطی (4-19) تا (4-22) و معادله ماتریسی خطی (4-23) برای مقدار تعیین شده نرم یعنی در (4-4) برقرار باشند. آنگاه قانون کنترلی (4-5) را که میتوان از (4-24) بدست آورد یک قانون کنترلی فیدبک استاتیک خروجی برای نیل به تعقیب فازی میباشد.
(4-19)

که در آن داریم:

و
(4-20)

که در آن داریم:

و
(4-21)

که در آن:

و
(4-22)
و
(4-23)
آنگاه بهره کنترل کننده استاتیکی از رابطه زیر بدست می آید:
(4-24)
اثبات
تئوری1 از ]14[ بیان میدارد که نقطه تعادل سیستم فازی پیوسته با زمان توصیف شده با (4-6) بطور سراسری پایدار مجانبی است چنانچه وجود داشته باشد بطوریکه شروط زیر برقرار باشند:
(4-25)
که در آن:

اکنون با استفاده از متمم Schur و نتایج بالا نامعادلات ماتریسی (4-14) را میتوان بصورت زیر نوشت:
(4-26)
و
(4-27)
و
(4-28)
اکنون چنانچه نامعادله ماتریسی (4-26) را در نظر بگیریم باید به نحوی آنرا به نامعادله ماتریسی (4-19) تبدیل نماییم. برای این منظور ما ماتریس را بصورت زیر در نظر میگیریم:
(4-29)
سپس ترم های مختلف موجود در ماتریس را در آن جای گذاری مینماییم. حاصل بصورت ماتریس زیر خواهد بود:
(4-30)
اکنون با استفاده از نتایج فصل 3 یعنی جایگذاری با و با در ماتریس فوق و ساده سازی ، نامعادله ماتریسی(4-19) حاصل خواهد شد.
با روندی مشابه میتوان نامعادلات ماتریسی (4-26) و (4-27) را به ترتیب به نامعادلات (4-20) و (4-21) تبدیل نمود.
از آنجاییکه روابط (4-19) تا (4-23) بصورت نامعادلات و معادلات ماتریسی خطی به ازای یک مقدار معین از میباشند، بنابراین مسئله وجود یک قانون کنترلی فیدبک استاتیک خروجی برای نیل به تعقیب فازی برای سیستم فازی T-S به فرم (4-2) به امکان پذیر بودن روابط (4-19) تا (4-23) کاهش می یابد. پاسخ مسئله امکان پذیری LMI ها و LME نیز به سادگی توسط نرم افزار های نظیر MATLAB بدست می آید. از آنجاییکه هدف یافتن حداقل میباشد به این صورت عمل میکنیم که یک مقدار اولیه برای تعیین مینماییم، اگر به ازای آن مقدار روابط مورد نظر امکان پذیر بودند اقدام به کاهش مقدار مینماییم، به عنوان مثال مقدار آن را به نصف کاهش میدهیم و این کار را تا جایی انجام میدهیم که روابط پس از آن امکان پذیر نباشند، و به این ترتیب مقدار کمینه را خواهیم یافت. علاوه بر آن مزیت روش ارائه شده تک مرحله ای بودن آن میباشد.
اکنون با پرداختن به یک سیستم مثالی کارآمدی روش ارائه شده را به نمایش میگذاریم:
مثال 4-1
سیستم غیرخطی زیر را در نظر بگیرید:

فرض بر اینست که . سیستم غیرخطی فوق را میتوان توسط مدل فازی T-S زیر به نمایش در آورد:
قانون شماره 1: اگر در حدود باشد، آنگاه:

که در آن:

قانون شماره 2: اگر در حدود یا باشد، آنگاه:

که در آن:

باید به این مورد توجه شود که در دو مدل بالا، هر دو ماتریس ناپایدار میباشند. اکنون برای مقادیر مدل مرجع (4-3)، ما مقادیر و را انتخاب مینماییم. برای ورودی مرجع کران دار یعنی فرض میکنیم . برای ماتریس وزن دهی در (4-4) فرض میکنیم . با فرض شرایط اولیه صفر برای سیستم غیرخطی فوق نتایج زیر حاصل میگردد:

با توجه به مقادیر فوق بهره های کنترل کننده استاتیکی بصورت زیر خواهند بود:

همچنین مقدار بهینه برای برابر است با:

به منظور مشاهده عملکرد سیستم حلقه بسته، شبیه سازی در محیط Simulink صورت پذیرفت. در این شبیه سازی سیگنال های سیگنالی سینوسی برابر ، سیگنالی سینوسی برابر و سیگنالی سینوسی برابر در نظر گرفته شده اند.

شکل(4-1): دنبال نمودن خروجی مرجع توسط کنترل کننده طراحی شده برای مثال 4-1

شکل (4-2): تغییرات سیگنال کنترلی ورودی مثال 4-1 در گذر زمان

شکل(4-3): تغییرات ضریب تضعیف تعیین شده برای مثال 4-1 در گذر زمان
5- طراحی کنترل کننده فیدبک استاتیک خروجی برای نیل به تعقیب فازی H∞ برای سیستم های غیرخطی دارای تأخیر زمانی توصیف شده با مدل تاکاگی- سوگنو T-S
مقدمه
تأخیر زمانی در بسیاری از سیستم های کنترلی به دلیل تأخیر انتقال اطلاعات بین اجزا مختلف سیستم اجتناب ناپذیر است. از جمله آن سیستم ها میتوان به فرآیند های شیمیایی، شبکه های ارتباطی و سیستم های مکانیکی اشاره کرد. وجود تأخیر زمانی موجب کند شدن پاسخ سیستم، محدود شدن عملکرد کنترل کننده و یا حتی ناپایداری سیستم حلقه بسته میشود. علاوه بر آن طراحی کنترل کننده برای این سیستم ها دشوار و پیچیده میباشد. در طی دهه های گذشته روش های مختلفی برای غلبه بر دشواری های طراحی کنترل کننده برای چنین سیستم هایی ارائه شده است که کنترل کننده های فازی یکی از آنها میباشد. کنترل فازی میتوانند یک راهکار موثر برای سیستم های پیچیده، دارای نامعینی و بد تعریف شده ارائه دهد، چراکه در روش کنترل فازی یک سیستم پیچیده به چندین زیر مجموعه (قوانین فازی) تجزیه میشود و سپس یک قانون کنترلی ساده برای هر زیر سیستم جهت شبیه سازی استراتژی کنترلی انسان بکار گرفته میشود.
اگر چه روش کنترل فازی مفید میباشد ولی ایراد اصلی آن نبود روش تحلیل و طراحی سیستماتیک برای کنترل کننده های فازی است. اخیرا" بر اساس مدل فازی تاکاگی- سوگنو (T-S) روش های مختلفی برای طراحی کنترل کننده برای سیستم های غیرخطی با تأخیر زمانی ارائه شده است. در مورد ویژگی ها و توانایی های مدل فازی T-S در فصول گذشته به تفصیل توضیحاتی ارائه گردیده است.
طراحی کنترل کننده
در این قسمت تلاش خواهیم کرد تا نتایج فصل4 را به زیر کلاسی از سیستم های غیرخطی دارای تأخیر زمانی متغیر با زمان نامعلوم تعمیم دهیم. مشابه فصل4 معادله سیستم غیرخطی تأخیر دار توسط درون یابی تکه ای چندین مدل خطی محلی از طریق توابع عضویت به نمایش در می آید. در حقیقت هر مدل خطی توسط یک قانون اگر- آنگاه بیان میشود. اکنون ما یک سیستم غیرخطی تأخیر دار را که میتوان توسط مدل فازی T-S زیر توصیف نمود در نظر میگیریم:
قانون شماره i سیستم:
اگر و ... باشند. آنگاه:
(5-1)
که در رابطه فوق مجموعه فازی بوده و تعداد قوانین مدل میباشد. همچنین بردار حالت، ورودی کنترلی، خروجی اندازه گیری شده، ، ، و ماتریس های حقیق با ابعاد مناسب بوده و و... متغیر های مفروض شناخته شده میباشند. همچنین اغتشاش خارجی کران دار بوده و نویز اندازه گیری کران دار است. همچنین یک تأخیر زمانی متغیر با زمان نامشخص در سیستم میباشد که شروط و را برآورده میکند. نیز برداری است که شرایط اولیه را مشخص میکند.
با استفاده از فرآیند غیرفازی سازی سیستم فازی کلی را میتوان به فرم زیر نوشت:
(5-2)
که در آن داریم:

همچنین مدل مرجع را مشابه (4-3) بصورت زیر در نظر میگیریم:
(5-3)
و عملکرد تعقیب مربوط به خطای تعقیب بصورت زیر خواهد بود:
(5-4)
به منظور حصول چنین عملکردی دوباره اقدام به تعریف کنترل کننده استاتیکی خروجی زیر می نماییم:
قانون کنترل شماره j:
اگر و ... ، آنگاه:
(5-5)
اکنون چنانچه ما قانون کنترلی (5-5) را به سیستم (5-2) اعمال کنیم، سیستم حلقه بسته زیر بدست می آید. برای سادگی از به جای استفاده میکنیم.
(5-6)
که در آن:

تعریف 5-1
سیستم فازی T-S (5-2) ، مدل مرجع (5-3) و عملکرد تعقیب (5-4) را در نظر بگیرید. قانون کنترلی (5-5) یک قانون کنترلی فیدبک استاتیک خروجی برای نیل به تعقیب فازی میباشد چنانچه (5-2) را پایدار سازد و (5-4) را برآورده نماید.
اصل 5-1
قانون کنترلی (5-5) یک قانون کنترلی استاتیکی خروجی برای نیل به تعقیب فازی میباشد، چنانچه ماتریس های معین مثبت مشترک و وجود داشته باشد بطوریکه نامعادلات زیر برقرار باشند:
(5-7)
اثبات
تابع لیاپانوف را بصورت زیر در نظر میگیریم:
(5-8)
مشتق تابع فوق بصورت زیر خواهد بود:
(5-9)
فرض میکنیم که کمتر از مقدار زیر باشد:
(5-10)
بنابراین خواهیم داشت:

اکنون را تعریف میکنیم. خواهیم داشت:
(5-11)
از رابطه فوق خواهیم داشت:
(5-12)
توجه نمایید که:
(5-13)
و همچنین داریم . بنابراین رابطه زیر حاصل خواهد شد:
(5-14)
علاوه بر آن امکان پذیر بودن نامعادلات ماتریسی (5-7) دلالت بر امکان پذیری نامعادلات ماتریسی زیر دارد.
(5-15)
که پایداری سیستم حلقه بسته (5-2) را تضمین میکند.
به این ترتیب اثبات تکمیل میگردد.
اکنون تئوری زیر را به منظور ارائه یک روش مبتنی بر LMI-LME جهت طراحی کنترل کننده استاتیکی خروجی برای نیل به تعقیب فازی برای سیستم فازی T-S (5-2) که دارای تأخیر زمانی متغیر با زمان میباشد بیان می نماییم.
تئوری 5-1
سیستم فازی T-S دارای تأخیر زمانی (5-2)، مدل مرجع (5-3) و عملکرد تعقیب (5-4) را در نظر بگیرید. فرض کنید ماتریس های معین مثبت مشترک ، و به همراه ماتریس های و ماتریس معکوس پذیر مشترک وجود دارند بطوریکه نامعادلات ماتریسی خطی (5-18) - (5-16) و معادله ماتریسی (5-19) برای مقدار تعیین شده خطای تعقیب یعنی در (5-4) برقرار باشند. آنگاه قانون کنترلی (5-5) که از (5-20) حاصل میشود یک قانون کنترلی استاتیکی خروجی برای نیل به تعقیب فازی میباشد.
(5-16)

که در آن:

و در (4-19) تعریف شده اند.
(5-17)

که در آن:

که در (4-20) تعریف شده اند.
و
(5-18)

که در آن:

و در (4-21) تعریف شده اند.
و
(5-19)
بهره کنترل کننده استاتیکی از رابطه زیر بدست می آید:
(5-20)
اثبات
اثبات این بخش دقیقا" مشابه اثبات تئوری 4-1 در فصل4 میباشد.
مشابه مورد بدون تأخیر زمانی، یافتن قانون کنترلی استاتیکی خروجی بهینه برای نیل به تعقیب فازی بسیار مورد علاقه میباشد. کنترل کننده بهینه، کنترل کننده ای است که حداقل مقدار برای کران بالای در (5-4) را موجب میشود. خوشبختانه این مسأله حداقل سازی را میتوان بصورت یک فرآیند حداقل سازی محدب بیان نمود. در این مورد کنترل کننده بهینه را میتوان بوسیله پیاده سازی مسأله مقدار ویژه LMI یافت. بنابراین اقدام به حل مسأله کمینه سازی زیر می نماییم:
(5-21)
با توجه به و (5-12)- (5-9).
مسأله کمینه سازی فوق یک مسأله بهینه سازی محدب است. پاسخ این مسأله قانون کنترلی استاتیکی خروجی بهینه برای نیل به تعقیب فازی برای سیستم فازی تأخیر زمانی T-S (5-2)، مدل مرجع (5-3) و عملکرد تعقیبی (5-4) میباشد.
اکنون به یک مثال جهت نشان دادن کارآمدی نتایج بدست آمده میپردازیم:
مثال 5-1
سیستم غیرخطی دارای تأخیر زمانی زیر را در نظر بگیرید:

دوباره فرض بر آنست که . سیستم غیرخطی فوق را میتوان توسط مدل فازی T-S زیر نشان داد:
قانون شماره 1: اگر در حدود باشد، آنگاه:

که در آن:

قانون شماره 2: اگر در حدود یا باشد، آنگاه:

که در آن:

تأخیر زمانی متغیر با زمان در سیستم غیرخطی فوق برابر است با:

دلالت بر این دارد که: و . همچنین برای مدل مرجع (5-3) مقادیر زیر را در نظر میگیریم:

برای ماتریس وزن دهی در (5-4) داریم: . با در نظر گرفتن شرایط اولیه صفر برای سیستم غیرخطی فوق، چنانچه کنترل کننده بهینه را بوسیله اعمال مسأله مقدار ویژه LMI-LME (5-14) محاسبه کنیم، نتایج زیر حاصل خواهند شد:

و برای ماتریس معین مثبت مشترک بدست می آوریم:

مقادیر فوق بهره های زیر را برای کنترل کننده استاتیکی خروجی نتیجه میدهند:

user8299

فصل 2: تعاریف و قضایای پیش‌نیاز 4
فصل 3: مدول‌های نیم‌ساده و مدول‌های دوم 19
فصل 4: مدول‌های دوم و حلقه گولدی 23
فصل 5: تصویر همریختی‌ها 33
فصل 6: زیرمدول‌های دوم39
فصل 7: نتایج بیشتر 43
منابع و مآخذ51
فصل اول
171640531813500
مقدمه
در سراسر این پایان‌نامه، تمامی حلقه ها شرکت‌پذیر هستند و عنصر همانی دارند و تمامی مدول‌ها یکانی راست هستند، مگر اینکه غیر از آن بیان شود.
یک- مدول راست اول نامیده می شود هرگاه ، و برای هر زیرمدول غیر صفر از.
منظور از زیرمدول اول از- مدول راست، زیرمدولی مانند است به طوری که اول باشد.
مدول‌های اول و زیرمدول‌های اول مدول‌ها در سی سال اخیر به طور فراوان مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. مطالعه مدول‌های دوم و زیرمدول‌های دوم مدول‌ها موضوع جدیدتری است. حال به مفهوم دوگان مدول اول، یعنی مدول‌ دوم می‌پردازیم.
یک - مدول راست، دوم نامیده می شود هرگاه و برای هر زیرمدول محض از. توجه شود که در بعضی موارد، مدول دوم را هم‌اول نیز می‌نامند.
همچنین دوگان زیرمدول اول، یعنی زیرمدول دوم را تعریف می‌کنیم.
منظور از زیرمدول دوم یک مدول، زیرمدولی است که خود، مدول دوم باشد.
مدول‌های دوم و زیرمدول‌های دوم، اولین بار توسط دکتر یاسمی روی حلقه‌های جابجایی در منبع در سال 2001 معرفی شده است.
فرض کنیدیک حلقه جابجایی و یک مدول غیر صفر باشد. برای هر عنصر از حلقه فرض کنیم یک درون‌ریختی مدول باشد که به صورت تعریف می‌شود.
به سادگی می‌توان دید که اول است اگر و تنها اگر به ازای هر داشته باشیم یا اینکه یک تکریختی باشد. به عبارت دیگر، اول است اگر و تنها اگر برای هر در حلقه و به ازای هر عضو، اگر داشته باشیم آنگاه یا .
همچنین به سادگی می‌توان مشاهده کرد- مدول دوم است اگر و تنها اگر برای هر داشته باشیم یا یک بروریختی باشد.
به بیان دیگر، دوم است اگر و تنها اگر برای هر عضو، یا.
هدف از این پایان‌نامه، مطالعه مدول‌های دوم در سایه مدول‌های اول است.
توجه داشته باشید اگریک حلقه و یک- مدول راست دوم باشد، آنگاه یک ایده‌آل اولاست. در این حالت برای راحتی کار را یک مدول- دوم می خوانیم.
توجه داشته باشید که مدول‌های ساده، اول و دوم هستند. در حالت کلی تر، ما مدول را نیم ساده همگن می نامیم، در صورتی کهبرابر حاصل‌جمع مستقیم زیرمدول‌های ساده یکریخت باشد. به سادگی می‌توان دید که مدول‌های نیم ساده همگن، اول و دوم هستند.
علاوه بر آن، اگریک حلقه ساده باشد آنگاه هر مدول غیر صفر روی اول و دوم است. بالعکس، هر حلقهکه خودش- مدول راست دوم باشد، ساده است. به وضوح، هر زیرمدول غیر صفر از یک مدول اول، اول است.
همچنین هر تصویر همریخت غیر صفر از یک مدول دوم، دوم است.
در این پایان‌نامه مثال های بیشتری آورده شده است.
فصل دوم
186880526225500
تعاریف و قضایای پیش‌نیاز
یادآوری2-1: فرض کنید- مدول راست داده شده است. پوچ‌ساز در را با نشان می‌دهیم، به عبارت دیگر مجموعه تمام عنصرهای در است به طوری که . توجه کنید که یک ایده‌آل از حلقه است.
یادآوری2-2: اگر یک حلقه جابجایی و یکدار باشد ویک ایده‌آل ماکسیمال آن باشد، آنگاه میدان است.
یادآوری2-3: اگر یک میدان ویک- مدول باشد، را یک فضای برداری روی می‌نامند، در این حالت برای یک مجموعه اندیس‌گذار.
یادآوری2-4: هر میدان، یک مدول ساده روی خودش است.
قضیه2-5: اگر یک- مدول نیم‌ساده باشد به طوری که ، که ها ساده هستند، آنگاه اگر یک دنباله دقیق - مدولی باشد. آنگاه وجود دارد به طوری که و .
اثبات: برای اثبات به ]4، قضیه 9.4[ مراجعه شود.
بنابر قضیه فوق اگر یک مدول نیم‌ساده و زیر مدولی از باشد، آنگاه و .
قضیه2-6: فرض کنیدیک حلقه جابجایی و یک- مدول غیر صفر باشد. برای هر عنصر از حلقه فرض کنیم یک درون‌ریختی مدول باشد که به صورت تعریف می‌شود. در این صورت اول است اگر و تنها اگر به ازای هر داشته باشیم یا اینکه یک تکریختی باشد.
اثبات: فرض کنید اول باشد و تکریختی نباشد یعنی فرض کنیم آنگاه داریم درنتیجه زیرا مدول اول است. در نتیجه داریم و لذا .
بالعکس، فرض کنید به سادگی دیده می‌شود که همواره . حال فرض کنید. آنگاه داریم در نتیجه از آنجایی که ، پس تکریختی نیست و در نتیجه بنابر فرض . بنابراین . درنتیجه داریم ، و این به معنی اول بودنمی‌باشد.
به عبارت دیگر مدول غیر صفر، روی حلقه جابجایی، اول است اگر و تنها اگر برای هر عضو حلقه و به ازای هر عضو، اگر داشته باشیم آنگاه یا .
قضیه2-7: فرض کنید یک حلقه جابجایی و یک- مدول غیر صفر باشد. برای هر عنصر از حلقه فرض کنیم یک درون‌ریختی مدول باشد که به صورت تعریف می‌شود. در این صورت،مدول دوم است اگر و تنها اگر برای هر داشته باشیم یا یک بروریختی باشد.
اثبات: فرض کنید دوم باشد و بروریختی نباشد، بنابراین که زیرمدولی محض از مدول می‌باشد. لذا، بنابراین . در نتیجه .
بالعکس، فرض کنید زیرمدولی محض از باشد، اگر آنگاه و در نتیجه بروریختی نیست. لذا بنا به فرض در نتیجه . لذا داریم
بنابراین .
و در نتیجه دوم است.
به عبارت دیگر، مدول غیر صفر روی حلقه جابجاییدوم است اگر و تنها اگر برای هر عضو، یا.
قضیه2-8: اگریک حلقه و یک- مدول اول باشد، آنگاه یک ایده‌آل اول است.
اثبات: اگر برای بعضی ایده‌آل‌های واز حلقهداشته باشیم، آنگاه . اگر ، آنگاه از اول بودن مدول نتیجه می‌شود. بنابراین از نتیجه می‌شود
.
لذا داریم و در نتیجه . اگر ، آنگاه. بنابراین قضیه اثبات می‌شود.
قضیه2-9: اگریک حلقه و یک - مدول دوم باشد، آنگاه یک ایده‌آل اولاست.
اثبات: اگر برای بعضی ایده‌آل‌های و از حلقه داشته باشیم، آنگاه . اگر ، آنگاه از دوم بودن مدول نتیجه می‌شود .
بنابراین از، نتیجه می‌شود. در نتیجه. حال اگر، آنگاه . در نتیجه .
فرض کنید یک مدول دوم و . در این صورت را یک مدول- دوم گویند.
قضیه2-10: هر مدول ساده، اول و دوم است.
اثبات: فرض کنید یک- مدول ساده باشد. بنابراین تنها زیرمدول غیر صفر آن می‌باشد. بنابراین اول است. از طرفی تنها زیرمدول محض زیرمدول صفر می‌باشد، بنابراین به‌وضوح داریم . در نتیجه دوم است.
تعریف2-11: مدول را نیم‌ساده گویند هرگاه برابر حاصل‌جمع زیرمدول‌های ساده خود باشد. در این صورت خانواده از زیرمدول‌های ساده موجود است. به قسمی که .
تعریف2-12: فرض کنید یک حلقه باشد. در این صورت را یک حلقه نیم‌ساده گویند اگربه عنوان- مدول راست (به طور معادل چپ)، یک مدول نیم‌ساده باشد.
یادآوری می‌کنیم مدول را نیم ساده همگن می نامیم، در صورتی کهبرابر حاصل‌جمع مستقیم زیرمدول‌های ساده یکریخت باشد.
قضیه2-13: هر مدول نیم ساده همگن، اول و دوم است.
اثبات: فرض کنید یک- مدول نیم‌ساده همگن باشد. بنابراین می‌توان فرض کرد، برای یک مجموعه اندیس‌گذار و زیرمدول‌های ساده یکریخت از. حال اگر، زیرمدول غیر صفری از باشد بنابر قضیه 2-5 داریم، برای یک مجموعه اندیس‌گذار . حال اگر و، از آنجایی که تمامی ها یکریخت هستند داریم
،
بنابراین اول است.
حال اگر، زیرمدولی محض از باشد. داریم، برای یک مجموعه اندیس گذار . با تکرار روند فوق می‌توانیم نتیجه بگیریم لذا دوم است.
حلقه را یک حلقه ساده گویند، هرگاه ایده‌آل دوطرفه غیر بدیهی نداشته باشد.
قضیه2-14: اگریک حلقه ساده باشد، آنگاه هر مدول غیر صفر روی، اول و دوم است.
اثبات: فرض کنید یک- مدول راست و زیرمدول غیر صفر از باشد. از آنجایی که یکدار است داریم، و همچنین. از طرفی ساده است و پوچ‌سازها ایده‌آل هستند، بنابراین. در نتیجه اول است.
حال اگر زیرمدول محض باشد، یک مدول غیر صفر می‌باشد. حال مشابه روند اثبات فوق می‌توان نتیجه گرفت . بنابراین دوم است.
قضیه2-15: فرض کنیدیک حلقه باشد. اگر به عنوان- مدول راست، مدولی دوم باشد آنگاه یک حلقه ساده است.
اثبات: فرض کنید، ایده‌آل محض باشد. به‌وضوح، از طرفی از آنجایی که حلقه یکدار است می‌توان نتیجه گرفت . حال از دوم بودن- مدولداریم ، بنابراین . در نتیجه. پس به عنوان- مدول، ساده است.
قضیه2-16: هر زیرمدول غیر صفر از یک مدول اول، اول است.
اثبات: فرض کنیدیک- مدول اول و زیرمدول غیر صفر ازباشد. حال اگر زیرمدول غیر صفر باشد، زیرمدول نیز است. بنابر اول بودن داریم . لذا اول است.
قضیه2-17: هر تصویر همریخت غیر صفر از یک مدول دوم، دوم است.
اثبات: فرض کنید، یک- مدول دوم باشد. آنگاه هر تصویر همریخت غیر صفر به ازای یک زیرمدول محض از، با یکریخت است. حال اگر، زیرمدولی از شامل باشد، بنابر دوم بودن مدول داریم
.
بنابراین . در نتیجه مدول ، دوم است.
یادآوری2-18: هر زیرمدول انژکتیو از یک مدول، جمعوند مستقیم مدول اصلی می‌شود.
یادآوری2-19: اگر یک- مدول ساده باشد، آنگاه برای بعضی ایده‌آل‌های ماکسیمال راست از، .
یادآوری2-20: فرض کنید، یک- مدول و، و زیرمدول‌های باشند، در این صورت داریم
،
علاوه بر آن اگر، آنگاه تساوی برقرار است و رابطه فوق به صورت زیر خواهد شد.

این گزاره به قانون مدولار معروف است.
تعریف2-21: حلقه، یک حلقه منظم وان‌نیومن است هرگاه برای هر، وجود داشته باشد به طوری‌که .
قضیه2-22: در حلقه منظم وان‌نیومن جابجایی هر ایده‌آل اول، ماکسیمال است.
اثبات: فرض کنیدیک حلقه منظم وان‌نیومن جابجایی و ایده‌آل اول حلقه باشد، آنگاه حلقه یک دامنه صحیح و همچنین منظم وان‌نیومن جابجایی است. حال اگر ، آنگاه وجود دارد ، به طوری که . در نتیجه. از آنجایی که یک دامنه صحیح و است، داریم ، در نتیجه . بنابراین هر عضو غیر صفر، وارون پذیر است. لذا میدان است و بنابراین ایده‌آل ماکسیمال حلقهاست.
تعریف2-23: ایده‌آل از حلقه را اولیه راست گویند هرگاه یک- مدول راست ساده موجود باشد به طوری‌که.
اگر در حلقه، ایده‌آل اولیه باشد، آنگاه حلقه را حلقه اولیه گویند.
تعریف2-24: زیرمدول از- مدول غیر صفر را اساسی گویند، و آن را با نماد نشان می‌دهیم، هرگاه برای هر زیر مدول از از، نتیجه شود.
تعریف2-25: زیرمدول از- مدول غیر صفر را در کوچک یا زائد گویند، و آن را با نماد نشان می‌دهیم، هرگاه به ازای هر زیرمدول محض از داشته باشیم.
تعریف2-26: اگر و دو- مدول باشند ویک همریختی- مدولی باشد، دوتایی را یک پوشش پروژکتیو برای می‌نامند هرگاه مدولی پروژکتیو و یک بروریختی باشد به طوری که باشد.
تعریف2-27: حلقه را کامل راست گویند اگر هر- مدول راست، یک پوشش پروژکتیو داشته باشد.
تعریف2-28 : فرض کنید یک حلقه باشد. رادیکال جیکوبسن را که با نشان داده می‌شود برابر است با اشتراک تمام ایده‌آل‌های راست ماکسیمال.
یادآوری2-29: فرض کنید یک حلقه باشد، آنگاه برابر با اشتراک تمام ایده‌آل‌های اولیه راست است.
قضیه 2-30 (قضیه باس): فرض کنید یک حلقه و، رادیکال جیکوبسن باشد، آنگاه گزاره‌های زیر معادلند:
یک حلقه کامل راست است،
، نیم‌ساده است و هر- مدول راست غیر صفر، شامل یک زیرمدول ماکسیمال است.
برای مشاهده صورت کامل این قضیه و اثبات آن می‌توانید به ]4، قضیه 28.4[ مراجعه کنید.
تعریف2-31: زیرمدول از یک- مدول راست را زیرمدول خالص گویند هرگاه برای هر ایده‌آل چپ از، داشته باشیم .
تعریف2-32: فرض کنیدیک حلقه باشد. را منظم راست گویند هرگاه برای هر عضو غیر صفر از حلقه مانند، .
به طور مشابه عضو منظم چپ نیز تعریف می‌شود. را منظم گویند هرگاه منظم چپ و منظم راست باشد.
تعریف2-33:- مدول راست را بخش‌پذیر گویند هرگاه به ازای هر عضو منظم از حلقه. در[23] تعریف‌های دیگری از بخش‌پذیری آمده است.
تعریف2-34: مدول غیر صفر را یکنواخت گویند هرگاه هر زیر مدول غیر صفر، زیر مدولی اساسی باشد.
تعریف2-35: گوییم مدول دارای بعد یکنواخت یا بعد گولدی می‌باشد، اگر زیرمدول اساسی از وجود داشته باشد که، و در آنها زیرمدول یکنواخت از هستند. اگر چنین عدد صحیحی موجود نباشد گوییم دارای بعد یکنواخت نامتناهی است.


تعریف2-36: حلقهرا گولدی راست گویند اگر دارای بعد یکنواخت متناهی باشد و در شرط زنجیر افزایشی روی ایده‌آل‌های پوچ‌ساز راست صدق کند. (به طور مشابه گولدی چپ تعریف می شود).
تعریف2-37: حلقه را یک حلقه اول گویند، هرگاه ایده‌آل یک ایده‌آل اول در حلقه باشد.
تعریف2-38: یک حلقه اول را کراندار راست گویند اگر هر ایده‌آل راست اساسی شامل یک ایده‌آل دو طرفه غیر صفر باشد. به طور مشابه، حلقه کراندار چپ نیز تعریف می‌شود.
تعریف2-39: حلقه را نیم اول گویند، هرگاه برای هر ایده‌آل از، نتیجه دهد.
تعریف2-40: - مدول راست را بی‌تاب گویند هرگاه برای هر عضو غیر صفر از مدول و عنصر منظم .
قضیه2-41(قضیه گولدی): برای هر حلقه، گزاره‌های زیر معادلند:
، نیم‌اول و گولدی راست است،
یک ایده‌آل راست، یک زیرمدول اساسی ازاست اگر و تنها اگر شامل یک عنصر منظم باشد.
برای مشاهده صورت کامل قضیه و اثبات آن به ]13، قضیه 11.13[ مراجعه کنید.
لم2-42: هر مدول انژکتیو، بخش‌پذیر است.
برای اثبات به ]13، بخش سوم[ مراجعه شود.
تعریف2-43: یک- مدول راست را یکدست گویند اگر به ازای هر دنباله دقیق از - مدول‌های چپ، دنباله دقیق باشد.
قضیه2-44: اگر یک- مدول راست یکدست و زیر مدول باشد، آنگاه یکدست است اگر و تنها اگر زیرمدول خالص از باشد.
اثبات: به ]4، صفحه 232[ مراجعه شود.
قضیه2-45: یک حلقه، وان نیومن منظم است اگر و تنها اگر هر مدول راست روی آن، یکدست باشد.
اثبات: به ]4، صفحه 233[ مراجعه شود.
تعریف2-46: فرض کنید یک- مدول باشد. ایده‌آل اول از را ایده‌آل چسبیده گویند هرگاه زیرمدول محض از موجود باشد به طوری که یک مدول- دوم باشد.
تعریف2-47: مدول غیر صفر را مدول باس گویند هرگاه هر زیرمدول محض آن مشمول در یک زیرمدول ماکسیمال باشد.
بنابر قضیه باس می‌توان گفت روی یک حلقه کامل راست هر مدول غیر صفر، مدول باس است.
لم2-48: هر ایده‌آل چسبیده یک مدول باس، اولیه است.
اثبات: اگر یک ایده‌آل چسبیده مدول باس باشد، آنگاه زیرمدول محض از وجود دارد به طوری که، - دوم است. حال از آنجایی که، مدول باس است، زیرمدول ماکسیمال از مانند وجود دارد به طوری که . از آنجایی که ، - دوم است داریم

از ماکسیمال بودن می‌توان نتیجه گرفت ساده است و بنابراین ایده‌آل اولیه راست است.
تعریف2-49: حلقهرا نیم‌موضعی گویند هرگاه نیم ساده باشد.
قضیه2-50: ایده‌آل‌های چسبیده- مدول راست، دقیقاً برابر ایده‌آل‌های اولیه راست می‌باشند.
اثبات: داشتیم هر ایده‌آل چسبیده یک مدول باس، اولیه است. از آنجایی که- مدول راست، متناهیاً تولید شده است لذا هر ایده‌آل راست محض مشمول در یک ایده‌آل راست ماکسیمال می‌شود. در نتیجه به عنوان – مدول، یک مدول باس است. حال اگر یک ایده‌آل اولیه حلقه باشد، آنگاه یک- مدول ساده وجود دارد به طوری که. حال از ساده بودن می‌توان نتیجه گرفت که ایده‌آل راست ماکسیمال حلقه است. بنابراین. از طرفی ساده است و در نتیجه دوم است. بنابراین ایده‌ال چسبیده است.
قضیه 2-51(قضیه ودربرن-آرتین): حلقه، نیم‌ساده است اگر و تنها اگر یکریخت با حاصل‌جمع مستقیم تعداد متناهی حلقه آرتینی ساده باشد.
اثبات: برای مشاهده اثبات به]4، قضیه 13.6[ مراجعه شود.
قضیه2-52: اگر یک حلقه نیم‌موضعی باشد آنگاه فقط تعداد متناهی ایده آل اولیه راست دارد.
اثبات: ابتدا ثابت می کنیم که اگر و دو حلقه و . در این صورت ایده‌آلی از حلقه است اگروتنها اگر ایده‌آل‌های از حلقه و از حلقه موجود باشند به طوری که .
برای اثبات ابتدا فرض کنید ایده‌آلی از حلقه باشد. تعریف می‌کنیم:

ادعا می‌کنیم که ایده‌آلی از حلقه است. برای اثبات، فرض می‌کنیم و ، پس با توجه به تعریف داریم و. حال چون ایده‌آلی از حلقه‌ی است، بنابراین

و
که این نتیجه می‌دهد و.
به طریق مشابه اگر تعریف کنیم:

در این صورت نیز ایده‌آلی از حلقه می‌شود. حال ثابت می‌کنیم که.
واضح است که، زیرا اگر، آنگاه و. در نتیجه و، پس داریم. حال فرض می‌کنیم . پس و و با توجه به تعاریف و داریم که این هم نتیجه می‌دهد.
اثبات قسمت برگشت بدیهی است. حال فرض کنیدیک حلقه نیم‌موضعی باشد، بنابراین یک حلقه نیم ساده می‌باشد. حال بنابر قضیه ودربرن- آرتین یکریخت با حاصل‌جمع مستقیم تعداد متناهی حلقه آرتینی ساده است. لذا بنابر لم قبل تعداد متناهی ایده‌آل دارد. از طرفی رادیکال جیکوبسن برابر با اشتراک تمام ایده‌آل‌های اولیه راست است. بنابراین اگر ایده‌آل راست اولیه حلقه باشد، داریم.
بنابراین ایده‌آل حلقه است. از آنجایی که تعداد متناهی ایده‌آل دارد، بنابراین تعداد متناهی ایده‌آل اولیه راست دارد.
تعریف2-53: فرض کنید یک حلقه و زیرمجموعه باشد. آنگاه را- پوچ‌توان راست گویند هرگاه برای هر دنباله از عناصر، عدد صحیح مثبتی مانند وجود داشته باشد به طوری که.
بوضوح هر مجموعه پوچ توان،- پوچ‌توان است.
لم2-54: فرض کنید یک حلقه و ایده‌آل راست آن باشد، آنگاه گزاره‌های زیر معادلند:
ایده‌آل- پوچ‌توان راست است.
برای هر- مدول راست غیر صفر داریم.
اثبات: برای مشاهده اثبات به ]4، لم 28.3[ مراجعه کنید.
تعریف2-55: فرض کنید زیرمدولی از- مدول باشد. منظور از مکمل در، زیرمدولی از مانند است که در گردایه زیرمدول‌های از که در شرط صدق می‌کنند، مینیمال است.
تعریف2-56: زیرمدول از را مکمل در گویند هرگاه زیرمدولی مانند از وجود داشته باشد به طوری که مکمل در ‌باشد.
لم2-57: فرض کنید یک- مدول و و دو زیرمدول باشند، به طوری که مکمل در باشد. آنگاه و درنتیجه.
اثبات: فرض کنید زیرمدولی ازباشد به طوری که. آنگاه . حال از آنجایی که مکمل است، داریم . پس.
تعریف2-58: مدول مکمل شده، مدولی است که هر زیرمدول آن مکمل داشته باشد.
تعریف2-59: مدول را مکمل شده قوی می‌نامند هرگاه برای هر دو زیرمدول و از که، شامل یک مکمل برای در باشد.
مدول‌های آرتینی، مکمل شده قوی هستند. زیرا اگر یک مدول آرتینی و و زیرمدول‌های آن باشند، به طوری که آنگاه فرض کنید برابر گردایه تمام زیر مدول‌های از باشد به طوری که. از آنجایی که مدول، آرتینی است. بنابراین این گردایه عضو مینیمالی مانند دارد. به‌وضوح مکملی برای درمی‌باشد.
تعریف2-60: فرض کنید یک حلقه باشد، بنابر ]9، صفحه 8[، یک خانواده غیر تهی از زیرمدول‌های- مدول را هم- مستقل گویند هرگاه برای هر و زیر مجموعه متناهی از ، داشته باشیم

تعریف2-61: - مدول را پوک گویند هرگاه و برابر جمع هیچ دو زیرمدول محض از خود نباشد. به عبارت دیگر پوک است اگر و تنها اگر هر زیرمدول غیر صفر در کوچک باشد.
تعریف2-62: بنابر ]9، صفحه 47[ می‌توان گفت مدول غیر صفر دارای بُعد دوگان گولدی متناهی است اگر شامل خانواده نامتناهی از زیرمدول‌های هم‌‌- مستقل نباشد، و در این حالت عدد صحیح مثبت وجود دارد، که به آن بُعد پوک یا بعد دوگان گولدی گویند، به طوری که، برابر سوپریمم اعداد صحیح مثبتی مانند است که به تعداد زیرمدول هم- مستقل دارد.
در ]9، 5.2[ ثابت شده است که دارای بعد پوک است، برای یک عدد صحیح مثبت ، اگر و تنها اگر مدول‌های پوک و بروریختی وجود داشته باشد، به طوری که هسته در کوچک باشد. همچنین اگر، آنگاه بعد دوگان گولدی مدول با بعد دوگان گولدی مدول برابر است. همچنین اگر ، بعد دوگان گولدی برابر جمع بعد دوگان گولدی و بعد دوگان گولدی است.
قضیه2-63: فرض کنید یک حلقه و یک- مدول آرتینی باشد، آنگاه دارای بعد دوگان گولدی متناهی است.
اثبات: فرض کنید یک- مدول آرتینی باشد که دارای بعد دوگان گولدی متناهی نباشد. بنابراین می‌توان گردایه ای نامتناهی از زیرمدول‌های هم- مستقل را در نظر گرفت. فرض کنید یک زیرمجموعه نامتناهی از باشد. از آرتینی بودن می‌توان نتیجه گرفت زنجیر متوقف می‌شود. فرض کنید عدد صحیح مثبتی باشد که داشته باشیم . در نتیجه. بنابراین . که تناقض است.
تعریف2-64: یک خانواده از زیرمدول‌های را معکوس گویند هرگاه به ازای هر وجود داشته باشد به طوری که.
تعریف2-65: گوییم مدول، در شرط صدق میکند(مدول را - مدول گوییم) هرگاه برای هر زیرمدول از و خانواده معکوس از زیرمدول‌های، داشته باشیم
.
به عنوان مثال،- مدول در شرط صدق نمی‌کند. زیرا اگر خانواده از زیرمدول‌های را در نظر بگیریم، آنگاه این خانواده، معکوس است. داریم ، اما . ولی بنابر ]22، مثال 6.24[، هر مدول آرتینی در شرط صدق می‌کند. همچنین هر زیرمدول و هر تصویرهمریختی مدول، یک مدول است.
لم2-66: فرض کنید یک حلقه اول باشد. در این صورت هر ایده‌آل غیر صفر از یک زیرمدول اساسی است.
اثبات: فرض کنید یک ایده‌آل غیر صفر حلقه باشد. در این صورت برای هر ایده‌آل راست از، اگر، آنگاه. حال از آنجایی که حلقه اول است، ایده‌آل اول است و در نتیجه. بنابراین یک زیرمدول اساسی می‌باشد.
فصل سوم
202120526733500
مدول‌های نیم‌ساده و مدول‌های دوم
در فصل دوم دیدیم که مدول‌های نیم‌ساده همگن، دوم هستند. در این فصل به بررسی شرایطی می‌پردازیم که عکس این گزاره برقرار باشد. یعنی مدول‌های دوم، نیم‌ساده همگن باشند.
لم3-1: فرض کنید یک حلقه باشد به طوری که هر ایده‌آل اول آن ماکسیمال است. آنگاه یک- مدول راست اول است اگر و تنها اگر دوم باشد. علاوه بر آن، اگر یک حلقه جابجایی باشد آنگاه مدول دوم است اگر و تنها اگر یک مدول نیم ساده همگن باشد.
اثبات: ابتدا فرض کنید اول است. آنگاه و ایده‌آل اول حلقه می‌باشد، لذا بنابر فرض، ایده‌آل ماکسیمال است. فرض کنید یک زیرمدول محض دلخواه از باشد، آنگاه داریم و در نتیجه . اما ماکسیمال بودن ایده‌آل نتیجه می‌دهد که و در نتیجه یک مدول دوم است.
حال فرض کنید یک مدول دوم است. آنگاه یک ایده‌آل اول و در نتیجه یک ایده‌آل ماکسیمال در است. اگر زیرمدولی غیر صفر از باشد، داریم و درنتیجه . از آنجایی که ماکسیمال است، . بنابراین یک مدول اول است.
حال برای اثبات قسمت آخر فرض کنید یک حلقه جابجایی باشد و یک- مدول دوم باشد. آنگاه یک ایده‌آل اول حلقه و در نتیجه ماکسیمال است. داریم و لذا یک - مدول است. از آنجایی که میدان است، یک فضای برداری روی می‌باشد.
در نتیجه برای یک مجموعه اندیس گذار. در نتیجه نیم ساده همگن است. عکس این گزاره را در فصل دوم اثبات کرده ایم.
حال سوال این است که تحت چه شرایطی مدول دوم، نیم‌ساده همگن است.
نتیجه3-2: فرض کنید یک حلقه منظم وان‌نیومن جابجایی باشد. آنگاه یک- مدول راست غیر صفر یک مدول دوم است اگر و تنها اگر یک مدول نیم ساده همگن باشد.
اثبات: بنابر2-22 در حلقه منظم وان‌نیومن جابجایی هر ایده آل اول، ماکسیمال است. حال با توجه به لم قبلی، نتیجه برقرار است.
لم3-3: فرض کنید یک حلقه باشد به طوری که برای هر ایده‌آل اولیه راست، حلقه آرتینی راست باشد. آنگاه گزاره های زیر برای یک- مدول راست معادلند:
یک مدول اول است که شامل یک زیرمدول ساده است،
یک مدول دوم است که شامل یک زیرمدول ماکسیمال است،
یک مدول نیم ساده همگن است.
اثبات:: فرض کنید یک زیرمدول ساده از مدول اول باشد. اگر، آنگاه ایده‌آل اولیه راست از است، و بنابراین ،یک حلقه اولیه راست و آرتینی راست است. حال از آنجایی که اول است داریم و در نتیجه ، پس یک - مدول می‌باشد. از آنجایی که یک حلقه آرتینی راست و اولیه راست است، بنابر]14، قضیه 11.7[، هر حلقه اولیه آرتینی، نیم‌ساده است. بنابراین یک حلقه نیم‌ساده می‌باشد. بنابر ]4[ می‌دانیم هر مدول روی یک حلقه نیم‌ساده، نیم‌ساده است. بنابراین یک - مدول نیم‌ساده است. ضمناً حلقه‌ای ساده می‌باشد، و لذا دقیقاً یک - مدول ساده موجود است.
لذا یک - مدول نیم‌ساده همگن است، و در نتیجه نیم‌ساده همگن است.
: فرض کنید زیرمدول ماکسیمال از مدول دومباشد. اگر، آنگاه از آنجایی که ساده است، ایده‌آل اولیه از است. حال بنابر دوم بودن مدول و تکرار روند فوق، قضیه اثبات می‌شود.
و: قبلاً ثابت کردیم هر مدول نیم ساده همگن، اول و دوم است. بوضوح هر مدول نیم ساده همگن شامل زیرمدول ماکسیمال و زیرمدول ساده می‌باشد.
نتیجه3-4: فرض کنید یک حلقه کامل راست باشد. آنگاه یک- مدول راست یک مدول دوم است اگر و تنها اگر یک مدول نیم‌ساده همگن باشد.
اثبات: قسمت برگشت واضح است. برای اثبات قسمت رفت، فرض کنید یک مدول دوم باشد. آنگاه غیر صفر است و بنابر قضیه باس دارای زیرمدول ماکسیمال است. از طرفی دوباره بنابر قضیه باس در حلقه کامل راست، نیم‌ساده می‌شود. همچنین برابر اشتراک تمام ایده‌آل های اولیه است و بنابراین به ازای هر ایده‌آل اولیه داریم، و در نتیجه . حال از آنجایی که نیم‌ساده است و هر خارج قسمت یک مدول نیم ساده، نیم‌ساده است. بنابرایننیز نیم ‌ساده است. در نتیجه آرتینی راست است. حال بنابر لم قبل، نیم‌ساده همگن است.
فصل چهارم
17526004508500
مدول‌های دوم و حلقه‌ گولدی
در این فصل، ما به بررسی معادل‌هایی برای مدول‌های دوم می‌پردازیم. توجه کنید در این فصل، یک حلقه و یک- مدول راست است.
لم4-1 : فرض کنید یک حلقه دلخواه باشد. برای یک- مدول غیر صفر گزاره‌های زیر معادلند:
یک مدول دوم است،
برای هر ایده‌آل از داریم یا ،
برای هر ایده‌آل از که زیر مجموعه نباشد،،
برای هر ایده‌آل از که به طور محض شامل است، .
اثبات : فرض کنید ایده‌آلی از حلقه باشد، به طوری که. بنابراین زیرمدولی محض از است. همچنین و از آنجایی که دوم است لذا . در نتیجه .
اثبات‌های و واضح است.
: فرض کنید زیرمدولی محض از- مدول باشد، و. آنگاه به‌وضوح و از طرفی، بنابراین طبق داریم. بنابراین . لذا یک- مدول دوم است.
حال به این موضوع می‌پردازیم که اگر زیر مدول و مدول خارج قسمت یک مدول دوم باشد، تحت چه شرایطی مدول اصلی، دوم است.
نتیجه4-2: فرض کنید یک ایده‌آل اول از حلقه، و یک زیرمدول از- مدول باشد به طوری که مدول‌های و هر دو- دوم باشند. آنگاه یک مدول- دوم است اگر و تنها اگر .
اثبات: قسمت رفت واضح است. بالعکس، فرض کنید. حال فرض کنید ایده‌آلی دلخواه از حلقهباشد. اگر، آنگاه. فرض کنید. بنا بر لم 4-1، و.
بنابراین
.
حال بنابر لم4-1، دوم است.
در قضیه زیر مشاهده می‌کنیم که در شرایط خاص، زیرمدول یک مدول دوم، دوم است.
نتیجه4-3: فرض کنید یک حلقه و برای یک ایده‌آل اول از، یک- مدول- دوم باشد. آنگاه هر زیرمدول خالص غیر صفر از یک مدول- دوم است.
اثبات: فرض کنید یک زیرمدول خالص غیرصفر از باشد. از آنجایی که ، داریم. حال اگر ایده‌آل حلقه باشد که. آنگاه بنابراین . حال بنابر لم 4-1، مدول- دوم است.
نتیجه4-4: فرض کنید یک ایده‌آل از حلقه و یک- مدول باشد به طوری که . آنگاه- مدول یک مدول دوم است اگر و تنها اگر- مدول یک مدول دوم باشد.
اثبات: فرض کنید- مدول دوم است. آنگاه. از آنجایی که، میتوان را به عنوان یک - مدول در نظر گرفت. فرض کنید یک ایده‌آل از حلقه باشد به طوری که . آنگاه . بنابر دوم بودن- مدول و لم4-1، یا. در نتیجه یا. حال بنابر لم 4-1، یک - مدول دوم است.
بالعکس، فرض کنید یک- مدول دوم باشد. آنگاه ، و همچنین. فرض کنید یک ایده‌آل از حلقه باشد. آنگاه . از آنجایی که یک- مدول دوم است، بنابراین یا . درنتیجه یا. حال بنابر لم4-1، یک- مدول دوم است.
نتیجه بعدی برای حلقه‌های جابجایی در]26، قضیه 2.2[ ثابت شده است.
نتیجه4-5: فرض کنید یک ایده‌آل اول از حلقه باشد. آنگاه:
حاصل‌جمع مستقیم هر گردایه از- مدول‌های راست- دوم، یک مدول- دوم است،
جمع هر گردایه ناتهی از زیرمدول‌های- دوم از یک- مدول راست، یک زیرمدول- دوم از است.
اثبات: فرض کنید یک گردایه ناتهی از- مدول‌های راست- دوم باشد، و. آنگاه داریم. حال فرض کنید ایده‌آلی از حلقه باشد، به طوری که آنگاه بنا بر لم4-1، به ازای هر. بنابراین . در نتیجه یک مدول- دوم است.
اثبات: فرض کنید یک گردایه ناتهی از زیرمدول‌های- دوم از باشد. همریختی را با ضابطه تعریف می‌کنیم. به سادگی دیده می‌شود پوشاست پس نقش همریخت مدولاست. حال طبق قسمت و این موضوع که نقش همریخت هر مدول دوم، خود مدول دوم است این نتیجه به اثبات می‌رسد.
حال به بررسی مدول‌های دوم روی حلقه‌های کراندار و گولدی می‌پردازیم.
نتیجه4-6: فرض کنید یک حلقه اول گولدی راست (یا چپ) باشد. آنگاه هر- مدول راست بخش‌پذیر غیر صفر، یک مدول دوم است.
اثبات: فرض کنید یک- مدول راست بخش‌پذیر باشد و. اگر، چون حلقه اول است، بنابر لم 2-66 ایده‌آل زیرمدولی اساسی از است. حال بنابر قضیه 2-41 (قضیه گولدی)، شامل یک عنصر منظم از حلقه مانند می‌باشد. از بخش‌پذیر بودن می‌توان نتیجه گرفت ، که این یک تناقض است. بنابراین. حال فرض کنید ایده‌آلی غیر صفر از باشد، بنابراین. از طرفی مانند فوق می‌توان گفت که شامل عنصر منظمی از حلقه مانند می‌باشد. بنابراین . در نتیجه. حال بنابر لم4-1، یک مدول دوم است.

نتیجه4-7: فرض کنید یک حلقه اول گولدی راست یا چپ باشد. آنگاه هر- مدول راست انژکتیو غیر صفر، یک مدول دوم است.
اثبات: هر مدول انژکتیو، بخش‌پذیر است. حال بنابر نتیجه4-6، این نتیجه اثبات می‌شود.
نتیجه4-8: فرض کنید یک ایده‌آل اول از یک حلقه باشد به طوری که یک حلقه گولدی راست یا چپ باشد، و فرض کنید یک- مدول راست انژکتیو غیر صفر باشد. آنگاه شامل یک زیرمدول- دوم است اگر و تنها اگر برای بعضیهای غیر صفر در.
اثبات:قسمت رفت واضح است. بالعکس، فرض کنید برای بعضی های غیر صفر از مدول. فرض کنید. آنگاه به‌وضوح یک زیرمدول است و. آنگاه یک - مدول انژکتیو است. زیرا فرض کنید نمودار زیر از - مدول‌ها و همریختی‌های مدولی را داشته باشیم

از آنجایی که هر - مدول، یک- مدول نیز هست. بنابراین می‌توانیم نمودار زیر را تشکیل دهیم

حال از آنجایی که یک- مدول انژکتیو است، می‌توان همریختی یافت به طوری‌که نمودار فوق جابجایی شود. از طرفی یک - مدول است در نتیجه داریم
پس بنابراین در نتیجه .
بنابراین همریختی را می‌توان از به در نظر گرفت.
لذا یک - مدول انژکتیو است، حال بنابر نتیجه 4-7، یک - مدول دوم است، و بنابر نتیجه 4-4، یک- مدول دوم است.
حال نشان می دهیم یک مدول- دوم است. طبق تعریف داریم، بنابراین. از طرفی از آنجایی که به عنوان - مدول، انژکتیو است، لذا بخش‌پذیر است. حال از آنجایی که ایده‌آل اول است لذا حلقه اول است. همچنین بنابرفرض، گولدی راست یا چپ است. حال مشابه اثبات نتیجه4-6، می‌توان گفت. در نتیجه می‌توان گفت. در نتیجه یک مدول- دوم است.
قضیه4-9: فرض کنید یک حلقه باشد به طوری که به ازای هر ایده‌آل اول از، یک حلقه کراندار چپ و گولدی چپ باشد. آنگاه- مدول راست دوم است اگر و تنها اگر یک ایده‌آل اول از و یک- مدول راست بخش‌پذیر باشد.
اثبات: فرض کنید یک مدول دوم باشد. اگر ، آنگاه ایده‌آل اول از است. فرض کنید حلقه اول وگولدی چپ و کراندار چپ باشد. فرض کنید یک عنصر منظم از حلقه باشد.از آنجایی که یک حلقه اول و گولدی چپ است پس یک ایده‌آل اساسی است. حال از آنجایی که یک حلقه کراندار چپ است، ایده‌آل غیر صفر از وجود دارد به طوری که مشمول در ایده‌آل چپ اساسی از حلقهاست. حال برای بعضی ایده‌آل از که به طور محض شامل است. بنابراین
در نتیجه .
حال بنابر لم4-1، .بنابراین - مدول بخش‌پذیر است.
بالعکس، فرض کنید - مدول راست بخش‌پذیر باشد. از آنجایی که ایده‌آل اول حلقه است، یک حلقه اول می‌باشد. حال بنابر نتیجه4-6، - مدول، دوم است. بنابراین طبق نتیجه4-4، - مدول دوم است.
قضیه4-10: فرض کنید یک حلقه باشد به طوری که برای هر ایده‌آل اول از، یک حلقه کراندار راست و چپ و گولدی راست و چپ باشد. آنگاه یک- مدول راست یک مدول اول و دوم است اگر و تنها اگر یک ایده‌آل اول از باشد و یک- مدول راست بی‌تاب انژکتیو باشد.
اثبات: فرض کنیدیک مدول اول و دوم باشد. آنگاه یک - مدول راست بی تاب است، زیرا فرض کنید و به طوری که، آنگاه. بنابراین از آنجایی که یک ایده‌آل از شامل عنصر منظم می‌باشد، بنابر قضیه گولدی می‌توان نتیجه گرفت ایده‌آل اساسی است. حال از آنجایی که حلقه کراندار است، ایده‌آل دوطرفه غیرصفر وجود دارد. فرض کنید، برای یک ایده‌آل از حلقه.، نتیجه می‌دهد. بنابراین اگر، از اول بودن نتیجه می‌شود. بنابراین و لذا ، و این یک تناقض است. بنابراین، بی‌تاب است. همچنین بنابر قضیه4-9، یک مدول بخش‌پذیر است. لذا بنابر]16،قضیه 3.3[، انژکتیو است.
برای اثبات قسمت برگشت، فرض کنید یک- مدول راست بی‌تاب انژکتیو باشد.
بنابر نتیجه4-7، یک- مدول دوم است. حال بنابر نتیجه 4-4، یک- مدول دوم است.
حال نشان می دهیم یک مدول اول نیز می باشد. برای این منظور فرض می کنید ، نشان می دهیم برای هرعضو غیر صفر.
فرض کنید و . همچنین داریم. پس می توان فرض کرد.
ایده آلی اول است. بنابراین یک حلقه اول می باشد لذا بنا بر لم 2-66 می توان نتیجه گرفت ایده آل اساسی غیر صفر است. در نتیجه بنا بر قضیه گولدی، شامل عنصر منظمی مانند می باشد.
از آنجایی که و ، نتیجه می گیریم وبنابراین.
حال از بی تاب بودن - مدول و نیز از آنجایی که عنصر منظم حلقه است لذا .
بنابراین برای هر زیر مدول غیر صفر از- مدول داریم. لذا . نتیجه می دهد اول است.

نتیجه4-11: فرض کنید یک حلقه باشد به طوری که به ازای هر ایده‌آل اول از، یک حلقه کراندار راست و چپ و گولدی راست و چپ باشد . فرض کنید یک- مدول دوم باشد به طوری که هر تصویر همریخت از یک مدول یکدست باشد. آنگاه نیم ساده است.
اثبات: فرض کنید زیرمدول باشد. بنابراین نقش همریخت مدول تحت همریختی طبیعی است. لذا طبق فرض، یکدست است و بنابراین طبق2-44، زیرمدول خالص از است و بنابراین تمامی زیرمدول‌های خالص هستند. حال فرض کنید . بنابر نتیجه4-3 می‌توان نتیجه گرفت که هر زیرمدول ،- دوم است. بنابراین و تمام زیرمدول‌های اول هستند زیرا پوچ‌ساز تمام زیرمدول‌های غیر صفر برابر است. حال اگر یک زیرمدول غیر صفر از باشد، آنگاه اول و دوم است. حال بنابر قضیه4-10، یک - مدول انژکتیو است، و بنابراین به عنوان - مدول، جمعوند مستقیم است. در نتیجه به عنوان- مدول، جمعوند مستقیم است. در نتیجه نیم ساده است.

نتیجه4-12: فرض کنید یک حلقه منظم وان‌نیومن باشد به طوری که به ازای هر ایده‌آل اول از ، یک حلقه کراندار راست و چپ و گولدی راست و چپ باشد. آنگاه هر- مدول دوم، یک مدول نیم ساده است.
اثبات: بنابر2-45 داریم حلقه وان‌نیومن است اگر وتنها اگر هر- مدول راست، یکدست باشد. بنابراین هر- مدول، یکدست است. حال بنابر نتیجه4-11 اثبات کامل است.
نتیجه4-5 نشان می‌دهد که برای ایده‌آل اول از حلقه، هر حاصل‌جمع مستقیم از مدول‌های - دوم،- دوم است. اما نمی‌توان گفت حاصل‌جمع مستقیم مدول‌های دوم، دوم است. مثلاً اگر و دو عدد اول متمایز در باشند، آنگاه- مدول‌های و ساده هستند در نتیجه دوم هستند، ولی به‌وضوح مدول دوم نیست. ثابت نشده که آیا حاصل‌ضرب مستقیم مدول‌های- دوم ،- دوم است. ولی نتیجه زیر در ]26، قضیه 2.2[ برای حلقه‌های جابجایی ثابت شده است.
قضیه4-13: فرض کنید یک حلقه باشد به طوری که به ازای هر عضو حلقه، ایده‌آلبه عنوان یک ایده‌آل چپ، متناهیاً تولید شده باشد. فرض کنید یک ایده‌آل اول از باشد و فرض کنید یک گردایه از- مدول‌های راست- دوم باشد. آنگاه- مدول راست یک مدول- دوم است.
اثبات: فرض کنید، و توجه داشته باشید. حال فرض کنید یک ایده‌آل دلخواه از حلقه باشد به طوری که، و فرض کنید.
آنگاه از آنجایی کهبه عنوان یک ایده‌آل چپ، متناهیاً تولید شده است، عدد مثبت و عناصر وجود دارند به طوری که . از آنجایی که ها مدول دوم هستند ویک ایده‌آل حلقه است، بنابر لم4-1 داریم به ازای هر. حال فرض کنید ، به طوری که به ازای هر ، . آنگاه برای هر، و بنابراین عناصر در وجود دارند به طوری که . در نتیجه داریم
.
بنابراین برای هر ایده‌آل از که زیرمجموعه نباشد. حال بنابر لم 4-1، مدول دوم است و در این حالت به‌وضوح- دوم است.
فصل پنجم
120459520955000
تصویر همریختی‌ها
در این فصل ما به بررسی این امر می‌پردازیم که تحت کدام شرایط،- مدول غیر صفر دارای زیرمدول محض است که یک مدول دوم است یا به طور معادل، کدام مدول ایده‌آل چسبیده دارد.
قضیه5-1: فرض کنید یک حلقه نیم‌موضعی باشد. آنگاه هر- مدول باس، تعداد متناهی ایده‌آل‌ اول چسبیده دارد.
اثبات: فرض کنید، حلقه نیم موضعی است. در2-52 ثابت کردیم دارای تعداد متناهی ایده‌آل اولیه است. حال طبق 2-48 داریم هر ایده‌آل چسبیده یک مدول باس، اولیه است. بنابراین هر- مدول باس دارای تعداد متناهی ایده‌آل اول چسبیده است.
قضیه5-2: فرض کنید یک حلقه و یک- مدول غیر صفر باشد به طوری‌که ایده‌آلی مانند از موجود باشد که این ایده‌آل در گردایه ایده‌آل‌های از که ، ماکسیمال باشد. آنگاه یک ایده‌آل اول چسبیده از می باشد و یک مدول- دوم است. علاوه برآن، برابر اشتراک تمام زیرمدول‌های محض از است به طوری که یک مدول- دوم است.
اثبات: ابتدا نشان می‌دهیم ایده‌آل اول است. فرض کنید و دو ایده‌آل از باشند به طوری که زیر مجموعه نباشند. آنگاه اگر و را در نظر بگیریم، و به طور محض شامل می‌باشند. حال بنابر تعریف داریم و . در نتیجه ، و این به معنی این است که زیرمجموعه نیست، و در نتیجه زیر مجموعه نیست. لذا می‌توان گفت ایده‌آل اول حلقه است. برای اثبات دوم بودن مدول، فرض کنید ایده‌آلی از باشد به طوری که. بنابر ماکسیمال بودن در گردایه ایده‌آل‌های از به طوری که، داریم
.
به‌وضوح داریم و از طرفی بنابر تعریف، پوچ ساز نمی‌تواند به طور محض شامل باشد. لذا یک مدول- دوم است. برای اثبات قسمت آخر این قضیه فرض کنید زیرمدول باشد که یک مدول- دوم است. بنابراین داریم. بنابراین برابر اشتراک تمام زیرمدول‌هایی مانند است که ، - دوم است.
نتیجه5-3 : فرض کنید یک حلقه و یک- مدول غیر صفر باشد. آنگاه گزاره های زیر معادلند:
زیرمدول محض از وجود دارد به طوری که یک مدول دوم است،
زیرمدول محض از و ایده‌آل اول از وجود دارد به طوری که در گردایه ایده‌آل‌های از که ماکسیمال می باشد.
اثبات: فرض کنید زیر مدول محض از وجود دارد به طوری که یک مدول دوم است، قرار دهید . آنگاه یک ایده‌آل اول از است و بنابراین . حال فرض کنید ایده‌آلی از باشد که به طور محض شامل است.
از آنجایی که ، دوم است بنابر لم4-1 داریم. در نتیجه . بنابراین در گردایه ایده‌آل‌های از به طوری که ، ماکسیمال می باشد.
فرض کنید زیرمدول محض از و ایده‌آل اول از وجود دارد به طوری که در گردایه ایده‌آل‌های از که ماکسیمال می باشد، قرار دهید. آنگاه زیرمدول محض است و داریم

بنابراین. حال فرض کنید ایده‌آل دلخواه از باشد که به طور محض شامل است. آنگاه بنابر تعریف داریم بنابراین، و بنابراین . پس و بنابر لم4-1، یک مدول- دوم است.
می‌توان قضیه5-2 را برای مدول‌ها روی حلقه‌هایی که در شرط زنجیر افزایشی صدق می‌کنند بررسی کرد.
نتیجه5-4: فرض کنید یک حلقه باشد که در شرط زنجیر افزایشی روی ایده‌آل‌های دوطرفه صدق کند. آنگاه هر- مدول راست (یا چپ) غیر صفر یک ایده‌آل اول چسبیده دارد.
اثبات: با توجه به این که و حلقه در شرط زنجیر افزایشی روی ایده‌آل‌های دوطرفه صدق می‌کند، ایده‌آلی مانند از وجود دارد که در گردایه ایده‌آل‌های از که، ماکسیمال است. حال بنابر قضیه5-2، یک مدول- دوم است. بنابراین یک ایده‌آل چسبیده است.
قضیه5-5: فرض کنید یک حلقه باشد به طوری که دارای شرط زنجیر افزایشی روی ایده‌آل‌های اول باشد و برای هر ایده‌آل محض از یک عدد صحیح مثبت و ایده‌آل های اول وجود داشته باشد به طوری که . آنگاه :
یک مدول راست غیر صفر، یک مدول دوم است اگر و تنها اگر برای هر ایده‌آل اول از داشته باشیم یا ،
هر- مدول راست (یا چپ) غیر صفر یک ایده‌آل اول چسبیده دارد.
اثبات: قسمت رفت بنابر لم4-1برقرار است. بالعکس فرض کنید یا برای هر ایده‌آل اول از. حال فرض کنید ایده‌آل محض باشد. بنابر فرض، یک عدد صحیح مثبت و ایده‌آل‌های اول وجود دارد به طوری که . اگر برای بعضی . آنگاه ، بنابراین. در غیر این صورت، ، و بنابراین

بنابراین. لذا برای هر ایده‌آل از، داریم یا . حال بنابر لم4-1، مدول دوم است.
فرض کنید یک- مدول راست غیر صفر باشد. بنا به فرض عدد صحیح و ایده‌آل‌های اول وجود دارد به طوری که . اگر به ازای هر، ، آنگاه

که یک تناقض است. بنابراین برای بعضی. حال از آنجایی که حلقه در شرط زنجیر افزایشی برای ایده‌آل‌های اول صدق می‌کند، ایده‌آل اولی مانند وجود دارد که در گردایه‌ی ایده‌آل‌های‌ اول از که در شرط صدق می‌کنند ماکسیمال می‌باشد.
بنابراین. فرض کنید یک ایده‌آل اول از باشد که به طور محض شامل می‌باشد. بنا بر انتخاب داریم. بنابراین داریم . حال بنابر قسمت، - مدول دوم است. لذا بنابر نتیجه4-4 داریم- مدول دوم است. بنابراین ایده‌آل اول چسبیده است.
قضیه5-6: فرض کنید یک ایده‌آل راست- پوچ‌توان (محض) از یک حلقه (غیر صفر) باشد. آنگاه هر - مدول راست غیر صفر، یک ایده‌آل اول چسبیده دارد اگر و تنها اگر هر - مدول راست غیر صفر یک ایده‌آل اول چسبیده داشته باشد.
اثبات: ابتدا فرض کنید هر- مدول غیر صفر ایده‌آل چسبیده دارد. اگر یک - مدول راست غیر صفر باشد، آنگاه یک- مدول غیر صفر است. بنا به فرض، زیرمدول محض از وجود دارد به طوری که - مدول مدول دوم است. در نتیجه بنا بر نتیجه4-4، - مدول دوم است. پس به عنوان - مدول، یک ایده‌آل چسبیده دارد.
بالعکس: فرض کنید هر- مدول راست غیر صفر ایده‌آل چسبیده داشته باشد. اگر یک مدول راست غیر صفر باشد، بنابر لم 2-52، و بنابراین یک - مدول راست غیر صفر است. حال بنابر فرض، زیرمدول محض از شامل وجود دارد به طوری که یک- مدول دوم است. حال بنابر نتیجه4-4، یک - مدول دوم است. در نتیجه به عنوان- مدول، یک ایده‌آل چسبیده دارد.
نتیجه5-7: فرض کنید یک حلقه باشد که شامل یک ایده‌آل- پوچ‌توان راست باشد به طوری که حلقه در شرط زنجیر افزایشی روی ایده‌آل‌ها صدق ‌کند. آنگاه هر- مدول راست غیر صفر، یک ایده‌آل چسبیده دارد.
اثبات: بنابر نتیجه5-4، هر - مدول راست، یک ایده‌آل چسبیده دارد. حال بنابر قضیه5-6، هر- مدول راست غیر صفر یک ایده‌آل چسبیده دارد.
فصل ششم
178625520002500
زیرمدول‌های دوم
دراین فصل نشان خواهیم داد که مشابه بعضی از نتایج برای مدول‌های اول نتایجی برای مدول‌های دوم نیز وجود دارد.
قضیه6-1: فرض کنید یک ایده‌آل اول از حلقه، و یک- مدول- دوم باشد. آنگاه هر مکمل غیر صفر در یک مدول- دوم است.
اثبات: فرض کنید یک مکمل غیر صفر در باشد، و زیرمدولی از باشد به طوری که مکمل در باشد. حال اگر ایده‌آلی از باشد به طوری که، آنگاه بنابر لم4-1،. در نتیجه
،
و بنابراین داریم. از آنجایی که و مکمل است لذا . بنابراین برای هر ایده‌آل که. لذا طبق لم4-1، یک مدول دوم است. از طرفی ، و برای هر ایده‌آلی مانند که زیر مجموعه نباشد داریم. بنابراین . در نتیجه یک مدول- دوم است.
فرض کنید ایده‌آل اول حلقه باشد، و فرض کنید یک - مدول باشد. آنگاه بنابر نتیجه4-5 حاصل‌جمع هر تعداد زیرمدول- دوم از،- دوم است.
قضیه6-2: فرض کنید یک حلقه باشد و یک زنجیر از زیرمدول‌های دوم از یک- مدول راست باشد. آنگاه یک زیرمدول دوم از است.
اثبات: ابتدا توجه کنید که یک زیرمدول غیر صفر از است. فرض کنید برای هر . بنا به فرض برای هر داریم یا و در این حالات به ترتیب داریم یا . حال فرض کنید یک ایده‌آل از باشد به طوری که . آنگاه برای بعضی، و در این حالت . حال فرض کنید و . آنگاه ، از نتیجه می‌شود ، و بنابراین .
در غیر این صورت و در نتیجه . بنابراین برای هر داریم ، و در نتیجه. حال بنا بر لم4-1، مدول دوم است.
منظور از یک زیرمدول دوم ماکسیمال یک مدول، زیرمدول دومی است که مشمول در زیرمدول دوم دیگری نباشد.
نتیجه6-3: فرض کنید یک مدول غیر صفر باشد. آنگاه هر زیرمدول دوم از زیر مجموعه یک زیرمدول دوم ماکسیمال از است.
اثبات: فرض کنید یک زیرمدول دوم باشد، حال فرض کنید برابر مجموعه زیرمدول‌های دوم شامل باشد. اگر یک زنجیر از اعضای باشد، بنابر قضیه 6-2، عضو است. بنابراین هر زنجیر در کران بالا دارد و لذا بنابر لم زرن این مجموعه عضو ماکسیمال دارد.

در ]20، قضیه 4.2[ ثابت شده است که هر مدول نوتری غیر صفر شامل تعداد متناهی زیر مدول‌ اول مینیمال است.
حال به قضیه مشابهی که در زیر آمده است، و تعمیمی از ]6، نتیجه 2.6[ است، توجه کنید.
قضیه6-4: هر مدول آرتینی غیر صفر شامل فقط تعداد متناهی زیرمدول‌ دوم ماکسیمال است.
اثبات: فرض کنید یک حلقه باشد، و فرض کنید یک- مدول غیر صفر آرتینی باشد به طوری که تعداد متناهی زیرمدول دوم ماکسیمال نداشته باشد. حال فرض کنید گردایه‌ی تمام زیرمدول‌های غیر صفر از باشد به طوری که شامل تعداد متناهی زیرمدول دوم ماکسیمال از نباشد. آنگاه ، و بنابراین ناتهی است. حال از آنجایی که مدول، آرتینی است لذا این گردایه عضو مینیمال غیر صفری مانند دارد. به‌وضوح زیرمدول دوم نیست. لذا بنابر لم4-1، ایده‌آل از موجود است به طوری که و. حال فرض کنید . آنگاه به‌وضوح زیرمدولی از است به طوری که و بنابراین. فرض کنید. حال بنابر تعریف می‌توان نتیجه گرفت شامل تعداد متناهی زیرمدول دوم ماکسیمال از مانند می‌باشد به طوری که یک عدد صحیح مثبت می‌باشد، و از طرفی نتیجه می‌دهد شامل تعداد متناهی زیرمدول دوم ماکسیمال از مانند می‌باشد به طوری که یک عدد صحیح مثبت می‌باشد. حال اگر زیرمدول دوم ماکسیمالی از باشد. بنابر لم4-1، یا . اگر، آنگاه و بنابراین برای بعضی و بنابراین . در حالت دیگر اگر، آنگاه و بنابراین برای بعضی . در این حالت. در نتیجه هر زیرمدول دوم ماکسیمال از متعلق به مجموعه می‌باشد. بنابراین حداکثر به تعداد زیرمدول دوم ماکسیمال دارد و این یک تناقض است. حال فرض کنید. در این حالت، برای بعضی و دوباره می‌توان گفت حداکثر تعداد متناهی زیرمدول دوم ماکسیمال دارد.
فصل هفتم
139001514541500
نتایج بیشتر
ابتدا به نتایج زیر در مورد خانواده‌های هم- مستقل اشاره می‌کنیم.
لم7-1: فرض کنید زیرمدول‌های مدول باشند به طوری که و . آنگاه .
اثبات: ابتدا با توجه به قانون مدولار داریم
،
بنابراین
.
منظور از لم فوق این است که اگر مجموعه هم- مستقل باشند، و داشته باشیم ، آنگاه مجموعه نیز هم- مستقلند.
نتیجه7-2: فرض کنید خانواده‌ای از زیرمدول‌های- مدول باشند، به طوری که به ازای هر، داشته باشیم . در این صورت خانواده‌ای هم- مستقل از زیرمدول‌های است.
اثبات: به وسیله استقرا روی، نتیجه را ثابت می‌کنیم. فرض کنید هم‌- مستقل باشند. توجه کنید بنا بر فرض داریم . فرض کنید ، و، و قرار دهید. آنگاه . حال بنابر لم 7-1، . در نتیجه زیرمدول‌های هم- ‌مستقلند.
قضیه زیر، نتیجه اصلی این فصل است.
قضیه7-3: فرض کنید یک حلقه و یک- مدول باشد. فرض کنید ایده‌آل‌های اول متمایز از باشند به طوری که برای هر یک زیرمدول محض مانند از وجود داشته باشد به طوری‌که یک مدول - دوم باشد. آنگاه زیرمدول‌های هم- مستقلند.
اثبات: کافی است این قضیه را برای مجموعه متناهی ثابت کنیم. فرض کنید ، برای یک عدد صحیح مثبت . اگر، آنگاه چیزی برای اثبات وجود ندارد. فرض کنید . از آنجایی که ها متمایزند‌‌، بدون کاسته شدن از کلیت قضیه می‌توان فرض کرد، به ازای . فرض کنید . آنگاه از آنجایی که، لذا داریم . زیرا از آنجایی که ، داریم
و در نتیجه
از طرفی یک- مدول - دوم است، لذا
.
در نتیجه داریم ، و این یک تناقض است. بنابراین .
حال فرض کنید . در این حالت
.
زیرا نتیجه می‌دهد .
به طور مشابه نتیجه می‌دهد.
در نتیجه ، بنابراین .
از طرفی به‌وضوح داریم .
حال از آنجایی که ، یک - مدول - دوم است، داریم
.
در نتیجه داریم و لذا . بنابراین یا ، که یک تناقض است.
لذا . با تکرار این روند می‌توان نتیجه گرفت ، به ازای هر . حال بنابر نتیجه7-2 این قضیه به اثبات می‌رسد.
قضیه قبلی نتیجه فوری زیر را در پی دارد. اگر چه اثبات در ]5، قضیه 5.3[ آمده است اما اثبات آن متفاوت است.
نتیجه7-4: فرض کنید یک حلقه و یک- مدول با بعد دوگان گولدی برای یک عدد صحیح مثبت باشد. آنگاه حداکثر ایده‌آل اول چسبیده دارد.
اثبات: فرض کنید ایده‌آل‌های اول چسبیده متمایز مدول باشند به طوری که عدد صحیح مثبتی باشد که . آنگاه زیرمدول‌های وجود دارد به طوری که به ازای هر، مدول - دوم باشد. در نتیجه بنابر قضیه7-3 زیرمدول‌های هم- مستقلند و لذا بعد دوگان گولدی بزرگتر یا مساوی می‌باشد، که این یک تناقض است.
توجه کنید در نتیجه7-3 احتمال آنکه هیچ ایده‌آل چسبیده نداشته باشد وجود دارد. ما در حالت کلی نمی‌دانیم یک مدول با بعد دوگان گولدی متناهی، و در حالت خاص یک مدول آرتینی، ایده‌آل چسبیده دارد.
لم7-5: فرض کنید یک ایده‌آل اول از حلقه باشد. آنگاه گزاره های زیر برای یک- مدول راست مکمل شده قوی- دوم معادلند:
پوک است،
جمع دو زیرمدول دوم محض نیست،
جمع دو زیرمدول مکمل- دوم محض نیست.
اثبات: واضح است.
فرض کنید پوک نباشد. آنگاه، که و دو زیرمدول محض از هستند. از آنجایی که مکمل‌ شده قوی است، می‌توانیم زیرمدولی مانند بیابیم که مکمل در باشد. بنابراین داریم .
با تکرار دوباره این عمل می‌توان زیرمدولی مانند بیابیم که مکمل در باشد. بنابراین داریم. توجه داشته باشید و هر دو زیرمدول‌های محض هستند. بنابراین و هر دو غیرصفرند. حال بنا بر قضیه6-1، می‌توان نتیجه گرفت و هر دو زیرمدول‌های- دوم از نیز هستند. بنابراین به تناقض می‌رسیم
حال می‌توانیم ]6، قضیه 2.12[ را تعمیم دهیم.
قضیه7-6: فرض کنید یک ایده‌آل اول از حلقه و یک - مدول راست مکمل شده قوی- دوم با بعد دوگان گولدی متناهی باشد. آنگاه یک جمع متناهی از زیرمدول‌های پوک- دوم است.
اثبات: فرض کنید دارای بعد دوگان گولدی باشد، برای یک عدد صحیح مثبت . اگر، آنگاه را نمی‌توان به صورت مجموع دو زیرمدول محض نوشت. بنابراین پوک است. حال فرض کنید ، و حکم برای مدول‌های با بعد کمتر از ‌ برقرارباشد. می‌دانیم پوک نیست. بنابر لم 7-5، که و دو زیرمدول محض مکمل در می‌باشند که هر دو- دوم هستند. حال نشان می‌دهیم و ‌ به طور قوی مکمل‌شده اند. برای این منظور کافی است نشان دهیم، به طور قوی مکمل‌شده است. اثبات برای، مشابه است. فرض کنید ، از آنجایی که، زیرمدول مکمل است بنابراین زیرمدولی از مانند وجود دارد که مکمل برایاست. بنابراین داریم . حال از آنجایی که مکمل شده قوی است لذا زیرمدولی مانند می‌توان یافت که مکمل ‌می‌باشد. لذا داریم . حال از آنجایی که مکمل است، همچنین ، بنابر تعریف مکمل داریم . حال نشان می‌دهیم مینیمال است.
فرض کنید زیرمدولی مانند باشد که . بنابراین . حال از آنجایی که مکمل در می‌باشد، داریم . بنابراین نتیجه می‌گیریم و هر دو مکمل شده قوی‌اند. از طرفی و دارای بعد دوگان گولدی کمتر از هستند. زیرا در نتیجه بعد و کمتر از بعد می‌باشند. بنابراین هر کدام از و را می‌توان به صورت جمع متناهی از زیرمدول‌های پوک- دوم نوشت و بنابراین را نیز می‌توان به صورت جمع متناهی از زیرمدول‌های پوک- دوم نوشت.
نتیجه7-7: فرض کنید یک ایده‌آل اول از حلقه و یک- مدول راست آرتینی باشد. آنگاه هر زیرمدول- دوم از، جمع متناهی از زیرمدول‌های- دوم پوک است.
اثبات: از آنجایی که هر مدول آرتینی، مکمل شده قوی و دارای بعد دوگان گولدی متناهی است بنابر قضیه قبلی نتیجه را داریم.
حال این سوال را مطرح می‌کنیم: فرض کنید ایده‌آل اول از داده شده است. همچنین فرض کنید و دو زیرمدول محض از- مدول باشند به طوریکه و هر دو - دوم باشند، آیا مدول نیز- دوم است؟ به قضیه زیر توجه کنید.
قضیه7-8: فرض کنید یک ایده‌آل اول از حلقه باشد، و برای یک عدد صحیح مثبت، یک خانواده هم- مستقل از زیرمدول‌های باشد به طوری که به ازای هر ، یک مدول- دوم باشد. آنگاه یک مدول- دوم است.
اثبات: بوسیله استقرا روی ثابت می کنیم. اگر ، آنگاه چیزی برای اثبات وجود ندارد.
فرض کنید . حال قرار می دهیم . بنابر فرض استقرا یک مدول- دوم است. فرض کنید. از آنجایی که به ازای هر، یک مدول- دوم است داریم . بنابراین ، و درنتیجه . از طرفی . بنابراین. لذا داریم . حال اگر ایده‌آلی از باشد که. آنگاه بنابر فرض استقرا و لم4-1، و . به عبارت دیگر داریم
.
از آنجایی که ، هم- مستقلند، بنابر نتیجه7-2، بنابراین
.
در نتیجه .
و در نهایت داریم
.
بنابراین ثابت کردیم . حال بنابرلم4-1، - مدول ، - دوم است.
فرض کنید یک ایده‌آل اول حلقه، و یک- مدول باشد به طوری که به ازای یک زیرمدول محض از، یک مدول- دوم باشد. در قضیه5-2 مشاهده شد که در شرایط خاص زیرمدولی یکتا است که در بین زیرمدول‌های از که ، - دوم است، مینیمال می‌باشد.
قضیه7-9: فرض کنید یک حلقه باشد، و یک- مدول راست باشد که در شرط صدق می‌کند. فرض کنید یک زیرمدول از باشد به طوری که به ازای یک ایده‌آل اول از، یک مدول- دوم باشد، آنگاه زیرمدول از وجود دارد که نسبت به شرط که یک مدول - دوم است، مینیمال است.
اثبات: فرض کنید گردایه زیرمدول‌های از باشد که و ، یک مدول- دوم است. بدیهی است که. حال فرض کنید یک زنجیر در باشد. فرض کنید . آنگاه زیرمدولی از است که . علاوه بر این، نتیجه می‌دهد. در نتیجه . فرض کنید ایده‌آلی از باشد که به طور محض شامل می‌باشد. آنگاه و بنابراین برای هر . بنابراین
،
لذا . حال بنابر لم4-1، ، یک مدول- دوم است. بنابراین . حال بنابر لم زرن، عضو مینیمالی مانند دارد.
ما در این قضیه نمی‌دانیم که آیا است یا خیر. البته می‌دانیم .
منابع و مآخذ
Abuhlail, J. Zariski topologies for coprime and second submodules. Algebra Colloquium, to appear.
Alkan, M., Tiras, Y . . On prime submodules. Rocky. Moun. J. Math..
Alkan, M., Tiras, Y . . Projective modules and prime submodules. Czech. Math. J. .
Anderson, F . W, Fuller, K. R. . Rings and Categories of Modules. New York: Springer-Verlag.
Annin, S. . Attached primes over noncommutative rings. J. Pure Appl. Algebra .
Ansari-Toroghy, H., Farshidifar, F . On the dual notion of prime submodules. Algebra coll., to appear.
Ansari-Toroghy, H. Farshidifar, F. . The dual notions of some generalizations of prime submodules. Comm. Algebra .
Ceken, S., Alkan, M., Smith, P. F. . Second modules over noncommutative rings. Comm. Algebra
Clark, J., Lomp, C., Vanaja, N., Wisbauer, R. . Lifting Modules. Basel: Birkhauser Verlag.
Dauns, J. . Prime modules. J. Reine Angew Math..
Dauns, J. . Prime modules and one-sided ideals, in Ring theory and Algebra III, Proceedings of the Third Oklahoma Conference (B. R. McDonald, ed.) Dekker, New York, pp. .
Ebrahimi-Atani, S. . On secondary modules over Dedekind domains. Southeast Asian Bull. Math..
Ebrahimi-Atani, S. . Submodules of secondary modules. Int. J. Math. Math. Sci..
‌ Lam, T.Y. . A First Course in Noncommutative Rings. New York: Springer-Verlag.
Lam, T.Y. . Lectures on Modules and Rings. New York: Springer-Verlag.
Levy, L. . Torsion-free and divisible modules over non-integral domains. Canad. J. Math..
Lu, C.-P. . Prime submodules of modules. Comm. Math. Univ. Sancti Pauli.
Lu, C.-P. . M---icals of submodule of modules. Math. Japon. .
McCasland, R. L., Moore, M. E. . Prime submodules. Comm. Algebra .
McCasland, R. L., Smith, P. F. . Prime submodules of Noetherian modules. Rocky Mtn. J. .
McConnell, J. C., Robson, J. C. .Noncommutative Noetherian Rings. Chichester: Wiley-Interscience.
Nicholson, W. K., Yousif, M. F. . Quasi-Frobenius Rings. Cambridge Tracts in Mathematics. Vol. . Cambridge: Cambridge Univ. Press.
Sharpe, D. W., Vamos, P. . Injective Modules. Cambridge Tracts in Mathematics. Vol. . Cambridge: Cambridge Univ. Press.
Smith, P. F. . Injective modules and prime ideals. Comm. Algebra .
Tiras, Y., Harmanci, A., Smith, P. F. . A characterization of prime submodules. J. Algebra .
Yassemi, S. . The dual notion of prime submodules. Arch. Math. Brno. .
Abstract
Second Modules Over Noncommutative Rings
By
Amin Ranjbar kahkha

user8254

فهرست منابع فارسی PAGEREF _Toc385885103 h 84فهرست منابع انگلیسی PAGEREF _Toc385885104 h 85
فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول شماره 3-1: نتایج رای گیری استفاده از نرم افزارهای داده کاوی24
جدول شماره 3-2: فیلدهای اولیه داده های صدور26
جدول شماره 3-3: فیلدهای نهایی داده های صدور27
جدول شماره 3-4: فیلدهای حذف شده داده های صدور و علت حذف آنها28
جدول 3-5: فیلدهای استخراج شده از داده های خسارت28
جدول 3-6: نتایج نمودار boxplot31
جدول 3-7: انواع داده استفاده شده33
جدول 3-8: نتایج حاصل از اجتماع فیلدهای با بالاترین وزن در الگوریتمهای مختلف37
جدول 3-9: ماتریس در هم ریختگی رکوردهای تخمینی(Predicted Records)38
جدول 3-10: قوانین استخراج شده توسط الگوریتم Fpgrowth55
جدول 3-11: قوانین استخراج شده توسط الگوریتم Weka Apriori55
جدول 3-12: تنظیمات پارامترهای الگوریتم K-Means57
اجرا برای 9 خوشه در الگوریتم K-Means60
جدول 3-13: تنظیمات پارامترهای الگوریتم Kohonen64
جدول 3-14: تنظیمات پارامترهای الگوریتم دوگامی69
جدول 4-1: مقایسه الگوریتم های دسته بند70
جدول 4-2: مقایسه الگوریتم های دسته بند درخت تصمیم70
جدول 4-3: ماتریس آشفتگی قانون شماره 171
جدول 4-4: ماتریس آشفتگی قانون شماره 272
جدول 4-5: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 الف72
جدول 4-6: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 ب72
جدول 4-7: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 ج73
عنوان صفحه
جدول 4-8: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 د73
جدول 4-9: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 ه73
جدول 4-10: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 و74
جدول 4-11: ماتریس آشفتگی قانون شماره 3 ز76
جدول 4-12: ماتریس آشفتگی قانون شماره 476
جدول 4-13: ماتریس آشفتگی قانون شماره 577
جدول 4-14: ماتریس آشفتگی قانون شماره 6 الف77
جدول 4-15: ماتریس آشفتگی قانون شماره 6 ب78
جدول 4-16: ماتریس آشفتگی قانون شماره778
جدول 4-17: ماتریس آشفتگی قانون شماره879
جدول 4-18: مقایسه الگوریتم های خوشه بندی79
جدول 4-19: فیلدهای حاصل از الگوریتم های خوشه بندی80
جدول 4-20: نتایج الگوریتم های FpGrowth, Weka Apriori81

فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل شماره3-1: داده از دست رفته فیلد" نوع بیمه " پس از انتقال به محیط داده کاوی33
شکل 3-2: نتایج الگوریتمPCA 34
شکل 3-3: نتایج الگوریتم SVM Weighting در ارزشدهی به ویژگی ها35
شکل 3-4: نتایج الگوریتم Weighting Deviation در ارزشدهی به ویژگی ها35
شکل 3-5: نتایج الگوریتم Weighting Correlation در ارزشدهی به ویژگی ها36
شکل 3-6: نمای کلی استفاده از روشهای ارزیابی41
شکل 3-7: نمای کلی استفاده از یک مدل درون یک روش ارزیابی42
شکل 3-8: نمودار AUC الگوریتم KNN42
شکل 3-9: نمودار AUC الگوریتم Naïve Bayes43
شکل 3-10: تبدیل ویژگی های غیر عددی به عدد در الگوریتم شبکه عصبی44
شکل 3-11: نمودار AUC و ماتریس آشفتگی الگوریتم Neural Net44
شکل 3-12: تبدیل ویژگی های غیر عددی به عدد در الگوریتم SVM خطی45
شکل 3-13 : نمودار AUC الگوریتم SVM Linear46
شکل 3-14 : نمودار AUC الگوریتم رگرسیون لجستیک47
شکل 3-15 : نمودار AUC الگوریتم Meta Decision Tree48
شکل 3-16 : قسمتی از نمودارtree الگوریتم Meta Decision Tree49
شکل 3-17 : نمودار --ial الگوریتم Meta Decision Tree49
شکل 3-18: نمودار AUC الگوریتم Wj4850
شکل 3-19 : نمودار tree الگوریتم Wj4851
شکل 3-20 : نمودار AUC الگوریتم Random forest52
شکل 3-21 : نمودار تولید 20 درخت در الگوریتم Random Forest53
شکل 3-22 : یک نمونه درخت تولید شده توسط الگوریتم Random Forest53
عنوان صفحه
شکل 3-23 : رسیدن درصد خطا به صفر پس از 8مرتبه57
شکل 3-24 : Predictor Importance for K-Means58
شکل 3-25 : اندازه خوشه ها و نسبت کوچکترین خوشه به بزرگترین خوشه در الگوریتم
K-Means59
شکل 3-26 : کیفیت خوشه ها در الگوریتمMeans K-60
شکل 3-27 : Predictor Importance for Kohonen61
شکل 3-28 : اندازه خوشه ها و نسبت کوچکترین خوشه به بزرگترین خوشه در الگوریتم
Kohonen62
شکل 3-29 : کیفیت خوشه ها در الگوریتمMeans K-63
شکل 3-30 : تعداد نرون های ورودی و خروجی در Kohonen63
شکل 3-31 : Predictor Importance for دوگامی64
شکل 3-32 : اندازه خوشه ها و نسبت کوچکترین خوشه به بزرگترین خوشه در
الگوریتم دوگامی65
شکل 3-33 : کیفیت خوشه ها در الگوریتم دوگامی66
شکل4-1: نمودارنسبت تخفیف عدم خسارت به خسارت75
فصل اول
194500518986500
مقدمه
شرکتهای تجاری و بازرگانی برای ادامه بقا و حفظ بازار همواره بر سود دهی و کاهش ضرر و زیان خود تاکید دارند از این رو روشهای جذب مشتری و همچنین تکنیکهای جلوگیری یا کاهش زیان در سرلوحه کاری این شرکتها قرار می گیرد.
از جمله شرکتهایی که بدلایل مختلف در معرض کاهش سود و یا افزایش زیان قرار می گیرند شرکتهای بیمه ای می باشند. عواملی همچون بازاریابی، وفاداری مشتریان، نرخ حق بیمه، تبلیغات، تقلب، می تواند باعث جذب یا دفع مشتری گردد که در سود و زیان تاثیر مستقیم و غیر مستقیم دارد. پرداخت خسارت نیز به عنوان تعهد شرکتهای بیمه منجر به کاهش سود و در بعضی موارد موجب زیان یک شرکت بیمه می شود. خسارت می تواند بدلایل مختلف رخ دهد و یا عملی دیگر به گونه ای خسارت جلوه داده شود که در واقع اینچنین نیست[Derrig et. al 2006].
عواملی از قبیل فرهنگ رانندگی، داشتن گواهینامه رانندگی، نوع گواهینامه و تطابق یا عدم تطابق آن با وسیله نقلیه، جاده های بین شهری و خیابانهای داخل شهر که شهرداری ها و ادارات راه را به چالش می کشد، تقلب، وضعیت آب و هوا، کیفیت خودروی خودرو سازان، سن راننده، سواد راننده، عدم تطابق حق بیمه با مورد بیمه [Wilson 2003]، روزهای تعطیل، مسافرتها و بسیاری موارد دیگر می توانند موجب خسارت و در نهایت افزایش زیان یک شرکت بیمه ای گردند.
بیمه صنعتی سودمند، ضروری و مؤثر در توسعه اقتصادی است. این صنعت بدلیل «افزایش امنیت در عرصه های مختلف زندگی و فعالیتهای اقتصادی»، «افزایش سرمایه گذاری و اشتغال و رشد اقتصادی» و « ارتقای عدالت اقتصادی و کاهش فقر ناشی از مخاطرات »، حائز جایگاه مهمی در پیشرفت و تعالی یک کشور است.
با وجود نقش مهم بیمه در بسترسازی و تأمین شرایط مساعد اقتصادی، وضعیت کنونی این صنعت در اقتصاد ملی با وضعیت مطلوب آن فاصله زیادی دارد. عدم آشنایی عمومی و کم بودن تقاضا برای محصولات بیمه ای، دانش فنی پایین در عرصه خدمات بیمه ای، عدم تطابق ریسک با حق بیمه، تفاوت فاحش در مقایسه معیارهای تشخیص ریسک بیمه شخص ثالث با نوع بیمه معادل در کشورهای توسعه یافته، وجود نارسایی ها در مدیریت واحدهای عرضه بیمه از دلایل عدم توسعه مناسب این صنعت در کشور است. از آنجا که بشر در طول تاریخ به کمک علم و تجربه رستگاری ها و توفیقات فراوانی کسب کرده است، نگاه علمی تر به مشکلات این صنعت و یافتن راه حل در بستر علم می تواند راه گشا باشد.
امروزه بوسیله روشهای داده کاوی ارتباط بین فاکتورهای مختلف موثر یا غیر موثر در یک موضوع مشخص می شود و با توجه به اینکه داده کاوی ابزاری مفید در استخراج دانش از داده های انبوه می باشد که ارتباطات نهفته بین آنها را نشان می دهد، شرکتهای تجاری بازرگانی رو به این تکنیکها آورده اند.
داده کاوی محدود به استفاده از فناوری ها نیست و از هرآنچه که برایش مفید واقع شود استفاده خواهد کرد. با این وجود آمار و کامپیوتر پر استفاده ترین علوم و فناوری های مورد استفاده داده کاوی است.
تعریف داده کاوی XE "تعریف داده کاوی" XE "تعریف داده کاوی"
داده کاوی روند کشف قوانین و دانش ناشناخته و مفید از انبوه داده ها و پایگاه داده است[ Liu et. al 2012].
انجام عمل داده کاوی نیز مانند هر عمل دیگری مراحل خاص خود را دارد که به شرح زیر می باشند:
1-جدا سازی داده مفید از داده بیگانه
2-یکپارچه سازی داده های مختلف تحت یک قالب واحد
3-انتخاب داده لازم از میان دیگر داده ها
4- انتقال داده به محیط داده کاوی جهت اکتشاف قوانین
5-ایجاد مدلها و الگوهای مرتبط بوسیله روشهای داده کاوی
6-ارزیابی مدل و الگوهای ایجاد شده جهت تشخیص مفید بودن آنها
7-انتشار دانش استخراج شده به کاربران نهایی
تعریف بیمهبیمه: بیمه عقدی است که به موجب آن یک طرف تعهد می کند در ازاء پرداخت وجه یا وجوهی از طرف دیگر در صورت وقوع یا بروز حادثه خسارت وارده بر او را جبران نموده یا وجه معینی بپردازد. متعهد را بیمه گر طرف تعهد را بیمه گذار وجهی را که بیمه گذار به بیمه گر می پردازد حق بیمه و آنچه را که بیمه می شود موضوع بیمه نامند]ماده یک قانون بیمه مصوب 7/2/1316[.
هدف پایان نامهدر این پژوهش سعی شده است با استفاده از تکنیکهای داده کاوی اقدام به شناسایی فاکتورهای تاثیر گذار در سود و زیان بیمه شخص ثالث خودرو شرکتهای بیمه نموده و ضریب تاثیر آنها را بررسی نماییم. الگوریتم های استفاده شده در این پژوهش شامل دسته بند ها، خوشه بند ها، درخت های تصمیم و قوانین انجمنی بوده است.
مراحل انجام تحقیقدر این پایان نامه با استفاده از روشهای داده کاوی با استفاده از بخشی از داده های صدور و خسارت یک سال شرکت بیمه مدل شده و از روی آنها یک الگو ساخته می شود. در واقع به این طریق به الگوریتم یاد داده می شود که ارتباطات بین داده ها، منجر به چه نتایجی می شود. سپس بخشی از داده ها که در مرحله قبل از آن استفاده نشده بود به مدل ایجاد شده داده می شود ونتایج توسط معیارهای علمی مورد ارزیابی قرار میگیرند. بمنظور آزمایش عملکرد می توان داده های دیگری به مدل داده شود و نتایج حاصله با نتایج واقعی موجود مقایسه شوند.
ساختار پایان نامهاین پایان نامه شامل چهارفصل خواهد بود که فصل اول شامل یک مقدمه و ضرورت پژوهش انجام شده و هدف این پژوهش است. در فصل دوم برخی تکنیک های داده کاوی و روشهای آن مطرح و تحقیقاتی که قبلا در این زمینه انجام شده مورد بررسی قرار می گیرند. در فصل سوم به شرح مفصل پژوهش انجام شده و نرم افزار داده کاوی مورد استفاده در این پایان نامه می پردازیم و با کمک تکنیک های داده کاوی مدل هایی ارائه می شود و مدلهای ارائه شده درهرگروه با یکدیگر مقایسه شده و بهترین مدل از میان آنها انتخاب می گردد. در فصل چهارم مسائل مطرح شده جمع بندی شده و نتایج حاصله مطرح خواهند شد و سپس تغییراتی که در آینده در این زمینه می توان انجام داد پیشنهاد می شوند.

فصل دوم
193548028194000
ادبیات موضوع و تحقیقات پیشیندر این فصل ابتدا مروری بر روشهای داده کاوی خواهیم داشت سپس به بررسی تحقیقات پیشین می پردازیم.
داده کاوی و یادگیری ماشینداده کاوی ترکیبی از تکنیک های یادگیری ماشین، تشخیص الگو، آمار، تئوری پایگاه داده و خلاصه کردن و ارتباط بین مفاهیم و الگوهای جالب به صورت خودکار از پایگاه داده شرکتهای بزرگ است. هدف اصلی داده کاوی کمک به فرآیند تصمیم گیری از طریق استخراج دانش از داده هاست [Alpaydin 2010].
هدف داده کاوی آشکار کردن روندها یا الگوهایی که تا کنون ناشناخته بوده اند برای گرفتن تصمیمات بهتر است که این هدف را بوسیله به کارگیری روشهای آماری همچون تحلیل لجستیک و خوشه بندی و همچنین با استفاده از روشهای تحلیل داده به دست آمده از رشته های دیگر )همچون شبکه های عصبی در هوش مصنوعی و درختان تصمیم در یادگیری ماشین( انجام میدهد[Koh & Gervis 2010] . چون ابزارهای داده کاوی روند ها و رفتارهای آینده را توسط رصد پایگاه داده ها برای الگوهای نهان پیش بینی می کند با عث می شوند که سازمان ها تصمیمات مبتنی بر دانش گرفته و به سوالاتی که پیش از این حل آنها بسیار زمان بر بود پاسخ دهند [Ramamohan et. al 2012 ] .
داده کاوی یک ابزار مفید برای کاوش دانش از داده حجیم است. [Patil et. al 2012 ]. داده کاوی یافتن اطلاعات بامعنای خاص ازیک تعداد زیادی ازداده بوسیله بعضی ازفناوری ها به عنوان رویه ای برای کشف دانش ازپایگاه داده است، که گام های آن شامل موارد زیر هستند [Han and Kamber 2001] .
1-پاک سازی داده ها :حذف داده دارای نویز و ناسازگار
2-یکپارچه سازی داده: ترکیب منابع داده گوناگون
3-انتخاب داده: یافتن داده مرتبط با موضوع از پایگاه داده
4-تبدیل داده: تبدیل داده به شکل مناسب برای کاوش
5-داده کاوی: استخراج مدل های داده با بهره گیری از تکنولوژی
6- ارزیابی الگو: ارزیابی مدل هایی که واقعا برای ارائه دانش مفید هستند
7-ارائه دانش: ارائه دانش بعد ازکاوش به کاربران بوسیله استفاده از تکنولوژیهایی همچون ارائه بصری [Lin & Yeh 2012] .
ابزارها و تکنیک های داده کاویبا توجه به تنوع حجم و نوع داده ها، روش های آماری زیادی برای کشف قوانین نهفته در داده ها وجود دارند. این روش ها می توانند با ناظر یا بدون ناظر باشند. [Bolton & Hand 2002] در روش های با ناظر، نمونه هایی از مواردخسارتی موجود است و مدلی ساخته می شود که براساس آن، خسارتی یا غیر خسارتی بودن نمونه های جدید مشخص می شود. این روش جهت تشخیص انواع خسارت هایی مناسب است که از قبل وجود داشته اند]فولادی نیا و همکاران 1392[ .
روش های بدون ناظر، به دنبال کشف نمونه هایی هستند که کمترین شباهت را با نمونه های نرمال دارند. برای انجام فعالیت هایی که در هر فاز داده کاوی باید انجام شود از ابزارها و تکنیک های گوناگونی چون الگوریتمهای پایگاه داده، تکنیکهای هوش مصنوعی، روشهای آماری، ابزارهای گرافیک کامپیوتری و مصور سازی استفاده می شود. هر چند داده کاوی لزوما به حجم داده زیادی بعنوان ورودی نیاز ندارد ولی امکان دارد در یک فرآیند داده کاوی حجم داده زیادی وجود داشته باشد.
در اینجاست که از تکنیک ها وابزارهای پایگاه داده ها مثل نرمالسازی، تشخیص و تصحیح خطا و تبدیل داده ها بخصوص در فازهای شناخت داده و آماده سازی داده استفاده می شود. همچنین تقریبا در اکثرفرآیند های داده کاوی از مفاهیم، روشها و تکنیک های آماری مثل روشهای میانگین گیری )ماهیانه، سالیانه و . . . (، روشهای محاسبه واریانس و انحراف معیار و تکنیک های محاسبه احتمال بهره برداری های فراوانی می شود. یکی دیگر از شاخه های علمی که به کمک داده کاوی آمده است هوش مصنوعی می باشد.
هدف هوش مصنوعی هوشمند سازی رفتار ماشینها است. می توان گفت تکنیک های هوش مصنوعی بطور گسترده ای در فرآیند داده کاوی به کار می رود بطوریکه بعضی از آماردانها ابزارهای داده کاوی را بعنوان هوش آماری مصنوعی معرفی می کنند.
قابلیت یادگیری بزرگترین فایده هوش مصنوعی است که بطور گسترده ای در داده کاوی استفاده می شود. تکنیک های هوش مصنوعی که در داده کاوی بسیار زیاد مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از شبکه های عصبی، روشهای تشخیص الگوی یادگیری ماشین و الگوریتمهای ژنتیک ونهایتا تکنیک ها و ابزارهای گرافیک کامپیوتری و مصور سازی که بشدت در داده کاوی بکار گرفته می شوند و به کمک آنها می توان داده های چند بعدی را به گونه ای نمایش داد که تجزیه وتحلیل نتایج برای انسان براحتی امکان پذیر باشد [Gupta 2006].
روشهای داده کاوی عمده روشهای داده کاوی عبارتند از روشهای توصیف داده ها، روشهای تجزیه و تحلیل وابستگی، روشهای دسته بندی و پیشگویی، روشهای خوشه بندی، روشهای تجزیه و تحلیل نویز.
می توان روش های مختلف کاوش داده را در دو گروه روش های پیش بینی و روش های توصیفی طبقه بندی نمود. روش های پیش بینی در متون علمی به عنوان روش های با ناظر نیزشناخته می شوند. روش های دسته بندی، رگرسیون و تشخیص انحراف از روشهای یادگیری مدل در داده کاوی با ماهیت پیش بینی هستند. در الگوریتم های دسته بندی مجموعه داده اولیه به دو مجموعه داده با عنوان مجموعه داده های آموزشی و مجموعه داده های آزمایشی تقسیم می شود که با استفاده از مجموعه داده های آموزشی مدل ساخته می شود و از مجموعه داده های آزمایشی برای اعتبار سنجی و محاسبه دقت مدل ساخته شده استفاده می شود. هررکورد شامل یک مجموعه ویژگی است.
یکی از ویژگی ها، ویژگی دسته نامیده می شود و در مرحله آموزش براساس مقادیر سایر ویژگی ها برای مقادیر ویژگی دسته، مدل ساخته می شود. روشهای توصیفی الگوهای قابل توصیفی را پیدا میکنند که روابط حاکم بر داده ها را بدون در نظرگرفتن هرگونه برچسب و یا متغیرخروجی تبیین نمایند. درمتون علمی روشهای توصیفی با نام روشهای بدون ناظر نیز شناخته می شوند ]صنیعی آباده 1391[.

روشهای توصیف داده هاهدف این روشها ارائه یک توصیف کلی از داده هاست که معمولا به شکل مختصر ارائه می شود. هر چند توصیف داده ها یکی از انواع روشهای داده کاوی است ولی معمولا هدف اصلی نیست واغلب از این روش برای تجزیه و تحلیل نیاز های اولیه و شناخت طبیعت داده ها و پیدا کردن خصوصیات ذاتی داده ها یا برای ارائه نتایج داده کاوی استفاده می شود [Sirikulvadhana 2002] .
روشهای تجزیه و تحلیل وابستگی هدف این روشها پیدا کردن ارتباطات قابل توجه بین تعداد زیادی از متغیر ها یا صفات می باشد[Gupta 2006] . یکی از روشهای متداول برای کشف قواعد وابستگی مدل Apriori است که نسبت به سایر مدلهای کشف قواعد وابستگی سریعتر بوده و محدودیتی از نظر تعداد قواعد ندارد [Xindong et al 2007] . کاوش قواعد تلازمی یکی از محتواهای اصلی تحقیقات داده کاوی در حال حاضر است و خصوصا بر یافتن روابط میان آیتم های مختلف در پایگاه داده تاکید دارد [Patil et. al 2012] . سه مدل CARMA و GRI و Fpgrowth سه الگوریتم دیگر از قواعد وابستگی هستند.
روشهای دسته بندی و پیشگویی
دسته بندی یک فرآیند یافتن مدل است که برای بخش بندی داده به کلاس های مختلف برطبق بعضی محدودیت ها استفاده شده است. به بیان دیگر ما می توانیم بگوییم که دسته بندی یک فرآیند تعمیم داده بر طبق نمونه های مختلف است. چندین نمونه اصلی الگوریتم های طبقه بندی شامل C4. 5 ، K نزدیکترین همسایه، بیز ساده و SVM است [Kumar and Verna 2012].
یکی از این نوع الگوریتم ها نظریه بیز می باشد. این دسته بند از یک چارچوب احتمالی برای حل مساله استفاده می کند. یک رکورد مفروض با مجموعه ویژگی های (A1, A2…. An) را درنظر بگیرید. هدف تشخیص دسته این رکورد است. در واقع از بین دسته های موجود به دنبال دسته ای هستیم که مقدارP(C|A1, A2…. An) را بیشینه کند. پس این احتمال را برای تمامی دسته های موجود محاسبه کرده و دسته ای که این احتمال به ازای آن بیشینه شود را به عنوان دسته رکورد جدید در نظر می گیریم.
PCA=PAC PCPAرگرسیون نیز نوع دیگری از این الگوریتم ها است. پیش بینی مقدار یک متغیر پیوسته بر اساس مقادیر سایر متغیرها بر مبنای یک مدل وابستگی خطی یا غیر خطی رگرسیون نام دارد. درواقع یک بردار X داریم که به یک متغیر خروجی y نگاشت شده است. هدف محاسبه y یا همان F(X) است که از روی تخمین تابع مقدار آن محاسبه می شود.
درخت تصمیمدرخت تصمیم از ابزارهای داده کاوی است که در رده بندی داده های کیفی استفاده می شود. در درخت تصمیم، درخت کلی به وسیله خرد کردن داده ها به گره هایی ساخته می شود که مقادیری از متغیر ها را در خود جای می دهند. با ایجاد درخت تصمیم بر اساس داده های پیشین که رده آنها معلوم است، می توان داده های جدید را دسته بندی کرد. روش درخت تصمیم به طور کلی برای دسته بندی استفاده می شود، زیرا یک ساختار سلسله مراتبی ساده برای فهم کاربر و تصمیم گیری است. الگوریتم های داده کاوی گوناگونی برای دسته بندی مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی، قوانین نزدیکترین همسایگی و دسته بندی بیزین در دسترس است اما درخت تصمیم یکی از ساده ترین تکنیک هاست [Patil et. al 2012] . از انواع درخت های تصمیم می توان C4. 5 و C5 و Meta Decision Tree و Random Forest وJ48 را نام برد.

2-3-5-شبکه عصبیروش پرکاربرد دیگر در پیشگویی نتایج استفاده از شبکه های عصبی می باشد. شبکه های عصبی مدل ساده شده ای است که بر مبنای عملکرد مغز انسان کار می کند. اساس کار این شبکه شبیه سازی تعداد زیادی واحد پردازشی کوچک است که با هم در ارتباط هستند. به هریک از این واحد ها یک نرون گفته می شود. نرون ها بصورت لایه لایه قرار دارند و در یک شبکه عصبی معمولا سه لایه وجود دارد [Gupta 2006] . اولین لایه )لایه ورودی ( ، دومین )لایه نهان (و سومین )لایه خروجی (. لایه نهان می تواند متشکل از یک لایه یا بیشتر باشد [P--han et. al 2011 ] .
2-3-6- استدلال مبتنی بر حافظهتوانایی انسان در استدلال براساس تجربه، به توانایی او در شناخت و درک نمونه های مناسبی که مربوط به گذشته است، بستگی دارد. افراد در ابتدا تجارب مشابهی که در گذشته داشته را شناسایی و سپس دانشی که از آن ها کسب کرده است را برای حل مشکل فعلی به کار می گیرند. این فرآیند اساس استدلال مبتنی بر حافظه است. یک بانک اطلاعاتی که از رکوردهای شناخته شده تشکیل شده است مورد جستجو قرار می گیرد تارکوردهای از قبل طبقه بندی شده و مشابه با رکورد جدید یافت شود.
از این همسایه ها برای طبقه بند ی و تخمین زدن استفاده می شود. KNN یک نمونه از این الگوریتم هاست. فرض کنید که یک نمونه ساده شده با یک مجموعه از صفت های مختلف وجود دارد، اما گروهی که این نمونه به آن متعلق است نامشخص است. مشخص کردن گروه می تواند از صفت هایش تعیین شود. الگوریتم های مختلفی می تواند برای خودکار سازی فرآیند دسته بندی استفاده بشود. یک دسته بند نزدیک ترین همسایه یک تکنیک برای دسته بندی عناصر است مبتنی بردسته بندی عناصر در مجموعه آموزشی که شبیه تر به نمونه آزمایشی هستند.
باتکنیک Kنزدیکترین همسایه، این کار با ارزیابی تعداد K همسایه نزدیک انجام می شود. [Tan et al 2006] . تمام نمونه های آموزشی در یک فضای الگوی چند بعدی ذخیره شده اند. وقتی یک نمونه ناشناخته داده می شود، یک دسته بند نزدیکترین همسایه در فضای الگو برای K نمونه آموزشی که نزدیک به نمونه ناشناخته هستند جستجو می کند. نزدیکی بر اساس فاصله اقلیدسی تعریف می شود [Wilson and Martinez 1997] .
2-3-7-ماشین های بردار پشتیبانیSVM اولین بار توسط Vapnik در سال 1990 معرفی شد و روش بسیار موثری برای رگرسیون و دسته بندی و تشخیص الگو است [Ristianini and Shawe 2000] .
SVM به عنوان یک دسته بند خوب در نظر گرفته می شود زیرا کارایی تعمیم آن بدون نیاز به دانش پیشین بالاست حتی وقتیکه ابعاد فضای ورودی بسیار بالاست. هدف SVM یافتن بهترین دسته بند برای تشخیص میان اعضای دو کلاس در مجموعه آموزشی است [Kumar and Verna 2012] .
رویکرد SVM به این صورت است که در مرحله آموزش سعی دارد مرز تصمیم گیری را به گونه ای انتخاب نماید که حداقل فاصله آن با هر یک از دسته های مورد نظر را بیشینه کند. این نوع انتخاب مرز بر اساس نقاطی بنام بردارهای پشتیبان انجام می شوند.
2-3-8-روشهای خوشه بندی هدف این روشها جداسازی داده ها با خصوصیات مشابه است. تفاوت بین دسته بندی و خوشه بندی این است که در خوشه بندی از قبل مشخص نیست که مرز بین خوشه ها کجاست و برچسبهای هر خوشه از پیش تعریف شده است ولی در دسته بندی از قبل مشخص است که هر دسته شامل چه نوع داده هایی می شود و به اصطلاح برچسب های هر دسته از قبل تعریف شده اند. به همین دلیل به دسته بندی یادگیری همراه با نظارت و به خوشه بندی یادگیری بدون نظارت گفته می شود [Osmar 1999] .
2-3-9- روش K-Meansیکی از روش های خوشه بندی مدل K-Means است که مجموعه داده ها را به تعدادثابت و مشخصی خوشه، خوشه بندی می کند. روش کار آن به این صورت است که تعداد ثابتی خوشه در نظر میگیرد و رکوردها را به این خوشه ها اختصاص داده و مکرراً مراکز خوشه ها را تنظیم می کند تا زمانیکه بهترین خوشه بندی بدست آید[Xindong et al 2007].
2-3-10-شبکه کوهننشبکه کوهنن نوعی شبکه عصبی است که در این نوع شبکه نرون ها در دو لایه ورودی و خروجی قرار دارند و همه نرون های ورودی به همه نرون های خروجی متصل اندو این اتصالات دارای وزن هستند. لایه خروجی در این شبکه ها بصورت یک ماتریس دو بعدی چیده شده و به آن نقشه خروجی گفته می شود. مزیت این شبکه نسبت به سایر انواع شبکه های عصبی این است که نیاز نیست دسته یا خوشه داده ها از قبل مشخص باشد، حتی نیاز نیست تعداد خوشه ها از قبل مشخص باشد. شبکه های کوهنن با تعداد زیادی نرون شروع می شود و به تدریج که یادگیری پیش می رود، تعداد آنها به سمت یک تعداد طبیعی و محدود کاهش می یابد.
2-3-11-روش دو گاماین روش در دو گام کار خوشه بندی را انجام می دهد. در گام اول همه داده ها یک مرور کلی می شوند و داده های ورودی خام به مجموعه ای از زیر خوشه های قابل مدیریت تقسیم می شوند. گام دوم با استفاده از یک روش خوشه بندی سلسله مراتبی بطور مداوم زیر خوشه ها را برای رسیدن به خوشه های بزرگتر با هم ترکیب می کند بدون اینکه نیاز باشد که جزئیات همه داده ها را مجددا مرور کند.
2-3-12-روشهای تجزیه و تحلیل نویزبعضی از داده ها که به طور بارز و مشخصی از داده های دیگر متمایز هستند اصطلاحاً بعنوان داده خطا یا پرت شناخته می شوند که باید قبل از ورود به فاز مدلسازی و در فاز آماده سازی داده ها برطرف شوند. با وجود این زمانیکه شناسایی داده های غیر عادی یا غیر قابل انتظار مانند موارد تشخیص تقلب هدف اصلی باشد، همین نوع داده ها مفید هستند که در این صورت به آنها نویز گفته می شود [Osmar 1999].
دسته های نامتعادل]صنیعی آباده 1391[.
مجموعه داده هایی که در آنها ویزگی دسته دارای توزیع نامتعادل باشد بسیار شایع هستند. مخصوصاً این مجموعه داده ها در کاربردها و مسائل واقعی بیشتر دیده می شوند.
در چنین مسائلی با وجود اینکه تعداد رکوردهای مربوط به دسته نادر بسیار کمتر از دسته های دیگر است، ولی ارزش تشخیص دادن آن به مراتب بالاتر از ارزش تشخیص دسته های شایع است. در داده کاوی برای برخورد با مشکل دسته های نامتعادل از دو راهکار استفاده می شود:
راهکار مبتنی بر معیار
راهکار مبتنی بر نمونه برداری
راهکار مبتنی بر معیاردر دسته بندی شایع ترین معیار ارزیابی کارایی دسته بند، معیار دقت دسته بندی است. در معیار دقت دسته بندی فرض بر یکسان بودن ارزش رکوردهای دسته های مختلف دسته بندی است. در راهکار مبتنی بر معیار بجای استفاده از معیار دقت دسته بندی از معیارهایی بهره برداری می شود که بتوان بالاتر بودن ارزش دسته های نادر و کمیاب را در آنها به نحوی نشان داد. بنابراین با لحاظ نمودن معیارهای گفته شده در فرآیند یادگیری خواهیم توانست جهت یادگیری را به سمت نمونه های نادر هدایت نماییم. از جمله معیارهایی که برای حل مشکل عدم تعادل دسته ها بکار می روند عبارتند از Recall, Precession, F-Measure, AUC و چند معیار مشابه دیگر.
2-4-2-راهکار مبتنی بر نمونه بردارینمونه برداری یکی از راهکارهای بسیار موثربرای مواجهه با مشکل دسته های نامتعادل است. ایده اصلی نمونه برداری آن است که توزیع نمونه ها را به گونه ای تغییر دهیم که دسته کمیاب به نحو پررنگ تری در مجموعه داده های آموزشی پدیدار شوند. سه روش برای این راهکار وجود دارد که عبارتند از:
الف- نمونه برداری تضعیفی:
در این روش نمونه برداری، توزیع نمونه های دسته های مساله به گونه ای تغییر می یابند که دسته شایع به شکلی تضعیف شود تا از نظرفراوانی با تعداد رکوردهای دسته نادر برابری کند. به این ترتیب هنگام اجرای الگوریتم یادگیری، الگوریتم ارزشی مساوی را برای دو نوع دسته نادر و شایع درنظر می گیرد.
ب- نمونه برداری تقویتی:
این روش درست برعکس نمونه برداری تضعیفی است. بدین معنی که نمونه های نادر کپی برداری شده و توزیع آنها با توزیع نمونه های شایع برابر می شود.
ج- نمونه برداری مرکب:
در این روش از هردو عملیات تضعیفی و تقویتی بصورت همزمان استفاده میشود تا توزیع مناسب بدست آید.
در این پژوهش با توجه به کمتر بودن نسبت نمونه نادر یعنی منجر به خسارت شده به نمونه شایع از روش نمونه برداری تضعیفی استفاده گردید که کل تعداد نمونه ها به حدود 3 هزار رکورد تقلیل پیدا کرد و توزیع نمونه ها به نسبت مساوی بوده است. شایان ذکر است این نمونه برداری پس از انجام مرحله پاک سازی داده ها انجام شد که خود مرحله پاکسازی با عث تقلیل تعداد نمونه های اصلی نیز گردیده بود.
پیشینه تحقیقسالهاست که محققان در زمینه بیمه و مسائل مرتبط با آن به تحقیق پرداخته اند و از جمله مسائلی که برای محققان بیشتر جذاب بوده است می توان به کشف تقلب اشاره کرد.
Brockett و همکاران [Brockett et. al 1998] ابتدا به کمک الگوریتم تحلیل مولفه های اصلی (PCA) به انتخاب ویژگی ها پرداختند و سپس با ترکیب الگوریتم های خوشه بندی و شبکه های عصبی به کشف تقلبات بیمه اتومبیل اقدام کردند. مزیت این کار ترکیب الگوریتمها و انتخاب ویژگی بوده که منجر به افزایش دقت خروجی بدست آمده گردید.
Phua و همکاران [ Phua et. al 2004] با ترکیب الگوریتم های شبکه های عصبی پس انتشاری ، بیزساده و درخت تصمیم c4.5 به کشف تقلب در بیمه های اتومبیل پرداختند.نقطه قوت این کار ترکیب الگوریتم ها بوده اما بدلیل عدم کاهش ویژگی ها و کاهش ابعاد مساله میزان دقت بدست آمده در حد اعلی نبوده است.
Allahyari Soeini و همکاران [Allahyari Soeini et. al 2012] نیز یک متدلوژی با استفاده از روشهای داده کاوی خوشه بندی ودرخت تصمیم برای مدیریت مشتریان ارائه دادند. از ایرادات این روش میتوان عدم استفاده از الگوریتم های دسته بندی و قوانین انجمنی را نام برد.
مورکی علی آباد ] مورکی علی‌آباد1390[ تحقیقی داشته است که اخیراً در زمینه بیمه صورت گرفته و درمورد طبقه‌بندی مشتریان صنعت بیمه با هدف شناسایی مشتریان بالقوه با استفاده از تکنیک‌های داده‌کاوی (مورد مطالعه: بیمه‌گذاران بیمه آتش‌سوزی شرکت بیمه کارآفرین (که هدف آن دسته بندی مشتریان صنعت بیمه بر اساس میزان وفاداری به شرکت، نوع بیمه نامه های خریداری شده، موقعیت جغرافیایی مکان های بیمه شده و میزان جذب به شرکت بیمه در بازه زمانی 4 سال گذشته بوده است. روش آماری مورد استفاده از تکنیک های داده کاوی نظیر درخت تصمیم و دسته بندی بود. این تحقیق نیز چون نمونه آن قبلا انجام شده بوده از الگوریتم های متفاوت استفاده نکرده است. همچنین سعی بر بهبود تحقیق قبلی نیز نداشته است. وجه تمایز این تحقیق با نمونه قبلی استفاده از ویژگی های متفاوت بوده است.
عنبری ]عنبری 1389[ نیز پژوهشی در خصوص طبقه بندی ریسک بیمه گذاران در رشته بیمه بدنه اتومبیل با استفاده از داده کاوی داشته است که هدف استفاده از داده های مربوط به بیمه نامه بدنه از کل شرکتهای بیمه (بانک اطلاعاتی بیمه خودرو) بوده و سعی بر آن شده است تا بررسی شود که آیا میتوان بیمه گذاران بیمه بدنه اتومبیل را از نظر ریسک طبقه بندی کرد؟ و آیا درخت تصمیم برای طبقه بندی بیمه گذاران بهترین ابزار طبقه بندی می باشد؟ و آیا سن و جنسیت از موثرترین عوامل در ریسک بیمه گذار محسوب می شود؟ نتایج این طبقه بندی به صورت درخت تصمیم و قوانین نشان داده شده است. ونتایج حاصل از صحت مدل درخت تصمیم با نتایج الگوریتم های شبکه عصبی و رگرسیون لجستیک مورد مقایسه قرار گرفته است. از مزیت های این تحقیق استفاده از الگوریتم های متفاوت و مقایسه نتایج حاصله برای بدست آوردین بهترین الگوریتم ها بوده است.
رستخیز پایدار]رستخیز پایدار 1389[ تحقیقی دیگر در زمینه بخش بندی مشتریان بر اساس ریسک با استفاده از تکنیک داده کاوی (مورد مطالعه: بیمه بدنه اتومبیل بیمه ملت) داشته است. با استفاده از مفاهیم شبکه خود سازمانده بخش بندی بر روی مشتریان بیمه بدنه اتومبیل بر اساس ریسک صورت گرفت. در این تحقیق عوامل تأثیرگذار بر ریسک بیمه گذاران طی دو مرحله شناسایی گردید. در مرحله اول هیجده فاکتور ریسک در چهار گروه شامل مشخصات جمعیت شناختی، مشخصات اتومبیل، مشخصات بیمه نامه و سابقه راننده از بین مقالات علمی منتشر گردیده در ژورنال های معتبر در بازه سال های 2000 الی 2009 استخراج گردید و در مرحله دوم با استفاده از نظرسنجی از خبرگان فاکتورهای نهایی تعیین گردید. مشتریان بیمه بدنه اتومبیل در این تحقیق با استفاده از شبکه های عصبی خودسازمانده به چهار گروه مشتریان با ریسک های متفاوت بخش بندی گردیدند. مزیت این تحقیق استفاده از نظر خبرگان بیمه بوده و ایراد آن عدم استفاده از ویژگی های بیشتر و الگوریتم های انتخاب ویژگی بوده است.
ایزدپرست  ]ایزدپرست1389[ همچنین تحقیقی در مورد ارائه چارچوبی برای پیش بینی خسارت مشتریان بیمه بدنه اتومبیل با استفاده از راهکار داده کاوی انجام داده است که چارچوبی برای شناسایی مشتریان بیمه بدنه اتومبیل ارائه می‌گردد که طی آن میزان خطرپذیری مشتریان پیش‌بینی شده و مشتریان بر اساس آن رده‌بندی می‌گردند. در نتیجه با استفاده از این معیار (سطح خطرپذیری) و نوع بیمه‌نامه مشتریان، میتوان میزان خسارت آنان را پیش‌بینی کرده و تعرفه بیمه‌نامه متناسب با ریسک آنان تعریف نمود. که این مطلب می‌تواند کمک شایانی برای شناسایی مشتریان و سیاستگذاری‌های تعرفه بیمه نامه باشد. در این تحقیق از دو روش خوشه‌بندی و درخت‌تصمیم استفاده می‌گردد. در روش خوشه‌بندی مشتریان بر اساس ویژگی هایشان در خوشه هایی تفکیک شده، سپس میانگین سطح خسارت در هر یک از این خوشه‌ها را محاسبه میکند. حال مشتریان آتی با توجه به اینکه به کدامیک از این خوشه‌ها شبیه تر هستند در یکی از آنها قرار می‌گیرند تا سطح خسارتشان مشخص گردد. در روش درخت‌تصمیم با استفاده از داده‌های مشتریان، درختی را بر اساس مجموعه‌ای از قوانین که بصورت "اگر-آنگاه" می‌باشد ایجاد کرده و سپس مشتریان جدید با استفاده از این درخت رده‌بندی می‌گردند. در نهایت هر دو این مدلها مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. ایراد این روش در عدم استفاده از دسته بند ها بوده است. چون ماهیت تحقیق پیش بینی بوده است استفاده از دسته بند ها کمک شایانی به محقق در تولبد خروجی های حذاب تر می کرد.
خلاصه فصلعمده پژوهشهایی که درخصوص داده های بیمه ای صورت گرفته کمتر به سمت پیش بینی سود و زیان شرکتهای بیمه بوده است. در موارد مشابه نیزپیش بینی خسارت مشتریان انجام شده که هدف دسته بندی مشتریان بوده است. موضوع این پژوهش اگرچه از نوع همسان با تحقیقات گفته شده است اما در جزئیات بیمه شخص ثالث را پوشش می دهد که درکشور ما یک بیمه اجباری تلقی می شود. همچنین تعداد خصیصه هایی که در صدور یا خسارت این بیمه نامه دخالت دارند نسبت به سایر بیمه های دیگر بیشتر بوده ضمن اینکه بررسی سود یا زیان بیمه شخص ثالث با استفاده از دانش نوین داده کاوی کارتقریبا جدیدی محسوب می شود.

فصل سوم
2087880229743000
شرح پژوهشدر این فصل هدف بیان مراحل انجام این پژوهش و تحلیل خروجی های بدست آمده می باشد.

انتخاب نرم افزاردر اولین دهه آغاز به کار داده کاوی و در ابتدای امر، هنوز ابزار خاصی برای عملیات کاوش وجود نداشت و تقریبا نیاز بود تا تمامی تحلیل گران، الگوریتمهای موردنظر داده کاوی و یادگیری ماشین را با زبان های برنامه نویسی مانند c یا java یا ترکیبی از چند زبان پیاده سازی کنند. اما امروزه محیط های امکان پذیر برای این امر، با امکانات مناسب و قابلیت محاوره گرافیکی زیادی را می توان یافت]صنیعی آباده 1391[.
Rapidminerاین نرم افزار یک ابزار داده کاوی متن باز است که به زبان جاوا نوشته شده و از سال 2001 میلادی تا به حال توسعه داده شده است. در این نرم افزار سعی تیم توسعه دهنده بر این بوده است که تا حد امکان تمامی الگوریتم های رایج داده کاوی و همچنین یادگیری ماشین پوشش داده شوند. بطوری که حتی این امکان برای نرم افزار فراهم شده است تا بتوان سایر ابزارهای متن باز داده کاوی را نیز به آن الحاق نمود. رابط گرافیکی شکیل و کاربر پسند نرم افزار نیز آن را یک سرو گردن بالاتر از سایر ابزارهای رقیب قرار میدهد]صنیعی آباده 1391[.
مقایسه RapidMiner با سایر نرم افزار های مشابهدر اینجا دو نرم افزار مشهور متن باز را با RapidMiner مقایسه خواهیم کرد و معایب و مزایای آنها را بررسی می کنیم.
الف-R
یک زبان برنامه نویسی و یک پکیج داده کاوی به همراه توابع آماری است و بر پایه زبان های s و scheme پیاده سازی شده است. این نرم افزار متن باز، حاوی تکنیک های آماری مانند: مدل سازی خطی و غیرخطی، آزمون های کلاسیک آماری، تحلیل سری های زمانی، دسته بندی، خوشه بندی، و همچنین برخی قابلیت های گرافیکی است. R را می توان در محاسبات ماتریسی نیز بکار برد که این امر منجر به استفاده از آن در علم داده کاوی نیز می شود.
-مزایا:
شامل توابع آماری بسیار گسترده است.
بصورت بسیارمختصر قادر به حل مسائل آماری است.
دربرابر سایر نرم افزار های مرسوم کار با آرایه مانند Mathematica, PL, MATLAB, LISP/Scheme قدرت مند تر است.
با استفاده از ویژگی Pipeline قابلیت ترکیب بالایی را با سایر ابزارها و نرم افزارها دارد.
توابع نمودار مناسبی دارد.
-معایب:
فقدان واسط کاربری گرافیک
فقدان سفارشی سازی لزم جهت داده کاوی
ساختار زبانی کاملا متفاوت نسبت به زبان های برنامه نویسی مرسوم مانندc, PHP, java, vb, c#.
نیاز به آشنایی با زبانهای آرایه ای
قدیمی بودن این زبان نسبت به رقبا. این زبان در 1990 ساخته شده است.
ب- Scipy
یک مجموعه از کتابخانه های عددی متن باز برای برنامه نویسی به زبان پایتون است که برخی از الگوریتم های داده کاوی را نیز پوشش می دهد.
-مزایا
برای کاربردهای ریاضی مناسب است.
عملیات داده کاوی در این نرم افزار چون به زبان پایتون است راحت انجام می شود.
-معایب
الگوریتم های یادگیری مدل در این کتابخانه هنوز به بلوغ کامل نرسیده اند و درحال تکامل هستند.
برای پیاده سازی الگوریتم های داده کاوی توسط این ابزار باید از ترکیب های متفاوت آنچه در اختیار هست استفاده کرد.
ج-WEKA
ابزار رایج و متن باز داده کاوی است که کتابخانه های آماری و داده کاوی بسیاری را شامل میشود. این نرم افزار بوسیله جاوا نوشته شده است و در دانشگاه وایکاتو در کشور نیوزلند توسعه داده شده است.
-مزایا
دارای بسته های فراوان یادگیری ماشین.
دارای نمای گرافیکی مناسب.
مشخصا به عنوان یک ابزار داده کاوی معرفی شده است.
کار کردن با آن ساده است.
اجرای همزمان چندین الگوریتم و مقایسه نتایج.
همانطور که مشخص شد weka در مقابل دیگر نرم افزار های بیان شده به لحاظ قدرت و کاربر پسندی به Rapidminer نزدیک تر است و شباهت های زیادی به هم دارند زیرا که:
هردو به زبان جاوا نوشته شده اند.
هردو تحت مجوزGPL منتشر شده اند.
Rapidminer بسیاری از الگوریتمهای weka را در خود بارگذاری میکند.
اما weka معایبی نسبت به Rapidminer دارد از جمله اینکه:
در اتصال به فایلهای حاوی داده Excel و پایگاه های داده که مبتنی بر جاوا نیستند ضعیف عمل میکند.
خواندن فایلهای csv به شکل مناسبی سازماندهی نشده است.
به لحاظ ظاهری در رده پایینتری قرار دارد.
در نهایت بعد از بررسی های انجام شده حتی در میان نرم افزار های غیرمتن باز تنها ابزاری که کارایی بالاتری از Rapidminer داشت statistica بود که متن باز نبوده و استفاده از آن نیازمند تقبل هزینه آن است]صنیعی آباده 1391[.
در یازدهمین و دوازدهمین بررسی سالانه KDDnuggets Data Mining / Analytics رای گیری با طرح این سوال که کدام ابزار داده کاوی را ظرف یک سال گذشته برای یک پروژه واقعی استفاده کرده ایددر سال 2010 از بین 912 نفر و در سال 2011 ازبین 1100 نفر انجام شد. توزیع رای دهندگان بدین صورت بوده است:
اروپای غربی 37%
آمریکای شمالی 35%
اروپای شرقی 10%
آسیا 6%
اقیانوسیه 4%
آمریکای لاتین 4%
آفریقا و خاورمیانه %4
نتایج به شرح جدول 3-1 بوده است :
جدول شماره 3-1: نتایج رای گیری استفاده از نرم افزارهای داده کاوی
2011 Vote 2010 Vote Software name
37. 8% 27. 7% Rapidminer
29. 8% 23. 3% R
24. 3% 21. 8% Excel
12. 1% 13. 6% SAS
18. 4% 12. 1% Your own code
19. 2% 12. 1% KNIMe
14. 4% 11. 8% WEKA
1. 6% 10. 6% Salford
6. 3% 8. 5% Statistica
همانطور که نتایج رای گیری مشخص میکند نرم افزار Rapidminer بیشترین استفاده کننده را دارد.
در این پایان نامه نیز عملیات داده کاوی توسط این نرم افزار انجام می شود. ناگفته نماند در قسمتهایی از نرم افزار minitab و Clementine12 نیز برای بهینه کردن پاسخ بدست آمده و بالابردن کیفیت نتایج استفاده شده است.

داده ها داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل مجموعه بیمه نامه های شخص ثالث صادر شده استان کهگیلویه و بویراحمد در سال 1390 شمسی بوده که بیمه نامه های منجر شده به خسارت نیز در این لیست مشخص گردیده اند. تعداد کل رکوردها حدود 20 هزار رکورد بوده که از این تعداد تقریباً 7. 5 درصد یعنی حدود 1500 رکوردمنجر به خسارت گردیده اند.
3-2-1- انتخاب دادهداده مورد استفاده در این پژوهش شامل دو مجموعه داده به شرح زیر بوده است:
صدور: اطلاعات بیمه نامه های صادره
خسارت: جزئیات خسارت پرداختی ازمحل هر بیمه نامه که خسارت ایجاد کرده
3-2-2-فیلدهای مجموعه داده صدور
این فیلدها در حالت اولیه 137 مورد به شرح جدول 3-2 بوده است.
3-2-3-کاهش ابعاد
در این پژوهش بخاطر موثرنبودن فیلدهایی اقدام به حذف این مشخصه ها کرده و فیلدهای موثر نهایی به 42 فیلد کاهش یافته که به شرح جدول 3-3 بدست آمده اند. کاهش ابعاد میتواند شامل حذف فیلدهای موثر که دارای اثر بسیار ناچیز درمقابل دیگر فیلدها است نیز باشد.
جدول شماره 3-2: فیلدهای اولیه داده های صدور
ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد
1 بیمه‌نامه 33 مدت بیمه 65 تعهدمازاد
2 سال‌صدوربیمه‌نامه 34 زمان‌شروع 66 کدنوع‌تعهدسرنشین
3 رشته‌بیمه 35 شغل‌بیمه‌گذار 67 میزان‌تعهدسرنشین
4 نمایش سند 36 سن‌بیمه‌گذار 68 حق‌بیمه‌ثالث‌قانونی
5 مکانیزه 37 سال‌کارت 69 ثالث قانونی+تعدددیات
6 دستی 38 سریال‌کارت 70 حق‌بیمه‌بند4
7 وب‌بنیان 39 کدوسیله‌نقلیه 71 حق‌بیمه‌ماده1
8 نام‌استان 40 کدزیررشته‌آمار 72 حق‌بیمه‌مازاد
9 نام‌شعبه 41 نوع‌وسیله‌نقلیه 73 حق‌بیمه‌سرنشین
10 کدشعبه 42 سیستم 74 مالیات
11 شعبه‌محل‌صدور 43 سال ساخت 75 مازادجانی
12 شعبه 44 رنگ 76 حق‌بیمه‌مازادمالی
13 نمایندگی‌محل‌صدور 45 شماره‌شهربانی 77 عوارض‌ماده92
14 کددولتی 46 شماره‌موتور 78 حق‌بیمه‌دریافتی
15 نمایندگی 47 شماره‌شاسی 79 tadodflg
16 دولتی 48 تعدادسیلندر 80 حق‌بیمه‌تعددخسارت
17 صادره‌توسط شعبه 49 کدواحدظ‌رفیت 81 جریمه‌بیمه‌مرکزی
18 کارمندی 50 ظرفیت 82 حق‌بیمه‌صادره‌شعبه
19 کدصادره‌توسط شعبه 51 شرح‌مورداستفاده 83 حق‌بیمه‌صادره‌نمایندگی
20 سریال‌بیمه‌نامه 52 یدک‌دارد؟ 84 کداضافه‌نرخ‌حق‌بیمه
21 شماره‌بیمه‌نامه 53 اتاق‌وسیله‌نقلیه 85 اضافه‌نرخ‌ثالث
22 نام‌بیمه‌گذار 54 نوع‌پلاک 86 اضافه‌نرخ‌بند4
23 آدرس‌بیمه‌گذار 55 جنسیت 87 اضافه‌نرخ‌مازاد
24 تلفن‌بیمه‌گذار 56 کدنوع‌بیمه‌نامه 88 تعدددیات
25 کدسازمان 57 نوع‌بیمه 89 اضافه‌نرخ‌تعدددیات
26 نام‌سازمان 58 بیمه‌نامه‌سال‌قبل 90 اضافه‌نرخ‌ماده‌یک
27 کدنوع‌بیمه 59 انقضاسال‌قبل 91 دیرکردجریمه
28 cbrn. cod 60 بیمه‌گرقبل 92 کدملی‌بیمه‌گذار
29 نوع‌بیمه 61 شعبه‌قبل 93 صادره‌توسط شعبه
30 تاریخ‌صدور 62 خسارت‌داشته‌؟ 94 نوع‌مستند1
31 تاریخ‌شروع 63 تعهدمالی 95 شماره‌مستند1
32 تاریخ‌انقضا 64 تعهدبدنی 96 تاریخ‌مستند1
ادامه جدول شماره 3-2: فیلدهای اولیه داده های صدور
ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد
97 مبلغ‌مستند1 111 تخفیف ایمنی 125 کداقتصادی
98 شماره‌حساب1 112 سایرتخفیف ها 126 کدملی
99 بانک1 113 ملاحظات 127 تاریخ‌ثبت
100 نوع‌مستند2 114 نام‌کاربر 128 کدشعبه‌صادرکننده‌اصلی
101 شماره‌مستند2 115 تاریخ‌سند 129 کدنمایندگی‌صادرکننده‌اصلی
102 تاریخ‌مستند2 116 کدشهربانی 130 کدسازمان‌صادرکننده‌اصلی
103 مبلغ‌مستند2 117 شعبه‌محل‌نصب 131 سال
104 شماره‌حساب2 118 کدمحل‌نصب 132 ماه
105 بانک2 119 دستی/مکانیزه 133 نوع


106 تخفیف‌نرخ‌اجباری 120 تیک‌باحسابداری 134 crecno
107 تخفیف‌نرخ‌اختیاری 121 سال‌انتقال 135 type_ex
108 تخفیف عدم خسارت 122 ماه‌انتقال 136 updflg
109 تخفیف صفرکیلومتر 123 sysid 137 hsab_sync
110 تخفیف گروهی 124 trsid کداقتصادی
جدول شماره 3-3: فیلدهای نهایی داده های صدور
ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد ردیف نام فیلد
1 ماه 15 تعهدمازاد 29 تاریخ‌شروع
2 سال 16 تعهدبدنی 30 تاریخ‌صدور
3 کدنمایندگی‌صادرکننده‌اصلی 17 تعهدمالی 31 نام‌سازمان
4 تخفیف گروهی 18 بیمه‌نامه‌سال‌قبل 32 شماره‌بیمه‌نامه
5 تخفیف عدم خسارت 19 نوع‌بیمه 33 کارمندی
6 نوع‌مستند1 20 نوع‌پلاک 34 صادره‌توسط شعبه
7 دیرکردجریمه 21 شرح‌مورداستفاده 35 دولتی
8 کداضافه‌نرخ‌حق‌بیمه 22 ظرفیت 36 نمایندگی‌محل‌صدور
9 حق‌بیمه‌دریافتی 23 تعدادسیلندر 37 خسارتی؟
10 عوارض‌ماده92 24 سال ساخت 38 مبلغ خسارت
11 مالیات 25 سیستم 39 تاریخ ایجادحادثه
12 حق‌بیمه‌سرنشین 26 نوع‌وسیله‌نقلیه 40 بیمه گر زیاندیده اول
13 حق‌بیمه‌مازاد 27 مدت بیمه 41 تعداد زیاندیدگان مصدوم
14 حق‌بیمه‌ثالث‌قانونی 28 تاریخ‌انقضا 42 تعداد زیاندیدگان متوفی
در کاهش ابعاد این مساله برای حذف فیلدهای مختلف نظرات کارشناسان بیمه نیز لحاظ شده است. جدول 3-4 فیلدهای حذف شده و علت حذف آنها را بیان کرده است.
جدول شماره 3-4: فیلدهای حذف شده داده های صدور و علت حذف آنها
نام فیلد حذف شده علت حذف
Crecno-type_ex-updflg-hsab_sync-کدمحل‌نصب-دستی/مکانیزه-تیک‌باحسابداری-سال‌انتقال-ماه‌انتقال-sysid-trsid-کدزیررشته آمار-نمایش سند-مکانیزه-دستی-وب‌بنیان-Cbrn. cod کاربرد آماری
نوع-کد شعبه صادرکننده-شعبه محل نصب-کدشهربانی-سایرتخفیف ها-تخفیف ایمنی-تخفیف صفر کیلومتر-تخفیف نرخ اختیاری-تخفیف نرخ اجباری-خسارت داشته؟-شعبه قبل-جنسیت-کد نوع بیمه نامه-یدک دارد-
اتاق وسیله نقلیه-سن بیمه گذار-شغل بیمه گذار-زمان شروع-کد نوع بیمه دارای مقدار یکسان یا null
کد سازمان صادر کننده-کد نوع تعهد سرنشین-کدواحدظرفیت-کد وسیله نقلیه-کد سازمان-کد صادره توسط-نمایندگی-کد دولتی بجای این کد از فیلد اسمی معادل آن استفاده شده است و یا برعکس زیرا در نتایج خروجی قابل فهم تر خواهد بود.
تاریخ ثبت-تاریخ سند-بیمه گر قبل-مبلغ -مستند 1و2-اضافه‌نرخ‌ثالث-4اضافه‌نرخ‌بند-
اضافه‌نرخ‌مازاد-میزان تعهد سرنشین-تعدددیات-اضافه‌نرخ‌تعدددیات-اضافه‌نرخ‌ماده‌یک-تاریخ مستند1و2-شماره -حساب 1و2-بانک1و2 دارای مقدار تکراری
کدملی-بیمه نامه-کداقتصادی-نوع مستند2-
شماره مستند1و2-نام کاربر-ملاحظات-
کدملی بیمه گذار-شماره شاسی-شماره موتور-
شماره شهربانی-سریال کارت-سال کارت-
نام‌استان-نام‌شعبه-کدشعبه-شعبه‌محل‌صدور
شعبه-سال‌صدوربیمه‌نامه-رشته‌بیمه-رنگ-تلفن بیمه گذار-نام بیمه گذار-آدرس بیمه گذار-سریال بیمه نامه بدون تاثیر
حق‌بیمه‌تعددخسارت-جریمه‌بیمه‌مرکزی-
حق‌بیمه‌صادره‌شعبه-حق‌بیمه‌صادره‌نمایندگی-
مازادجانی-حق‌بیمه‌مازادمالی-حق بیمه ماده1-
حق بیمه ماده4-ثالث قانونی + تعدد دیات- انقضا سال قبل بخشی از فیلد انتخاب شده
جدول 3-5: فیلدهای استخراج شده از داده های خسارت
مبلغ خسارت
تاریخ ایجادحادثه
بیمه گر زیاندیده اول
تعداد زیاندیدگان مصدوم
تعداد زیاندیدگان متوفی
3-2-4- فیلدهای مجموعه داده خسارتاز مجموعه داده خسارت فقط فیلدهای مشخص کننده میزان خسارت و جزئیات لازم استخراج شده است. متاسفانه اطلاعات مفید تری مثل سن راننده مقصر، میزان تحصیلات و. . . در این مجموعه داده وجود نداشته است و چون هنگام ثبت خسارت برای یک بیمه نامه از اطلاعات کلیدی داده های صدور استفاده می شود، با توجه به اینکه از مرحله قبل مهمترین فیلدهای داده های صدور را در دسترس داریم بنابراین با ادغام فیلدهای خسارت و صدور به اطلاعات جامعی در خصوص یک بیمه نامه خاص دسترسی خواهیم داشت. مشخصه ها استخراج شده از داده های خسارت طبق جدول 3-5 است.

3-2-5-پاکسازی داده هاداده ها در دنیای واقعی ممکن است دارای خطا، مقادیر از دست رفته، مقادیر پرت و دورافتاده باشند [Jiawei Han, 2010]. در مرحله پاکسازی با توجه به نوع داده ممکن است یک یا چند روش پاکسازی بر روی داده اعمال شود.
3-2-6- رسیدگی به داده های از دست رفتهدر این قسمت از کار اقدام به رفع Missing data نموده که خود مرحله مهمی از پاکسازی داده بحساب می آید. در مرحله ابتدایی با مرتب سازی تمام ویژگی های قابل مرتب سازی در نرم افزار Microsoft Excel اقدام به کشف مقادیر از دست رفته کرده و از طریق دیگر ویژگی های هر رکورد مقدار از دست رفته را حدس زده ایم. همچنین درحین انتقال داده به محیط داده کاوی مقادیر از دست رفته نیز مشخص می گردند. در بعضی موارد بدلیل تعداد زیاد ویژگی های از دست رفته اقدام به حذف کامل رکورد نمودیم. این کار برای زمانی که داده ها در حجم انبوهی وجود دارند مفید واقع میشوند اما زمانی که تعداد رکوردها کم می باشد اجتناب از این عمل توصیه می شود. برای ویژگی نوع بیمه که از نوع چند اسمی بوده است فقط دو مقدار"کارمندی" و "عادی" وجود داشته که تعداد 49 مورد فاقد مقدار بوده است. کل تعداد بیمه کارمندی 27 مورد بوده است. با توجه به کم بودن تعداد داده های ازدست رفته این فیلد و پس از مقایسه نام بیمه گذاران با اسم کارمندان مشخص شد هیچ کدام از موارد فوق کارمندی نبوده و همه از نوع عادی بوده اند.
از جمله فیلدهای دارای مقادیر از دست رفته و روش رفع ایراد آنها عبارتند از:
سیستم*** 70 مورد***تشخیص با توجه به دیگر ویژگی ها
نوع وسیله نقلیه***33مورد***تشخیص با توجه به دیگر ویژگی ها
شرح مورد استفاده***11مورد***تشخیص با توجه به دیگر ویژگی هاتعدادسیلندر***2مورد***تشخیص با توجه به دیگر ویژگی ها
دولتی***28 مورد***تشخیص از روی پلاک
ماه***130 مورد***تشخیص از روی تاریخ صدور
نوع بیمه***49مورد***تشخیص از روی نام بیمه گذار
تعداد رکوردهایی که مقادیرازدست رفته در چند ویژگی مهم را داشته اند و حذف شده اند حدود 350 مورد بوده است.
3-2-7-کشف داده دور افتادهبعضی از مقادیر بسته به نوع داده علی رغم پرت تشخیص داده شدن مقادیر صحیحی می باشند. بنابراین حذف اینگونه داده ها برای کاستن پیچیدگی مساله میتواند موجب حذف قوانین مهمی در الگوریتم های مبتنی برقانون یا درختهای تصمیم شود. پس بررسی خروجی الگوریتم توسط یک فردخبره در موضوع مساله می تواند مانع از این اتفاق شود. نوع برخورد با داده پرت میتواند شامل حذف داده پرت، تغییر مقدار، حذف رکورد و در مواردی حذف مشخصه باشد.
برای تشخیص داده پرت از نمودار boxplot نرم افزار minitab 15 استفاده گردید. در این نمودار از مفهوم درصدک استفاده میشود که داده های بین 25% تا 75% که به ترتیب با Q1 و Q3 نشان داده می شوند مهم ترین بخش داده ها هستند. X50% نیز میانه را نشان می دهد و با یک خط در وسط نمودار مشخص می شود. Interquartile range (IQR) نیز مفهوم دیگری است که برابر است با IQR = Q3-Q1 .
مقادیر بیشتر از Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5] و کمتر از Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]داده پرت محسوب می شوند. برای انجام اینکار نمودار boxplot را روی تک تک مشخصه های داده ها به اجرا در آورده و نتایج مطابق جدول 3-6 حاصل گردید.
جدول 3-6: نتایج نمودار boxplot
نام فیلد محاسبه مقادیر پرت توضیحات
تعداد زیاندیدگان متوفی Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مقدار 1و2 نشان داده شده صحیح می باشد
تعداد زیاندیدگان مصدوم Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 1و2و3 نشان داده شده صحیح می باشد
بیمه گر زیاندیده اول Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مقدار 1و2و3و. . . نشان داده شده صحیح می باشد و عدد 99 مقداری صحیح است که به معنی ندارد استفاده میگردد
مبلغ خسارت Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مبلغ خسارت 1.658.398.000 ریال و 900.000.000 ریال واقعا پرداخت گردیده است
تعداد سیلندر Q1=4, Q3=4, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=4
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=4مقدار 5 به عنوان تعداد سیلندر ناصحیح می باشد
ظرفیت Q1=5, Q3=5, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=5
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=5 مقادیر بین 1 تا 96 ظرفیتهای منطقی بر اساس تناژ یا سرنشین بوده و صحیح است اما مقدار 750 نا صحیح است
نوع پلاک Q1=3, Q3=3, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=3
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=3 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
بیمه نامه سال قبل Q1=1, Q3=1, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=1
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=1 مقادیر عددی 0 یا 1 به معنی داشتن یا نداشتن بوده و صحیح است
تعهدات مالی Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
حق بیمه ثالث قانونی Q1=1992600, 3=3332500, IQR=1339900
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=5342350
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=17250 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
حق بیمه مازاد Q1=0, Q3=9100, IQR=9100
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=22750
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=13650 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
دیرکرد جریمه Q1=0, Q3=0, IQR=0
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=0 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
تخفیف عدم خسارت Q1=610080, Q3=1495200, IQR=885120
Q3 + [(Q3 - Q1) X 1. 5]=2822880
Q1 - [(Q3 - Q1) X 1. 5]=717600 مقادیر با مفهوم بوده و دور افتاده نیست
3-2-8-انبوهش دادهبا ادغام کردن داده های صدور و خسارت به خلق ویژگیهای جدیدی دست زده ایم. چون داده ها در دو فایل جدا گانه بوده و حجم داده زیاد بوده است برای ادغام از پرس و جوی نرم افزار Microsoft Access استفاده شد. برای تشخیص بیمه نامه های خسارت دیده از فیلد شماره بیمه نامه که در هردوفایل مشترک بود استفاده کردیم.
3-2-9- ایجاد ویژگی دستهدر این مرحله پس از ادغام ویژگی های مختلف اقدام به ایجاد یک فیلد برای تمام رکوردهایی که منجر به خسارت شده اند می نماییم. این فیلد در الگوریتمهای دسته بندی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. برای انجام این کار از یک پر و جوی Microsoft Access استفاده میکنیم.
3-2-10-تبدیل دادهجهت استفاده کاربردی تر از برخی ویژگی ها باید مقادیر آن ویژگی تغییر کند. یک نمونه از این کار تغییر مقدار ویژگی " دیرکرد جریمه " است. مقدار این فیلد مبلغ جریمه دیرکرد بیمه گذار بوده است که با تقسیم این مبلغ به عدد 13000 تعداد روزهای تاخیر در تمدید بیمه نامه افراد مشخص می شود، زیرا به ازای هر روز تاخیر مبلغی حدود 13000ریال در سال 1390 به عنوان جریمه دیرکرد از فرد متقاضی بیمه نامه دریافت می گردید.
3-2-11-انتقال داده به محیط داده کاویپس از انجام پاکسازی، داده باید به محیط داده کاوی منتقل شود. در خلال این انتقال نیاز به تعریف و یا تغییر نوع داده وجود دارد. در طول این تغییر داده ممکن است مقادیری از داده ها بدلیل ناسازگاری و یا دلایل مشابه به عنوان داده از دست رفته مشخص گردد و یا داده از دست رفته ای که قبلاً قابل تشخیص نبوده مشخص گردد. (شکل 3-1)

شکل شماره3-1: داده از دست رفته فیلد" نوع بیمه " پس از انتقال به محیط داده کاوی
3-2-12-انواع داده تعیین شده
پس از انتقال داده به محیط داده کاوی، هر ویژگی به نوع خاصی از داده توسط نرم افزار تشخیص داده شد. پس از آن نوع داده تشخیصی مورد بررسی قرار گرفت و اشتباهات پیش آمده تصحیح گردیدند. همچنین گروهی از ویژگی ها که به هیچ نوع داده ای اختصاص داده نشده بود بصورت دستی به بهترین نوع ممکن اختصاص داده شد. چون برخورد الگوریتم ها با انواع داده ها متفاوت است با توجه به موضوع پژوهش بهترین نوع داده که بتواند نسبت به الگوریتم موثرترواقع شود برای هر ویژگی درنظر گرفته شد.
جدول نوع داده های مورد استفاده در این پژوهش به شرح جدول 3-7 است:
جدول 3-7: انواع داده استفاده شده
نام فیلد نوع فیلد
ماه-سال-کدنمایندگی‌صادرکننده‌اصلی- تعداد زیاندیدگان مصدوم- نوع‌پلاک- ظ‌رفیت- تعدادسیلندر- سال ساخت- مدت بیمه- نمایندگی‌محل‌صدور- تعداد زیاندیدگان متوفی-حق‌بیمه‌ثالث‌قانونی-تعهدمازاد-تعهدبدنی-تعهدمالی Integer
- نوع‌بیمه- شرح‌مورداستفاده- بیمه گر زیاندیده اول نوع‌مستند1- سیستم نوع‌وسیله‌نقلیه- نام‌سازمان-دولتی polynominal
دیرکردجریمه-کداضافه‌نرخ‌حق‌بیمه-حق‌بیمه‌دریافتی-عوارض‌ماده92-مالیات-حق‌بیمه‌سرنشین-حق‌بیمه‌مازاد- تخفیف گروهی-تخفیف عدم خسارت- مبلغ خسارت real
بیمه‌نامه‌سال‌قبل- کارمندی- صادره‌توسط شعبه- خسارتی؟ binominal
تاریخ‌انقضا-تاریخ‌شروع-تاریخ‌صدور- تاریخ ایجادحادثه date
شماره‌بیمه‌نامه text
3-2-13-عملیات انتخاب ویژگیهای موثرتردر برخورد با برخی از الگوریتمها که با بیشتر شدن تعداد ویژگی پیچیدگی بیشتری نیز پیدا میکنند، مانند درختهای تصمیم، svm، Regression و شبکه های عصبی باید از ویژگی های کمتری استفاده کنیم. درکل انتخاب ویژگی برای استفاده در الگوریتم های دسته بندی تکنیک کارآمدی است. دراینجا ازتکنیکهای کاهش ویژگی و یا وزن دهی استفاده کرده و فیلدهای منتخبی که وزن بیشتری را دارند به عنوان ورودی الگوریتمها انتخاب گردیدند.
با توجه به اینکه احتمال ارزش دهی به یک ویژگی در تکنیکهای مختلف متغیر است و ممکن است ویژگی خاصی توسط یک تکنیک باارزش قلمداد شده و توسط تکنیکی دیگر بدون ارزش تلقی شود، نتیجه تمام تکنیکها Union, شده و فیلدهای حاصل به عنوان ورودی الگوریتم مشخص گردید.
3-3-نتایج اعمال الگوریتم PCA و الگوریتم های وزن دهی
نتایج حاصل از این تکنیک ها در شکل های 3-2 الی3-5 نمایش داده شده است.

شکل 3-2: نتایج الگوریتمPCA
در ارزشدهی به ویژگی ها

شکل 3-3: نتایج الگوریتم SVM Weighting
در ارزشدهی به ویژگی ها

شکل 3-4: نتایج الگوریتم
Weighting Deviation در ارزشدهی به ویژگی ها

شکل 3-5: نتایج الگوریتم Weighting Correlation
در ارزشدهی به ویژگی ها
3-4-ویژگی های منتخب جهت استفاده در الگوریتمهای حساس به تعداد ویژگیلازم به توضیح است در تمام الگوریتمهایی که از 24 ویژگی جدول 3-8 استفاده شده است از تمام ویژگی ها نیز استفاده شده و نتایج با هم مقایسه گردیده اند و مشخص شد که وجود برخی ویژگی ها که در آن جدول قرار ندارند باعث کاهش دقت الگوریتم شده و در برخی الگوریتم ها نیز تفاوتی میان دو مقایسه مشخص نشد.
جدول 3-8: نتایج حاصل از اجتماع فیلدهای با بالاترین وزن در الگوریتمهای مختلف
نام فیلد نوع فیلد
تعهدمازاد- تعهدبدنی- تعهدمالی- نوع‌پلاک- ظ‌رفیت- تعدادسیلندر- سال ساخت- مدت بیمه- تعداد زیاندیدگان مصدوم- تعداد زیاندیدگان متوفی Integer
شرح‌مورداستفاده- سیستم- نوع‌وسیله‌نقلیه- بیمه گر زیاندیده اول polynominal
دیرکردجریمه- کداضافه‌نرخ‌حق‌بیمه- حق‌بیمه‌دریافتی- مالیات- حق‌بیمه‌سرنشین- حق‌بیمه‌ثالث‌قانونی- مبلغ خسارت real
بیمه‌نامه‌سال‌قبل- کارمندی- صادره‌توسط شعبه binominal
3-5-معیارهای ارزیابی الگوریتمهای دسته بندیدر این بخش توضیحاتی درخصوص چگونگی ارزیابی الگوریتم های دسته بندی و معیار های آن ارائه خواهد شد.
3-6-ماتریس درهم ریختگیماتریس در هم ریختگی چگونگی عملکرد دسته بندی را با توجه به مجموعه داده ورودی به تفکیک نشان میدهد که:
TN: تعدادرکوردهایی است که دسته واقعی آنها منفی بوده و الگوریتم نیز دسته آنها را به درستی منفی تشخیص داده است.
FP: تعدادرکوردهایی است که دسته واقعی آنها منفی بوده و الگوریتم دسته آنها را به اشتباه مثبت تشخیص داده است.
FN: تعدادرکوردهایی است که دسته واقعی آنها مثبت بوده و الگوریتم دسته آنها را به اشتباه منفی تشخیص داده است.
TP: تعدادرکوردهایی است که دسته واقعی آنها مثبت بوده و الگوریتم نیز دسته آنها را به درستی مثبت تشخیص داده است.
جدول 3-9: ماتریس در هم ریختگی
رکوردهای تخمینی(Predicted Records)
دسته+ دسته- FP TN دسته-
TP FN دسته+
1903095210185رکوردهای واقعی(Actual Records)
00رکوردهای واقعی(Actual Records)

مهمترین معیار برای تعیین کارایی یک الگوریتم دسته بندی معیاردقت دسته بندی است. این معیارنشان می دهد که چند درصد ازکل مجموعه رکوردهای آموزشی بدرستی دسته بندی شده است.
دقت دسته بندی بر اساس رابطه زیر محاسبه می شود:
CA=TN+TPTN+FN+TP+FP3-7-معیار AUCاین معیار برای تعیین میزان کارایی یک دسته بند بسیار موثر است. این معیار نشان دهنده سطح زیر نمودار ROC است. هرچقدرعدد AUC مربوط به یک دسته بند بزرگتر باشد، کارایی نهایی دسته بند مطلوب تر است. در ROC نرخ تشخیص صحیح دسته مثبت روی محور Y و نرخ تشخیص غلط دسته منفی روی محورX رسم میشود. اگر هر محور بازه ای بین 0و1 باشد بهترین نقطه در این معیار (0, 1) بوده و نقطه (0, 0) نقطه ای است که دسته بند مثبت و هشدار غلط هیچگاه تولید نمی شود.
3-8-روشهای ارزیابی الگوریتم های دسته بندیدر روشهای یادگیری با ناظر، دو مجموعه داده مهم به اسم داده های آموزشی و داده های آزمایشی وجود دارند. چون هدف نهایی داده کاوی روی این مجموعه داده ها یافتن نظام حاکم بر آنهاست بنابراین کارایی مدل دسته بندی بسیار مهم است. از طرف دیگر این که چه بخشی از مجموعه داده اولیه برای آموزش و چه بخشی به عنوان آزمایش استفاده شود بستگی به روش ارزیابی مورد استفاده دارد که در ادامه انواع روشهای مشهور را بررسی خواهیم کرد]صنیعی آباده 1391[.
روش Holdoutدر این روش چگونگی نسبت تقسیم مجموعه داده ها بستگی به تشخیص تحلیلگر داشته اما روش های متداول ازنسبت 50-50 و یا دو سوم برای آموزش و یک سوم برای آزمایش و ارزیابی استفاده میکنند.
مهم ترین حسن این روش سادگی و سرعت بالای عملیات ارزیابی می باشد اما معایب این روش بسیارند. اولین ایراد این روش آن است که بخشی از مجموعه داده اولیه که به عنوان داده آزمایشی است، شانسی برای حضور در مرحله آموزش ندارد. بدیهی است مدلی که نسبت به کل داده اولیه ساخته می شود، پوشش کلی تری را بر روی داده مورد بررسی خواهد داشت. بنابراین اگر به رکوردهای یک دسته در مرحله آموزش توجه بیشتری شود به همان نسبت در مرحله آزمایش تعدادرکوردهای آن دسته کمتر استفاده می شوند.
دومین مشکل وابسته بودن مدل ساخته شده به، نسبت تقسیم مجموعه داده ها است. هرچقدر داده آموزشی بزرگتر باشد، بدلیل کوچکتر شدن مجموعه داده آزمایشی دقت نهایی برای مدل یادگرفته شده غیرقابل اعتماد تر خواهد بود. و برعکس با جابجایی اندازه دو مجموعه داده چون داده آموزشی کوچک انتخاب شده است، واریانس مدل نهایی بالاتربوده و نمی توان دانش کشف شده را به عنوان تنها نظم ممکن درمجموعه داده اولیه تلقی کنیم.
روش Random Subsamplingاگر روش Holdout را چند مرتبه اجرا نموده و از نتایج بدست آمده میانگین گیری کنیم روش قابل اعتماد تری را بدست آورده ایم که Random Subsampling نامیده می شود.
ایراد این روش عدم کنترل بر روی تعداد استفاده از یک رکورد در آموزش یا ارزیابی می باشد.
3-8-3-روش Cross-Validationاگر در روش Random Subsampling هرکدام از رکوردها را به تعداد مساوی برای یادگیری و تنها یکبار برای ارزیابی استفاده کنیم روشی هوشمندانه تر اتخاذ کرده ایم. این روش در متون علمی Cross-Validation نامیده می شود. برای مثال مجموعه داده را به دوقسمت آموزش و آزمایش تقسیم میکنیم و مدل را بر اساس آن می سازیم. حال جای دوقسمت را عوض کرده و از مجموعه داده آموزش برای آزمایش و از مجموعه داده آزمایش برای آموزش استفاده کرده و مدل را می سازیم. حال میانگین دقت محاسبه شده به عنوان میانگین نهایی معرفی می شود. روش فوق 2-Fold Cross Validation نام دارد. اگر بجای 2 قسمت مجموعه داده به K قسمت تقسیم شود، و هر بار با K-1 قسمت مدل ساخته شود و یک قسمت به عنوان ارزیابی استفاده شود درصورتی که این کار K مرتبه تکرار شود بطوری که از هر قسمت تنها یکبار برای ارزیابی استفاده کنیم، روش K-Fold Cross Validation را اتخاذ کرده ایم. حداکثر مقدار k برابر تعداد رکوردهای مجموعه داده اولیه است.
3-8-4-روش Bootstrapدر روشهای ارزیابی که تاکنون اشاره شدند فرض برآن است که عملیات انتخاب نمونه آموزشی بدون جایگذاری صورت می گیرد. درواقع یک رکورد تنها یکبار در یک فرآیند آموزشی شرکت داده می شود. اگر یک رکورد بیش از یک مرتبه در عملیات یادگیری مدل شرکت داده شود روش Bootstrap را اتخاذ کرده ایم. در این روش رکوردهای آموزشی برای انجام فرآیند یادگیری مدل ازمجموعه داده اولیه به صورت نمونه برداری با جایگذاری انتخاب خواهند شد و رکوردهای انتخاب نشده جهت ارزیابی استفاده می شود.
3-9-الگوریتمهای دسته بندیدر این بخش به اجرای الگوریتم های دسته بندی پرداخته و نتایج حاصل را مشاهده خواهیم کرد.
درالگوریتمهای اجرا شده از هر سه روش Holdout, k fold Validation, Bootstrap استفاده شده است و نتایج با هم مقایسه شده اند. در روشHoldout که در نرم افزار با نام Split Validation آمده است از نسبت استاندارد آن یعنی 70 درصد مجموعه داده اولیه برای آموزش و 30 درصد برای آزمایش استفاده شده است. برای k fold Validation مقدار k برابر 10 درنظر گرفته شده است که مقدار استانداردی است. در Bootstrap نیز مقدار تقسیم بندی مجموعه داده برابر 10 قسمت درنظر گرفته شده است. مقدار local random seed نیز برابر عدد 1234567890 می باشد که برای همه مدلها، نرم افزار از آن استفاده می کند مگر اینگه در مدل خاصی عدم استفاده از آن ویا تغییر مقدارموجب بهبود عملکرد الگوریتم شده باشد که قید میگردد. اشکال 3-6و3-7 چگونگی استفاده از یک مدل ارزیابی را در Rapidminer نشان می دهد.

شکل 3-6: نمای کلی استفاده از روشهای ارزیابی

شکل 3-7: نمای کلی استفاده از یک مدل درون یک روش ارزیابی
الگوریتم KNNدر انتخاب مقدار k اعداد بین 1 تا 20 و همچنین اعداد 25 تا 100 با فاصله 5 آزمایش شدند. بهترین مقدار عدد 11 بوده است.
پس از اجرای الگوریتم، بهترین نتیجه مربوط به ارزیابی Split Validation با دقت91.23%بوده است. نمودار AUC آن در شکل 3-8 ترسیم شده است.
25768302223135آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
716280-63500دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-8: نمودار AUC الگوریتم KNN
الگوریتم Naïve Bayesاین الگوریتم پارامترخاصی برای تنظیم ندارد.
بهترین نتیجه مربوط به ارزیابی Split Validation با دقت 96.09% بوده است. نمودار AUC آن در شکل 3-9 ترسیم شده است.
22872701749425آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
7689856985دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-9: نمودار AUC الگوریتم Naïve Bayes
الگوریتم Neural Networkتکنیک شبکه عصبی استفاده، مدل پرسپترون چندلایه با 4 نرون در یک لایه نهان بوده است.
تنظیمات الگوریتم شبکه عصبی به شرح زیر بوده است:
Training cycles=500
Learning rate=0.3
Momentum=0.2
Local random seed=1992
چون این الگوریتم فقط از ویژگیهای عددی پشتیبانی می کند، از عملگرهای مختلفی برای تبدیل مقادیر غیرعددی به عدد استفاده شده است. به همین دلیل تنها از روش Split validation با نسبت 70-30برای ارزیابی استفاده شده است که تقسیم ورودی ها نیز توسط کاربر انجام گرفت.
شکل3-10 عملیات انجام شده را نشان می دهد.

شکل 3-10: تبدیل ویژگی های غیر عددی به عدد در الگوریتم شبکه عصبی
نتیجه اجرای الگوریتم Neural Network دقت 91.25%بوده ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-11 رسم شده است.

29222702265680آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
725170-55245دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-11: نمودار AUC و ماتریس آشفتگی الگوریتم Neural Net
الگوریتم SVM خطیدر این الگوریتم نیز بدلیل عدم پشتیبانی از نوع داده اسمی از عملگرهای مختلفی برای تبدیل مقادیر غیرعددی به عدد استفاده شده است. به همین دلیل تنها از روش Split validation با نسبت 70-30 برای ارزیابی استفاده شده است که تقسیم ورودی ها نیز توسط کاربر انجام شد.
شکل3-12 عملیات انجام شده را نشان می دهد.

شکل 3-12: تبدیل ویژگی های غیر عددی به عدد در الگوریتم SVM خطی
پارامترهای الگوریتم عبارتند از :
Kernel cache=200
Max iteretions=100000
نتیجه حاصل از اجرای الگوریتم SVM خطی دقت 98.54% است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-13 رسم شده است.

25711152215515آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
1045845-111760دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-13 : نمودار AUC الگوریتم SVM Linear
3-9-5-الگوریتم رگرسیون لجستیک
در این الگوریتم از روش Split validation با نسبت 70-30برای ارزیابی استفاده شده است که تقسیم ورودی ها نیز توسط کاربر انجام شد.
نتیجه حاصل از اجرای الگوریتم رگرسیون لجستیک دقت 98.54% است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-14 رسم شده است.

25482552319020آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
974725-249555دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-14 : نمودار AUC الگوریتم رگرسیون لجستیک
3-9-6- الگوریتم Meta Decision Treeدر این الگوریتم که یک درخت تصمیم است، از روش Split validationبا نسبت 70-30 برای ارزیابی استفاده شده است که دقت 96.64% اقدام به پیش بینی خسارت احتمالی نموده است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-15 رسم شده است.

26714452353945آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
835660-73660دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-15 : نمودار AUC الگوریتم Meta Decision Tree
با توجه به اندازه بزرگ درخت خروجی فقط قسمتی از آن در شکل 3-16 بصورت درخت نمایش داده می شود. در شکل 3-17 درخت بصورت کامل آمده است اما نتایج آن در فصل چهارم مورد تفسیر قرار خواهند گرفت.

شکل 3-16 : قسمتی از نمودارtree الگوریتم Meta Decision Tree

شکل 3-17 : نمودار --ial الگوریتم Meta Decision Tree
3-9-7-الگوریتم درخت Wj48چون RapidMiner توانایی استفاده ازالگوریتمهای نرم افزار WEKA را نیز دارد، در بسیاری از الگوریتم ها قدرت مند تر عمل میکند. Wj48 نسخه WEKA از الگوریتمj48 است.
پارامترهای این الگوریتم عبارتند از:
C=0.25
M=2
در این الگوریتم از روش ارزیابی 10 Fold Validation استفاده شده است و دقت پیش بینی آن برابر 99.52% است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-18 رسم شده است. نمای درخت در شکل 3-19 ترسیم شده است.

35471102441575آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
908685160020دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-18: نمودار AUC الگوریتم Wj48

شکل 3-19 : نمودار tree الگوریتم Wj48
3-9-8-الگوریتم درخت Random forest در این الگوریتم از هر سه روش ارزیابی بیان شده در قسمت 3-9 استفاده شده است، که بهترین کارایی مربوط به ارزیاب Split Validation با دقت96.72% است. ماتریس آشفتگی آن و نمودار AUC در شکل 3-20 رسم شده است.

24853902600960آستانه قابل قبول
020000آستانه قابل قبول
1046480273685دسته مثبت
020000دسته مثبت

شکل 3-20 : نمودار AUC الگوریتم Random forest
تنظیمات این الگوریتم برای تولید 20 درخت، بطوری که هر درخت حداقل 6 برگ را شامل شود به همراه هرس و بدون پیش هرس انجام گرفته است. شکل کلی درختهای تولید شده و یک نمونه از درخت تولیدی در شکلهای 3-21و3-22 قابل مشاهده است.