Modellig of envirinmental processes by soft computing methods  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
43177
Type K
Principal investigator Bulla, Miklós
Title in Hungarian Környezeti folyamatok modellezése "Soft Computing" módszerekkel
Title in English Modellig of envirinmental processes by soft computing methods
Panel Informatics and Electrical Engineering
Department or equivalent Department of Environment (Széchenyi István University)
Participants Horváth, András
Horváth, Zoltán
Keresztes, Péter
Malczovich, Brigitta
Muresan, Leila
Pestiné Rácz, Éva Veronika
Szakál, Anikó
Takács, Márta
Starting date 2003-01-01
Closing date 2007-12-31
Funding (in million HUF) 15.557
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
A környezeti folyamatok összetettsége, és nemlineáris volta miatt tanulmányozásukhoz adekvát modellek szükségesek. Az ún. soft computing módszerek (rács alapú celluláris neurális hálózatok, sejtautomaták és fuzzy szabályok) a környezeti folyamatok modellezésének ígéretes eszközei [8, 19]. Létrehoztunk egy általános celluláris neuronhálózat (CNN) modellt szennyeződések terjedésének vizsgálatára [1, 5, 10, 20], amely alapját képezheti egy hatékony döntéstámogató rendszer létrehozásának. A rendszer finomítása érdekében a környezeti rendszer egyes komponenseiben zajló folyamatokat is megvizsgáltuk, hangsúlyt fektetve a folyadék és gázáramlás áramlás modelljeire [6, 7, 23]. Vizsgálatukhoz közelítő numerikus módszereket fejlesztetünk [5, 16, 17, 25] Megvizsgáltuk a zavarás (élőhely vesztés és invázív fajok) hatását a populáció szintű folyamatokra sejtautomata modellek és szimulációk segítségével. Kimutattuk, hogy az élőhelyek számának csökkenésével az invázív (gyom jellegű) fajok előnyösebb helyzetbe kerülnek [4]. Kiderült, hogy az invázív fajok visszaszorításának sikeressége a kolonizációs képességük visszaszorításán múlik és függ a térbeli aggregációtól [2, 3, 14, 18, 21, 24]. Alkalmazásként sor került egy fejlett numerikus szimulációs technológiákra épülő informatikai rendszer prototípusának megalkotására, amely tetszőleges úthálózatok gépjárműforgalmának, és a társult környezeti terhelés eloszlásának számítógépes modellezésére használható.
Results in English
Studying environmental processes requires adequate models, because of their high level of complexity and nonlinearity. Soft computing methods (such as cellular neural networks, cellular automata and fuzzy rules) provide reliable tools of modeling environmental systems [8, 19]. We have created a general model of cellular neural network (CNN) in order to investigate the propagation of pollutions [1, 5, 10, 20]. Effective decision support systems can be constructed on the base of this model. Processes in the particular components of the environmental system were also studied, in particular models of liquid and gas flow [6, 7, 23]. New numerical methods have been developed for their investigation [5, 16, 17, 25]. The effect of disturbance (such as habitat destruction and invasive species) on population level processes has been investigated with the help of cellular automaton models and simulations. We have demonstrated that decreasing number of habitats promotes invasive (weed) species [4]. As it turned out, the success of eradication of invasive species depends mainly on depression of colonization ability and also depends on spatial aggregation of species [2, 3, 14, 18, 21, 24]. As a particular application, a prototype of an advanced simulation technology-based IT system has been created. It is reliable to model the distribution of environmental pollution over an arbitrary road-system with traffic.
Full text http://real.mtak.hu/962/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Péter Keresztes: A Canonical Form of RT-Level FSM Controlled Data Path Descriptions for Formal Verification, Acta Polytechnica Hungarica Vol. 3, No 1, pp 107-121, 2006
Miklós Bulla, Péter Keresztes, László T. Kóczy: Applying Soft Computing Methods for the Analysis of Environmental Processes, IEEE International Conference on Computational Cybernetics, Aug. 2003., 2003
Éva V. P. Rácz, Miklós Bulla: Cellular Automata Models of Environmental Processes, Proceedings of International Conference in Memoriam John von Neumann. December 2003. pp. 109-119, 2003
Éva V. P. Rácz, János Karsai: Computer Simulation Results for Cellular Automata Models of Some Ecological Systems, Folia FSN Universitatis Masarykianae Brunniensis, Mathematica 13, Colloquium on Differential and Difference Equations, CDDE Proceedings, 2003 pp. 213-221, 2003
Éva Veronika Rácz, János Karsai: Computer simulations on cellular automata models of metapopulations in conservation biology., Hungarian Electronic Journal. ENV-011125-A, 2003
Miklós Bulla, László Széchi: Basic Theory of an Environmental Decision Support System and Implementation Using GIS, Evaluation methods and tools for regional sustainable development. Workshop 3 of the EU Thematic Network Project REGIONET. 11-13 June 2003, University of Manchester, UK, 2003
András Horváth, Zoltán Horváth: Optimal shape design of Diesel intake ports with evolutionary algorithms., Feistauer, M. (ed.) et al., Numerical mathematics and advanced applications. Proceedings of ENUMATH 2003, the 5th European conference on numerical mathematics and advanced applications, Prague, Czech Republic, August 18-22, 2003. Berlin: Springer. 459-470 (2004)., 2004
Zoltán Horváth, András Horváth: Numerical simulation of compressible fluids with moving boundaries: an effective method with applications., Feistauer, M. (ed.) et al., Numerical mathematics and advanced applications. Proceedings of ENUMATH 2003, the 5th European conference on numerical mathematics and advanced applications, Prague, Czech Republic, August 18-22, 2003. Berlin: Springer. 471-482 (2004)., 2004
Miklós Bulla, Éva V. P. Rácz: Application of Cellular Automata in Conservation Biology and Environmental Management., Proceedings of 2nd Slovakian-Hungarian Joint Symposium on Applied Machine Intelligence (SAMI 2004), Herlany, Slovakia, January 16-17, 2004, pp. 325-331., 2004
Bulla Miklós (szerk.): Komplex környezetállapot-értékelő szakértői rendszerek metodikai fejlesztése., Széchenyi István Egyetem, Környezetmérnöki Tanszék, Győr, 2004 ISBN 963 7175 22 9, pp. 136, 2004
Miklós Bulla, Péter Keresztes,László T. Kóczy, Éva V. P. Rácz: Modeling Environmental Processes with Soft Computing Methods, Proceedings of 2nd Serbian-Hungarian Joint Symposium on Intelligent Systems (SISY 2004), October 1-2, 2004, Subotica, Serbia and Montenegro, pp. 289-300, 2004
András Horváth, Zoltán Horváth: Numerical simulation of compressible fluid flow in 3D domains with translating boundaries., PAMM (Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics) Volume 4, Issue 1, pp. 422 - 423. (2004) DOI: 10.1002/pamm.200410192, 2004
Péter Keresztes, Timót Hídvégi, Gheorghe Sebestyén: Special Design Tools on FIFO-based VLSI Target Architectures and Their Application, Proc. of The 8th IEEE International Conference on Intelligent Engineering Systems, pp. 430-436, 2004
Zoltán Horváth: On the positivity step size threshold of Runge-Kutta, Applied Numerical Mathematics,Vol. 53/2-4 pp. 341-356 (2005), 2005
Bulla M., Keresztes P., Kóczy T. L., Rácz P. É. V.: Development of the Modelling of Environmental Processes, 2005. Jan. 23-26. Environmental Science and Technology. New Orleans, USA., 2005
Éva V. P. Rácz, János Karsai: Colonization Functions and Competition in Cellular Automata Models, ECMTB 2005 July 18-12 Dresden(poszter), 2005
Horváth András, Horváth Zoltán: HIBATŰRŐ GENETIKUS ALGORITMUS ALKALMAZÁSA ALAKOPTOMALIZÁLÁSI PROBLÉMÁRA, Irányítástudomány és Infokommunikáció 2005. május 10., 2005
Hidvégi, Timót and Keresztes, Péter: Programmable Arithmetic Units in the Neural Networks, the IREN Architecture, Proc. of the 6th International Symposium of Hungarian Researchers on Computational Intelligence, Budapest, pp.177-188, 2005, 2005
Miklós Bulla, Péter Keresztes, László T. Kóczy, Éva V. P. Rácz: Soft Computing Methods in Environmental Modeling, 2nd International Conference on Interdisciplinarity in Education ICIE 2006. Athens, 2006
Pestiné Rácz Éva Veronika: Az özönnövények irtási sikerességének vizsgálata térbeli modellek alapján., Természetvédelmi Közlemények (közlésre elfogadva), 2007
Éva V. P. Rácz, János Karsai: The effect of initial pattern on competitive exclusion., Community Ecology 7(1) 23-33, 2006
Pestiné Rácz Éva Veronika: Kompetíció, kolonizáció és aggregáció metapopulációs modellekben, Doktori értekezés, ELTE Biológiai Doktori Iskola Elméleti biológia és ökológia doktori program, 2006
Keresztes Péter: Digitális Hálózatok, Széchenyi István Egyetem, Győr (HEFOP jegyzet), 2006
Zoltán Horváth: Monotonicity of Dynamical Systems and their Discretizations, Proceedings of "Conference on Difference Equations, Special Functions and Applications" July 25 - July 30, 2005, Munich, Germany (megjelenés alatt), 2007
Zoltán Horváth: Invariant cones and polyhedra for dynamical systems, Proc. of the International Conference in Memoriam Gyula Farkas, 23-26 Aug. 2005, Cluj-Kolozsvár, Ed. Z. Kása et. al. Cluj University Press, pp. 65-74, 2006



Back »