Моніторинг стану бджолиних сімей акустичним методом
Вантажиться...
Файли
Дата
2019-06
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Метою роботи є знаходження частотних складових звукового спектру бджолиної сім’ї, які дозволять надійно відрізняти такі стани бджолиної сім’ї як: стан колонії під час медозбору і його відсутності та стан колонії під час втрати королеви. Також класифікаційна задача включає в себе розробку правил прийняття відповідних рішень на основі отриманих інформаційних частотних складових. Виконано експериментальні дослідження, спрямовані на виявлення ефективних класифікаційних ознак. Із використанням гребінки із одинадцяти 1/3-октавніх фільтрів отримані оцінки спектральної потужності шуму бджіл в частотному діапазоні 125-1250Гц. Отримано оцінки інформативності значень спектральної потужності та виявлено, що для класифікації стану медозбору або його відсутності найбільш інформативними класифікаційними ознаками є оцінки спектру потужності шуму бджолиної сім’ї в околицях частот 200Гц та 250Гц. Для класифікації стану втрати королеви найбільш інформативними класифікаційними ознаками є оцінки спектру потужності шуму бджолиної сім’ї в околицях частот 800Гц та 1кГц. Створено дві системи класифікації для кожного з розглянутих станів. В першій системі класифікації в якості класифікаційних ознак використано два значення оцінок спектру на двох смугах інформативних частот, а в якості правила прийняття рішення – рівняння граничної кривої, що розділяє кластери конкуруючих класів на площі. В альтернативній системі класифікації в ролі класифікаційної ознаки використано оцінку спектру однієї з інформативних частотних смуг, а в якості правила прийняття рішення –байесівську стратегію. Тестування ефективності створених систем класифікації виконано шляхом оцінювання ймовірності правильної класифікації на навчальних та тестових вибірках даних. Таке тестування показало, що система класифікації що визначає наявність або відсутність медозбору, у випадку використання двох класифікаційних ознаки, забезпечує ймовірність правильної класифікації 0,81 для навчальної вибірки даних, та 0,96 для тестової вибірки даних. Аналогічне тестування було проведено для другого різновиду системи класифікації вищевказаного стану, де класифікаційною ознакою слугує лише одне значення спектру. Для випадку, коли це значення оцінювалося на частоті 200 Гц, ймовірність правильної класифікації склала 0,66 для навчальної вибірки даних та 0,90 для тестової вибірки даних. У випадку оцінки на частоті 250 Гц, ймовірність правильної класифікації становила 0,86 для навчальної вибірки даних та 0,84 для тестової вибірки даних. Тестування ефективності системи класифікації, що визначає втрату бджолиної королеви у колонії, у випадку використання двох класифікаційних ознаки, забезпечує ймовірність правильної класифікації 0,87 для навчальної вибірки даних, та 0,84 для тестової вибірки даних. Аналогічне тестування було проведено для другого різновиду системи класифікації вищевказаного стану бджолиної сім’ї, де класифікаційною ознакою слугує лише одне значення спектру. Для випадку, коли це значення оцінювалося на частоті 800Гц, ймовірність правильної класифікації склала 0,78 для навчальної вибірки даних та 0,62 для тестової вибірки даних. У випадку частоти 1кГц, ймовірність правильної класифікації становила 0,88 для навчальної вибірки даних та 0,71 для тестової вибірки даних.
Опис
Ключові слова
бджолина сім’я, смуговий фільтр, поділяюча крива, класифікація, оцінка густини потужності, bee colony, band-pass filter, dividing curve, classification, power spectrum density
Бібліографічний опис
Шостак, С. С. Моніторинг стану бджолиних сімей акустичним методом : дипломна робота ... бакалавра : 6.050803 Акустотехніка / Шостак Станіслав Сергійович. – Київ, 2019. – 93 с.