Indonesian J ournal of Ele c trical Engin eering and  Computer Sci e nce   Vol. 1, No. 3,  March 20 16, pp. 607 ~ 6 1 8   DOI: 10.115 9 1 /ijeecs.v1.i3.pp60 7-6 1 8        607     Re cei v ed  No vem ber 2, 20 15; Re vised Janua ry 2 6 , 20 16; Accepted  February 10,  2016   Belief-Rule-Based Intelligent Decision System to Select  Hospital Location      Md. Mahbub ul Islam 1 *, T a njim Mahmud 2 , Mohammad Shahad at Ho ssain 3       1 Departme n t of Computer Sci ence a nd En gi neer ing, Un iver sit y  of Chitta go ng, Chittag o n g , Bangl ad esh   2  Department o f  Computer Sci ence a nd En gi neer ing, T e xtil e Engi ne erin g Coll eg e, Noak hali   3 Departme n t of Computer Sci ence a nd En gi neer ing, Un iver sit y  of Chitta go ng, Chittag o n g , Bangl ad esh   e-mail: ma hbu bcse@c u.ac.b d 1 *, tanji m _cs e @yah oo.co m 2 , hossain_m s@cu.ac.bd 3       A b st r a ct   T he g e n e ral   pub lic ’ s  d e m a nd  of Ba ng la desh  for s a fe  he alth  is r i s i ng  pro m ptly  w i th the   improve m ent  o f  the l i vin g  sta ndar d.    How e v e r, the  all o cati on  of li mited  a nd  unb al ance d  med i cal  reso u r ces   is deteri o ratin g  the assuranc e  of sa fe health  of the peopl e. T herefore,  the  new  hospital  constructio n  w i th  ration al a lloc a ti on of res ourc e s is i m min ent  and s i gn ifica n t.  T he site sel e c t ion for esta bl i s hin g  a  hosp i tal is   one  of the  cru c ial  pol icy-rel a t ed  decis ions  taken  by  pla n n e rs an d  pol icy  mak e rs. T he  p r ocess of  hos p i tal   si te  sel e cti o n   i s  i n h e r e n t l y  co mp l i c a t e d  beca u s e o f  thi s   i n vo l v e s   ma n y  fa cto r s to   b e  me a s u r e d  and  eval uate d . T h e s e factors  are  expr essed  bo th in  ob je ctive  an d su bjectiv e  w a ys w here  as a  hi erarc h i c a l   relati onsh i p  ex ists a m o ng t h e factors. In   add ition,  it  is  difficu lt to  measur e q u a lita t ive factors  in  a   qua ntitative  w a y, resu lting  i n co mp le ten e ss  in  data  a nd  henc e, u n cert aint y. Bes i des  it is  esse ntia l t o   addr ess the su bject of u n cert ainty by us in g  apt metho dol o g y; otherw i se, the d e cisi on to  choos e a su ita b le   site w ill bec o m e ina p t. Therefore, this pa per  de mo nstr ates the ap pl icatio n  of a  nove l  met hod n a m e d  be l i ef  rule-b ase d  i n f e renc e  meth o dol ogy-RIMER  bas e i n tell i g e n t dec isio n sy stem (IDS), w h ich  is c apa bl e of   addr essin g  suit abl e site for h o s pital by tak i n g  accou n t of  lar ge n u m ber  of criteria, w here t here ex ist factors  of  both subj ective an d ob jecti v e nature.      Ke y w ords :   MCDA, uncertainty, belief rule base, evid ential reasoning,  inte lligent decis ion system       1. Introduc tion  Ho spital s a r e on e of  th e mo st im p o rtant i n fra s tructu ral  obj e c ts. T he i n crea sing  popul ation, espe cially in d e veloping  cities, am plifie s the deman d for ne w hospi tals. Whe n  we   attempt to s e lec t  suitable  s i te for hos p ital, it invo lves multiple criterions  su ch a s ,  l o cat i o n ,  saf e t y ,  environ ment, parking  sp ace, Land  co st, Risk, tran sp ortation  co st and utility co st etc. whi c h  are   quantitative  and q ualitative in nat ure  [20] [21]. Nume ri cal d a ta whi c h u s e s  num be rs is  con s id ere d  a s  qua ntitative data and ca n be mea s u r ed  with 10 0%  certai nty [4]. On the co ntrary,  qualitative d a ta is de scriptive in  n a ture,  whi c h  define s   so me con c ept s o r  im pre c ise  c h arac teris t ics  or  quality of  things  [5].  Hence, th is dat a can’t d e scri be a  thing  wit h  certai nty si nce  it lacks the preci s io n and  inherit s ambi guity,  ignora n ce, vague n e ss. Con s eq uently, it can be  argu ed that qualitative da ta involves unce r tainty  sin c e it is difficult to measu r e co ncepts  or  cha r a c teri stics o r  q uality o f  a thing  with  100%  ce rtai nty. “Quality  of Lo cation ” i s  an  exampl e  o f   equivo cal term sin c e it is  an exampl e o f  linguisti c  term. Hen c e, it is difficult to e x tract its  correct   sema ntics (m eanin g ). Ho wever, this ca n be evaluat ed usi ng so me refe rentia l value su ch  as      excelle nt, good, avera ge  and ba d. Th erefo r e, it  ca n be seen th at qualitative crite r ion s  which   have b een  co nsid ere d  in   selectin g h o spi t al locati on i n volves lot  of  uncertaintie s   and th ey sho u ld   be tre a ted  wi th app rop r iat e  metho dolo g y is  RIMER,  whi c h i s   co nne ct to Evidential rea s oni ng  (ER) i s  a mu lti-crite r ia de cision an alysi s  (M CDA) me thod [13] [14]. ER deals with pro b lem s ,  con s i s ting of  both q uantit ative and  qu alitative cr ite r ia u nde r va riou s u n certa i nties  su ch  as  incom p lete i n formatio n, vague ne ss, a m biguity [7]. The ER ap proa ch, deve l oped ba se d  on   deci s io n theo ry in pa rticul a r  utility theory  [1] [11],  artificial intelli gen ce in  pa rticul ar the th eory  of  eviden ce [9] [10]. It uses  a belief structure to  mod e l  a judgme n t with un certa i nty. Qualitative  attribute such  as location o r  safety nee d s  to be  evalu a ted usi ng so me lingui stic  referential val u e   su ch a s  ex cellent, avera ge, goo d an d bad  etc [2 0] [21]. This requi re s hu man jud g me nt for  evaluating th e attribute s   based o n  th e mentio ned  re fe rential v a lue. In thi s   way, the i ssue of   uncertainty can be ad dressed a nd mo re accu rate  a nd ro bu st de cisi on can be  made. The b e lief  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  607 – 618   608 rule -ba s e d  inf e ren c e  meth odolo g y-RIM E R [15] h a s  addresse d  su ch i s sue  by p r opo sin g  a  b e lief  stru cture whi c h a ssi gn s de gree of beli e f in the  variou s refere ntial values of the attribute s .  In se ction 2  will briefly  rep r e s ent be lief rule ba se infere nce  methodol ogy-RIMER.  Section 3  will  demonstrate the app lication of BRB in hospital  site  selection  assess ment problem.  Section 4 wi ll represent the re sults a nd achievem ent. Finally se ction 5 wil l  con c lude t he  r e sear ch.      2. Literature  Rev i e w   In  RIMER, Belief  Rule Base (BRB)   c an  capt ure com p licate d  nonlin ea r cau s al  relation shi p s betwee n  a n tece dent at tributes  and  con s eq uent s, whi c h a r e  not possibl e in  traditional IF -THEN  rule s.  BRB is u s e d   to model d o m ain spe c ific kno w le dge  u nder  un ce rtai nty,  and th e ER  approa ch i s   employed  to  facilitate  infe rence. Thi s   section  intro d u ce s B R B a s  a  kno w le dge re pre s entatio n schema u nde r uncertai n ty  as well as inf e ren c e p r o c e dure s  of RIM E R.    2.1. Modeling Domain Kno w l e dge u s ing BRB   Belief  Rul e s are  th e key constitue n ts of  a  BR B,  whi c h in clude  beli e f deg ree.  Th is i s  the  extended fo rm of tradition al IF-THE N rules. In a b e lief rule, ea ch ante c ede nt attribute takes  referential va lues a nd ea ch possibl e consequ ent  is associ ated  with belief d egre e s [1 5]. The  kno w le dge re pre s entatio n para m eters a r e rul e  wei g h t s, attribute weights an d b e lief degree s in   con s e que nt a ttribute, whi c h are n o t ava ilable in   tra d itional IF -THE N rule s. A be lief rule  can  be   defined in the  following  wa y.    :   ∩  ∩ … ……∩     ,  , ,  ,……… ,    (1)     :  0 ,  1      with a rule  we ight  k , attribute    weig hts  k1 ,  k2 ,  k3 , ……, KT  k  {1,……, L }    Whe r e  P 1 , P 2 , P 3  …P Tk   rep r esent  the ante c e dent attrib utes in  the  kith rule.   1 , … … , , 1 ,……,  represents  one of the referentia l val ues of the ith antecede nt  attribute  P i  i n  the  k th rule.  C j   i s  o ne  of the  con s e quent  refe re nce  value s  o f  the belief  rule.   1 ,……, , 1 , ……,   is one of th e belief degrees to whi c h  the con s eq ue nt refere nce   value  C j  is be lieved to be true. If  ∑  1   the kth rule is said t o  be compl e te; otherwi se, it is   incom p lete.  T k   is the  total n u mbe r  of  ant ece dent  attrib utes  used i n   kth  rule  L  i s  t he n u mbe r   of all  belief rules in  the rule ba se .  N  is the nu mber of all po ssi ble con s eq uent in the rul e  base.  For example  a belief  rule t o  assess accessib ility term  for hospital  can  be  written in the  followin g  way .                            , 0.0 0 ,  , 1. 00 ,  , 0,00     (2)     Whe r e  {(Excellent, 0.00 ), (Go od, 1.0 0 ) , (A verage,  0.00)}  is a  b e lief di stributi on for  acce ssi bility consequ ent, stating t hat the degree of beli e f associate d  with Excellen t  is 0%, 100 %  with G ood  a nd 0%  with  Average. In  this  belief  rul e , the total d egre e  of  beli e f is  (0 +1 +0) =1,   hen ce that the asse ssm en t is complete.     2.2. BRB Inferenc e usin g ER    The ER  app roa c h [7] [18 ]  develope d  to handl e m u ltiple attribu t e deci s io n  analysi s   (MADA) prob lem having  b o th qualitativ e and  qua ntit ative attributes. Diffe rent  from tra d ition a l  MADA app ro ach e s, ER p r esents MA DA problem   b y  using a d e ci sion mat r i x , or a belief  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     Belief-Rule-B ased Intelligent Deci sion  System  to Select Hospital Location   (Md. M ahbu bul Isla m )   609 expre ssi on  matrix, in which e a ch a ttribute  of an alternative  describ ed  by a distrib u tion  asse ssm ent  usin g a b e li ef stru cture. The infe ren c e p r o c ed ures in B R B i n feren c e  system  con s i s ts  of variou s  com p o nents such  a s  inp u t tra n sf ormatio n , rul e  a c tivation  weig ht cal c ul ation,  rule u pdate  mech ani sm, followed by th e agg reg a tion   of the rule s o f  a BRB by u s ing E R  [15] [16]  [18] [24]. The input tran sformation of  a value of an a n tece dent attrib ute P i  con s ist s  of distri buti n g   the value into  belief de gree s of different  referentia l val ues  of that a n tece dent. T h is i s  eq uival ent  to transfo rmi ng an input into a distribu tion on re ferential values  of an antece dent attribute  by  usin g their  correspon ding  belief deg re es [14] [ 24]. The ith value  of an ante c edent attrib ute at  instant  p o int in  time can equivalently be  tra n sf o r m ed  into a  di stribution over  the  refere ntial  values, defin ed for the attribute  by usin g their belief  degree s.  The input val ue of  P i ,   which is the  i th antece dent attribute of a rul e , along with  its belief  degree  i  is shown belo w  by equation (3). The beli e f degre e   i  to the input valu e is assig ned  by  the expert in this re se arch.     H ( P i , i ) =  {( A ij , ij ) , j  =  1 ,…j i } , i = 1,……,T k         (3)     Here H is u s e d  to sho w  the  assessme nt of the belief degre e  assig n ed to the inpu t value   of the  ante c e dent attri bute .  In the  abov e eq uation   A if  (ith val ue) i s   the  j th  referential value of  the   input  P i .  ij  is the belief de gree to the re ferential valu e  A if   with  ij    0.  ∑  1 1 ,…,   ,   and  j i   is the n u mbe r  of the referential val ues.   For  example,  the input 0.82 for A c cessi bility  is equivalently transf ormed to {(E x cellent,  0.81),  (Go od,  0.19),  (Average, 0.0 0 )}.  The in put   val ue  of an ant ece dent attribute  i s  colle cted  from the expe rt in terms of lingui stic valu es such  as ‘E xcellent’, ‘Go od’, ‘Average’  and ‘Bad’. This  lingui stic valu e is then  a ssi gned  de gre e   of belief  i   by takin g  a c cou n t of expe rt j udgme n t. Thi s   assign ed d e g ree  of b e lie f is then  di stributed i n  te rms of beli e f deg ree   ij   of the differe n t   referential va lues  A if  [Excellent, Go od,  Averag e, Ba d] of  the ant ece dent attribute.  The   ab ove   pro c ed ure of input tran sformation is ela bor ate d  by eq uation s  (4 an d 5) given bel ow.   Ho wever,  wh en a ho spital  is located 1. 1 km  of the  place, it can  be both ex cel l ent and   averag e. Ho wever,  it is i m porta nt for  us to  kno w ,  with  what  de gree  of  belief  it is excell en t and   with what de gree of belief  it is average . This  phen o m enon  can b e  cal c ulated  with the following   formula.       i n i n i n n n i n h i h h h , , 1 , 1 1 , 1 , ,         ( 4 )     i n i n h h h if , 1 ,            ( 5 )     Here, the de gree  of belief   i n ,  is asso ciate d  with the ev aluation g r a d e  ‘avera ge’ while i n , 1   is asso ciate d  with the up per level ev al uation grade i . e. excellent. The value of h n+1  is the   value related   to excell ent,  whi c h i s   co nsidere d  a s   1km i.e. the l o cation of th e h o spital.  The  value   of  1 n h  is related  to averag e, whi c h is 1.5  km.  He nce, applying eq uat ion (2 ) the di stributio n of  the de gre e  of  belief  with resp ect to  1.3  Km of  the l o cation  of the  hos pital can  be a s se ssed  by  usin g equ atio n (2) a nd the  result is given  below:   {(Excell ent, 0.4), (Go od, 0.6), (Avera ge, 0), (Bad, 0)}   W h en  th e  k t h  rul e  i s  a c ti vated, the  weight of  activ a tion of th e  k th rule,  W k W k   is cal c ulate d  b y   usin g the flowing form ul a [17] [18] [24].    ∑  ∏     ∑ ∏ ∏       and     , …    (6)       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  607 – 618   610 Whe r e    is the relative  weight of  P i  used i n  the  k th  rule , which is  cal c ulate d  by di viding weight   of  P i  with m a ximum wei ght  of all the  ant ece dent attr i b utes  of the  kth rul e . By doi ng so, the val u e   of     be com e s no rmali z e,  meanin g  that  the ra nge  of  its value  sh ould b e  bet ween 0  and  1 .   ∏     is the  co mbi ned m a tchi ng  deg ree,  whi c h i s   cal c ulat ed by u s in g  multiplicative  aggregatio n functio n .    Whe n  the  k th rule as given  in.(1) is a c tivated,  the inco mpletene ss o f  the conse q u ent of  a rule  ca n al so  re sult f r o m  its  ante c e dents du e to  lack of d a ta . An in compl e te inp u t for an   attribute  will lead to a n  in complete o u tp ut in ea ch  of t he rul e s in  which th e attrib ute is u s e d . T h e   origin al beli e f deg ree    in the  i th co nsequ ent  C i  of the  k th rul e  is  up dated b a sed  on the  actu al  input inform ation as [15] [1 7] [18] [24].       ∑  , ∑ ∈      ∑ ,     (7)     Whe r e     ,  1, 0        1 , …         Her e     is the o r iginal b e lief degree an d    is the upd ated  belief degree .   Due to the incompl e te input for ‘Accessibility’,  the belief degree  of the co nnected rul e s  needs to  be modified t o  sho w  the in compl e tene ss by usin g (7 )    . 9 ,... 1 ; 3 , 2 , 1 , 8 . 0 * 2 6 . 1 k i ik ik ik     Therefore  1 0 3 1 i ik     for all  rule s th at are a s so ci ated with ‘ C o s t’. Usi ng the  sub  rule  ba se,  the assessm ent result for ‘Acce ssibility’ is obtained using ID S  syst em as Accessibility:  {(Excell ent, 0.66), (G ood, 0 . 23), (Avera g e , 0.02), (Bad , 0.00), (Un k n o wn, 0.09 )}   Whe r e, “Un k nown” in th e  above resul t  means th at the output i s  al so in com p lete input.  ER   approa ch is u s ed to ag gre gate a ll the packet ante c e dents of the  L  rule s to obtain the deg re e of  belief of  ea ch refere ntial  values of th e  co nsequ ent   attribute  by takin g  a c cou n t  of  give n i n put  values  P i  of antece dent attribute s . This  aggregatio n c an be ca rri ed  out either usi ng re cursive  or  analytical ap proa ch. In this re sea r ch a nalytical  app roach [19] has bee n con s i dere d  sin c e i t  is  comp utationa lly efficient than re cu rsive  approa ch [14 ]  [20] [21], beca u se an alytical ap pro a ch   deal with all  para m eter  su ch a s  rul e  weight, a ttribut e weig ht, belief degre e , utility etc. For this  why there is no chan ce  of absen ce   of any para m eter. The  concl u si on  O(Y) ,  con s i s t i n g  of  referential va lues of the   con s e que nt  attribute ,   i s  gene rated.   Equation   (8 ) as given bel ow  illustrate s the  above phe no menon. :     0 ( Y ) =   S ( P i ) =  {( C j , j ),  j = 1 , …,  N }         ( 8 )     W h er e  j   de notes the  bel ief deg ree  a s so ciated  with  one  of th e  consequ ent re feren c e  valu es  su ch as  C j . The  j  is cal c ulatin g by a nalytical fo rm at of the E R  algo rithm [3]  as ill ust r ate d  in   equatio n (9 ).      ∏   1 ∑     ∏ 1 ∑    1 ∏ 1      With       1       1  1          (9)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     Belief-Rule-B ased Intelligent Deci sion  System  to Select Hospital Location   (Md. M ahbu bul Isla m )   611 The final  combi ned  re sult or output  g enerated b y  ER is rep r e s ente d  by   {( C 1 , 1 ), ( C 2 , 1 ),( C 3 , 1 ), ……,( C N , N )}  whe r e  j  is the  final belief degree atta che d  to the  j th   referential val ue  C j   of the  con s e que nt attribute, obtai ned after  co mbining  all a c tivated rul e s in   the BRB by using ER.      2.3. Outpu t  o f  the  BRB Sy stem   The output of  the BRB system is not cri s p/nume r ic al value. Hen c e,  this output ca n be conve r te d   into cri s p/numeri cal value by a ssigni ng utility score to each  refere ntial value of the consequent  attribute [17].    ∗      (10 )     Whe r e,  H ( A* )  is th e  expect ed  score  exp r esse d a s  nu meri cal val u e  and   u ( C j )  is the utility score  of each refe rential valu e. For  exampl e, in this   p aper the ov erall a s se ssment re sult  is      {(Excell ent, 0.55), (Go od, 0.25), (Avera ge, 0.20) , (B ad, 0.00)} fo r sele cting ho spital, then the  expecte d utility sco re  is 0. 675 or 6 8 % which rep r e s en ts good  risk for suita b le ho spital lo cation .                In this p ape r the  RIMER met h odolo g y to ad dre ss va rio u s type of unce r tainty su ch a s   incom p leten e ss, ign o ra nce  and impreci s ene ss by u s in g equatio n (7 ) and eq uatio n (11 ) .  The i n comple teness  as me ntioned  o c curs d u e  to ig no ran c e, m eani ng that  belief   degree   has n o t been  assi gne d to any spe c ific  evaluati on g r ade an d this  can b e  re pre s ente d  usi ng  the  equatio n as g i ven belo w .    N n n H 1 1                         ( 1 1 )     Whe r e  H  is t he belief deg ree una ssi gne d to any specific grad e? If the value of  H  i s  z e r o  t h e n  i t   can a r g ued th at there is a n   absen ce of ig nora n ce or in compl e tene ss. If the value of  H  is greater  than ze ro th en it can b e  inferred th at there  exi s ts ign o ran c e or in com p letene ss in t h e   as se ssm ent .       3. Rese arch  Metho d   This section  will  contai n a br i e f introduction to how the m e thod  implemented in thi s   domain, toget her with a n  e x planation of  some of the i m pleme n tatio n  details.     3.1. BRB IDS  Architectur e  Archite c tural  desi gn  rep r e s ents th e st ru cture of  data a nd p r og ram  compon ents th at are  requi re d to build a  com puter-ba s e d  system. It  also  con s ide r s the pattern  of the syst em   orga nization, kno w n a s  architectural style. BRB  IDS adopts the thre e-laye r archit ecture [23] [24],  whi c h con s ist  of pre s entati on layer, ap p lication laye r and data  proce s sing lay e r a s  sho w n  in   figure 1.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  607 – 618   612     Figure 1.  BRBIDS Archite c ture       3.2. Sy stem  Compon ents   The inp u t cla r ification  of input ante c e d ent  W1 1 (Se c urity  ward a r oun d),  W12  (Vand al   Proof), W13  (Ope n Lo cati on), W21 (Ex pan sion  Ca p a city), W2 2 (Parki ng Spa c e), W2 3 (Sto rey  Numb er ), W 31 ( N e u tral l o catio n ),  W3 2 (T raffi c A c ce ss ),  W 33  ( P ublic  Tra n sport Li nk),  W41   (Co n st ru ction   Co st), W4 2 (Land   Cost),   W51  (Land  Risk),  W52  (C onstructio n  Risk), W53   (Ti m e   Frame  an d d e livery Spe e d )  a r e t r an sformed to  refe re ntial value  by  equ ation  (4 ), (5 ) o n  b ehalf  of  expert. The in put clarifi c atio ns of this BRB system  tran sform ed to re ferential is  sh own in tabl e 1.      Table 1. The  Input are T r a n sformed in  Referential V a lue   Sl.No.  Input Antecedent   Expert Belief   Referential Value        Excellent  Good   Average   Bad  0 W11  0.2  0.05  0.1  0.3  0.55  1 W12  1  1  0  0  0  2 W13  0.8  0.5  0.5  0  0  3 W21  0.5  0.1  0.8  0.1  0  4 W22  1  0.8  0.2  0  0  5 W23  0.9  0.86  0.14  0  0  6 W31  0.5  0.1  0.4  0.5  0  7 W32  1  0.8  0.2  0  0  8 W33  1  0.8  0.2  0  0  9 W41  0.4  0.1  0.5  0.4  0  10 W42  0.5  0.5  0.4  0.1  0  11 W51  1  0.8  0.2  0  0  12 W52  0.6  0.5  0.3  0.1  0.1  13 W53  0.7  0.65  0.2  0.1  0.05      3.3. Kno w l e d g e Bas e  Co n s truc ted  Usi ng BR B   In  p r e s en t pap e r ,  w e  wo rke d  on  ass e s s me n t  pr oc es s to  se lec t  th e s u itab le  lo catio n  fo r   hospital e s ta blishm ent. In orde r to  con s truct BR B kn owle dge base  of  this syst em  we de sig ned  a   BRB frame w ork to  site asse ssm ent a c cordin g to do main expe rt. The BRB fra m ewo r k of su itable  location assessment as  illustrated in Figure 2, from the fram ework, it can be observed that input  factors that  determi ne  su itable lo catio n  for  ho spital . The B R B knowl edge  ba se  ha s different   traditional  rul e  to assessm ent, which ne ed to conve r t belief rule s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     Belief-Rule-B ased Intelligent Deci sion  System  to Select Hospital Location   (Md. M ahbu bul Isla m )   613   Figure 2. Hierarchical Rel a tionship  amo n g  locatio n  evaluation Va ria b le               In su ch  situa t ions, b e lief rules may p r ovide an  alte rnative  soluti on to a c com m odate   different type s an d deg ree s  of un ce rtai nty in  representing do mai n  kn owle dge.  A BRB can  be  establi s h ed i n  the followin g  four way s  [15]- (1 ) Extra c ting beli e f ru les from exp e r t kno w led ge  (2)   Extracting b e lief rule s b y  examining  histo r ical   d a ta; (3)  Usin g the p r evio us  rule  base s  if  available, a n d  (4 ) Rand o m  rule s  witho u t any pre-kn owle dge. In t h is  p ape r, we  con s tructe d i n itia l  BRB by th e  dom ain  exp e rt  kno w led g e . Thi s  B R B co nsi s ts of  four sub -rul e -ba s e s  nam ely  environ ment  and safety (W1 ), size (W2), acce ssib ili ty (W3), cost  effectiveness (W4),  risk (W5 )   and lo cation  of healthca re center  (S ). W4  (Co s t  Effectiveness)  sub - rule-b ase h a s th ree   antecede nt attributes. Ea ch ante c ede nt attribute con s ist s  of four  referential val ues.  Hen c e, this  sub - rule-ba s e  con s ist s  of  16 rul e s. Th e entire B R B (whi ch  co nsi s ts of six  sub -rul e  ba se s)  con s i s ts  of (6 4+6 4 +64 + 16 +64 + 1 024 )  =  1296  beli e f ru les. It i s  a s su med th at all  b e lief rules h a v e   equal rule weight; all antece dent equ al weigh t, an d the initial belief degree  assign ed to each  possibl e co n s eq uent by two expe rt fro m  accumul a ted the data.  To better h a n d le un ce rtainties,  each belief  ru le co nsid ered  the three  ref e rential  val u e s  are Excelle nt (E),  Goo d   (G), Average (A)   and Bad ( B).             Locat i on   of   He alt h care   Ce n t e r Environment   &   Safety Security   wa r d   Around Vandal   Proof Op en   Locat i on Size Ex pans ion   Cap a cit y Park ing   Space Storey   Numbers Accessibility Neutral   Locat i on Traffic   Acce ss Public   Transport   Links Co st   Effec t iveness C o ns truc tion   Co st Land   Co st Risk Land   Risk C o ns truc tion   Risk Timeframe   &   Delivery   Speed Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  607 – 618   614 Table 2.  Initial Belief Rules of  Sub-Rule -Base (Cost  Effectiveness)  Rule  No.  Rule  Weight  IF  THEN   W41  W42  Cost Effectiveness( W4)           Excellent  Good   Average   Bad  0  1  E  E  1  0  0  0  1  1  E  G  0.4  0.5  0.1  0  2  1  E  A  0.5  0  0.5  0  3  1  E  B  0.6  0.1  0.1  0.2  4  1  G  E  0  0.8  0.2  0  5  1  G  G  0  0.6  0.3  0  6  1  G  A  0.33  0.66  0  0  7  1  G  B  0  0.93  0.1  0  8  1  A  E  0  0.8  0.2  0  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  14  1  B  A  0.2  0  0.8  0  15  1  B  B  0  0.06  0.93  0      An example of a belief rule taken from T able 2 is illust rated bel ow.    R1:  IF  W41 i s  ‘E’  AND   W42 is ‘E’           THEN  Cos t  Effec t ivenes s   (W2) is  {E  (1.0 0), G (0.00), A (0.00),  B (0.00)}     3.4. Inferenc e Engine using ER   This B R B IDS desi gne d  usin g the E R  a pproa ch   [15] [18] [20 ]  [21] [24] which  is  descri bed i n   se ction 2.2. I t  is simila r to  tradi tional fo rwa r d  ch ainin g . The infe re nce  with a B R B  usin g the E R  app roa c h  al so involve s   a ssi gnin g  valu es to  attribut es, evalu a tin g  co ndition s  and   che c king to  see if all of the con d ition s  i n  a ru le  are  satisfied. The  BRB infere nce pro c e s s usi ng  the ER a p p r o a ch  de scribe d by the follo wing  step s  are input tran sformatio n , cal c ulatio n of  t h e   activation weight, calculati ng com b ine d  belief deg ree s  to all con s e quent s, belief  degre e  upd a t e   and ag gre gat e multiple acti vated belief rules.    The input s of data are of two types, obje c tive  and su bj ective. Input tran sform a tion  of this   system an d input cla r ificati on are  d edu ced in previo u s  se ction an d   table 1 by using (4 ) (5). After  the value  assignment fo r a n tece dent,  ca lculatin g the  combi ned  ma tching  deg re e s  b e twe en th e  inputs a nd th e rule’ s  ante c edent s, the next step is  to cal c ulate a c ti vation weig ht for each pa cket  antecede nt i n  the  rule  ba se  usi ng  (6 ). The  be lief  d egre e s in th e  po ssi ble  co nse que nt of t h e   activated  rul e s in  the  rule  b a se  a r e  upd ated u s in g  (7).   Then  ag gre g a ting all  a c tivated  rule s  usi n g   the ER ap pro a ch  to  gen erate a  combin ed b e lief  deg ree  in  po ssi bl e con s eq uent s u s in g  (8 )  (9 ).  Then  expect ed re sult  of suitabl e lo cation a s sessment was  calcul ated fro m  its differe nt  con s e que nts of factors.  Finally, pre s enting the  sy stem inferen c e results of  suitable lo cation   con s e que nt whi c h is n o t crisp/n u me rica l value, t hen it is conve r ted  into cri s p/nu meri cal value  for  recomme ndat ion usi ng (1 0).    3.5. BRB IDS  Interface   System interf ace i s  an int e rmediate posit ion that  re pre s ent s the  intera ction  b e twee n   use r  and  syst em. Figure 3  rep r e s ent s the  BRB syste m  interface of this pape r.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     Belief-Rule-B ased Intelligent Deci sion  System  to Select Hospital Location   (Md. M ahbu bul Isla m )   615       Figure 3. GUI  of the IDS      4. Results a nd Discu ssi on  In the previo us  se ction, we have  disc u s sed ab ou t the RIMER method a n d  how to   impleme n t it.  Therefore,  in  this  se ction  we will  loo k  at  the results f r om u s in g thi s  metho d  o n  t h e   different type s of alternatives. Figu re  4 sho w s the a s se ssm ent di stribution  whi c h must b e  do ne  first by e m plo y ing the tran sform a tion  eq uation.  Any measurement s  of quality can  b e   tra n sl a t ed   to the same  set of grad e s  as the top  attri bute whi c h ma ke it easy for furth e r analy s is.  The   asse ssm ents  given by the  De cisi on Ma ker (DM )  in  Fi gure  2 are fe d into IDS an d the agg re g a ted   results a r e yielded at the  main criteria l e vel (Figu r e 2 )                         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  607 – 618   616 A t t r ib ute s  Poduar  Bazar  Kandir p ar   Raceco urse   Securit y  w a rd  aroun d   B(0.2) A ( 0.8 )   G(0.4 ) E(0. 6)   G(0.4 ) E(0. 6)   Vandal Pro o f   G(0.4 ) E(0. 6)   B(0.2) A ( 0.8 )   B(0.2) A ( 0.8 )   Ope n  L o cati o n   B(0.2)E ( 0.8)   A ( 1 . 0)   G(1.0 )   Expansi on Cap acit y   E(1.0)   G(1.0 )   G(0.4 ) E(0. 6)   Parking Sp ace   G(1.0 )   B(0.2)E ( 0.8)   E(1.0)   Store y  N u m b er s  B(0.2) A ( 0.8 )   G(0.4 ) E(0. 6)   G(0.4 ) E(0. 6)   Neutral Loc atio n  G(0.4 ) E(0. 6)   B(0.2) A ( 0.8 )   B(0.2) A ( 0.8 )   Traffic  A c ces s   B(0.2)E ( 0.8)   A ( 1 . 0)   G(1.0 )   Public Trans por t  Lin k   G(1.0 )   B(0.2)E ( 0.8)   E(1.0)   Cons truc tio n  C o st   B(0.2) A ( 0.8 )   G(0.4 ) E(0. 6)   G(0.4 ) E(0. 6)   Land  Cos t   G(0.4 ) E(0. 6)   B(0.2) A ( 0.8 )   B(0.2) A ( 0.8 )   Land  Risk   B(0.2)E ( 0.8)   A ( 1 . 0)   G(1.0 )   Time Frame and   deli v e r y   Sp eed   B(0.2)E ( 0.8)   A ( 1 . 0)   G(1.0 )     Figure 4 .  Assessment Scores Of suita b le   location Ba sed On Sub Criteria   (E-Excell ent, G-G ood, A-A v erage, B-Ba d)        A l tern a t iv e  E xcel len t   G o o d   A ver ag e   B a d   T o t al  D o B   Podua r Baza r   0.80 0.10  0.10  0.00  1.00  Kandirpar   0.15 0.45  0.20  0.20  1.00  Ra ce cou r s e   0.18 0.52  0.10  0.20  1.00                                                       F i gure 5. T he Overall Assess ment (A lternati v es) (DoB-De g r ee of Beli ef)      A l tern a t iv es  E x p e ct e d Utility   Sc or e /   BRB  System   Result Manuel   Result   Benchm ark  Result  Stage  Podua r Baza r   92%  85%  90%  Excellent  Kandirpar   87%  77%  85%  Good   Ra ce cou r s e   75%  80%  78%  Bad    Figure 6. Overall Asse ssm ent for suitabl e locatio n s      The th ree  al ternatives (l o c ation )   simul a t ed d a ta set with a s se ssment o u tcome i s   pre s ente d  in  figure 6. This figure re pre s ent s  ove r all asse ssm ent outcom e  from locati on   informatio n. The re sult of this system  is  measure d  in percent age for re co mmend ation.  The  output of this system was gene rated b a se d on  outp u t utility equation (10 ) . In this pape r, the   utility sco re  of (10 0 -9 0)  % assign ed t o  ‘Exce lle nt’, (85 - 89 ) % a ssi gne d to ‘ G ood’,  (80 - 8 4 ) %   assign ed to ‘Average’ a n d  (0-7 9) % assigned to ‘Bad’ .                In the case  study , the lo catio n  a s sessm e n t  of thre e  alternative s   usi ng thi s   syste m ,  manual  syst em and  ben chma rk re sul t  is sho w n i n  figure  6. The hi stori c a l  results  were   con s id ere d  a s  be nchma r k.  From fig u re  4 it  can  be o b se rved that  IDS gene rate d re sult ha s l e ss  deviation tha n  from  be nch m ark result.   Hen c e, it   ca n  be  arg ued  th at IDS outp u t is m o re relia ble   than  m anual  system. The r efore,  it ca n be con c lu ded  that if the  a s se ssm ent  of  suitabl e lo cati on   evaluation i s   carried out by usi ng the IDS, eventuall y  this will pl ay an important role in taki ng  deci s io n to avoid un certai nty issue.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.