Рус Eng Cn Перевести страницу на:  
Nota Bene. Books, journals, publishing technologies.
«Программные системы и вычислительные методы»
вернуться к списку журналов »
СТАТЬИ ИЗ РУБРИКИ«Математическое моделирование и вычислительный эксперимент»
Подробнее
Правильная ссылка на статью:
Ковалев С.В., Смирнова Т.Н., Филиппов В.П., Андреева А.А.. О моделировании цифровых двойников социальной группы // Программные системы и вычислительные методы. – 2022. – № 4. – С. 75-83.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Объектом исследования являются математические методы моделирования. Предметом исследования является применение математических методов при моделировании цифровых двойников социальной группы. Целью работы является моделирование цифровых двойников социальной группы. Цифровой двойник представляет собой цифровую копию физического объекта или процесса, при правильном подходе помогает улучшать основные и вспомогательные бизнес-процессы. Данная концепция является частью четвертой промышленной революции и призвана помочь быстрее обнаруживать проблемы, выяснить, что будет происходить с оригиналом в различных условиях и, как следствие, производить более качественную продукцию. В настоящей статье рассмотрены некоторые прикладные аспекты, приведены основные положения математической теории цифровых двойников социальных групп. Для решения задачи создания цифрового двойника социальной группы (студентов) в качестве одного из инструментов авторами предложено использовать технологии популяционных алгоритмов. Новизна исследования состоит в применении алгоритма роя части для моделировании цифровых двойников социальной группы. В качестве инструмента исследования был выбран метод роя частиц. Как исследуемая социальная группа находит оптимальное положение в пространстве, так и элемент цифрового двойника модели роя частиц на их основе может осуществлять поиск в пространстве, в частности, экстремумы функций. Что, например, применимо для поиска минимума функции потерь в машинном обучении. Проведена графическая симуляция на языке Java Script с использованием библиотеки three.js. Обработка данных производилась с применением C# Job System, которая обеспечивает параллелизацию процессов вычислений и интегрирована в Entity Component System. Была реализована программа, имитирующая деятельность студенческой группы как одной из составляющих элементов цифрового двойника социальной группы. Роевые алгоритмы перспективны в области практического применения. На их основе можно не только решать задачи цифровых двойников, но и управлять группами роботов, роботизированных систем и комплексов.
Ключевые слова: цифровой двойник, социальная группа, математическая модель, роевые алгоритмы, модель boids, язык Java Script, популяционные алгоритмы, библиотека Job System, алгоритм поиска, параллелизация модели
Библиография:
Three.js Documentation: официальный сайт. URL: https://threejs.org/docs/ (дата обращения: 20.09.2022).
Beni G. From Swarm Intelligence to Swarm Robotics // Swarm Robotics. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 3342. 2005. Р. 1–9. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-30552-1_1
Dorigo M., Birattari M., Stutzle T. Ant Colony Optimization. Artificial Ants as a Computational Intelligence Technique // IRIDIA. Technical Report Series. Technical Report No. TR/IRIDIA/2006-023. Brussels. Belgium. 2006. 14 pp. http://dx.doi.org/10.1109/MCI.2006.329691
Pedersen M., Chippereld A. Simplifying Particle Swarm Optimization // Applied Soft Computing. Vol. 10. Issue 2. March. 2010. P. 618–628. http://dx.doi.org/10.1016/j.asoc.2009.08.029
Kennedy J., Eberhart R. Particle Swarm Optimization [Электронный ресурс] // Proc. of IEEE International Conference on Neural Network. Piscataway, NJ. 27 November – 01 December, 1995. P. 1942–1948. URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=488968. http://
Правильная ссылка на статью:
Дамдинова Т.Ц., Аюшеев Т.В., Бальжинимаева С.М., Абатнин А.А.. Моделирование тел со сферическими порами методом обобщенной линейной интерполяции // Программные системы и вычислительные методы. – 2022. – № 2. – С. 42-51.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: В статье предлагается описание параметрических объектов со сферическими порами методом обобщенной линейной интерполяции. Увеличение объема данных изображений с высоким разрешением требует разработки алгоритмов, способных обрабатывать изображения большого размера с уменьшением вычислительных затрат. Числовые данные о геометрии пор исследуемого объекта преобразовываются в геометрию тел, состоящих из восьмиугольных порций кубической формы. Параметрические пористые объекты могут моделировать как форму, так и изопараметрическую внутреннюю часть. Часто в качестве начальных или граничных условий в численном моделировании для демонстрации внутреннего моделирования используется данный тип параметрических тел. Для формирования тела сложной формы параметрические твердотельные элементы могут быть соединены вместе. Непрерывность между элементами можно определить также как при моделировании кубических параметрических сплайнов. Много исследований посвящено реконструкции геометрической структуры пористых материалов на основе цифровых изображений объектов для лучшего понимания и представления физических процессов в пористой среде. Детальное понимание микроструктуры может быть использовано для определения физических свойств, а затем для оценки и улучшения характеристик моделируемых объектов и процессов в них. В статье представлены результаты работы предлагаемого алгоритма в среде MathCAD и программная обработка пористого тела на основе цифровых изображений.
Ключевые слова: цифровое изображение, параметрические сплайны, метод Кунса, линейная интерполяция, пористые тела, геометрическое моделирование, сферические поры, булевы операции, MathCAD, OpenSCAD
Библиография:
А.Н. Левандовский, Б.Е. Мельников, А.А. Шамкин. Моделирование пористого материала методом конечных элементов. Строительство уникальных зданий и сооружений, 2017, №2 (53). С. 61-77.
Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Логинова В.И. твердотельные фрактальные структуры. // АЭЭ. 2005. №9. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tverdotelnye-fraktalnye-struktury-1 (дата обращения: 01.06.2022)
Marie Wulff. Pore size determination by thermoporometry using acetonitrile. 2004. Рр. 291–294. URL: https://doi.org/10.1016/j.tca.2004.03.006.
Zohaib Atiq Khan, Ali Elkamel, Jeff T. Gostick. Efficient extraction of pore networks from massive tomograms via geometric domain decomposition. 2020. 14 р. URL: https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2020.103734.
Аюшеев Т.В., Дамдинова Т.Ц., Бальжинимаева С.М. Моделирование пористых тел на основе цифровой обработки изображений. В сборнике: Информационные системы и технологии в образовании, науке и бизнесе. Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участ
Правильная ссылка на статью:
Пекунов В.В.. Построение K-W-NET модели турбулентности на базе K-W/V2-F моделей с нейросетевым компонентом // Программные системы и вычислительные методы. – 2021. – № 3. – С. 52-58.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования данной работы являются модели турбулентности, базирующиеся на введении нейросетевых компонентов в известные стандартные полуэмпирические модели. Утверждается, что такой прием позволяет, обучив нейросетевые компоненты по данным, полученным с помощью достаточно точных и совершенных моделей, заменив или дополнив такими компонентами отдельные фрагменты исходных моделей, добиться существенного ускорения расчета при сохранении достаточных точности и устойчивости. Автор проводит обзор существующих классических подходов к моделированию турбулентности, на основании которого выделяет V2-F модель Дурбина, как одну из наиболее совершенных и, соответственно, перспективных в плане последующих нейросетевых модификаций. Предлагается новая модель турбулентности на базе K-W модели в сочетании с нейросетевым компонентом, обучаемым по данным V2-F модели Дурбина. Приводятся все необходимые соотношения. Свойства полученной модели исследуются в численном эксперименте по обтеканию одиночного препятствия. Результаты сравниваются с данными, полученными по иным известным полуэмпирическим моделям (K-E, K-W), а также по прямой нейросетевой модели. Показано, что предложенная модель при меньшей вычислительной трудоемкости в сравнении с иными моделями (за исключением прямой нейросетевой, которая, однако, менее точна) дает весьма высокую точность, близкую к точности модели Дурбина.
Ключевые слова: модель турбулентности, нейронная сеть, модель Дурбина, механика сплошной среды, численный эксперимент, сеть прямого распространения, обтекание препятствия, аэродинамика, ускорение расчета, полуэмпирические модели
Библиография:
Beck, A, Kurz, M. A perspective on machine learning methods in turbulence modeling // GAMM-Mitteilungen, 2021; 44:e202100002. https://doi.org/10.1002/ gamm.202100002
Wilcox, D.C. Turbulence modeling for CFD. — DCW Industries, Inc, 1994. — 460 p.
Saroha S., Sinha S.S., Lakshmipathy S. Evaluation of Partially Averaged Navier-Stokes Method in Simulating Flow Past a Sphere // Journal of Applied Fluid Mechanics.-Vol. 11, No. 5, 2018.-pp. 1333-1348.
Lakshmipathy S. Partially averaged Navier-Stokes method for turbulence closures: Characterization of fluctuations and extension to wall bounded flows // Ph.D. thesis.-Texas A&M University, 2009.
Mumovic D., Crowther J.M., Stevanovic Z. The Effect of Turbulence Models on Numerical Prediction of Air Flow within Street Canyon / The First International Conference on Computational Mechanics (CM’04) Belgrade, November 15-17. — University of Belgrade, 2004.
Кудинов П.И. Сравнительное тестирование моделей турбулентности Спаларта-Аллмараса и Ментера на задаче о тр
Правильная ссылка на статью:
Демичев М.С., Гаипов К.Э., Демичева А.А., Файзулин Р.Ф., Малышев Д.О.. Алгоритм частотного планирования с распределением основных и дополнительных частотных полос // Программные системы и вычислительные методы. – 2021. – № 2. – С. 36-62.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования является алгоритм частотного планирования для сетей с произвольной топологией связей по радиоканалам, алгоритм определяет общее количество непересекающихся диапазонов частот для всей сети и обеспечивает распределение каждого частотного диапазона между узлами связи. Алгоритм состоит из двух этапов на первом этапе идет поиск и одновременное распределение частотных каналов, так называемого основного частотного диапазона, в результате каждому узлу выделяется только один диапазон частот, на втором этапе производится поиск дополнительных частотных каналов, которые могут использоваться отдельным подмножеством узлов, таким образом, некоторые узлы могут использовать не один частотный диапазон, а сразу несколько. Новизна исследования в представленной работе заключается в разработанном алгоритме частотного планирования для беспроводных систем связи с произвольной топологией связей по радиоканалам. Результат работы алгоритма для беспроводной системы связи заключается в распределении радиочастот для узлов связи из общего выделенного для беспроводной системы связи полосы частот, с повторным использованием, исключая эффект интерференции. Результатом для узлов связи является выделение основной полосы частот и дополнительной полосы частот, с учетом топологии радиосети, которые могут использоваться отдельным подмножеством, что дает устойчивость беспроводных систем связи, к узкополосным случайным помехам.
Ключевые слова: Частотное планирование, Радиосвязь, Полоса частот, Канал связи, Алгоритм, Матрица, Узел связи, Резервирование, Динамическое распределение, Статическое распределение
Библиография:
Демичев Максим Сергеевич, Гаипов Константин Эдуардович, Демичева Алёна Алексеевна, Нарожный Артём Игоревич (2017). Радиочастотное планирование радиосети с исключением интерференции радиоволн. Кибернетика и программирование, (4), 1-23.
Лемешко А.В., Гаркуша С.В. Классификация методов распределения частотных каналов в многоинтерфейсных многоканальных mesh-сетях стандарта IEEE 802.11 [Электронный ресурс] // Проблеми телекомунікацій. – 2011. – № 2 (4). – С. 139–149. – Режим доступа к журн.: http://pt.journal.kh.ua/2011/2/1/112_lemeshko_classification.pdf.
Демичев М.С., Гаипов К.Э. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ЧАСТОТНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ MESH СЕТЕЙ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 7(43).
Пустогаров И.А., Ляхов А.И., Шпилев С.А. Многоканальные mesh-сети: анализ подходов и оценка производительности [Электронный ресурс] // Информационные процессы (Information processes). – 2008. – Том 8 (3). – С. 173-192. – Режим доступа к журн.: http://
Правильная ссылка на статью:
Дубанов А.А.. Моделирование траектории преследователя в пространстве при методе параллельного сближения // Программные системы и вычислительные методы. – 2021. – № 2. – С. 1-10.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: В данной статья рассматривается модель задачи преследования, когда преследователь, двигаясь в пространстве, придерживается стратегии параллельного сближения. Модули скоростей преследователя и цели являются неизменными. Цель движется равномерно и прямолинейно, для определенности модели, поскольку по материалам статьи написана тестовая программа. Векторы скоростей цели и преследователя в момент начала преследования направлены произвольно. Итерационный процесс состоит из трех частей. Расчет траектории преследователя в пространстве. Расчет траектории преследователя на плоскости. Расчет перехода траектории из пространства на плоскость. Все части итерационного процесса должны удовлетворять поставленным условиям задачи. Важным условием является то, что минимальный радиус кривизны траектории не должен превышать определенного заданного значения. Научная новизна геометрической модели состоит в том, что есть возможность регулировать время достижения цели изменяя длину траектории преследователя, а также ориентацию плоскости преследования. Расчет точки следующего положения преследователя в пространстве есть точка пересечения сферы, конуса и плоскости параллельного сближения. Плоскость параллельного сближения перпендикулярна плоскости преследования. В модели, рассматриваемой в статье, плоскость преследования определятся вектором скорости цели и прямой, соединяющей преследователя и цель (линия визирования). Радиус сферы равен равен шагу преследователя за промежуток времени, на которое разбито время итерационного процесса. Угол раствора конуса есть угол, на который может повернуться вектор скорости преследователя.
Математическая модель, изложенная в статье, может быть интересна разработчикам БПЛА с автономным управлением.
Ключевые слова: Преследование, Преследователь, Цель, Кривизна, Линия, Траектория, Конус, Достижение, Параллельный, Плоскость
Библиография:
Айзекс Р. Дифференциальные игры. Москва: Мир, 1967 г..
Л. С. Понтрягин. Линейная дифференциальная игра уклонения/ Тр. МИАН СССР. 1971. Т. 112. С. 30-63.
Н. Н. Красовский, А. И. Субботин. Позиционные дифференциальные игры/ М, Наука, 1974 г.
Петросян Л. А. Дифференциальные игры преследования/ Изд-во ЛГУ, 222 c., 1977 г.
В. Я. Волков, М.А. Чижик. Графические оптимизационные модели многофакторных процессов. / Монография, г. Омск, : Издательско-полиграфический центр ОГИС, 644099, Омск, ул. Красногвардейская, 9, 101 с., 2009 г.
http://dubanov.exponenta.ru Раздел «Одновременное достижение цели на плоскости» (дата обращения 22.05.2021)
Вагин Д. А., Петров Н. Н. Задача по преследованию скоординированных беглецов // Известия РАН. Теория и системы управления. 2001. № 5. Стр. 75-79.
Банников А. С. Некоторые нестационарные задачи группового преследования // Труды Института математики и информатики УдГУ. 2013. Выпуск 1 (41), с. 3-46
Банников А. С. Нестационарная задача группового преследования // Т
Правильная ссылка на статью:
Селищев И.А., Олейникова С.А.. Математическая модель и алгоритм решения задачи планирования работы многофазных систем с гетерогенными ресурсами и временными ограничениями // Программные системы и вычислительные методы. – 2021. – № 1. – С. 35-45.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Объектом исследования являются современные обслуживающие и производственные системы, специфика функционирования которых заключается в выполнении множества последовательно-параллельных работ со случайной длительностью. Принципиальной особенностью таких систем является стохастический характер длительности выполнения отдельных работ, которая зависит не только от внешних случайных факторов, но и выбора ресурсов, в частности, от исполнителя. Это обуславливает параллельное решение задачи формирования графика взаимно-зависимых работ и задачи о назначении данным работам исполнителей. В условиях ресурсных и временных ограничений данная задача является NP трудной и требует разработки алгоритмов, позволяющих предложить решение близкое к оптимальному за приемлемое время. Для разработки математического и алгоритмического обеспечения для решения данной задачи использовались метод критического пути, метод PERT, метод критической цепи, метод набегающей волны, а также методы решения задачи о назначениях. В результате получена математическая модель, учитывающая стохастический характер длительности выполнения отдельных работ, зависящий не только от случайных факторов, но и от исполнителей. С ее использованием сформулирована оптимизационная задача, позволяющая найти такое время начала работ и соответствующих исполнителей, чтобы полученная прибыль была наибольшей. На основании анализа существующих подходов и специфики рассматриваемой задачи был предложен алгоритм решения задачи, основанный на последовательном уточнении временных характеристик работ.
Ключевые слова: Управление проектами, Задача о назначениях, Многофазные системы, Метод критического пути, PERT, Метод критической цепи, Метод набегающей волны, Оптимизационная задача, Временные ограничения, Случайная длительность обслуживания
Библиография:
Bianco L., Caramia M. (2010) Advanced Topics in Project Management Process. In: Vallespir B., Alix T. (eds) Advances in Production Management Systems. New Challenges, New Approaches. APMS 2009. IFIP Advances in Information and Communication Technology, vol 338. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-16358-6_53.
Uribe, D.F.; Ortiz-Marcos, I.; Uruburu, Á. What Is Going on with Stakeholder Theory in Project Management Literature? A Symbiotic Relationship for Sustainability. Sustainability 2018, 10, 1300. pp 1-23.
T. R. Browning, "A Quantitative Framework for Managing Project Value, Risk, and Opportunity," in IEEE Transactions on Engineering Management, vol. 61, no. 4, pp. 583-598, Nov. 2014, doi: 10.1109/TEM.2014.2326986.
Eliyahu M. Goldratt. Critical Chain. Abingdon, Oxon: Routledge. 2017. – 258 p.
Lisa Fleischer, Michel X. Goemans, Vahab S. Mirrokni, and Maxim Sviridenko, "Tight Approximation Algorithms for Maximum General Assignment Problems", SODA 2006, pp. 611–620.<
Правильная ссылка на статью:
Пекунов В.В.. Апробация модели капельной фазы в эксперименте по моделированию образования кислотосодержащего облака // Программные системы и вычислительные методы. – 2021. – № 1. – С. 46-52.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Рассматривается проблема численного моделирования образования (в результате конденсационного роста и столкновений капель) и развития первичного кислотосодержащего облака с учетом различных факторов: наличия температурных градиентов, турбулентности, прямого солнечного излучения, нагревающего воздух и стены зданий, диффузного солнечного излучения (в рамках которого описывается, например, радиационное остывание), переноса газообразных загрязнителей и их поглощение каплями. Ранее автором была сформулирована соответствующая комплексная математическая модель, учитывающая данные факторы. В настоящей работе ставится задача апробации капельного компонента данной модели путем численного моделирования процессов в зарождающемся облаке с последующим сравнением результатов с теоретическими и эмпирическими соотношениями.   Получены новые результаты численного моделирования кислотосодержащего облака в воздушной среде над участком большого города со сложной застройкой, на основе комплексной математической модели, учитывающей вышеперечисленные факторы и опирающейся на интерполяционно-секционную подмодель капельной фазы. Смоделированы динамика и кинетика такого облака, поглощающего газообразный диоксид серы, получены результаты по интенсивности поглощения данного загрязнителя в формирующемся облаке. Сравнение полученных результатов с известными данными (распределение капель Мазина-Хргиана и интерполяционные соотношения для водности облаков) показало хорошее совпадение по распределению капель и по водности облака. Сделан вывод о достаточной адекватности примененной экологической модели, включающей специальную подмодель капельной фазы.
Ключевые слова: численное моделирование, облако, кислотные дожди, водность, распределение капель, математическая модель, апробация, интерполяционные соотношения, конденсация, столкновения
Библиография:
Пекунов, В.В. Моделирование поглощения газообразного SO2 каплями тумана с применением уточненной интерполяционно-секционной капельной модели. – URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=33914
Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric Chemistry and Physics, Wiley, New York, 1998.
Болдарев А.С. Дискретные эйлеровы модели, конечноразностные схемы и алгоритмы расчета парокапельных течений // Дисс. канд. физ.-мат. наук. – Москва, 1999. – 99 с.
Aloyan A.E., Arutyunyan V.O., Louzan P.I. Numerical modeling of the gas-aerosol interaction in the atmoshpere // Измерения, моделирование и информационные системы как средства снижения загрязнений на городском и региональном уровне : Тр. Междунар. науч. конф. «ENVIROMIS 2002». — Томск, 2002. — Т.1. — С.158-164.
Zhang M., Lin W., Bretherton C.S., Hack J.J., Rasch P.J. A Modified Formulation of Fractional Stratiform Condensation Rate in the NCAR Community Atmospheric Model (CAM2) // J. Geophys. Res. — 2003. — Vol. 108. — No. D1. — pp. ACL 10-1.
Гидаспо
Правильная ссылка на статью:
Конов Е.А., Сорокоумов П.С.. Существующие методы компьютерного моделирования биоплёнок и пути их развития // Программные системы и вычислительные методы. – 2020. – № 4. – С. 53-68.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Объектом исследования в данной работе являются существующие средства компьютерного моделирования бактериальных сообществ – биоплёнок. Такие сообщества включают в себя большую часть (95-99%) бактерий и распространены повсеместно. Биоплёнки намного устойчивее одиночных бактерий к антибиотикам и другим антибактериальным средствам из-за слабой проницаемости межклеточной среды и замедления метаболизма части особей сообщества. Исследование методов воздействия на биоплёнки является важной проблемой биологии, при решении которой часто используют разнообразные средства компьютерного моделирования, позволившие добиться значительных научных результатов. Предметом исследования работы являются математические модели, используемые в современных средствах моделирования биоплёнок, и реализующее их программное обеспечение.   Основной вывод из проведённого исследования состоит в том, что существующие программы моделирования биоплёнок способны успешно воспроизводить многие аспекты поведения этих сообществ, в том числе рост, разрушение, саморегуляцию, но решение с их помощью многих актуальных проблем пока затруднено. Связано это с тем, что современные программы двумерного и трёхмерного агентного моделирования биоплёнок – BSim, iDynoMiCS, CellModeller – требуют участия в разработке квалифицированных программистов для описания взаимодействий моделируемых объектов, что затрудняет создание моделей. Наиболее перспективным направлением дальнейшего развития этого ПО представляется более активное использование средств описания поведения и взаимодействия агентов, применяемых в сфере искусственного интеллекта, например конечных автоматов или систем продукционных правил, но с обязательным сохранением биологической содержательности моделей.
Ключевые слова: конечный автомат, моделирование индивидов, клеточная модель, чувство кворума, компьютерное моделирование, модель поведения, агентная модель, биоплёнка, система правил, очистные сооружения
Библиография:
Pérez-Rodríguez G. et al. Agent-based spatiotemporal simulation of biomolecular systems within the open source MASON framework // Biomed Res. Int. 2015. Vol. 2015.
Luke S. et al. MASON: A Multiagent Simulation Environment // Simulation. SAGE Publications Ltd STM, 2005. Vol. 81, № 7. P. 517–527.
Rudge T.J. et al. Computational modeling of synthetic microbial biofilms // ACS Synth. Biol. 2012. Vol. 1, № 8. P. 345–352.
Rudge T.J. et al. Cell polarity-driven instability generates self-organized, fractal patterning of cell layers // ACS Synth. Biol. 2013. Vol. 2, № 12. P. 705–714.
North M.J. et al. Complex adaptive systems modeling with Repast Simphony // Complex Adapt. Syst. Model. Springer Berlin Heidelberg, 2013. Vol. 1, № 1. P. 3.
Gorochowski T.E. et al. BSim: An Agent-Based Tool for Modeling Bacterial Populations in Systems and Synthetic Biology // PLoS One. Public Library of Science, 2012. Vol. 7, № 8. P. 1–9.
Sweeney E.G. et al. Agent-Based Modeling Demonstrates How Local Chemota
Правильная ссылка на статью:
Автушенко А.А., Рипецкий А.В., Автушенко А.А.. Моделирование и испытание вычислительными методами адаптированной к аддитивным технологиям изготовления термоплаты // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 4. – С. 1-19.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Автором рассматривается геометрическая модель термоплаты, основанная на фактических данных полученных при использовании методики адаптирования к аддитивным технологиям изготовления теплообменных устройств. Исследуется вопрос решения нахождения наиболее эффективного варианта термоплаты вычислительным методом среди выбранных вариантов и проводится сравнение с изготовленным методом аддитивных технологий экспериментальным образцом, для верификации выбранного метода получения вычислительных данных. Анализируется 62 выбранных варианта термоплат, с адаптацией расчетной сетки в матрице термоплаты. Для испытания собрана специальная установка и изготовлены образцы на принтере EOS M290. Основные методы исследования применяемые в работе: вычислительный и сравнительно - аналитический для получения данных по выбранным вариантам и определении эффективного образца, а также экспериментальный для верификации полученных данных.
Новизна исследования заключается в разработке эффективной геометрической формы термоплаты и изготовлении выбранного образца методом аддитивных технологий. Выбранная геометрическая модель термоплаты изготовлена методом аддитивных технологий с минимальными издержками, стержни и основания тероплаты являются самонесущими элементами не нуждающимися в поддержках. Результаты исследовательских испытаний опытного образца термоплаты подтверждают правильность выбранного расчетного метода определения эффективной конструкции термоплаты, изготовленной методом аддитивных технологий.
Ключевые слова: радиоэлектронная аппаратура, оребрённые стержни, аддитивные технологии, вычислительный метод, расчетная сетка, поддержки, оптимизация геометрии, термоплата, термодинамические характеристики, испытание термоплат
Библиография:
Автушенко, А.А. Методика применения аддитивных технологий на этапах изготовления опытных образцов агрегатов и узлов авиационной техники [Текст] / Р.Р. Анамова, А.О. Иванов, А.В. Рипецкий, А.В. Осипов – Брянск: Вестник Брянского государственного технического университета, 2015.-№2-46 с.
Автушенко А.А, Рипецкий А.В. ¬ Разработка методических основ автоматизированного проектирования и технологической подготовки теплообменных устройств радиоэлектронной аппаратуры для производства методом аддитивных технологий // Программные системы и вычислительные методы. ¬ 2019. ¬ №3. DOI: 10.7256/2454-0714.2019.3.30341 URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=30341
Бородин, С.М. Обеспечение тепловых режимов в конструкциях радиоэлектронных средств / Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам «Проектирование РЭС» для студентов, обучающихся по специальности 21020165 направления 20822 «Проектирование и технология электронных средств». – Ульяновск: Государственное образовательное учреждение высш
Правильная ссылка на статью:
Пекунов В.В.. Уточненный расчет распределений капель при моделировании атмосферных многофазных сред // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 4. – С. 95-104.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: В данной работе рассматривается проблема повышения точности поиска адекватных распределений капель при численном моделировании многофазных сред, включающих капельную фазу. Данная проблема особенно актуальна при расчете распределений с разрывами, возникающих при межъячеечном переносе капель, обладающих собственной скоростью, а также при наличии резких выбросов капель, например техногенного характера. Задачи такого рода часто встречаются при расчете процессов образования и распространения загрязнителей в воздушной среде, в частности при моделировании кислотных дождей. Проблема построения распределений рассматривается с применением методов вычислительной математики (теории интерполяции), с учетом физических законов сохранения массы и количества капель. Используются элементы метода моментов (метода Хилла) и секционного подхода к моделирования капельной фазы. Предлагается новый подход к моделированию распределений капель путем кусочно-сплайновой интерполяции по плотности и концентрации капельных компонентов, также опираясь на построенные предварительные кусочно-линейные распределения. Результаты сравнивались с данными, полученными прямым моделированием множества капель, а также с данными, полученными с применением исключительно кусочно-линейных распределений. Продемонстрирована более высокая точность предложенного подхода в сравнении с исходной методикой, использующей лишь кусочно-линейные распределения. Показана достаточно высокая скорость расчета в сравнении с лагранжевым подходом.
Ключевые слова: распределения капель, интерполяция, сплайны, многофазные среды, конденсация, испарение, поглощение загрязнителей, многокомпонентные потоки, метод моментов, ускорение расчета
Библиография:
Пекунов В.В. О новом решении проблемы расчета распределений при моделировании некоторых многофазных систем // Вестник ИГЭУ.-Иваново, 2007.-Вып.4.-С.34-37.
Волков Р.С. Фазовые превращения и деформации капель воды при их движении в трактах тепловых электрических станций // Дисс. канд. тех. наук. – Томск, 2014. – 185 с.
Seinfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric Chemistry and Physics, Wiley, New York, 1998.
Болдарев А.С. Дискретные эйлеровы модели, конечноразностные схемы и алгоритмы расчета парокапельных течений // Дисс. канд. физ.-мат. наук. – Москва, 1999. – 99 с.
Aloyan A.E., Arutyunyan V.O., Louzan P.I. Numerical modeling of the gas-aerosol interaction in the atmoshpere // Измерения, моделирование и информационные системы как средства снижения загрязнений на городском и региональном уровне : Тр. Междунар. науч. конф. «ENVIROMIS 2002». — Томск, 2002. — Т.1. — С.158-164.
Zhang M., Lin W., Bretherton C.S., Hack J.J., Rasch P.J. A Modified Formulation of Frac-tional Stratiform Condensation Rate in th
Правильная ссылка на статью:
Зиновьев А.Н.. Технология наблюдений эффекта термо-гравитационной аномалии аппаратурой космического радиотелескопа проекта РадиоАстрон на интервале орбитального резонанса. // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 4. – С. 39-54.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Объектом исследования является космический аппарат "Спектр-Р" с космическим радиотелескопом на борту. В качестве сенсоров используется аппаратура двух бортовых водородных стандартов частоты. Многолетний мониторинг телеметрической и научной информации, передаваемой с борта космического аппарата, позволил предположить наличие внешних физических воздействий на оборудование космического радиотелескопа. Эволюционирующая эллиптическая орбита космического аппарата "Спектр-Р" позволила просканировать область орбитального резонанса космического аппарата с Луной и оценить величину физического воздействия на бортовой водородный стандарт частоты. В качестве метода измерения дальности космического аппарата "Спектр-Р" использовался реверберационно-корреляционный метод, который позволяет выполнять синхронные измерения дальности во время сеансов радиоастрономических наблюдений. Представленная технология подтвердила предположение о гравитационной природе физического воздействия на элементы космического радиотелескопа. Получен новый способ детектирования орбитального резонанса на борту космического аппарата. Изменение давления молекулярного водорода в условиях орбитального резонанса позволило существенно снизить погрешность синхронизации бортовой и наземной квантовых шкал времени.
Ключевые слова: водородный стандарт частоты, высокоинформативный радиоканал, давление молекулярного водорода, гравитационная волна, ионный насос, космический радиотелескоп, молекулярный детектор, замедление времени, космический аппарат, квантовая шкала времени
Библиография:
Космическая обсерватория Миллиметрон. http://millimetron.ru/index.php/ru/obzor-proekta/tsel-missii; http://asc-lebedev.ru/
Евграфова Н.Н., Каган В.Л. Курс физики. Москва, «Высшая школа», 1973,-480 с.
Одуан К., Гино Б. Измерение времени. Основы GPS. Москва: «Техносфера», 2002,-400 с.
Руденко В.Н. Поиск гравитационных волн. Фрязино: «Век 2», 2007,-64 с.-«Наука сегодня». ISBN 978-5-85099-1 71-5.
Дагаев М.М., Демин В.Г., Климишин И.А., Чаругин В.М. Астрономия. Москва: «Просвещение», 1983,-384 с.
Астрокосмический центр ФИАН. Электронный справочник наблюдателя в проекте РадиоАстрон (на английском языке).URL: http://www.asc.rssi.ru/radioastron/documents/rauh/en/rauh.pdf .
Зиновьев А. Н. Технология синхронных измерений дальности до космического радиотелескопа в режиме «КОГЕРЕНТ» в условиях орбитального полета // Радиотелескопы, аппаратура и методы радиоастрономии (ВРК-2018), 17-21 сентября 2018г. Санкт-Петербург, Россия, Тезисы докладов,-СПб.: ИПА РАН, 2018,-107 с.
Зиновьев А. Н., Коваленко
Правильная ссылка на статью:
Панчук К.Л., Мясоедова Т.М.. Описание дискретно заданного плоского контура составной линией из дробно-рациональных кривых Безье второго порядка // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 3. – С. 49-60.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Объектом исследования является формообразование кривой линии по дискретному множеству исходных данных. При этом в качестве исходных данных принимается дискретный ряд точек-узлов с касательными в них и значение кривизны первого сегмента в его начальном узле. Предметом исследования является дробно-рациональная кривая Безье второго порядка. Авторы подробно исследуют аспекты получения сегментов дробно-рациональных кривых Безье в направлении стыковки
их по гладкости С2 с целью получения сплайна Безье.
Применяется математический метод, основанный на аналитическом представлении дробно рациональных сегментов Безье 2-го порядка с использованием аппарата математического анализа и дифференциального исчисления. Новизна исследования заключается в том, что полученная математическая модель сплайна позволяет напрямую указывать в процессе формообразования типы составляющих его сегментов: параболический, эллиптический или гиперболический. Показано, что стандартная форма представления кривой Безье может быть приведена к более простой форме. Этим предлагаемая модель качественно отличается от существующих моделей. Рассмотрены численные примеры получения незамкнутого и замкнутого сплайна Безье.
Ключевые слова: сплайн интерполяция, кривая Безье, дробно-рациональная кривая, порядок гладкости С2, замкнутый контур, параметрическое представление кривой, параметризация, формообразование, аналитический метод, дискретное множество
Библиография:
Борисенко, В. В. Построение оптимального сплайна Безье. // Фундаментальная и прикладная математика, 2016. – Т. 4, № 3. – С. 57–72.
Голованов, Н. Н. Геометрическое моделирование. – М: Физматлит, 2002. – 472 с.
Голованов, Н. Н., Ильютко, Д. П., Носовский, Г. В., Фоменко, А. Т. Компьютерная геометрия. – М: Академия, 2006. – 512 с.
Григорьев, М. И., Малозёмов, В. Н., Сергеев, А. Н. О классификации дробных рациональных кривых Безье второго порядка. // Вестник СПбГУ, 2008. – Сер. 1, вып. 2. – С. 103–108.
Роджерс, Д., Адамc, Дж. Математические основы машинной графики: [пер. с англ.] – М.: Мир, 2001. – 604с.
Скидан, А.В., Надопта, Т.А., Пастух, И. М. Теоретические основы аналитического конструирования обуви // Вестник ХНУ, 2015. – № 4.– С. 244-249.
Фоменко, В. Т., Сидорякина, В. В. Построение гладкого контура класса C2 с использованием метода кривых второго порядка по заданным касательным в узлах. // Вестник Таганрогского института им. А.П. Чехова, 2013. – Вып. 1, № 1. – С. 37-41.
Шикин, Е. В
Правильная ссылка на статью:
Булычев Р.Н.. Метод построения многомерной модели для поиска значений параметров процесса формовки // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 3. – С. 61-72.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Объектом исследования являются геометрические модели процесса инкрементальной формовки деталей из листового материала.
Предметом исследования является графическая модель для поиска оптимальных значений параметров процесса формовки на базе многомерной начертательной геометрии. Автором в статье рассмотрены основные оптимизирующие факторы и параметры процесса. Особое внимание уделяется задачам построения геометрических моделей определения оптимизирующих факторов (зона контакта, время обработки и качество поверхности получаемой детали) и оптимизации параметров (профиль и траектория движения формообразующего инструмента) для инкрементального формообразования.
Методом исследования является способ построении графической оптимизационной модели процесса с использованием проекционного чертеж Радищева для многомерного пространства. Так же было применено математическое моделирование для проверки правильности полученных оптимальных параметров. Новизна исследования заключается в применении для многофакторной, многокомпонентной системы методов многомерной начертательной геометрии в исследовании процесса инкрементальной формовки с целью повышения качества изготавливаемых деталей. Основные выводы. С помощью графической оптимизационной модели на базе многомерной начертательной геометрии был получен диапазон значений параметров инкрементальной формовки для изделия прогнозируемого качества. Проведено моделирование процесса с полученными параметрами. Проведена инкрементальная формовка детали из листового металла конической формы. Полученные результаты соответствует заданным критериям качества.
Ключевые слова: инкрементальная формовка, послойное деформирование, листовая штамповка, чертеж Радищева, оптимизация, оптимизация параметров, оптимизирующие факторы, параметры процесса, многомерная геометрия, моделирование
Библиография:
Moayedfar M. Parameter optimization and stretch enhancement of AISI 316 sheet using rapid prototyping technique [Текст] / Moayedfar M. [и др.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2017.-Т. 257.-Вып. 1.-С. 1-13.-DOI: 10.1088/1757-899X/257/1/012006
Li Y. Investigation and optimization of deformation energy and geometric accuracy in the incremental sheet forming process using response surface methodology [Текст] / Y. Li [и др.]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2015.-Т. 79.-Вып. 9-12.-С. 2041-2055.-DOI 10.1007/s00170-015-6986-5
Jeswiet J. Rapid prototyping of a headlight with sheet metal [Текст] / J. Jeswiet, E. Hagan // Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, 2001.-С. 109-114
Hagan E. A review of conventional and modern single-point sheet metal forming methods [Текст] / E. Hagan, J. Jeswiet // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 2003.-Т. 217.-Вып. 2.-С
Правильная ссылка на статью:
Песошин В.А., Кузнецов В.М., Рахматуллин А.Х.. Синтез и анализ алгоритмов поиска множества инверсно-сегментных последовательностей с заданным периодом // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 3. – С. 73-84.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Рассматривается задача синтеза алгоритмов поиска множества инверсно-сегментных последовательностей с заданным периодом. Инверсно-сегментные последовательности представляют собой псевдослучайные последовательности, обладающие равновероятностью появления символов 0 и 1 и многообразием их автокорреляционных функций. При аппаратурной реализации наибольшее распространение получили инверсно-сегментные последовательности, формируемые генераторами псевдослучайных последовательностей на основе n-разрядного регистра сдвига с линейными обратными связями. Для использования инверсно-сегментных последовательностей в прикладных задачах, а также дальнейшего исследования их свойств, необходимо решить задачу нахождения множества инверсно-сегментных последовательностей с заданным периодом, причем количество непересекающихся последовательностей существенно увеличивается с ростом n. Рассматривается ряд базовых подходов к синтезу алгоритмов поиска инверсно-сегментных последовательностей, а также проводится анализ полученных алгоритмов, их алгоритмическая сложность, потребление памяти. Инверсно-сегментные последовательности представляют практический интерес благодаря равновероятности появления символов 0 и 1 и многообразию их автокорреляционных функций. Исследован ряд алгоритмов нахождения инверсно-сегментных последовательностей с заданным периодом, с принципом перебора начальных состояний регистра сдвига в основе. Все рассмотренные алгоритмы применяют сокращенный способ хранения инверсно-сегментных последовательностей в различных структурах данных с использованием числа взаимно однозначного данной инверсно-сегментных последовательностей. Изучена их алгоритмическая сложность и потребление памяти. Выработаны рекомендации к выбору алгоритма поиска инверсно-сегментных последовательностей и синтезу новых алгоритмов.
Ключевые слова: инверсно-сегментные последовательности, генераторы псевдослучайных последовательностей, регистра сдвига, фильтр Блума, автокорреляция, анализ алгоритмов, оптимизация, вычислительная сложность, красно-черные деревья, вероятностные структуры данных
Библиография:
Шнайер Б., Прикладная криптография. M.: Триумф, 2002. 610 с.
Bloom, Burton H., Space/time trade-offs in hash coding with allowable er-rors. T.: ACM, 1970. С. 422-426.
R. Tarjan., Efficiency of a good but not linear set union algorithm. J.: ACM, 1975. С. 215-225.
Вирт Н., Алгоритмы и структуры данных. М.: Мир, 1989. 274 с.
Скиена С., Алгоритмы. Руководство по разработке. СПб.: БХВ-Петербург, 2014. 720 с.
Кузнецов В.M., Песошин В.А., Ширшова Д.В., Генераторы равнове-роятностных псевдослучайных последовательностей немаксимальной длины на основе регистра сдвига с линейными обратными связями, АиТ. 2016. № 9. С. 136-149.
Кремер Н.Ш., Теория вероятности и математическая статистика. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004. 573 с.
Правильная ссылка на статью:
Позолотин В.Е., Султанова Е.А.. Применение алгоритмов преобразования данных при анализе временных рядов на предмет устранения выбросов // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 2. – С. 33-42.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования являются алгоритмы преобразования данных на предмет устранения выбросов во временных рядах. Автором рассматриваются алгоритмы преобразования данных, основанные на среднем арифметическом и медиане, а также комбинированные методы сглаживания, как 4253Н и 3RSSH. Автор рассматривает такие аспекты темы, как изменение статистических характеристики временного ряда при применении трансформаций, а также уделяет внимание вопросам визуального представления данных и изменению поведения ряда при внедрении выбросов во временной ряд. При написании работы использовались как теоретические, так и эмпирические методы исследования: изучены работы и программные комплексы, затрагивающие данные вопросы, а также проведена серия экспериментов. Проведены вычислительные эксперименты по обработке временного ряда как без выбросов, так и с выбросами на предмет сглаживания. Проведено сравнение результатов обработки временных рядов. Предложено программное средство, позволяющее применять различные сглаживающие фильтры. Программное средство протестировано на предмет работы с различными характеристиками входных данных.
Ключевые слова: преобразование временных рядов, трансформация, фильтр, сглаживание, медианное сглаживание, сглаживание по среднему, выбросы, обработка информации, 4253H-фильтр, 3RSSH-фильтр
Библиография:
Кендалл М., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. М. : Наука, 1973. 899 с.
Stata 13 help for tssmooth_nl [Электронный ресурс] // STATA [сайт]. 2014. URL: https://www.stata.com/help13.cgi?tssmooth_nl (дата обращения: 07.10.2018).
Кремер Н.Ш., Путко Б.А. Эконометрика: Учебник для вузов. М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 311 с.
Shrivastava P., Singh U.P. Noise removal using First Order Neighborhood Mean Filter [Электронный ресурс] // IEEE Xplore. Digital Library [сайт]. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/7057004 (дата обращения: 06.10.2018).
Blackman R.B., Tukey J.W. The Measurement of Power Spectra from the Point of View of Communications Engineering – Part I [Электронный ресурс] // IEEE Xplore. Digital Library [сайт]. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/6768513 (дата обращения: 07.10.2018)
Спектральный анализ на ограниченном интервале времени. Оконные функции [Электронный ресурс] // Теория и практика ЦОС [сайт]. URL: http://www.dsplib.ru/content/win/win.html (дата обращения: 07.10.2018).
Правильная ссылка на статью:
Оганян В.К., Бардахчян В.Г., Симонян А.Р., Улитина Е.И.. Фазификация выпуклых тел в 𝑹𝒏 // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 2. – С. 1-10.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: В исследовании особое внимание уделяется обобщению теоремы Матерона о ковариограмме на случай возможной ошибки оценки, моделируемой фаззификацией выпуклых тел. Нечеткие выпуклые тела являются естественным обобщением выпуклых тел, когда мы хотим включить погрешность измерения в нашу модель и получить все возможные выпуклые тела, которые могут привести к заданному распределению длины, зависящему от направления. Классический случай идентификации выпуклых тел не учитывает случаи, когда входная информация и измерение содержат погрешность. Это общая проблема при применении распределения отрезков линии для восстановления ковариограммы, а затем и самого тела.
В ходе исследования, мы определяем тело и запрашиваем, какой результат мы получим для распределения длины для данного нечеткого тела; широко используем нечеткую статистику и нечеткие случайные величины для расширения выпуклых тел и функций распределения по длине до нечеткого случая; используем несколько свойств нечетких чисел и методов нечеткого исчисления (в основном, интеграцию Ауманна). Было введено обобщенное нечеткое распределение, чтобы применять их в общем случае нечетких выпуклых тел. Нечеткие выпуклые тела определяются сложением с выпуклым телом и вычитанием (по Хукухаре) из его нечетких чисел в Rn. Затем выводится обобщение теоремы Матерона для нечеткого случая, основанное на методах исчисления нечеткой функции. Мы ввели нечеткую ковариограмму на основе нечетких выпуклых тел.
Ключевые слова: Теорема Матерона, Выпуклое тело, Нечеткое распределение, Нечеткая ковариограмма, Интегральная геометрия, Интегрирование Ауманна, Гауссовское поле, V-линии, Ошибка оценки, Хукухары дифференцируемость
Библиография:
Bauer Ch. Determination of Convex Bodies by Projection Functions // Geometriae Dedicata. 1998. Vol. 72. № 3, P. 309-324.
Ambartsoumian G. Inversion of the V-line Radon transform in a disc and its applications in imaging // Computers and Mathematics with Applications. 2012. Doi: 10.1016/j.camwa.2012.01.059
Cong W., Wang G. X-ray scattering tomography for biological applications // Journal of X-Ray Science and Technology. 2011. Vol. 19. P 219-227. Doi: 10.3233/XST-2011-0288
Brunetti S., Daurat A. Determination of Q-convex bodies by X-rays // Electronic Notes in Discrete Mathematics. 2005. Vol. 20. P. 67-81.
Gasparyan A.G., Ohanyan V.K. Covariogram of a parallelogram // Journal of Contemporary Mathematical Analysis (Armenian Academy of sciences). 2014. Vol. 49 (4). P. 194-206.
Gasparyan A.G. and Ohanyan V. K. Recognition of triangles by covariogram // Journal of Contemporary Mathematical Analysis (Armenian Academy of sciences). 2013. Vol. 48 (3). P. 110-122.
Viertl R. Statistical methods for fu
Правильная ссылка на статью:
Пономарев А.В.. Применение вероятностных графических моделей для комплексирования данных в системах масштабных человеко-машинных вычислений // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 1. – С. 59-69.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Статья посвящена проблеме обеспечения качества результатов в системах обработки информации, где часть операций выполняется с привлечением людей, взаимодействие с которыми осуществляется посредством сети Интернет. Подобные системы находят широкое применение при решении различных задач, однако привлечение человека к задачам обработки информации связано с набором принципиальных ограничений, присущих человеку: низкая скорость обработки информации, необходимость мотивации, возможность ошибок или целенаправленного искажения информации. Таким образом, разработка методов и средств управления качеством результатов, получаемых с помощью подобных систем, является актуальной задачей. В статье предлагается модель комплексирования данных для повышения качества результатов, получаемых с помощью масштабных человеко-машинных вычислений. Применение модели рассматривается на примере решения задачи разметки и поиска изображений, полученных в рамках массовых легкоатлетических мероприятий (пробегов). Оценка эффекта комплексирования производится на основе имитационного моделирования. Результаты исследования предложенного подхода показали, что особенно эффективным является комплексирование в условиях некачественной разметки. Однако даже в условиях качественной разметки, применение комплексирования позволяет увеличить полноту поисковых результатов. В целом, можно заключить, что применение комплексирования данных при обработке результатов человеко-машинных вычислений является перспективным подходом, а применение вероятностных графических моделей для комплексирования позволяет плавно увеличивать точность результатов работы системы с увеличением количества доступной информации.
Ключевые слова: Крауд-вычисления, Краудсорсинг, Разметка изображений, Аннотирование изображений, Обработка данных, Комплексирование данных, Байесовские сети, Вероятностные графические модели, Коллективный интеллект, Информационный поиск
Библиография:
Ponomarev A. Community Photo Tagging: Engagement and Quality Study // Proceedings of the 2017 ACM Web Science Conference (WebSci'17), 2017. pp. 409–410
Haney, Thomas A. Jr. Variability of pacing in marathon distance running. UNLV Theses, Dissertations, Professional Papers, and Capstones. 2010. URL: https://digitalscholarship.unlv.edu/thesesdissertations/779
Пономарев А. Разметка изображений массового мероприятия его участниками на основе немонетарного стимулирования // Информационно-управляющие системы, СПб: ГУАП, 2017, № 3. С. 105–114.
Roy S. et al. A New Multi-modal Technique for Bib Number/Text Detection in Natural Images // Advances in Multimedia Information Processing – PCM 2015, 2015, LNCS 9314, pp. 483-494.
Ben-Ami I., Basha T., Avidan S. Racing Bib Numbers Recognition // British Machine Vision Conference (BMVC), 2012. URL: http://people.csail.mit.edu/talidekel/papers/RBNR.pdf
Wikipedia Марафон Белые ночи. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Белые_ночи_(марафон)
RunRepeat.com Marathon
Правильная ссылка на статью:
Зиновьев А.Н.. Технология синхронных измерений дальности с использованием эффекта реверберации в условиях орбитального полета космического радиотелескопа проекта РадиоАстрон // Программные системы и вычислительные методы. – 2019. – № 1. – С. 107-119.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Автор подробно рассматривает такие аспекты темы как результат обнаружения нового эффекта, который заключается в появлении характерных откликов из-за ретрансляции сигнала в направлении от космического радиотелескопа к наземной станции слежения в режиме «КОГЕРЕНТ». Этот режим предусматривает использование сигнала наземного стандарта частоты для формирования необходимых наборов гетеродинных, а также тактовых частот на борту космического радиотелескопа. Включение аппаратуры петли фазовой синхронизации высокоинформативного радиоканала необходимо для реализации режима «КОГЕРЕНТ». Предложена технология, позволяющая выполнять измерения дальности от космического аппарата «Спектр-Р» до наземной станции слежения во время сеансов радиоастрономических наблюдений наземно-космическим интерферометром проекта РадиоАстрон. Новизна и практическое значение исследования заключается в том, что в сравнении с технологиями лазерных измерений, эта технология существенно меньше зависит от погодных условий в атмосфере Земли. Перечислены пути повышения разрешающей способности и снижения погрешности измерений дальности с использованием обнаруженного эффекта. Использование представленной технологии позволяет нивелировать недостаток проекта РадиоАстрон.
Ключевые слова: космический радиотелескоп, реверберация, РадиоАстрон, КОГЕРЕНТ, Спектр-Р, атмосфера Земли, интерферометр, космический аппарат, петля фазовой синхронизации, сдвиг Доплера
Библиография:
Ковалев Ю. А, Васильков В. И., Попов М. В., Согласнов В. А., Войцик П. А. Лисаков М. М., Кутькин А. М., Николаев Н. Я., Нижельский Н. А., Жеканис Г. В., & Цыбулев П. Г. Проект «РАДИОАСТРОН». Измерения и анализ основных параметров космического телескопа в полете в 2011-2013 гг. Космические исследования. № 5. Том 52. 2014, С. 430-439. https://doi.org/10.7868/S0023420614050082
Якимов, В. Е. Создание и развитие программного комплекса для планирования наблюдений в проекте «Радиоастрон». Космические исследования. №3. Том 53. 2015, С. 242-245. https://doi.org/10.7868/S0023420615030085
Бургин М. C., Войцик П. А., Кутькин А. М., Лисаков М. М., Миронова Е. Н., Соколовский К. В., & Фадеев Е. Н. Управление и контроль функционирования бортового комплекса научной аппаратуры космического радиотелескопа. Космические исследования. №3. Том 53. 2015, С. 199-206. https://doi.org/10.7868/S0023420615030048
Хартов В. В., Ширшаков А. Е., Артюхов М. И., Казакевич Ю. В., Воробьев А. З., Калашников А. И., Погодин А. В., Филип
Правильная ссылка на статью:
Труб И.И.. Об аппроксимации выходных данных вероятностной модели иерархических битовых индексов // Программные системы и вычислительные методы. – 2018. – № 4. – С. 102-113.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования является вероятностная модель иерархических
битовых индексов баз данных. Объектом
исследования являются выходные данные модели - трехпараметрическое дискретное распределение количества индексов для реализации запросов
к базе данных, параметризуемое интенсивностью занесения записей в базу, средней длиной запроса и размером крупного индекса.
Автор рассматривает такие аспекты темы как выбор гипотезы
из известных теоретических распределений, методика проверки гипотезы,
подбор функций для приближения зависимости математического
ожидания от третьего параметра, подбор функции для приближения
зависимости точки минимума математического ожидания по третьему
параметру от первых двух. Исследование таких зависимостей
объясняется тем, что оптимальный выбор именно третьего параметра
является целью проектировщика, а первые два - это исходные данные модели.
Методологией исследования являются методы математической статистики,
в частности, оценка параметров и критерий Пирсона проверки гипотез,
методы построения наилучших приближений, в частности, метод наименьших квадратов, теория кривых третьего порядка.
Основные выводы проведенного исследования: наилучшей
аппроксимацией для исследуемого семейства распределений является
распределение Пойа; наилучшими приближениями для
зависимости математического ожидания от третьего параметра являются модель Бэкона-Уаттса и теплоемкостная модель. Особым вкладом автора в исследование темы является вывод эмпирической формулы, имеющей практическое значение. Она позволяет проектировщику на основе первых двух параметров сразу, без использования громоздких расчетов по модели, получить приближенное оптимальное значение третьего параметра и построить таким образом индекс базы данных оптимального размера. Новизна исследований заключается в получении приближенных зависимостей для нового вида распределения, которое невозможно описать замкнутой формулой.
Ключевые слова: анализ выходных данных, метод наименьших квадратов, теплоемкостная модель, кривые третьего порядка, модель Бэкона-Уаттса, отрицательное биномиальное распределение, распределение Пойа, дискретное распределение вероятностей, иерархические битовые индексы, степенная функция
Библиография:
Walkowiak R., Kala R. Two-Phase Nonlinear Regression with Smooth Transition.-Communication in Statistics-Simulation and Computation, vol. 29, no. 2, January, 2000. pp. 385-397.
McLaughlin M.P. Compendium of Common Probability Distributions.-December, 2016. URL: www.causascientia.org/math-stat/Dists/Compendium.pdf
Lockwood E.H. A Book of Curves.-Cambridge University Press, Great Britain, 1961. 210 p.
Шикин Е.В., Франк-Каменецкий М.М. Кривые на плоскости и в пространстве.-Москва, Фазис, 1997.-336 с.
Труб И.И. Аналитическое вероятностное моделирование bitmap-индексов // Программные системы и вычислительные методы. – 2016. – № 4. – С. 315-323. DOI: 10.7256/2305-6061.2016.4.2109
Труб И.И. Вероятностная модель иерархических индексов базы данных // Программные системы и вычислительные методы. — 2017.-№ 4.-С.15-31. DOI: 10.7256/2454-0714.2017.4.24437. URL: http://e-notabene.ru/ppsvm/article_24437.html
Труб И. И. Имитационное моделирование иерархических bitmap-индексов // Прикладная информат
Правильная ссылка на статью:
Бутусов Д.Н., Каримов А.И., Тутуева А.В., Красильников А.В., Горяинов С.В., Вознесенский А.С.. Гибридное моделирование системы Рёсслера посредством синхронизации аналоговой и дискретной моделей // Программные системы и вычислительные методы. – 2018. – № 4. – С. 1-14.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: В статье исследуется технология гибридного моделирования хаотических систем в форме синхронизации цифровой и аналоговой моделей системы Рёсслера, взаимодействующих через тракты аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования. Рассмотрены однонаправленный и двунаправленный варианты хаотической синхронизации, проведена оценка погрешности синхронизации для каждого из указанных случаев. Для аналоговой реализации системы Рёсслера разработана схема на основе операционных усилителей, умножителей и прецизионных пассивных элементов. Цифровая модель системы основана на полунеявном аппаратно-ориентированном методе численного интегрирования второго порядка алгебраической точности. С целью обоснования выбора метода приведены графики производительности различных решателей обыкновенных дифференциальных уравнений при моделировании системы Рёсслера. Показано, что выбранный полунеявный метод численного интегрирования обладает наибольшей вычислительной эффективностью среди всех методов второго порядка. Экспериментально продемонстрирована возможность синхронизации аналоговой и цифровой моделей хаотической системы. Рассмотрена синхронизация двух и трех моделей системы Рёсслера в различных вариантах топологии соединения. Путем анализа ошибки синхронизации показано, что наибольшая точность достигается при использовании полностью связанной топологии, которая основана на двунаправленном способе синхронизации трёх моделей системы Рёсслера.
Ключевые слова: цифровая модель, система Рёсслера, цифро-аналоговое преобразование, полунеявный метод, гибридная модель, нелинейная динамика, хаос, аналоговая модель, хаотические системы, хаотическая синхронизация
Библиография:
Butusov D.N., Karimov A.I., Tutueva A.V. Hardware-targeted semi-implicit extrapolation ODE solvers // International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), 2016. Art. no. 7491741. DOI: 10.1109 / SIBCON.2016.7491741
Бутусов Д.Н., Каримов А.И., Каримов Т.И. Аппаратно-ориентированные численные методы интегрирования. СПб. Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2016. 192 c.
Buscarino A., Frasca M., Branciforte M., Fortuna L. Synchronization of two Rossler systems with switching coupling // arXiv: 1507.01992, 2015. DOI: 10.1007/s11071-016-3269-0
Sarra S.A., Meador C. On the numerical solution of chaotic dynamical systems using extend precision floating point arithmetic and very high order numerical methods // Nonlinear Analysis: Modelling and Control. - 2011. - vol. 16. - N 3. - pp. 340–352.
Liao S. J., Wang P. F. On the mathematically reliable long-term simulation of chaotic solutions of Lorenz equation in the interval [0, 10000] //Science China Physics, Mechanics and Astronomy. – 2014. – vol. 57.
Правильная ссылка на статью:
Перепелкина О.А., Кондратов Д.В.. Разработка математической модели оценки эффективности внедрения системы электронного документооборота и делопроизводства в исполнительных органах государственной власти // Программные системы и вычислительные методы. – 2018. – № 4. – С. 114-123.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Актуальность темы исследования обусловлена тем, что деятельность органов власти заключается в принятии управленческих решений в рамках реализации своих полномочий. Внедрение системы документооборота и делопроизводства является одной из приоритетных задач органов, успешная реализация которой позволит обеспечить переход на более качественный уровень их функционирования.
Эффективность данного процесса определяется системой документооборота и делопроизводства, которая и является объектом моделирования. Цель исследования заключается в разработке математической модели оценки эффективности внедрения системы электронного документооборота и делопроизводства в органах власти для повышения результативности работы. Результаты исследования были получены на основе использования теории системного анализа, теории множеств, теоретико-графических моделей, модели системной динамики. Научная новизна связана с разработкой модели оценки эффективности внедрения системы электронного документооборота и делопроизводства в органах власти для имитационного моделирования и прогнозирования их основных показателей.
Основными выводами проведенного исследования является то что, авторами рассмотрено построение математической модели оценки эффективности внедрения системы электронного документооборота и делопроизводства в органах власти с применением метода системной динамики Форрестера. Разработанная модель записана в виде системы дифференциальных уравнений и представлена в виде задачи Коши. По итогам проведенного исследования было выявлено, что к решению данной системы целесообразно применить метод Рунге-Кутты четвертого порядка, так как, несмотря на увеличение объема вычислений метод четвертого порядка имеет преимущество перед методами первого и второго порядков, так как он обеспечивает малую локальную ошибку, что позволяет увеличивать шаг интегрирования и, следовательно, сокращать время расчета.
Ключевые слова: документооборот, электронный документооборот, система электронного документооборота, модели мягкого моделирования, модель системной динамики, дифференциальные уравнения, задача Коши, метод Эйлера, модифицированный метод Эйлера, метод Рунге-Кутты
Библиография:
Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. — 512 стр.
Моделирование нелинейной динамики глобальных процессов / Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова (МГУ), Факультет глобальных процессов; под ред. И. В. Ильина; Д. И. Трубецкова. — Москва: Изд-во МГУ, 2010. — 412 с.: ил.. — Библиография в конце глав.. — ISBN 978-5-211-05866-8.
Перепелкина О.А. Использование теории автоматов в реализации модели электронного делопроизводства и документооборота в исполнительных органах государственной власти. В сборнике: Компьютерные науки и информационные технологии. Материалы Международной научной конференции. Ответственные за выпуск: Т.В. Семенова, А.Г. Федорова. Издательство: ИЦ "Наука" (Саратов), 2016. С. 311-315.
Мировая динамика: Пер. с англ. / Д. Форрестер. — М: ООО «Издательство ACT; СПб.: Terra Fantastica, 2003. — 379, [5] с. — (Philosophy).
В.В. Федосеев, А.Н. Гармаш, Д.М. Дайитбегов и др.; Под ред. В.В. Федосеева. Экономико-математические методы и прикладные модели – М.: ЮНИТИ,
Правильная ссылка на статью:
Галочкин В.И.. Поиск на графе k путей минимальной суммарной длины // Программные системы и вычислительные методы. – 2018. – № 2. – С. 60-66.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Рассматривается задача поиска на взвешенном ориентированном графе k непересекающихся путей минимальной суммарной длины из заданной начальной вершины во все остальные вершины при неотрицательных весах дуг. Показывается, что нельзя использовать «жадный» подход, то есть находить лучший путь, удалять из графа вершины этого пути вместе с инцидентными дугами и повторять поиск. Задача сводится к поиску кратчайших путей на неявном графе из n^k вершин с некоторыми дополнительными ограничениями, где n – число вершин исходного графа. Разреженность неявного графа позволяет использовать рациональные структуры данных, уменьшая сложность алгоритма поиска путей. Выполнена программная реализация описанного алгоритма. В процессе тестирования генерировались полные графы с такими значениями весов дуг, при которых пути минимальной суммарной длины состояли из большого числа дуг. В практических целях и по вычислительным возможностям интерес представляют небольшие значения k. В этом случае корректно считать значение k константой, и сложность алгоритма оценивается величиной O(n^(k+1)log n). Необходимые затраты памяти составляют O(n^k). Время работы программы на различных тестах не противоречит полученным оценкам сложности алгоритма.
Ключевые слова: Граф, Ориентированный граф, Взвешенный граф, Неявный граф, Разреженный граф, Длина пути, Кратчайший путь, Алгоритм Дейкстры, Алгоритм Йена, Сложность алгоритмов
Библиография:
Dijkstra E. W. A note on two problems in connexion with graphs. // Numerische Mathematik, 1959. – Vol. 1, Iss. 1. P. 269–271. DOI: 10.1007/BF01386390.
Кормен, Т. Х. Алгоритмы: построение и анализ, 2-е издание: Пер. с англ. / Т. Кормен, Ч. Лайзерсон, Р. Ристоимт, К. Штайн. – М.: Издательский дом ”Вильямс”, 2005. – 1296 с.
Yen, Jin Y. Finding the k shortest loopless paths in a network. // Management Science, 1971. – 17 (11). P. 712–716. DOI: 10.1287/mnsc.17.11.712.
Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах: Пер. с англ. / Э. Майника. – М.: Мир, 1981. – 323 с.
Филлипс Д. Методы анализа сетей: Пер. с англ. / Д. Филлипс, А. Гарсиа-Диас. – М.: Мир, 1984. – 496 с.
Галочкин В. И. Задачи заключительного тура международной интернет-олимпиады по информатике и программированию 2012 года для студентов России и ближайшего зарубежья. // Программные системы и вычислительные методы. 2012. – № 1. С. 17 – 27.
Правильная ссылка на статью:
Гармаев Б.З., Бороноев В.В.. Выбор анализирующей вейвлет – функции для задачи поиска экстремумов биомедицинских сигналов // Программные системы и вычислительные методы. – 2018. – № 1. – С. 45-54.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Автор рассматривает проблему выбора вейвлета для применения его в непрерывном вейвлет преобразовании. Все преимущество вейвлет-анализа заключается в возможности выбора базиса среди большого количества вейвлетов. Выбор анализирующего вейвлета, как правило, определяется тем, какую информацию необходимо извлечь из исследуемого сигнала. Каждый вейвлет имеет характерные особенности, как во временном, так и в частотном пространстве. Поэтому с помощью разных вейвлетов можно полнее выявить и подчеркнуть те или иные свойства анализируемого сигнала. Выбор анализирующей вейвлет-функции для создания базиса вейвлет-преобразования является одним из вопросов, успешность решения которой влияет на успешность использования вейвлет-анализа в решаемой задаче. Обход этого вопроса отталкивает начинающих в этой области исследователей от использования вейвлет-анализа или значительно ссужает область его применения. Выбор вейвлет-функции особенно важен при непрерывном вейвлет-преобразовании, где результат преобразования трехмерный непрерывный вейвлет-спектр. Это затрудняет его анализ, который зачастую ограничивается визуальным анализом проекции вейвлет-спектра на оси масштаб-время. Это также усложняет выбор вейвлет-функции, так как при смене вейвлета в проекции вейвлет-спектра иногда происходят многочисленные изменения неподдающиеся анализу.
Цель данной работы показать методику обоснования выбора анализирующей вейвлет-функции для использования ее в непрерывном вейвлет-преобразовании на примере задачи локализации точек экстремумов цифрового сигнала. В работе используется непрерывное вейвлет-преобразование. Рассматриваются вейвлет-коэффициенты на разных масштабах для анализа изменений не на вейвлет-спектре в целом, а на отдельных ее частях. В предложенной методике показывается алгоритм анализа непрерывных вейвлет-спектров с разными вейвлет-функциями с целью оценки их пригодности для поиска экстремумов. Важным моментом в данной методики является переход с визуального анализа трехмерных вейвлет-спектров к количественному анализу двухмерных вейвлет-коэффициентов на разных масштабах. Такой переход показывает, как работает вейвлет-анализ внутри трехмерных вейвлет-спектров (анализируемых в основном визуально) и позволяет автоматизировать анализ сигналов. Это же позволяет уже численно оценить точность нахождения экстремумов при использовании конкретного вейвлета. В результате показано, что в задаче поиска экстремумов сигнала с помощью непрерывного вейвлет-анализа наиболее точным является вейвлет Хаара.
Данную методику выбора базиса можно использовать в задачах, где возможна приемлемая количественная оценка точности работы непрерывного вейвлет-преобразования. Это позволит анализировать трехмерные вейвлет-спектры не только качественно (визуально), но и количественно.
Ключевые слова: вейвлет-анализ, вейвлет-функция, выбор базиса, поиск экстремумов, масштаб, пульсовой сигнал, моделирование, вейвлет Хаара, непрерывное вейвлет-преобразование, методика
Библиография:
Воробьёв В.И. Теория и практика вейвлет-преобразования / Воробьёв В.И., Грибунин В.Г.-СПб: ВУС, 1999.-145 с.
Меркушева А.В. Классы преобразований нестационарного сигнала в информационно-измерительных системах. III. Время-масштабные (вейвлет-) преобразования для спектрально-временнóго анализа / Меркушева А.В. // Научное приборостроение.-2002.-Т. 12.-№ 3.-C. 68–82.
Дьяконов В. П. Вейвлеты. От теории-к практике / Дьяконов В. П.-М.: СОЛОН-Р, 2002.-448 с.
Астафьева Н. М. Вейвлет анализ: основы теории и примеры применения / Астафьева Н. М. // Успехи физических наук.-1996.-т. 166.-№ 11.-С. 1115-1180.
Бороноев В.В. Особенности непрерывного вейвлет-преобразования пульсовых сигналов / Бороноев В.В., Гармаев Б.З., Лебединцева И.В. // Оптика атмосферы и океана.-2007.-Т.20.-№ 12.-С. 1142-1146.
Бороноев В.В. Метод непрерывного вейвлет преобразования в задаче выделения информативных точек пульсового сигнала / Бороноев В.В., Гармаев Б.З. // Биомедицинские радиоэлектроника.-2009.-№ 3.-С. 44-49.
Бороное
Правильная ссылка на статью:
Горбунова Т.Н.. Построение и исследование модели фильтрации суспензии в пористом грунте // Программные системы и вычислительные методы. – 2018. – № 1. – С. 55-62.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования являются задача фильтрации, которая описывает распределение взвеси твердых частиц в рыхлом пористом грунте. Актуальность построения модели определяется необходимостью укрепления рыхлого грунта закачиванием под давлением раствора в виде суспензии, который при твердении образует водонепроницаемый слой. Основной целью работы автор определяет построение модели движения взвешенных частиц суспензии и коллоидов и образования осадка в пористом грунте для различных режимов фильтрации. Исследуются распределения твердых частиц различных размеров, переносимых жидкостью-носителем и осевших на каркасе пористой среды, при различной скорости роста осадка.
Модель одномерной фильтрации с механизмом удерживания частиц включает гиперболическую систему уравнений первого порядка с несогласованными начальными и граничными условиями, порождающими разрывные решения. Для полидисперсных сред рассматривается модифицированная математическая модель, описывающая конкуренцию частиц различных размеров за малые поры. Вычислительная схема для нахождения численного решения строится методом конечных разностей. Используется оптимизация метода для улучшения сходимости и сокращения времени вычислений. Основными результатами проведенного исследования является многочастичная модель фильтрации раствора в пористом грунте, учитывающая разнообразие размеров взвешенных частиц. Выполнен численный расчет задачи для различных блокирующих коэффициентов фильтрации. Получены решения с разрывом на фронте концентраций. Проведена апробация найденных численных решений. Построены графики зависимости концентраций взвешенных и осажденных частиц от времени и координаты.
Ключевые слова: разрывные решения, конечно-разностные методы, численное решение, математическая модель, взвешенные частицы, пористая среда, фильтрация, раствор, осажденные частицы, метод Эйлера
Библиография:
Yoon J., Mohtar El C.S. Groutability of Granular Soils Using Bentonite Grout Based on Filtration Model // Transp Porous Med. 2014. 102(3) pp. 365-385.
Shucai Li, Rentai Liu, Qingsong Zhang, Xiao Zhang Protection against water or mud inrush in tunnels by grouting: a review // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. 8 pp. 753-766.
Bedrikovetsky P.G. Upscaling of Stochastic Micro Model for Suspension Transport in Porous Media // Transport in Porous Media. 2008. 75 pp. 335–369.
You Z., Badalyan A., Bedrikovetsky P. Size-exclusion colloidal transport in porous media – stochastic modeling and experimental study. // SPE Journal. 2013. 18. pp. 620–633.
Vyazmina E.A., Bedrikovetsky P.G., Polyanin A.D. New classes of exact solutions to nonlinear sets of equations in the theory of filtration and convective mass transfer. // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2007. 41(5). pp. 556–564.
You Z., Osipov Y., Bedrikovetsky P., Kuzmina L. Asymptotic model for deep bed filtratio
Правильная ссылка на статью:
Перепелкина О.А., Кондратов Д.В.. Использование «мягкого» математического моделирования при разработке математической модели оценки внедрения систем электронного документооборота и делопроизводства. // Программные системы и вычислительные методы. – 2018. – № 1. – С. 63-72.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: На сегодняшний день внедрение систем электронного документооборота и делопроизводства в исполнительных органах государственной власти остается одной из наиболее актуальных задач. Авторами рассмотрено использование «мягкого» математического моделирования при разработке математической модели оценки внедрения систем электронного документооборота и делопроизводства. Под математическим моделированием в работе понимается процесс установления соответствия реальному объекту некоторого математического объекта, который и называется математической моделью. Объектом моделирования является система электронного документооборота и делопроизводства. Основными целями моделирования исследования документопотоков в исполнительных органах государственной власти являются: повышение эффективности управленческой деятельности, ускорение движения документов, уменьшение трудоемкости обработки документов.
В работе авторами использован метод формализации, который заключается в изучении объектов путем отображения их содержания и структуры в знаковой форме. Основными выводами проведенного исследования является то что, используя «мягкое» математическое моделирование построена математическая модель оценки внедрения системы электронного документооборота и делопроизводства в исполнительных органах государственной власти. После исследования построенного ориентированного графа записана система дифференциальных уравнений, которая соответствует следующим правилам: уравнений столько, сколько имеется неизвестных величин, параметры модели (коэффициенты системы) находятся в результате применения расчетных способов.
Ключевые слова: критериальные значения показателей, критерии оценки внедрения, модели мягкого моделирования, математическое моделирование, математическая модель, система электронного документооборота, электронный документооборот, Документооборот, система дифференциальных уравнений, делопроизводство
Библиография:
Перепелкина О.А., Кондратов Д.В. Оценка ключевых показателей эффективности внедрения системы электронного документооборота в исполнительных органах государственной власти Пензенской области. В сборнике: ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ. сборник трудов IV Международной научной конференции: в 2 томах. 2015. С. 230-234.
Ильин И.В. Моделирование нелинейной динамики глобальных процессов / под ред. И.В. Ильина, Д.И. Трубецкова. М.: Изд-во МГУ, 2010. 412 с.
Кондратов Д.В., Перепелкина О.А. Моделирование системы электронного документооборота и делопроизводства // Математическое моделирование, компьютерный и натурный эксперимент в естественных науках. – 2016. – № 4; URL: mathmod.esrae.ru/4-26 (дата обращения: 12.03.2018).
Перепелкина О.А. Математическое моделирование системы электронного документооборота и делопроизводства в исполнительных органах государственной власти на примере Пензенской области // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №6 (2017) https://naukovedenie.ru/PDF/89TVN617.pdf
Правильная ссылка на статью:
Бутусов Д.Н., Тутуева А.В., Пестерев Д.О., Островский В.Ю.. Исследование хаотических генераторов псевдослучайных последовательностей на основе решателей ОДУ // Программные системы и вычислительные методы. – 2017. – № 4. – С. 61-76.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: В работе предложен подход к выбору конечно-разностной схемы хаотического генератора псевдослучайных последовательностей, основанный на использовании шаговых диаграмм (h-диаграмм). В качестве тестовой задачи рассматривается генератор на основе хаотической системы Рёсслера, дискретизируемой явными, неявными и полуявными численными методами первого и второго порядка алгебраической точности. Порождаемые различными вариантами генератора последовательности проверяются на случайность батареей статистических тестов NIST. Показаны преимущества предлагаемого подхода при проектировании генераторов хаотических сигналов, заключающиеся в существенном (на порядок) ускорении времени проектирования устройства за счет нового способа выбора шага дискретизации и дискретного оператора. Подтверждена эффективность использования полунеявных конечно-разностных схем при генерации псевдослучайных последовательностей методом численного решения хаотических дифференциальных уравнений. Полученные результаты могут быть использованы в приложениях криптографии, при проектировании защищенных систем связи, решении задач численного моделирования динамических систем и математической статистики.
Ключевые слова: бифуркация, полунеявный метод, решатель ОДУ, система Рёсслера, тесты NIST, шаговая диаграмма, численный метод интегрирования, динамический хаос, псевдослучайные числа, дискретный оператор
Библиография:
Skiadas C. H., Skiadas C. Handbook of applications of chaos theory. – CRC Press, 2016.
Falcioni M., Palatella L., Pigolotti S., Vulpiani A. Properties making a chaotic system a good pseudo random number generator // Physical Review E. – 2005. – vol. 72. – №. 1. – p. 016220.
Patidar V., Sud K. K., Pareek N. K. A pseudo random bit generator based on chaotic logistic map and its statistical testing // Informatica. – 2009. – p. 33. – №. 4.
Wang X. Y., Xie Y. X. A design of pseudo-random bit generator based on single chaotic system // International Journal of Modern Physics C. – 2012. – vol. 23. – №. 03. – pp. 1250024.
François M., Defour D., Negre C. A fast chaos-based pseudo-random bit generator using binary64 floating-point arithmetic // Informatica. – 2014. – vol. 38. – №. 3.
Akhshani A., Akhavan A., Mobaraki A., Lim S. C., Hassan Z. Pseudo random number generator based on quantum chaotic map // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. – 2014. – vol. 19. – №. 1. – pp. 1
Правильная ссылка на статью:
Труб И.И.. Численное моделирование общей задачи распределения количества bitmap-индексов // Программные системы и вычислительные методы. – 2017. – № 3. – С. 35-53.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования является математическая модель в виде системы рекуррентных интегральных соотношений, описывающая распределение количества единичных интервалов, в которых произошло по крайней мере одно событие случайного потока с произвольной функцией распределения. Рассмотрены многочисленные аспекты численной реализации этой системы, такие как выбор метода обращения преобразования Лапласа, численное интегрирование вблизи точек разрыва, обеспечение устойчивости вычислений, контроль достоверности результатов, учет особенностей машинной арифметики действительных чисел. Особое внимание уделяется связи результатов вычислений с семантикой прикладной задачи, решение которой они представляют. Методологией исследования являются теория вероятностей (виды и свойства распределений), методы вычислительной математики (численное интегрирование, интерполяция, обращение преобразования Лапласа), программная реализация математической модели и выполнение вычислительных экспериментов. Основными выводами проведенного исследования являются валидность и счетная реализуемость построенной автором математической модели, обоснование получения численного решения для произвольного распределения потока случайных событий.
Новизна исследования заключается в полученном численном решении задачи распределения количества bitmap-индексов для распределения Вейбулла, гамма-распределения, логнормального распределения и других, представлении и анализе различных зависимостей, таких как плотность распределения количества индексов и среднее число индексов для заданной длины интервала.
Ключевые слова: точка разрыва, квадратурные формулы, численное интегрирование, численные методы, преобразование Лапласа, плотность распределения вероятностей, устойчивость вычислений, биномиальное распределение, метод Симпсона, несобственный интеграл
Библиография:
Фельдман Л.П., Петренко А.И., Дмитриева О.А. Численные методы в информатике.-Киев, БХВ, 2006.-480 с.
donntu.edu.ua/ru/bez-kategorii-ru/pamyati-feldmana-lva-petrovicha-2.html
Рябов В.М. Численное обращение преобразования Лапласа.-СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2013.-187 с.
Труб И.И. Аналитическое вероятностное моделирование bitmap-индексов //Программные системы и вычислительные методы.-2016-№ 4.-с.315-323. DOI: 10.7256/2305-6061.2016.4.2109
Труб И.И. О распределении количества bitmap-индексов для произвольного потока занесения записей в базу данных //Программные системы и вычислительные методы.-2017.-№ 1.-с.11-21. DOI: 10.7256/2454-0714.2017.1.21790
Труб И.И., Труб Н.В. Моделирование систем с нестандартными дисциплинами обработки данных. - Казань, Отечество, 2017. - 313 с.
Крылов В.И. Приближенное вычисление интегралов.-М.: Наука, 1967.-500 с.
Крылов В.И., Скобля Н.С. Методы приближенного преобразования Фурье и обращения преобразования Лапласа.-М.: Наука, 1974.-224 с.
Зубков П.Т. Некото
Правильная ссылка на статью:
Вагина М.Ю., Нигматулин Р.М.. Некоторые оценки времени выполнения конкурирующих работ при пакетном планировании // Программные системы и вычислительные методы. – 2017. – № 3. – С. 54-60.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования являются теоретико-графовые модели решения задачи минимизации времени выполнения конкурирующих работ при пакетном планировании. Большой интерес к таким задачам объясняется многочисленными приложениями, которые встречаются в теории расписаний, в планировании производства и маршрутов перевозок, в распределительных вычислениях и др. В общем случае не существует эффективного алгоритма решения этих задач. Особое внимание в данной статье уделяется применению раскраски графа конфликтов, позволяющей строить оценки минимального времени выполнения всех работ. Основными методами исследования являлись методы теории графов и вычислительный эксперимент. Особое внимание уделялось применению раскраски графов. На основе раскраски графа конфликтов построены двусторонние оценки минимального времени выполнения конкурирующих работ при пакетном планировании. Все найденные оценки достижимы. Они представляют собой линейные комбинации временных промежутков выполнения пакетов работ. Коэффициенты линейной комбинации выражаются через различные характеристики графа конфликтов, его подграфов (например, хроматическое число, плотность графа).
Ключевые слова: хроматическое число графа, минимальная раскраска, граф конфликтов, теоретико-графовая модель, пакетное планирование, конкурирующие работы, полный подграф, время завершения работ, минимальное время, расписание выполнения работ
Библиография:
Marx D. Graph colouring problems and their applications in scheduling // Periodica Polytechnica, Electrical Engineering. 2004. vol. 48. no. 1-2. pp. 11-16.
Thomassen С., Erds P., Alavi Y., Malde P., Schwenk A. Tight bounds on the chromatic sum of a connected graph // Graph Theory. 1989. vol. 13. no. 3, pp. 353-357.
Lewis R. A Guide to Graph Colouring: Algorithms and Applications. N.-Y.: Springer, 2015. 253 p.
Lewis R., Thompson J. On the application of graph colouring techniques in round-robin sports scheduling // Computers and Operations Research. 2011. vol. 38. no. 1, pp. 190-204.
Jin Y., Hamiez JP., Hao JK. Algorithms for the minimum sum coloring problem: a review // Artificial Intelligence Review. 2017. vol. 47, no. 3. pp. 367-394.
Byskov J.M. Enumerating maximal independent sets with applications to graph colouring // Operations Research Letters. Vol. 32 (6). 2004. pp. 547-556.
Furini F., Malaguti E. Exact weighted vertex coloring via branch-and-price // Discrete Optimization. 2012. vo
Правильная ссылка на статью:
Олейникова С.А.. Математическая модель сложной обслуживающей системы со стохастическими параметрами и взаимной зависимостью между работами // Программные системы и вычислительные методы. – 2017. – № 2. – С. 32-44.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Объектом исследования в работе являются сложные обслуживающие системы, отличающихся взаимной зависимостью между работами, их случайная длительность, а также необходимость рационализации ресурсов во времени. Эти особенности обуславливают разработку математической модели, которая станет основой оптимизационной задачи, предназначенной для формирования план-графика. В качестве целевой функции выбран обобщенный критерий, позволяющий наиболее эффективным образом распределить ресурсы во времени. Важным параметром такой модели является длительность обслуживания. Оценка этого параметра является важной задачей, поскольку напрямую влияет на погрешность разрабатываемого графика. Формирование математической модели базируется на аппарате теории вероятностей и теории управления проектами. Для нахождения длительности обслуживания было получено кубическое уравнение, связывающее дисперсию, математическое ожидание и моду кубического уравнения. В результате получена математическая модель, предназначенная для описания многостадийных обслуживающих систем со стохастической длительностью обслуживания взаимно-зависимых работ. Данная модель может быть использована для описания целого класса систем с вышеперечисленными особенностями в случае, когда необходимо эффективным образом распределить ресурсы во времени. Новизна заключается в использовании обобщенного ресурсного критерия совместно с ресурсными и временными ограничениями. Получена также оценка длительности обслуживания, отличающаяся повышенной точностью по сравнению с существующими аналогами.
Ключевые слова: математическая модель, стохастические параметры, взаимная зависимость работ, случайная длительность обслуживания, ресурсный критерий, временные ограничения, PERT, бета-распределение, математическое ожидание, управление проектами
Библиография:
Ахьюджа Х. Cетевые методы управления в проектировании и производстве. Пер. c англ. /Под. ред. В. Н. Калашникова. М.: Наука, 1979. – 640 с.
Зуховицкий С.И., Радчик И.А. Математические методы сетевого планирования. М.: Наука, 1965. – 296с.
Кофман А., Дебазей Г. Сетевые методы планирования и их применение. М.: Прогресс, 1968. – 182с.
Голенко-Гинзбург Д.И. Стохастические сетевые модели планирования и управления разработками. Воронеж: Научная книга, 2010. – 284 с.
Муллинов Д.О., Пронина О.Ю., Баженов Р.И. Управление проектами в среде MS Project // Nauka-Rastudent.ru.-2015.-№ 7(19). – С. 32.
Винокуров А.С., Николаев С.В., Баженов Р.И. Реализация метода PERT в программной системе GanntProject // Nauka-Rastudent.ru.-2015.-№ 6(18). – C. 22.
Николаев С.В., Винокуров А.С., Баженов Р.И. Управление проектами в программной среде SPIDER PROJECT // Современные научные исследования и инновации.-2015.-№ 7-1 (51). – C. 55-63.
Пронина О.Ю., Лагунова А.А., Баженов Р.И. Управление проектами в PROJECTLIBRE
Правильная ссылка на статью:
Торопов Б.А.. Теоретико-игровая центральность вершин в графах на основе вектора Шепли // Программные системы и вычислительные методы. – 2017. – № 2. – С. 45-54.
Creative Commons License CC-BY-NC Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования являются методы оценки значимости вершин в графах. Автор акцентирует внимание на том, что существующие метрики центральности, такие как центральность по степени, центральность по близости, центральность по промежуточности, собственный вектор и др. далеко не всегда подходят для моделирования таких случаев, когда вершины графа выступают моделями социальных объектов, способных к кооперации для достижения коллективных целей. В этом случае теоретико-игровые модели, и в частности, модели коалиционных игр в большей степени способны отразить объект моделирования. Методологию исследования составляют элементы теории графов, элементы теории вероятностей, а также аппарат анализа социальных сетей как относительно нового и самостоятельного научного направления. Основной вывод проведенного исследования заключается в том, что теоретико-игровая центральность на основе вектора Шепли - это весьма гибкий и в значительной мере универсальный инструмент анализа социальных графов. Он позволяет учитывать неограниченный набор как качественных характеристик вершин графа, так и их топологических свойств в любых сочетаниях для оценки значимости вершин.
Ключевые слова: граф, социальный граф, социальная сеть, центральность вершины, центральность по степени, групповая центральность, коалиционные игры, вектор Шепли, перестановки, алгоритм
Библиография:
Баранов В.В. Совершенствование правового обеспечения деятельности органов внутренних дел по противодействию проявлениям экстремизма в глобальной компьютерной сети // Труды Академии управления МВД России. 2016. № 4. С.27-30.
Bonacich P. Power and centrality: A family of measures // American Journal of Sociology. 1987. №5 P.1170–1182.
Karlsson C., Andersson M., Norman T. Handbook of research methods and applications in economic geography. Cheltenham : Edward Elgar Publishing, 2015. 648 p.
Padgett J. F., Ansell C.K. Robust Actin and the Rise of the Medici, 1400-1434 // American Journal of Sociology. 1993. V.98, P.1259-1319.
Jackson M.O. Social and Economic Networks. Princeton University Press, 2008. 520 p.
Торопов Б.А., Тагиров З.И. Модели террористических сетей и теоретико-игровой подход к оценке центральности их участников // Вопросы безопасности. — 2016.-№ 6.-С.77-89. DOI: 10.7256/2409-7543.2016.6.21436. URL: http://e-notabene.ru/nb/article_21436.html
Michalak T.P., Marciniak D., Samotulsk
Издательство
 
Авторам
 
Услуги
 
Разное
 
Наши сайты
© 1998 – 2023 Nota Bene. Publishing Technologies. NB-Media Ltd.