Математичні машини і системи. 2020 №3

РЕФЕРАТИ І СТАТТІ 


ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ 

УДК 621.3

Різник О.М. Концепція відкритої динамічної системи. Математичні машини і системи. 2020. № 3. С. 3–22.

Запропоновано концепцію відкритої динамічної системи як загальної моделі розвитку систем та процесів будь-якої природи, засновану на новій інтерпретації теореми М. Месаровича про декомпозицію Універсуму та поняття спостереження як асиметричного відношення, що відповідає переміщенню елементів базису множини станів динамічної системи між її зовнішнім та внутрішнім простором. Елемент базису, за концепцією геометродинаміки, існує як вихор у викривленому внутрішньому просторі динамічної системи або як елементарна частка, що при спостереженні передає квант енергії. Відкриту динамічну систему визначено як скінченну динамічну систему, що обмінюється спостереженнями зі своїм оточенням, яке поділяється на локальне і є інверсною динамічною системою, та зовнішнє, звідки надходять зовнішні спостереження. У проміжках між зовнішніми спостереженнями вона існує як консервативна динамічна система. Розглянуто еволюцію динамічних систем протягом охолодження та розширення Всесвіту: появу елементарних часток та атомів, утворення складних хімічних молекул та ланцюгових макромолекул, появу життя, розвиток багатоклітинних організмів, нервової системи та мозку, появу людини та її інтелекту, формування суспільства й розвиток цивілізації. Показано, що при появі життя відкриті динамічні системи стали розподіленими і взяли на себе функцію природного добору членів популяцій, а з появою інтелекту та формуванням суспільства стали віртуальними і реалізують розподілений суспільний інтелект. Розглянуто загрози втрати контролю над віртуальними системами, зокрема, цифровими засобами штучного інтелекту, що можуть нехтувати дискретністю простору-часу через застосування при їх проектуванні класичної моделі безкінечно малих, якої не існує через дискретність простору-часу. Несумісність класичної моделі з дискретною моделлю відкритої динамічної системи становить актуальну наукову проблему, що потребує подальшого вивчення. Іл.: 5. Бібліогр.: 37 назв.

УДК 621.3

Резник А.М. Концепция открытой динамической системы. Mатематические машины и системы. 2020. № 3. С. 3–22.

Предложена концепция открытой динамической системы как общей модели развития систем и процессов различной природы, основанная на новой интерпретации теоремы М. Месаровича о декомпозиции Универсума и понятии наблюдения как асимметричного отношения, отвечающего перемещению элементов базиса множества состояний динамической системы между ее внешним и внутренним пространством. Элемент базиса, согласно концепции геометродинамики, существует как вихрь в пустом искривленном внутреннем пространстве динамической системы либо как элементарная частица, переносящая при наблюдении квант энергии. Открытая динамическая система определена как конечная динамическая система, обменивающаяся наблюдениями с окружением, разделенным на локальное, представляющее инверсную динамическую систему, и внешнее, откуда поступают внешние наблюдения. В промежутках между внешними наблюдениями она существует как консервативная динамическая система. Приведен обзор эволюции динамических систем в процессе расширения и охлаждения Вселенной: появления элементарных частиц и атомов, образования сложных молекул и цепных макромолекул, появления живых клеток, формирования многоклеточных организмов, нервной системы и мозга, появления человека и его интеллекта, развития общества и цивилизации. С появлением жизни открытые динамические системы стали распределенными и выполняют функции природного отбора членов популяции, а после появления интеллекта и образования общества они реализуют общественный интеллект и становятся виртуальными. Рассмотрены угрозы неконтролируемого поведения виртуальных систем, в частности, цифровых систем искусственного интеллекта, которые могут пренебрегать дискретностью пространства-времени из-за использования при их проектировании классической модели бесконечно малых, которых не существует из-за дискретности пространства-времени. Несовместимость классической модели с дискретной моделью открытой динамической системы является актуальной научной проблемой, требующей дальнейшего изучения. Ил.: 5. Библиогр.: 37 назв.


 

УДК 623.764

Ми спостерігаємо швидко зростаючу світову динаміку, викликану зміною клімату, військовими, релігійними та етнічними конфліктами, тероризмом, потоками біженців і поширенням зброї, а також політичною й промисловою перебудовою. Щоб упоратися із кризами, що часто виникають, необхідна швидка інтеграція розсіяних різнорідних ресурсів у дієздатні оперативні сили, що переслідують цілі, які можуть бути невідомі заздалегідь. Для правильного розуміння і управління непередбачуваними і кризовими ситуаціями може знадобитися їх детальне моделювання під час виконання і навіть раніше. Ця стаття націлена на глибоку інтеграцію, фактично симбіоз передового моделювання з контролем і управлінням продуктивної системи, яка може бути ефективно організована в національному та світовому масштабі. Стаття представляє нову версію Технологій просторового захоплення (ТПЗ), яка не базується на традиційних взаємодіючих частинах або агентах, як зазвичай, а використовує код верхнього рівня, який сам розподіляється, сам відтворюється і сам змінюється, що охоплює і зіставляє розподілені системи під час виконання, забезпечуючи глобальну цілісність, цілеспрямованість і пошук ефективних рішень. Ці просторові рішення часто в сотні разів коротші і простіші, ніж інші підходи, через спеціальну рекурсивну мову сценаріїв, що приховує традиційні процедури управління системою всередині його паралельної і розподіленої інтерпретації. У статті представлені основи для глибокої інтеграції різних світів, що дозволяє нам об'єднати передове розподілене моделювання із просторовим паралельним і повністю розподіленим управлінням, роблячи все це в рамках одного і того ж високорівневого і дуже простого формалізму просторового захоплення і його основної Мови просторового захоплення (МПЗ). У статті також будуть згадані різні додатки ТПЗ, включаючи економіку, екологію, космічні дослідження, завоювання і безпеку, де ефективний симбіоз розподіленого інтерактивного моделювання з живим контролем і управлінням може забезпечити справжній прорив. Група системних програмістів може швидко впровадити МПЗ навіть у стандартних університетських середовищах аналогічно його попереднім версіям у різних країнах під наглядом автора. Технологія може бути встановлена в численних копіях по всьому світу і тісно інтегрована з будь-якими іншими системами, фактично набуваючи необмежену потужність по всьому світу. Іл.: 35. Бібліогр.: 62 назв.

УДК 623.764

Мы наблюдаем быстро растущую мировую динамику, вызванную изменением климата, военными, религиозными и этническими конфликтами, терроризмом, потоками беженцев, распространением оружия, а также политической и промышленной перестройкой. Чтобы справиться с часто возникающими кризисами, может быть необходимой быстрая интеграция рассеянных разнородных ресурсов в дееспособные оперативные силы, преследующие цели, которые могут быть неизвестны заранее. Для правильного понимания и управления непредсказуемыми и кризисными ситуациями может потребоваться их детальное моделирование во время выполнения и даже ранее. Настоящая статья нацелена на глубокую интеграцию, фактически симбиоз  передового моделирования с контролем и управлением продуктивной системы, которая может быть эффективно организована в национальном и мировом масштабе. Статья представляет новейшую версию Технологии пространственного захвата (ТПЗ), которая не основана на традиционных взаимодействующих частях или агентах, как обычно, а использует самораспространяющийся, самовоспроизводящийся и самоизменяющийся код верхнего уровня, охватывающий и сопоставляющий распределенные системы во время выполнения, обеспечивая глобальную целостность, целенаправленность и поиск эффективных решений. Эти пространственные решения часто в сотни раз короче и проще, чем другие подходы, из-за специального рекурсивного языка сценариев, скрывающего традиционные процедуры управления системой внутри его параллельной и распределенной интерпретации. В статье представлены основы для глубокой интеграции различных миров, что позволяет нам объединить передовое распределенное моделирование с пространственным параллельным и полностью распределенным управлением, делая все это в рамках одного и того же высокоуровневого и очень простого формализма пространственного захвата и его основного Языка пространственного захвата (ЯПЗ). В статье также будут упомянуты различные приложения ТПЗ, включая экономику, экологию, космические исследования, завоевания и безопасность, где эффективный симбиоз распределенного интерактивного моделирования с живым контролем и управлением может обеспечить настоящий прорыв. Группа системных программистов может быстро внедрить ЯПЗ даже в стандартных университетских средах аналогично его предыдущим версиям в разных странах под наблюдением автора. Технология может быть установлена в многочисленных копиях по всему миру и тесно интегрирована с любыми другими системами, фактически приобретая неограниченную мощность по всему миру. Ил.: 35. Библиогр.: 62 назв.


УДК 528.06

Класифікування в дистанційному зондуванні є дуже складною процедурою, оскільки воно містить у собі багато етапів та попередню обробку даних. Теорія нечітких множин відіграє важливу роль у задачах класифікування, тому що цей підхід дає змогу охопити структуру зображення. Більшість понять є нечіткими за своєю природою. Нечіткі множини можуть працювати з невизначеними та неточними даними. Багато задач класифікування формуються з використанням нечітких понять, оскільки чіткі класи надають спрощену картину реальності, що може призвести до невірних результатів класифікування. Теорія нечітких множин є важливим математичним інструментом для обробки складних та нечітких даних. Ця теорія підходить для класифікування зображень із високим розрізненням, отриманих за допомогою дистанційного зондування. Нечіткі множини та нечіткі числа використовуються для знаходження базових мас. Нечіткі числа застосовуються для визначення оптимального числа кластерів у методах нечіткої кластеризації. У деяких задачах класифікування зображення представляється у вигляді нечіткого графа, в якому знаходяться розбіжності між пікселями. Нечіткі множини також застосовуються в різноманітних задачах із попередньої обробки цифрових оптичних зображень. Було зазначено, що нечіткі множини відіграють важливу роль в аналізі результатів класифікування з використанням мір погодження між завірковими даними та кінцевим результатом класифікування. В даній роботі були розглянуті арифметичні операції над нечіткими числами з використанням методу альфа-зрізів. У статті описані операції додавання, віднімання, множення, ділення нечітких чисел та взяття кореня квадратного з нечіткого числа. Також були наведені приклади різних арифметичних операцій над нечіткими числами. Теорія нечітких множин та нечіткі числа можуть бути застосовані при аналізі та класифікуванні гіперспектральних космічних зображень, вирішенні екологічних задач, при пошуку корисних копалин. Бібліогр.: 11 назв.

УДК 528.06

Классификация в дистанционном зондировании является очень сложной процедурой, поскольку она включает в себя много этапов и предварительную обработку данных. Теория нечетких множеств играет важную роль в задачах классификации, потому что данный подход дает возможность охватить структуру изображения. Большинство понятий являются нечеткими по своей природе. Нечеткие множества могут работать с неопределенными и неточными данными. Много задач классификации формируются с использованием нечетких понятий, поскольку четкие классы дают упрощенную картину реальности, что может привести к неверным результатам классификации. Теория нечетких множеств является важным математическим инструментом для обработки сложных и нечетких данных. Эта теория подходит для классификации изображений с высоким разрешением, полученных с помощью дистанционного зондирования. Нечеткие множества и нечеткие числа используются для нахождения базовых масс. Нечеткие числа используются для определения оптимального числа кластеров в методах нечеткой кластеризации. В некоторых задачах классификации изображения представляются в виде нечеткого графа, в котором находятся различия между пикселями. Нечеткие множества используются в разных задачах по предварительной обработке цифровых оптических изображений. Было отмечено, что нечеткие множества играют важную роль в анализе результатов классификации с использованием мер согласования между заверочными данными и конечным результатом классификации. В данной работе были рассмотрены арифметические операции над нечеткими числами с использованием метода альфа-срезов. В статье описаны операции сложения, вычитания, умножения, деления нечетких чисел и взятие корня квадратного из нечеткого числа. Также были приведены примеры разных арифметических операций над нечеткими числами. Теория нечетких множеств и нечеткие числа могут быть использованы при анализе и классификации гиперспектральных космических изображений, решении экологических задач, поиске полезных ископаемых. Библиогр.: 11 назв.


 ІНФОРМАЦІЙНІ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ 

УДК 004.7

Стаття присвячена проблемі обміну інформацією між автоматизованими системами ситуаційних центрів (СЦ) органів державної влади сектора безпеки і оборони (СБО) України. Проблема є надзвичайно актуальною на сьогодні, оскільки при виникненні загроз загальнодержавного масштабу (воєнного втручання, тероризму, надзвичайних ситуацій) СБО повинен працювати як єдиний злагоджений механізм. Тому створення системи СЦ СБО та налагодження обміну інформацією між ними є необхідною умовою для цього. В роботі дана оцінка таким найбільш поширеним типам інтеграції даних у інформаційних системах (ІС), як сховища даних, федералізація даних та сервіс-орієнтований підхід. Як найбільш сучасний підхід до інформаційної взаємодії розрізнених ІС запропонований сервіс-орієнтований підхід. Наголошено, що для обміну даними недоцільно отримувати доступ до інших ІС та самостійно здійснювати пошук там необхідної інформації. Навпаки, пропонується вичленити із предметних областей ІС різних СЦ предметну область (ПрО)  обміну даними та визначити необхідні для обміну теми. Далі для кожної теми побудувати тематичне представлення згрупованих, аналітичних даних за типом вітрини даних. Такі представлення стануть джерелом даних для відповідних сервісів у СОА і можуть використовуватися у режимах Публікація/Підписка та Запит/Відповідь. У роботі розглянуто метод і запропоновано алгоритм взаємодії ІС розрізнених СЦ на основі використання онтології ПрО обміну даними та СОА. Як зразок взято сімейство специфікацій з обміну даними MIP4-IES Програми багатосторонньої взаємодії НАТО (MIP). На основі законодавчих документів у сфері реагування на надзвичайні ситуації (НС) побудована онтологія ПрО обміну даними між ІС СЦ при реагуванні на НС. Наведені приклади тем та тематичних представлень, які можуть бути сконструйованими на основі побудованої онтології ПрО обміну даними. Табл.: 1. Іл.: 2. Бібліогр.: 12 назв.

УДК 004.7

Статья посвящена проблеме обмена информацией между автоматизированными системами ситуационных центров (СЦ) органов государственной власти сектора безопасности и обороны (СБО) Украины. Проблема чрезвычайно актуальна сегодня, поскольку при возникновении угроз общегосударственного масштаба (военного вмешательства, терроризма, чрезвычайных ситуаций) СБО должен работать как единый слаженный механизм. Поэтому создание системы СЦ СБО и налаживание обмена информацией между ними является необходимым условием для этого. В работе дана оценка таким наиболее распространенным типам интеграции данных в информационных системах (ИС), как хранилища данных, федерализация данных и сервис-ориентированный подход. В качестве наиболее современного подхода к информационному взаимодействию разрозненных ИС предложен сервис-ориентированный подход. Отмечено, что для обмена данными нецелесообразно получать доступ к другим ИС и самостоятельно осуществлять поиск там необходимой информации. Наоборот, предлагается вычленить из предметных областей ИС различных СЦ предметную область (ПрО) обмена данными и определить необходимые для обмена темы. Далее для каждой темы построить тематическое представление сгруппированных, аналитических данных по типу витрины данных. Такие представления станут источником данных для соответствующих сервисов в СОА и могут использоваться в режимах Публикация/Подписка и Запрос/Ответ. В работе рассмотрен метод и предложен алгоритм взаимодействия ИС разрозненных СЦ на основе использования онтологии ПрО обмена данными и СОА. В качестве образца взято семейство спецификаций по обмену данными MIP4-IES Программы многостороннего взаимодействия НАТО (MIP). На основе законодательных документов в области реагирования на чрезвычайные ситуации (ЧС) построена онтология обмена данными между ИС СЦ при реагировании на ЧС. Приведены примеры тем и тематических представлений, которые могут быть сконструированы на основе построенной онтологии ПрО обмена данными. Табл.: 1. Ил.: 2. Библиогр.: 12 назв.


УДК 004.89

Ляхов О.Л., Череватенко О.В., Шостак І.В. Інформаційна система диспетчеризації територіального комунального електротранспорту. Математичні машини і системи. 2020. № 3. С. 69–79.

Стаття присвячена актуальній проблемі розвитку великих міст – підвищенню якості обслуговування населення електричним муніципальним транспортом та вирішенню цієї проблеми шляхом інформатизації системи управління. В даний час для підтримки роботи диспетчерських служб широко використовуються різні інформаційні системи. У статті надано огляд таких систем. Показано, що диспетчерам у режимі реального часу надаються дані про технічний стан і стан транспортних одиниць на маршруті. Таким чином, основним засобом забезпечення якісної роботи міського транспорту диспетчерськими службами є складання графіків руху на основі деяких статистичних даних і евристик, моніторинг виконання цього графіка і прийняття рішень на основі цих даних. При цьому дані про поточне значення пасажиропотоку не відомі і не враховуються. Пасажиропотік – величина складної природи, поточне значення якої може істотно відрізнятися від передбаченого графіком руху. У статті наведені дані модельних досліджень на реальних даних (для м. Харкова). Показано, що в великих містах імовірність відмови пасажирові в перевезенні може бути критично великою навіть при невеликих відхиленнях заповнення і інтервалів від значень, передбачених графіком руху транспорту. Запропоновано концепцію інформаційної системи, яка в режимі реального часу візуалізує на екрані диспетчера не тільки положення, але і ступінь завантаження транспортних одиниць на маршруті. Пропонується визначати заповнюваність транспортного засобу щодо потужності, споживаної електродвигунами під час руху. На простій моделі показано принципову можливість такого підходу. Також зазначено, яким чином ця модель може бути вдосконалена. Істотним для практичної реалізації системи є і те, що сучасні трамваї оснащені всіма необхідними пристроями: спідометром, нахилометром, ваттметром і GPS-датчиками. Наводяться основні принципи побудови архітектури такої інформаційної системи. Поточні дані приладів зчитуються і відправляються на сервер для обробки. Оброблені дані поділяються на два потоки. Один потік призначений для візуалізації ситуації на маршрутах у режимі онлайн на моніторі диспетчера. Інший потік являє собою дані, які передаються в репозиторій для зберігання і подальшої обробки. Табл.: 1. Іл.: 11. Бібліогр.: 17 назв.


УДК 004.89

Ляхов А.Л., Череватенко А.В., Шостак И.В. Информационная система диспетчеризации территориального коммунального электротранспорта. Mатематические машины и системы. 2020. № 3. С. 69–79.

Статья посвящена актуальной проблеме развития крупных городов – повышению качества обслуживания населения электрическим муниципальным транспортом и решению этой проблемы путем информатизации системы управления. В настоящее время для поддержки работы диспетчерских служб широко используются различные информационные системы. В статье дан обзор таких систем. Показано, что диспетчерам в режиме реального времени предоставляются данные о техническом состоянии и положении транспортных единиц на маршруте. Таким образом, основным средством обеспечения качественной работы городского транспорта диспетчерскими службами является составление графиков движения на основе некоторых статистических данных и эвристик, мониторинг выполнения этого графика и принятие решений на основе этих данных. При этом данные о текущем значении пассажиропотока не известны и не учитываются. Пассажиропоток величина сложной природы, текущее значение которой может существенно отличаться от предусмотренного графиком движения. В статье приведены данные модельных исследований на реальных данных (для г. Харькова). Показано, что в крупных городах вероятность отказа пассажиру в перевозке может быть критически большой даже при небольших отклонениях заполнения и интервалов от значений, предусмотренных графиком движения транспорта. Предложена концепция информационной системы, которая в режиме реального времени визуализирует на экране диспетчера не только положение, но и степень загрузки транспортных единиц на маршруте. Предлагается определять заполняемость транспортного средства по мощности, потребляемой электродвигателями во время движения. На простой модели показана принципиальная возможность такого подхода. Также указано, каким образом эта модель может быть усовершенствована. Существенным для практической реализации системы является и то, что современные трамваи оснащены всеми необходимыми устройствами: спидометром, наклонометром, ваттметром и GPS-датчиками. Приводятся основные принципы построения архитектуры такой информационной системы. Текущие данные приборов считываются и отправляются на сервер для обработки. Обработанные данные делятся на два потока. Один поток предназначен для визуализации ситуации на маршрутах в режиме онлайн на мониторе диспетчера. Другой поток представляет собой данные, которые передаются в репозиторий для хранения и дальнейшей обработки. Табл.: 1. Ил.: 11. Библиогр.: 17 назв.


УДК 004.7

Тернавський В.О., Калбазов Д.Й., Лисецький Ю.М. Автоматизація обробки аварійних подій в інформаційно-технологічній інфраструктурі організації. Математичні машини і системи. 2020. № 3. С. 80–86.

Телекомунікаційні оператори та інтернет-провайдери керують ІТ-інфраструктурою, яка складається з десятків тисяч різних пристроїв. Моніторинг та керування такою інфраструктурою – достатньо складне завдання й потребує від служб технічної підтримки обслуговування професійної та узгодженої праці. Одне з головних завдань моніторингу – оперативне знаходження збоїв у роботі обладнання та якнайшвидше залучення профільних спеціалістів для відновлення штатної роботи обладнання і систем. Для автоматизації цього досить трудомісткого процесу необхідний відповідний інструментарій. Як такий інструментальний засіб пропонується Orion CRL, що інтегрується з системами моніторингу, керування інцидентами, мережею, системою інвентаризації, CRM, Service Desk, IVR, контакт-центром та прискорює обробку критичних аварій, що дає додаткові можливості для проведення базової діагностики. Помилкова діагностика або реєстрація інцидентів призводить до втрати часу, затягує вирішення й відволікає спеціалістів від вирішення інших актуальних питань та завдань. Для підвищення ефективності діагностики розроблено оригінальний алгоритм аналізу і пошуку кореневої аварії – Root Cause Analysis (RCA). Робота алгоритму базується на аналізі топології мережі та отриманих системою моніторингу аварій типу Host Down, Host Up, Link Down. Алгоритм передбачає проведення базової діагностики, виконання типових операцій перевірки аварій на типових для ІТ-інфраструктури організації процедур відновлення. Завдяки інтеграції з системою моніторингу, RCA визначає ключову подію та події-симптоми, а Orion CRL маскує аварії-симптоми і підсвічує кореневу аварію у системі моніторингу. Розроблений інструментарій Orion CRL підвищує ефективність роботи служби моніторингу. У свою чергу, автоматизація типових операцій базової діагностики та перевірки аварій прискорює відновлення працездатності обладнання та зберігає робочий час операторів. Іл.: 4. Бібліогр.: 8 назв.

 УДК 004.7

Тернавский В.А., Калбазов Д.И., Лисецкий Ю.М. Автоматизация обработки аварийных событий в информационно-технологической инфраструктуре организации. Mатематические машины и системы. 2020. № 3. С. 80–86. 

Телекоммуникационные операторы и интернет-провайдеры управляют ИТ-инфраструктурой, которая состоит из десятков тысяч различных устройств. Мониторинг и управление такой инфраструктурой – достаточно сложная задача и требует от служб технической поддержки и обслуживания профессиональной и слаженной работы. Одна из основных задач службы мониторинга – оперативное обнаружение сбоев в работе оборудования и наискорейшее привлечение профильных специалистов для восстановления штатного режима работы оборудования и систем. Для автоматизации этого весьма трудоемкого процесса необходим соответствующий инструментарий. В качестве такого инструментального средства и предлагается Orion CRL, который интегрируется с системами мониторинга, управления инцидентами, управления сетью, системой инвентаризации, CRM, Service Desk, IVR, контакт-центром и ускоряет обработку критичных аварий, что дает дополнительные возможности для проведения базовой диагностики. Ложная диагностика или ошибочная регистрация инцидентов приводит к потерям времени, затягивает решение проблем и отвлекает специалистов от решения других актуальных вопросов и задач. Для повышения эффективности диагностики разработан оригинальный алгоритм анализа и поиска корневой аварии – Root Couse Analysis (RCA). Работа алгоритма базируется на анализе топологии сети и полученных системой мониторинга аварий типа Host Down, Host Up, Link Down. Алгоритм предусматривает проведение базовой диагностики, выполнение типовых операций проверки аварии на типовых для ИТ-инфраструктуры организации процедур восстановления. Благодаря интеграции с системой мониторинга, RCA определяет ключевое событие и события-симптомы, а Orion CRL маскирует аварии-симптомы и подсвечивает корневую аварию в системе мониторинга. Разработанный инструментарий Orion CRL повышает эффективность работы службы мониторинга. В свою очередь автоматизация типовых операций базовой диагностики и проверки аварий ускоряет восстановление работоспособности оборудования и экономит рабочее время операторов. Ил.: 4. Библиогр.: 8 назв.


 МОДЕЛЮВАННЯ І УПРАВЛІННЯ  

УДК (628.52.011.56:621.771.23-413):620.179.1

Одним із найважливіших показників роботи товстолистового стану є точність реалізації заданих геометричних розмірів прокатної продукції. Значною мірою цей показник залежить від точності прогнозування параметрів прокатки за математичними моделями. Математична модель деформації кліті поряд з моделлю зусилля прокатки є найважливішою при управлінні геометричними розмірами прокатної продукції на товстолистових станах: товщиною, шириною, профілем і площинністю листа. У статті розглянуті відомі методики розрахунку деформації елементів кліті, показано, що вони дають істотно різні результати і придатні лише для якісної оцінки деформації кліті, а ті з них, які мають достатню точність, громіздкі і непридатні для реалізації в керуючих обчислювальних машинах, що використовуються при автоматизації процесів прокатки в реальному масштабі часу. З вищесказаного випливає, що найбільш правильний метод отримання моделі деформації кліті, придатної для використання в АСУ ТП, експериментальний. Розглянуто розроблену авторами модель деформації кліті, отриману шляхом проведення активних експериментів із мінімальним порушенням технологічного процесу. Методика експериментів передбачає перерозподіл обтиснень між пропусками при прокатці різних заготовок у всьому діапазоні ширини листів, що підлягають  прокатуванню на стані. Розглянуто ще один спосіб визначення характеристик деформації кліті, розроблений авторами, який дозволяє визначати ці характеристики у процесі автоматичного управління прокаткою без перерозподілу обтиснень між пропусками. Описані у статті математичні моделі деформації кліті, розроблені авторами, були використані в ряді автоматизованих систем управління режимами прокатки на ТЛС. Табл.: 1. Іл.: 1. Бібліогр.: 8 назв.

УДК (628.52.011.56:621.771.23-413):620.179.1

Одним из важнейших показателей работы толстолистового стана является точность реализации заданных геометрических размеров прокатной продукции. В значительной степени этот показатель зависит от точности прогнозирования параметров прокатки по математическим моделям. Математическая модель деформации клети наряду с моделью усилия прокатки является важнейшей при управлении геометрическими размерами прокатной продукции на толстолистовых станах: толщиной, шириной, профилем и плоскостностью листа. В статье рассмотрены известные методики расчета деформации элементов клети. Показано, что они дают существенно различные результаты и пригодны лишь для качественной оценки деформации клети, а те из них, которые имеют достаточную точность, громоздки и непригодны для реализации в управляющих вычислительных машинах, используемых при автоматизации процессов прокатки в реальном масштабе времени. Из вышесказанного следует, что наиболее правильный метод получения модели деформации клети, пригодной для использования в АСУ ТП, экспериментальный. Рассмотрена разработанная авторами модель деформации клети, полученная путем проведения активных экспериментов с минимальным нарушением технологического процесса. Методика экспериментов предусматривает перераспределение обжатий между пропусками при прокатке различных заготовок во всем диапазоне прокатываемой на стане ширины. Рассмотрен еще один способ определения характеристик деформации клети, разработанный авторами и позволяющий определять эти характеристики в процессе автоматического управления прокаткой без перераспределения обжатий между пропусками. Описанные в статье математические модели деформации клети, разработанные авторами, были использованы в ряде автоматизированных систем управления режимами прокатки на ТЛС. Табл.: 1. Ил.: 1. Библиогр.: 8 назв.


 УДК 004.891.2

При управлінні складними системами доцільно використовувати адекватні реальним системам математичні моделі, які можуть бути використані для узагальненого модельного аналізу різних варіантів рішень у системах ситуаційного управління (ССУ). Такі математичні моделі є важливою складовою ССУ у процесах підтримки прийняття важливих стратегічних та оперативних рішень на різних рівнях державного управління. Реалізація ССУ у вигляді мультиагентної системи, завдяки своїм характеристикам, є адекватним підходом до вирішення задач ситуаційного управління (СУ). Відповідно до контексту СУ, поведінка ССУ описується як динаміка руху з певної точки у фазовому просторі, що відповідає деякому стану керованої системи, під впливом ансамблю агентів ССУ. Під час функціонування ССУ її агенти використовують знання, які відповідають контексту ситуації. Знання агента є фрагментом області знань із цільової проблеми СУ. Знання проблемної області СУ є ключовим елементом моделі СУ. Ансамбль конвергентних агентів ССУ характеризується певним рівнем інтелекту, який представляється як ентропійна сила, що використовує вільну енергію дисипативної системи для підтримки її стійкості. Запропоновано агентно-орієнтований підхід до дослідження стійкості динамічної стохастичної системи у процесі ситуаційного управління як цільової проектної діяльності. В рамках запропонованого підходу розглядається модель стійкості агентної ССУ як динамічної стохастичної системи з використанням критерію стійкості за Ляпуновим у формі системи звичайних диференціальних рівнянь. Підтримка функцій моделювання агентами агентно-орієнтованої системи дозволяє формувати адекватну поведінку у процесі ситуаційного управління в умовах змін оточуючого середовища. Розроблені моделі інтеграції поведінкових та координаційних аспектів агентів на основі знань можуть бути використані при розробці систем та технологій ситуаційного управління. Іл.: 1. Бібліогр.: 30 назв.

УДК 004.891.2

При управлении сложными системами целесообразно использовать адекватные реальным системам математические модели, которые могут быть использованы для обобщенного модельного анализа различных вариантов решений в системах ситуационного управления (ССУ). Такие математические модели являются важной составляющей ССУ в процессах поддержки принятия важных стратегических и оперативных решений на различных уровнях государственного управления. Реализация ССУ в виде мультиагентной системы, благодаря своим характеристикам, является адекватным подходом к решению задач ситуационного управления (СУ). В соответствии с контекстом СУ, поведение ССУ описывается как динамика движения из определенной точки в фазовом пространстве, соответствующей некоторому состоянию управляемой системы, под влиянием ансамбля агентов ССУ. Во время функционирования ССУ ее агенты используют знания, которые соответствуют контексту ситуации. Знание агента является фрагментом области знаний целевой проблемы СУ. Знания проблемной области СУ являются ключевым элементом модели СУ. Ансамбль конвергентных агентов ССУ характеризуется определенным уровнем интеллекта, который представляется как энтропийная сила, использующая свободную энергию диссипативной системы для поддержания ее устойчивости. Предложен агентно-ориентированный подход к исследованию устойчивости динамической стохастической системы в процессе ситуационного управления как целевой проектной деятельности. В рамках предложенного подхода рассматривается модель устойчивости агентной ССУ как динамической стохастической системы с использованием критерия устойчивости Ляпунова в форме системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Поддержка функций моделирования агентами агентно-ориентированной системы позволяет формировать адекватное поведение в процессе ситуационного управления в условиях изменений окружающей среды. Разработанные модели интеграции поведенческих и координационных аспектов агентов на основе знаний могут быть использованы при разработке систем и технологий ситуационного управления. Ил.: 1. Библиогр.: 30 назв.


УДК 004.942; 04.383.4

Запропоновано новий тип системи напівнатурного моделювання, який відрізняється від існуючих наявністю людино-машинного Smart-інтерфейсу, що підтримує комфортне середовище для користувача за рахунок датчиків різного функціонального призначення й надає широкі можливості для проведення експерименту і інших дій користувача, а також підсистеми перетворювачів і комутаційної схеми, які мають свої функціональні можливості, що в цілому підвищує продуктивність і ефективність системи. Представлено основні компоненти запропонованої системи напівнатурного моделювання і робочого місця експериментатора, а також блок-схему блока перетворювачів і комутаційної схеми. Моделювання застосовується для дослідження спроектованої автоматичної системи з метою з’ясування її надійності, стійкості, чутливості і поведінки при відмові тих чи інших елементів при різних, у тому числі аварійних, впливах. Крім цього, у процесі напівнатурного моделювання вдало поєднуються переваги математичного і натурного моделювання, і може бути досягнута оптимальна взаємодія між обчислювальними і натурними експериментами. Використання комп’ютера з усіма атрибутами створює необхідні передумови для перевірки параметрів у різних межах. Тестова перевірка доповнює весь процес, який дозволяє знайти помилки в обчислювальному процесі. При цьому зміст моделі адекватно відображає безпосередньо сам об’єкт, а послідовне (паралельне) нарощування моделей і їх обробка забезпечують скорочення термінів і вартості випробувань, підвищення надійності та живучості проектованих об’єктів та інші критерії якості, характерні для напівнатурного моделювання. Також велике значення приділяється застосуванню систем із кільцевими шинами, що багаторазово збільшує продуктивність системи за рахунок розпаралелювання в кожному секторі кільцевої шини. Іл.: 4. Бібліогр.: 14 назв.

УДК 004.942; 04.383.4

Предлагается новый тип системы полунатурного моделирования, который отличается от существующих наличием человеко-машинного Smart-интерфейса,  поддерживающего комфортную среду для пользователя за счет датчиков различного функционального назначения, предоставляющего широкие возможности для проведения эксперимента и других действий пользователя, а также подсистемы преобразователей и коммутационной схемы, которые имеют свои функциональные возможности, что в целом повышает производительность и эффективность системы. Представлены основные компоненты предлагаемой системы полунатурного моделирования и рабочего места экспериментатора, а также блок-схема блока преобразователей и коммутационной схемы. Моделирование применяется для исследования спроектированной автоматической системы с целью выяснения ее надежности, устойчивости, чувствительности и поведения при отказе тех или иных элементов при различных, в том числе аварийных, воздействиях. Кроме этого, в процессе полунатурного моделирования удачно сочетаются преимущества математического и натурного моделирования, и может быть достигнуто оптимальное взаимодействие между вычислительными и натурными экспериментами. Применение компьютера со всеми атрибутами создает необходимые предпосылки для проверки параметров в различных пределах. Тестовая проверка дополняет весь процесс, который позволяет найти ошибки в вычислительном процессе. При этом содержание модели адекватно отражает непосредственно сам объект, а последовательное (параллельное) наращивание моделей и их обработка обеспечивают сокращение сроков и стоимости испытаний, повышение надежности и живучести проектируемых объектов и другие критерии качества, характерные для полунатурного моделирования. Также большое значение отводится применению систем с кольцевыми шинами, что многократно увеличивает производительность системы за счет распараллеливания в каждом секторе кольцевой шины. Ил.: 4. Библиогр.: 14 назв.


УДК 517.958:519.63

Від архітектури і ефективності системи охолодження гарячих компонентів суперкомп’ютера буде залежати надійність, живучість, а також оптимальний робочий режим експлуатації суперкомп'ютера. Ось чому до числа проблем, що представляють великий теоретичний і практичний інтерес, відноситься проблема вивчення температурних полів, які виникають в елементах довільної конфігурації охолодження суперкомп’ютера. Для вирішення даного класу задач теплопровідності найбільш зручним виявився метод кінцевих інтегральних перетворень. У статті вперше побудовано нове кінцеве інтегральне перетворення для рівняння Лапласа в довільній області, обмеженій декількома замкненими кусково-гладкими контурами. Наводиться формула оберненого перетворення. Знаходження ядра побудованого нового кінцевого інтегрального перетворення для рівняння Лапласа методом скінченних елементів у формі Гальоркіна для симплекс елементів першого порядку зводиться до розв'язку системи алгебраїчних рівнянь. Для перевірки працездатностi нового інтегрального перетворення проведено розрахунки розв’язків крайової задачі для рівняння Лапласа, отриманих за допомогою розробленого нового інтегрального перетворення і відомого аналітичного розвязку. Представлені результати порівняння розрахунків розв'язку рівняння Лапласа у випадку квадрата з довжиною сторін, рівною одиниці, і на одній із сторін квадрата температура рівна одиниці, а на інших температура рівна нулю з відомим аналітичним розв’язком і отриманим розв’язком, одержаним за допомогою нового інтегрального перетворення. Ці результати були отримані для 228 симплекс елементів першого порядку і 135 вузлів. Максимальне відхилення по модулю цих рішень становить 0,096, математичне сподівання відхилень – 0,009, а дисперсія відхилень – 0,001. Розроблене інтегральне перетворення дає можливість отримати рішення складних крайових задач математичної фізики. Іл.: 8. Бібліогр.: 4 назв.

УДК 517.958:519.63

От архитектуры и эффективности системы охлаждения горячих компонентов суперкомпьютера будет зависеть надежность, живучесть, а также оптимальный рабочий режим эксплуатации суперкомпьютера. Вот почему к числу проблем, которые представляют большой теоретический и практический интерес, относится проблема изучения температурных полей, возникающих в елементах произвольной конфигурации охлаждения суперкомпьютера. Для решения данного класса задач теплопроводности наиболее удобным оказался метод конечных интегральных преобразований. В статье впервые построено новое конечное интегральное преобразование для уравнения Лапласа в произвольной области, ограниченной несколькими замкнутыми кусочно-гладкими контурами. Приводится формула обратного преобразования. Нахождение ядра построенного нового конечного интегрального преобразования методом конечных элементов в форме Галеркина для симплекс элементов первого порядка сводится к решению системы алгебраических уравнений. Для проверки работоспособности нового интегрального преобразования проведены расчеты решений краевой задачи для уравнения Лапласа, полученные с помощью разработанного нового интегрального преобразования и известного аналитического решения. Представлены результаты сравнения расчетов решения уравнения Лапласа в случае квадрата с длиной сторон, равной единице, и на одной из сторон квадрата температура равна единице, а на других температура равна нулю с известным аналитическим решением и решением, полученным с помощью нового интегрального преобразования. Эти результаты были получены для 228 симплекс элементов первого порядка и 135 узлов. Максимальное отклонение по модулю этих решений составляет 0,096, математическое ожидание отклонений – 0,009, а дисперсия отклонений – 0,001. Разработанное интегральное преобразование дает возможность получить решение сложных краевых задач математической физики. Ил.: 8. Библиогр.: 4 назв.



УДК 519.8

Складність екологічних проблем, що постають перед сучасною наукою у зв’язку з погіршенням екологічної ситуації на планеті і наростанням динаміки процесів, які відбуваються, безперервно зростає (це, у першу чергу, стосується агроекологічних систем). При цьому гнучкість і точність екологічних моделей, створюваних традиційними математичними методами, а також швидкість їх побудови, на практиці нерідко не виправдовує очікувань. Теж саме можна сказати і про інженерне управління агроекологічними обєктами. Серед найбільш гнучких і ефективних способів вирішення подібних завдань виділяються нейромережеві моделі і нейрокомп’ютери. Однак концепції, покладені в основу побудови сучасних алгоритмів навчання нейромереж, накладають серйозні обмеження на потенційний діапазон застосування досягнень нейроінформатики у вирішенні екологічних завдань агросистем. Число наукових публікацій із кардинально новими результатами неухильно знижується, і наявні розробки починають «розтікатися» згідно з додатками. Прояв подібних тенденцій вказує, що основний потенціал ідей, які зумовили чергове просування у цьому найважливішому біонічному напрямі і створення 6-го покоління комп’ютерів – нейрокомп’ютерів, вичерпується. Сучасні досягнення нейроінформатики, що ґрунтуються на використанні супервізорного алгоритму, пов’язані в основному з реалізованою в них можливістю використання прихованих шарів нейронів (не з’єднаних із входом і виходом), які забезпечили високі адаптивні можливості нейромереж, і універсальністю, що базується на можливості навчати нейромережі рішенням точно поставленого завдання. У даній роботі вказані основні обмеження, властиві сучасним підходам до обмеження нейронних мереж, і запропонована концепція побудови нового типу навчальних нейромережевих і мережевих алгоритмів. Описано деякі нетрадиційні можливості, надані запропонованою концепцією. Запропоновано концептуальні засади розробки нейроінформаційної системи керування електротехнічним комплексом інформаційно-технічної системи локального оперативного моніторингу. Іл.: 3. Бібліогр.: 18 назв.

УДК 519.8

Сложность экологических проблем, встающих перед современной наукой в связи с ухудшением экологической ситуации на планете и нарастанием динамики происходящих процессов, непрерывно возрастает (это, в первую очередь, касается агроэкологических систем). При этом гибкость и точность экологических моделей, создаваемых традиционными математическими методами, а также скорость их построения, на практике нередко не оправдывает ожиданий. То же самое можно сказать и об инженерном управлении агроэкологическими объектами. Среди наиболее гибких и эффективных способов решения подобных задач выделяются нейросетевые модели и нейрокомпьютеры. Однако концепции, положенные в основу построения современных алгоритмов обучения нейросетей, накладывают серьёзные ограничения на потенциальный диапазон применения достижений нейроинформатики в решении экологических задач агросистем. Число научных публикаций с кардинально новыми результатами неуклонно снижается, и имеющиеся разработки начинают «растекаться» по приложениям. Проявление подобных тенденций указывает, что основной потенциал идей, обусловивших очередное продвижение в этом важнейшем бионическом направлении, и создание 6-го поколения компьютеров – нейрокомпьютеров, исчерпывается. Современные достижения нейроинформатики, основывающиеся на использовании супервизорных алгоритмов, связаны в основном с реализованной в них возможностью использования скрытых слоёв нейронов (не соединённых со входом и выходом), обеспечивших высокие адаптивные возможности нейросетей, и универсальностью, базирующейся на возможности обучать нейросеть решению точно поставленной задачи. В данной работе указаны основные ограничения, присущие современным подходам к ограничению нейронных сетей, и предложена концепция построения нового типа обучающих нейросетевых и сетевых алгоритмов. Описаны некоторые нетрадиционные возможности, предоставленные предложенной концепцией. Предложены концептуальные основы разработки нейроинформационной системы управления электротехническим комплексом информационно-технической системы локального оперативного мониторинга. Ил.: 3. Библиогр.: 18 назв.


УДК 004.9

Одним із підходів до удосконалення діяльності організації є підхід, спрямований на управління її спроможностями. Цей підхід застосовується у багатьох сферах діяльності, але найбільш масштабно і послідовно в оборонній сфері розвинених країн НАТО, а останнім часом і в Україні. Обсяги і складність задач, які доводиться вирішувати в рамках застосування підходу на основі спроможностей, зумовлюють необхідність підтримки цієї діяльності відповідними інструментальними засобами. В даній роботі пропонується концептуальна модель діяльності щодо обліку і використання спроможностей. Ця модель, принциповою особливістю якої є розрізнення номінального і фактичного планів діяльності, має дві складові: статичну і динамічну. Статична складова моделі – це набір сутностей, відношень між ними, а також атрибутів сутностей і відношень між сутностями. Основними сутностями є спроможність та носій спроможності. Розрізняються носії спроможностей номінальні – такі, що існують тільки на папері, і фактичні, що є екземплярами номінальних, для яких, як мінімум, можна вказати координати їх місцезнаходження. Передбачаються типізація, а також використання метамоделей опису спроможностей і носіїв спроможностей. Як до спроможності, так і до носія спроможності можуть бути висунуті вимоги. Оцінюванню підлягають як фактичні носії спроможностей у цілому, так і їх фактичні спроможності. Відношення між сутностями відображають належність спроможностей та носіїв спроможностей до тих чи інших типів, спектр носіїв, що має певну спроможність, спектр спроможностей, якими володіє певний носій, тощо. Динамічна складова – діяльність, підтримувана моделлю, що поділяється на облік і використання спроможностей. У частині обліку це фіксація різноманітних фактів, які виникають у даній предметній області. У частині використання, виходячи з потреб конкретної ситуації у спроможностях, підтримується вибір конкретного носія спроможності, зокрема, враховуючи його місцезнаходження. Модель доповнена компонентом, що дозволяє фіксувати вимоги і оцінки носія спроможностей із розподілом на різні складові його ресурсу (DOTMLPF-розподіл). Запропонована модель може бути покладена в основу створення відповідної інформаційної технології. Табл.: 1. Іл.: 5. Бібліогр.: 21 назв.

УДК 004.9

Одним из подходов к совершенствованию деятельности организации является подход, направленный на управление ее возможностями. Этот подход применяется во многих сферах деятельности, но наиболее масштабно и последовательно в оборонной сфере развитых стран НАТО, а в последнее время и в Украине. Объемы и сложность задач, которые приходится решать в рамках применения подхода на основе возможностей обусловливают необходимость поддержки этой деятельности соответствующими инструментальными средствами. В данной работе предлагается концептуальная модель деятельности по учету и использованию возможностей. Эта модель, принципиальной особенностью которой является различение номинального и фактического планов деятельности, имеет две составляющие: статическую и динамическую. Статическая составляющая модели – это набор сущностей, отношений между ними, а также атрибутов сущностей и отношений между сущностями. Основными сущностями являются способность и носитель способности. Различаются носители возможностей номинальные, существующие только на бумаге, и фактические – экземпляры номинальных, для которых, как минимум, можно указать координаты их местонахождения. Предполагаются типизация, а также использование метамоделей описания возможностей и носителей возможностей. Как к способности, так и к носителю способности могут быть выдвинуты требования. Оцениванию подлежат как фактические носители возможностей в целом, так и их фактические возможности. Отношения между сущностями отражают принадлежность возможностей и носителей возможностей к тем или иным типам, спектр носителей, имеющих определенную способность, спектр возможностей, которыми обладает определенный носитель, и тому подобное. Динамическая составляющая – деятельность, поддерживаемая моделью, делится на учет и использование возможностей. В части учета это фиксация разнообразных фактов, возникающих в данной предметной области. В части использования, исходя из потребностей конкретной ситуации в возможностях, поддерживается выбор конкретного носителя возможности, в частности, учитывая его местонахождение. Модель дополнена компонентом, позволяющим фиксировать требования и оценки носителя способностей с распределением на различные составляющие его ресурса (DOTMLPF-распределение). Предложенная модель может быть положена в основу создания соответствующей информационной технологии. Табл.: 1. Ил.: 5. Библиогр.: 21 назв.


  

              

      Останнє оновлення: Oct 27, 2020