Архив метки: оптимизация

МЕТОД РОЯ ЧАСТИЦ С АДАПТИВНЫМИ СОЦИАЛЬНОЙ И КОГНИТИВНОЙ КОМПОНЕНТАМИ


УДК 519.6
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.26.3.006

Б.С. Ермаков

Эффективность решения оптимизационных задач с помощью метода роя частиц в значительной степени зависит от выбранных исследователем значений социальной и когнитивной компонент. На данный момент нет возможности однозначно определять такие значения этих параметров, которые бы обеспечивали максимальную эффективность поиска решения для конкретной задачи. В целях устранения этого недостатка, в данной статье предлагается модификация метода роя частиц, в которой социальная и когнитивная компоненты алгоритма адаптируются в процессе оптимизации к исследуемой задаче, избавляя таким образом исследователя от необходимости подбирать значения этих компонент вручную. В основе адаптации лежат принципы, сходные с генетическими алгоритмами: осуществляются отбор наиболее эффективных частиц, скрещивание – передача их значений социальной и когитивной компонент другим частицам, и мутация – случайные модификации значений компонент. Для оценки эффективности полученного алгоритма была проведена серия экспериментов по нахождению минимумов нескольких тестовых функций. Найденные минимумы, усредненные по каждой группе тестов, сравнивались с минимумами, найденными каноническим методом роя частиц. На основе полученных результатов, была выдвинута и подтверждена статистическая гипотеза о превосходстве адаптивного методя роя частиц над каноническим. Проведенное исследование свидетельствует об эффективности применения представленного адаптивного метода для решения практических задач.

Ключевые слова: оптимизация, метод роя частиц, адаптация, генетические алгоритмы.

Полный текст статьи:
Ermakov_3_19_1.pdf

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ ДОКУМЕНТА ДЛЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ТАБЛИЧНОГО ПРОЦЕССОРА


УДК 004.021
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.020

А.П. Чернов , В.Н. Князев


В данной статье рассматриваются актуальные вопросы разработки модифицированных алгоритмов хранения данных документа для программных средств табличного процессора, функционирующего под управлением операционной системы специального назначения (ОССН). Анализ существующих механизмов хранения данных документа, применяющихся в современных табличных процессорах, выявил ряд их слабых сторон, в числе которых особенно было выделено использование в процессе работы избыточного объёма оперативной памяти. Соответственно цель данной научной работы заключается в разработке алгоритма, оптимального по объёму используемой оперативной памяти. Предложенный модифицированный алгоритм совмещает в себе сильные стороны DOM и SAXXML-процессоров. Предложенный алгоритм позволяет снизить требования к ресурсам оперативной памяти при работе с содержимым документа, что положительно сказывается на общем быстродействии системы. В процессе рассмотрения проблем, обозначенных в этой статье, было проведено визуальное и онтологическое моделирование предлагаемого алгоритма. В результате проведённой работы был разработан алгоритм хранения данных документа, оптимальный по используемой оперативной памяти. Результаты научной работы были использованы как основной механизм взаимодействия с содержимым документа в рамках табличного процессора, разрабатываемого для ОССН в НТП «Криптософт».

Ключевые слова: модифицированный алгоритм, хранение данных, оптимизация, табличный процессор, XML-процессор, XML, DOM, SAX.

Полный текст статьи:
ChernovKnyazev_2_19_1.pdf

МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТАЛЛО-ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ НА ОСНОВЕ КОМБИНИРОВАННОГО ПОДХОДА

УДК 629.7.05

И.Я. Львович, А.П. Преображенский, О.Н. Чопоров, Е Ружицкий


В состав современных радиопередающих устройств могут входить антенны, сформированные как из металлических, так и диэлектрических компонентов — металлодиэлектрические антенны. Они являются достаточно компактными и могут размещаться на различных объектах техники. В работе проведено моделирование металлодиэлектрической антенны на основе комбинированного подхода. Приведена схема построения антенны в разных плоскостях. Рассмотрен процесс рассеяния плоской электромагнитной волны на антенне. Разработан комбинированный алгоритм, включающий метод интегрального уравнения, параллельный подход и генетический алгоритм. В работе интегральное уравнение применяется для того, чтобы определить неизвестные поверхностные электрические токи на поверхности антенны, оно решается на основе метода моментов. Для ускорения расчетов использовался параллельный алгоритм. Матрица импедансов представляется как блочная. Для каждого из блоков применяется свой параллельный поток. При учете влияния на рассеянное поле плоского диэлектрического волновода используется метод, связанный с обобщенной матрицей рассеяния. Для решения задачи многоальтернативной оптимизации, связанной с определением линейных размеров антенного устройства при заданной рабочей частотой антенны, используется генетический алгоритм. В результате получены размеры спроектированной антенны для заданных размеров входящих в ее состав компонентов.

Ключевые слова: антенна, интегральное уравнение, параллельные вычисления, оптимизация, генетический алгоритм.

Полный текст статьи:
LvovichSoavtors_4_18_1.pdf

МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ КОРРЕКЦИИ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ

УДК 629.7.05

А.В. Сизов, С.В. Ипполитов, А.Ю. Савченко, В.А. Малышев


В статье предложена методика формирования требований к системе коррекции инерциальной навигационной системы на основе решения многопараметрической оптимизационной задачи, которая позволит обосновать требуемые значения навигационных параметров для различных типов авиационных комплексов с целью повышения их боевой эффективности. Суть данной методики заключается в выборе требуемых оптимальных значений показателей точности навигации и точности коррекции, ограниченных нормативно-технической документацией и ресурсами вычислительными среды с одной стороны, и достижением максимальной боевой эффективности с другой. Полученные оптимальные значения параметров точности навигации и скорость нарастания ошибки счисления координат инерциальной навигационной системы определяют частоту коррекции инерциальной навигационной системы. На основе выявленной связи точности навигации и размера рабочей области ЭКМ получена зависимость вычислительных ресурсов от точности навигации. А на основе выявленной связи точности коррекции и количества секторов рабочей области ЭКМ получена зависимость вычислительных ресурсов от точности коррекции. В результате решения многопараметрической оптимизационной задачи определена взаимосвязь частоты коррекции и точности навигации при неизменной скорости нарастания ошибки счисления координат. Данное решение позволяет определить оптимальное значение точности навигации и точности коррекции, обеспечивающие максимальную боевую эффективность.

Ключевые слова: инерциальная навигационная система, оптико-электронная система, электронная карта местности, оптимизация.

Полный текст статьи:
SizovSoavtors_4_18_1.pdf

ОПТИМИЗАЦИЯ МАРШРУТОВ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ ПРОЦЕССА УБОРКИ СНЕГА НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ТОМСКА

УДК 608.2

М.С. Крутько, Т.Е. Григорьева


На примере города Томска проведена оптимизация маршрута уборки снега с целью минимизации холостого хода и возникновения помех в движении частного и общественного транспорта. В связи с этим описываются маршруты движения снегоуборочной техники г. Томска, анализ которых показал, что они не являются наилучшими. Для построения оптимального маршрута снегоуборочной спецтехники предлагается применить теорию графов, так как транспортная сеть по уборке снега представляет собой связный ориентированный граф. Конкретно осуществляется поиск наименьшей общей длины гамильтонова контура с помощью задачи коммивояжера методом ветвей и границ. При выборе оптимального маршрута учитывается утверждённый регламент уборки снега, согласно которому улицы I категории должны быть убраны за 4 часа, улицы II категории – за 8 часов, улицы III категории – за 12 часов. Исходя из расчётов, полученный оптимальный маршрут теоретически может улучшить процесс уборки снега в городе. Причём, построение графа не привязано к специфике расположения улиц города, соответственно такой процесс построения маршрутов можно считать универсальным. Он должен сократить не только время уборки снега, но и время построения самих маршрутов.

Ключевые слова: уборка снега, маршруты, оптимизация, графы.

Полный текст статьи:
KrutkoGrigorieva_3_18_1.pdf

ПРОЦЕДУРЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО И ОПТИМИЗАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАЗВИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМ

УДК 681.3

Д.А. Недосекин


Актуальность исследования основывается на том, что эффективность основных систем жизнедеятельности существенно определяется тем, как происходит развитие содействующих им высокотехнологичных технологические систем (например, оборудование, связанное с радиотелефонной связью, оборудование, связанное с цифровым телевидением, оборудование для 3G, 4G-технологий). Когда рассматриваются многоаспектные взаимодействия, среди них происходит образование связанных развивающихся систем (СРС) (к ним, например, можно отнести информационно-телекоммуникационную компьютерную сеть). Приведена структура системы принятия решений при управлении СРС и описаны компоненты ее математического обеспечения. Первая группа процедур в математическое обеспечение СПР, связана с применением расчетных алгоритмов определения показателей, отраженных для основной и содействующих систем в типовых методиках, и с формированием на их основе базовых оптимизационных задач для двух подклассов СРС. Во вторую группу входят многомодульные алгоритмические процедуры выбора рационального варианта управления, в которые входит помимо модуля формирования множества перспективных вариантов по результатам рандомизированного поиска предварительный модуль трансформации базовых оптимизационных задач, завершающий модуль принятия окончательного решения с использованием экспертной информации. Приведена структура индекса готовности регионов к информационному обществу. Индекс формируется на базе агрегирования значений показателей, при этом агрегирование осуществляется по нескольким уровням, давая возможности для построения рейтингов регионов для отдельных направлений и факторов развития информационного общества при разной степени детализации. Показано, каким образом используется методика расчета индекса готовности региона к информационному обществу. Дана структурная схема формирования оптимизационной модели инфокоммуникационной технологии (ИКТ) системы.

Ключевые слова: принятие решений, система, оптимизация, информационное общество, агрегация.

Полный текст статьи:
Nedosekin_2_18_1.pdf

ИМИТАЦИОННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО СТРУКТУРНОЙ И ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОЦЕНИВАНИЯ МОНИТОРИНГО-РЕЙТИНГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЗОВ

УДК 681.3

В.В. Горячко, Я.Е. Львович


В статье рассматривается задача интегрального оценивания мониторинго-рейтинговой информации о деятельности вузов, ориентированная на возможности интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений. Рассмотрено формализованное представление данных мониторингов и рейтингов и показана необходимость построения двухуровневой модели интегрального оценивания. Приведены наиболее целесообразные варианты структурного и параметрического представления моделей сворачивания показателей и нормирования исходной информации. Обоснована возможность проведения имитационного эксперимента по структурной и параметрической идентификации моделей. Для адаптивного выбора структуры и параметров введен критерий оптимизации в виде Хеммингового расстояния с использованием схем рандомизированного поиска. Сделан вывод об эффективности сочетания формализованных и экспертных процедур для выбора перспективных моделей интегрального оценивания на основе имитационного эксперимента.

Ключевые слова: мониторинг, рейтинг, интегральное оценивание, имитационный эксперимент, оптимизация.

Полный текст статьи:
GoriachkoLvovich_1_1_18.pdf

МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ЭКОНОМИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ МОДЕЛИРОВАНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ

УДК 004.78: 332.87

Г.Б. Суюнова, Н.А. Гайворонская, Е.В. Половинко


В данной статье описаны несколько методологий и инструментов, с помощью которых проводится моделирование бизнес-процессов на предприятии с целью принятия своевременных управленческих решений и оптимизации экономических и социальных систем. Указана необходимость использования различных методов моделирования, реорганизации и автоматизации бизнес-процессов как средства повышения эффективности решения задач управления и принятия решений в социальных и экономических системах. Отмечено, что сегодня моделирование бизнес-процессов организации является традиционной деятельностью бизнес-аналитиков российских предприятий, которое может быть необходимым средством для принятия правильных управленческих решений. Обозначено, что существует множество различных принципов нотаций. В статье также отмечено, что не все нотации одинаково применимы для решения различных задач. Более подробно рассмотрена нотация eEPC, используемая для моделирования бизнес-процессов в виде последовательности событий и функций, здесь же приведены ее преимущества и недостатки. Указано, что инструментом, использующим именно нотацию eEPC для моделирования процессов, является платформа ArisExpress, предназначенная для комплексного управления бизнес-процессами. В статье рассмотрены два ключевых понятия указанной среды моделирования — это понятия Event (Событие) и Activity (действие, функция). Отмечено, что событие всегда вызывает необходимость исполнения конкретного действия, и исполнение этого действия всегда заканчивается наступлением какого-либо события. Так же указано, что для того, чтобы схема была более полной и наглядной, нотация предусматривает еще несколько стандартных элементов, таких как: «Role» (должность на предприятии, исполнитель), «Document» (документ), «IT system» (информационная система, приложение) и др. В качестве вывода отмечено, что при построении данных моделей очень просто допустить ошибки, не зная правил, по которым они составляются. Такие ошибки приводят в последующем к несоответствию логики процесса, и как следствие – принятию неправильных или несвоевременных управленческих решений.

Ключевые слова: управление, принятие решений, социальная система, экономическая система, нотация, оптимизация, модель.

Полный текст статьи:
SuyunovaSoavtori_1_1_18.pdf

МНОГОВАРИАНТНЫЙ ВЫБОР ПРИ УПРАВЛЕНИИ РАЗВИВАЮЩИМИСЯ СИСТЕМАМИ

УДК 681.3

Д.А. Недосекин


В данной работе рассматривается проблема управления связанными развивающимися системами (СРС). Они влияют на то, каким образом осуществляется развитие соседствующих высокотехнологичных технологических систем. Данная работа направлена на создание алгоритмической процедуры, позволяющей проводить управление СРС. Выбор перспективного варианта в оптимизационной задаче исходит из того, что инфокоммуникационная система является прогрессирующей системой в структуре СРС. В процедуре выделены и описаны три модуля. Приведены структурная схема алгоритмической процедуры управления выбором граничных условий развития односвязной системы и структурная схема алгоритмической процедуры управления перераспределением финансового ресурса основной системы. Процедура многоальтернативного выбора отличается характером формализации экспертных знаний в виде рангов совместимых перспективных направлений развития содействующих систем и позволяет достигать эффективного взаимодействия всех составляющих связанной развивающейся системы. Выбор варианта допустимых граничных условий развития информационно-телекоммуникационных технологий (ИКТ) в регионе осуществляется экспертным путем на основе сравнения доминирующих стратегий. Проанализирована выборка статистических показателей за определенный период развития компонент ИКТ в указанный период, что дало возможности для подтверждения эффективности оптимизации.

Ключевые слова: принятие решений, система, многоальтернативная агрегация, оптимизация, управление, модель, алгоритм.

Полный текст статьи:
Nedosekin_1_1_18.pdf

ЧИСЛЕННЫЙ МЕТОД РЕШЕНИЯ ТЕНЗОРНЫХ УРАВНЕНИЙ КРОНА ДЛЯ ДВУХУРОВНЕВОЙ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

УДК 519.676

Д.Е. Орлова


Рассматривается численный метод решения тензорных уравнений Крона для двухуровневой иерархической системы при наличии релевантных связей взаимного влияния между ее компонентами. Идея метода заключается в том, что детальный учет связей взаимовлияния, собственно и обусловливающих трудности решения данных уравнений, подменяется типовыми алгоритмами оптимизации координационного типа. Выбор типа алгоритма предваряется количественной оценкой степени рассогласованности параметров компонентов, основанной на идеях системной теории конфликта. Показано, что все многообразие рассогласований можно свести к трем типовым вариантам: существенному рассогласованию, практическому отсутствию локальных рассогласований и незначительному рассогласованию по второстепенным вопросам. В первом варианте для нормального функционирования системы требуется, чтобы в ней доминировали системные интересы. Во втором варианте решение проблем может быть отдано на уровень компонентов системы. В третьем варианте устранить рассогласования можно на основе паритета системных и локальных интересов. Описываются соответствующие этим вариантам алгоритмы оптимизации: при доминировании системных интересов, при доминировании локальных интересов и при паритете интересов. Метод реализован в виде программного комплекса на базе систем программирования Visual Basic, С++ и Delphi. Численным экспериментом доказана сходимость алгоритмов оптимизации. Метод может найти практическое применение как инструмент поддержки принятия решений при управлении сложными динамическими система иерархического типа.

Ключевые слова: тензорные уравнения Крона, численный метод, оптимизация, рассогласование, программный комплекс, алгоритм, сходимость.

Полный текст статьи:
Orlova_1_1_18.pdf