Скачать книги серии «Прикладная информатика: Научные статьи»

Автором предложено применение мультиагентного подхода к решению задач управления микрогрид. Представлены результаты синтеза мультиагентной системы (МАС), определение ее структуры, состава и функциональности с целью оптимизации работы микрогрид в реальном времени путем оптимального планирования распределенной генерации и управления спросом и предложением. В качестве критериев оптимизации приняты экономические и экологические факторы, а также стандартизированные показатели надежности. Модель экономической, технологической и экологической эффективности взаимодействия элементов мультиагентной системы микрогрид предложена на основе искусственной нейронной сети (ИНС).

В статье сформулирована шкала информативности признаков. Автором проведено тестирование эффективности нейронов «широкой» нейросети, в основе которых лежат различные вариации функционалов, базирующихся на следующих критериях проверки закона распределения случайной величины: Смирнова-Крамера-фон Мизеса, Андерсона-Дарлинга, Ватсона, Фроцини, среднего геометрического сравниваемых функций плотностей вероятности, Колмогорова-Смирнова, Купера. Предложен критерий максимума площади пересечения сравниваемых функций плотности вероятности. Кроме того, найдены варианты модернизации функционалов для обработки признаков с заметной и высокой корреляционной зависимостью, в частности на основе критерия Смирнова-Крамера-фон Мизеса.

В рамках настоящей работы разработано программное средство для решения задачи поиска оптимального портфеля оптовых закупок предприятия розничной торговли.

При этом использован метод ветвей и границ. Работа программного средства демонстрируется на практическом примере поиска оптимального портфеля оптовых закупок вентиляционного оборудования.

В статье рассмотрено содержание гибкой методологии разработки (agile), проанализирован пример ее внедрения в деятельность сотрудников Сбербанка, так как данная организация одна из первых в отечественной практике масштабно внедрила agile-методологию в свою деятельность, смогла по‑новому организовать работу сотрудников розничного и ИТ-блоков. Автором конкретизированы роли участников agile-проектов, приведена характеристика ключевых процедур, которые используются в данном подходе для синхронизации деятельности всех сотрудников, задействованных в agile.

Виртуальный интерактивный 3D-музей – ПО, созданное нами с нуля, является интересным и полезным времяпрепровождением для молодых людей, интересующихся изобразительным искусством. ПО также полезно для удовлетворения эстетических потребностей взрослого населения. Реализованный нами проект можно использовать в культурно-образовательных целях, а также для художественного образования и эстетического воспитания подрастающего поколения. В статье описаны этапы разработки программного продукта «Виртуальный музей будущего».

В статье приводится общая архитектура системы распределенного реестра на основе технологий Blockchain и smart-контрактов в сфере высшего профессионального образования. Автором приведены текущие реализации систем со схожим функционалом, представлена схема интеграционного взаимодействия различных узлов системы, а также дается предполагаемая структура и функционал smart-контракта.

Задача планирования радиочастотного спектра для электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств беспроводной связи и повышения безопасности передаваемой информации является оптимизационной задачей при заданной системе ограничений.

Большое количество радиоэлектронных средств и сложные способы их взаимодействия при совместном функционировании обуславливают сложность оптимального распределения частот. Решение задачи с помощью методов Монте-Карло и алгоритмов глобального поиска с применением схем редукции сложности многоэкстремальной задачи приводит к проработке большого множества возможных вариантов присвоения частот. Кроме этого, при проектировании алгоритмов перестройки рабочей частоты необходимо учитывать эффекты интермодуляции, группового воздействия помех и другие комбинации физических факторов. В статье предлагается использовать спайковую нейронную сеть с адаптивной схемой соединения спайковых нейронов и электрооптической системой передачи импульсов между элементами нейронной сети. Оптическая система коммутации применяется не только как система коммуникации, но и как механизм отслеживания изменений ритмичности во время функционирования нейронной сети. Применение аналогового электрохимического интегрирующего элемента делает возможным организацию сбора информации об активности групп нейронов в течение длительного интервала времени. Полученные значения активности применяются для повышения эффективности алгоритма обучения.

Спроектированная нейросетевая структура используется для решения задачи динамического присвоения частот и определения интервалов активности передатчика в условиях изменяющейся электромагнитной обстановки.

В данной статье рассматриваются существующие методы построения многомерных ассоциативных контейнеров данных, которые впоследствии могут быть использованы в самоадаптирующихся контейнерах данных. Построение многомерных контейнеров является актуальной задачей в связи с возросшей популярностью и частым использованием таких структур в различных областях. Они применяются при работе с многомерными векторами, используемыми в биологии, физике, экономике, политологии, медицине и технике, для решения различных задач в компьютерной графике, мультимедийных базах данных и анимации, для работы с пространственными данными. В работе представлен обзор и анализ иерархических и хешированных контейнеров, кривых, заполняющих пространство и контейнеров для работы с большими размерностями, а также выявлены основные сферы применения проанализированных структур при реализации самоадаптирующихся ассоциативных контейнеров данных.

Автором рассматривается подход к отображению структуры файловой системы в виде когнитивной сети, при этом папки файловой системы выступают в качестве ключевых слов – атрибутов, связанных между собой и ассоциированных с файлом. К тому же упраздняется строгое следование имен папок в пути файла, становится возможным доступ к файлу из различных директорий без применения ярлыков. В статье представлен способ реализации данного подхода на базе существующей иерархической структуры каталогов и перспективы развития данного подхода.

Одно из условий эффективного управления сложными системами – своевременность формирования управляющих воздействий. Основа своевременного принятия решений – постоянное получение актуальной информации о состоянии управляемой системы. Практика показывает, что простой мониторинг состояния не всегда обеспечивает адекватность управления, особенно для распределенных динамических систем с высоким уровнем собственной инерционности: в большинстве случаев необходимо не просто отслеживать состояние системы, но и получать информацию о возможных изменениях заблаговременно, то есть использовать в цикле управления прогноз состояния. Технологии прогнозирования, которые можно использовать для этой цели, специалистами разделяются на «активные», оценивающие возможные последствия принимаемых решений, и «пассивные», обеспечивающие прогноз изменения состояния в складывающихся условиях. По результатам анализа особенностей управления сложными системами предлагается включить в контур обратной связи автоматизированных систем поддержки принятия решений средства прогнозирования поведения управляемой системы, реализующие методологию «пассивного» прогнозирования. Анализ показывает, что предложенный подход, обозначенный автором как «активный мониторинг», позволит формировать управляющие воздействия заблаговременно с учетом прогноза развития обстановки, что обеспечит повышение качества управления и переход от существующих принципов реактивного управления распределенными человеко-машинными системами к проактивному. Для обеспечения возможности реализации предложенного подхода в статье предложена модель для задания требований к обратной связи, сформулированы требования к средствам моделирования в контуре «активного мониторинга» и проанализировано соответствие им существующих технологий прогнозирования.

Авторами статьи проводится сравнительный анализ количественных показателей методик оценки защищенности беспроводных охранно-пожарных сигнализаций с помощью аппарата математической статистики. На основе непараметрических тестов в программе Statistica получены средние и доверительные интервалы выборочных средних (графическая диаграмма «ящик и усы»). Средние и доверительные интервалы выборочных средних, отображающие оценки защищенности на основе нечеткой логики, находятся выше, чем средние и доверительные интервалы выборочных средних, отображающие оценки защищенности на основе матрицы нечетких правил. Это трактуется как более высокая количественная оценка защищенности одной методики оценки защищенности над другой и, как следствие, более точная идентификация защищенности.

Процесс принятия решений при осуществлении сделок с ценными бумагами основывается на использовании математических моделей, которые создают конкурентные преимущества в игре торговых роботов. Авторами статьи выполнено проектирование торговой системы, применяющей в качестве основного метода принятия решений индикатор, основанный на критерии минимакса. Выполнена реализация торгового робота, позволившего усовершенствовать метод принятия решений на основе скользящего среднего и увеличить прибыль, получаемую в результате операций с акциями.

В данной статье характеризуется основной вклад школы «Системный анализ в проектировании и управлении» в развитие информатики, теории информационных систем и технологий. Кратко излагаются следующие результаты: уточнение понятия «информация»; применение определения системы, основанного на системно-целевом подходе, для обоснования многоуровневой структуры информационного комплекса; предложенные классификации информационных систем и технологий, концепция виртуальной информационной системы.

В статье представлены алгоритмы, позволяющие учитывать влияние факторов неопределенности на длительность и затраты, связанные с реализацией работ инновационного проекта. Отличительной особенностью данных алгоритмов является использование нечетких продукционных правил для выработки рекомендаций по управлению указанными проектами на основе распределения имеющихся ресурсов у организации в зависимости от результатов каждого этапа. Построенные алгоритмы учитывают нечеткие и временные характеристики инновационных проектов, что способствует повышению эффективности принимаемых решений. Предложен вариант формирования информационного обеспечения, который представлен в виде физической модели базы данных. Данная модель ориентирована на хранение имеющейся в промышленной организации информации, необходимой для управления указанными проектами, в том числе и сведений о влиянии факторов неопределенности на результативность их выполнения.

Рассматривается решение оптимизационной задачи продвижения инновационных проектов в регионы с применением комплексной имитационной модели с включением в ее состав модулей бактериальной оптимизации. В качестве объекта исследования выбран процесс формирования инновационного кластера. Комплексная модель выполнена в моделирующей системе «Actor Pilgrim» с реализацией временнóй, пространственной и финансовой динамики (деньги, финансовые инструменты) в едином виртуальном времени. Результаты моделирования привязаны к топографической информации различных масштабов.

В статье предлагается математический аппарат DSS- и MES-систем генерирующих компаний и алгоритм выбора оптимального режима работы генерирующего оборудования ТЭС. Наборам мероприятий, доступных оперативному персоналу ТЭС, из матрицы сценарных условий, ставится в соответствие система продукций, влияющих на выполнение или невыполнение той или иной комбинации действий. Это позволило разработать алгоритм выбора оптимального режима генерирующего оборудования, основанный на применении абстрактной логической схемы и графов И/ИЛИ-типа.

Статья содержит описание разработанного итерационного алгоритма уплотнения упаковки, в основе которого лежит идея локального перераспределения размещенных в контейнере объектов. Предложены шесть правил выбора объектов для их удаления из контейнера и последующего более рационального размещения с помощью однопроходного эвристического алгоритма. Приведены результаты тестирования алгоритма уплотнения упаковки на тестовых задачах рулонного раскроя.

В рамках подхода Polyglot Persistence в статье рассматриваются ситуационно-ориентированные базы данных – информационный процессор в составе веб-приложения, обрабатывающий XML/JSON-документы на основе иерархической ситуационной модели HSM.

Обсуждается гибкое задание в HSM отображений виртуальных документов на реальные данные из различных физических хранилищ. Предлагается подход к встраиванию отображений, предусматривающий для каждого нового типа хранилища разработку трех модулей: манипулирования, загрузки и сохранения, реализуемых в виде функций обратного вызова. Подход иллюстрируется на примере отображения на таблицу реляционной базы данных SQLite. Рассматриваются преимущества подхода и практическая реализация на платформе PHP.

Одной из проблем межсистемного обмена данными, поступающими из разных источников, является идентификация аналогичных объектов. Перспективным инструментом решения представляется использование системы кодификации, которая позволяет сопоставлять поступающие из разных источников данные и предоставлять качественные данные конечным потребителям.

В статье изложен опыт применения системы кодификации в информационной модели межсистемного взаимодействия на основе хранилища. Описывается опыт использования этой модели для двух предметных областей – «Образование в высшей школе» и «Фондовый рынок». В статье представлен международный опыт использования систем кодификации в глобальных сообществах: система идентификации для юридических лиц и идентификатора ценных бумаг FIGI.

В статье обоснован выбор оптимального размера блоков элементарных заданий в зависимости от требуемой вероятности выполнения прикладной задачи. Размер блоков зависит от вероятности возникновения сбоев отдельных вычислительных элементов. Авторами приведена формула для расчета вероятности выполнения задачи, а также результаты вычислительного эксперимента для различных значений числа вычислительных элементов и размеров блоков.

Авторами в статье рассмотрено применение системного подхода для построения информационного пространства для жизненного цикла производства лекарственных препаратов (ЛП). Наглядность обеспечивают модели в нотации IDEF0. За основу построения информационной оболочки взят принцип QbD. Для его реализации на основе системного подхода используется цикл Шухарта-Деминга. Приведено совмещение цикла PDCA и системного подхода. Выполнен анализ критериального подхода и построены системные модели управления в нотации Мелентьева.

Статья посвящена проблеме спецификации регрессионных моделей, а именно, вопросу отбора наиболее информативных мультипликаций в линейно-мультипликативных регрессиях. Эта задача может быть формализована в виде задачи частично-булева линейного программирования. Поскольку решение таких задач требует привлечения вычислительных способностей современных компьютеров, то для построения линейно-мультипликативных регрессий был разработан универсальный программный комплекс, который может быть использован в технических исследованиях, экономике, бизнесе, социологии, медицине и др.

Для демонстрации его работы решена задача моделирования объема пропуска крупно-тоннажных контейнеров на железнодорожном пункте пропуска Забайкальск-Маньчжурия.

При этом проведено тестирование скорости решения подобных вычислительных задач.

В статье приводятся концептуальные положения системно-объектного подхода, а также исследуется возможность формализации данного подхода алгебраическими средствами. Формальное описание системы как трехэлементной конструкции «Узел-Функция-Объект» (УФО-элемента) в виде специального объекта исчисления объектов Абади-Кардели, а также предлагаемые операции с системами как УФО-элементами используются для обоснования ряда общесистемных закономерностей. На основании классификации связей предлагается классификация УФО-элементов.

Одной из важнейших задач, реализуемых математическим обеспечением любой системы поддержки принятия решений, является согласование вырабатываемых частных решений: как для случая консолидации мнений групп экспертов, так и для координации решения последовательностей расчетных задач. В настоящее время существуют разнообразные математические методы для консолидации готовых решений, а также методы координации выработки решений. Для координации расчетов и моделирования, обеспечивающих выработку альтернатив решений, могут использоваться экспертные методы и методы алгоритмической координации. Последние принято разделять на методы программируемой и неформальной координации. Практика показала, что существующие подходы к координации решений, как программируемые, так и неформальные, не всегда обеспечивают эффективную автоматизацию поддержки принятия решений. В статье предлагается использовать для обеспечения согласованного решения задач и моделирования гибридный подход, наиболее доступный на современном уровне развития технологий. В то же время указывается, что в перспективе, с развитием средств автоматизации, могут быть использованы и неформальные методы координации, которые потенциально наиболее перспективны для систем, работающих в области решения слабоформализуемых задач. С учетом этого сформулирована постановка задачи по разработке модели-диспетчера для систем поддержки принятия решений на основе нейронной сети.