Статьи журнала - Труды Московского физико-технического института
Все статьи: 1049
Поиск стохастических равновесий в транспортных моделях равновесного распределения потоков
Статья научная
В работе предложены эффективные способы поиска стохастических равновесий в популяционных играх загрузок. Поиск равновесия Нэша в таких играх всегда сводится к задаче оптимизации. Мы рассматриваем модели равновесного распределения потоков по путям Бэкмана и Нестерова-де Пальмы. Поиск стохастических равновесий Нэша(-Вардропа) приводит к энтропийной регуляризации выпуклого функционала, отвечающего этим моделям. Данная работа посвящена тому, как эффективно решать такого рода задачи. В основе подхода лежит идея композитной оптимизации и особенность постановки, что функционал имеет вид суммы (сепарабельный функционал). Это обстоятельство вместе с неограниченностью константы Липшица градиента функционала мотивирует переформулировку исходной задачи оптимизации таким образом, чтобы этот сепарабельный функционал стал композитным членом. Рассматриваются и развиваются также и классические способы решения отмеченной задачи с помощью аппарата характеристических функций на графе.
Бесплатно
Поиск штриховых кодов на изображениях с использованием слабо размеченных данных
Статья научная
Штриховые коды используются во многих областях и позволяют кодировать различное количество полезной информации. Важно быстро и точно находить их местоположение на изображениях для корректного распознавания. В данной работе предложен метод поиска штриховых кодов на основе нейронных сетей с использованием слабо-размеченных данных. Данный метод не только может находить штрихкоды, но и умеет классифицировать их. Предлагаемый подход не требует наличия в разметке точных регионов объектов, что сильно упрощает процесс получения данных для обучения нейросетевой модели. Предложенный подход показывает высокое качество поиска штрихкодов на изображениях: 0,725 precision, 0,674 recall, 0,698 F1.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются принципы работы поисковой системы «Кортекс», кото- рая основана на повышении производительности и надёжности работы за счёт большо- го количества дешёвых ПК, объединённых в одну локальную сеть и управляемую сер- вером. Описаны принципы формирования запросов в конечный ПК, методы обработки ответов. В статье также описывается метод поиска неисправностей и автоматического их исправления путём введения в эксплуатацию резервных вычислительных машин.
Бесплатно
Полностью регулярные коды в треугольной решетке
Статья научная
Перечислены все полностью регулярные коды в бесконечном графе треугольной решетки.
Бесплатно
Полноцветные справедливые раскраски простых однородных гиперграфов
Статья научная
В статье изучается задача о полноцветных справедливых раскрасках простых однородных гиперграфов. Пусть H = (V, E) - гиперграф, раскраска в r цветов множества вершин V называется полноцветной, если в ней каждое ребро из E содержит вершины всех r цветов. Также раскраска множества вершин в r цветов называется полноцветной справедливой, если она полноцветная и мощности любых двух цветовых классов отличаются не более чем на один. Доказана новая оценка максимальной степени вершины, которая гарантирует существование полноцветной справедливой 3-раскраски в простом n-однородном гиперграфе.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
В рамках уравнений Навье-Стокса рассмотрены винтовые течения вязкой несжи- маемой жидкости в потенциальном поле внешних сил. Винтовыми в статье называ- ются течения, в которых завихренность параллельна скорости, а отношение вели- чины завихренности к величине скорости постоянно по пространству и по времени. Показано, что можно суммировать векторные поля скоростей двух винтовых реше- ний, если у этих решений отношение величины завихренности к величине скорости одинаково. В результате получается поле скорости некоторого «нового» винтового ре- шения уравнений Навье-Стокса. Такой метод получения новых решений назван «ме- тодом векторного суммирования». В качестве «исходных» точных решений уравне- ний Навье-Стокса рассмотрены, в частности, решения Громеки-Бельтрами-Тркала (то есть решения, которые получены методом Тркала из решений Громеки-Бельтрами). Метод векторного суммирования позволяет складывать скорости таких решений Громеки-Бельтрами-Тркала, у которых оси симметрии не совпадают. В результа- те получается неосесимметричное точное решение. Приведен пример нового точно- го решения, полученного методом векторного суммирования трех известных точ- ных решений. Два из этих трех известных решений - это два разных решения Громеки-Бельтрами-Тркала, у которых оси симметрии не совпадают. Третье решение- это решение уравнений Навье-Стокса, полученное методом Тркала из ABC -решения (Arnold-Beltrami-Childress). Полученное новое (суммарное) решение имеет более слож-ную структуру, чем три «исходных» решения. Это новое решение не периодично. У него нет оси симметрии, нет плоскости симметрии и нет центра симметрии. Точные решения, полученные методом векторного суммирования, могут использоваться для тестирования численных алгоритмов и компьютерных программ.
Бесплатно
Поляризационная радиолокация для обнаружения и идентификации пленочных загрязнений моря
Статья научная
Одной из важных проблем современного дистанционного зондирования является задача обнаружения и различения разнообразных пленочных загрязнений моря, включая производные от нефти. Широкое использование радиолокационных методов зачастую оказывается не всегда эффективным. Описываются основные принципы и методы поляризационной радиолокации и обработки поляризационных радиолокационных данных на основе современных теоретических и экспериментальных представлений. Показано, что современные методы обработки радиолокационных поляризационных сигналов являются эффективным средством улучшения алгоритмов, предназначенных для идентификации пленочных загрязнений в море.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена теоретическому анализу поляризационного тормозного излуче- ния (ПТИ) [1] при рассеянии быстрых электронов на металлической наносфере, поме- щенной в диэлектрическую матрицу в области частот вблизи дипольного и квадруполь- ного плазмонных резонансов. Учитываются плазмонные интерференционные эффекты, которые возникают в частотно-угловом распределение ПТИ. Предлагаемый подход ос- нован на методе Ферми эквивалентных фотонов [2] и теории Ми рассеяния излучения малыми частицами металла [3]. Показано, что учет плазмонной интерференции в диф- ференциальном сечении ПТИ приводит к специфическим особенностям в спектральном распределении излученных фотонов, которое сильно зависит от угла излучения и ра- диуса наносферы.
Бесплатно
Статья научная
Помехоустойчивая обработка речевых сигналов является одной из основных проблем практической реализации систем распознавания речи (СРР). Предлагаемый алгоритм помехоустойчивой обработки представляет собой фильтрацию речевых сигналов с использованием методов комплементарной множественной декомпозиции на эмпирические моды (КМДЭМ) и независимого компонентного анализа (НКА). Зашумленный речевой сигнал адаптивно раскладывается на частотные составляющие - эмпирические моды (ЭМ) - с помощью метода КМДЭМ. Применение метода КМДЭМ для разложения сигналов позволяет исключить явление смешивания ЭМ, возникающее при обработке сигналов, содержащих кратковременные и несоизмеримые по масштабу участки. Из полученного набора ЭМ определяется мода, содержащая основной шум, посредством оценки весовых энергетических и шумовых коэффициентов мод. Далее исходный зашумленный речевой сигнал и ЭМ с основным шумом подвергаются обработке с помощью метода НКА. В результате выделяется отфильтрованный речевой сигнал. Применение предложенного алгоритма фильтрации способствует повышению устойчивости к шумам СРР и точности распознавания соответственно. Результаты исследований предложенного алгоритма демонстрируют эффективное подавление шума, в том числе и для малых значений отношения сигнал/шум.
Бесплатно
Статья научная
Исследуются гидродинамические механизмы запуска плазменного звена системы свертывания крови в стенозированных сосудах в широком диапазоне значений числа Рейнольдса (Re ∈ (50, 350)). Активация свертывания происходит в ответ на инфильтра- цию прокоагулогических факторов, нарабатывающихся в прилегающей к сосуду тка- ни. Проницаемость сосудистой стенки полагается зависящей от величины касательного напряжения. Показано, что в интенсивных течениях активация плазменного звена си- стемы свертывания может иметь место как при уменьшении скорости кровотока, так и при ее увеличении. Обсуждается возможное клиническое значение полученных ре- зультатов.
Бесплатно
Статья научная
В работе предлагается динамическая стохастическая модель общего равновесия с двумя исчерпаемыми источниками энергии (ресурсами): с низкими издержками добычи (нефть) и высокими (уголь). При этом будущий спрос на данные ресурсы является стохастическим, что в модели реализуется за счет стохастического улучшения в технологии производства альтернативных источников энергии. На основе численного имитационного анализа показывается, что если в детерминированной и стохастической задачах центрального планирования оптимальным является последовательное извлечение природных ресурсов, когда первым извлекается ресурс с низкими издержками добычи, то в модели рыночного равновесия с несколькими экономическими агентами, гетерогенными относительно прав собственности на природный ресурс и не разделяющими между собой риски, на рынке одновременно торгуются ресурсы с высокими и низкими издержками добычи.
Бесплатно
Постановка и исследование динамических задач в модели разработки газового месторождения
Статья научная
Рассматривается непрерывная агрегированная динамическая модель разработки газового месторождения. Ставятся, решаются и исследуются две математические задачи. Одна является прямой задачей оптимального управления с фиксированным временем и со свободным правым концом. Другая - обратная задача. При фиксированном оптимальном управлении осуществляется поиск горизонтов планирования. Предлагается алгоритм численного поиска всех горизонтов планирования.Задачи подвергаются всестороннему анализу. Основным математическим аппаратом является принцип максимума Понтрягина. Используется теорема существования и дифференцируемости неявной функции.
Бесплатно
Статья научная
Представлен метод извлечения диалогового графа из текстового корпуса. Диалоговый граф визуализирует основные темы для каждого шага в диалоге и переходы между ними. Предложенный метод извлечения диалогового графа использует набор различных алгоритмов кластеризации вместе с эвристиками. Метод применим для корпусов разных тематик и размеров. Рассмотрена визуализация полученных диалоговых графов для нескольких корпусов. В качестве демонстрации приведен пример использования признаков, извлеченных из диалогового графа в генеративной нейронной сети. Их применение повысило оценку качества BLEU на корпусе MultiWOZ 2 в задаче генерации ответов на 15%.
Бесплатно
Построение изображения сейсмического разреза по модели BP2004 Benchmark
Статья научная
Задачи сейморазведки всегда требовали серьёзных вычислительных мощностей. В данной работе рассматривается метод миграции в обратном времени (Reverse time migration — RTM). Автором проделано тестирование программного кода [9] на модели EAGE BP2004 Benchmark. Модель представляет собой двумерный геологический разрез с заданным распределением скоростей (рис. 1). Модель создана по инициативе геофизического общества EAGE и предназначена для сравнительного тестирования программных разработок. Задача построения сейсмических изображений — ресурсоемкая и сложная задача в обработке данных. Одной из проблем миграции сейсмических данных, в том числе и методом RTM, является ограниченность и дискретность наблюдения. В работе рассмотрены проблемы, возникающие при построении изображения методом RTM, а также способы их решения. Для этого по модели EAGE BP2004 выполняется расчёт прямой задачи и полученные модельные данные применяются для тестирования RTM миграции. Отличительной особенностью программного кода является возможность расчёта с использованием неявных дифференциальных операторов (компактных схем). Произведено тестирование точности и времени исполнения алгоритма с использованием разных схем на задаче построения изображения данной модели. В работе также освещены вопросы фильтрации изображений. Рассмотрены различные методы нормализации и высокочастотная фильтрация.
Бесплатно
Построение метода Монте-Карло для решения задач высотной аэродинамики
Статья научная
Экспериментальное определение аэродинамических данных для больших высот полета затруднительно не только с технической, но и с экономической точки зрения. Поэтому основным инструментом исследования аэродинамических характеристик космических аппаратов являются численные методы динамики разреженного газа. Развитие численных методов в динамике разреженных газов связано в первую очередь с использованием методов прямого статистического моделирования (Монте-Карло). В настоящей работе представлены алгоритм метода Монте-Карло и различные модели взаимодействия молекул газа с поверхностью. Приведены результаты расчета аэродинамических характеристик космических аппаратов, полученные методом Монте-Карло для различных моделей взаимодействия молекул газа с поверхностью.
Бесплатно
Построение метода упругой миграции сейсмических данных в приближении Борна
Статья научная
Ввиду того, что нефть и природный газ являются ключевыми топливными ресурсами, поиск и разведка их месторождений является приоритетной задачей. Для её решения применяются полевые исследования, называемые сейсмической разведкой, задачей которых является восстановление структуры подповерхностного пространства. Огромное значение имеет задача миграции - определение положений отражающих горизонтов по известной опорной модели среды. Для её решения в акустическом приближении разработано множество методов, например, метод Кирхгофа, метод Борна, миграция конечными разностями и т.д. Целью настоящей статьи являлось исследование сейсмических полей в полной упругой постановке, которая с большей точностью описывает динамические процессы, происходящие в реальных гелогических средах. Авторами предложен метод упругой миграции, основанный на приближении Борна для однородной фоновой модели среды. Проведено его тестирование на модели, схожей по структуре отражающих границ с моделью Marmousi, широко используемой для тестирования методов компьютерного моделирования сейсмических процессов.
Бесплатно
Построение оптимальных древовидных сетей
Статья научная
Рассматриваются точный и приближенный алгоритмы построения оптимальных сетей с разрывной функцией стоимости в зависимости от потока на ребрах. Установлены свойства оптимального решения задачи, описан алгоритм формирования всех деревьев и однокорневых поддеревьев графа, на базе которого построен алгоритм направленного перебора для поиска оптимального и приближенных решений задачи. Описаны алгоритмы получения приближенного решения и его корректировки.
Бесплатно
Построение полиномиальных решений некоторых задач для уравнения Пуассона
Статья научная
Найдено полиномиальное решение третьей краевой задачи для уравнения Пуассо- на в единичном шаре. Использовалось явное представление гармонических функ- ций в формуле Альманси. Исследована разрешимость обобщенной краевой задачи для уравнения Пуассона с нормальными производными высокого порядка на грани- це.
Бесплатно
