Информатика и управление. Рубрика в журнале - Труды Московского физико-технического института
Обучение долговременной памяти через предсказание событий высокой неопределенности
Статья научная
Во многих задачах обучения с подкреплением агенту требуется запоминать информацию из прошлого, необходимую для принятия эффективных решений. Причем момент наблюдения полезной информации может быть удален от момента использования этой информации на тысячи или миллионы временных шагов. К сожалению, применение методов обратного распространения ошибки для обнаружения и выучивания подобных временных зависимостей потребует хранения в оперативной памяти всех промежуточных вычислений нейросети для каждого из временных шагов. Однако, как мы покажем в данной работе, эти вычислительные ограничения можно обойти, если заранее найти критические моменты, когда агенту будет полезно обращение к своей рабочей памяти. Мы добавим в архитектуру агента подсеть памяти, которая будет обучаться предсказывать исходы событий, характеризующихся высокой степенью неопределенности исхода. Данную архитектуру памяти мы протестируем на классической задаче T-лабиринта и в трехмерной среде ViZDoom. Эксперименты демонстрируют, что предложенный нами метод обучается быстрее и стабильнее, чем альтернативные подходы.
Бесплатно
Оптимизационная задача разбуривания газовых месторождений одним предприятием
Статья научная
Рассматривается непрерывная агрегированная динамическая модель разработки газовых месторождений. Разбуривание месторождений осуществляется последовательно одним предприятием. Формулируется задача максимизации совокупной накопленной добычи за фиксированный временной период при ограничении на капиталовложения. Делаются упрощающие предположения и решается расширенная задача с помощью принципа максимума Понтрягина. Поиск максимума исходной задачи осуществляется среди решений расширенной задачи. Делаются обобщающие выводы.
Бесплатно
Оптимизация алгоритма декодирования min-sum для кодов с низкой плотностью проверок на четность
Статья научная
Рассмотрены итеративные алгоритмы декодирования кодов с низкой плотностью проверок на чётность. Приведены различные модифицированные версии алгоритма min-sum. Построены графики зависимости битовой ошибки при передаче данных по двоичному каналу связи с аддитивным белым гауссовским шумом. Проведено сравнение сложности реализации различных алгоритмов декодирования.
Бесплатно
Оптимизация состава и стратегий развития объектов региональной экономики
Статья научная
Ставится и решается задача одновременной оптимизации состава отраслей региональной экономики и стратегий развития этих отраслей по критерию максимизации отчислений в региональный бюджет. Доказывается применимость метода последовательных расчетов для решения первой задачи и метода ветвей и границ - для решения второй. Отмечается возможность решения данной задачи для других объектов региональной экономики.
Бесплатно
Оптимизация управления обогревом помещения
Статья научная
Рассматривается задача сокращения издержек при обогреве помещения в зимнее время года при двухтарифном учете электроэнергии. На основе принципа максимума Понтрягина предлагается метод оптимального управления электрическим конвектором для поддержания необходимой температуры.
Бесплатно
Отслеживание состояния целеориентированного диалога на основе БЕРТ
Статья научная
Отслеживание состояния диалога (Dialogue State Tracking) является одним из ключевых компонентов виртуальных помощников, таких как Alexa или Siri. Для выполнения различных задач этим помощникам необходимо поддерживать всё большее количество сервисов и API. В этой работе мы представляем систему отслеживания целеориентированного диалога с помощью языковой модели BERT с использованием методов обучения понимания вопросно-ответных систем. На вход модель принимает историю диалогов с описанием выделяемых полей и сервисов, а также возможными значениями полей. Языковая модель позволяет переиспользовать информацию о выделяемых слотах в мультидоменных диалогах и масштабироваться на выделение полей, не участвовавших в процессе обучения. Наша модель достигает общей целевой точности 53,97% для набора данных SGD, что превосходит базовую модель.
Бесплатно
Оценка доходности инвестиционных проектов в условиях несовершенного рынка капитала
Статья научная
Рассматривается подход к оценке доходности инвестиционных проектов, учитыва- ющий индивидуальную инвестиционную среду. Для каждого участника рынка в каче- стве описания инвестиционной среды используем всегда ему доступные стационарные и тиражируемые проекты. В качестве мачематического описания инвестиционной сре- ды используется модель Кинтора-Липмана. Метод позволяет вычислить дефляторы денежных потоков для каждого периода времени. Для стационарной инвестиционной среды сформулирован простой критерий оценки проектов, основанный на магистраль- ном свойстве решения задачи, двойственной к задаче оптимального инвестирования.
Бесплатно
Оценка параметров дыхательной активности пациента на основе данных фотоплетизмографии
Статья научная
Частота дыхательных движений является одним из основных индикаторов функционального состояния пациента и используется в качестве независимого предиктора внезапной остановки сердца. Метод фотоплетизмографии широко используется для неинвазивного мониторинга уровня сатурации гемоглобина крови кислородом путем измерения интенсивности поглощения света, проходящего через исследуемый участок ткани с пульсирующей кровью. В качестве клинически доказанного и эффективного метода фотоплетизмография используется для объективной оценки состояния сердечно-сосудистой и респираторной систем, а оценка параметров изменения пульсовой волны эффективно применяется для диагностики синдрома обструктивного апноэ сна. В данной работе предлагается метод расчета частоты дыхательной активности, основанный на гармоническом анализе данных фотоплетизмограммы при помощи параметрической оценки спектральной плотности функции коррентропии регистрируемого сигнала. Применение данного подхода обеспечивает улучшенное спектральное разрешение в сравнении с традиционными методами анализа Фурье и позволяет эффективно выявить модулированные паттерны фотоплетизмографического сигнала при наличии различного рода нестационарных помех.
Бесплатно
Оценка экономической целесообразности разработки газового месторождения
Статья научная
Описывается непрерывная агрегированная динамическая модель газового месторождения. Исследуются три стратегии разработки газового месторождения при различных эксплуатационных условиях. Ставится и решается задача оптимального управления на максимум дисконтированной прибыли. Доказывается, что найденное решение является единственным. Предлагается численный алгоритм его поиска. Определяется критерий экономической целесообразности разработки газового месторождения.Основным математическим аппаратом является принцип максимума Понтрягина в форме Эрроу.
Бесплатно
Передача двухкомпонентных кодов по бинарному симметричному каналу без памяти
Статья научная
Рассмотрена система передачи двухкомпонентных подпространственных кодов по бинарному симметричному каналу без памяти. Проведено моделирование по программе Matlab. Выполнено декодирование по принципу минимума Хэммингова расстояния. Получены характеристики: относительные частоты событий - ошибочных решений, правильных решений и отказов. Проведены теоретические расчёты вероятностей этих событий. Осуществлено сравнение теоретических и экспериментальных данных моделирования.
Бесплатно
Планирование распределения ресурсов вышки мобильной связи
Статья научная
Рассматривается задача составления расписания распределения (временных) ресурсов базовой станции (сотовой вышки), осуществляющей взаимодействие клиентов (пользователей беспроводных мобильных устройств, имеющих доступ в Интернет) и серверов, с которых они закачивают web-страницы (в общем случае файлы).
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача класификации объектов наблюдения по поляризационным характеристикам. В целях повышения эффективности классификации объектов наблюдения предложено использование когерентного накопления компонент отраженного от объекта наблюдения поля. В качестве одного из перспективных принципов когерентного накопления рассмотрен принцип инверсного синтеза апертуры радара. Представлены результаты моделирования, иллюстрирующие преимущества классификации объектов наблюдения по поляризационным характеристикам с использованием когерентного накопления.
Бесплатно
Поиск в модели газовых месторождений максимальной длины их общей "полки"
Статья научная
Рассматривается непрерывная агрегированная динамическая модель группы газовых месторождений. Ставится и решается задача максимизации длины общей «полки» газовых месторождений. Предлагаемые к исследованию задачи относятся к классу задач оптимального управления со смешанными ограничениями с нефиксированным временем и подвижным правым концом. Основным математическим аппаратом является принцип максимума Понтрягина в форме Эрроу, в котором используются множители Лагранжа. Полученные результаты анализируются.
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
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 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 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
