Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление @vestnik-rosnou-complex-systems-models-analysis-management
Статьи журнала - Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление
Все статьи: 732
Статья научная
Представлена модель движения группы воздушных целей и группы управляемых авиационных ракет класса «воздух - воздух». Рассмотрен пример определения приоритетности цели среди множества других. При решении задачи группового управления авиационными ракетами класса «воздух - воздух» описан способ ранжирования воздушных целей. Факт поражения цели сравнивается по дальности с применяемой в настоящее время методикой и по многофакторной опасности - с разработанной методикой.
Бесплатно
Моделирование пульсирующих потоков крови для задач оптической когерентной томографии в офтальмологии
Статья
Оптическая когерентная томография - метод неинвазивной медицинской диагностики, основанный на зондировании исследуемого биообъекта излучением ближнего инфракрасного диапазона с последующим детектированием и анализом обратно отраженного и рассеянного назад потока фотонов. Большинство систем оптической когерентной томографии используется в офтальмологии для диагностики состояния сетчатки, зрительного нерва и переднего отрезка глаза. Целью проводимых исследований является повышение достоверности физического моделирования сетчатки глаза на основе использования фантомов, в которых достигается имитация деформаций и вибраций стенок кровеносных сосудов. Описываются методы формирования фантома сетчатки глаза, содержащего специальные полости (имитаторы кровеносных сосудов) пригодные для прокачивания кровеимитирующей жидкости. Сетчатка глаза моделируется как многослойная структура. Матриксом для каждого слоя является двухкомпонентный прозрачный жидкий силикон. В качестве поглощающего агента применяется спектральный краситель Indian ink. Частицы диоксида титана служат рассеивателями. Слои формируются последовательно от нижнего (сосудистая оболочка) до верхнего (внутренняя пограничная мембрана). Массовые доли специальных добавок, как и толщина каждого слоя, подбираются индивидуально. Все кровеносные сосуды представлены в виде протяженных связанных полостей. Формирование основания и сложной сети моделируемых кровеносных сосудов выполняется посредством технологии трехмерной печати. Представлено техническое устройство для формирования пульсирующих потоков крови в фантомах сетчатки глаза, содержащих в своем составе имитаторы кровеносных сосудов и насос с регулируемым потоком для прокачки кровеимитирующей жидкости, электромоторов и вибромотора для регулируемых деформаций и вибраций стенок гибкой трубки. При изменении в установке характеристик работы насоса и вибромотора в формируемом ламинарном потоке в микротрубке создаются турбулентности, что приближает достоверность имитации кровотока в сосудах. С использованием разработанного устройства проведены исследования методом оптической когерентной томографии пульсирующего потока в микротрубках, имитирующих кровеносные сосуды. Разработанные фантомы и устройство могут быть использованы для тестирования офтальмологических ультразвуковых и систем оптической когерентной томографии, при проведении научных биомедицинских исследований, в задачах разработки и отладки новых модификаций метода оптической когерентной томографии.
Бесплатно
Моделирование расстановки n невзаимодействующих ферзей на шахматной доске с n x n полей
Статья научная
Задача расстановки N невзаимодействующих ферзей на шахматной доске с N × N полей привлекает большое внимание шахматистов, математиков, программистов и разработчиков систем искусственного интеллекта. Известно множество расстановок как для стандартной доски с 8 × 8 полей, так и для досок вплоть до 1000 × 1000 полей. В данной работе производится компьютерное моделирование расстановок ферзей на шахматной доске с N × N полей для визуального анализа и поиска регулярных расстановок, допускающих обобщение на произвольное, сколь угодно большое число N. Найдены регулярные решения для N = 6k + m, где k = 1, 2, 3... - произвольное положительное целое число, а m = -2, -1, 0, 1. Выяснено, что регуляризация затруднена для m = 2 или 3. Найдены псевдорегулярные решения для N = 8 и 9, не существующие при k > 1. Данный подход демонстрирует эффективность взаимодействия исследователя с компьютером, при котором исследователь генерирует алгоритмы решения задачи, а компьютер возвращает ему визуальные образы, допускающие обобщение и математическую индукцию.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается возможность интегрирования моделей защиты информационно-телекоммуникационных объектов от угроз непосредственного и удалённого доступа, входные потоки которых в первом случае описываются линейно, с заданием определённых параметров, и записаны в виде системы линейных уравнений, с моделью, в которой входные потоки описываются нелинейными функциями, что обуславливает создание модели защиты в наиболее реальных условиях. При интеграции обоих примеров, получим совершенно новую модель на основе идеи профессора Минаева В.А. с описанием входных потоков нелинейными функциями.
Бесплатно
Моделирование системы защиты многоканальных автоматизированных комплексов от DDoS-атак
Статья научная
Рассматривается распространенный вид компьютерных атак - DDoS-атаки на автоматизированные информационные системы (АИС), приводящие к отказу в обслуживании. Целью статьи является оценка вероятности безотказной работы автоматизированной системы. Моделируется система защиты АИС от DDoS-атак, которая обладает основным защищенным каналом передачи информации и двумя запасными. Осуществляется постановка задачи распределения потока заявок в системе многоканального обслуживания с разной пропускной способностью каналов, связанная с ее формальным описанием дифференциальными уравнениями. Рассматривается полное множество гипотез о порядке выбора каналов при поступлении заявок для обработки в системе. Выводятся формулы для расчета предельных вероятностей отказа системы при установившемся режиме обработки поступающих заявок. Находится полная вероятность отказа АИС в обслуживании. Для простых случаев оцениваются параметры потока заявок, когда необходимо подключать запасные защищенные каналы. Делается вывод, что для того чтобы избежать отказов в обслуживании потока заявок в ходе реализации DDoS атак на АИС, необходимо адаптивно подстраивать общую пропускную способность каналов автоматизированных комплексов. Кроме того, в случае возникновения сложностей при аналитическом представлении вероятностей отказа возможно построение имитационной модели системы защиты АИС.
Бесплатно
Моделирование термического режима литосферы Земли как фактора геодинамических угроз
Статья научная
Рассмотрены модели расчета температуры для континентальной и океанической литосфер Земли, направленные на оценку геодинамических угроз. Использовано уравнение теплопроводности для стационарного режима генерации тепла в геологической среде. В модели расчета температуры для океанической литосферы использовано уравнение остывающего полупространства и разложение в ряд Тейлора функции ошибок.
Бесплатно
Моделирование электрохимической обработки металлов электродом-инструментом периодической структуры
Статья научная
Представлено численно-аналитическое решение нелинейной двумерной задачи, связанной с определением формы границы детали при ее электрохимической обработке электродом-инструментом периодической структуры. Для решения задачи используется ее гидродинамическая интерпретация, согласно которой исходная задача сводится к задаче теории потенциальных течений идеальной несжимаемой жидкости. Результаты числовых расчетов представлены в виде таблиц и графиков.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен тип гетерогенной вычислительной системы, топология которой представляет собой совокупность архитектурно идентичных, но различных по производительности вычислительных блоков. Представлена модель вычислительного процесса в гетерогенной вычислительной среде. Сформулирован принцип глобального распределения вычислительной нагрузки на основе метода частных множеств. Представлены результаты расчетов и сравнительный анализ значений ускорения вычислений для гомогенной и гетерогенной организации параллельных вычислений при различном уровне параллелизма. Определена зависимость эффективности вычислений от изменения соотношения вычислительной мощности информационно-вычислительных блоков гетерогенной вычислительной среды при фиксированном общем количестве вычислителей.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны модель и алгоритм, позволяющие определить интегральную рейтинговую оценку деятельности курсанта по основным видам обучения в военном вузе, которые предлагается использовать для разработки программного модуля интегральной рейтинговой оценки в специальном программном обеспечении «Образование-МО».
Бесплатно
Модель и алгоритм оптимизации планировочных решений на градостроительных территориях
Статья научная
В статье обсуждается сложность и комплексность задач принятия управленческих решений в практике планирования градостроительства. Рассмотрен понятийный и математический аппарат моделирования и построения алгоритма оптимизации планировочных решений. Планирование застройки территории рассматривается как линейная задача синтеза сетевой структуры коммуникационного типа. Представлены ресурсы сетевой структуры градостроительной системы населенного пункта ( ГСНП ) на основе их формализованного описания. Описана методика количественной оценки состояния ресурсов сетевой структуры ГСНП. Приведена пошаговая процедура практической реализации оптимального размещения строительных объектов
Бесплатно
Модель и алгоритмы оптимизации сети передачи данных
Статья научная
Установлено, что оптимизация имеющихся и формирование новых сетей передачи данных, которые смогут удовлетворить все увеличивающиеся требования конечных пользователей, становится важнейшей и актуальной задачей. Рассматривается структура телекоммуникационной сети, предлагается математическая модель сети передачи данных, формулируется задача оптимизации сети передачи данных. С целью поиска совокупности оптимальных по Парето решений рассматриваемой задачи адаптируется метод ветвей и границ, а также проводится анализ его вычислительной сложности. Представлены примеры решения задачи оптимизации сети передачи данных предложенным методом и итоги расчетных экспериментов.
Бесплатно
Статья научная
Отмечено, что проектирование системы пожарной безопасности образовательных комплексов с централизованным управлением существенно отличается от аналогичной для образовательного учреждения. Предложена модель системы поддержки управления пожарной безопасностью образовательных комплексов, объединяющих территориально-распределенные объекты разного уровня сложности.
Бесплатно
Модель клавиатурного почерка в задачах защиты автоматизированных систем
Статья научная
Предлагается универсальная модель для описания клавиатурного почерка оператора автоматизированной системы, учитывающая информативность, коррелированность, устойчивость, изменчивость носителей признаков, а также ситуационные условия формирования образца клавиатурного почерка.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается математическая модель работы системы управления электронным документооборотом специального назначения с использованием теории массового обслуживания. Представлена постановка задачи организации работы системы документооборота в форме многофазной системы массового обслуживания, для которой вычислены стационарные вероятности системы. Предлагается модель функционирования системы с динамической дисциплиной обслуживания заявок, формализуемой в форме задачи оптимального управления с возможностью управления процессом оптимизации с помощью изменения дисциплиной обслуживания заявок, что позволяет получать существенный прирост эффективности системы документооборота при заданных ограничениях на используемые ресурсы.
Бесплатно
Модель оптимизации прибыли авиакомпании
Статья научная
В статье предложена математическая модель и масштабируемое решение задачи оптимизации управления прибылью авиакомпании. Модель учитывает все критические параметры оптимизации, обеспечивающие корректность решения, и имеет упрощения, введенные с целью повышения эффективности решения задачи без потери точности. Разработан соответствующий программный код на языке Python.
Бесплатно
Модель организации процесса тестирования
Статья научная
Продолжительность теста является важным фактором в обновлении качества результатов. После обработки получен большой набор экспериментальных данных. Время отклика учащихся является случайной величиной, продолжительность теста определяется и зависит от его сложности. Для описания полученной зависимости и реализации результатов предлагается преобразование координат. Вводимая функция имеет смысл обратного времени и определяет время, оставшееся до конца тестирования. На основании статистического анализа было установлено, что данная случайная величина - время до конца тестирования - подчиняется экспоненциальному закону. Для практического использования результатов исследования приводится соотношение, позволяющее установить допустимое значение продолжительности тестирования, чтобы объективно оценить качество знаний студента из освоенной им предметной области.
Бесплатно
Статья научная
Предложена модель, позволяющая оценить оперативность многопоточной обработки задач в распределенной вычислительной среде на основе сети массового обслуживания. Процессы разделения, параллельной обработки подзадач и агрегирования результатов моделируются с помощью системы массового обслуживания с дисциплиной Split-Join. Исходными данными модели являются: интенсивность входящего потока заявок, распределения длительности этапов обработки задач и числа параллельных потоков. Полученная с помощью данной модели оценка оперативности многопоточной обработки задач в виде дополнительной функции распределения, которая характеризует вероятность обработки за время, не превышающее директивного срока, позволит сделать вывод о возможности многопоточной обработки требуемых объемов данных в заданных условиях.
Бесплатно
Статья научная
Представлены различные подходы к оценке влияния виртуальных сетевых сообществ на мнения интернет-пользователей по общественно-политическим вопросам. Рассмотрены отличия и сходства виртуальных сетевых сообществ и традиционных средств массовой информации. Дана краткая характеристика некоторым русскоязычным социальным сетям - «Одноклассники» и «ВКонтакте». Установлено, что слабая рефлексия критичного восприятия сообщений на тематических форумах несет угрозу социально-психологическому самочувствию большого числа потенциальных потребителей этой информации. Предложен метод оценки влияния виртуальных сетевых сообществ на мнения интернет-пользователей, основанный на теоретико-игровой концепции - векторе Шепли. Данный подход позволяет оценить влияние отдельного сообщества в контексте сложившегося информационного фона при заданной структуре социальной сети. Методология исследования представлена совокупностью социологических методов и элементов теории игр, а также комбинаторики.
Бесплатно
Статья научная
В статье произведена оценка эффективности взаимодействия группировки авиационных противокорабельных ракет и системы противовоздушной обороны корабельной группы. При получении оценки числа оставшихся кораблей после взаимодействия с группировкой авиационных противокорабельных ракет в показатели качества входят непрерывное значение ущерба по каждому кораблю в зависимости от конфигурации группировки авиационных противокорабельных ракет и корабельной группы, вероятности воздействия активных объектов группировки авиационных противокорабельных ракет на каждый из кораблей.
Бесплатно
Статья научная
В статье разработана математическая модель процесса наведения авиационной противокорабельной ракеты (АПКР), имеющей структуру с двумя возможными состояниями, которые определяются наличием или отсутствием информации о цели и включением в модель управления оптимального регулятора и оптимального фильтра, которые формируют закон управления. В связи с этим определяется работа фильтра либо в режиме фильтраций при поступлении информации, либо в режиме памяти при отсутствии информации о цели.
Бесплатно
