Математическое моделирование. Рубрика в журнале - Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление
Каустическая структура краевой катастрофы K 4,2
Статья научная
Изучена каустическая структура краевой катастрофы K4,2, возникающей при совместной каспоидной пространственной и временной фокусировке электромагнитного излучения волны в плазменном слое с сильной частотной дисперсией.
Бесплатно
Квадратурная модуляция как альтернатива AM в радиовещании и связи
Статья научная
В статье предложена новая система радиовещания в диапазонах ДВ, СВ и КВ, основанная не на традиционной амплитудной модуляции (АМ), а на квадратурной (КАМ). Показано, что при равной излучаемой мощности эффективность передатчиков с КАМ и их радиус действия возрастают в несколько раз. Приемники рекомендовано выполнять по гетеродинной схеме с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ). Они обеспечивают лучшую селективность, помехоустойчивость и качество демодуляции сигнала.
Бесплатно
Статья научная
Анализ телеологического понятия цели показал, что данное понятие имеет двойственную природу – идеалистическую и материалистическую. В статье принцип дуализма рассматривается как ключевой. Поэтому с позиции кибернетики идеалистический аспект цели предлагается интерпретировать как идеализированный результат, который описывается одной или несколькими математическими логиками ML. Аппарат ML служит инструментом для выбора целенаправленного поведения сложного объекта или системы S в соответствии с экспертным оцениванием EE. Под материалистическим аспектом цели понимается получение реального результата RR посредством объекта или системы S. Если под S иметь в виду коллектив роботов, настроенный на выполнение одной или нескольких целей, то качественный анализ поведения такой системы может быть осуществлен с помощью агентного моделирования. Модель коллектива роботов представляет собой множество взаимосвязанных классов интеллектуальных агентов. Любой класс агентов характеризуется 11-значным набором, который описывает способность класса агентов достигать поставленные цели путем адаптации за счет обучения без нахождения наиболее эффективных действий. Агентное моделирование позволяет судить о степени достижения цели.
Бесплатно
Статья научная
Приведены классификация и необходимые и достаточные условия образования краевых катастроф со сложной каустической структурой (как нуль-модальных, так и унимодальных серий) в пространстве-времени при условии распространения электромагнитных волн в плазменной среде с сильной частотной дисперсией. Построены равномерные асимптотические решения волновых уравнений в областях, содержащих специальные функции пространственно-временных волновых катастроф, соответствующих эталонным структурам электромагнитных полей. Ключевые слова: краевые катастрофы, поля, волны, частотная модуляция, дисперсия, равномерные асимптотики, плазма, распространение, пространство-время.
Бесплатно
Критический обзор существующих методов выделения объектов в потоке видео
Статья научная
Выделение контуров объектов в потоке видео в интеллектуальных системах видеонаблюдения является одной из основных операций при обработке изображения для дальнейшего анализа, поскольку контур содержит всю необходимую информацию для распознавания объектов по форме. Цель данной статьи - дать критический обзор существующих методов выделения объектов в потоке видео. Также статья посвящена анализу методов распознавания изображений и поиска их в видеопотоке. Проанализирована эволюция структуры сверточных нейронных сетей, используемых в области диагностики компьютерных видеопотоков. Произведен обзор существующих методов выделения объектов в потоке видео. Распознавание всего объекта лишь по его контуру позволяет не рассматривать внутренние точки изображения и существенно сократить объем обрабатываемой информации, предоставляя возможность осуществлять анализ изображений в режиме реального времени. В данной статье даны ответы на вопросы, что представляет собой методология и методика научных исследований. Так, в статье рассмотрена проблема выделения объектов в потоке видео в задачах обнаружения тревожных событий интеллектуальными системами видеонаблюдения. В результате сделаны выводы, что перспективным направлением дальнейших исследований является разработка алгоритмов выделения контуров изображений объектов, реализующих двухмасштабную статистическую модель изображения. Практическая значимость статьи заключается в том, что с целью улучшения основных характеристик интеллектуальных систем видеонаблюдения предложены алгоритмы выделения контуров изображений объектов, необходимых для обеспечения выявления четырех типов тревожных событий: появление и нахождение объекта в зоне наблюдения, перемещение объекта в запрещенном направлении, оставление и опрокидывание предмета.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье представлена методика по решению задачи синтеза системы контроля и адаптивной защиты привилегированных массивов данных. Для решения поставленной задачи предлагается использовать логико-параметрический подход.
Бесплатно
Локальное определение коэффициентов универсальной деформации катастрофы А3
Статья научная
Развит метод построения локальных асимптотик, описывающих фокусировки электромагнитных полей каспоидного типа, позволяющий получать коэффициенты универсальной деформации и фазу бегущей волны в виде отрезков степенных рядов. Построены первое ( линейное ) и второе ( квадратичное ) приближения для волновой катастрофы типа «каустическое остриё» ( «клюв» ).
Бесплатно
Локальные асимптотики волновых полей в фокальных областях типа катастроф коранга один и два
Статья научная
Предложен метод построения локальных асимптотик, описывающих фокусировки электромагнитных полей в виде конечной суммы специальных функций волновых катастроф, аргументы которых, а также амплитудные и фазовые множители представлены в виде отрезков степенных рядов. Рассмотрены случаи вырожденных седловых (стационарных) точек фазовой функции интегранты, соответствующие топологическим особенностям теории катастроф. В случае наиболее распространенных топологических особенностей каспоидного и омбилического типа получено первое приближение для асимптотик быстро осциллирующих интегралов, равномерно описывающих волновые поля в фокальных областях. Результаты работы позволяют анализировать коротковолновые решения дифракционных и квантовомеханических задач, построенные, в частности, методом канонического оператора В.П. Маслова.
Бесплатно
Математическая модель вязкости геологической среды литосферы Земли
Статья научная
В статье описывается новая математическая модель вязкости геологической среды литосферы Земли для ее континентальной и океанической частей. В вязкой модели литосферы учитываются температура, давление, прочностные, плотностные и другие физико-химические свойства геологической среды, изменяющиеся с ее глубиной. Уточняется зависимость энергии активации от температуры среды литосферы. Реализован новый метод оценки коэффициентов модели, учитывающий эмпирические данные о вязкости в некоторых характерных точках литосферы. На основе модели найдены распределения вязкости литосферы в диапазоне глубин от 0 до 80 км с интервалом в 1 км. Результаты моделирования свидетельствуют о связи значений вязкости с зонами землетрясений вблизи океанических тектонических разломов. А именно, в зонах пониженных значений вязкости на глубинах 33 км произошло около 40% от всех зарегистрированных землетрясений. В работе получены новые научные результаты и сделан важный вклад в решение задачи численных оценок характеристик геодеформационных процессов. Полученные результаты позволяют лучше учитывать условия реальной геологической среды при расчете геодинамических деформаций, прогнозировать динамику современных геодеформационных процессов в литосфере.
Бесплатно
Математическая модель движения расплавленного слоя при воздействии источников высокой плотности
Статья научная
Предложена математическая модель процесса движения расплавленного слоя при фазовых превращениях и найдены условия его устойчивости.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследований особенностей применения методов многокритериального выбора в нечёткой среде при обосновании вариантов реконфигурации распределенной автоматизированной контрольно-измерительной системы с использованием нечетких исходных данных о режимах и условиях проведения измерений (контроля). Разработанная математическая модель, в отличие от существующих, позволяет исключить ряд допущений и ограничений, характерных для случаев, когда динамические характеристики управляемого процесса и внешних воздействий на процесс известны, в лучшем случае, с точностью до параметров, которые могут непредсказуемо меняться в широких пределах и для их описания необходимо использовать векторные показатели с большим числом компонент. Показано, что применение аппарата теории нечетких множеств существенно дополняет методологию решения задач синтеза оптимальных и адаптивных систем. Модель в значительной степени универсальна для применения как в самоорганизующихся распределенных автоматизированных контрольно-измерительных системах - системах с автоматической реконфигурацией структуры, так и в самоалгоритмизирующихся - с автоматическим изменением алгоритма работы.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена математическая модель системы символьной синхронизации наземной приемно-регистрирующей станции телеметрической информации в условиях случайной начальной фазы и флуктуаций амплитуды принимаемого группового телеметрического сигнала по обобщенному закону Рэлея. Для формализации математической модели применен широко известный в технике связи подход, основанный на многоканальном поиско-пороговом обнаружении. Подтверждена адекватность использования разработанной модели на основе оценки получаемых характеристик обнаружения системы символьной синхронизации.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается подход к построению системы поддержки принятия решений в области технического обеспечения силовых ведомств. Исследуются методы управления надежностью оборудования специального назначения. Представлена модель управления техническим обслуживанием охранного оборудования, проводится апробация модели на различных значениях параметров системы. Задача оптимизации ТО оборудования формулируется в виде задачи оптимального управления. С применением явных разностных схем строится дискретная задача оптимального управления, для которой формулируются необходимые условия оптимальности. С учетом полученных соотношений предлагается алгоритм численного решения задачи градиентными методами.
Бесплатно
Статья научная
Целью статьи является разработка общей методики расчета оптимального финансирования системы образования. Для реализации поставленной цели были использованы методы теории оптимальных дискретных процессов. Построена модель, где в качестве фазовых переменных рассматривалась численность обучающихся на различных уровнях образования, а в качестве параметров управления - расходы бюджета по статьям. Сформулирован алгоритм решения задачи об оптимальном распределении расходов, который применен на примере как Российской Федерации в целом, так и на уровне отдельного региона - Новосибирской области. Определены статьи расходов федерального и областного бюджетов, в которые рекомендуется внести корректировки.
Бесплатно
Математическая модель эксперта при оценке информационной безопасности системы
Статья научная
Предложена математическая модель эксперта, проводящего оценку по достаточно длинной n-балльной шкале, учитывающая возможность равновероятных оценок. Обоснован выбор функции распределения, проанализированы параметры функции, исследованы характеристическая функция, математическое ожидание и дисперсия. Рассмотрен случай привлечения к оценке N экспертов. Исследована связь математического ожидания и оцениваемого параметра и указан метод определения (корректировки) оцениваемого параметра по математическому ожиданию.
Бесплатно
Математические модели динамики эпидемий и их исследование
Статья научная
Проведен анализ динамики эпидемий. Установлено, что на отдельных стадиях это процессы ограниченного роста с двумя характерными параметрами - пределом общего числа заболевших и характерным временем процесса, определяющим время достижения максимального числа заболевших в сутки. Представлены нелинейные преобразования результатов измерений заболеваемости, позволяющие определять эти параметры. Для динамики коронавируса в Италии, США и мире определены недельный и полуторамесячный периоды колебаний относительно тренда. Определена зависимость между количеством тестов и числом зафиксированных заболеваний, позволяющая определить предельное число заболевших, которое для рассмотренных систем совпало со значениями, определенными по модели ограниченного роста. Определена зависимость между общим числом заболевших и смертностью.
Бесплатно
Математические модели систем автоматического управления с широтно-импульсной модуляцией
Статья научная
Предлагается совершенствование способов построения математических моделей широтно-импульсных систем второго рода, а также широтно-импульсных систем - 1 и широтно-импульсных систем - 2 с переменной непрерывной частью.
Бесплатно
Математический анализ устойчивости неизотермической вытяжки полого волокна
Статья научная
Целью данной работы является построение математической модели устойчивости неизотермической вытяжки полого волокна, учитывающей технологические параметры процесса и свойства заготовки. Рассмотрен неизотермический процесс вытяжки полого волокна, который описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, составлена и решена система соответствующего стационарного течения. Произведена линеаризация процесса вытяжки капилляра в окрестности найденного стационарного состояния. В дальнейшем с помощью метода разделения переменных и дискретизации конечными разностями анализ линейной устойчивости сведен к задаче на собственные значения.
Бесплатно
Статья научная
Развит метод локальной асимптотики, описывающий дифракционные фокусировки электромагнитных полей в случае, когда семейство первичных (геометрооптических) и вторичных (краевых) лучей образуют фокусировки каспоидного типа (волновая катастрофа K4,2 ). Выполнено математическое моделирование коэффициентов универсальной деформации, функционального модуля и фазы бегущей волны. Получены явные выражения для параметров универсальной деформации.
Бесплатно
Статья научная
Выполнено численное моделирование распространения частотно-модулированных радиосигналов в изотропной ионосферной плазме. Исследован характер изменения лучевых траекторий, соответствующих различным частотным компонентам спектра излучения в зависимости от высоты источника и угла выхода сигнала.
Бесплатно
