Математическое моделирование. Рубрика в журнале - Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление
Статья научная
Представлен анализ применения масштабирования распределенных вычислительных технологий при обработке радиолокационных данных. На основании полученных результатов исследований сформулированы предложения по применению параллельных вычислений для групповой обработки радиолокационных изображений.
Бесплатно
Решение игры с природой с нечеткими лингвистическими параметрами
Статья научная
Рассматривается ситуация, требующая принятия решения, формализуемая как игра с природой. Для учета возможных неопределенностей в оценке исходных параметров игры вероятности проявления тех или иных состояний природы и элементов платежной матрицы предлагается их представление в виде нечетких, лингвистических утверждений без ограничений на вид функций принадлежности соответствующих нечетких множеств. Учет влияния возможных состояний природы предлагается осуществить через изменение истинности нечетких оценок последствий возможных решений (элементов платежной матрицы). Выбор наилучшей стратегии основывается на интегральной оценке последствий возможного решения по всему пространству состояний природы, получаемой в виде эквивалентного нечеткого множества с треугольной функцией принадлежности с последующим вычислением отношения координаты центра тяжести этого множества к уровню его размытости. Значение этого отношения характеризует уровень соответствия имеющихся вариантов решений предположению о предпочтительности.
Бесплатно
Система принятия инвестиционных решений для работы на финансовых рынках
Статья научная
Представлена алгоритмическая торговая система, основанная на произвольном количестве экспоненциальных скользящих средних и использующая гибкую систему управления капиталом. Проведено тестирование торговой системы на исторических данных. Результаты проведенного компьютерного моделирования позволяют сделать вывод о возможности использования торговой системы для проведения торговых операций на современных финансовых рынках в автоматическом режиме, то есть без участия человека. Система реализована в виде desktop-приложения на языке Python.
Бесплатно
Системный подход в моделировании эффективности кадрового потенциала сотрудников IT-предприятия
Статья научная
Рассматривается процедура пошаговой формализации программной модели системы учета и прогнозирования эффективности сотрудников IT-предприятия. Предлагается и обосновывается архитектурная модель приложения, определяется модель системы работы с метриками, описывается внедрение необходимых средств анализа (инструментов) в виде сочетания различных алгоритмов машинного обучения, применяющихся в системах с бинарной классификацией, основанной на принятии решений со стороны оператора - объекта анализа. Сегодня существует необходимость в разработке единой модели планирования, которая будет определять направление развития и техническое регулирование бизнес-систем с учетом региональных особенностей и современных кибернетических инструментов продвижения бизнес-идей в корпоративном сегменте рынка с позиций социального взаимодействия и личностных компонентов. Рассматривается вопрос контроля социального взаимодействия: предлагается реляционная модель из теории игр, основанная на конкретном шаблоне модели данных. Сделано обобщение в виде выделения категориального аппарата метрик, прямо или косвенно влияющих на процедуру оценки эффективности работы, время простоя или некорректного использования рабочего устройства (компьютера). Приводится экономический эффект от внедрения данного подхода в системы контроля за сотрудниками.
Бесплатно
Статья научная
Описывается концепция эффективной зарядки ионистора, выступающего в качестве аккумулирующего устройства узла беспроводной сенсорной сети, от источника альтернативной электроэнергии (солнечной панели).
Бесплатно
Статья научная
Основным регулятором биологической активности мелководного водоема является кислород, существенно влияющий на структурно-видовую организацию развития различных биологических сообществ под воздействием биотических и абиотических факторов и климатических изменений. Низкое и критически низкое содержание растворенного в воде кислорода способствует угнетению видового разнообразия гидробионтов, возникновению заморных зон, явлений аноксии и гипоксии, вызывающих эвтрофикацию водоема, нарушающих экологическое равновесие водной среды и способствующих ее подавлению. В этой связи создание современного программно-алгоритмического инструментария для прогнозирования динамики гидрохимических процессов сегодня является актуальным. Работа посвящена созданию программных средств прогнозного моделирования биогеохимических процессов в мелководном водоеме, базирующихся на усовершенствованных математических гидробиологических моделях мелководного водоема и эффективных численных методах, их реализующих. Отличительной особенностью моделирования гидрохимических процессов является использование разработанных разностных схем повышенного порядка точности ввиду их эффективности при численной реализации данного класса задач водной экологии с учетом пространственно неоднородной структуры вычислительной области и трудоемкости вычислений, позволяющих значительно сократить погрешность вычислений. Учет ряда биотических и абиотических факторов в разработанных моделях, выявление особенностей круговорота веществ, включая насыщение кислородом, уровень углекислого газа, использование эффективных численных методов и средств их программной реализации на высокопроизводительных вычислительных комплексах -всё это позволяет выполнять точную оценку и анализ и оперативно прогнозировать экологическую обстановку мелководных экосистем при климатических и индустриальных вызовах, особенно в условиях чрезвычайных ситуаций.
Бесплатно
Статья научная
Предложены асимптотические разложения функций параболического цилиндра, интегральные представления которых содержат большой параметр как в экспоненциальном ядре, так и в предэкспоненциальном множителе интегранты. Рассмотрены области значений аргументов, при которых возникают различные особенности, прямым следствием которых является тип асимптотических разложений.
Бесплатно
Способ восстановления поля ветра по данным измерений доплеровского метеорологического радиолокатора
Статья научная
Предложен новый способ восстановления поля ветра, позволяющий оценивать его характеристики по результатам измерений, полученным с помощью доплеровского метеорологического локатора.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе приведен сравнительный анализ двух основных методов решения задачи удара твердого тела о деформируемую преграду. Показаны и обсуждены достоинства и ограничения каждого из методов применительно к специфике постановки конкретных задач подобного типа. Продемонстрирована возможность комбинированного использования обсуждаемых методов при решении статических и динамических задач.
Бесплатно
Сравнительный анализ методов нормализации контраста изображений
Статья научная
В статье рассмотрены методы глобальной нормализации контраста, включая алгоритм, основанный на накопительной функции распределения (CDF), и линейный алгоритм. Выполнен сравнительный анализ результатов применения указанных методов. В результате работы алгоритмов получены изображения с нормализованным уровнем контраста. Для оценки степени нормализации использовалась формула среднего квадратического отклонения, метод энтропийного контраста и показатель контраста по диапазону. Также выявлены ограничения каждого метода и предложены рекомендации по их использованию в различных условиях.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье предложен вариант выбора значений двух параметров контура стабилизации автопилота i1, i2 для некоторых фиксированных условий боевого применения ПКР в целях улучшения стабилизации полета. Представлена модель контура стабилизации угла тангажа исследуемой ракеты. Осуществлен расчет ее аэродинамических характеристик. На основе методов оптимизации функции нескольких переменных с помощью блока библиотеки Simulink Signal Constraint произведены подбор и оптимизация коэффициентов автопилота ракеты. Использование рассчитанных коэффициентов автопилота позволит получить переходный процесс по углу тангажа с улучшенными параметрами стабилизации полета ракеты.
Бесплатно
Статистический анализ туристического потока по территории Российской Федерации
Статья научная
В связи с прошедшей пандемией и введенными против России санкциями для выявления основных тенденций развития туриндустрии требуется разработка математической модели внутреннего туризма с помощью доказательных методов. К их числу относится статистический анализ, используемый в российской и зарубежной литературе для оценки проблем индустрии туризма. Особенность представленной работы заключается в том, что статистический анализ туристического потока проведен по направлению «Камчатка», тем самым заполняется пробел в статистических исследованиях тенденций развития туризма в этом регионе. Целью данного исследования является применение существующих математических инструментов и выделение минимального набора показателей, вносящих основной вклад в изменение внутреннего туристического потока за достаточно продолжительный период времени - 2008-2023 годы. В качестве определяющих параметров рассмотрены: численность населения, среднедушевой доход, средняя цена одного путешествия по территории России, средняя цена одного зарубежного путешествия, внутренний туристический поток за предыдущий период. На основании результатов вычислений и обзора научных публикаций показано, что методы статистического анализа позволяют выделить набор характерных параметров и построить прогноз числа путешествующих через турфирмы россиян на ближайшие годы. Применяемые в исследовании методы могут быть использованы для анализа других показателей туристической отрасли России: безопасности, доступности, транспортных возможностей. Представленная работа лежит в русле приоритетных направлений развития отечественного туристического бизнеса, связанных с внедрением современных цифровых технологий.
Бесплатно
Статья научная
Данная статья посвящена проблеме повышения эксплуатационных характеристик вычислительной техники во время проектирования основных элементов на базе мемристоров. Анализируется режим большого сигнала при расчете по постоянному току (статический режим) для электрического много полюсника с мемрезистивными ветвями в конечных приращениях. Расчет проводится для определения параметров рабочей точки нелинейных электронных приборов, а также статических соответствующих электронных устройств. При расчете составляются интервальные системы нелинейных алгебраических уравнений, для решения которых применяется метод Ньютона. В результате проведенного исследования подтверждается применимость выбранного подхода к анализу наноэлектронных схем как элементов памяти, так и архитектуры информационно-измерительных систем в целом.
Бесплатно
Структурно-функциональная модель имитации компьютерных атак на автоматизированные системы
Статья научная
На основе методологии системного подхода и функционального моделирования IDEF0 представлена структурно-функциональная модель имитации компьютерных атак на автоматизированную систему, позволяющая обеспечивать возможность выбора наиболее рациональной структуры системы обнаружения, предупреждения и ликвидации их последствий, а также достичь необходимого уровня достоверности имитации. Описаны структура и процесс функционирования подсистемы имитации компьютерных атак, основу которого составляет формализованное представление множества уязвимостей автоматизированной системы в виде упорядоченных наборов тегов (идентификаторов), используемых для задания процедур формирования и конфигурирования набора эксплойтов, применяемых в имитации атак на автоматизированную систему. Делается вывод, что разработанная модель позволяет повысить оперативность процесса тестирования реальных автоматизированных систем путем имитации атак с помощью автоматизации процедур формирования и конфигурирования набора эксплойтов, обеспечить необходимый уровень достоверности процесса имитации атак за счет воспроизводства их различных типов, создавать рациональные системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак на автоматизированные системы за счет расширения области синтеза структурно-функциональной модели и ее формализованного описания нужного уровня детализации.
Бесплатно
Статья научная
Анализируются технологии подводной электромеханики, позволяющие увеличить надежность и эффективность электродвигателей осушительных станций, препятствующих затоплению объектов. В основу исследования положено изучение тепловых явлений, так как изоляция обмоток электрических машин чувствительна к температурам и является наиболее уязвимым элементом. Показано, что основным условием эффективного исследования температурных режимов и предупреждения последствий перегрева электрической изоляции двигателей в различных условиях эксплуатации является применение системного подхода при представлении сложных организационно-технических систем в виде взаимосвязанных функциональных подсистем, объединяющих в своем составе математическое описание различных физических явлений и процессов. На основе методологии системного подхода и функционального моделирования разработана структурно-функциональная модель имитации работающего под водой асинхронного электрического привода. Она позволяет обеспечивать возможность выбора наиболее рациональных температурных режимов работы, осуществлять предупреждение перегрева и сохранение ресурса электрической изоляции двигателей, работающих в воздушной подушке. Описаны структура и процесс функционирования модели электрического привода и тепловой модели асинхронного двигателя. Их основу составляют подсистемы моделей нагрузки непосредственно электрического двигателя, энергетических показателей, электротепловой модели, системы вентиляции и охлаждения, ресурса электрической изоляции. Разработанная модель позволяет определять температуру и прогнозировать достаточный ресурс системы изоляции с учетом характера нагрузки, параметров регулирования, способов охлаждения и глубины погружения. Результаты моделирования дают возможность принимать правильные управленческие решения, связанные с режимами эксплуатации электрических машин, работающих под водой в динамической воздушной подушке.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается возможность синтеза адаптивной структуры автономной системы наземной навигации (АСНН) специального транспортного средства (СТС). Предложен вариант повышения точности определения текущих навигационных параметров за счет адаптивного управления аппаратным обеспечением наземных транспортных средств.
Бесплатно
Статья научная
Разработан алгоритм расчета моментов инерции системы «манипуляционный космический аппарат -солнцезащитный экран», зависящих от времени и углового положения манипуляционного космического аппарата относительно подвижной орбитальной системы координат. Представлены результаты моделирования процесса терминального управления ориентацией манипуляционного космического аппарата с учетом изменения компонентов его тензора инерции. Проведены исследования влияния изменения моментов инерции такого аппарата на точность его пространственной ориентации. Программа управления ориентацией манипуляционного космического аппарата в режиме программного поворота рассчитана с помощью модифицированного метода приближенного корректирующего оператора для постоянных управляющих моментов двигателей ориентации.
Бесплатно
Тестирование спектра Учайкина - Золотарева по данным для межзвездной среды
Статья научная
Спектры мощности являются ключевым инструментом в современных исследованиях межзвездной среды. Наряду с магнитогидродинамическими моделями турбулентности, их исследования помогают изучать физические процессы, происходящие в этой среде. Аппроксимация спектров мощности позволяет лучше понять передачу энергии на различных уровнях, что важно для изучения процессов формирования звезд и магнитных полей в межзвездной среде. В статье приведено сравнение различных аппроксимаций спектров мощности, включая классический спектр Колмогорова, и развившиеся на его основе спектры Кармана, логнормальный спектр, а также спектр Учайкина - Золотарева.
Бесплатно
Удвоитель сверхвысокой частоты на квадратурных мостах и балансных преобразователях
Статья научная
Рассматривается математическая модель удвоителя сверхвысокой частоты на основе нелинейных параметров рассеяния в режиме большого сигнала, построенного на квадратурных мостах, балансных преобразователях и синфазных сумматорах мощности. Приводятся выражения для входного и выходного коэффициентов отражения, амплитуды паразитных гармоник и основного сигнала. Анализируется влияние фазовой и амплитудной неидентичности квадратурных мостов, балансных преобразователей и активных элементов на коэффициент отражения, мощность паразитных гармоник и основного сигнала.
Бесплатно
Ускоряющиеся стоячие электромагнитные волны в резонаторах двигателей EmDrive
Статья научная
Рассмотрены ускоряющиеся стоячие электромагнитные волны, представляющие собой суперпозицию движущихся навстречу друг другу ускоряющихся и замедляющихся волн одной частоты. Приведены примеры ускоряющихся стоячих электромагнитных волн, показано, что они идеально объясняют появление силы тяги в двигателях EmDrive. Рассмотрено создание силы тяги ускоряющейся стоячей волной в резонаторе с дисперсией. Исправлена ошибка в вычислениях силы тяги двигателя EmDrive, допущенная в одной из предыдущих работ. Показаны сходство и различия двигателя EmDrive и реактивного двигателя.
Бесплатно
