Выпуск №3(31) / 2023

Полный текст журнала вы можете скачать по ссылке

Вернуться назад

Статьи в выпуске

1. Методологические аспекты выявления ошибок в процессах управления инженерными сетями (с. 5-14)
Калянов Георгий Николаевич, Лукинова Ольга Васильевна, Институт проблем управления им. Трапезникова РАН
Аннотация

В работе предложен подход к управлению функционированием инженерной сети на основеинтеграции структурных моделей управляющих процессов ресурсно-снабжающей организации и графовой модели самой сети. Особенность подхода заключается в том, что оценивается ущерб при авариях инженерных сетей, возникающий при ошибках в управляющих процессах ресурсно-снабжающей организации. Решается задача поиска ошибок в процессах, причем как статических, возникающих при проектировании процессов, так и в режиме их функционирования, т.е. динамических.

Ключевые слова: инженерная сеть, ресурсо-снабжающая организация, смешанный граф, ошибка в потоках данных, тестирование, статический анализ, динамический анализ
2. Применение методов случайного поиска и методов машинного обучения к задаче оптимизации в многомерном пространстве (с. 15-26)
Хашпер Белла Леонидовна, Кантор Ольга Геннадиевна, Уфимский государственный нефтяной технический университет
Аннотация

В работе предложен алгоритм решения задачи условной оптимизации в многомерном пространстве с применением методов случайного поиска и методов машинного обучения. Алгоритм апробирован для задачи количественного анализа многокомпонентных смесей на основе данных ультрафиолетовой (УФ) спектрометрии. Методом случайного поиска в комбинации с методами машинного обучения получена информация, способствующая планированию физико-химических экспериментов, направленных на решение задачи параметрической идентификации системы уравнений Фирордта.

Ключевые слова: многомерная оптимизация, метод случайного поиска, статистические методы, методы машинного обучения, задача классификации, задача регрессии, дерево решений, метод Trust-region, число обусловленности
3. Методика определения параметров выбора приоритетов при организации первичной медицинской помощи в сельской местности (с. 27-40)
Ерженин Роман Валерьевич, Хребтова Таисия Петровна, Иркутский государственный университет, Иркутский национальный исследовательский технический университет
Аннотация

В статье рассматривается актуальная проблема приоритетного выбора сельских населенных пунктов, где необходимо улучшить условия оказания медицинской помощи. Для концептуального понимания проблемы выбора оптимального решения сформирован краткий тезаурус и разработана онтология предметной области. В качестве основного алгоритма выбора предлагается использовать алгоритм решения многокритериальной задачи на основе теории антагонистических игр, с учетом неполной информации о предпочтениях лица, принимающего решения. Авторами статьи предложена многопараметрическая модель принятия решений, включающая три основные группы критериев: доступность медпомощи, параметры здания и параметры медперсонала. Для подготовки данных с параметрами населенных пунктов используются методы кластеризации ближайшего соседа и центроидного отношения. Результатами обработки матрицы данных Оёкского куста Иркутской области стали табличные данные и графическое отображение кластеров и их центров на оси географических координат. Модифицированный алгоритм обработки двух матриц позволил рассчитать оптимальные расстояния внутри кластеров. Решение задачи многокритериального выбора на примере одного куста субъекта РФ по выбранным предпочтениям лица, принимающего решения, позволило обоснованно сформировать аргументы для принятия решения. Разработанные модель данных и алгоритмы определения параметров выбора могут использоваться в качестве основы для формирования технического задания для разработки полнофункциональной эксперто-ориентированной системы, способной поднять качество принятия решений на более высокий уровень.

Ключевые слова: фап; лпр; принятия решений; многокритериальный выбор; кластерный анализ; здравоохранение; эксперто-ориентированная система
4. Визуализация и анализ данных метеорологического температурного профилемера (с. 41-49)
Малимонов Максим Игоревич, Якубайлик Олег Эдуардович, Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр СО РАН», Институт вычислительного моделирования СО РАН
Аннотация

В статье рассматривается программная структура веб-приложения для отображения данных температурного профилемера. Описаны модули для формирования и получения данных, которые используются для построения графических материалов и проиллюстрированы примеры построенных графиков. Также рассмотрены инструменты и библиотеки, которые были использованы для создания данного веб-приложения.

Ключевые слова: визуализация данных, фреймворк, температурный профилемер, JavaScript, vue
5. Тезаурус по информационным технологиям в электронной библиотеке ФИЦ ИВТ (с. 50-59)
Барахнин Владимир Борисович, Федотова Ольга Анатольевна, Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий
Аннотация

Статья посвящена описанию тезауруса по информационным технологиям, разработанному в рамках целевой программы развития информационных ресурсов Отделения «Электронная библиотека Сибирского отделения РАН». Тезаурус активно используется в учебном процессе студентов НГУ, а также для автоматической связи документов в электронной библиотеке, созданной и эксплуатируемой в Федеральном исследовательском центре информационных и вычислительных технологий (ФИЦ ИВТ). Для реализации тезауруса была выбрана схема данных Zthes, главное преимущество которой состоит в ее соответствии модели сетевого протокола Z39.50, что позволяет не только работать с собственным локальным тезаурусом, но и подключать при необходимости тезаурусы, расположенные в сети. В схему данных Zthes разработчиками были добавлены новые элементы. В настоящий момент тезаурус реализован на трех языках (русском, казахском и английском) и содержит свыше 20 000 терминов.

Ключевые слова: информационная система, электронная библиотека, словарь-справочник, классификация, информационно-поисковый тезаурус, Z39.50, схема данных, Zthes, метаданные
6. Индикативный метод оценки энергетической безопасности регионов Республики Беларусь (с. 60-73)
Панасюк Василий Васильевич, Академия управления при Президенте Республики Беларусь
Аннотация

В статье рассмотрено применение индикативного метода оценки энергетической безопасности регионов Республики Беларусь, выполняется расчет интегрального показателя энергетической безопасности регионов с использованием индикативного подхода.

Ключевые слова: методика, энергетическая безопасность, регион, оценка, интегральный показатель, индикатор
7. Моделирование автономной микросети (с. 74-85)
Еделев Алексей Владимирович, Карамов Дмитрий Николаевич, Башарина Ольга Юрьевна, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, Иркутский национальный исследовательский технический университет, Институт динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН, Уральский государственный экономический университет
Аннотация

Данная работа является первой из серии статьей, посвященных применению разработанной технологии цифрового двойника сложной технической системы для исследования ее свойств. Одним из таких свойств является живучесть, под которой понимается свойство системы адаптироваться к крупным возмущениям и восстанавливать свое исходное состояние после их воздействия. В качестве сложных технических систем в статье рассматриваются автономные микросети. Исследование живучести этих энергетических комплексов локального уровня обычно строится на многовариантных вычислительных экспериментах, однако при существовании обратной связи цифрового двойника с микросетью или испытательным стендом можно также использовать натурные опыты. Ключевым компонентом цифрового двойника микросети должен быть комплекс разнообразных моделей, с высокой точностью описывающих все аспекты поведения этого энергетического комплекса. В данной статье описывается оптимизационная модель микросети на основе концепции энергетического хаба. Энергетический хаб концентрирует производственные мощности по генерации, преобразованию и аккумулированию энергоресурсов, которые соединяются между собой и с потребителями с помощью сетей транспорта энергоресурсов. В статье представлена программная реализация оптимизационной модели микросети на основе концепции энергетического хаба. В заключении производится сравнение с принципиально близкой двухуровневой моделью энергетического комплекса города. Моделирование микросети на основе концепции энергетического хаба обеспечивает более высокую вычислительную эффективность. С другой стороны, модель энергетического комплекса города более точно, чем представленная в данной статье модель микросети, отражает физические особенности некоторых процессов, например транспорта тепла и электроэнергии.

Ключевые слова: цифровой двойник, испытательный стенд, микросеть, живучесть, математическая модель, энергетический хаб
8. Анализ эффективности применения нелинейных моделей тепловых электростанций при исследовании надежности энергоснабжения потребителей (с. 86-93)
Пискунова Виктория Михайловна, Крупенёв Дмитрий Сергеевич, Иркутский национальный исследовательский технический университет, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Аннотация

В данной работе представлен сравнительный анализ эффективности использования линейной и нелинейной моделей ТЭС при исследовании надежности энергоснабжения территории. В моделях представлены различные типы генерирующего оборудования, описанные в виде аналитических зависимостей, полученных путем аппроксимации графиков и диаграмм типовых характеристик и руководящих документов. Это позволяет учитывать изменение расхода топлива в зависимости от производимого объема тепла и электроэнергии. Результаты вычислительного эксперимента показали, что применение нелинейных моделей позволяет более точно оценить уровень надежность энергоснабжения, что может быть полезно при планировании и проектировании энергетических систем.

Ключевые слова: топливно-энергетический комплекс, теплоэлектростанция, моделирование, расходные характеристики, надёжность, энергетическая безопасность
9. Математическая модель балочного конечного элемента Тимошенко (с. 94-102)
Дудаев Михаил Алексеевич, Иркутский государственный университет путей сообщения
Аннотация

В статье рассмотрен вывод основных физико-математических зависимостей метода конечных элементов для балочного конечного элемента Тимошенко, работающего в условиях поперечного изгиба при статическом и динамическом нагружении и позволяющего более точно аппроксимировать поле перемещений по сравнению с классической теорией изгиба. Показано, что в этом случае податливость конечного элемента складывается из двух составляющих: «изгибной», вызванной действием изгибающего момента и «сдвиговой», вызванной действием поперечной силы, а угол поворота поперечного сечения отличается от угла наклона касательной к упругой оси изогнутой балки; при этом податливость сдвига существенно проявляется в коротких балках, длина которых соизмерима с высотой поперечного сечения. Математическая модель построена на основе вариационно-энергетического принципа теории упругости и метода конечных элементов. Для указанного типа конечного элемента получены полиномиальные функции формы, служащие для аппроксимации поля перемещений, с применением дифференциальных зависимостей, известных из курсов сопротивления материалов и теории упругости. Получены матрица градиентов функций форм, позволяющая определить вектор деформаций по известным значениям поля узловых перемещений, и матрица жесткости, имеющая ключевое значение в решении разрешающей системы линейных алгебраических уравнений метода конечных элементов, выражение вектора напряжений и внутренних силовых факторов при поперечном изгибе, позволяющее определить их на основании узловых перемещений. Для полученной модели конечного элемента проведен анализ точности численного решения метода конечных элементов по отношению к аналитическому и представлено расхождение результатов расчета при использовании модели чистого изгиба балки и модели Тимошенко.

Ключевые слова: конечный элемент, метод конечных элементов, балка Тимошенко, поперечный изгиб, сдвиг, функции формы, матрица градиентов, матрица жесткости
10. Применение принципов инвариантности для моделирования биоинженерных объектов управления (с. 103-116)
Колесникова Светлана Ивановна, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Аннотация

Представлены результаты применения условий инвариантности как базового принципа синергетической теории управления к стохастическим объектам биоинженерной направленности: иммунологии, системы биологической очистки и простейшей модели экосистемы. Показано на трех нелинейных объектах управления, что предположения управляемости объекта в пространстве состояний и аналитического описания целевого инварианта системы являются достаточными условиями существования стохастического регулятора, минимизирующего дисперсию выходной макропеременной при выводе случайного объекта управления в целевое множество состояний.

Ключевые слова: стохастический объект иммунологии, система биологической очистки, экосистема, нелинейное управление биоинженерным объектом, инвариант системы, управление в пространстве состояний динамической системы
11. Моделирование системы управления электроприводом шагающего экскаватора (с. 117-123)
Дунаев Михаил Павлович, Довудов Сарфароз Умедович, Иркутский национальный исследовательский технический университет
Аннотация

В статье представлена функциональная схема системы управления электроприводом шагающего экскаватора. Разработаны структурно-параметрические модели электроприводов постоянного тока экскаватора с системой импульсно-фазового управления и системой частотно-импульсного управления. Проведено моделирование электроприводов постоянного тока экскаватора с системой импульсно-фазового управления и системой частотно-импульсного управления в среде Matlab/Simulink. Приведено сравнение результатов моделирования систем управления.

Ключевые слова: система управления, электропривод, моделирование
12. О трех моделях линейного программирования применительно к производству аграрной продукции (с. 124-135)
Иваньо Ярослав Михайлович, Ковадло Илья Андреевич, Федурина Нина Ивановна, Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского
Аннотация

В статье рассматриваются три модели линейного программирования для оптимизации производства аграрной продукции в условиях неоднородности земель. Первая модель описывает сочетание отраслей растениеводства и животноводства. Вторая модель параметрического программирования позволяет планировать производство аграрной продукции на определенную перспективу. Третья модель характеризует ситуацию оптимизации получения аграрной продукции в условиях рисков. Приведены примеры реализации разработанных моделей.

Ключевые слова: моделирование производства, аграрная продукция, математическое моделирование, математическое моделирование
13. Программное обеспечение для оценивания модульных линейных регрессий (с. 136-146)
Базилевский Михаил Павлович, Иркутский государственный университет путей сообщения
Аннотация

Ранее были предложены модели модульной линейной регрессии, содержащие в качестве регрессоров модули отклонений значений объясняющих переменных от неизвестных коэффициентов. Известен алгоритм их точного оценивания с помощью метода наименьших модулей и алгоритм приближенного оценивания с помощью метода наименьших квадратов. Программных продуктов, реализующих эти алгоритмы, до сегодняшнего дня разработано не было. Данная статья посвящена описанию разработанного программного комплекса оценивания модульных линейных регрессий (ПК МОДУЛИР-1). В нём при оценивании модульной линейной регрессии с помощью метода наименьших модулей по заданным настройкам автоматически формируется задача частично-булевого линейного программирования для пакета LPSolve. В случае приближенного оценивания с помощью метода наименьших квадратов осуществляется полный перебор всех возможных вариантов моделей и выбирается лучшая по величине коэффициента детерминации модульная регрессия со всеми значимыми по t- критерию Стьюдента коэффициентами. С помощью ПК МОДУЛИР-1 решена задача моделирования грузооборота железнодорожного транспорта Забайкальского края. Коэффициент детерминации построенной с помощью метода наименьших квадратов модульной регрессии с пятью объясняющими переменными составил 0,94, что примерно в 4 раза выше, чем у традиционной линейной регрессии. При этом все коэффициенты модульной регрессии оказались значимы по t-критерию Стьюдента. Показано, как можно интерпретировать построенную модульную регрессию.

Ключевые слова: модульные регрессии, программное обеспечение, метод наименьших квадратов, метод наименьших модулей, коэффициент детерминации, t-критерий Стьюдента, грузооборот
14. Экспериментально-теоретический подход к оценке параметров макрокинетики гидратации цементных систем (с. 147-155)
Когай Алина Дмитриевна, Дмитриева Мария Александровна, Балтийский федеральный университет им. И. Канта
Аннотация

В работе обсуждается предложенный экспериментально-теоретический подход к оценке параметров макрокинетики гидратации многокомпонентных бетонов с частичным замещением цемента микрокремнеземом и цеолитом. Параметры энергии активации необходимы для анализа реакционной способности используемых компонентов и моделирования процесса набора ранней прочности бетона с позиций модели связанных физико-химических процессов в реагирующих средах. Для определения макрокинетических параметров гидратации используется метод изотермической калориметрии. Результаты расчетов показали эффективность данного подхода для получения информации об активности исследуемых комплексных вяжущих.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, гидратация цемента, мелкозернистый бетон, добавки, макрокинетика, энергия активации
15. Алгоритм предобработки музыкального ряда для его продолжения на основе аппарата анализа нестационарных временных рядов (с. 156-166)
Фомин Дмитрий Андреевич, Колесникова Светлана Ивановна, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Аннотация

Представлен подход к предобработке музыкального ряда, реализующий его алгоритм и результаты применения к задаче продления музыкальной композиции, интерпретированной как нестационарный временной ряд, к которому применен метод модовой декомпозиции с последующей оригинальной обработкой функций внутренних мод для построения правила прогноза.

Ключевые слова: временной ряд, музыкальная композиция, генерация продолжения композиции, алгоритм модовой декомпозиции, горизонт прогноза

Вернуться назад