№ 109 (2024)
Системный анализ
Обобщенная множественная структура информированности
Аннотация
Предложена новая модель описания информированности агентов, обобщающая известные модели рефлексии в следующем смысле: предлагаемая модель обобщенных множественных структур информированности (ОМСИ) допускает различное количество участников в представлениях агентов о ситуации С помощью ОМСИ как обобщения множественных структур информированности (обобщающих в свою очередь точечные структуры информированности) можно описывать ситуации, когда агенты не знают точного состояния системы и вынуждены принимать решения в условиях неопределенности. Такого рода структуры используются для построения информационного управления и могут быть использованы для управления динамикой мнений в социальных сетях и повышения безопасности в транспортных системах даже в тех случаях, когда агентам неизвестно общее количество агентов в системе, что очень распространено в реальной жизни, но редко учитывается в теории игр и эпистемической логике. В статье дано формальное описание вероятностной и интервальной ОМСИ, рассмотрены случаи их трансформации в результате наблюдения выбора действий агентами и в результате получения ими сообщения.Предложены формальные определения информационного равновесия для обоих типов ОМСИ, причем информационное равновесие для вероятностной ОМСИ сфомулированно таким образом, что позволяет находить равновесия Байеса – Нэша.
Управление большими системами. 2024;(109):6-20
6-20
21-40
Анализ и синтез систем управления
Функционально-адаптивная система автоматического управления мультисредным объектом
Аннотация
Представлены результаты исследования возможности использования цифровой функционально-адаптивной системы автоматического управления с эталонной моделью, синтезированной по методу покомпонентного формирования управления, для канала тангажа беспилотного аппарата, предполагающего движение в двух различных средах (вода и воздух). Динамические параметры объекта управления могут изменяться в широком диапазоне значений. Представлены результаты моделирования работы функционально-адаптивной системы автоматического управления при борьбе с влиянием внешних воздействий, таких как порыв штормового ветра, при различных управляющих воздействиях, работы цифровой функционально-адаптивной системы в сравнении с аналоговой, а также работы системы при движении объекта по заданной траектории. Ключевой особенностью применения функционально-адаптивной системы автоматического управления является ее способность адаптироваться к новым условиям без необходимости изменения настроек системы. Принцип работы контура адаптации основан на вычислении управляющего воздействия из рассогласования между сигналами, снимаемыми с датчиков и сигналами эталонной модели. Интеграция функционально-адаптивной системы автоматического управления с эталонной моделью системы позволит сократить затраты на модернизацию и внедрение новых систем управления, а также повысит точность и эффективность работы системы в целом.
Управление большими системами. 2024;(109):41-66
41-66
Информационные технологии в управлении
Машинный мониторинг текстовых чатов и предсказание аномалий
Аннотация
Целью работы является разработка нового метода предсказания аномалий в текстовых чатах, не использующего корпусы текстов. Поставленные задачи: краткое представление статистического описания повторяемости аномалий, развитого в прошлых работах авторов, введение метода парных (обобщенных) N-грамм на коллекциях «существительное – глагол», синтез указанных методов в новый метод предсказания аномалий в системах обмена короткими сообщениями, тестирование метода. Предложен новый метод предсказания аномалий в потоке текстовых сообщений, не использующий корпус текстов для обучения, и, кроме того, допускающий онлайн-обучение. Материалом для работы были чаты, группы и каналы в Telegram, на которые подписан один из авторов работы, с большим объемом текстового материала. Метод использует статистическое распределение повторения аномалий, а также метод тематического моделирования на основе статистики пар «существительное – глагол». Оба метода предложены ранее в работах авторов. Проведенный эксперимент показал соответствие результатов, предсказанных с помощью предлагаемого метода, фактически зарегистрированным аномалиям. Применение предложенного метода может быть полезно в исследованиях и анализе появления аномалий в сложных социальных системах, взаимодействие в которых отражается в коммуникациях через социальные сети и мессенджеры. Подобного рода задачи являются актуальными как для государственных структур, так и для бизнеса, и могут позволить сгладить острые социальные и производственные проблемы. Особенно полезен предложенный метод для журналистов – он позволяет определить время наиболее вероятного появления значимых социальных явлений.
Управление большими системами. 2024;(109):67-88
67-88
Сетевые модели в управлении
Исследование зависимостей и распределений в случайных сетях для смешанных моделей эволюции и при удалении узлов
Аннотация
Изучается эволюция случайной сети моделями предпочтительного (preferential attachment), кластерного (clustering attachment) и смешанного присоединений для формирования связей вновь присоединенных узлов с существующими узлами. Рассматриваются стратегии удаления узла на каждом шаге эволюции сети: 1) без удаления узлов и связей; 2) удаление наименее влиятельного узла среди наиболее "старых", где в качестве меры влиятельности узла используется его пейджранг; 3) удаление узла с вероятностью, обратно пропорциональной числу его связей. Для этих стратегий удаления моделированием сравниваются зависимости двух характеристик случайных сетей: числа связей узлов и числа их треугольников (т.е. троек связанных узлов, в которые узел вовлечен) и поведение кластерных коэффициентов узлов. Оценивается тяжесть хвоста распределения для числа связей и треугольников. Смешанное кластерно-предпочтительное присоединение предлагается впервые.
Управление большими системами. 2024;(109):89-121
89-121
Управление в социально-экономических системах
Управление процентными ставками в розничном банке
Аннотация
Исследование поведения клиентов розничного банка позволяет получить некоторые закономерности, необходимые для построения модели сбалансированного распределения процентных ставок по пассивным финансовым инструментам. Решение этой задачи позволяет существенно повысить эффективность финансовой организации. В целях изучения поведения розничных клиентов банка и проработки методики построения модели сбалансированного распределения были исследованы два типа финансовых инструментов: текущие счета, срочные депозиты. Основным результатом настоящей работы является установление оптимального соотношения процентных ставок по остаткам на расчётных счетах при заданных процентных ставках по депозитам и при условии сформированных ожиданий изменения будущих рыночных процентных ставок. Вследствие чего банки получают удобный, универсальный, простой в~интерпретации подход для выработки оптимальной стратегии по управлению финансовыми инструментами. Входными параметрами для принятия управленческих решений при установлении процентных ставок являются поведенческие характеристики клиентов и ожидания руководства банка относительно поведения процентных ставок в будущие периоды. На практике описанный в~статье подход даёт существенную экономию издержек банка, которая может составлять до 10—15 \% от текущей стоимости фондирования.
Управление большими системами. 2024;(109):122-135
122-135
Нечёткая оптимизация системы обеспечения запасными частями производственных подразделений аэропортовой сети хабообразующей авиакомпании
Аннотация
Решена задача оптимального проектирования системы обеспечения аэропортов запасными частями для систем обработки багажа. Рассматривается группа аэропортов, оснащенная багажными системами одного производителя, планирующего снабжать их запасными частями на стадии эксплуатации. Один из аэропортов группы должен выполнять функции пассажирского пересадочного узла (хаба) для хабообразующей авиакомпании, планирующей организацию массовых трансферных перевозок между аэропортами группы. Предлагается создание эшелонированной системы обеспечения запасными частями, предусматривающей наличие складов на уровнях производителя, узлового аэропорта и остальных (периферийных) аэропортов, и использование комбинированной стратегии поставок запасных частей, предполагающей периодические поставки со склада производителя на склады аэропортов, оперативные поставки со склада узлового на склады периферийных аэропортов и, при возникновении дефицита, экстренные поставки на склад узлового аэропорта. Целью является определение объёмов периодических поставок запчастей, оптимальных по критерию минимума затрат на их выпуск, хранение и пополнение запаса. Часть исходных данных принята не полностью определённой, что соответствует этапу проектирования системы, и задается в виде нечётких чисел. Результаты модельных примеров свидетельствуют о правомерности рассмотренной постановки задачи и эффективности предложенной системы обеспечения запчастями.
Управление большими системами. 2024;(109):136-169
136-169
Национальная безопасность: сценарный анализ влияния глобальных процессов внешней среды
Аннотация
Работа посвящена анализу возможностей использования сценарной технологии для решения задач долгосрочного прогнозирования геополитических угроз национальной безопасности России и оценки тяжести последствий реализуемой странами Запада макроэкономической и финансовой политики в отношении нашей страны. Проведено сценарное исследование социальных и экономических проблем, вызванных следованием России основным принципам политики Вашингтонского консенсуса в конце XX – начале XXI веков. Приведены результаты анализа базовых положений Вашингтонского консенсуса, а также сущности и современных разновидностей неолиберальной доктрины в экономике и их негативного влияния на социально-экономическое развитие России. Разработана базовая сценарная модель неолиберальной экономики и ее негативного влияния на обеспечение государственного суверенитета России. В результате модельных исследований сформирован базовый сценарий развития ситуации в российской экономике и социальной сфере при различных управляющих воздействиях и внешних возмущениях. Результаты проведенного анализа показали, что использование разработанной технологии сценарно-прогнозных исследований позволяет проводить комплексный упреждающий анализ носящих долгосрочный характер геостратегических решений США и подчинившихся их интересам союзников, а также на основе разрабатываемых сценариев оценивать серьезность соответствующих угроз национальным интересам Российской Федерации и ее суверенитету.
Управление большими системами. 2024;(109):170-197
170-197
Управление подвижными объектами и навигация
Исследование погрешностей астроинерциальной навигационной системы в задаче определения истинного курса по данным солнечного датчика
Аннотация
Обеспечение безопасности движения подвижного объекта обуславливает необходимость применения высокоточного и надёжного навигационного комплекса. В настоящее время актуален вопрос повышения точности систем курсоуказания навигационных комплексов с длительным временем непрерывной работы, в частности предназначенных для эксплуатации на морских объектах. Широко распространены методы определения курса с использованием инерциальных систем, но, ввиду ограниченности технологических возможностей изготовления их датчиков, обеспечение точности навигационного комплекса в течение длительного времени работы требует периодической коррекции инерциальной системы по данным других приборов. Наиболее высокоточными методами коррекции курса инерциальной системы являются астрономические методы. Для наблюдений небесных светил с различными характеристиками используются соответствующие астрономические датчики. В данной статье проанализированы возможности применения современных солнечных датчиков для коррекции истинного курса, определяемого по данным инерциальных датчиков, в составе астроинерциальной навигационной системы. Рассмотрены теоретические положения, составляющие основу метода определения истинного курса объекта по наблюдению Солнца. Приведены математические модели измерений датчиков и выражения, используемые для вычислений истинного курса объекта. Представлены условия и результаты эксперимента по качественной оценке погрешности определения истинного курса по наблюдению Солнца, проведённого с использованием макета астроинерциальной навигационной системы. Приведено краткое описание технического облика макета астроинерциальной навигационной системы.
Управление большими системами. 2024;(109):198-219
198-219
Определение параметров магнитного поля объекта по результатам дистанционных магнитоградиентных измерений
Аннотация
Рассмотрена проблема определения параметров магнитного поля объекта по результатам дистанционных магнитоградиентных измерений. Поставлена задача определения магнитных параметров объекта на основе описания его влияния на измерительную систему как вектора магнитного диполя. Ключевой особенностью предложенного подхода является использование разностей разнесенных датчиков непосредственно, а не в виде оценки соответствующих пространственных производных. Решена задача определения магнитных параметров объекта при использовании тензорного измерителя, построенного на разностях компонент поля, и векторного, построенного на разностях модулей поля. Предложенные алгоритмы внедрены в программное обеспечение компьютерного имитационного макета, позволяющего моделировать процесс определения магнитных параметров объекта с использованием стационарных и мобильных магнитоградиентных измерительных систем, построенных с использованием скалярных и векторных магниточувствительных датчиков различных типов, а также различных конструкций градиентной установки.
Управление большими системами. 2024;(109):220-242
220-242
Чувствительность метода цифровой обработки первичных сигналов лазерного гироскопа к возмущениям входной информации
Аннотация
Сформирована математическая модель для первичных сигналов лазерного гироскопа, которая учитывает связь встречных оптических волн, механическое вращение корпуса лазерного гироскопа и аддитивный шум. Исследована чувствительность к возмущениям входной информации метода вычисления мгновенной фазы Саньяка с компенсацией динамического захвата на базе лазерного гироскопа с гармонической частотной подставкой без ошумления. Для анализа корректности работы метода вычисления мгновенной фазы Саньяка с компенсацией динамического захвата полученные результаты сравниваются с угловой скоростью, найденной в результате аналитического решения дифференциального уравнения лазерного гироскопа с нулевой зоной захвата. Зафиксированы фазовые ошибки между исследуемым и эталонным сигналами угловой скорости вращения лазерного гироскопа. Определено влияние квазибелого шума, изменения значений амплитуд первичных сигналов и сдвига фаз между квадратурными сигналами и сигналом переменной составляющей суммы мощностных сигналов на зарегистрированные отсчеты угловой скорости вращения корпуса лазерного гироскопа.
Управление большими системами. 2024;(109):243-267
243-267
Технические и программные средства управления
Программно-аппаратный комплекс распределенного планировщика ресурсов инфокоммуникационной системы облачного центра обработки данных
Аннотация
В связи с возрастающим спросом на облачные сервисы разработка новых эффективных методов и алгоритмов планирования ресурсов облачных центров обработки данных является актуальной задачей, о чем свидетельствует непрекращающийся поток работ, посвященных данной теме. Критерии лучшего распределения ресурсов могу быть различными, такие как энергоэффективность, выполнение соглашений об уровне сервиса, надёжность и другие. На основе проанализированных работ были выбраны и разработаны модели, методы и алгоритмы распределения ресурсов, комплекс которых положен в основу предложенной в данной статье архитектуры распределенного планировщика ресурсов инфокоммуникационной системы облачного ЦОД на основе многокритериальной оптимизации ее характеристик и особенностей живой миграции виртуальных машин. Эффективность использованных моделей и методов подтверждена имитационным моделированием. Показано, что предложенный комплекс моделей и методов распределенного планировщика ресурсов позволяет сократить энергопотребление при выполнении показателей качества обслуживания.
Управление большими системами. 2024;(109):268-292
268-292
Надежность и диагностика средств и систем управления
Исследование функционирования кольцевого лазерного гироскопа при вибрационных воздействиях
Аннотация
Выполнен теоретический анализ и экспериментальное исследование функционирования кольцевого лазерного гироскопа при вибрационных воздействиях. Целью исследования является улучшение технико-экономических и эксплуатационных характеристик, заключающихся в снижении чувствительности кольцевого лазерного гироскопа на виброподвесе к внешним механическим воздействиям. Выполнен обзор ключевых характеристик и конструктивно-технологических решений построения наиболее распространённых в России и за рубежом моделей кольцевых лазерных гироскопов и инерциальных навигационных систем на их основе. Проведены динамические расчёты конструкции прибора. Используя методы конечно-элементного анализа, исследовано функционирование механической системы кольцевого лазерного гироскопа при вибрационных воздействиях. Экспериментально исследовано влияние внешнего вибрационного воздействия на выходной сигнал кольцевого лазерного гироскопа на виброподвесе. Показано, что ошибки измерения угловой скорости возникают в области частот собственных резонансов конструкции. Получено согласование результатов расчёта собственных резонансных частот кольцевого лазерного гироскопа на виброподвесе с экспериментальными данными. Сформулированы требования, позволяющие повысить виброустойчивость конструкции. Данное исследование позволит разработать методику проектирования конструкции и систем жизнеобеспечения кольцевого лазерного гироскопа на виброподвесе на основе исследования ошибок, возникающих при внешних механических воздействиях.
Управление большими системами. 2024;(109):293-309
293-309