Методы аппроксимации двумерных множеств конечными множествами и их приложение к некоторым геометрическим задачам оптимизации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследуется задача аппроксимации замкнутых ограниченных множеств в двумерном вещественном пространстве конечными подмножествами с заданной точностью в метрике Хаусдорфа. Основное внимание уделено разработке эффективного метода аппроксимации для класса множеств, задаваемых ступенчатыми системами неравенств.
Предлагаемый метод основан на построении специальных сеточных структур, позволяющих контролировать точность аппроксимации через параметр $\tau > 0$. Доказаны соответствующие теоретические утверждения о свойствах таких аппроксимаций.
Детально рассмотрена задача поиска оптимального кусочно-линейного маршрута между двумя точками с одним поворотом при ограничениях на угол поворота. Предложенные методы могут найти применение для решения некоторых геометрических задач оптимизации.

Об авторах

Виктор Николаевич Нефедов

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: nefedovvn54@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6053-2066
Scopus Author ID: 7103271245
ResearcherId: S-2650-2019
https://www.mathnet.ru/person63464

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент; каф. 805 математической кибернетики1

Россия, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4

Федор Владимирович Свойкин

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова

Email: svoykin_fv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8507-9584
SPIN-код: 8938-6910
Scopus Author ID: 57217847423
ResearcherId: AAC-4074-2020
https://www.mathnet.ru/person228056

кандидат технических наук, доцент; доцент; каф. технологии лесозаготовительных производств2

Россия, 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5

Борис Александрович Гарибян

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: bagarib@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8309-3086
SPIN-код: 8622-4854
Scopus Author ID: 57202449216
ResearcherId: Y-6983-2018
https://www.mathnet.ru/person228057

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент; каф. 805 математической кибернетики1

Россия, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4

Анатолий Вячеславович Ряпухин

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: anatoliiruapukhin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2208-6875
SPIN-код: 6693-0850
Scopus Author ID: 57211373896
ResearcherId: ABB-3999-2020
https://www.mathnet.ru/person145977

старший преподаватель; каф. 101 проектирования и сертификации авиационной техники1

Россия, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4

Николай Сергеевич Королько

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова

Email: kns89lta@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-6289-2984
SPIN-код: 6309-8365
Scopus Author ID: 57220187617
https://www.mathnet.ru/person228087

аспирант; каф. технологии лесозаготовительных производств2

Россия, 194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5

Список литературы

  1. Васильев Ф. П. Численные методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1988. 550 с. EDN: UTKWUO.
  2. Нестеров Ю. Е. Введение в выпуклую оптимизацию. М.: МЦНМО, 2010. 280 с. EDN: SDSFYV.
  3. Нефедов В. Н. Некоторые вопросы решения липшицевых задач глобальной оптимизации с использованием метода ветвей и границ // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 1992. Т. 32, №4. С. 512–529.
  4. Евтушенко Ю. Г. Численный метод поиска глобального экстремума функций (перебор на неравномерной сетке) // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 1971. Т. 11, №6. С. 1390–1403.
  5. Леонов В. В. Метод покрытий для отыскания глобального максимума функций от многих переменных / Исследования по кибернетике. М.: Сов. радио, 1970. С. 41–52.
  6. Пиявский С. А. Один алгоритм отыскания абсолютного экстремума функций // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 1972. Т. 12, №4. С. 888–896.
  7. Потапов М. А. Методы неравномерных покрытий и их применение для решения задач глобальной оптимизации в диалоговом режиме: Дисс. . . . канд. физ.-матем. наук. Москва, 1984. 104 с. EDN: NPAFWT.
  8. Нефедов В. Н. Об одном методе глобальной максимизации функции нескольких переменных на параллелепипеде: Деп. в ВИНИТИ 1.06.85, № 377–85 ДЕП. М., 1985.
  9. Евтушенко Ю. Г., Ратькин В. А. Метод половинных делений для глобальной оптимизации функции многих переменных // Изв. АН СССР. Техн. киберн., 1987. №1. С. 119–127.
  10. Нефедов В. Н. Отыскание глобального максимума функции нескольких переменных на множестве, заданном ограничениями типа неравенств // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 1987. Т. 27, №1. С. 35–51.
  11. Ищенко А. В., Киреев И. В. Алгоритм построения двумерных вложенных сеток // Журн. СФУ. Сер. Матем. и физ., 2009. Т. 2, №1. С. 83–90. EDN: JWKGRP.
  12. Нефедов В. Н. Об аппроксимации множества Парето // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 1984. Т. 24, №7. С. 993–1007.
  13. Нефедов В. Н. Об аппроксимации множества оптимальных по Парето решений // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 1986. Т. 26, №2. С. 163–176.
  14. Hausdorff F. Set Theory. New York: Dover Publ., 1944. 307 pp.
  15. Скворцов В. А. Примеры метрических пространств / Библиотека «Математическое просвещение». Т. 16. М.: МЦНМО, 2012. 27 с. EDN: QJZGML.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Выбор элементов, принадлежащих $\boldsymbol S^{\tau}$

Скачать (70KB)
3. Рис. 2. Взаимное расположение точек $C$, $C_\alpha$ и $C_{\alpha_0}$

Скачать (29KB)
4. Рис. 3. Точка $C \in \check{\Gamma}_\varphi$

Скачать (44KB)
5. Рис. 4. Точка $C (\operatorname{tg} \tfrac \varphi 2, 0) \in \check{\Gamma}_\varphi$

Скачать (51KB)

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).