Исследование процессов и систем

Рассматривается проблема исследований рядов геомагнитной активности и некоторых особенностей ее проявления. Отмечены преимущества вейвлет-преобразования перед преобразованием Фурье при анализе нестационарных процессов. Приведены результаты сравнительного анализа применения различных вейвлет-функций к тестовым сигналам. Исследованы реальные сигналы геомагнитной активности и сделаны соответствующие выводы.

В книге рассматривается фундаментальная проблема инновационной сложности в контексте новейших достижений современной теории сложных систем. Представлены результаты исследований источников и факторов возникновения инновационной сложности, особенностей ее динамического роста и циклической эволюции, способов прохождения кризисов и неустойчивостей в ходе эволюции. Особое внимание уделено рассмотрению современных информационных, когнитивных и коммуникативных технологий, проблем сознания и творчества, стимулирования креативности, продуцирования научных, культурных и социальных инноваций. Показаны возможные приложения моделей рождения и эволюции инновационной сложности для анализа и прогнозирования развития природных, технических, когнитивных и социальных систем. Книга представляет интерес не только для ученых-исследователей, но и для широкого круга практиков проектирования, образования и управления, стремящихся принимать эффективные решения в условиях неопределенности и неоднозначности будущего и обеспечивать безопасность и качество функционирования сложных систем.

Сборник научных работ содержит материалы, представленные на международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Управление политико-правовыми и социально-экономическими процессами в регионах». Статьи посвящены актуальным вопросам развития страны и региона, а также решению социально-экономических, социокультурных проблем молодежи, молодежного участия в межкультурном обмене и упрочении межэтнических отношений в Северо-Кавказском федеральном округе.

Проанализировано современное программное CAD/CAE обеспечение для моделирования технологических процессов. С помощью программного комплекса Ansys смоделировано поведение наноразмерных материалов в сложном канале фильеры с учетом динамического фактора нагружения. Компьютерное моделирование процесса уплотнения позволило спрогнозировать поведение новых мало изученных материалов под действием прилагаемых нагрузок.

Автором предлагается гибридная модель поведения толпы, основанная на идее использования набора скалярных полей и статистических данных о наблюдении за поведением реальных толп для его максимального соответствия модели реальной толпы. Настоящая работа расширяет модель continuum crowd способностью выходить из локальных минимумов, а также возможностью поддержки гетерогенных толп. Достоверность предложенной модели была проверена на наборе статистических данных о наблюдении за реальными толпами в различных модельных ситуациях и задачах. Гибридная модель показала лучший результат, нежели модели continuum crowd и Reynolds.

Игра – неизменный спутник истории жизни человека и истории человечества. Одни игры сменяются другими, но человек не прекращает играть, развеивая любые рациональные объяснения игр. Глядя на игры в историко-культурной перспективе, начинаешь понимать, что это никак не досужая прихоть в часы отдыха, а неотъемлемая часть социокультурной системы. В чем же значение игры для человека? Какой механизм развития культуры стоит за многообразием игровых миров? Каковы основные механизмы конструирования игровой реальности? Круг этих вопросов очерчивает основные исследовательские интересы автора. Автор обращается к самому широкому кругу игр: от архаичных игрищ, игр-гаданий и состязаний до новомодных компьютерных игр. Сквозь призму игры и происходящих с играми трансформаций – моду на одни, забвение других, гонения со стороны властей – можно отследить происходящие в обществе процессы. Как социологический «сейсмограф» игра позволяет улавливать малейшие колебания, предшествующие подвижкам социальных основ. В начале XXI в. игра не просто проникает во все сферы жизни, но и перерастает в глобальную цивилизационную стратегию. Постиндустриальный мир становится играющей цивилизацией. Чтобы понять наше сегодня и заглянуть в завтра, надо внимательно исследовать игры, в которые играют люди. Книга рассчитана на самый широкий круг читателей.

В статье применен метод концептуальной структуризации информации о взаимодействии природных и антропогенных факторов в виде графовых моделей. Запуск цепочки импульсов в знаковом орграфе, результирующем когнитивный анализ экологических взаимосвязей, привел в исследуемой ситуации деградации биоресурсов Каспия к оригинальной динамической системе, моделирующей эффективность воспроизводства осетровых рыб на основе представления модельного времени в вычислительной среде как гибридного мультимножества.

Практика показывает, что температурные поля в реальных технических системах имеют неопределенный интервальный характер, что обусловливается интервально стохастической неопределенностью параметров системы. Однако математическое и компьютерное моделирование температурных полей осуществляется в настоящее время в предположении о их детерминированности и точно известных входных данных. В статье предлагается метод моделирования интервально стохастических температурных полей в технических системах. Применение метода показано на примере электронной системы.

Рассматривается применение теории игр к оценке рисков информационной безопасности предприятия и выбора оптимальной стратегии при распределении бюджета в разрезе информационных активов. Элементами платежной матрицы парной антагонистической игры являются вероятности отражения атак на информационные ресурсы. Решение игровой модели, полученное в виде смешанной стратегии, используется для определения объема финансовых средств, вкладываемых в обеспечение информационной безопасности информационных активов.

Разработаны эвристическо-вычислительные инструменты компьютеризированной интегрированной логистической поддержки промышленных трубопроводных систем: логико-информационная модель жизненного цикла трубопроводных систем; фреймовые и продукционные модели представления знаний о технических и конструкционных характеристиках трубопроводов; эвристическо-вычислительные алгоритмы расчета технических и конструкционных характеристик трубопроводных систем.

Создание производственной программы выполняется на основе как реальных статистических данных, так и результатов моделирования. В сложных случаях используются комбинированные модели, которые выполняются в едином виртуальном времени: дискретную систему управления представляют с помощью имитационной модели, а технологические процессы – с помощью аналитических моделей. Если выявить поверхность отклика в процессе моделирования не удается, то для оптимизации производственных программ возможно совместное применение имитационного моделирования и динамического программирования.

При исследовании динамических процессов необходим реалистичный и объективный причинно-следственный анализ событий. Он возможен благодаря применению математических и компьютерных методов моделирования для изучения свойств рассматриваемых объектов, количественной оценки и прогнозирования показателей динамического ряда. Существующие методы анализа требуют достаточно объемной выборки исходных данных, что не всегда возможно, особенно когда моделируемый показатель зависит от нескольких переменных, при этом недооценивается возможность появления экстремально редких событий, которые нарушают картину распределения рассматриваемого показателя. В статье предложен минимаксный метод оценивания ряда динамической структуры для прямоугольной сетки значений независимых переменных, построен эффективный алгоритм и дан пример его применения. В работе содержится математическое обоснование нового метода моделирования оценочных характеристик временных рядов с использованием минимаксного критерия для линейной множественной регрессионной модели. Сформулированы и доказаны свойства решения задачи, представляющей инструментарий реализации методики моделирования, которые позволили разработать алгоритм, легко представимый на любом языке программирования. Приведены примеры реализации алгоритма для оценки динамических тенденций с целью сжатия данных и прогнозирования недостающих значений в выборке. Рассмотрение обобщения задачи Чебышёва на двумерную прямоугольную сетку позволило применить минимаксную модель для учета множественной регрессионной зависимости, а также использовать ее для реализации оценки параметров авторегрессионной зависимости. Математическое обоснование и полученные свойства новой модели позволили разработать эффективный в аспекте доступности аппаратно-программной реализации в реальном режиме времени алгоритм.

В статье формулируется проблема оценки ветроэнергетического потенциала района с учетом рельефа местности. Описаны сложности, возникающие при комплексном использовании разнородных программных продуктов для решения задачи оценки ветроэнергетического потенциала. Авторы предлагают методику поиска мест эффективного размещения ветроэнергетических установок, рассматривают применение программных продуктов. Проводится апробация предложенной методики на простых моделях рельефа и путем создания полномасштабной модели рельефа района п. Аян Хабаровского края.

В статье рассматривается роль методов формализации как необходимой предпосылки для автоматизации процессов анализа антропосоциокультурных систем и разработки соответствующих методов и алгоритмов исследований. Дано описание целей и задач изучения антропосоциокультурных систем, в которых могут быть применены автоматизированные методы анализа на основе формализованных решений. Приводится классификация методов формализации и дается их краткий анализ. Отмечается вклад автора в решение проблем формализации антропосоциокультурных систем.

В статье, наряду с детальным обзором природы международных индексов развития информационного общества, определяется место России в международных рейтингах. Выявляются лучшие и худшие компоненты в структуре индексов применительно к России. Рассматривается сопряжение международных индексов развития информационного общества со Стратегией развития страны до 2020 г. в целях корректировки данной Стратегии.

Практика преодоления техногенных катастроф последних лет сформировала требования к проектированию и созданию современных региональных автоматизированных систем управления. В работе предлагаются модели жизненного цикла (ЖЦ) системы правообладателя и поставщика. На основе моделей ЖЦ предлагается формализация задач, для которых целесообразно использовать имитационное моделирование (ИМ). Фактически речь идет о формализации ЖЦ системы, построении модели ЖЦ системы как со стороны заказчика, так и со стороны поставщика стандартного решения, о необходимости «привязки» задач, которые могли бы эффективно решаться на основе ИМ к модели ЖЦ системы.

Рассмотрены подходы к изучению случайных величин и случайных процессов, линейные системы, марковские процессы и случайные поля электромагнитного и оптического излучений. Особое внимание уделено методам стохастической радиофизики и оптики, применяемым в задачах дистанционного зондирования объекта исследования, недоступного для проведения контактных измерений в условиях помех и шумов, а также априорной неопределенности параметров и динамических уравнений, характеризующих развитие процессов во времени и пространстве. Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н. Э. Баумана. Для студентов 5-го курса, обучающихся по направлению магистерской подготовки «Техническая физика»; может быть полезно студентам и аспирантам.

В работе рассматриваются принципы построения воксельных геометрических объектов по замкнутому контуру на основе R-функционального описания. Производится анализ графических образов, полученных разными способами описания замкнутого контура. Рассматриваются проблемы получения монотонности образовавшегося функционального пространства.

Использование глобальных порогов бинаризации при обработке изображений не всегда дает корректный результат. Это особенно часто наблюдается при обработке изображений с неравномерной освещенностью. На одних участках изображения автоматически определяемый порог бинаризации позволяет получить достаточно хорошо визуализируемые объекты, тогда как на других участках необходимые для анализа объекты становятся «засвеченными» или, наоборот, «затененными». Бинаризация играет очень важную роль в тех случаях, когда необходимо локализовать на изображении все объекты интереса, особенно когда объект интереса содержит в себе информацию, которая будет использоваться на следующих этапах обработки. Многоградационные изображения могут содержать в себе множество объектов интереса, таких как номерные знаки автомобилей, номера вагонов поезда, лица людей, дефекты производимой продукции. Каждый из этих случаев требует качественной обработки для последующего распознавания. Если на обрабатываемом изображении присутствуют шумы или показатели яркости распределены неравномерно, то процесс бинаризации может привести к потере важной информации – потере части символа, обрыву контура объекта или, наоборот, возникновению новых областей, ошибочно прибавляемых к объекту интереса, – тени других объектов, грязь на номерном знаке. Поэтому процесс бинаризации требует очень точной предварительной калибровки под все возможные условия съемки – светлое и темное время суток, учет возможной зашумленности (помехи при передаче сигнала), экстремальные ситуации (сильный град или дождь). В данной статье авторы исследуют процесс бинаризации изображений с неравномерной освещенностью с использованием нескольких локальных порогов бинаризации вместо одного глобального. Предлагается проверять гистограммы полученных фрагментов на количество пиков или «мод». Если гистограмма бинаризованного фрагмента является одномодальной, то данный фрагмент не подлежит дальнейшей обработке и порог бинаризации на нем определен правильно.

Некогда в обычном московском дворе жила группа молодых советских учёных. Через сорок лет судьба собирает совсем немногих оставшихся из них вместе. Странные события сегодняшнего дня и тайны их прошлого закрутят новый водоворот событий, центром которого является поиск ответов на вопросы, волнующие вас сегодня.