Работая с сайтом, я даю свое согласие на использование файлов cookie. Это необходимо для нормального функционирования сайта, показа целевой рекламы и анализа трафика. Статистика использования сайта обрабатывается системой Яндекс.Метрика

Принять

Научный журнал Моделирование, оптимизация и информационные технологииThe scientific journal Modeling, Optimization and Information Technology

cетевое издание
issn 2310-6018

отправить
статью

метаданные статей за последние 2 года

Математическая модель процесса принятия решения группой управления при конфликтном взаимодействии требований по оперативности и обоснованности решения

2023. T.11. № 4. id 1470

Малышев В.А. Митрофанов Д.В. Сиделев М.Н.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.019

В статье представлена математическая модель процесса принятия решения группой управления при конфликтном взаимодействии требований по оперативности и обоснованности решения. Представленная математическая модель отражает физические и практические особенности процесса принятия решения группой управления и учитывает основные воздействующие на него факторы. Для моделирования процесса принятия решения определены: этапы принятия решения; показатель, характеризующий уровень подготовки должностных лиц группы; показатель, характеризующий качество информационного обеспечения; показатель, характеризующий новизну задачи; показатель, характеризующий масштабность действий, показатель, характеризующий автоматизацию процесса. В модели введен коэффициент эффективности принятия решения, позволяющий связать два основных показателя оптимального решения: обоснованность (через среднее время разработки и анализа нескольких вариантов решения) и оперативность (через отношение суммарного среднего времени принятия решения и выделенного времени) с дальнейшей возможностью учета влияния качества принятого решения на последующий процесс планирования. Введен коэффициент устаревания принятого решения, позволяющий оценить актуальность принятого решения через некоторый промежуток времени. С использованием математической модели получены аналитические выражения, которые дают возможность оценить эффективность принятия решения с учетом средних времен этапов принятия решения и коэффициента качества работы группы управления.

Ключевые слова: группа управления, процесс принятия решения, обоснованность принятия решения, оперативность принятия решения, коэффициент качества работы группы боевого управления, вероятность принятия обоснованного и оперативного решения, коэффициент эффективности принятия решения

Использование метода лазерно-индуцированной спектроскопии для проведения анализа электролитов в сыворотке крови

2023. T.11. № 4. id 1469

Магомедсаидова С.З. Магомедова С.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.027

Анализ электролитов в сыворотке крови позволяет посредством показателей кальция, натрия и калия выявить патологическое состояние организма человека. Обозначенные показатели представляется возможным количественно измерить посредством спектроскопии (LIBS) для получения впоследствии более точных данных в числовых значениях. Цель исследования – формирование возможности более точного прогнозирования вероятных заболеваний посредством показателей натрия, кальция и калия в крови. Процесс исследования осуществлялся путем использования имеющихся биоматериалов, представленных лабораторией ИНВИТРО г. Махачкалы Республики Дагестан, которые впоследствии использовались в целях анализа электролитов в сыворотке крови на фильтровальной бумаге и предметных стеклах. В целях прогнозирования рассматриваемых концентрация калия, натрия и кальция посредством LIBS был применен метод частичной регрессии наименьших квадратов. Для образцов сыворотки более высокая точность прогнозирования с превосходной линейностью была достигнута как на предметных стеклах, так и на фильтровальной бумаге. Для сыворотки крови на предметных стеклах точность прогнозирования K, Na, Ca составила 1,45 %, 0,61 % и 3,80 %. Более того, для сыворотки крови на фильтровальной бумаге при существующих погрешностях составили 7,47 %, 1,56 % и 0,52 %. Результаты проведенного исследования показали, что портативные инструменты LIBS являются оптимальным инструментом для уточненных показателей калия, натрия и кальция в клинической практике в режиме реального времени.

Ключевые слова: сыворотка крови, клиническая практика, аналитический метод, реальное время

Разработка гибридной атмосферно-подводной оптической системы связи

2024. T.12. № 1. id 1468

Али М. Саклаков В.М.

DOI: 10.26102/2310-6018/2024.44.1.032

Подводные оптические беспроводные коммуникации являются перспективными беспроводными носителями данных для обеспечения подводной деятельности, ориентированной на использование беспроводных систем 5G и выше (5GB). Основными проблемами для развертывания подводных приложений являются физико-химические свойства и сильная турбулентность в канале трансляции. В связи с этим в настоящей работе проводится анализ сквозной производительности гибридной системы атмосферного канала связи (FSO) и подводной беспроводной связи в видимом свете (UVLC) при модуляции интенсивности или прямого обнаружения (IM/DD) в методе с учетом схемы амплитудно-импульсной модуляции (PAM). В ходе данного исследования для решения проблем, связанных с условиями канала с умеренной и сильной турбулентностью используется модель замираний с распределением Гамма-Гамма (GG), а линии связи проектируются путем объединения моделирования плоских волн в соответствующие звенья. Предлагаемые методы работы обеспечивают более высокую достижимую скорость передачи данных с минимальной задержкой отклика, а также улучшает сетевую связь в сценариях мониторинга в реальном времени по сравнению с традиционными технологиями подводной беспроводной связи. Результаты моделирования позволяют достоверно оценить такие показатели производительности системы, как среднее значение частоты битовых ошибок (ABER) и вероятность сбоя (Pout) при наличии ошибок наведения. Наконец, в данной работе используется подход Монте-Карло для наилучшей подгонки кривых и подтверждается численное выражение результатами моделирования.

Ключевые слова: сети 5G и 5GB, кооперативная связь, оптическая связь, подводная связь, подводные сенсорные сети (USNs), световая связь VLC

Снижение избыточности данных лазерного сканирования для построения цифровых моделей рельефа

2023. T.11. № 4. id 1467

Зайцева Е.В. Кочнева А.А. Катунцов Е.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.033

К основным нюансам воздушного лазерного сканирования (ВЛС) следует отнести большой уровень плотности точек лазерных отражений (ТЛО), который присутствует в рамках определенной единицы площади. Это приводит к тому, что возникает потребность в обработке большого количества информации во время выстраивания цифровых моделей рельефа (ЦМР). Такая обработка требует больших затрат вычислительных ресурсов. По этой причине главной задачей, которая решается при выстраивании ЦМР, становится создание описания особенностей местности, требуемой для проведения геодезических работ точности. При этом нужно соблюдать минимальное число ТЛО, относящихся к характерным рельефным формам в рассматриваемой локации для минимизации использования вычислительных мощностей. Имеющиеся сейчас алгоритмы распределения информации для ЦМР, выстроенных на стандартных координатных сетках, не дают возможности успешно разрежать массивы информации при сбережении должного уровня детализации определенных локаций. Новое программное обеспечение (ПО), которое используется в геодезии и позволяет создавать разрежение массивов сведений во время выстраивания ЦМР, базируется на закрытом коде. В работе предложен алгоритм нахождения неизвестных промежуточных данных, полученных с лазерным сканированием рельефа местности, позволяющий эффективно осуществлять прореживание точек лазерного отражения, являющихся незначительными при описании рельефа местности. Создана автоматическая методика выстраивания ЦМР. Сформирован алгоритм поиска неизвестных промежуточных массивов ТЛО. Разрежение доступно и для участков под наклоном. При этом сохраняется детализация в качестве линий структуры и особых точек.

Ключевые слова: цифровая модель рельефа, цифровая модель местности, воздушное лазерное сканирование, оценка качества цифровых моделей рельефа, цифровая модель шахты

Адаптивная конфигурация контроллера нечеткой логики динамики полета беспилотного летательного аппарата

2023. T.11. № 4. id 1466

Потудинский А.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.021

В сочетании с быстрорастущим спросом на беспилотные летательные аппараты для наблюдения и разведки необходимы усовершенствованные контроллеры для этих критически важных систем. В статье предлагается конструкция контроллера динамики полета, учитывающая различные неопределенности для беспилотного летательного аппарата средней дальности. В дополнение к нелинейностям динамики полета рассматриваются три основных источника неопределенностей, вызванных неизвестными параметрами контроллера, ошибками моделирования и внешними помехами. Разработан надежный адаптивный контроллер нечеткой логики, отвечающий за нелинейную динамику полета при наличии множества неопределенностей. Нелинейная динамика полета опирается на мягкую ассоциацию локальных линейных моделей. При построении контроллера определяется оптимальная эталонная модель, которая стабилизируется с помощью процедуры линейного квадратичного регулятора. Затем для нелинейной модели разрабатывается контроллер нечеткой логики. С целью устранения неопределенностей коэффициенты усиления контроллера нечеткой логики перенастраиваются и постоянно корректируются для надежной адаптации. Производительность надежного адаптивного контроллера нечеткой логики оценивается с точки зрения стабилизации поперечной и продольной динамики полета и отслеживания переменных состояния эталонной модели в условиях различных неопределенностей.

Ключевые слова: контроллер, нечеткая логика, динамика полета, нелинейность, неопределенность, модель, управление, параметр, беспилотный летательный аппарат

Аутентификация пользователей информационной системы по изображению лица

2023. T.11. № 4. id 1465

Гузаиров М.Б. Исмагилова А.С. Лушников Н.Д.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.017

Аутентификация относится к классическим средствам управления информационной безопасностью компьютерных систем предприятия, от качества которой зависит безопасность информационной системы. В данной статье описана процедура аутентификации пользователей информационной системы по изображению лица. Разработана архитектура искусственной нейронной сети, сформированы наборы биометрических персональных данных и проведено обучение на основе распознавания пользователей информационной системы по изображению лица. В рамках данного исследования проведена оценка функциональности архитектуры искусственной нейронной сети на международных банках данных (Dataset). При распознавании пользователей информационной системы по изображению лица были извлечены такие дескрипторы, как локальные бинарные шаблоны (LBP) и гистограмма ориентированных градиентов (HOG). Скомпилирована модель обучения нейронной сети на основе категориальной кросс-энтропии, сформирована конфигурация компиляционной модели (размер мини-выборки, количество эпох, функция активации, функция оптимизации). Разработанный программный модуль производит аутентификацию пользователей информационной системы по принципу «свой-чужой». Применение данных дескрипторов изображения позволяет повысить точность распознавания пользователей информационной системы (accuracy) и снизить значение функции потерь (loss). Реализован программный код системы мультимодальной биометрической аутентификации. Для оценки эффективности работы программного модуля приведены показатели ошибок первого и второго рода.

Ключевые слова: аутентификация, биометрия, изображение лица, распознавание личности, информационная система

Правила применения разрушающей способности операторов генетического алгоритма в задаче структурно-параметрического синтеза имитационных моделей бизнес-процессов

2023. T.11. № 4. id 1463

Петросов Д.А. Сурова Н.Ю. Поляков А.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.013

В исследовании предложены правила применения разрушающей способности операторов генетического алгоритма в задаче структурно-параметрического синтеза имитационных моделей бизнес-процессов. Работа направлена на подтверждение выдвинутой гипотезы, согласно которой на процесс работы генетического алгоритма возможно оказывать воздействие путем изменения параметров функционирования его операторов, что позволяет повысить сходимость данной эволюционной процедуры и способствует выходу интеллектуального алгоритма из «узких» мест. Под «узким» местом генетического алгоритма понимаются: затухание алгоритма, нахождение популяции в локальных экстремумах функции приспособленности и т. д. Основываясь на выдвинутой гипотезе, для вмешательства в процесс поиска решений в качестве модели управления предлагается использовать надстройку в виде искусственной нейронной сети. Предполагается выполнить моделирование данного процесса с использованием математического аппарата теории сетей Петри. При реализации такого подхода к решению задачи требуется рассмотреть влияние разрушающей способности операторов на поведение популяции и определить порядок действий, которые требуется выполнить для управления процедурой эволюционного поиска решений в задаче структурно-параметрического синтеза динамических имитационных моделей бизнес-процессов. В работе рассматриваются примеры состояний популяции генетического алгоритма, а также результаты применения предложенных правил внесения корректировок в функционирование операторов. В качестве основных операторов, которые в значительной мере влияют на состояние популяции, рассмотрены оператор селекции, оператор скрещивания, а также оператор мутации; влияние оператора редукции в данном исследовании не учитывалось.

Ключевые слова: генетические алгоритм, операторы генетического алгоритма, искусственная нейронная сеть, структурно-параметрический синтез, имитационные модели, бизнес-процессы

Об оценке стоимости запросов и разработке приложения для обработки ресурсоемких запросов

2023. T.11. № 4. id 1462

Нурматова Е.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.026

Быстрый рост объема хранимых данных обусловливает необходимость интеграции инструментов мониторинга, анализа и оптимизации запросов к базам данных для своевременного и корректного установления наиболее ресурсоемких из них. Эти обстоятельства определяют актуальность разработки программных инструментов для оценки причин медленных запросов с формированием различных вариантов оптимизации. В данной работе исследованы причины, влияющие на ресурсоемкость запросов выборки данных. Показаны основания для медленных запросов, такие как качество собранной статистики, использования индексов, указаний плану запроса, структуры запроса, корректность настройки параметров инициализации базы данных, а также возможные варианты решения выявленных причин. Исследование представляет интерес с точки зрения объяснения основ физических операций, обеспечиваемых подсистемой выполнения запросов, которая интерпретирует процедурный план исполнения запроса, оптимизируя стоимость. Для решения задачи ускорения медленных запросов на основе корректного процедурного плана предлагается разработка приложения, учитывающего состав анализируемых стоимостных, объемных и временных характеристик запросов для их оптимизации. Описаны результаты тестирования разработанной системы, позволяющей повысить производительность запросов. Оценивалась скорость выполнения запроса по следующим метрикам: операция доступа к данным, стоимость выражения, стоимость операции ввода/вывода, время процессора, затраченное время на обработку всей выборки. Выполнение экспериментов по оценке корректности выявления медленных запросов подтверждает целесообразность применения на практике результатов проведенных исследований и разработанного приложения.

Ключевые слова: реляционные системы, оптимизация запросов, select, эффективность индексов, статистика, оценка стоимости

Факторы окружающей среды и вредных привычек в моделях распространенности онкопатологии в муниципальных образованиях Алтайского края и других регионов

2023. T.11. № 4. id 1460

Степанов В.С. Рыбкина И.Д. Орлова Е.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.022

В статье строится регрессионная зависимость, которая связывает контингенты лиц, страдающих от опухолей и проживающих в муниципальных образованиях Алтайского края, с комплексом факторных объясняющих переменных, многие из которых взяты с лагами. Этот комплекс состоит из покупательной способности средней заработной платы на крупных и средних предприятиях, среднего за год объема потребления алкогольных напитков (на душу возраста 15+), доли пожилого населения и нескольких фиктивных переменных. Последние характеризуют уровень техногенного загрязнения территории муниципалитета вследствие разных причин, а также качество его автомобильных дорог. В результате построена линейная модель регрессии с коэффициентом детерминации около 98 %, а также с ошибками аппроксимации 1,2 % на обучении и около 4 % на экзамене. Ее параметры оценивались методом наименьших квадратов по данным за 2018-2019 гг. После оценки по точности, на основе модели выполнен прогноз численности контингента лиц, страдающих опухолями любой локализации, с горизонтом планирования в 1 год. Такие прогнозы сделаны как для ряда городских округов, так и для муниципальных районов этого края, а также для многих районов Орловской, Курганской и ряда других областей, некоторых республик и краев России. Дополнительно выполняется прогнозирование по формально близкой модели, оцененной по региональным данным за 2017-2018 гг. На основе этих моделей можно принимать научно-обоснованные управленческие решения, направленные на первичную профилактику общей онкологической заболеваемости населения и разработку конкретных мероприятий по борьбе с раком.

Ключевые слова: модель регрессии с переменной структурой, новообразование, техногенное загрязнение территории, загрязнение атмосферного воздуха, курение, потребление алкогольных напитков, муниципальное образование, регион

Спектроскопия в околоинфракрасном диапазоне (fNIRS) как гибридная система: обзор

2024. T.12. № 1. id 1459

Самандари А.М.

DOI: 10.26102/2310-6018/2024.44.1.005

Сенсорные устройства и технологии биомедицинской визуализации, используемые в сценариях клинического применения, необходимы для получения полной картины состояния пациентов, но эти технологии, несмотря на их выдающиеся преимущества, не лишены недостатков. Исходя из принципа взаимодополняемости методов медицинской визуализации, в этом обзоре освещается функциональная технология ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS) и ее использование в качестве гибридной системы. fNIRS технология достигла впечатляющих результатов с точки зрения точности классификации биологических сигналов, но ее использование в качестве гибридной системы с электроэнцефалографией (ЭЭГ) и электромиографией (ЭМГ) позволило достичь более высоких результатов, поскольку она стала дополнительным инструментом для восполнения дефицита другой технологии, и это подчеркивалось в рамках настоящего обзора. Полученные в ходе исследования результаты показали, что превосходство в классификации точности биологических сигналов, обеспечиваемых гибридными системами от fNIRS с ЭЭГ, ЭМГ, обеспечило бы всестороннюю и объективную оценку состояния пациентов от стадии заболевания до выздоровления. В научных исследованиях предыдущих четырех лет (2020–2023 гг.) нет указаний на то, какая из гибридных систем лучше других при использовании в клинической практике, и это побуждает к дальнейшим углубленным исследованиям для проверки комбинации методов, чтобы доказать их успешность и предпочтение.

Ключевые слова: HBCIs, fNIRS, ФМРТ, ЭЭГ, ЭМГ, МЭГ

Конечно-элементное моделирование теплогидравлических процессов методом пористого тела

2024. T.12. № 1. id 1457

Яуров С.В. Данилов А.Д. Гусев К.Ю.

DOI: 10.26102/2310-6018/2024.44.1.006

В работе рассмотрены наиболее известные модели пористого тела, используемые для упрощения выполнения теплогидравлических расчетов методом конечных элементов. Показаны основные подходы и зависимости при использовании модели пористого тела в расчетах. Представлены результаты теплогидравлических расчетов с применением модели пористого тела Дарси. Выполнен расчет теплообменного аппарата со спирально навитыми трубками, выполнен расчет сложной технологической системы, имеющей в своем составе механические фильтры разной конфигурации. Определены расхождения расчетных и реальных параметров оборудования. Применение модели пористого тела в качестве гидравлического аналога оборудования на примере механических фильтров и теплообменника показало приемлемые результаты (отклонения от проектных величин составляет от 0,1% до 10 %). Данные расхождения связаны с точностью / правильностью подбора законов (зависимостей) сопротивления для пористых тел. Применение подхода пористого тела при моделировании режимов работы технологических систем, включающих оборудование со сложной конструкцией, оправдано, в первую очередь, когда от результата расчетного моделирования требуется спрогнозировать режимы работы системы в целом, а возникающие внутри оборудования локальные процессы – нет. Во вторую очередь, когда необходимо сократить время выполнения расчетов при невысоких имеющихся мощностных возможностях компьютеров. Однако предлагаемый подход имеет недостатки, в частности, достаточно сложной является процедура определения степени пористости моделируемого объекта и законов гидравлического сопротивления, подобранных из эмпирических зависимостей.

Ключевые слова: модель пористого тела, сложные технологические системы, теплообменник, метод конечных элементов, гидравлическое сопротивление, механические фильтры

Автоматизированное формирование полной модели данных производственных объектов в единой информационной среде

2024. T.12. № 1. id 1456

Филимонова А.А. Чижов М.И. Ветохин В.В. Собенина О.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2024.44.1.003

Статья рассматривает проблему разработки интеграционной платформы для обеспечения сквозных бизнес-процессов поддержки жизненного цикла разнородных информационных объектов. Выбор топологии платформы осуществляется с учетом функционала интегрируемых систем и структуры информационного объекта. Для создания единого информационного пространства предприятия рассматриваются различные топологии, включая одноранговую, с брокером сообщений, централизованную и гибридную топологии. Основу описания объекта составляет полная модель данных, включающая определяющие атрибуты и правила преобразования, соответствующие каждой из интегрируемых систем. Используя объектную модель системы информационной поддержки цифровых продуктов и специальные шаблоны, предлагается методика формирования политик, методов и документов (ПМД) и организации единой цифровой среды предприятия. Однако для решения этой проблемы требуется разработка специализированной интеграционной платформы, которая способна обеспечить централизованную обработку данных производственных объектов и обеспечить их взаимодействие в единой информационной среде. Такая платформа должна учитывать особенности каждого компонента системы и обеспечивать безопасность обмена информацией, а также иметь возможность масштабирования и адаптации к изменяющимся потребностям предприятия. В статье также подробно рассматриваются различные топологии для создания единого информационного пространства предприятия. Включаются одноранговая, с брокером сообщений, централизованная и гибридная топологии. Каждая из этих топологий имеет свои особенности и преимущества, и выбор оптимальной зависит от требований и характеристик конкретного предприятия. Для успешной реализации интеграции и создания единой цифровой среды предприятия в статье предлагается использовать объектную модель системы информационной поддержки цифровых продуктов. Эта модель позволяет структурировать информацию и определять взаимосвязи между различными компонентами системы. Кроме того, статья предлагает методику формирования ПМД, которая является основой для организации единой цифровой среды предприятия. Эта методика учитывает требования безопасности, согласованности и эффективности работы системы, а также обеспечивает стандартизацию и согласованность процессов внутри предприятия.

Ключевые слова: информационные производственные объекты, интеграция, цифровая среда, полная модель данных, автоматизация процессов

Модель разработки расписания проекта противодействия криминальным угрозам профилактического типа

2023. T.11. № 4. id 1455

Жирнов А.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.015

В статье рассмотрены возможности применения проектного подхода к управлению профилактической деятельностью подразделений уголовного розыска. Актуализирована задача построения модели разработки расписания проекта противодействия криминальным угрозам профилактического типа. Перечислены особенности задачи разработки расписания в данной предметной области, не позволяющие использовать существующие модели разработки расписания проекта. Одной из них является определение видов и количества работ (профилактических мероприятий), которые потенциально окажут большее воздействие на уровень криминальных угроз с учетом сезонных колебаний уровней данных криминальных угроз и возможного снижения эффективности данных работ. Определены основные параметры проекта данного типа, требуемые для построения модели разработки расписания, позволяющие сформулировать задачу разработки расписания. Для решения данной задачи предложена математическая модель целочисленного программирования с максимизацией целевой функции, характеризующей ожидаемый эффект от реализации проекта данного типа. Приведены результаты вычислительного примера решения задачи по предложенной модели. Отмечены возможные ограничения в применении данной модели на практике, вызванные вычислительной сложностью задач такого класса. Предложены возможные подходы к их нивелированию, разработке которых могут быть посвящены последующие исследования. По мнению автора, применение предложенной модели разработки расписания проекта позволит планировать и осуществлять профилактическую деятельность более эффективно.

Ключевые слова: расписание проекта, проект противодействия криминальным угрозам, профилактическая работа, проектный подход, проектное управление

Программное обеспечение для решения интегрированной задачи оптимизации раскроя материала и маршрутизации инструмента для оборудования листовой резки с числовым программным управлением

2023. T.11. № 4. id 1454

Таваева А.Ф. Петунин А.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.011

В статье рассматривается вопрос разработки алгоритмов и программного обеспечения для решения интегрированной задачи раскроя и маршрутизации (The Integrated Nesting and Routing Problem (INRP)). Эта задача объединяет две известные задачи – задачу двумерного фигурного раскроя (принадлежит к классу задач раскроя-упаковки) и задачу оптимизации маршрута режущего инструмента для машин с числовым программным управлением (задача оптимизации траектории). В интегрированной задаче рассматривается единая целевая функция, рассчитываемая как сумма стоимости использованного для раскроя материала и стоимости процесса резки. В настоящей статье предлагается общая структура программного обеспечения и функциональная модель подсистемы автоматического раскроя и маршрутизации для решения интегрированной задачи применительно к оборудованию листовой резки с числовым программным управлением. В подсистеме автоматического раскроя и маршрутизации реализованы алгоритмы нахождения допустимого варианта раскроя для некоторых типов деталей и соответствующие этому варианту раскроя алгоритмы проектирования маршрута инструмента, ориентированные на минимизацию интегрированного показателя стоимости. Разработанные алгоритмы реализованы в виде открытого программного обеспечения на языке программирования Python. В статье приводятся результаты численных экспериментов, проведенных для лазерного комплекса листовой резки с ЧПУ. Разработанное программное обеспечение опробовано также для широкого класса практических задач при подготовке управляющих программ для различного оборудования листовой резки.

Ключевые слова: оборудование листовой резки с ЧПУ, интегрированная задача раскроя и маршрутизации, листовой раскрой, маршрут инструмента, стоимость процесса резки, оптимизация

Имитационная модель обслуживания вызовов в спутниковой сети с учетом использования частотного ресурса

2023. T.11. № 4. id 1453

Пономарев Д.Ю. Демичева А.А. Гаипов К.Э.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.014

В работе рассматривается имитационная модель мультисервисной спутниковой сети. В исследуемой сети предоставляемыми услугами являются передача речи и данных. В зависимости от абонентского оборудования, помеховой обстановки и размещения спутниковых систем изменяются требования к запрашиваемым частотным ресурсам сети, и определяются возможности полезной нагрузки космических аппаратов по выделению заданной полосы пропускания. В данной работе при разработке имитационной модели учитываются процессы частотного предоставления ресурсов для каждого вызова. В связи с высокой сложностью процессов обработки вызовов в спутниковых сетях для оценки их характеристик на различных этапах разработки и проектирования применяются различные виды моделирования. При этом аналитическое представление процессов, происходящих в таких сетях, связано с некоторыми трудностями. В данной работе используется имитационное моделирование в среде GPSS Studio, и основной целью является разработка алгоритмов моделирования процессов установления соединения и передачи информации в спутниковой сети и оценка вероятностно-временных характеристик данной сети с использованием разработанного алгоритма. Программная реализация алгоритма продемонстрировала возможности GPSS Studio и позволила получить результаты для оценки вероятности потерь вызовов на различных участках сети. Полученные результаты могут быть использованы как при анализе существующих спутниковых сетей, так и при проектировании и разработке новых технологий исследуемых сетей.

Ключевые слова: спутниковая сеть, имитационное моделирование, алгоритм обслуживания, вероятность потерь, частотный ресурс

Решение задачи переноса сплошной среды по сетевому носителю в символьном виде

2023. T.11. № 4. id 1451

Рыбаков М.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.010

При исследовании эволюционных процессов переноса сплошной среды по сетевым носителям основное внимание уделяется вопросам существования и приближенного нахождения решений начально-краевых задач для дифференциальных систем уравнений, формализмами которых описываются математические модели указанных процессов. В инженерной практике такие модели, как правило, считаются линейными, либо допускают линеаризацию (классический пример – линеаризованные системы Навье-Стокса). Центральная идея, базирующаяся на использовании инструментов теории символьной математики и определившая весь стиль данной работы, предопределяет осмысление закономерностей явлений переноса в местах ветвления (узловых местах) носителя процесса и последующее математическое описание таких явлений в терминах дифференциальных или иных соотношений. В работе представлена математическая модель эволюционного сетеподобного процесса переноса сплошной среды (линейная дифференциальная система) и соответствующая ей дифференциально-разностная система, полученная полудискретизацией дифференциальной системы по временной переменной. Для доказательства разрешимости последней и фактического определения приближений решения исходной дифференциальной системы используются методы символьной математики. При этом предлагается и обосновывается алгоритм нахождения символьно-численного решения дифференциально-разностной системы и приближений решений начально-краевой задачи для уравнения переноса сплошной среды. В основе алгоритма лежит аппроксимация частной производной по временной переменной разностным отношением (используется двухслойная аппроксимационная схема) и последующее применение преобразования Лапласа к полученной дифференциально-разностной системе. Представлена блок-схема алгоритма, приведено описание структуры программного комплекса на основе разработанного алгоритма. Программный комплекс разработан на языке программирования Java. Для ввода исходных данных начально-краевой задачи и вывода решения используется веб-интерфейс программного комплекса на основе фреймворка Spring. Для иллюстрации работы программного комплекса рассматривается пример решения начально-краевой задачи с пошаговой демонстрацией результатов расчетов. Представляемый метод может использоваться в анализе прикладных задач сетевой гидродинамики, теплотехники, а также анализе диффузионных процессов биофизики.

Ключевые слова: сетеподобная область, граф, уравнение переноса сплошной среды, начально-краевая задача, дифференциально-разностная система, преобразование Лапласа, алгоритм символьно-численного решения

Методы экспертного оценивания строительных проектов по качественным критериям

2023. T.11. № 4. id 1450

Серебрякова Е.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.007

В статье рассмотрены методы индивидуального и группового экспертного оценивания строительных проектов с целью выбора из них наиболее привлекательного для реализации. В основе предлагаемой модели получения обобщенной оценки качества строительных проектов одним экспертом лежит математическая модель экспертного оценивания по одному или нескольким критериям, отражающим требования к строительным проектам. Кроме традиционного метода анализа иерархий предложены альтернативные методы, основанные на методе латентных переменных и корреляционном анализе. Для группового экспертного оценивания предлагается метод обработки экспертной информации, учитывающий компетентность экспертов. В основе метода лежит предположение, что компетентность эксперта пропорциональна тому факту, насколько сильно будет совпадать мнение эксперта по всем проектам с усредненным мнением всех экспертов по тому же набору проектов. Таким образом будет уменьшено влияние недобросовестных или некомпетентных экспертов на результаты оценивания строительных проектов. Кроме этого, предложена методика обработки групповой экспертизы на основе теории латентных переменных. В основе предлагаемого метода лежит модель Раша оценивания латентных переменных. Предложенные модели позволят повысить эффективность принятия решений при выборе строительных проектов.

Ключевые слова: экспертиза, управление проектами, строительство, латентные переменные, математическое моделирование

Модели управления ресурсами в сфере строительства

2023. T.11. № 4. id 1449

Баркалов С.А. Моисеев С.И. Серебрякова Е.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.006

В работе приведены три математические модели, позволяющие осуществлять ресурсное управление строительными работами. Модель эффективного снабжения строительных объектов ресурсами позволяет оптимизировать распределение ресурса на объекты с учетом логистики. Она позволяет организовать оптимальное снабжение строительных объектов или проектов ресурсами разного типа с целью, с одной стороны, удовлетворить в максимальной мере потребности потребителей, а с другой, минимизировать затраты на организацию мероприятий по снабжению. Модель оптимального распределения дефицитных ресурсов между объектами позволяет распределять ограниченные ресурсы с минимизацией срыва строительных работ. Показано, что эффективность применения представленной модели распределения дефицитных ресурсов в среднем составляет около 34 %. Модели своевременного пополнения запасов ресурса позволит осуществлять вероятностное прогнозирование наличие ресурса по времени. Данная модель позволит вероятностными методами прогнозировать объем запасов необходимых ресурсов на некотором строительном объекте в условиях нестабильной динамики их использования. При разработке моделей использовались методы математического программирования и марковских случайных процессов. Данные модели позволят осуществлять оперативное управление запасами строительных объектов в условиях нестабильного их снабжения и расходования, а также планировать действия по мероприятиям, позволяющим увеличить объем поставляемых запасов на объекты в зависимости от скорости их расходования с учетом влияния внешних условий и внутренних факторов.

Ключевые слова: ресурсное управление, строительство, математическое моделирование, оптимизация, управление запасами

Практика применения управления требованиями в области проблем на основе модельно-ориентированного системного инжиниринга наукоемких систем

2023. T.11. № 4. id 1445

Князева И.О. Кузнецова Е.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.024

В традиционном подходе к разработке уделяется недостаточно внимания полноте охвата требований заинтересованных сторон к наукоемкой продукции и их качеству. Повсеместно внедряются процессы управления требованиями. Их применение с использованием методологии модельно-ориентированного системного инжиниринга (далее – MBSE) способствует всестороннему рассмотрению проектируемого продукта, позволяет избежать ошибок при его производстве и удовлетворить все требования заинтересованных сторон. Исследователи представляют разнообразные интерпретации данного процесса с использованием различных инструментов MBSE и программных сред высокоуровневого проектирования сложных систем. Представленная в работе практика является синтезом анализа и апробации подходов MBSE, и их успешного применения авторами в НИОКР при проектировании наукоемких систем. Уникальность представленного материала состоит в том, что он не ограничивается конкретными программными продуктами и подходит для последующих расширений, диктуемых предметной областью проектируемой системы. Целью исследования является описание практики применения управления требованиями в области проблем наукоемкой системы на основе MBSE. В процессе управления требованиями использовалась методология MBSE с применением языка моделирования архитектур систем SysML. В рамках исследования выявлены заинтересованные стороны, проведено их ранжирование по степени важности учета их требований в проекте. Проведено моделирование планируемых функциональностей и направлений разработки требований к системе. Выявлены требования в области проблем для рассматриваемого объекта разработки, в диаграмме требований SysML проанализированы их зависимости, требования верифицированы на предмет корректности составления и структурированы в табличном виде с присвоением атрибутов. Материалы статьи представляют структурированные этапы применения инструментов MBSE при выявлении требований в области проблем, которые возможно приложить к любой наукоемкой системе.

Ключевые слова: модельно-ориентированный системный инжиниринг, MBSE, управление требованиями, требования в области проблем, заинтересованные стороны, sysML

Разработка имитационных моделей бизнес-процессов на основе методологии IDEF0 с применением теории сетей Петри

2023. T.11. № 4. id 1444

Петросов Д.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.009

Актуальность представленного исследования продиктована требованиями к современным инструментальным средствам автоматизации процесса разработки моделей бизнес-процессов. Современные средства проектирования обладают большим функционалом и поддержкой различных методологий, что позволяет разрабатывать модели в различных предметных областях. Одним из недостатков такого рода систем является отсутствие средств представления имитационных моделей на основе полученных в процессе разработки графических моделей. Таким образом, можно говорить об актуальности разработки новых методов и подходов, которые позволят выполнять построение имитационных моделей одновременно с процессом разработки графического представления бизнес-процесса на основе современных методологий. Предложенный в данном исследовании подход направлен на помощь разработчикам CASE приложений и позволяет автоматизировать процесс создания имитационных моделей бизнес-процессов с применением теории сетей Петри. В качестве основной методологии моделирования функциональных особенностей бизнес-процессов использована методология семейства IDEF – IDEF0. При разработке предложенного подхода учитывались ограничения, которые приняты в основе методологии IDEF0. В качестве такого рода ограничений рассмотрены: правила создания контекстной диаграммы, правила декомпозиции, применение всех возможных стрелок в данной методологии. Представленный в исследовании подход позволяет выполнять построение имитационных моделей бизнес-процессов на основе методологии IDEF0 параллельно с процессом их разработки при интеграции соответствующей программной разработки в CASE средство.

Ключевые слова: математическое моделирование, бизнес-процессы, системный анализ, теория сетей Петри, CASE средства, семейство методологий IDEF, методология IDEF0

Структуризация многофункциональной цифровизированной системы и управление ею на основе оптимизационных моделей дезагрегации ресурсов и объемов деятельности

2023. T.11. № 4. id 1441

Гусев П.Ю. Львович Я.Е.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.004

Статья посвящена применению структурно-функционального и оптимизационного подхода для решения задач управления дезагрегацией ресурсов и объемов деятельности в многофункциональной цифровизированной организационной системе (МФЦОС). Дано определение МФЦОС с позиций интеграции управляющей, ресурсной, многофункциональной цифровой, деятельностной и мониторинговой сфер. Показано, что структура взаимодействия управляющего центра и деятельностных компонентов определяется особенностями исследуемого класса организационных систем: многослойностью, разнообразием компонентов каждого слоя, характером требований управляющего центра, системообразующим характером функциональных направлений цифровой среды, распределительным характером использования ресурсного обеспечения и выполнения объемов деятельности. Предложен комплекс задач, направленных на дезагрегацию ресурсов и объемов деятельности МФЦОС, и обоснован их оптимизационный характер. Показано, что задача дезагрегации планового объема ресурсного обеспечения формализуется в виде оптимизационной модели линейного программирования с варьируемыми граничными требованиями, что позволяет для ее решения совместить переход к двойственной задаче и на ее основе осуществить многоальтернативную оптимизацию. Формализованная постановка задач дезагрегации ресурсов с учетом их видов, привлечения для реализации деятельности по функциональным направлениям цифровой среды и дезагрегации планового объема деятельности приводит к оптимизационной модели блочного линейного программирования. Для решения этих задач предлагается разработка проблемно-ориентированного алгоритма, основанного на сочетании итерационных методов решения задач блочного программирования. Решение задачи выбора на компонентном уровне требует предварительной идентификации зависимостей характеристик процесса дезагрегации от способов реализации и параметров компонентов. Алгоритмы принятия решений на основе перечисленных задач являются основой интеллектуальной поддержки экспертов в предложенной структурной схеме управления МФЦОС.

Ключевые слова: организационная система, многофункциональная цифровая среда, управление, структуризация, оптимизация, экспертное оценивание

Особенности программной реализации методики трансформации молекулярных систем

2023. T.11. № 4. id 1440

Смирнова Ю.А. Марьенков А.Н.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.023

В статье проведен анализ проблемы трансформации моделей молекулярных систем (МС) относительно любого элемента этой системы, где под моделью молекулярной системы понимается формализованное компьютерное представление геометрических координат атомов молекулы. Анализ показал, что существующее программное обеспечение, используемое в процессе моделирования молекулярных взаимодействий, не позволяет проводить трансформации МС. При этом процесс трансформации МС значительно усложняется с увеличением количества элементов в рассматриваемых системах. В работе авторами предложена новая методика трансформации МС, основанная на преобразовании МС в молекулярный граф, где под преобразованием понимается перестроение графа относительно новой вершины. Обоснована необходимость автоматизации процесса анализа и обработки формализованного представления трансформируемой МС. Кроме того, описан алгоритм работы программного модуля, основанный на методике трансформации. Приведена демонстрация разработанного программного продукта на примере трансформации молекулы метионина, получены молекулярный граф и трансформированная МС. Программный продукт позволил значительно сократить время, затраченное на трансформацию МС. Кроме того, полученное программное обеспечение позволяет сохранять формализованное компьютерное представление структуры трансформированной молекулы. Повторное использование ранее трансформированного представления структуры молекулы метионина в дальнейшем позволит повысить эффективность и увеличить скорость при моделировании взаимодействия метионина с другими молекулярными системами.

Ключевые слова: молекулярные системы, синтез молекулярных систем, методика трансформации, конвертация данных, перестроение молекулярных систем, молекулярный граф, формализованное представление, программа

Обобщенная экологическая модель динамической распределенной вычислительной системы

2023. T.11. № 4. id 1439

Брюханова Е.Р. Антамошкин О.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.002

В работе представлена обобщенная модель, позволяющая проводить структурный анализ распределенной вычислительной динамической системы, а также исследовать применимость различных методов управления с учетом параметров экологичности ее работы. С приходом эпохи информационного общества интенсивность использования распределенных вычислительных систем для обработки данных и выполнения разнообразных задач безостановочно растет. Однако с ростом их количества и масштабов остро встаеют вопросы энергопотребления и негативного воздействия на окружающую среду. Предложенная модель предоставляет инструментарий для оценки воздействия таких систем на окружающую среду, а также для принятия мер по минимизации их экологического следа. Она включает в себя комплекс параметров, позволяющих анализировать и учитывать факторы, такие как энергопотребление, выбросы углерода и эффективность использования ресурсов. Данная модель призвана способствовать развитию более экологически позитивных подходов к управлению распределенными вычислительными системами. Это имеет особую важность в свете нарастающего внимания к экологической проблематике и стремления общества к более ответственному использованию ресурсов. Результаты данного исследования открывают путь к созданию более эффективных и экологически дружественных вычислительных решений, способствуя снижению негативного воздействия на окружающую среду и более устойчивому будущему, обеспечивая баланс между производительностью и экологичностью распределенных систем вычислений.

Ключевые слова: распределенные вычислительные системы, динамические системы, экологическая устойчивость, энергопотребление, оптимизация

Стойкость метода ассоциативной стегозащиты данных картографических сцен

2023. T.11. № 4. id 1438

Вершинин И.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.003

В статье приводится введенное ранее и необходимое для дальнейшего рассмотрения понятие двумерно-ассоциативного механизма маскирования, используемого для зашиты данных картографических сцен, представленных точечными объектами. Механизм маскирования положен в основу ассоциативной стеганографии. При этом объекты и координаты сцены представляются кодовыми словами в алфавите почтовых символов и подвергаются маскированию с дальнейшим формированием стегоконтейнеров. Набор масок является секретным ключом, используемым далее для распознавания сцены, представленной в защищенном виде совокупностью стегоконтейнеров. Оценивается стойкость метода к атаке с позиции знания информации о некоторых объектах и их координатах (ассоциации с картой местности). Рассматриваются два случая действия таких атак – собственно знание противником местоположения некоторого известного ему объекта, а также анализ сцены на предмет правдоподобности после распознавания на некотором ключе. Приводятся результаты экспериментальных исследований, позволяющие утверждать безусловную либо доказуемую (т. е. вычислительную, связанную с невозможностью полного перебора ключей) стойкость метода. Дополнительно проводится анализ стойкости для случая избыточного маскирования, вводимого для повышения помехоустойчивости хранимых или передаваемых данных, когда для защиты этих данных используется не один, а несколько наборов масок.

Ключевые слова: ассоциативная стеганография, стойкость, информационная безопасность, картографические сцены, анализ сцен

Разработка алгоритма подбора модели анализа данных для прогнозирования работоспособности промышленных роботов

2023. T.11. № 4. id 1437

Гончаров А.С. Савельев А.О. Писанкин А.С. Чепкасов А.Ю.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.028

В связи с интенсивным темпом развития систем сбора, накопления и анализа данных разрабатывается все больше методов, подходов и систем для принятия решений в области предиктивного обслуживания в современных роботизированных производствах с целью увеличения производительности и эффективности использования временных, финансовых и материальных ресурсов. Процесс технического обслуживания основных средств производства является одним из ключевых для обеспечения безопасного, эффективного и непрерывного производства. Современное оборудование оснащено множеством систем мониторинга, самодиагностики и интеллектуальных датчиков, позволяющих осуществлять сбор значительного объема первичных данных, которые могут содержать полезные знания. В статье представлен подход по разработке алгоритма подбора моделей машинного обучения при анализе данных о работе промышленных манипуляторов в рамках процесса предиктивного обслуживания. Разработанный алгоритм позволяет сократить временные издержки на обучение моделей анализа данных (в том числе машинного обучения и искусственных нейронных сетей) за счет подбора массивов данных, собранных с парка оборудования (на примере промышленных роботов), которые имеют наибольшую степень подобия относительно данных собранных с единичного оборудования, что позволяет избежать обучение дополнительных моделей анализа данных, при удовлетворительных результатах тестирования. Сбор данных производился с четырех разных промышленных роботов; для анализа использованы методы: линейная модель, сверточная нейронная сеть, многослойный перцептрон; для оценки степени подобия использован алгоритм динамической трансформации временной шкалы.

Ключевые слова: предиктивная аналитика, прогнозирование работоспособности, машинное обучение, промышленный робот, системный анализ

Модели формализованной оценки и поддержки принятия решений при управлении региональным развитием на основе измеримых показателей

2023. T.11. № 4. id 1436

Шамаева Е.Ф.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.001

Сложившаяся в мире сложная кризисная ситуация ставит перед научным сообществом задачу точно измерять и прогнозировать энергетические потребности, экологические, социальные и экономические факторы. Такая постановка проблемы требует построения междисциплинарной модели поддержки принятия решений, комплексно отражающей возможности, локальные и глобальные потребности развития регионов, а также взаимосвязь принимаемых в регионе решений, социально-экономических и экологических процессов. В работе представлены модели, которые используют измеримые показатели и методы системно-энергетического анализа, связанные с потреблением, преобразованием и распределение энергетических ресурсов в рамках производственной деятельности региональных организационных систем. Представлены формализованные понятия, связанные с управлением развитием региональной системы, измеримые показатели экологического, социально-экономического состояния региональной системы. Возможности реализации результатов работы представлены в виде математического и программного обеспечения информационной системы поддержки принятия решений на основе измеримых показателей. Результаты исследования подтверждают применимость модели формализованной оценки и поддержки принятия решений на основе измеримых показателей как одной из альтернатив в условиях неденежных оценок при принятии решений с учетом экологических, социальных, экономических факторов. Результаты исследования полезны в решении задач оценки решений (новаций, технологий, проектов).

Ключевые слова: устойчивое развитие региона, моделирование, управленческие решения, измеримые показатели, формализованная оценка, математические модели, программное обеспечение

Разработка методов прогнозирования динамики заболеваемости на примере COVID-19

2023. T.11. № 3. id 1434

Каширина И.Л. Матыкина О.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.014

Пандемия COVID-19 привела к глобальным последствиям и стала причиной серьезных ограничительных мер во всех сферах деятельности, изменивших условия работы и жизни населения мира. Даже после окончания пандемии прогнозирование заболеваемости COVID-19 остается важной задачей, так как необходимо следить за развитием ситуации, а результаты исследований по этой теме могут быть перенесены на другие эпидемии. Особое значение имеют научные исследования по анализу факторов, оказывающих существенное влияние на протекание эпидемии. В данном исследовании предлагается комплекс моделей и алгоритмов машинного обучения, базирующихся на обработке больших данных, для прогнозирования динамики распространения вируса COVID-19 на мезоуровне, с помощью которого анализируется влияние различных экзогенных факторов на заболеваемость. В качестве исходных данных для построения моделей машинного обучения используется деперсонифицированный набор данных, предоставленный Воронежским областным клиническим консультативно-диагностическим центром и содержащий информацию по всем проведенным в Воронежской области тестам на COVID-19. Для эффективной борьбы с эпидемиями необходимы прогнозы развития динамики заболеваемости на достаточно длительный период времени (например, от двух недель и более), тогда как в литературе, как правило, предлагаются краткосрочные методы, позволяющие делать достаточно точный прогноз только на 1–5 дней. Поэтому задача данного исследования заключается в поиске оптимального метода прогнозирования заболеваемости на средний период времени с использованием экзогенных факторов. В качестве экзогенных переменных для улучшения качества прогнозирования были выбраны сведения о погоде, дне недели и месяце и популярность поисковых запросов, связанных с COVID-19.

Ключевые слова: COVID-19, машинное обучение, временные ряды, прогнозирование динамики, гибридная нейронная сеть

Задача оптимизации формы сопла гидропушки для максимизации импульса силы ультраструи

2023. T.11. № 4. id 1433

Дмитрук Ю.В. Толстых В.К.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.012

Импульсные струи жидкости высокого давления способны разрушить породу любой крепости. Применение ультраструй позволяет повысить производительность труда при разрушении горных пород и строительных конструкций. Однако из-за низкой надежности гидроимпульсных установок коммерческое применение импульсных струй в настоящее время ограничено. Повысить надежность и эффективность гидропушки можно путем оптимизации конструкции. В связи с этим в статье рассмотрен прямой экстремальный подход для практического решения задачи оптимизации формы сопла поршневой гидропушки с целью достижения максимума средней силы действия струи на преграду. Форма сопла (площадь поперечного сечения) присутствует в уравнениях в виде пространственной производной. В качестве управления выбрана вся функция производной, позволяющая исключить погрешности численного дифференцирования. В прямом экстремальном подходе предполагается итерационная максимизация функционала экстремальными методами на основе градиента. Получено аналитическое выражение градиента как функции по длине сопла и необходимое условие оптимальности формы сопла. Градиент представляет собой функцию пространственной переменной, что делает задачу оптимизации бесконечномерной. Значение градиента определяется из решения сопряженной задачи. Градиент указывает направление максимизации целевого функционала, что может далее использоваться в бесконечномерных экстремальных алгоритмах оптимизации. Критерием достижения оптимальной формы сопла является выполнение необходимого условия с наилучшей возможной точностью.

Ключевые слова: гидропушка, градиент, условие оптимальности, бесконечномерная экстремальная задача

Формализация модели информационной безопасности предприятия в виде многокритериальной задачи линейного программирования

2023. T.11. № 3. id 1431

Базилевский М.П. Наседкин П.Н.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.021

Ранее авторами была предложена методика оценки функциональной эффективности подсистемы программно-технических решений (ПТР) комплексной системы защиты информации (КСЗИ) предприятия. С помощью нее можно оценить не только общую эффективность подсистемы ПТР КСЗИ, но и эффективности таких ее компонент, как подсистемы и их функции. В данной статье на основе предложенной методики сформулирована оптимизационная модель информационной безопасности предприятия в виде многокритериальной задачи линейного программирования. Целевыми функциями в ней выступают оценки эффективностей всех возможных компонент подсистемы ПТР КСЗИ. Переменными являются ожидаемые оценки аудиторов после будущей модернизации КСЗИ и затраты, обеспечивающие соответствующие оценки. Решение этой задачи дает ответ на вопрос, как распределить имеющуюся сумму денежных средств так, чтобы максимизировать не только эффективность подсистемы ПТР КСЗИ, но и эффективности всех ее компонент. Предложенная многокритериальная задача сведена к однокритериальной, в которой вместо максимизации всех критериев эффективности максимизируется минимальный из них. Также предложена задача, решение которой дает ответ на вопрос о том, какие минимальные затраты необходимы, чтобы обеспечить заданный уровень эффективности подсистемы ПТР КСЗИ и всех ее компонент.

Ключевые слова: информационная безопасность, оценка эффективности защиты информации, объект воздействия, оптимизационная модель, линейное программирование

Высокоуровневая структура модулей для построения специальных систем автоматизированного проектирования

2023. T.11. № 3. id 1430

Троценко А.С. Успехов А.А. Чижов М.И.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.018

В современном производстве существует потребность в проектировании специализированных изделий, заданных определенным набором изменяющихся параметров. Повторное проектирование изделия, связанное с изменением некоторых из этих параметров, становится одной из задач инженера. Использование тяжелых систем автоматизированного проектирования в таких случаях может приводить к значительному повышению трудозатрат. Создание истории построений твердотельной модели изделия, сбалансированной относительно заданного набора ее параметров, оказывает существенное влияние на общую сложность процесса проектирования. Повысить эффективность этого процесса позволяет применение специальных систем автоматизированного проектирования, направленных на создание параметризированной модели определенного изделия. В данной работе представлена структура высокоуровневых модулей, обеспечивающих быструю разработку специальных систем автоматизированного проектирования. Одним из методов, обеспечивающих быструю разработку, является сокращение большого объема знаний классов и методов используемого геометрического ядра. Наличие отдельных функциональных блоков позволяет строить системы твердотельного моделирования различной наполненности: от простых линейных систем до систем с расширенными возможностями моделирования, анализа и импорта / экспорта данных. Для снижения зависимости разрабатываемых систем от конкретных геометрических ядер предложенная структура обеспечивает сокрытие используемого геометрического ядра с помощью шаблона проектирования закрытой реализации.

Ключевые слова: архитектура, твердотельное моделирование, системы автоматизированного проектирования, шаблоны проектирования, сокрытие реализации