Книга
Сборник докладов шестой всероссийской научно-практической конференции «Имитационное моделирование. Теория и практика» (ИММОД-2013)
Шестая всероссийская научно-практическая конференция «Имитационное моделирование. Теория и практика» ИММОД-2013 состоялась в Казани (Республика Татарстан) 16-18 октября 2013 года.
Научная программа конференции включала следующие тематические направления:
- теоретические основы и методология имитационного и комплексного моделирования;
- методы оценивания качества моделей полимодельных комплексов;
- методы и системы распределенного моделирования;
- моделирование глобальных процессов;
- средства автоматизации и визуализации имитационного моделирования;
- системная динамика (с обязательным наличием имитационной составляющей в созданной, либо использованной модельно-алгоритмической разработке);
- практическое применение моделирования и инструментальных средств автоматизации моделирования, принятие решений по результатам моделирования;
- имитационное и комплексное моделирование в обучении и образовании.
Рассматриваются программные средства для создания адаптируемой к конкретной предметной области системы имитации. Рассматривается подход, основанный на генерации имитационной имитации модели с помощью языкового инструментария, предназначенного для разработки предметно-ориентированных языков и их трансформаций. Представленный в статье языковой инструментарий позволяет выполнить перевод имитационной модели с одного языка на другой. Трансформации моделей позволяют выполнять полимодельное исследование сложного динамического объекта или системы.
This is the first book that presents basic ideas of optimization methods that are applicable to strategic planning and operations management, particularly in the field of transportation. The material of the book covers almost all parts of optimization and is a unique reference work in the field of operations research. The author has written an invaluable manual for students who study optimization methods and their applications in strategic planning and operations management. He describes the ideas behind the methods (with which the study of the methods usually starts) and substantially facilitates further study of the methods using original scientific articles rather than just textbooks. The book is also designed to be a manual for those specialists who work in the field of management and who recognize optimization as the powerful tool for numerical analysis of the potential and of the competitiveness of enterprises. A special chapter contains the basic mathematical notation and concepts useful for understanding the book and covers all the necessary mathematical information.
В сборник включены статьи, относящиеся к следующим направлениям научной работы: моделирование и анализ процессов и систем; разработка, анализ и тестирование программных систем, методы и инструментальные средства разработки программных систем.
Представлены результаты выполнения проектов, поддержанных грантами РФФИ (проекты № 18-01-00359, № 18-37-00070) и научного фонда НИУ ВШЭ (проект № 17-05-0020).
Материалы сборника могут представлять интерес для научных работников, специалистов в области программной инженерии, разработчиков информационных систем различного назначения, студентов и аспирантов, изучающих информационные технологии.
Изложены результаты исследования комплекса методологических и прикладных проблем повышения уровня региональной безопасности. Рассмотрены механизмы использования сценарного анализа в управлении социально - экономическим развитием региона и обеспечении его защиты от внешних угроз социальной стабильности. Представлены результаты сценарного исследования разработанных мультиграфовых моделей управления региональной безопасностью
Эта публикация представляет собой сборник отдельных статей "Третьей Международной конференции по динамике информационных систем», которая состоялась в университете Флориды, 16-18 февраля 2011 года. Цель данной конференции заключалась в том, чтобы собрать вместе ученых и инженеров из промышленности, правительства и научных кругов, чтобы они смогли обменяться новыми открытиями и результатами в вопросах, имеющих отношение к теории и практике динамики информационных систем. Динамика информационных систем: математическое открытие представляет собой современное исследование и предназначается студентам – аспирантам и исследователям, которые интересуются самыми последними открытиями в информационной теории и динамичных системах. Ученые других дисциплин могут также получить пользу от применения новых разработок в своих областях исследований.
В работе рассматриваются вопросы анализа, выбора и мониторинга реализации программ развития систем управления, на основе сопоставления затрат на развитие с динамикой уровня зрелости системы управления, а также применения имитационного моделирования. В связи с этим рассмотрены сводные показатели, характеризующие результативность программы развития, ее финансовые аспекты, а также ее эффективность и продолжительность. Раскрыты особенности расчета сводных показателей программы развития на основе результатов имитационного моделирования, с применением статистических метрик.
Разработаны модель управления предприятием и последующая реализация программного обеспечения, позволяющего смоделировать варианты развития предприятия в долгосрочном периоде, комплекс программ на MATLAB, реализующих метод авторегрессии, спектрального и корреляционного анализа, программа на языке программирования Python для оценки платежеспособности заемщиков банка на основе модели с использованием нейронных сетей, исследованы характеристики стохастического временного ряда, предложены программы реализации алгоритмов масштабирования изображений с использованием параллельно-поточных вычислений, распознавания и идентификации лиц на документах. Ключевые слова: деловые игры, управление предприятием, имитационное моделирование, маркетинг, авторегрессия, автоковариационная функция, временные ряды, фрактальное броуновское движение, мультифрактальность, кредитный скоринг, нейронные сети, обработка изображений, масштабирование изображений, параллельное программирование, распознавание и идентификация лиц.
В статье представлен новый подход к проектированию систем поддержки принятия решений социально-экономического и экологического планирования с использованием параллельных генетических алгоритмов вещественного кодирования (RCGA), агрегируемых с имитационными моделями AnyLogic по целевым функционалам. Особенностью данного подхода является использование агентов-процессов, являющихся автономными генетическими алгоритмами, функционирующими синхронно в параллельных потоках, периодически обменивающихся наилучшими потенциальными решениями, что обеспечивает преодоление проблемы застревания генетических алгоритмов в локальных экстремумах и существенно улучшает общую процедуру поиска решений. Также показано, что комбинированное использование различных операторов кроссовера (скрещивания) и мутации существенно повышает временную эффективность RCGA, обеспечивая большее разнообразие популяции потенциальных решений (особей). В работе используется ряд предложенных операторов кроссовера и мутации, в частности, модифицированный оператор SBX-кроссовера (MSBX) и масштабируемый оператор равномерной мутации (SUM). В результате обеспечивается разбиение пространства поиска решений на малые отрезки равной длины с учетом общего числа взаимодействующих агентов-процессов и максимального числа внутренних итераций, формирующих потенциальные решения посредством селекции, кроссовера и мутации. Подобная функциональная зависимость параметров эвристических операторов от соответствующих процессных характеристик, в совокупности с комбинированным вероятностным использованием различных операторов кроссовера и мутации, позволяет получить максимальную отдачу от мультипроцессорной архитектуры. В результате вычислительные возможности RCGA при решении оптимизационных задач большой размерности (сотни и тысячи переменных-решений, множественные целевые функционалы) становятся зависимыми только от физических характеристик имеющихся вычислительных кластеров, что позволяет эффективно использовать суперкомпьютерные технологии. Важным преимуществом предложенной системы является реализованный механизм интеграции предложенного параллельного RСGA (реализованного на C++ и MPI) с системой имитационного моделирования AnyLogic (Java) с использованием технологии JNI. Подобный подход позволяет синтезировать оптимизационные задачи реального мира в системах поддержки принятия решений социально-экономического и экологического планирования, с использованием методов имитационного моделирования, поддерживаемых в системе AnyLogic. В результате обеспечивается эффективное решение задач одноцелевой и многоцелевой оптимизации большой размерности, в которых целевые функционалы являются результатом имитационного моделирования и не могут быть описаны аналитически.
Представлена разработанная авторами система поддержки принятия решений для рационального управления озеленением на примере г. Ереван, Республика Армения. С использованием методов агентного моделирования разработана имитационная модель распространения выбросов вредных веществ в атмосферу, учитывающая их взаимодействие c зелеными насаждениями (деревьями). Целью моделирования является минимизация концентрации вредных выбросов в защищаемых (социально значимых) районах, в частности, в зонах расположения детских садов. Важным элементом разработанной системы является предложенный генетический алгоритм вещественного кодирования, агрегированный с имитационной моделью распространения выбросов, реализованной на платформе AnyLogic. В результате проведенных численных экспериментов получена наилучшая конфигурация посадки деревьев вокруг детских садов г. Ереван, обеспечивающая минимальный уровень концентрации вредных веществ в соответствующих защищаемых районах с учетом ограничений на стоимость программы озеленения.
В работе рассматривается математическая модель, позволяющая получить реализацию наработки до отказа электронного компонента для заданной модели его эксплуатации. Модель получена в рамках тех ограничений и допущений, которые приняты в нормативных документах по надежности электронных компонентов.
Рассмотрена динамика мнений в сетевых структурах специального вида: каждый узел состоит из двух взаимодействующих между собой агентов. При помощи модели де Гроота исследованы свойства консенсуса, возникающего в таких структурах.
В данной работе рассматривается пятое уравнение Пенлеве, которое имеет 4 комплексных параметра α, β, γ, δ. Методами степенной геометрии ищутся асимптотические разложения его решений при x → ∞. При α≠0 найдено 10 степенных разложений с двумя экспоненциальными добавками каждое. Шесть из них - по целым степеням x (они были известны), и четыре по полуцелым (они новые). При α=0 найдено 4 однопараметрических семейства экспоненциальных асимптотик y(x) и 3 однопараметрических семейства сложных разложений x=x(y). Все экспоненциальные добавки, экспоненциальные асимптотики и сложные разложения найдены впервые. Также уточнена техника вычисления экспоненциальных добавок.
Российские ученые разработали модельный суперкомплекс для долгосрочного прогнозирования развития мировой экономики
Статьи данного сборника написаны на основе докладов, сделанных в 2011 г. на социологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова на заседании XIV Междисциплинарного ежегодного научного семинара "Математическое моделирование социальных процессов" им. Героя Социалистического труда академика А.А. Самарского.
Издание предназначено для научных сотрудников, преподавателей, учащихся вузов и научных учреждений РАН, интересующихся проблемами, разработкой и внедрением методологии математического моделирования социальных процессов.
Получена форма несмещенной оценки коэффициента детерминации для линейного уравнения регрессии, вычисляемая по выборочным данным из многомерного нормального распределения. Эту оценку предлагается применять как альтернативный критерий выбора факторов в регрессии.