Научный архив: статьи

Данная статья посвящена проблеме алгоритмизации процесса управления роем беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), функционирующего в условиях неопределенности и динамичности окружающей среды. Актуальность исследования обусловила перспективность применения роев БПЛА, высокий приоритет развития и появление беспилотных авиационных систем в Российской Федерации, а также стремительно растущий интерес к изменению научно-технического направления в последние годы. Целью исследования является разработка действенного и работоспособного алгоритма перемещения перемещения в составе роя по заранее заданным маршрутам. Исследование разработанного алгоритма управления выполняется в рамках имитационной модели Роя БПЛА, реализованной в симуляторе CoppeliaSim. Результаты компьютерного эксперимента подтвердили работоспособность разработанного алгоритма. В ходе расследования предполагается разработать алгоритмы следования Роя БПЛА за ведущим дроном при перемещении по общему маршруту с ограничением освещения.

В данной работе рассматривается применение методов имитационного и математического моделирования к решению классической медицинской задачи - прогнозированию развития заболеваемости. Качественный прогноз распространения заболевания достижим только на основе адекватных математических моделей.

Статья посвящена анализу современного состояния и перспектив развития контрейлерных перевозок в Европе и России. В работе представлено описание работы контрейлерных терминалов в Европе, разработки инновационных технологий для работы с контрейлерными поездами, а также предпосылки использования этого вида транспорта. Статья также затрагивает проблемы, с которым сталкивается Россия при организации контрейлерных перевозок, а именно дорогостоящие испытания, отсутствие нормативно-правовой базы, и самое главное – малое количество платформ для контрейлеров. Приведены способы развития данного вида перевозок в нашей стране. Для анализа и прогнозирования динамики развития контрейлерных перевозок используется имитационное моделирование. Модель позволяет оценить влияние различных факторов на развитие отрасли, а также разработать сценарии для оптимизации транспортных процессов.

В федеральной рабочей программе по информатике для XI класса (углубленный уровень) указано на необходимость рассмотрения вопросов построения имитационных моделей, предусмотрено выполнение практических работ на моделирование движения и обработку результатов эксперимента. Интересным и понятным для школьников является разработка и анализ имитационных моделей, связанных с организацией дорожного движения. Реализовать указанные модели можно в среде AnyLogic, для чего целесообразно предложить школьникам построить модель знакомого им перекрестка и проанализировать: при какой интенсивности движения транспорта нет необходимости устанавливать светофор, когда светофор необходим, какие временные фазы работы светофора обеспечивают наибольшую пропускную способность перекрестка. В статье описаны алгоритмы создания моделей нерегулируемого и регулируемого перекрестков; представлены задания на анализ пропускной способности перекрестка при различных значениях количества автомобилей на каждом направлении движения в час; даны задания на оптимизацию фаз работы светофора для увеличения пропускной способности перекрестка; приведены примеры тем проектов для организации самостоятельной работы учащихся.

Обоснование. Многие современные системы связи работают по каналам с межсимвольной интерференцией. В этом плане представляет интерес сравнительный анализ алгоритмов поэлементного приема при работе в таких каналах.

Цель. Целью данной работы являются характеристики качества субоптимальных демодуляторов на основе правила обобщенного максимального правдоподобия и демодуляторов на основе линейных выравнивателей.

Методы. Для получения этих характеристик качества был использован метод имитационного компьютерного моделирования. При моделировании были использованы модели однолучевого и двухлучевого канала связи при повышенной удельной скорости манипуляции (быстрее чем скорость Найквиста).

Результаты. Были рассмотрены оптимальные и субоптимальные алгоритмы переборного типа, а также алгоритмы на основе линейных выравнивателей. Получены характеристики качества на основе имитационного компьютерного моделирования.

Заключение. Результаты имитационного моделирования показали, что применение обратной связи по решению улучшает помехоустойчивость переборных алгоритмов, несмотря на эффект размножения ошибок. Демодуляторы на основе линейных выравнивателей имеют характеристики качества, сопоставимые с демодуляторами переборного типа. При этом также наблюдалось положительное влияние обратной связи по решению.

Одной из актуальных задач логистики сегодня является задача прогнозирования загруженности складского помещения и выбора оптимальной емкости складского помещения. В настоящей статье поставлена и решена задача разработки и апробации модели динамики загрузки склада, позволяющей учесть вероятностные характеристики потоков поступления и оттока груза со склада. В качестве исследуемого параметра в модели рассмотрен один из показателей загрузки склада – объем складируемого груза, как функция времени. Объем складируемого груза в каждый момент времени зависит от объема накопленных ранее грузов, поступлений груза на склад и оттока (выдачи) груза со склада. Указанные зависимости положены в основу имитационной модели для оценки динамики объема загрузки склада. Потоки поступления и оттока грузов со склада моделируются в общем случае как нестационарные случайные процессы. Для реализации модели применяется метод статистического моделирования Монте-Карло. Требуемую емкость склада предлагается определять с использованием доверительной вероятности обработки всего объема поступающего груза. Проведены вычислительные эксперименты. Применение разработанного инструментария позволяет получить выборки возможных значений загрузки склада для каждого момента времени, оценить закон распределения возможных значений загрузки склада для каждого момента времени, получить точечные оценки параметров, оценить требуемую емкость склада.Одной из актуальных задач логистики сегодня является задача прогнозирования загруженности складского по-мещения и выбора оптимальной емкости складского помещения. В настоящей статье поставлена и решена задача разработки и апробации модели динамики загрузки склада, позволяющей учесть вероятностные характеристики потоков поступления и оттока груза со склада. В качестве исследуемого параметра в модели рассмотрен один из показателей загрузки склада – объем складируемого груза, как функция времени. Объем складируемого груза в каждый момент времени зависит от объема накопленных ранее грузов, поступлений груза на склад и оттока (выдачи) груза со склада. Указанные зависимости положены в основу имитационной модели для оценки динамики объема загрузки склада. Потоки поступления и оттока грузов со склада моделируются в общем случае как нестационарные случайные процессы. Для реализации модели применяется метод статистического моделирования Монте-Карло. Требуемую емкость склада предлагается определять с использованием доверительной вероятности обработки всего объема поступающего груза. Проведены вычислительные эксперименты. Применение разработанного инструментария позволяет получить выборки возможных значений загрузки склада для каждого момента времени, оценить закон распределения возможных значений загрузки склада для каждого момента времени, получить точечные оценки параметров, оценить требуемую емкость склада.

Активизация хозяйственной деятельности компаний по добыче нефти и газа в Арктическом регионе существенно повышает риск негативного воздействия на окружающую среду, что обусловливает необходимость компенсации вероятного ущерба хозяйствующими субъектами. Одним из факторов риска являются аварийные разливы нефти и нефтепродуктов. Особенность аварийных разливов состоит в слабой прогнозируемости, что создает определенные трудности при оценке их последствий и разработке превентивных мер. Имеющиеся прогнозные методики строятся на вероятностной оценке факторов риска разливов, что требует специальных полевых исследований, наличия статистической информации. В работе рассматриваются основные подходы к экономической оценке ущерба окружающей среде, обосновывается необходимость учета арктической специфики. Цель исследования состоит в определении значения наиболее вероятного вреда (ущерба) почвам от аварийных разливов нефти с применением имитационной модели. Наибольшую актуальность данные исследования будут иметь для тех территорий, где площадь нарушенных по причине аварийных разливов нефти и нефтепродуктов земель, согласно имеющимся статистическим данным, наиболее значительна или существенно возросла за последние несколько лет. В Арктическом регионе таким объектом является Усинский район Республики Коми, на примере которого и произведена оценка потенциального ущерба для трех вариантов с различными степенями загрязнения. Результаты исследования позволяют рассматривать потенциальный ущерб как реализацию (с определенными вероятностями) нескольких сценариев, при которых он принимает различные значения. Полученные результаты могут быть использованы недропользователями при разработке мер предупредительного характера, а также контролирующими органами для определения сумм исков компаний.

В данной работе рассматривается применение задачи о назначениях в распределенной вычислительной системе кредитной организации. Постановка задачи для данной системы отличается от классической задачи о назначениях. Разработан итерационный алгоритм решения данной задачи. Проведены вычислительные эксперименты с использование Microsoft Excel.

В статье рассматривается оптимизация производственного процесса на основе имитационного моделирования в программном продукте Arena Rockwell. Разработана имитационная модель текущего процесса “AS-IS”. На основе параметров оптимизации - максимальная загрузка оборудования, минимальное количество единиц оборудования, разработана целевая модель процесса “ТО- ВЕ”. В результате имитационного моделирования при рассмотрении процессов были установлены параметры: коэффициент использования станков, средняя продолжительность пребывания деталей в производственном процессе, среднее число деталей в очереди, среднее время пребывания деталей в очереди, прибыль и убытки при реализации производственного процесса. Полученные результаты моделирования позволили рекомендовать поточную линию на основе группового технологического процесса обработки деталей. Это позволит повысить экономическую эффективность производственного процесса в 1.36 раза при сокращении количества используемого оборудования на 16 единиц по сравнению с индивидуальными (единичными) технологическими процессами обработки деталей.

В работе рассматривается применение имитационного моделирования для оптимизации процессов производства катализаторов. Рассматриваются формулировка и решение задача по построению имитационной модели на базе производства. На основе построенной модели проведено несколько экспериментов. Выполнен анализ результатов.

В работе рассмотрено решение задачи планирования «последней мили» на примере омского предприятия, занимающегося поставкой продовольственных товаров на собственные точки сбыта. В ходе решения задачи были выделены кластеры для определения зон доставки, построены оптимальные маршруты развозки продукции для каждого из них и построена имитационная модель. С помощью модели получена оптимальная последовательность обслуживания кластеров. Вычислительный эксперимент показал, что такой подход к решению задачи является перспективным.

В статье представлено методическое обеспечение лабораторно-практических занятий для изучения вероятностных закономерностей со студентами первых курсов в транспортном вузе. Выделяются различия в требованиях к уровню подготовки специалистов и бакалавров. Изучение понятия вероятности события осуществляется с использованием имитационного моделирования с помощью системы компьютерной математики Mathcad . Формирование общекультурных компетенций специалистов и бакалавров техники и технологии наземного транспорта в рамках дисциплины «Математика» создает условия для вовлечения их в учебно-исследовательскую деятельность.