Авторы

Когнитивное моделирование в анализе структурного взаимодействия экологических процессов Северного Каспия

Динамически переопределяемые системы в моделировании двух популяционных процессов с пороговыми эффектами

Предложен метод построения динамически переопределяемых структур для моделирования резких изменений в биологических процессах. Метод предусматривает анализ сценариев с управляющим воздействием, направленным на оптимизацию прибыли от эксплуатации биоресурсов. Ситуации описываются дифференциальными уравнениями, численно решаемыми на смежных интервалах времени. Состояние набора предикатов управляет выбором динамически переопределяемых коэффициентов. Сравнения предикатов проводим из расчета усредненных индивидуальных показателей поколений. Пороговые состояния в динамике численности популяции становятся следствием выделения событий как особых неравновесных состояний, меняющих алгоритм регуляции. Способ позволяет реализовывать опасные качественные изменения в сценариях управления биоресурсами, когда внезапно теряются устойчивые режимы их существования. Для практических задач алгоритмически реализованы вычислительные сценарии для двух разных процессов, таких как коллапс рыбных запасов при экспертном управлении промыслом и стремительная вспышка численности вредителей. Ситуация коллапса популяции рыб в сценарии с управлением развивается из двух этапов и является последствием стремления к оптимизации эксплуатации при неопределенности в оценках экспертами состояния объекта промысла. Для подтверждения актуальности моделей приведены сравнения с графиками развития двух реальных процессов: спонтанного популяционного взрыва и кризиса запасов при оптимизации промысла. Читать дальше...

Моделирование сценария экстремального увеличения заражений после затухания волн осциллирующей эпидемии SARS-CoV-2

Анализ эпидемических процессов – одна из старейших задач для применения методов моделирования в области исследования состояния социума. При наличии многих подходов к разработке эпидемических моделей не удалось своевременно получить приемлемый прогноз продолжающегося зимой 2024 г. распространения коронавируса. C новыми волнами обновленный вирус вернулся в очередной раз после объявления победы над инфекцией. Определены возможности и проблемы камеральных структур на основе модификаций SIR-моделей на современной стадии эпидемии продолжающего мутировать вируса. Общемировая динамика заражений изменила режим колебаний дважды: после пика весны 2022 и зимой 2024 г. После глобальной волны Omicron локальные эпидемии приобрели асинхронный характер по признакам образования и затухания серий волн. Частота появления отдельных пиков заражений существенно различалась в регионах уже в 2020 г. В некоторых странах развивались частые короткие волны большой амплитуды. Сценарии классифицированы по характерным признакам их нелинейной динамики. Предложен метод моделирования резкого развития распространения вируса на основе уравнений c функциями пороговой регуляции, описывающих варианты образования вспышек заражений и ситуативных демпфирующих функций, определяющих форму осциллирующего затухания для числа заражений. Затухающий тренд после первичной волны в модели прерывается событием массового заражения, которое индуцирует вспышку заражений и далее новый по характеристикам режим затухания флуктуаций. B вычислительном эксперименте имитирован вариант развития экстремального пика после стадии затухания волн локальной эпидемии как бифуркационный сценарий реактивации волн активности SARS-CoV-2, обусловленной эффектом от одного массового заражения. Читать дальше...