Архив номеров

Эффективность функционирования современных городов зависит от уровня развития и связности больших пространственно-распределенных систем, таких как городская застройка, улично-дорожная сеть, инженерные и информационно-коммуникационные сети. Согласованность структур таких систем будет непосредственно влиять на доступность для жителей инфраструктурных объектов. Структуры городских ­ПРС развиваются под влиянием природных, исторических и антропогенных факторов, демонстрируя признаки статистического самоподобия, характерные для стохастических фрактальных объектов. Поэтому применение методов фрактальной геометрии к исследованию динамики развития и самоорганизации городских ­ПРС имеет значительный потенциал в области планирования и моделирования трансформации городских территорий. Классические подходы фрактального анализа ориентированы на изучение общих закономерностей и глобальных характеристик ­ПРС на городском уровне. Такие данные полезны для стратегического и тактического планирования, но для формирования объективной картины на уровне внутригородских территориальных единиц их недостаточно. Для преодоления этого ограничения предлагается выполнить пространственную дискретизацию исследуемой ­ПРС и получить двумерную карту пространственных фрактальных данных, которые можно эффективно картографировать. В развитие к картограммам, реализованным в методе ­DCFA, предлагается технология построения картосхем, отражающих распределение количественных оценок фрактальной размерности в исследуемой городской ­ПРС. Для количественной оценки согласованности предлагается использовать карту различий между пространственными данными исследуемых систем. Также предложена процедура вычисления эффективного ряда размеров ячеек для реализации алгоритма box-counting. Приведен пример анализа согласованности улично-дорожной сети и городской застройки для Зеленограда по предложенной методике.

В условиях интенсивного роста объемов электронной коммерции и увеличения числа возвратов актуальность приобретает задача повышения эффективности управления логистической деятельностью, включающей как прямые, так и реверсивные потоки товаров. Особой сложностью характеризуются реверсивные процессы, что вызвано необходимостью определения реальных причин возвратов, которые непосредственно определяют выбор узлов маршрута. Целью статьи является разработка мультимодельного метода ситуационного управления логистическими потоками в электронной коммерции, отличающегося комплексным решением взаимосвязанных задач анализа клиентских обращений по возвратам и многокритериальной маршрутизации материальных потоков. Для классификации причин возвратов использовался интуиционистский нечеткий случайный лес, позволяющий учитывать неопределенность, неполноту и противоречивость клиентских данных за счет применения интуиционистских нечетких множеств и ансамбля деревьев решений. Для оптимизации маршрутов как в прямой, так и в реверсивной логистике применялся алгоритм дождевых червей, отличающийся сбалансированным подходом к глобальному и локальному поиску с помощью двух механизмов воспроизводства и мутации Коши. Предложенный мультимодельный метод реализован в виде программного продукта на языке Python, который интегрирован с корпоративными информационными системами и хранилищем данных. Результаты его тестирования показали, что совместное применение инструментов обработки текстовых данных, интуиционистского нечеткого случайного леса и алгоритма дождевых червей позволяет выстроить эффективную систему управления логистической деятельностью: анализ клиентских обращений и оптимизация маршрутов обеспечивают снижение операционных затрат на обработку возвратов, а накопленная статистика их причин создает основу для превентивной корректировки товарной политики и повышения процента выкупа товаров.

При рассмотрении движения статически неустойчивых объектов, примером которого является киберфизическая система в виде экзоскелетного семизвенного механизма, значительную роль играет решение проблемы сцепления с опорной поверхностью при ходьбе антропоида, поскольку в процессе движения условия эксплуатации меняются: чередуются фазы ходьбы, изменяются характеристики опорной поверхности, действуют внешние возмущения. Для повышения устойчивости движения и обеспечения отсутствия проскальзывания необходимо принимать во внимание особенности движения стоп, поэтому наличие весомых инерционных стоп обеспечивает новизну и актуальность предложенной модели. В работе представлена модель киберфизической системы экзоскелетного механизма, движущаяся в вертикальной плоскости и создающая предпосылки для реализации ситуационного подхода к управлению движением. Модель включает семь подвижных звеньев, соединенных шарнирами, что обеспечивает максимальное приближение модели к реальному экзоскелету. Целью исследования является разработка и описание алгоритмов проектирования управления движением экзоскелетного механизма программным методом с учетом ситуационных параметров, с применением ранее разработанного метода управления роботизированным антропоидным механизмом в виде программных движений. Апробирование разработанных алгоритмов проводилось в среде Wolfram Mathematica с использованием инструментов математического моделирования, численных методов и визуализации. В ходе исследования разработана модель экзоскелетного механизма, который совершает движение в вертикальной плоскости. Механизм включает семь звеньев, в том числе подвижные весомые стопы. Для описания разработанной модели используются значения углов поворота, которые образуются между подвижными звеньями. Для составления системы дифференциальных уравнений используются матрицы поворота осей координат, этим обуславливается оригинальность предложенной модели. Разработана математическая модель представленного звена экзоскелетного механизма и алгоритмы решения прямой и обратной задач динамики для нее. Создана подпрограмма для визуализации движения, которая позволяет демонстрировать процесс движения рассматриваемой модели в соответствии с заданными функциями. Показана необходимость учета ситуационных параметров при эксплуатации экзоскелета. Описана актуальность применения методов нечеткой логики, нейронных сетей для оптимизации моделирования при адаптации к условиям неопределенности окружающей среды.

Предложена теоретико-игровая модель олигополии при рефлексивном поведении игроков в случае объемных предположительных вариаций. Модель обобщает два варианта типов представления игроков – симметричный и ассиметричный, что позволяет более гибко описать прогнозы относительно действий конкурентов и изучить более широкий спектр вариантов рыночного равновесия. В случае симметричных представлений модель исследуется с точки зрения влияния ранга рефлексии и количества игроков, позволяя выявить зависимость равновесий от глубины стратегического мышления игроков. При ассиметричных представлениях модель анализируется в зависимости от типа этих представлений и количества игроков. Целью исследования является разработка способов вычисления предположительных вариаций как при симметричных, так и при ассиметричных типах представления игроков. В отличие от существующих методов вычисления предположительных вариаций, не учитывающих взаимовлияния числа игроков, глубины и типа рефлексии, в работе получены новые результаты для случая линейных функций спроса и издержек, которые имеют важное прикладное значение, позволяют рассчитывать игровые равновесия при произвольном ранге рефлексии и произвольном количестве игроков, также учитывая тип представления анализируемого игрока, что расширяет инструментарий для моделирования реальных рыночных ситуаций. Таким образом, проведенное исследование вносит существенный вклад в развитие теории рефлексивных игр, предлагая адекватный математический аппарат для анализа стратегического взаимодействия в условиях олигополии с учетом разнородных ожиданий игроков, что необходимо для прогнозирования рыночной динамики. Для наглядной интерпретации полученных аналитических результатов были представлены графические интерпретации закономерностей изменения предположительных вариаций, на основе которых сформулированы выводы.

Предложен интервальный метод целевого перемещения решения (Interval Method of Target Solution Displacement), ориентированный на решение задач в динамично изменяющихся системах ситуационного планирования, работающих в условиях ограниченной информационной неопределенности. Входные и выходные данные таких задач представлены в виде вещественных сегментов. Наилучшее приближение к реализуемому решению может быть найдено с помощью ­IMTSD и при несовместной системе ограничений. Пошаговый интерактивный процесс человеко-машинного поиска решений в режиме вычислительного эксперимента позволяет эксперту (или интеллектуальному роботу) анализировать нарушения ограничений; оценивать реализуемость и эффективность решений; вводить директивы, управляющие поиском («увеличить», «уменьшить», «зафиксировать» правые части выбранных ограничений); регулировать приоритеты выбранных ограничений и уровни прикладной точности данных и решений; изменять постановку задачи путем добавления/удаления ограничений, изменения числа основных переменных и обновления коэффициентов ограничений. Постановка задачи может быть уточнена на любом шаге поиска решения на основе анализа промежуточных результатов и обновляющихся портретов ситуаций (целевой, текущей и достигнутой). На всех этапах ­IMTSD работает не с границами, а с вещественными сегментами как целостными объектами. Метод позволяет объединить экспертные знания предметной области (представляемые в форме обязательных и направляющих требований к решению) с формализованным пошаговым поиском реализуемых решений. Численные эксперименты показали высокую эффективность ­IMTSD при решении сложных задач ситуационного планирования в условиях ограниченной неопределенности. Приведен пример применения ­IMTSD для решения задачи распределения ресурсов в условиях чрезвычайной ситуации. ­IMTSD рассматривается как вклад в методологический арсенал технологий решения практически значимых интервальных линейных задач ситуационного планирования.

Рассматривается проблема распознавания движений и положений тела человека путем анализа данных, получаемых с инерциальных измерительных модулей с помощью искусственных нейронных сетей. Особенностью данного исследования, в сравнении с другими, является использование для анализа движений значений только 5 угловых координат, заданных плоской пятизвенной моделью человека. Кроме того, помимо ходьбы, анализируются движения при выполнении спортивных упражнений, при этом распознаются как продолжительные, так и кратковременные движения (например, начало ходьбы или присаживание на стул). Распознавание движений используется в человеко-машинном интерфейсе, а также в спорте для оценки количества и техники выполнения упражнений. Анализ движений также применяется в медицине, например в процессе лечения болезни Паркинсона. Цель исследования заключается в разработке способа распознавания кратковременных и продолжительных движений по данным с инерциальных носимых сенсоров, не учитывающего положение тела вокруг вертикальной оси, с точностью распознавания свыше 98 %. На теле человека посредством эластичных ремней крепятся 5 измерительных модулей. Один модуль размещается на груди человека, остальные закрепляются на боковых сторонах бедер и голеней. В каждом модуле используется микроэлектромеханический датчик ­MPU-6050, имеющий специализированный цифровой сигнальный процессор для обработки движений (­DMP), используемый для осуществления предварительной обработки и фильтрации данных, поступающих непосредственно с трехосевого гироскопа и акселерометра. Затем данные с модулей по беспроводному каналу связи передаются на приемное устройство и далее на персональный компьютер, где происходит их окончательная обработка и хранение для последующей классификации. В процессе работы собран набор данных, содержащий помимо распространенных состояний (положение стоя и сидя, ходьба) упражнения, в осуществлении которых в первую очередь участвуют мышцы ног (приседания, зашагивания на скамью). С помощью видеосъемки, осуществляемой в процессе захвата движений, на полученных данных размечены участки, на которых совершаются движения. Для классификации движений использовалось несколько конфигураций нейронных сетей (полносвязные, сверточные, а также рекуррентные). Наибольшую точность совместного распознавания продолжительных и кратковременных движений (F1 составила 98 – 99 %) удалось получить с помощью сверточных нейронных сетей. В ходе работы выяснилось, что на точность распознавания влияет длительность анализируемого фрагмента движения. Указанной точности удалось добиться при использовании двухсекундных фрагментов записи.

Оценка экономической эффективности использования цифровых активов в производственных процессах важна как для самих промышленных предприятий, так и для органов государственной власти, осуществляющих мероприятия по стимулированию внедрения предприятиями цифровых технологий, а также для институтов развития при отборе проектов в рамках программ технологического развития. Цель исследования заключалась в разработке эконометрической модели оценки эффективности использования цифровых активов, позволяющей количественно оценить их влияние на производительность труда и операционные издержки на основе панельных данных российских предприятий обрабатывающей промышленности за 2019 – 2024 гг. Проведена статистическая проверка спецификации и качества построенных моделей панельной регрессии с применением формальных статистических тестов (Хаусмана, Бреуша – Пагана, ­VIF). Полученные оценки позволяют количественно интерпретировать влияние цифровых активов на динамику ключевых показателей производственной эффективности. Определена сущность цифровых активов как совокупности используемых предприятием цифровых ресурсов и технологий, обеспечивающих автоматизацию операций анализа данных, прогнозирования и поддержки принятия решений. Для построения модели разработан авторский интегральный индекс цифровых активов, учитывающий инвестиционную, технологическую, аналитическую и интеграционную составляющие. При написании статьи применялись методы обобщения и классификации, сравнительного и эконометрического анализа. Сделан вывод о практической значимости и потенциальных пользователях разработанных моделей, направлениях их дальнейшего совершенствования.

Рассмотрение рукописей статей в научных журналах часто осложняется недостаточно тщательной подготовкой представленного материала. Помимо причин неустранимого характера, обусловленных низким содержательным (научным) уровнем работы и отсутствием в ней существенных итогов, немалую лепту вносят недостаточное знакомство авторов с существующими канонами и правилами организации текста статьи и стиля изложения. Несмотря на то что единый стандарт, не зависящий от специфики конкретных областей научных знаний, культурной среды и традиций издания, невозможен, построить некую «несущую конструкцию», которая задавала бы вектор приложения созидательных усилий автора для построения информационного образа научного результата, полученного исследователями, вполне реально. В работе излагаются концептуальные основы подхода к проектированию рукописи, который обладает достаточной общностью и отвечает требованиям адекватной экспозиции ключевых результатов научных исследований, предлагаемых авторами вниманию научного сообщества. За базовое ограничение принимается тематика работ, которую можно идентифицировать как разработку новых математических методов и инструментария, предназначенных для решения практических задач в различных областях деятельности. С учетом указанной специфики научной ориентации работ и, соответственно, профиля научного журнала, а также принятой в конкретной редакции технологии работы с заявками постулируются базовые концепции, формулируются методические правила по наиболее существенным пунктам и приводятся нормативные маркеры, помогающие авторам в вопросах структурной организации рукописи, выбора стиля изложения и средств оформления. Предлагаемый материал представляет собой итог обобщения и систематизации продолжительного опыта практической работы авторов, непосредственно связанной с публикацией работ по обозначенной научной тематике.