№ 110 (2024)
Системный анализ
Анализ эффективности интеллектуализации управления воздушными судами на уровне авиатранспортной системы
Аннотация
Автоматизация управления воздушными судами позволяет повысить безопасность полетов, доступность авиаперевозок, качество авиатранспортных услуг и снизить воздействие на окружающую среду. Однако для повышения степени автоматизации потребуются и значительные затраты на разработку и внедрение соответствующих систем. Для того чтобы можно было принимать решение о приоритетности разработки тех или иных технологий автоматизации управления ВС, необходимо оценивать их эффективность в комплексе. Предложен методический инструментарий, который позволяет оценивать эффективность таких технологий с экономической точки зрения с учетом изменения стоимости оплаты труда пилотов при внедрении технологии и прочих затрат. С помощью предложенного инструментария проведен анализ условий эффективного внедрения интеллектуальной автоматизации управления воздушными судами на уровне авиатранспортной системы. То есть производится поиск таких значений пассажирооборота, когда емкость рынков, которые открывают новые технологии, ненулевая при сопоставлении зависимостей. Одна из зависимостей показывает, при каких максимальных значениях стоимости пассажирокилометра пассажиры будут совершать определенный объем перелетов, а вторая – минимально приемлемую стоимость пассажирокилометра, при которой авиапроизводители готовы поставлять воздушные суда, позволяющие совершить заданный объем перелетов. Сделан вывод, что повышение степени автоматизации управления ВС будет оправдано с ростом масштабов рынка авиационных работ и услуг.
Управление большими системами. 2024;(110):6-41
6-41
Методы локального и интегрального многоуровневого агрегирования оценок объектов, измеренных в разнотипных шкалах
Аннотация
В задачах многокритериального оценивания и выбора объектов с многоуровневой структурой исходные данные, характеризующие объекты, как правило, измерены в разнотипных шкалах. В связи с этим применение аддитивной свёртки для концевых критериев иерархического дерева, отражающего многоуровневую структуру объектов, корректно только для оценок объектов, представленных или преобразованных к единой однородной шкале. В статье введено понятие «вес» в количественной шкале отношений критерия -го уровня иерархического дерева, определяемого через сумму весов подкритериев -го уровня. В этом случае применение процедуры вычисления глобальных нормированных весов, которые принято называть коэффициентами, на каждом уровне иерархии через мультипликативную свёртку локальных коэффициентов, лежащих на пути от корневой вершины, корректно. Предлагаемый метод локального агрегирования оценок объектов с многоуровневой структурой обладает важным свойством, а именно: адекватностью упорядочений объектов в любой вершине иерархической структуры критериев относительно вычисления агрегированных оценок в количественной, порядковой (ранговой) шкале. Показано, при каких условиях интегральный метод агрегированных оценок по глобальным коэффициентам концевых критериев совпадает с локальным. Достоинствами локального метода являются наглядность, возможность понимания и контроля промежуточных результатов аналитиками, бо́льшая объективность вычисленных оценок в корневой вершине иерархического дерева. Суть методов и их сравнение показана на примере многокритериального оценивания информационных материалов.
Управление большими системами. 2024;(110):42-67
42-67
Комплексная оценка информационных рисков. i: краткий обзор подходов и методов
Аннотация
Сложные информационные системы (в частности, системы Интернета вещей) характеризуются различными видами неопределённости. Среди них можно выделить неопределённость значений отдельных факторов оценки состояния системы в целом, неопределённость взаимного влияния элементов системы друг на друга, а также неопределённости зависимости риска системы в целом от значений локальных рисков как характерные для этого класса систем. Существующие методы оценки информационных рисков сложных систем не учитывают перечисленные типы неопределённости одновременно. В то же время, поскольку именно неопределённость является причиной отклонения системы от целевого режима функционирования, необходимость учитывать хотя бы основные её виды при оценке рисков очевидна. Предлагаемая статья содержит краткий обзор существующих подходов к оценке рисков информационных систем, а также анализ возможности учета перечисленных выше видов неопределенности в рамках каждого из них. По итогам анализа в качестве перспективного был выбран метод комплексной оценки, изначально разработанный для механизма комплексного оценивания организационных систем и в последние годы все чаще использующийся для оценки рисков, в том числе в информационных системах.
Управление большими системами. 2024;(110):68-86
68-86
Математическая теория управления
О перераспределении целей между перехватчиками в динамической задаче коммивояжёра
Аннотация
Рассматривается динамическая задача коммивояжёра (ДЗК) с прямолинейно и равномерно движущимися целями. Параметры закона движения целей, такие как начальное положение, скорость и направление, считаются заранее известными. В иностранной литературе для подобной задачи употребительно название "moving-target traveling salesman problem" (MTTSP). В рамках общей постановки рассмотрена частная подзадача -- задача о перераспределении целей между двумя коммивояжёрами (перехватчиками). В качестве критерия оптимальности исследуется временной критерий, т.е. наибольшее из времён работ двух перехватчиков. Полагая известным оптимальный план обхода целей для одного перехватчика, ставится задача о поиске оптимального плана для каждого из двух при заданной исходной конфигурации целей. Тем самым исследуемая в работе в рамках MTTSP подзадача отличается от общей постановки наличием дополнительной информации. Для этой постановки предложены два алгоритма перераспределения целей, проведен их статистический анализ и представлены результаты их работы. Первый из алгоритмов более точен, т.е. характеризуется меньшей средней ошибкой, но более длителен в исполнении. Второй алгоритм демонстрирует более быструю работу за счёт уменьшения точности.
Управление большими системами. 2024;(110):87-112
87-112
Анализ и синтез систем управления
Модель доступности на основе теории сетевого исчисления для потоковой системы обработки данных
Аннотация
Анализируется проблема проектирования системы с учетом доступности для цифровых вычислительных систем, ориентированных на потоковую обработку данных. Доступность рассматривается в контексте модели «конфиденциальность, целостность доступность (КЦД)» информационной безопасности. Доступность характеризуется тем, что она является оценкой временных свойств системы, ее функции или компонента в заданных условиях в конкретный момент времени. Для оценки доступности предложена трехуровневая референтная модель, связанная с различным представлением системы на архитектурном и функциональном уровне. Рассмотрена реализация модели в рамках теории сетевых исчислений (ТСИ), что позволяет рассчитать предельные (консервативные) оценки временных параметров в системе. Показана применимость модели с ТСИ в инженерной практике для анализа доступности в распределенных цифровых вычислительных системах с конкурентной обработкой потоковых данных. Полученная оценка доступности может быть использована для диагностики отклонений поведения системы в результате ошибок или враждебных действий злоумышленника, а также при проектировании для обоснования архитектуры и характеристик компонентов системы.
Управление большими системами. 2024;(110):113-148
113-148
Информационные технологии в управлении
Разработка метода управления беспилотной авиационной системой с учетом кода ip в задаче транспортировки грузов
Аннотация
Статья посвящена разработке метода управления беспилотной авиационной системой с учетом кода IP в задаче транспортировки грузов. Проводится короткий обзор работ, посвященных методам и алгоритмам группового управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) при транспортировке грузов. Предлагаются новые математические модели и метод управления гетерогенной группой БПЛА в задаче транспортировки грузов. Основой для их разработки служит учет кода IP для формирования метеорологических ограничений маршрутной сети. Первая и вторая характеристические цифры кода IP позволили определить ограничения влияния дождя, снега и снежной крупы. Отмеченные явления могут нести серьезные последствия для БПЛА, осуществляющих полёт, приводить их к различного рода неисправностям. Лицо, принимающее решение (ЛПР), может осуществлять выбор БПЛА для выполнения миссии с необходимыми показателями цифр кода IP, тем самым осуществляя реконфигурацию беспилотной авиационной системы (БАС), и формировать более эффективные с точки зрения управления решения. Проводится вычислительный эксперимент, подтверждающий данное утверждение. Для рассмотренных районов применение нового метода, учитывающего код IP для БПЛА, позволяет улучшить оценку эффективности по сравнению с существующим методом.
Управление большими системами. 2024;(110):149-180
149-180
Сетевые модели в управлении
Анализ терминологической структуры теории управления
Аннотация
Словарь основных понятий научной области важен для стандартизации терминологии, а также для поддержки образования и междисциплинарных исследований, он способствует взаимопониманию и эффективной коммуникации в этой области. В области теории управления экспертами ИПУ РАН разработана система основных понятий, которая включает 1047 терминов (для каждого предоставляется название, перевод и описание со ссылками на другие термины). Цель настоящего исследования заключается в анализе взаимосвязей между ключевыми сетевыми характеристиками этой системы понятий и в валидации разработанного словаря с точки зрения его системности и принципов выделения понятий: иерархичности, сбалансированности, значимости и модульности. В работе подтверждено соблюдение иерархичности терминов от общего к частному. Найдены четко определенные группы в сети терминов и установлена иерархическая структура связей между группами. При движении по иерархии сверху вниз обнаружено уменьшение структурной значимости терминов и увеличение сложности как в целом, так и в отдельных группах терминов (что отражает модульность и сбалансированность). Подтверждена значимость терминов на основе статистики их встречаемости в корпусе текстов по теории управления.
Управление большими системами. 2024;(110):181-210
181-210
Управление в социально-экономических системах
Оптимизация кредитного портфеля банка с учетом рыночного риска на основе метода множителей лагранжа
Аннотация
Рассматривается проблема формирования оптимального портфеля кредитов коммерческого банка. Предметом исследования является механизм формирования прибыли банка за счет кредитования физических лиц. Актуальность темы исследования обусловлена тем, что в текущее время в условиях увеличивающейся конкуренции на рынке финансовых услуг одной из актуальных задач банков является оптимизация кредитных портфелей. Один из способов решения этой задачи – разработка математической модели, которая позволит эффективно управлять кредитным портфелем и оптимизировать финансовые риски. Разработана оптимизационная модель и также проанализированы статистические данные, на основе которых составляются регрессионные модели, анализируются ограничения, учитываемые в модели. Предложены условия оптимизации кредитного портфеля банка, позволяющие максимизировать прибыль банка. Оптимизационные модели позволяют выбрать такие доли видов кредитования, которые максимизируют совокупную прибыль банка от кредитования физических лиц. Также определен комплекс условий оптимального кредитного портфеля, обеспечивающий ограничение на риск волатильности процентных ставок, который является одним из видов рыночного риска. Приведены результаты численных экспериментов на примере банка ПАО «ВТБ», показывающие экономический эффект от предложенных разработок. Полученные результаты и разработанные модели оптимизации кредитного портфеля могут применяться для планирования банками своей деятельности. Выполненное исследование расширяет научные рамки понимания значимости применения процессов оптимизации при составлении кредитного портфеля банками.
Управление большими системами. 2024;(110):211-234
211-234
Мощь организации: критерий рейтинга
Аннотация
В современных условиях развития цифровой экономики одним из основных инструментов оценки роста и развития организаций становится рейтингование. Его основу составляет анализ совокупности финансовых и нефинансовых показателей их деятельности в интересах прогнозирования потенциальных трендов их развития в будущем. Примерами могут служить рейтинг конкурентоспособности, ведения бизнеса, инновационный рейтинг, кредитный рейтинг, рейтинг инвестиционной привлекательности. Высокие позиции предприятий по указанным рейтингам в основном свидетельствуют об их успешном развитии. В то же время все большую роль играет рейтингование, ориентированное на непосредственную поддержку принятия управляющих экономических решений. Актуальную проблему совершенствования методов рейтингования составляет поиск критериев оценки способности предприятий мобилизовать свои ресурсы для получения эффекта окупаемости инвестиций в их развитие. Данное исследование посвящено разработке теоретико-методологического подхода к рейтингованию организаций как важнейших субъектов экономической деятельности, формирующих ВВП страны. Рассматривается задача определение точек инвестирования. Вводится индикатор «мощь» организации как некоторый обобщающий экономический показатель. Предложена методика расчета индикатора. На фактических данных показывается связь индикатора «мощь» с величиной индикаторов инвестиций (инвестированного капитала) и доходов. Показано, что для крупнейших организаций страны компонента активов играет определяющую роль. Рассмотрена подзадача влияния рассматриваемого индикатора на инвестиционные ресурсы. Предложенная методика проиллюстрирована расчетами по открытым данным российских организаций Федеральной налоговой службы России.
Управление большими системами. 2024;(110):235-265
235-265
Управление техническими системами и технологическими процессами
Оценка качества решений в задачах ассимиляции нейтронно-физических данных: обзор подходов и рекомендации по их применению
Аннотация
Приводится обзор современных подходов к диагностике и оценке качества результатов ассимиляции данных в задачах моделирования нейтронно-физических процессов в объектах использования атомной энергии. Несмотря на широкое применение методов ассимиляции нейтронно-физических данных в последнее время, вопросам диагностики и оценки качества, достоверности и надежности результатов ассимиляции не уделяется должного внимания. В работе систематизированы и описаны все известные метрики и подходы к оценке качества используемых ковариационных данных, показатели информативности и подобия реакторно-физических экспериментов друг другу и в отношении целевого объекта, способы выявления противоречивых экспериментов и диагностики качества решений на основе различных статистических показателей. Обсуждаются области применения различных метрик и подходов, их преимущества и недостатки, а также авторское видение места каждого из показателей и возможная последовательность их применения при реализации процедур ассимиляции в рассматриваемой предметной области. В работе также приводятся рекомендации, направленные на то, чтобы избежать нефизических решений, минимизировать компенсаторные эффекты при корректировке модельных параметров, включая нейтронные константы и технологические параметры, обеспечить возможность вовлечь в анализ эксперименты, носящие противоречивый характер.
Управление большими системами. 2024;(110):266-294
266-294
Перспективы развития модального анализа по ляпунову на основе данных измерений
Аннотация
Для современных электроэнергетических систем (ЭЭС) проблема исследования их устойчивости продолжает быть особо актуальной в связи с тенденциями развития структур генерации и потребления. Модальный анализ по Ляпунову совмещает два подхода к оценке устойчивости систем и ЭЭС в частности: модальный анализ и спектральные разложения функций Ляпунова. Данная работа продолжает исследование возможностей проведения модального анализа по Ляпунову на основе данных об измерениях в системе. Решается задача численной оценки качества работы реализации такого модального анализа в зависимости от используемого метода идентификации и значений его параметров. Работа предлагает метод такой оценки, с его помощью уточняет выводы предшествующей работы и демонстрирует силу влияния нелинейных искажений идентифицируемого сигнала на результат. Также работа предлагает дальнейшие пути развития данного направления.
Управление большими системами. 2024;(110):295-309
295-309
Управление подвижными объектами и навигация
Технология стендовой калибровки тензорных магнитоградиентных измерительных систем
Аннотация
Предложена технология стендовой калибровки тензорной магнитоградиентной измерительной системы. В основе предложенных алгоритмов лежит оценка влияния эталонного магнитного источника, описываемого пространственным распределением скалярного магнитного потенциала, на калибруемый магнитоградиентометр. Разработаны алгоритмы докалибровки векторных датчиков, которые необходимо выполнять в точке с минимальным градиентом магнитного поля или в соленоидальном поле. Разработан алгоритм оценки положения базового датчика, который заключается в последовательных поворотах магнитоградиентной измерительной системы вокруг своего центра при неподвижном калиброванном источнике поля. Разработан алгоритм оценки направления вектора дипольного момента при известном положении датчика относительно источника поля. Разработан алгоритм оценки положения векторных датчиков относительно базового. Разработан алгоритм технологии калибровки тензорного магнитоградиентометра. Реализация описанной технологии калибровки в совокупности с технологией калибровки существующих датчиков магнитной индукции позволила обеспечить калибровку всех параметров магнитоградиентной измерительной системы и определение точного взаимного расположения датчиков и взаимной ориентации всех осей чувствительности.
Управление большими системами. 2024;(110):310-326
310-326