Отправить статью по E-mail Математическая модель для оценки характеристик производительности информационно-измерительных систем медицинского назначения
- Авторы: Дворецкий А.Г.1, Вытовтов К.А.2, Барабанова Е.А.2
-
Учреждения:
- МИРЭА – Российский технологический университет
- Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
- Выпуск: Том 11, № 5 (2024)
- Страницы: 133-141
- Раздел: ИНФОРМАТИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
- URL: https://bakhtiniada.ru/2313-223X/article/view/284859
- DOI: https://doi.org/10.33693/2313-223X-2024-11-5-133-141
- EDN: https://elibrary.ru/CCBXYK
- ID: 284859
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Работа посвящена разработке математической модели для оценки нестационарных характеристик производительности информационно-измерительных систем медицинского назначения, применяемыми в медицине для оценки состояния больных в критических для здоровья и жизни ситуациях. Модель представляет собой однолинейную систему массового обслуживания с конечной очередью, пуассоновским входным потоком и нетерпеливыми заявками, адекватно описывающую функционирование медицинских систем реального времени в том числе в условиях неисправностей и сбоев оборудования. В работе представлена система дифференциальных уравнений Колмогорова, описывающая исследуемую систему массового обслуживания, а также ее решение, основанное на методе матрицы преобразования вероятностей. Получены выражения для нахождения вероятностей состояний системы в произвольный момент времени, а также нестационарные характеристики производительности системы, такие как вероятность потерь, пропускная способность, время переходного режима. Представлены результаты численных расчетов для системы с размером буфера, равного двум пакетам, при различном соотношении интенсивности ухода нетерпеливых заявок из очереди и интенсивности обслуживания.
Об авторах
Артур Геннадьевич Дворецкий
МИРЭА – Российский технологический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: dvoretsky@sumirea.ru
ORCID iD: 0009-0001-5437-1371
аспирант, кафедра индустриального программирования, Институт перспективных технологий и индустриального программирования
Россия, МоскваКонстантин Анатольевич Вытовтов
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Email: vytovtov_konstan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0359-9317
Scopus Author ID: 6603298537
ResearcherId: HKN-7218-2023
доктор технических наук, профессор; ведущий научный сотрудник, лаборатория № 69
Россия, МоскваЕлизавета Александровна Барабанова
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Email: elizavetaalexb@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4372-2946
Scopus Author ID: 56367430200
ResearcherId: F-1095-2017
доктор технических наук, профессор; ведущий научный сотрудник, лаборатория № 69
Россия, МоскваСписок литературы
- Монаков Д.М., Алтунин Д.В. Медицинские информационные системы: современные реалии и перспективы // Российский журнал телемедицины и электронного здравоохранения. 2022. № 8 (4). С. 46–53. doi: 10.29188/2712-9217-2022-8-4-46-53.
- Оппедизано М.Дж.Л., Артюх Л.Ю. Роль медицинских информационных систем в организации системы здравоохранения // FORCIPE. 2022. № 4.
- Богданова А.В., Блюм В.С. Медицинская информационная система для раннего обнаружения дефектов оказания медицинской помощи // УЭкС. 2016. № 12 (94).
- Ансокова М.А., Розанов И.А., Марченкова Л.А. Современные подходы к применению цифровых технологий для реабилитации и дистанционного мониторинга пациентов с постковидным синдромом // Вестник восстановительной медицины. 2023. № 1.
- Намазова-Баранова Л.С., Суворов Р.Е., Смирнов И.В. и др. Управление рисками пациента на основе технологий удаленного мониторинга здоровья: состояние области и перспективы // Вестник РАМН. 2015. № 1.
- Kalid N., Zaidan A.A., Zaidan B.B. et al. Based on real time remote health monitoring systems: A new approach for prioritization “Large Scales Data” patients with chronic heart diseases using body sensors and communication technology // J. Med. Syst. 2018. No. 42. P. 69. doi: 10.1007/s10916-018-0916-7.
- Захаров А.И., Загайнов А.И. Реализация программного комплекса для вычисления фрактальных параметров сложных систем // Интеллектуальные технологии на транспорте. 2015. № 2.
- Еремушкин М.А., Князева Т.А., Малахова Е.В., Макарова О.Г. Применение технологии дистанционного мониторинга состояния здоровья пациентов в программах медицинской реабилитации // Вестник восстановительной медицины. 2022. № 6.
- Вытовтов К.А., Барабанова Е.А. Переходной режим работы оптического коммутатора с дублированием коммутационных элементов в информационно-измерительной системе со скачками трафика // Датчики и системы. 2023. № 6 (272). С. 34–39.
- Осипов Г.С. Системы массового обслуживания с ограниченной длительностью ожидания // Бюллетень науки и практики. 2016. № 12 (13).
- Rubino G. Transient analysis of Markovian queueing systems: A survey with focus on closed forms and uniformization. In: Queueing theory 2: Advanced trends. Wiley-ISTE, 2021. Pp. 269–307.
- Ковалёв И.А., Сатин Я.А., Зейфман А.И. Оценки скорости сходимости и устойчивости для одного класса нестационарных марковских моделей систем с нетерпеливыми клиентами // Системы и средства информации. 2022. Т. 32. Вып. 4. С. 21–31.
- Маталыцкий М.А. Копать Дмитрий Ярославович Анализ в переходном режиме сети с нетерпеливыми положительными и отрицательными заявками различных типов // Вестн. Том. гос. ун-та. Управление, вычислительная техника и информатика. 2018. № 42.
- Рыжиков Ю.И., Уланов А.В. Расчет гиперэкспоненциальной системы обслуживания м/н 2/n-н 2 с заявками, нетерпеливыми в очереди // Вестник Томского гос. ун-та. Управление, вычислительная техника и информатика. 2014. № 2 (27).
- Рыжиков Ю.И., Уланов А.В. Информационное моделирование. Теория и практика: труды VI Всерос. конф. Казань, 2013. С. 339–342.
- Vishnevsky V., Vytovtov K., Barabanova E., Semenova O. Transient Behavior of the MAP/M/1/N // Queuing System Mathematics. 2021. No. 9. P. 2559. doi: 10.3390/math9202559.
- Вытовтов К.А., Барабанова Е.А. Аналитический метод анализа неоднородных непрерывных марковских процессов с кусочно-постоянными интенсивностями перехода // Автоматика и телемеханика. 2021. № 12. С. 90–104. doi: 10.31857/S0005231021120060. EDN: LLBBAY.
- Барабанова Е.А., Вытовтов К.А. Аналитический метод исследования поведения системы массового обслуживания при скачкообразно-изменяющихся потоках информации // Физические основы приборостроения. 2021. Т. 10. № 1 (39). С. 36–47. doi: 10.25210/jfop-2101-036047. EDN: SWSDTE.
- Бусарев М.И., Кирпичников А.П., Флакс Д.Б. Одноканальная система массового обслуживания с ограниченным средним временем пребывания заявки в системе в целом // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 22.
- Barabanova E., Vytovtov K., Vishnevsky V., Khafizov I. Analysis of functioning photonic switches in next-generation networks using queueing theory and simulation modeling // Communications in Computer and Information Science. 2023. Vol. 1748. Pp. 356–369.
Дополнительные файлы
