Агентное моделирование является перспективным инструментом исследования коллективного поведения и обладает высоким потенциалом для повышения эффективности групповой работы. С помощью агентных моделей может решаться целый ряд задач поддержки групповой работы, включая подбор состава команды, формирование рекомендаций протоколов работы и многие другие. В статье предлагается агентная модель для исследования влияния характеристик формального лидера на работу группы при коллективном принятии решений. Сама задача моделируется как максимизация некоторой «сложной» функции, осуществляемая совместно группой агентов. Каждый агент может исследовать проблемное пространство самостоятельно и сообщать другим агентам о результатах такого поиска. Консолидированное групповое решение формируется и уточняется на основе индивидуальных результатов, полученных агентами, при этом в моделируемом протоколе особую роль играет результат формального лидера группы. С помощью вычислительного эксперимента оцениваются влияние собственных поисковых способностей («интеллекта») лидера, его предрасположенности к коммуникации («разговорчивости») и степени влияния на эффективность группового решения. Результаты моделирования показали, что в рамках используемого протокола согласования в случае, когда степень влияния лидера ограничена, его низкие поисковые способности не оказывают существенного воздействия на эффективность находимого группой решения. В случае высокого влияния - появляется риск принятия неэффективных решений. Сам по себе полученный результат хорошо согласуется с практикой и является достаточно интуитивным. Однако, более важно то, что он показывает, что даже достаточно простые агентные модели позволяют исследовать особенности групповой работы и могут быть использованы для оценки протоколов такой работы, формирования правил совершения коллективных действий и, в целом, для поддержки эффективной работы групп.
Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии
2023. — Выпуск 3
Содержание:
Знание математической модели гидроакустических сигналов, ожидаемых при приёме на антенну, работающую в режиме шумопеленгования в мелком море, позволяет решать задачи синтеза алгоритмов пространственно-временной обработки сигналов, целью которых является решение задачи первичного обнаружения, разрешения и оценивания параметров морских объектов. Ожидаемый сигнал, называемый нами также волновым пакетом - это поле звуковых давлений на приёмниках антенны, создаваемое естественным шумоизлучением морского объекта. В статье рассматриваются вопросы, касающиеся проблем при использовании существующих моделей сигналов, описываемых с использованием собственных функций волновода. Основные проблемы: сложность получения информации о параметрах волновода (состав грунта, рельеф дна, профиль скорости звука и т. п.); случайные изменения параметров волновода из-за различных неоднородностей. Предложен подход к разработке моделей сигналов, при котором учитывается информация только о частотно-зависимых коэффициентах затухания и фазовых скоростях мод (нормальных волн). Принято, что морской объект излучает белый шум, а коэффициенты возбуждения и начальные фазы мод равновероятны, фазовые скорости флуктуируют по гауссовскому закону. Разработана и верифицирована стохастическая модель пространственно-временного поля давлений ожидаемого сигнала. Установлено, что волновой пакет следует рассматривать как гауссовский случайный процесс. Разработанная модель подходит для использования при любом взаимном расположении морского объекта и антенны (ближняя или дальняя зона), учитывает межмодовые взаимодействия (биения), обусловленные разрешающей способностью антенны, и учитывает флуктуации фазовых скоростей мод. Полученные результаты соотнесены с известными решениями.
Ключевые слова
Многоагентная задача маршрутизации типа коммивояжера является NP-трудной. Для построения приближенных решений важен учет всей имеющейся информации о структуре сети, ограничениях и целях. Выделяется класс задач (характерный для распределения ресурсов в инфраструктурных сетях), в которых введен иерархический порядок вершин. Рассматриваются прикладные задачи многоагентной маршрутизации mTSP на таких сетях с учетом разного уровня иерархии вершин и кластеризации сети (HCmTSP). Построение маршрутов HCmTSP согласовано с естественной кластеризацией сложной инфраструктурной сети. Приводится обзор задач, методов и алгоритмов, основанных на разных эвристиках. Показано, что в зависимости от логистических целей может быть выбран различный тип кластеризации, согласованной с mTSP. Сравниваются результаты вычислительного эксперимента по типам кластеризации и маршрутам. Приводятся результаты синтеза маршрутов двух уровней иерархии. Разработаны и реализованы алгоритмы построения маршрутов mTSP с одним центром (базой) и синтеза двухуровневых маршрутов обхода кластеров и маршрутов TSP на кластерах. В задаче mTSP с одним выделенным центром для построения начальных маршрутов исследуется гибридный алгоритм распределения вершин по кругу в зависимости от угла, с дальнейшим разбиением на кластеры и поиском TSP агентами на каждом кластере. Используются эвристики нескольких муравьиных колоний. В задаче синтеза базовый алгоритм имитации отжига сравнивается с решателем Concorde. Приведены численные результаты для известных тестовых наборов данных и для реальных данных городской инфраструктуры. Работа предназначена для отбора алгоритмов, их тестирования и проведения вычислительных экспериментов и наполнения программного комплекса: построение многоагентных маршрутов в сложных сетях с иерархией вершин.
Ключевые слова
Работа направлена на повышение эффективности управления кибербезопасностью субъектов экономической деятельности (СЭД) за счет организации эффективного мониторинга кибербезопасности (КБ), учитывающего такие особенности его процесса, как неоднородность источников исходных данных мониторинга КБ, их представление в разных форматах данных, их неточность, во многом неопределённость и зашумлённость, а также большое количество событий информационной безопасности (ИБ), обрабатываемых неоднородными компонентами системы мониторинга КБ СЭД. В работе предлагается комплексный двухэтапный метод нечеткой кластеризации событий ИБ, учитывающий оценки критичности событий ИБ и функциональные возможности системы мониторинга КБ СЭД. На первом этапе используется модель кластеризации событий ИБ в системе мониторинга КБ СЭД на основе метода нечетких c-средних. Эта модель позволяет кластеризовать множество событий ИБ на 3 нечётких кластера: нечёткий кластер событий ИБ, являющихся инцидентами ИБ, нечёткий кластер событий ИБ, не являющихся инцидентами ИБ и нечёткий кластер событий ИБ, требующих дополнительного анализа. На втором этапе для уточнения результатов кластеризации событий ИБ, полученных на первом этапе, используется модель кластеризации событий ИБ в системе мониторинга КБ СЭД на основе метода выделения α-ядер нечетких кластеров. Эта модель позволяет выбирать вручную пороги степеней принадлежности событий ИБ нечётким кластерам с учетом дополнительной информации и особенностей обработки событий ИБ в системе мониторинга КБ конкретного СЭД. В работе приводится оценка работоспособности разработанного двухэтапного метода нечеткой кластеризации событий ИБ в системе мониторинга КБ СЭД на конкретном примере. Предложенный подход позволяет повысить эффективность мониторинга КБ СЭД и сократить период времени, необходимый для принятия решения на управление ИБ СЭД за счет комплексного учёта особенностей обработки событий ИБ в системе мониторинга КБ конкретного СЭД.
Ключевые слова
Актуальность исследования обусловлена обеспечением требуемого уровня обнаружения информационно-технических объектов в сложных условиях радиоэлектронной обстановки, а также обеспечение их успешной идентификации. Известные способы обнаружения и идентификации не рассматривают их как n-мерные объекты, функционирующие в различных взаимосвязанных пространствах. Целью работы является определение направлений обеспечения требуемого уровня обнаружения информационно-технических объектов и их последующей идентификации с учетом особенностей их функционирования в киберпространстве. Задача решается применением средств кибернетической разведки во взаимодействии со средствами радиотехнической разведки. В статье рассмотрены перспективы обнаружения и идентификации информационно-технических объектов с учетом формирования 6-го технологического уклада в рамках создания системы всеохватывающих сенсоров, формирования смешанных (гибридных) реальностей и слияние реального и виртуального миров (реализации концепций кибер-мета-вселенных); описаны существующие и перспективные способы обнаружения (оптическое; акустическое; обнаружение по инфракрасному излучению; радиолокационное и гидроакустическое); произведена классификация методов идентификации (по способу построения математической модели, по способу изучения объекта, по способам оперативности получения модели, по виду математической модели), произведена классификация типов моделей, применяемых в системах идентификации; представлены этапы формирования модельного оператора: сбор информативных значений переменных из исследуемой среды об объекте; определение класса моделей; формирование множества моделей; задание критерия оценки; выбор наиболее подходящей модели из множества моделей; сравнение наиболее подходящей модели; определена основная последовательность действий для процедуры идентификации. Материалы статьи представляют практическую ценность для решения задачи противодействия информационно-техническим объектам при организации транспортной безопасности, кибербезопасности и охраны объектов (снижении разведдоступности, повышении разведзащищенности и обеспечении живучести) путем расширения теории пространственного поиска с учетом развития концепций кибер-мета-вселенных.
Ключевые слова
В работе исследованы методы спектральной кластеризации для обнаружения сообществ неориентированного графа. Эти алгоритмы получены из задач секционирования графов и стали одним из самых популярных способов определения структуры в последние годы. Реализованы несколько видов традиционных алгоритмов спектрального анализа на языке программирования Python для выделения сообществ в неориентированном графе, а также произведен сравнительный анализ методов, который будет являться уникальной информацией для корректного выбора способа обнаружения структуры сети. Практическая значимость работы заключается в возможности наилучшего выбора реализации алгоритма на основе спектральных методов для выделения сообществ, исходя из свойств конкретной сети и целей разбиения.
Ключевые слова
В сложившихся геополитических условиях, в условиях введенных экономических санкций в отношении Росси назревает объективная потребность формирования стратегического плана развития как всей экономики в целом, так и определенных ее отраслей. Для стратегического планирования возможно использование различных методов и инструментов. Одним из методов стратегического планирования является программно-целевой метод планирования, который зарекомендовал себя, как эффективный метод форсайта. Можно говорить о провалах плановой деятельности, но данные провалы были связаны не с недоработками и применением научно-обоснованных методов планирования, а с эффективностью управленческого аппарата, который принимал решения. Необходимо отметить, что именно в период применения научно-обоснованных методов планирования нашей стране удалось сформировать и развить промышленное производство разных отраслей, и вопрос импортозамещения не стоял тогда, так как на всех предприятиях были представлены все этапы жизненного цикла продукции. В настоящее время перед страной стоит проблема стратегического развития в условиях введенных экономических санкций. Объемы санкций с каждым днем возрастают и можно лишь предполагать будущие введенные ограничения. Поэтому возникает потребность прогнозирования деятельности на уровне всей страны, отдельных отраслей и предприятий. Одним из таких методов является метод когнитивного моделирования, основанного на нечеткой логике. В последние годы когнитивный подход все чаще применяется в управлении социальноэкономическими системами как внутри страны, так и за рубежом. Этот подход включает использование когнитивных принципов и методов для понимания поведения отдельных лиц в системе, а также взаимодействий и циклов обратной связи между различными компонентами. В данной статье проводится ретроспективный анализ применения когнитивного метода в моделировании. Рассматриваются информационные системы, которые разработаны в нашей стране для реализации задач когнитивного моделирования. И делается оценка существующих программных продуктов. Также представлены теоретические материалы по когнитивному подходу в моделировании с целью понимания применения данного инструментария для моделирования социально-экономических систем с использованием элементов нечеткой логики. Материал статьи может быть полезен начинающим специалистам в области когнитивного моделирования.
Ключевые слова
В данной области уже проведено немало исследований, и предложены различные модели, решающие задачу распознавания автомобильных номеров, есть промышленные образцы, используемые на камерах фиксации нарушений правил дорожного движения. Однако, такие модели обычно разработаны для клиент-серверных архитектур, поскольку архитектуры моделей, хорошо решающих данную задачу, зачастую имеют сотни миллионов параметров [5] и рассчитаны для того, чтобы их обучали и применяли на машинах с большим объемом памяти и производительными видеокартами. Предметом исследования данной статьи являются автомобильные государственные номерные знаки в видеоряде плохого качества, распознаваемые в условиях ограничения на вычислительные ресурсы. Для распознавания автомобильных номеров предлагается использовать следующие методы: простые сверточные нейронные сети для определения углов таблички автомобильного номера и ее последующего поворота; предобученная модель YOLOv5s для поиска в кадре табличек автомобильных номеров и предобученная сеть SCR-Net для распознавания на табличках номерных знаков. В статье предложены алгоритм и его реализация для автоматического распознавания автомобильного номера в условиях видео плохого качества и ограниченности вычислительных ресурсов. Теоретическая значимость результата заключается в разработке нового алгоритма, учитывающего указанные ограничения, способствующего развитию серии изысканий в области разработки методов и алгоритмов, функционирующих в условиях существенных ограничений на вычислительные мощности и качество видеоряда. Практическая значимость результата заключается в приложениях результата к решению прикладных задач, таких как фиксация неправильной парковки, поиск угоняемых автомобилей, иных правонарушений.
Ключевые слова
Задача отслеживания перемещений объектов в видеопотоке (трассировка) является одной из наиболее сложных задач современных систем видеонаблюдения и видеоаналитики. Под задачей трассировки понимается задача автоматизированного распознавания и дальнейшего отслеживания объектов на протяжении последовательности кадров видеопотока. Целью данной статьи является не только краткий анализ некоторых существующих методов и алгоритмов, необходимых для визуализации движения объектов, но и разработка нового алгоритма трассировки перемещений человека в видеопотоке с возможностью отображения траекторий движения. Предложенный подход позволяет устранить некоторые недостатки существующих в настоящее время методов (наличие специального оборудования, необходимость предварительного обучения, перекрытие объекта другими объектами, выход за рамки поля зрения камеры). В работе описаны основные преимущества данного алгоритма, его важнейшие функции и возможности. Основные этапы работы алгоритма включают в себя: выбор в видеопотоке человека, осуществление процесса цифровой обработки, основой которого является разделение тела человека на составляющие части и получение цветовой гистограммы этих частей, прогнозирование локализации и распознавание исследуемого человека на всех последующих кадрах видеопотока, где осуществляется анализ цветовых пикселей RGB на основе методики сопоставления полученных данных с цветовой гистограммой составляющих частей основного объекта. Выходные данные предложенного алгоритма применяются в процедуре формирования и отображения общей картины перемещения конкретного человека в рамках всего видеопотока. Данная статья может быть интересна специалистам и экспертам, применяющим в своих работах методы компьютерного зрения для автоматизированного получения необходимых данных при анализе фрагментов видео.
Ключевые слова
В статье представлен метод выявления выбросов в данных о том или ином параметре практически однородных технических систем(далее ПОТС) имеющих форму временных рядов путем их сравнительного анализа, отражающего случаи невозможности его проведения. Метод весьма актуален в силу распространенности применения временных рядов в различных современных технических системах. Для разработки метода был проведен неисчерпывающий обзор различных методов обнаружения дефектов в данных. Основное внимание в обзоре было приковано к обнаружению выбросов, так как такой дефект как пропуски в данных присутствуют в них практически в явном виде. Рассмотрены некоторые достоинства и недостатки методов обнаружения выбросов, с учетом которых была произведена разработка метода. Метод обладает широкими перспективами его дальнейшего применения, так как может помочь в выявлении выбросов в данных исследуемых систем, а также в случае сходства данных может дать дополнительную уверенность исследователю о том, что системы, данные которых исследуются находились в обозначенное время в исправном состоянии в практически равных условиях. В свою очередь, различие может говорить о наличии в данных выбросов, причинами наличия которых могут быть: неисправности той или иной из систем или в системе сбора и хранения данных о них, влиянием на ту или иную систем неучтенного фактора. Несмотря на некоторую субъективность, метод имеет существенный плюс в виде гибкости, кроме того, он не требует построения сложных моделей определяющих эталонное поведение исследуемого параметра ПОТС для проведения сравнительного анализа данных модели и исследуемых систем, что указывает на перспективность его применения для анализа данных даже сложных ПОТС.
Ключевые слова
В данной статье представлен нечеткий метод резолюций, который базируется на дизъюнктивном силлогизме и применим для рассуждений с неопределенностью в аргументации и выводах. В этом случае степень истинности каждой переменной оценивается числом из промежутка [0,1], а одной из основных проблем является определение условий, которые позволят получить значимый логический вывод. Для построения резолютивного вывода используется степень сходства для пары контрарных литер, которые потенциально могут быть выбраны для построения нечеткой резольвенты. В статье представлены системы аксиом, постулирующие свойства нечетких отношений сходства/ несходства между парой нечетких множеств. Каждая из систем отражает определенную комбинацию множеств. На их основе с учетом формального представления нечетких логических связок может быть построено множество скалярных индексов сравнения, поэтому данный результат имеет самостоятельное значение и может использоваться в тех приложениях, где возникает проблема сравнения нечетких множеств или их частного случая - нечетких чисел. В статье приводится обоснование нечеткого метода резолюций с использованием понятия нечеткого условного подмножества. Предложена схема метода, в которой нечеткая резольвента строится на основе сходства выбранных литер. Иллюстративный пример позволяет продемонстрировать возможности метода и подтверждает его применимость для генерации правдоподобных рассуждений в условиях неопределенности.
Ключевые слова
Категориальные грамматики зависимостей являются обобщением классических категориальных грамматик. В отличие от контекстно-свободных грамматик, они описывают структуру предложения не с помощью составляющих, а посредством синтаксических зависимостей между словами. Эти грамматики весьма выразительны и позволяют порождать многие не контекстно-свободные языки. В статье изучаются выразительные возможности одного из вариантов этих грамматик - мультимодальных категориальных грамматик зависимостей. Ранее уже было установлено, что они способны порождать неполулинейные языки. В статье исследуются возможности задания многочленов с помощью таких грамматик. Доказано, что для любого полинома существует грамматика, порождающая множество положительных значений этого полинома, записанных в унарной системе. Аналогичным образом может быть представлено и множество абсолютных величин всех ненулевых значений полинома. Установлено, что можно построить грамматики, осуществляющие вычисление значения полинома на заданном аргументе и вычисление аргумента по заданному значению полинома.
Ключевые слова
Формирование комфортной городской среды является одной из актуальных задач современного градостроительства. Для реализации этой задачи в 2018 г. Президентом и правительством Российской Федерации дан старт национальному проекту «Жилье и городская среда», в рамках которого определен исчерпывающий перечень мероприятий по формированию комфортной городской среды. Цель работы формирование рейтинга эффективности таких мероприятий на основе анализа текстов сообщений граждан, пользователей социальных сетей, текстов публикаций в СМИ и описаний мероприятий проводимых на данной территории. В основу предлагаемого подхода положена оценка семантической близости описания мероприятий из набора датасетов по определенной территории. На основе сформированных для конкретных муниципальных образований датасетов выявлено расхождение ожиданий граждан с реализованными мероприятиями на данной территории.