Содержание № 4, 2025 г.

Буков В. Н., Бронников А. М., Попов А. С., Шурман В. А. Методы мониторинга технического состояния систем в целях управления их избыточностью. Ч. 3. Неклассические модели в технической диагностике (с. 3-20)

Аннотация. Управление избыточностью технической системы предполагает использование процедуры мониторинга для реконфигурирования системы по мере необходимости. В обзоре, состоящем из четырех частей, приводятся современные методы диагностирования текущего состояния динамических систем как неотъемлемой функции мониторинга. В третьей части обзора изложены методы диагностирования, использующие нейронные сети, нечеткие модели, структурные модели и модели в виде множеств, а также статистический подход. Приводятся основы создания и обучения нейросети с ориентацией на выполнение функции диагностирования. Изложен подход с нечеткими моделями, общие правила формирования моделей и особенности их использования в задаче диагностирования. Продемонстрирован подход со структурными моделями и описаны особенности обнаружения отказов на его основе. Представлены основы методов с использованием аппарата теории множеств, в частности формализма зонотопов. Кратко изложен подход на основе статистического распознавания образов.

Ключевые слова:искусственный нейрон, нейронная сеть, нечеткие модели, функция принадлежности, нечеткая кластеризация, структурные модели, декомпозиция Дулмаджа – Мендельсона, диагностируемость, зонотопы, градации в дискретном пространстве признаков, эмпирическая оценка отношения правдоподобия.

Калянов Г. Н., Новиков Д. А. Классификация процессов деятельности (с. 21-30)

Аннотация. В настоящее время продолжает развиваться методология – теория об общих закономерностях организации деятельности и управления ею. Статья посвящена введению системы классификаций процессов, позволяющей для любого процесса определять его место в этой системе и устанавливать наличие взаимосвязей с другими процессами. Выделен ряд классификационных признаков и предложена классификационная схема элементарных процессов на их основе. Рассмотрено понятие комплексного процесса и продемонстрировано его разбиение на элементарные процессы в соответствии с классификационной схемой. Приведен пример комплексного процесса ремонта автотранспортного средства, представлены его функциональная и поведенческая схемы, а также детально описаны соответствующие элементарные процессы различных типов, а именно: процессы его жизненного цикла (поддержки), организационно-управляющий процесс, а также информационные и вычислительные процессы.

Ключевые слова: процесс, деятельность, методология, классификация, жизненный цикл.

Кононов Д. А., Фуругян М. Г. Управление комплексом работ с неопределенными моментами поступления запросов на выполнение (с. 31-39)

Аннотация. Рассматривается задача составления графика выполнения комплекса основных работ при условии, что в некоторые неопределенные моменты времени поступают заявки на выполнение дополнительных, более приоритетных работ. Если при выполнении основного задания поступает заявка на дополнительную работу, то выполнение этого задания завершается и должно быть начато заново в некоторый момент времени после окончания выполнения дополнительной работы. Все работы (основные и дополнительные) выполняются без прерываний. Предполагается, что при выполнении основного задания поступление более чем одной заявки на выполнение дополнительной работы маловероятно; такие случаи не рассматриваются. Кроме того, заявка на выполнение дополнительной работы может прийти только после завершения обслуживания предыдущей дополнительной заявки. Исследуются две формальные постановки задачи. В первой показателем эффективности является момент завершения комплекса основных работ, и задача заключается в его минимизации. Во второй постановке минимизируется вероятность коллизии, т.е. ситуации, когда заявка на выполнение дополнительной работы поступает в момент выполнения основного задания. Решение указанных задач основано на сведении их к бесконечным антагонистическим играм и дискретной аппроксимации последних конечными играми. Рассмотрены модельные примеры. Исследована также постановка с нефиксированными длительностями выполнения основных работ, линейно зависящими от объема выделенных им дополнительных ресурсов. В этом случае поиск допустимого расписания сводится к решению задачи линейного программирования.

Ключевые слова: системы реального времени, планирование работ, коллизия, антагонистическая игра, невозобновляемые ресурсы, смешанная стратегия, оптимальная стратегия.

Цыганов В. В. Механизмы устойчивого развития транспортной корпорации с контролируемым обучением (с. 40-51)

Аннотация. Устойчивое развитие транспортной корпорации достигается последовательным сбалансированным улучшением ее экономических и экологических показателей. Этому в решающей степени способствует снижение расхода топлива ее транспортными средствами, экономящее издержки и уменьшающее вредные выбросы в окружающую среду. В связи с этим рассмотрена трехуровневая структура управления расходом топлива в транспортной корпорации в условиях неопределенности, вызываемой как случайными внешними факторами, так и нежелательной активностью сотрудников корпорации, связанной с наличием у них собственных целей, не совпадающих с целью корпорации в целом. На верхнем уровне этой структуры находится Центр, на среднем – Интендант, ответственный за расход топлива в подразделении корпорации, а на нижнем – Водитель принадлежащего корпорации транспортного средства. Моделируется устойчивое поведение сотрудников корпорации (Интенданта и Водителя), ориентированное на снижение расхода топлива в пределах их компетенции. Разработан организационный механизм устойчивого поведения Интенданта, включающий процедуры контролируемого обучения Центра и стимулирования интенданта. Предложен также организационный механизм устойчивого поведения Водителя, основанный на предоставлении Центром возможностей Интенданту для контролируемого обучения, а также на делегировании Центром Интенданту полномочий стимулирования Водителя. Доказано, что комплексирование этих двух механизмов обеспечивает снижение расхода топлива и устойчивое развитие транспортной корпорации. При этом устойчивое поведение ее сотрудников – Интенданта и Водителя – обеспечивает устойчивость корпорации. Полученные результаты проиллюстрированы на примере механизма управления расходом топлива в холдинге «РЖД».

Ключевые слова: транспорт, корпорация, устойчивое развитие, управление, цифровизация, обучение, устойчивое поведение.

Аннотация. Проанализирована академическая успеваемость студентов МГТУ им. Н. Э. Баумана и её связь с их активностью в социальной сети ВКонтакте. С помощью методов машинного обучения выделены различные траектории успеваемости, отражающие динамику образовательных достижений. На основе анализа подписок студентов идентифицированы маркерные сообщества, характеризующие преобладание студентов, относящихся к определённым категориям успеваемости. С применением теории графов выполнена кластеризация сообществ, выявившая структурные группы интересов студентов. Для каждой траектории построены стохастические векторы долей интересов к кластерным сообществам, позволившие определить кластеры сообществ, статистически значимо связанные с конкретными траекториями успеваемости. Полученные результаты подтвердили наличие связи между цифровым поведением студентов и их академическими результатами, что способствует разработке моделей прогнозирования успеваемости с учётом интересов студентов в социальных сетях.

Ключевые слова: академическая успеваемость, ВКонтакте, машинное обучение, теория графов, прогнозирование успеваемости.

Московский А. Д. Применение недоопределенных моделей в задаче глобальной локализации мобильного робота (с. 64-78)

Аннотация. Рассматривается применение недоопределенных моделей для решения задачи локализации мобильного робота. Предлагается комплексная технология, использующая семантические карты и карты в виде облаков точек. Комплексная технология призвана уменьшить время и увеличить точность глобальной локализации на больших, а также симметричных и периодичных пространствах. Вместо локализации по данным дальномеров, генерирующих облака точек, предлагается сначала определить соответствия между наблюдаемыми роботом объектами и семантической картой (решить задачу распознавания сцены), а далее с использованием недоопределенных вычислений решить задачу локализации по визуальным ориентирам. С помощью недоопределенных вычислений определяются интервальные ограничения на положения робота, представленные несколькими наборами для каждой гипотезы, полученной при решении задачи распознавания сцен. В полученных интервальных ограничениях предлагается выполнить поиск положения робота с использованием данных дальномеров на основе фильтра частиц, который инициализирован в данных ограничениях. Эксперименты, проведенные на открытом наборе данных KITTI-360, показали, что локализация на основе недоопределенных вычислений позволяет уменьшить пространство поиска до 0,2 % от размера исходной карты. Предложенная комплексная технология демонстрирует значительное преимущество в сравнении с подходами, основанными исключительно на облаках точек или исключительно на визуальных ориентирах, особенно в случаях, когда получено несколько гипотез о соответствии наблюдаемых объектов семантической карте.

Ключевые слова: глобальная локализация, недоопределенные модели, программирование в ограничениях, распознавание сцен, семантические карты, мобильный робот.

печатная версия (PDF)

электронная версия (PDF)