Содержание № 3, 2020 г.

Анализ и синтез систем управления

Уткин А.В., Уткин В.А. Синтез систем стабилизации при односторонних ограничениях на управляющие воздействия (с. 3-13)

Аннотация. Отмечено, что в практических приложениях теории автоматического управления часто встречаются ситуации, когда управляющие воздействия ограничены некоторой областью значений, в частности, могут принимать только неотрицательные значения. В таких случаях популярные методы синтеза такие, как например, методы синтеза модального и оптимального управления, неприменимы. Предложены методы стабилизации выходных (регулируемых) переменных в линейных стационарных системах с одним входом и одним выходом при неотрицательных (однополярных) ограничениях на управления. Основная идея состоит в реализации управляющих воздействий в виде линейных функций с насыщением, постоянные значения которых совпадают с ограничениями на управления. В качестве иллюстрации разработанных алгоритмов рассмотрен импульсный преобразователь напряжения постоянного тока, в котором управление имеет ключевую природу с состояниями «включено – выключено». Приведены результаты моделирования в среде Matlab Simulink.

Ключевые слова: стабилизация, односторонние ограничения на управления, инвариантность, преобразователь напряжения.

Управление в социально-экономических системах

Губко М.В. Построение комплексных механизмов управления организационным поведением (с. 14-25)

Аннотация. Разработаны математическая модель и нотация описания комплексных механизмов управления организационным поведением на основе комбинирования относительно простых базовых механизмов управления (распределения ресурса, стимулирования, контроля и т. п.) в ациклический граф многошаговой игры, описывающей рассматриваемую организационную систему. Новизна нотации определяется тем, что, в отличие от стохастических игр на графах, в каждом состоянии задается не игра в нормальной форме, а иерархическая игра с неполной, в общем случае, информацией. Предложен метод исследования свойств комплексных механизмов управления организационным поведением с использованием аналогичной динамическому программированию процедуры обратной индукции. Метод позволяет в максимальной степени воспользоваться наработками теории управления организационными системами в области построения изолированных механизмов управления для типовых ситуаций взаимодействия участников организационных систем и применять их как «строительные блоки» для построения комплексных механизмов, позволяя при этом находить наилучшие параметры комплексного механизма управления, сохранять хорошие свойства базовых механизмов управления (в частности, неманипулируемость) при их объединении в комплексный механизм. Применимость метода показана на простых примерах построения комплексных механизмов планирования, стимулирования и контроля, намечены перспективы развития теории.

Ключевые слова: базовый механизм управления организационным поведением, многошаговая стохастическая игра на графе, обратная индукция, сильносвязанные механизмы.

Губанов Д.А., Петров И.В., Чхартишвили А.Г. Многомерная модель динамики мнений в социальных сетях: индексы поляризации (с. 26-33)

Аннотация. Рассмотрена многомерная модель динамики мнений в социальных сетях, которая позволяет моделировать динамику двух взаимосвязанных информационных процессов. Первый из них – процесс распространения наблюдаемого возбуждения в сети и совершения агентами наблюдаемых извне действий (например, в виде публикации сообщений), а второй (связанный с первым) – процесс формирования и изменения мнений агентов (являющихся характеристикой их внутреннего состояния). Показано, что такая модель позволяет моделировать и оценивать комплекс наиболее значимых и актуальных социально-психологических феноменов динамики мнений в сетях: консенсус или согласование мнений, сохранение различий во мнениях и расхождение мнений по разным полюсам – поляризацию мнений. Рассмотрены подходы к измерению поляризации мнений, предложены индексы поляризации мнений. При помощи численного моделирования показано, что предложенные индексы позволяют различать и оценивать ситуации с содержательно различными многомерными распределениями мнений участников социальной сети, а также находить направления наибольшей поляризации.

Ключевые слова: социальная сеть, формирование мнений, распространение активности, поляризация мнений, индексы поляризации мнений.

Бреер В.В. Теоретико-игровая пороговая модель биржевого рынка (с. 34-39)

Аннотация. Рассмотрена теоретико-игровая модель бинарного порогового коллективного поведения агентов, участвующих в купле-продаже одиночного биржевого актива. Агенты разделены на две группы – покупатели и продавцы. Предполагается, что у каждого из агентов существует порог приемлемой ему цены, для покупателя – это верхняя цена, при которой он еще согласен на сделку, а для продавца – это нижняя «комфортная» в том же смысле цена. Учитывается, что агент принимает решение, участвовать ли в сделке, сравнивая свою пороговую цену с рыночной ценой. Предполагается, что на рыночную цену влияют объемы спроса и предложения в соответствии с классическими кривыми спроса и предложения. Построены эмпирические функции распределения ценовых порогов, которые служат для характеризации равновесия Нэша, а также позволяют в перспективе исследовать предельный переход к бесконечному числу агентов. Доказано утверждение о характеризации равновесия Нэша, первая часть которого показывает объемы потенциального спроса и предложения, вторая часть – состояния агентов, исходя из объемов спроса и предложения. Исследованы примеры существования и условия единственности равновесия Нэша. Найдены фокальные точки среди всех равновесий Нэша.

Ключевые слова: теоретико-игровая модель, бинарное пороговое коллективное поведение, биржевой товарный рынок, равновесие Нэша.

Хасянова С.Ю., Самсонов М.Е. Модель оценки эффекта воздействия ипотечной секьюритизации на банковский бизнес (с. 40-48)

Аннотация. Статья посвящена проблеме развития рынка ипотечной секьюритизации в России. Целью исследования является оценка среднего эффекта воздействия сделок ипотечной секьюритизации на показатели деятельности российских банков, проводивших такие сделки в период с 2012 по 2018 гг. В работе использована методология Propensity Score Matching, применяемая для оценки эффекта воздействия события на определенный объект или процесс. Источниками данных являются база данных Cbonds, содержащая информацию о датах и объемах сделок секьюритизации в РФ, и база данных Банка России по показателям деятельности банков. Результаты показали, что основным положительным эффектом секъюритизации для российских банков в анализируемом периоде стал рост ликвидных активов, а негативные последствия проявились в ухудшении качества и снижении доходности кредитного портфеля. В отличие от зарубежной практики секьюритизация не принесла российским банкам выгод, связанных с сокращением стоимости фондирования и повышением рентабельности. Полученные результаты вносят вклад в теорию финансовой устойчивости банков и могут быть полезны как самим банкам при принятии решения о проведении секьюритизации, так и органу надзора в регулятивных целях. Практическую значимость для риск-менеджмента банков представляет вывод об использовании секьюритизации как источника ликвидности в условиях структурного дефицита ликвидности. Раскрытие потенциала секьюритизации в интересах повышения эффективности банковского бизнеса может быть обеспечено регулятивными мерами по совершенствованию ее механизма.

Ключевые слова: банковский сектор, ипотечное кредитование, ипотечная секьюритизация, ликвидность, кредитный риск, доходность, финансовая устойчивость, системный риск.

Информационные технологии в управлении

Промыслов В.Г., Семенков К.В., Жарко Е.Ф. Методы оценки информационной угрозы для беспилотных транспортных средств в среде "умного города" (с. 49-58)

Аннотация. Представлена комплексная модель кибербезопасности системы беспилотных транспортных средств (БТС) в среде «умного города». Рассмотрены проблемы описания информационных потоков в реальной системе БТС с помощью дискреционных моделей безопасности. Введено понятие безопасной передачи данных для задания специальных типов информационного обмена между активами в системе. Предложены методы классификации активов с учетом информационной связанности активов в рамках моделей Биба и Белла – Лападулы для целостности и конфиденциальности соответственно. Обсуждена комплексность понятия «целостность» в контексте обеспечения кибербезопасности системы и подчеркнута важность его расширения на оборудование и методы обработки данных. Отмечено, что такой подход позволяет перенести основное внимание на анализ и ликвидацию уязвимостей системы и строить ее защиту, основываясь на ее внутренних свойствах. Рассмотрены динамические методы синтеза архитектуры кибербезопасности транспортных систем с БТС. Показано, что динамические методы позволяют уменьшить вычислительную сложность моделирования системы с БТС. Для выбранного БТС анализ проведен не на полном графе безопасности, а на некотором его индуцированном подграфе. При этом вершины (активы) в полном графе безопасности исключены из рассмотрения, при условии, что они находятся на большом «расстоянии» от актива, для которого проводится анализ. Предложены формулы расчёта «расстояний» в графе безопасности. Приведены примеры анализа и синтеза архитектуры кибербезопасности для БТС.

Ключевые слова: кибербезопасность, беспилотное транспортное средство, «умный город», архитектура кибербезопасности, классификация, кластеризация, граф безопасности, модель «take-grant».

Подлазов В.С. Отказоустойчивый неблокируемый трехмерный разреженный гиперкуб (с. 59-69)

Аннотация. Предложена системная сеть в виде неблокируемого отказоустойчивого трехмерного обобщенного p-ичного гиперкуба с одним процессором в каждом узле гиперкуба. В любой неблокируемой сети данные между абонентами передаются с наименьшими задержками по прямым каналам без промежуточной буферизации. Отмечено, что сети с топологией обобщенного гиперкуба имеют наименьшие длины прямых каналов и наименьшие задержки передачи. Разработана структура этого гиперкуба на базе сетей с топологией квазиполного графа, которая позволяет разменивать число абонентов на число разных прямых каналов между любыми абонентами и задавать канальную и узловую отказоустойчивость сети. Даны параметры квазиполных графов, существующих при любой p-ичности гиперкуба. В результате предложена структура сети в виде разреженного p-ичного гиперкуба с числом узлов несколько меньшим, чем в обычном p-ичном гиперкубе. Разреженный гиперкуб разработан как отказоустойчивая системная сеть для однокристального процессора-ускорителя c несколькими сотнями ядер. Разработаны процедура и алгоритм прокладки бесконфликтных прямых каналов посредством динамической локальной самомаршрутизации пакетов, при котором узлы не взаимодействуют друг с другом и используют только расширенную маршрутную информацию из пакетов.

Ключевые слова: системная сеть, квазиполный граф, обобщенный гиперкуб, канальная отказоустойчивость, коммутационные свойства, неблокируемая сеть, бесконфликтные прямые каналы, локальная динамическая самомаршрутизация.

Управление подвижными объектами и навигация

Бузиков М.Э., Галяев А.А. Оценка вероятности выживания цели в задаче «атакующие – цель – защитники» (с. 70-77)

Аннотация. Задача «атакующие – цель – защитники» сформулирована и формализована в виде конечно-шаговой антагонистической игры с неполной информацией. Предложен метод оценки вероятности выживания цели при известных оценках динамических возможностей атакующих и получены рекуррентные соотношения для ее вычисления, на основе которых произведены численные оценки вероятности выживания цели при оптимальном поведении игроков. Защитникам в игре приписываются три различные роли: роль ложной цели, роль сопровождающего цели и роль перехватывающего атакующего. Проанализировано поведение вероятности выживания как функции параметров задачи «атакующие – цель – защитники». Полученные оценки вероятности могут служить эвристической оценкой качества структуры динамической системы, а полученные оптимальные стратегии – эвристиками для решения дифференциальной игры «атакующие – цель – защитники». Оптимальные стратегии содержат приказы для участников игры с указанием их текущей роли. Средствами языка «Python» разработан программный модуль, позволяющий вычислять вероятность выживания цели по известным параметрам задачи.

Ключевые слова: атакующие-цель-защитники, ложные цели, конечно-шаговая игра, антагонистическая игра, неполная информация, динамическое программирование.

Хроника

Двенадцатая международная конференция «Управление развитием крупномасштабных систем» MLSD'2019 (с. 78-82)

Евгений Анатольевич Микрин (с. 83)

Павел Павлович Пархоменко (с. 84)

Номер целиком