Банковская система занимает главенствующее положение в современной рыночной экономике. Банковская система непосредственно связана с рисками, так или иначе, влияющими на всю систему распределения активов. Специфика управления ресурсами в банке требует синтеза методов финансового и экономического анализа, применения методов бухгалтерского учета, стратегического планирования, бюджетирования. В данной статье описывается двухуровневая математическая модель взаимодействия Центрального Банка РФ и коммерческого банка. Для исследования был выбран метод имитационного моделирования, программно реализован алгоритм построения равновесия Штакельберга.

Ключевые слова: двухуровневая иерархическая модель, равновесие Штакельберга, Центральный банк РФ, коммерческий банк, ставка рефинансирования, параметры управления, субъекты управления

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье приводится сравнительный анализ экспериментальных данных, полученных в результате проведения полевых испытаний (разработка котлована), с данными численного расчета. Математическое моделирование эксперимента выполнялось с помощью программного комплекса Plaxis, по модели пластически упрочняющегося грунта. Основная задача состояла в том, чтобы полученные данные по разуплотнению грунтов основания котлована сравнить с расчетными деформациями и проанализировать полученные результаты. Задача решалась в соответствии с экспериментальными данными в двух постановках: в первом случае рассматривался вариант с наклонными откосами бортов котлована; во втором - решалась задача с вертикальными откосами. В результате расчета получены и проанализированы данные по деформациям грунтового массива по двум выбранным схемам. Максимально хорошая сходимость результатов расчета с опытными данными получилась для котлована с наклонными откосами, что соответствовало экспериментальной постановке задачи. Для случая с вертикальными откосами результаты деформаций разуплотнения дна котлована получились в два раза меньше, что соответствует выводу о том что количественные результаты деформирования как основания котлована, так и его верхней бортовой части непосредственно зависят от угла заложения откоса.

Ключевые слова: опытный котлован, экспериментальные данные, численный расчет, деформации разуплотнения, откосы котлована, результаты расчета

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается тестирование безопасных приложений, с использованием различных методик и предложением графорасчетной модели тестограмм 

Ключевые слова: тестирование безопасности приложений, тестограммы, тестовые деревья

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается оптический векторный анализатор на основе оптической двуполосной модуляции и вынужденном рассеянии Бриллюэна, а также возможность его моделирования в программной среде OptiSystem.

Ключевые слова: оптический векторный анализатор, двуполосная модуляция, вынужденное рассеяние Бриллюэна, волоконная брэгговская решетка с фазовым π-сдвигом, моделирование, OptiSystem

01.04.05 - Оптика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассмотрены методы математического моделирования сложных систем. Для построения математических моделей изменения электроемкости микрослоев магнитных наножидкостей была обоснованно принята компьютерная программа для статистической обработки данных IBM SPSS Statistics. Для оптимизации построения моделей были разработаны база данных электрической емкости ячейки с микрослоем магнитной наножидкости и программа генерирования расчетной модели электрической емкости конденсатора с магнитной наножидкостью для IBM SPSS Statistics и Microsoft Excel.

Ключевые слова: магнитная наножидкость, концентрация, микрослой, поляризация, электрическое поле, математическая модель, регрессионная модель

01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается применение алгоритмов на основе искусственных нейронных сетей при работе с нестационарными сигналами, в частности биомедицинскими, такими как сигнал электроэнцефалографа, для выявления и обработки локальных особенностей сигнала. Использование при снятии ЭЭГ обычных накладных электродов ведет к появлению шумов и требует специальной обработки сигнала. Для этого применяется полосовая вевлет-фильтрация. Полученные данные подвергаются последующей обработке с использованием искусственной нейронной сети для выявления в биомедицинском сигнале информации, содержащейся в ограниченном интервале. Для обучения нейронной сети применялся метод Левенберга-Марквардта, как оптимальный и соответствующий предъявляемым требованиям.

Ключевые слова: искусственная нейронная сеть, электроэнцефалография, вейвлет-фильтрация, биомедицина, нестационарный сигнал, системный анализ

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Работа посвящена клеточно-автоматному моделированию на основе класса клеточных автоматов с окрестностью Марголуса. Выполнено моделирование процесса кинетики газовыделения в конечном объеме угля, включающем в себя: конвекцию, диффузию, сорбцию. Для организации подобного рода эволюционного процесса метод клеточно-автоматного моделирования был дополнен методом Монте-Карло.

Ключевые слова: клеточный автомат, окрестность Марголуса, метод Монте-Карло, диффузия, конвекция, сорбция, пористая среда, уголь

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Для долговременной эксплуатации силового масляного трансформатора необходимо соблюдение всех регламентируемых проверок его технического состояния, прописанных в инструкции. Текущий регламент предусматривает ежедневный профилактический осмотр и технического обследование не реже одного раза в неделю. Как известно, нагрев силового трансформатора в процессе его работы обусловлен наличием активных потерь в обмотках и сердечнике. При большой мощности трансформаторов имеют место внушительные тепловые потери. Для предотвращения перегрева трансформатора и нарушения изоляции обмоток катушек используются масляные системы охлаждения. При ухудшении качества трансформаторного масла увеличиваются активные потери и снижается коэффициент полезного действия силового устройства, что негативно сказывается на процессе преобразования электрической энергии. Исходя из этого можно сделать вывод, что качество масла напрямую влияет на долговечность силового трансформатора. Таким образом, наиболее важными функциональными элементами, с точки зрения контроля, являются трансформаторное масло и катушка силового устройства. Исходя из всего вышесказанного, актуальной проблемой технического контроля трансформаторов электрических подстанций являются разработка методов и устройств экспресс-контроля функционального состояния силовых масляных трансформаторов, позволяющих оперативно получать диагностическую информацию, достаточную для своевременного принятия решения о необходимости проведения внепланового ремонта или обслуживания.

Ключевые слова: силовой трансформатор; трансформаторное масло; импеданс; диагностика; функциональное состояние; тангенс угла диэлектрических потерь; схема замещения; MathCad

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается приоритетный проезд регулируемых пересечений общественным транспортом с использованием метода продления разрешающего сигнала. Актуальность рассматриваемой задачи обусловлена недостаточным исследованием вопроса выбора оптимальных параметров управления для метода продления разрешающего сигнала. С помощью имитационного моделирования было выполнено исследование процесса управления приоритетным проездом на двух- и трехполосных участках дорог. В ходе проделанного эксперимента были определены зависимости между временем продления разрешенного сигнала и длительностью цикла при различном соотношении фазовых коэффициентов, а также оптимальное расстояние установки детекторов активации приоритета. Полученные результаты исследовательской работы могут быть использованы при проектировании городской интеллектуальной транспортной системы и при корректировке режимов управления в автоматизированной системе управления дорожным движением городской агломерации.

Ключевые слова: диверсификация управления, диверсификации производства, финансово-экономические цели диверсификации, производственно-технические цели обеспечения гибкости производства

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Тренд на миниатюризацию и снижение материалоёмкости современных электротехнических изделий переменного тока, предъявляет повышенные требования к качеству их отдельных элементов. Все электротехнических изделий переменного тока (электромагниты, электромагнитные реле, двигатели) имеют подвижную и неподвижную части магнитопровода и как минимум одну рабочую катушку. В ходе эксплуатации электротехнических изделий переменного тока в рабочей катушке протекает ток, создается рабочий магнитный поток в неподвижной части магнитопровода, приводящий в движение подвижную его часть. Величина магнитного потока определяется конструкцией, взаимным расположением частей магнитопровода и рабочей катушки, а так же количеством витков в ней и величиной протекающего тока. В течение рабочего цикла электротехнических изделий переменного тока подвижная часть магнитопровода перемещается относительно неподвижной, что так же приводит к изменению магнитного потока. Требуется знать их механические, электрические и магнитные свойства. Каждая группа показателей требует применения своих методов и средств испытания электротехнических изделий переменного тока. Данная ситуация стимулирует поиск интегральных характеристик электротехнических изделий переменного тока, позволяющих сделать выводы о качестве отдельных частей и эксплуатационных свойствах всего изделия. В статье предлагается в качестве интегральной характеристики электромагнита использовать вебе-амперную характеристику рабочего цикла. Для получения вебер - амперной характеристики электротехнических изделий переменного тока необходимо воздействовать на магнитопровод внешним изменяющимся магнитным полем и измерять специальным сенсором возникающий в его сечении магнитный поток. При определении вебер - амперной характеристики рабочего цикла испытанию подвергается электротехнические изделия переменного тока в собранном виде, что делает невозможным использование сенсоров магнитного потока. Поэтому применение существующих методов измерения не представляется возможным в связи с чем так же необходима разработка метода определения вебер - амперной характеристики рабочего цикла электротехнических изделий переменного тока, обладающего приемлемой точностью и не требующего использования дополнительных сенсоров.

Ключевые слова: электромагниты, интегральные характеристики, оценка функционального состояния, магнитные измерения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье строится сезонная модель с линейным ростом Уинтерса статистической стоимости, на основе которой рассчитываются параметры: индекс таможенной стоимости и средневзвешенная ставка, входящих в состав расчетной формулы таможенных платежей. Для построения модели используются помесячные данные таможенной статистики по импорту 28 товарной группы «Продукты неорганической химии; соединения неорганические или органические драгоценных металлов, редкоземельных металлов, радиоактивных элементов или изотопов» ТН ВЭД ЕАЭС с 01. 01. 2018 по 31. 12. 2020 в регионе деятельности Южного таможенного управления.

Ключевые слова: временной ряд, эконометрическое моделирование, прогнозирование, параметр адаптации, коэффициенты сезонности, адаптивная модель

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается прогнозирование прямого материального ущерба, приходящегося на городскую местность в зависимости от количества пожаров на основании официальных данных Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, представленных в государственных докладах о состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера за пять лет, основываясь на модели корреляционного анализа, позволяющего определить степень взаимовлияния рассматриваемых параметров и линейной регрессии, ответственной за определение тенденций на последующие года. Анализ причин, связанных с отсутствием возможности оценки ущерба, возникающего в результате возгорания конструкций здания или его помещений и последующего его тушения с целью повышения экономической эффективности проведения стоимостной экспертизы при восстановлении объектов недвижимости является вспомогательной основой для построения корреляционно-регрессивной модели прогнозирования.

Ключевые слова: пожары, стоимостная экспертиза, стоимость восстановительного ремонта, объекты недвижимости, экономическая эффективность, статистика, прямой материальный ущерб, корреляционно-регрессивный анализ

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассмотрены методы и алгоритмы дообучения сверточной нейронной сети VGG16 для решения задачи распознавания объектов на снимках с БПЛА (беспилотных летательных аппаратов). При отсутствии необходимого количества исходной информации предлагается работать на аугментированном наборе данных. В статье представлена архитектура нейронной сети и рассмотрено ее действие на конкретном примере. При разработке сервиса, выполняющего загрузку изображения и вывод результатов работы модели, использовался фреймворк Flask, обучение моделей происходило с использованием облачного сервиса Google Colab на основе Jupyter Notebook.

Ключевые слова: глубокое обучение, нейронная сеть, обработка снимков БПЛА, распознавание объектов, аугментация

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Усиливающаяся непрерывными темпами хозяйственная деятельность человека приводит к изменениям многих природных систем. Их восстановление является на нынешний день одной из самых важных задач. Для этого были созданы особо охраняемые природные территории: заповедники, национальные парки, резерваты, заказники. Особый интерес представляют национальные парки, поскольку это единственная охраняемая территория из перечисленных выше, на которой допускается и организуется туризм. Однако их деятельность не может существовать без достаточной финансовой поддержки. В данной статье описывается двухуровневая математическая модель оптимального управления деятельностью национального парка. В процессе исследования модели программно реализуется алгоритм нахождения равновесия Штакельберга, при котором национальный парк может продолжать устойчиво функционировать.

Ключевые слова: двухуровневая иерархическая модель, равновесие Штакельберга, национальный парк, ведущий, ведомый, субъекты управления, параметры управления

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается математическое моделирование и оптимизация процесса управления сульфатным режимом при изменении нагрузки по апатиту на экстрактор фосфорной кислоты. Показано, что сохранение соотношения «серная кислота/апатит» при резком изменении расхода апатита приводит к нарушению технологического регламента по SO3. Разработан алгоритм коррекции этого соотношения в переходном режиме, сводящий к минимуму вероятность нарушения регламентных показателей. Предложен вариант реализации процедуры оптимальной коррекции нагрузки по апатиту с помощью автономных сценариев. Результаты подтверждены в ходе имитационного моделирования.

Ключевые слова: алгоритм, математическая модель, стабилизация сульфатного режима, экстракционная фосфорная кислота, изменение нагрузки на экстрактор, коэффициент выхода фосфора из апатита, оптимизация, автономные сценарии

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В наши дни, из-за роста массового производства электронных устройств возникает необходимость в быстрой и точной проверке их характеристик. При этом тестирование устройства, как правило, включает в себя совокупность различных типов проверки, выполняемых на разных этапах технологического процесса производства. В частности, для этих целей используется метод аналогового сигнатурного анализа. Он позволяет быстро обнаруживать неисправности на компонентном уровне, что делает его полезным на различных этапах производства, таких как входной контроль, тестирование печатных плат или ремонт неисправных устройств. В данной статье рассматриваются основные принципы работы метода, а также особенности его применения.

Ключевые слова: аналоговый сигнатурный анализ, тестирование на компонентном уровне, вольт-амперная характеристика, локализация неисправностей

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Целью данного исследования явился анализ возможности применения классических нейронных сетей для распознавания злокачественных новообразований на цифровых изображениях кожи. Для проведения исследования использовалась база данных, состоящая из 6594 цифровых изображений кожи. На первом этапе исследования производилась классификация цифровых изображений кожи на злокачественные и доброкачественные новообразования с использованием инструмента IBM SPSS Statistics с автоматическим выбором архитектуры математической модели искусственной нейронной сети. На втором этапе использовался вариант архитектуры искусственной нейронной сети с одним скрытым слоем. На третьем этапе использовался вариант архитектуры искусственной нейронной сети с двумя скрытыми слоями. В ходе исследования была проведена классификация цифровых изображений кожи для определения наличия на изображениях злокачественных новообразований. Наибольшее значение показателя точности (0,752 [0,736; 0,768]) получено при классификации с помощью архитектуры искусственной нейронной сети, включающей в себя два скрытых слоя, при этом значение показателя специфичности составило 0,813 [0,802; 0,824], а показателя чувствительности – 0,665 [0,637; 0,691]. Таким образом, искусственные нейронные сети могут быть применены в качестве метода диагностики злокачественных новообразований кожи на цифровых изображениях.

Ключевые слова: искусственные нейронные сети, цифровые изображения кожи, машинное обучение, классификация изображений, злокачественные новообразования кожи

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

При проектировании систем безопасности зданий и сооружений возникает вопрос выбора оборудования. Выбор осложняет наличие множества характеристик и параметров оборудования систем безопасности, актуальность которых для каждого объекта индивидуальна. Для снижения влияния человеческого фактора предложен алгоритм поддержки принятия решений для выбора оптимального оборудования. Модель комплексного оценивания может изменяться в зависимости от требований заказчика или изменяющихся требований законодательства. Модель может учитывать пожелания конкретного заказчика и подстраивается под особенности каждого объекта. Так же данный метод может использоваться для поддержки принятия решений при тендерных закупках.

Ключевые слова: многокритериальная задача, алгоритм, задача выбора, система безопасности, ранжирование, проектирование, техническое задание, критерий, комплексное оценивание, модель

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье предлагается разработка метода фиксации изменения кожно-гальванической реакции и пульса человека в зависимости от просмотра видео фрагмента вызывающего предположительно определенную эмоциональную реакцию человека. Описано создание прототипа устройства на платформе Arduino Leonardo и совместимых с данной платформой датчиков фиксации кожно-гальванической реакции и датчика пульса человека, помощью которого осуществляется сбор данных для дальнейшего их использования в определении эмоционального состояния человека.

Ключевые слова: кожно-гальваническая реакция, пульс, эмоциональное состояние, arduino, эмоция

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматриваются вопросы моделирования процессов поглощения лазерного излучения при контакте с биообъектом, приводящим к значительному росту температуры в зоне взаимодействия. Для органических тканей при росте температуры выше некоторого значения начинается их повреждение, а далее наблюдаются процессы разрушения. С увеличением скорости перемещения лазерного луча по поверхности ширина разреза и уровень травматичности уменьшаются, так как уменьшается время взаимодействия излучения с тканью. В работе рассматриваются различные модели для проведения расчетов: с использованием сложных соотношений с учетом толщины или с применением выражений для объекта полубесконечной толщины. Также исследуются закономерности роста средней температуры и процесса установления теплового баланса на поверхности тела в зависимости от параметров импульсов лазерного излучения.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, медицинский лазер, лазерный разрез, биологические ткани, температурное поле, уровень травматичности, пакет импульсов, скорость перемещения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

выполнено исследование системы вентиляции с локальным рециркуляционным воздухораспределителем. Построена трехмерная модель офисного помещения. С помощью гидродинамического вычислительного комплекса STAR-CCM+ выполнено численное моделирование работы системы вентиляции. Проанализированы результаты расчетов, приведены достоинства исследуемой системы.

Ключевые слова: системы вентиляции, локальные рециркуляционные воздухораспределители, качество внутреннего воздуха, энергосбережение, численное моделирование, STAR-CCM+

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,

Реализована задача разработки программного модуля, осуществляющего формирование выходных документов web-приложения для расчета стержневых металлических конструкций. Программный модуль реализован на платформе .NET с использованием подключаемых библиотек Spire.Doc и netDxf. Разработанный модуль формирует текстовые отчеты в соответствии с СП 16.13330 и AutoCAD-совместимые чертежи. Возможность автоматизированной генерации отчетов позволяет более эффективно применять вычислительный комплекс в производстве.

Ключевые слова: проектирование в строительстве, стержневая конструкция, вычислительная система, web-разработка, отчет, чертеж

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Низкоорбитальные системы спутниковой связи (НССС) достаточно успешно применяются для организации устойчивой связи в Северных широтах. С помощью НССС обеспечивается эффективное управление и мониторинг процесса добычи и транспортировки углеводородного сырья. Такой подход позволяет обеспечить минимальные затраты на извлечение и доставку нефти и газа из месторождений, расположенных на шельфе Северного Ледовитого океана. По мере расширения числа стран занимающихся освоением месторождений Северного Ледовитого океана растет и число группировок НССС. Чтобы предотвратить возможность перехвата и навязывания задержанной команды управления спутником-нарушителем необходимо повышать информационную скрытность НССС с помощью систем опознавания «свой-чужой» для космического аппарата. При этом для обеспечения высокой имитостойкости в таких системах предлагается использовать протоколы аутентификации с нулевым разглашением знаний. Чтобы повысить их эффективность в статье предлагается использовать коды системы остаточных классов (СОК). Новизна данной идеи состоит в том, что использование параллельных кодов СОК позволит уменьшить временные затраты на выполнение арифметических операций, реализуемых в протоколах аутентификации. А это в свою очередь приведет к повышению информационной скрытности НССС, так уменьшается вероятность подбора правильного ответного сигнала спутником-нарушителем. Поэтому целью статьи является разработка протоколов аутентификации низкоорбитальных космических аппаратов на основе параллельных кодов систем остаточных классов, применение которых позволит сократить время на опознавание спутника.

Ключевые слова: система опознавания спутника, протоколы аутентификации с нулевым разглашением знаний, коды системы остаточных классов

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассматриваются алгоритмы использующиеся для работы чат-бота. В рамках этих алгоритмов рассмотрен общий подход к работе диалоговых систем. И предложен алгоритм диалоговой системы, основанный на общем подходе, в который включается модуль обработки естественного языка. А также представлены алгоритмы, которые будут применены к чат-боту для поиска интересующих пользователя товаров. Среди рассматриваемых алгоритмов находятся такие, как алгоритм взаимодействия пользователя и чат-бота, обработка запросов пользователя и алгоритм обработки естественного языка. Также представлен доработанный алгоритм обработки естественного языка с учетом необходимых требований.

Ключевые слова: чат-бот, обработка естественного языка, обработка запроса пользователя, распознавание именованных сущностей, менеджер диалогов, диалоговая система

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В связи с высокими темпами развития строительной отрасли, наблюдается тенденция к увеличению предприятий малого бизнеса, связанных как со строительством, так и с продажей стройматериалов. Однако их деятельность не может существовать без достаточной финансовой поддержки. В данной статье описывается двухуровневая математическая модель взаимодействия предприятия розничной торговли и коммерческого банка в качестве финансирующей структуры. Для ее исследования использовался метод имитационного моделирования, создана программная реализация алгоритма для построения равновесия Штакельберга. Идентификация предложенной модели проводилась на основе данных, полученных из сети Интернет. Были найдены оптимальные значения управлений, при которых прибыль участников максимальна. Дан анализ результатов и сделан ряд выводов.

Ключевые слова: иерархия, двухуровневая система, кредит, Штакельберг, малое предпринимательство, банк

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ