Институт проблем информатики Российской Академии наук
Институт проблем информатики Российской Академии наук
Российская Академия наук

Институт проблем информатики Российской Академии наук




«Информатика и ее применения» (ТТом 9, Выпуск 3, 2015)

Оглавление | Библиография | Об авторах

Аннотации и ключевые слова.

ANALYSIS OF SURVEY DATA CONTAINING ROUNDED CENSORING INTERVALS .

  • Yu. K. Belyaev  Department of Mathematics and Mathematical Statistics, Ume a University, Ume a SE-901 87, Sweden, yuri.belyaev@umu.se
  • B. Kristrom  Center for Environmental and Resource Economics (CERE), Swedish University of Agricultural Sciences, Ume a SE-901 83, Sweden, bengt.kristrom@umu.se

АНАЛИЗ ОБЗОРНЫХ ОБСЛЕДОВАНИЙ, СОДЕРЖАЩИХ ЦЕНЗУРИРОВАННЫЕ ДАННЫЕ В ОКРУГЛЕННЫХ ИНТЕРВАЛАХ

  • Ю. К. Беляев  Университет Умеа, Умеа, Швеция
  • Б. Кристрём  Центр экономики природных ресурсов и окружающей среды Шведского университета сельскохозяйственных наук, Умеа, Швеция

Аннотация: Предложены методы статистического анализа данных, собираемых в обзорных обследованиях. Предложенный подход общий и применим в большинстве случаев, когда в собранных данных содержатся интервалы. Такие данные типичны во многих исследованиях: в анализе надежности изделий и систем, продолжительности жизни в демографии, в медицине и экономике, в обзорных обследованиях мнения населения и др. Имеются серьезные причины для интенсивного использования данных с интервалами. Наиболее общей причиной является невозможность наблюдения точных значений. Природа исследуемых интервалов необычна. Так называемые самовыбираемые интервалы без каких-либо ограничений свободно выбираются субьектами обследований. Концы таких интервалов могут быть округлены. Предлагается обобщение продуктивного подхода к статистическому анализу в общей схеме цензурирования, предложенной Б. В. Турнбуллом. Объяснено и обобщено основное условие независимости в анализе Турнбулла. Предложено правило остановки выборочного процесса на основе достигнутого значения вероятности покрытия. Введение дополнительного (второго) вопроса всем выбранным респондентам дает возможность получения более точной оценки характеристик искомого распределения. Дано обоснование методов информатики, применяемых для анализа статистических данных, содержащих самовыбираемые интервалы. Эти методы дают возможность частичной идентификации искомых непараметрических распределений. Дано описание статистических моделей данных, допускающих зависимость выбора интервалов от положения в них точных значений. Получены рекурсии быстрого вычисления оценок максимального правдоподобия для характеристик искомых распределений. Приведены результаты применения предлагаемых методов, подтверждающие их полезность в анализе смоделированных данных, содержащих самовыбираемые интервалы.

Ключевые слова:  выявляющие выборочные обследования; случайный выбор; округление; якорность; вероятность покрытия; правдоподобие; рекурсия; максимизация; случайный перевыбор

АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ МЕТОДОМ ОРТОГОНАЛЬНЫХ РАЗЛОЖЕНИЙ В НЕЛИНЕЙНЫХ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ НА МНОГООБРАЗИЯХ .

  • И. Н. Синицын  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, sinitsin@dol.ru

Аннотация: Рассматриваются вопросы оценки точности и чувствительности алгоритмов параметрического на базе методов ортогональных разложений (МОР) и квазимоментов (МКМ) аналитического моделирования одномерных распределений в стохастических системах (СтС) на многообразиях (МСтС) с винеровскими и пуассоновскими шумами. На основе обобщенной формулы Ито выведены уравнения точности и чувствительности алгоритмов МОР для МСтС. Особое внимание уделено МКМ для нормальных МСтС. Полученные методические результаты положены в основу разрабатываемого инструментального символьного программного обеспечения в среде MATLAB-MAPLE. Рассмотрены вопросы сокращения числа уравнений МОР и МКМ. В качестве иллюстративного примера изучена одномерная нелинейная МСтС с мультипликативным гаусссовским (нормальным) белым шумом. Для типовых задач оценки надежности и безопасности технических систем предложены алгоритмы оценки точности и чувствительности. Сформулированы некоторые возможные обобщения.

Ключевые слова:  метод аналитического моделирования (МАМ); метод квазимоментов (МКМ); метод ортогональных разложений (МОР); обобщенная формула Ито; плотность одномерного распределения; полиномы Эрмита; стохастическая система на многообразиях (МСтС); уравнения точности МОР и МКМ; уравнения чувствительности МОР и МКМ

СОВМЕСТНОЕ СТАЦИОНАРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ЗАЯВОК В m ОЧЕРЕДЯХ В N-КАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ОБСЛУЖИВАНИЯ С ПЕРЕУПОРЯДОЧЕНИЕМ ЗАЯВОК.

  • А. В. Печинкин  
  • Р. В. Разумчик Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук; Российский университет дружбы народов, rrazumchik@gmail.com

Аннотация: Рассматривается функционирующая в непрерывном времени N-канальная система обслуживания с накопителем бесконечной емкости и переупорядочением заявок. В систему поступает пуассоновский поток заявок, время обслуживания каждым прибором распределено по экспоненциальному закону с одним и тем же параметром. При поступлении в систему всем заявкам присваивается порядковый номер. На выходе из системы сохраняется порядок между заявками, установленный при входе в нее. Заявки, завершившие обслуживание и нарушившие установленный порядок, формируют в бункере переупорядочения (БП) (неограниченной емкости) разные очереди. Если на приборах находится п (п = 1, N) заявок, то заявкой 1-го уровня будем называть ту из них, которая в систему поступила последней, 2-го уровня - предпоследней,..., n-го уровня - первой. Находящиеся в БП заявки, поступившие между заявками 2-го и 1-го уровней, будем называть заявками 1-й очереди, заявки, поступившие между заявками 3-го и 2-го уровней, - заявками 2-й очереди,..., заявки, поступившие между заявками N-гои (N - 1)-го уровней, - заявками (N - 1)-й очереди. Найдены математические соотношения в терминах производящих функций (ПФ), позволяющие алгоритмически вычислять совместное стационарное распределение числа заявок в накопителе и на приборах, а также в 1-й, 2-й, . . . , т-й очередях в БП (т = 1, N - 1).

Ключевые слова:  многолинейная система массового обслуживания; переупорядочение; раздельные очереди; совместное стационарное распределение

АППРОКСИМАЦИЯ ВРЕМЕНИ ОТКЛИКА СИСТЕМЫ ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ .

  • А. В. Горбунова   Российский университет дружбы народов, avgorbunova@rambler.ru
  • И. С. Зарядов  Российский университет дружбы народов, izaryadov@sci.pfu.edu.ru
  • С. И. Матюшенко  Российский университет дружбы народов, matushenko@list.ru
  • К. Е. Самуйлов  Российский университет дружбы народов, ksam@sci.pfu.edu.ru
  • С. Я. Шоргин  Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук, sshorgin@ipiran.ru

Аннотация: Облачные вычисления представляют собой эволюционную технологию, позволяющую удаленному пользователю получать доступ к различным ресурсам посредством интернет-сервисов. В статье рассматривается система облачных вычислений, в которую поступают сложные пользовательские запросы, состоящие из нескольких подзапросов. Для обработки каждого подзапроса выделяется одна единица ресурса. Точная оценка эффективности облачных вычислительных ресурсов является необходимым условием обеспечения требуемого качества обслуживания. Время отклика системы, служащее одним из важнейших показателей этого качества, требует адекватного моделирования. Для его анализа построена математическая модель функционирования облачной системы в виде системы массового обслуживания (СМО), состоящей из нескольких подсистем, на которую поступает единый пуассонов- ский поток запросов. Каждый из поступивших запросов в момент поступления делится на несколько частей, обслуживаемых своей подсистемой массового обслуживания с накопителем неограниченной емкости и экспоненциальным распределением времени обслуживания на приборе. С помощью данной математической модели получена аналитическая формула для нахождения приближения среднего значе-ния и дисперсии времени отклика системы - максимального времени обработки составляющих запрос подзапросов. Для оценки точности приближения выполнено имитационное моделирование средствами GPSS (General Purpose Simulation System).

Ключевые слова: система облачных вычислений; время отклика; обработка сложных запросов; система массового обслуживания; аппроксимация; имитационное моделирование

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ИНДЕКСЫ В СХЕМЕ СЕРИЙ И ИХ ПРИЛОЖЕНИЯ.

  • А. В. Лебедев  Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, механико-математический факультет, avlebed@уandex.ru

Аннотация: Проводится обобщение понятия экстремального индекса стационарной случайной последовательности на схему серий одинаково распределенных случайных величин со случайными длинами серий, стремящимися к бесконечности по вероятности. Введены новые экстремальные индексы с помощью двух определений, обобщающих основные свойства классического экстремального индекса. Доказан ряд полезных свойств новых экстремальных индексов. Показано, как поведение максимумов суммарных активностей на случайных графах (в моделях информационных сетей) и поведение максимумов признаков частиц в ветвящихся процессах (в моделях биологических популяций) могут быть описаны в терминах новых экстремальных индексов. Получены также новые результаты для моделей с копулами и пороговых моделей. Показано, что новые индексы могут принимать разные значения для одной системы, а также значения, большие единицы.

Ключевые слова:  экстремальный индекс; схема серий; случайный граф; информационная сеть; ветвя- щийся процесс; копула

ПОРОГОВАЯ СТРАТЕГИЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ДОСТУПА К РЕСУРСАМ В СИСТЕМЕ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ M/D/1 С ФУНКЦИЕЙ ШТРАФОВ ЗА НЕСВОЕВРЕМЕННОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЗАЯВОК .

  • Я. М. Агаларов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, agglar@yandex.ru

Аннотация: Рассматривается задача оптимизации управления доступом на множестве динамических пороговых стратегий в системе M/D/1, в которой прием заявок в систему прекращается, если число одновременно находящихся в ней заявок превышает пороговое значение, и прием заявок возобновляется, если число заявок станет равно или меньше этого значения. В качестве целевой функции используется среднее значение предельного дохода системы, получаемого в единицу времени в стационарном режиме, при условии, что от каждой принятой на обслуживание заявки получает фиксированную плату, за несвоевременно обслуженную заявку система платит фиксированный штраф, а при отклонении заявки система не получает плату и не платит штраф. Получены оценки для оптимального значения целевой функции и оптимального порогового значения.

Ключевые слова: система массового обслуживания; пороговая стратегия; оптимизация

ПОЖАР НА КОНФИГУРАЦИОННОМ ГРАФЕ СО СЛУЧАЙНЫМИ ПЕРЕХОДАМИ ОГНЯ ПО РЕБРАМ .

  • М. М. Лери  Институт прикладных математических исследований КарНЦ РАН, leri@krc.karelia.ru

Аннотация: Рассматривается случайный процесс распространения огня по ребрам двух видов конфигурационных графов со случайными степенями вершин. Степени вершин имеют либо степенное распределение, либо распределение Пуассона. Процесс распространения огня происходит в случайной среде, в которой вероятности перехода огня по ребрам графа имеют стандартное равномерное распределение. Оценены оптимальные значения параметров распределений степеней вершин, обеспечивающие максимальную сохранность вершин графа при двух типах возгорания: целенаправленном поджоге, когда пожар начинается с вершины, имеющей наибольшую степень, и случайном возгорании равновероятно выбранной вершины. В условиях одинаковых объемов рассматриваемых графов проведен сравнительный анализ степенной модели и модели с пуассоновским распределением с точки зрения числа уцелевших в пожаре вершин при разных условиях возгорания.

Ключевые слова: конфигурационные графы; степенное распределение; распределение Пуассона; устойчивость; модель лесного пожара

АСИМПТОТИЧЕСКИЕ РАЗЛОЖЕНИЯ ВЫСОКОГО ПОРЯДКА ДЛЯ НЕСМЕЩЕННЫХ ОЦЕНОК И ИХ ДИСПЕРСИЙ В МОДЕЛИ ОДНОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОГО СЕМЕЙСТВА .

  • В. В. Чичагов  Пермский государственный национальный исследовательский университет, chichagov@psu.ru

Аннотация: Рассмотрена модель повторной выборки объема n из распределения, принадлежащего естественному однопараметрическому экспоненциальному семейству. При неограниченном возрастании объема выборки изучено предельное поведение несмещенной оценки с равномерно минимальной дисперсией (НОРМД) заданной параметрической функции и НОРМД дисперсии этой оценки. Получены асимптотические разложения высокого порядка как для функций, определяющих несмещенные оценки, так и для дисперсий этих оценок. Результаты представлены как в канонической, так и в mean-параметризации.

Ключевые слова:  естественное экспоненциальное семейство; несмещенная оценка; асимптотическое разложение

РЕАЛИЗУЕМОСТЬ ВЕРОЯТНОСТНЫХ РЕАКЦИЙ КОНЕЧНЫМИ ВЕРОЯТНОСТНЫМИ АВТОМАТАМИ .

  • А. М. Миронов  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, amijronov66@gmail.com

Аннотация: Формулируется и доказывается критерий реализуемости вероятностной реакции (ВР) конечным вероятностным автоматом (ВА). Этот критерий усиливает соответствующий критерий Р. Г. Бухараева и Х. Хомута, который имеет следующий вид: ВР реализуется в конечном ВА тогда и только тогда, когда существует конечное опорное множество для множества состояний этой ВР, выпуклое относительно полугруппы всех вращений. Сформулированный и доказанный в настоящей работе критерий реализуемости ВР в конечном ВА не связан с построением множества состояний для ВР и имеет следующий вид: ВР реализуема конечным ВА тогда и только тогда, когда она принадлежит конусу над некоторым конечным множеством ВР, устойчивому относительно сдвигов. Доказательство этого критерия имеет существенно более простой вид, чем доказательство критерия Бухараева-Хомута.

Ключевые слова: вероятностные автоматы; вероятностные реакции; случайные функции

ССЫЛОЧНАЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ ДАННЫХ В КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ .

  • В. С. Зыкин  Омский государственный технический университет, vszykin@omgtu.ru

Аннотация: Решается прикладная задача автоматизации построения неизбыточного множества ссылочных ограничений на данные. Эти ограничения позволяют регламентировать на предприятии бизнес-правила в использовании информации, которая хранится в реляционной базе данных (БД) и обслуживается системой управления БД (СУБД). Теоретической основой ограничений служат зависимости включения, которые в данной статье получили обобщение, позволяющее использовать неопределенные значения. Такое обобщение является следствием их практической значимости. Для корректного решения указанной проблемы вводится и исследуется понятие ациклических схем БД. Введена интерпретация ациклических схем БД в виде ассоциированных гиперграфов, доказана теорема о цикличности таких гиперграфов. Представлено автоматическое построение множества всевозможных ссылочных ограничений и предложен алгоритм автоматизации удаления избыточных ссылочных ограничений целостности.

Ключевые слова:  ссылочная целостность; неопределенные значения; ациклические схемы

ПРОЦЕССЫ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ И РАЗВИТИЯ КРОСС-ЯЗЫКОВЫХ ЭКСПЕРТНЫХ ЗНАНИЙ: СЕМИОТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ .

  • И. М. Зацман  Институт проблем информатики Федерального исследовательского центра "Информатика и управление" Российской академии наук, izjpi@a 170.ipi.ac.ru

Аннотация: Представлены результаты разработки семиотических оснований для создания моделей процессов целенаправленной генерации и развития новых экспертных знаний и разработки технологий, обеспечивающих эти процессы. Необходимость разработки таких технологий проявляется наиболее наглядно в ситуациях, когда имеющиеся системы экспертных знаний не удовлетворяют новым социально или технологически значимым целям, отражающим новые или изменившиеся потребности общества.
В статье речь идет не о хорошо известных в области искусственного интеллекта методах и моделях представления знаний, процессах управления формами их представления, а о разработке новых моделей процессов целенаправленной генерации знаний, отражающих динамику их формирования. Рассматриваемый подход к моделированию этих процессов и разработке обеспечивающих их технологий ориентирован на те прикладные области, где знания генерируются экспертами в процессе анализа текстов или других объектов интерпретации, которые могут изменяться во времени, с последующим представлением экспертных знаний в надкорпусных базах данных (НБД). Отличительная черта предлагаемого подхода к моделированию заключается в явном описании отношений между новыми экспертными знаниями и теми объектами интерпретации, на основе анализа которых были сгенерированы элементы новых знаний. Другая отличительная черта заключается в явном описании изменяемых во времени элементов знаний, соответствующих объектам интерпретации. Реализуемость такого подхода демонстрируется на примере экспериментальной информационной технологии, которая поддерживает целенаправленную генерацию экспертами кросс-языковых знаний о переводах глагольных конструкций русского языка на французский. Эти кросс-языковые знания формируются в процессе анализа параллельных текстов на русском и французском языках, пары выровненных предложений которых являются объектами интерпретации.

Ключевые слова: кросс-языковые экспертные знания; компьютерное моделирование; генерация знаний; объекты интерпретации; семиотические основания; модели процессов генерации знаний; надкорпусные базы данных

ВЛИЯНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ НА РАСПОЗНАВАНИЕ ФИГУРЫ ДВИЖУЩЕГОСЯ ЧЕЛОВЕКА ПО ПОТОКУ ИЗОБРАЖЕНИЙ .

  • М. О. Абрамов  Национальный исследовательский Томский государственный университет, maxim_amo@mail.ru
  • М. Ю. Катаев  Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники; Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета, kataev.m@sibmail.com

Аннотация: Приведено описание методики выделения фигуры движущегося человека по потоку изображений с использованием морфологических операций. Поставленная задача определяется получением максимальной точности выделения фигуры человека на бинарном изображении. Приведены численные результаты, полученные на основе целого ряда методов. Сделаны выводы и даны рекомендации по распознаванию фигуры человека на изображении.

Ключевые слова: морфологические операции; одна камера; распознавание фигуры человека; цифровая обработка; бинарные изображения