| Об институте | Направления деятельности | Научно-исследовательские работы и проекты | Объекты интеллектуальной собственности | Научные журналы ИПИ РАН | Другие публикации | Семинары и конференции |
|
«Информатика и ее применения» (Том 11, Выпуск 2, 2017)Оглавление | Библиография | Об авторах Аннотации и ключевые слова.DYNAMIC MODELS OF SYSTEMIC RISK AND CONTAGION
ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ OTCTEMHOrO РИСКА И ЗАРАЖЕНИЯ
Аннотация: Современные финансовые системы являются сложными сетями взаимосвязанных финансовых институтов (банков, хедж-фондов, страховых компаний, и т. д.), и дефолт одного из них может вызвать цепную реакцию дефолтов других институтов системы. После недавних финансовых кризисов важность системного риска вышла на первый план, и теоретические исследования в этой области интенсифицировались. Большая часть известных результатов относится к статическим моделям, которые посвящены процессам, происходящим в системе, когда каскад дефолтов уже начался. Авторы предлагают динамическую модель так называемого структурного типа, когда дефолт начинается в момент выхода некоторого стохастического процесса из области. Каскад инициируется в момент достижения критического уровня процессом, описывающим портфели банков. Вероятность выхода и суммарные издержки в результате каскада дефолтов могут служить индикаторами, позволяющими регуляторам осуществлять мониторинг системы и предпринимать упреждающие коррекции для понижения системного риска. Проводится численное моделирование системы, которая строится на основе случайного графа, полученного при помощи алгоритма предпочтительного присоединения. Приводятся результаты численных экспериментов при различных значениях параметров. Ключевые слова: системный риск; финансовые сети; заражение; дефолт
ON THE EFFICIENCY OF BRIDGE MONTE-CARLO ESTIMATOR
Аннотация: Наличие долговременной зависимости в современных сетях передачи данных приводит к тому что объем передаваемого трафика может быть большим на протяжении значительного периода времени. Это, в свою очередь, влечет перегрузку систем на протяжении длительного периода времени. В данной работе рассматривается задача оценки вероятности занятости системы обслуживания с гауссовским входным потоком в течение некоторого заданного периода T. При больших значениях T интересующее нас событие является редким, и для оценки его вероятности с приемлемой точностью необходимо использовать специальные методы понижения дисперсии оценки. В статье рассмотрен частный случай условного метода Монте Карло, который заключается в том, что искомая вероятность может быть выражена как математическое ожидание некоторой функции от так называемого гауссовского моста. Исследована эффективность предложенной процедуры, а также влияние шага дискретизации на свойство получаемой оценки. Ключевые слова: гауссовские процессы; условный метод Монте Карло; процесс моста; редкие события; уменьшение дисперсии
МАКСИМИЗАЦИЯ СРЕДНЕГО СТАЦИОНАРНОГО ДОХОДА СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТИПА M/G/1
Аннотация: Рассматривается задача оптимизации порогового значения длины очереди системы M/G/1 в смысле максимизации предельного дохода, получаемого системой в единицу времени. Доход определяется платой, получаемой за обслуживание заявок, затратами на техническое обслуживание прибора и штрафами за задержку заявок в очереди, за отказ заявке в обслуживании, за простой системы. Сформулированы достаточные условия существования конечного порогового значения для системы M/G/1, доказаны утверждения о необходимыхи достаточных условиях оптимальности порогового значения и о существовании конечного оптимального порога. Предложен алгоритм расчета оптимального порогового значения и соответствующего значения максимального дохода. Приведены результаты вычислительных экспериментов, иллюстрирующие работу предложенного алгоритма. Ключевые слова: система массового обслуживания; пороговое управление; оптимизация
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НЕПРЕРЫВНЫМ НАБЛЮДЕНИЯМ С МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫМИ ШУМАМИ II: АЛГОРИТМ ЧИСЛЕННОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ОЦЕНКИ
Аннотация: Данная работа является второй частью статьи "Классификация по непрерывным наблюдениям с мультипликативными шумами I: формулы байесовской оценки", опубликованной в журнале "Информатика и её применения", 2017, том 11, выпуск 1. Исследования посвящены решению задачи оценивания случайного вектора с конечным множеством состояний по непрерывным зашумленным наблюдениям. Особенностью модели является то, что интенсивность шумов в наблюдениях зависит от оцениваемого вектора, что не позволяет применять классические результаты оптимальной нелинейной фильтрации. В первой части статьи искомая оценка получена как в явной интегральной форме, так и в виде решения некоторой стохастической дифференциальной системы со скачкообразными процессами в правой части. Во второй части представлен алгоритм приближенного вычисления оценки и характеристики его точности. Модельный пример иллюстрирует качество предлагаемой оценки и соответствующей численной процедуры. Ключевые слова: оптимальная фильтрация; идентифицируемость; рекуррентная схема; порядокточности; дискретизация по времени
ИНФОРМИРОВАННОСТЬ УЧАСТНИКОВ И СУЩЕСТВОВАНИЕ РАВНОВЕСИЯ В ПОЗИЦИОННЫХ МНОГОШАГОВЫХ ИГРАХ МНОГИХ ЛИЦ
Аннотация: В позиционных играх изучаются динамические модели принятия решений в условиях конфликта интересов участников и при информированности о текущей позиции игры. Каждый игрок может оказывать некоторое допустимое управляющее воздействие на общую для всех динамическую систему. Выбираемая игроком стратегия управления - это функция, определенная на фазовом пространстве системы. Отслеживая траекторию движения, все стороны конфликта имеют неявное представление о стратегиях партнеров. Принцип рационального поведения всех игроков состоит в стремлении достичь ситуации равновесия Нэша. Доказано, что к нему можно прийти в результате коллективных усилий по выбору совместного программного управления системой. Устойчивость решения обеспечивается угрозой наказания, применяемого к игроку, не выполняющего эту программу. Контроль за соблюдением согласованной траектории движения и некоторая дополнительная информация позволяют игрокам идентифицировать нарушителя. Его наказание реализуется с запаздыванием, связанным с необходимостью обнаружения "виновника". Теорема существования равновесия применена к исследованию экономико-математической модели. Ключевые слова: динамическая система; дифференциальная игра; позиционная многошаговая игра; программное управление; позиционная стратегия; контрстратегия; стратегия наказания; гарантирующая стратегия; ситуация равновесия Нэша; эффективность по Парето
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ В МОБИЛЬНОЙ СЕТИ СО СЛУЧАЙНЫМ БЛУЖДАНИЕМ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Аннотация: Целью исследования является анализ отношения сигнал/интерференция (SIR, signal-to- interference ratio) при прямом взаимодействии устройств в мобильных сетях 5-го поколения (5G) с учетом перемещения приемопередающих устройств в зоне обслуживания. Величина SIR на приемнике ассоциированной пары исследуется как изменяющийся во времени случайный процесс, а математическая модель движения задана кинетическим уравнением с учетом скорости перемещения устройств, их пространственной плотности и максимально допустимого радиуса взаимодействия. Задача численного анализа решается методом имитационного моделирования. В качестве функционала величины SIR исследуется плотность распределения случайной величины (СВ) длительности периода наличия (отсутствия) связи. Показано, что вероятность обрыва связи логарифмически растет с увеличением как скорости перемещения взаимодействующих устройств, так и их числа в заданной зоне обслуживания. Ключевые слова: беспроводная сеть; отношение сигнал/интерференция; взаимодействие устройств; стохастическая геометрия; модель движения; кинетическое уравнение; показатель эффективности; вероятность обрыва связи; длительность периода наличия связи
МНОГОМЕРНЫЙ РЕФЕРЕНСНЫЙ РЕГИОН ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ
Аннотация: Рассматриваются принципы построения многомерных референсных регионов (MRR - multivariate reference region). Предложен оригинальный метод построения региона на основе областей с высокой плотностью точек и аппроксимации распределения данных с помощью смеси нормальных распределений. Для оценки порога для плотности распределения используется бутстреп-метод. В качестве эксперимента рассмотрена задача построения и использования эталонной области для прогнозирования типа мочевого камня. Обработка реальных данных продемонстрировала преимущества предлагаемых решений. Ключевые слова: многомерный референсный регион; область высокой плотности; бутстреп-метод; смесь многомерных нормальных распределений
ПРИМЕНЕНИЕ КВАЗИСЛУЧАЙНОГО ПОДХОДА И АНСАМБЛЕВЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ НАБОРОВ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ КЛИМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Аннотация: В условиях неопределенности значений большого числа параметров гидродинамической трехмерной глобальной климатической модели реализована процедура их одновременной оценки для близости результатов моделирования к данным наблюдений. Модель включает блоки атмосферы, термо- халинной крупномасштабной циркуляции океана и морского льда. В квазислучайном подходе по методу латинского гиперкуба генерируется ансамбль из 200 расчетов путем равномерного полного покрытия диапазона изменения каждого из 12 параметров модели. Параметры определяют перемешивание и перенос в атмосфере, океане и морском льду, но их комбинации выбираются случайным образом. Исследование количественной меры ошибки модели позволило решить обратную задачу оценки параметров модели и прямую задачу прогнозных расчетов по модели. Ключевые слова: глобальная климатическая модель; оценка параметров; метод латинского гиперкуба
МОДИФИКАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛА КАЧЕСТВА В ЗАДАЧАХ НЕЛИНЕЙНОЙ РЕГРЕССИИ ДЛЯ УЧЕТА ГЕТЕРОСКЕДАСТИЧНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЯЕМЫХ ДАННЫХ
Аннотация: Рассматривается задача восстановления нелинейной регрессионной зависимости по данным, имеющим погрешности определения как зависимых, так и независимых переменных, при этом распределения погрешностей разных измерений могут иметь разную дисперсию. Предлагается модифицированный функционал качества, учитывающий погрешности определения независимых переменных и разные распределения погрешностей в разных точках. Приводятся результаты численного моделирования на данных, полученных в ходе эксперимента по измерению зависимости мощности лазера от прозрачности резонатора. Рассматривается сходимость вектора параметров, минимизирующего предлагаемый функционал качества, к оптимальному для классического функционала среднеквадратичной ошибки. Сравнивается сходимость параметров, оптимальных для предлагаемого и классического функционалов, к некоторым "истинным" параметрам модели на данных, сгенерированных согласно этим "истинным" параметрам и зашумленным согласно предположениям о погрешностях измерений, в зависимости от параметров этих погрешностей. Ключевые слова: гетероскедастичные ошибки; ошибки измерения независимых переменных; символьная регрессия; нелинейная регрессия
ПЕРСОНАЛЬНАЯ ОТКРЫТАЯ СЕМАНТИЧЕСКАЯ ЦИФРОВАЯ БИБЛИОТЕКА LibMeta. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОНТЕНТА. ИНТЕГРАЦИЯ С ИСТОЧНИКАМИ LOD
Аннотация: Развитие семантических технологий вывело цифровые библиотеки на уровень, на котором на первый план выступила необходимость осмысленного представления контента цифровых библиотек. Одновременно возникает необходимость ограничения его в терминах некоторой предметной области. В работе рассматривается конструирование контента библиотеки для некоторой предметной области в рамках разработанной системы LibMeta. Персональная открытая семантическая цифровая библиотека LibMeta с системой поддержки работы пользователей с цифровыми ресурсами библиотек и их коллекциями для некоторой предметной области, ограниченной терминологически с помощью тезауруса, предоставляет функциональность конструирования контента библиотеки согласно определенным требованиям и требует всего лишь произвести начальную настройку системы под конкретную предметную область, ограниченную терминологически с помощью тезауруса. В качестве примера предметной области в работе используется узкоспециализированный тезаурус обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). Ключевые слова: семантические библиотеки; модель данных; онтологии; источники данных; поиск в LOD
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЭЛЛИПСОИДАЛЬНЫЕ УСЛОВНО-ОПТИМАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ДЛЯ НЕЛИНЕЙНЫХ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА МНОГООБРАЗИЯХ
Аннотация: Представлена теория аналитического синтеза по критерию минимума средней квадратической ошибки (с.к.) модифицированных эллипсоидальных условно-оптимальных фильтров (МЭУОФ) для нелинейных дифференциальных стохастических систем на гладких многообразиях (МСтС) на основе эллипсоидальной аппроксимации ненормированных апостериорных распределений. Рассмотрены случаи гауссовских и негауссовских МСтС. Алгоритмы МЭУОФ по сравнению с алгоритмами ЭУОФ обладают достаточной простотой. Алгоритмы МЭУОФ положены в основу модуля инструментального программного обеспечения StS-Filter (version 2017). Ключевые слова: винеровский шум; метод эллипсоидальной аппроксимации (МЭА); метод эллипсоидальной линеаризации (МЭЛ); модифицированный эллипсоидальный СОФ (МЭСОФ); ненормированная
одномерная апостериорная характеристическая функция; пуассоновский шум; субоптимальный фильтр
(СОФ); условно-оптимальный фильтр (УОФ); уравнения точности и чувствительности; эллипсоидальный УОФ (ЭУОФ)
ОДНОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОБСЛУЖИВАНИЯ С ЗАВИСИМЫМИ ИНТЕРВАЛАМИ ВРЕМЕНИ МЕЖДУ ПОСТУПЛЕНИЯМИ ТРЕБОВАНИЙ
Аннотация: Изучена одноканальная система массового обслуживания с бесконечным числом мест для ожидания и произвольным распределением времени обслуживания. Входящий поток требований является пуассоновским потоком со случайной интенсивностью. Текущее значение интенсивности выбирается из конечного множества с заданными вероятностями в момент начала отсчета времени до следующего поступления требования. Последовательные интенсивности образуют цепь Маркова специального вида. Частными случаями таких потоков являются гиперэкспоненциальные потоки и потоки, возникающие при исследовании байесовских моделей систем обслуживания с дискретным априорным распределением. Рассматриваемые потоки хорошо описывают работу систем массового обслуживания, функционирующих в случайной среде с конечным множеством различных состояний и марковской зависимостью между ними. Кроме того, такими потоками можно достаточно точно аппроксимировать реальные потоки в сетях передачи данных. Исследовано поведение длины очереди в нестационарном режиме. Ключевые слова: пуассоновский поток; случайная интенсивность; гиперэкспоненциальный поток; цепь Маркова; одноканальная система; длина очереди
СИЛЬНАЯ СОСТОЯТЕЛЬНОСТЬ ОЦЕНКИ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ РЕШЕНИИ ОБРАТНЫХ СТАТИСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Аннотация: Нелинейные методы обработки сигналов и изображений с помощью процедур пороговой обработки коэффициентов вейвлет-разложений стали популярным аппаратом для задач подавления шума и компрессии. Объясняется это тем, что вейвлет-анализ позволяет гораздо более эффективно исследовать нестационарные сигналы, чем традиционный Фурье-анализ, благодаря возможности лучшей адаптации к функциям, имеющим на разных участках различную степень регулярности. Анализ погрешностей этих методов представляет собой важную практическую задачу, поскольку позволяет оценить качество как самих методов, так и используемого оборудования. В некоторых приложениях данные наблюдаются не напрямую, а после применения некоторого линейного преобразования. Задача обращения такого преобразования, как правило, некорректно поставлена, что приводит к росту дисперсии шума. В работе исследуются асимптотические свойства оценки среднеквадратичной погрешности при обращении линейных однородных операторов методами вейвлет-вейглет-разложения и пороговой обработки. При довольно слабых ограничениях доказывается сильная состоятельность этой оценки. Ключевые слова: вейвлеты; пороговая обработка; несмещенная оценка риска; коррелированный шум; асимптотическая нормальность
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОРОГОВАЯ ОБРАБОТКА В МОДЕЛЯХ С НЕГАУССОВЫМ ШУМОМ
Аннотация: В задачах непараметрического оценивания сигнала обычно предполагается, что функция сигнала принадлежит некоторому специальному классу. Например, она может быть кусочно-непрерывной или кусочно-дифференцируемой и иметь компактный носитель. Эти предположения, как правило, позволяют экономно представить функцию сигнала в некотором специально подобранном базисе таким образом, что полезный сигнал оказывается сосредоточенным в относительно небольшом количестве больших по абсолютному значению коэффициентов разложения. Затем осуществляется пороговая обработка с целью удаления шумовых коэффициентов. Обычно распределение шума предполагается гауссовым. Эта модель хорошо изучена в литературе, и для разных классов функций сигналов вычислены оптимальные параметры пороговой обработки. В данной работе рассматривается задача построения оценки функции сигнала по наблюдениям, содержащим аддитивный шум, распределение которого принадлежит достаточно широкому классу Вычисляются значения универсальных параметров пороговой обработки, при которых среднеквадратичный риск близок к минимальному Ключевые слова: пороговая обработка; негауссовый шум; среднеквадратичный риск
|
|
||
|
| © 2016 Институт проблем информатики Российской Академии наук |