Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 1 за 2019 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. Сравнение эффективности адаптивных алгоритмов светофорного регулирования в среде AnyLogic [№1 за 2019 год]
Автор: Андронов С.А.
Просмотров: 5509
В статье рассматриваются моделирование и управление транспортным потоком в зависимости от интенсивности дорожного движения. Разработаны и реализованы имитационные модели в среде пакета программ AnyLogic ряда адаптивных алгоритмов управления транспортным потоком, таких как мягкое программирование светофорных объектов с использованием нечеткой логики, разъезда очередей, поиска разрывов в транспортном потоке, поисковой оптимизации с использованием формулы Вебстера, прямой минимизации транспортных задержек в процессе имитации и мягкое программирование светофорных объектов с использованием нечеткой логики. В процессе имитационного моделирования, в том числе в условиях движения на реально существующих перекрестках мегаполиса, выполнено сравнение возможного эффекта от применения перечисленных адаптивных алгоритмов с работой светофора с фиксированной длительностью фаз при различной загруженности транспортной сети. Приведены диаграммы границ эффективности рассмотренных алгоритмов в широком диапазоне изменения параметров. Сравниваемые алгоритмы упорядочены по эффекту пропускной способности перекрестка в диапазонах принятых исходных данных. Результаты моделирования показывают, что установка систем адаптивного регулирования позволяет уменьшить время простоя автомобилей (нагрузку на двигатели, расход бензина, вредные выбросы) по сравнению с обычным светофором в среднем от 5 до 50 %. Оптимизационный принцип построения адаптивного регулирования показывает значительно больший эффект повышения пропускной способности перекрестка по сравнению с работой алгоритмов типа «пропуск очередей» и «поиск разрывов» в широком диапазоне изменения интенсивностей транспортного потока. Про-межуточное положение занимает алгоритм работы светофора с нечеткой логикой. Эксперимент «анализ чувствительности» в программе AnyLogic демонстрирует достаточно пологую зависимость критерия оптимизации транспортного потока от оптимального значения интенсивности проехавших транспортных средств.

22. Унифицированное представление формул логик LTL и CTL системами рекурсивных уравнений [№1 за 2019 год]
Авторы: Кораблин Ю.П., Шипов А.А.
Просмотров: 6113
Для решения задачи верификации методом проверки на моделях Model Checking сегодня зачастую используются такие временные логики, как логика линейного времени LTL, логика ветвящегося времени CTL и логика CTL*, объединяющая возможности двух первых логик. Однако каждая из этих логик имеет свои недостатки, ограничения и проблемы выразительности, которые возникают ввиду их синтаксических и семантических особенностей. Именно поэтому на текущий момент не существует единой темпоральной логики. Авторы данной статьи убеждены, что использование специальных представлений, основанных на системах рекурсивных уравнений в отношении темпоральных логик, способно не только расширить их выразительную мощность, но и унифицировать синтаксические конструкции, позволив тем самым сформулировать некоторую общую и единую для всех логик нотацию. В статье предложена и рассмотрена специальная RTL-нотация, в основе которой лежат системы рекурсивных уравнений и привычные семантические определения логик LTL и CTL. Задача, которую призвана решить данная нотация, состоит в объединении выразительных возможностей обеих логик, что расширит выразительность каждой из них, а также в унификации их синтаксических конструкций, что даст возможность выработать единообразный подход к решению задачи верификации. Авторами дано подробное определение RTL-нотации, представлены соответствующие аксиомы и теоремы, приведен ряд примеров и утверждений, наглядно демонстрирующих выразительные возможности RTL. Целью статьи является демонстрация ключевых особенностей и возможностей RTL-нотации, которые в дальнейших работах авторов лягут в основу решения проблемы верификации моделей систем.

23. Управление энергозатратами процесса хранения данных при выборе размера физического блока данных [№1 за 2019 год]
Авторы: Татарникова Т.М., Пойманова Е.Д.
Просмотров: 5893
В статье рассматривается иерархия функций процесса хранения данных на физическом уровне. На первом уровне выполняются функции по поддержанию устойчивого состояния минимальных единиц хранения данных. От количества устойчивых состояний минимальной единицы хранения данных зависит количество сохраняемых битов данных. Показано, что минимальные единицы хранения данных различаются в зависимости от типа записи и вида носителя. Приводится выражение, позволяющее оценить минимальную энергию, необходимую для преобразования минимальной единицы хранения. На втором уровне выполняются функции по объединению минимальных единиц хранения данных в физические блоки данных. Показана структура физического блока. Приведен пример изменения размера физического блока, демонстрирующий возможность его регулирования в зависимости от вида хранимой информации и требований к системе хранения. При увеличении физического блока уменьшается доля метаданных, сохраняемых на носитель, и таким образом увеличивается эффективность использования емкости носителя. На третьем уровне выполняются функции по объединению физических блоков в логические блоки данных. Размер логического блока зависит от возможностей установленной файловой системы и определяется при форматировании. На уровне файла задается адресация битов данных, физических и логических блоков, тем самым биты данных логически объединяются в файл. Приведены результаты, демонстрирующие существенное сокращение расхода энергии при увеличении размера блока данных и уменьшении объема метаданных по сравнению с энергозатратами при сохранении исходного файла.

24. Формирование барьера безопасности на космическом аппарате при угрозе воздействия космического мусора методами нечеткой логики [№1 за 2019 год]
Авторы: Кемайкин В.К., Кожухин И.В.
Просмотров: 4730
В статье предложен алгоритм формирования барьера безопасности от воздействия космического мусора для автономного функционирования космического аппарата. Эффективность барьера безопасности зависит от показателей оперативности, экономичности и действенности (надежности) мер по защите, составляющих содержание барьера безопасности. В настоящее время барьер безопасности формируется из реализованных на борту космического аппарата мер с участием оператора в автоматизированном режиме. Для этого космический мусор должен быть своевременно обнаружен и время до прогнозируемого столкновения должно быть достаточным для выработки решения (порядка 28 часов). Тогда оператор может оценить и учесть важность параметров и сформировать адекватный барьер с учетом складывающейся обстановки. В иных случаях опасности столкновения с космическим мусором выполняется автоматический маневр уклонения, связанный с изменением параметров орбиты космического аппарата. В условиях автономного орбитального функционирования космического аппарата возникает задача оценки эффективности барьера безопасности, при которой учитывались бы условия обстановки, но его формирование проводилось на борту космического аппарата в автоматическом режиме реального времени. Разработанная база знаний важности параметров позволяет проводить оценку эффективности барьера безопасности с учетом складывающейся обстановки по каждому потенциально опасному (по критерию опасного сближения) объекту в цикле автоматического функционирования бортовой вычислительной машины управления. Требование автономности функционирования космического аппарата и парирования возможной угрозы от столкновения с космическим мусором основано на использовании теории нечетких множеств, в том числе принципа нечеткого слияния целей и ограничений. Исходные оценки эффективности барьера безопасности реализуют принцип гарантированного результата при равновесности критериев, по которым проводится оценка. В реальном времени уточняются оценки эффективности с учетом важности параметров барьера безопасности, которые представляются наборами правил из базы знаний по требуемым и существующим ограничениями по действенности (надежности), времени и расходу топлива на реализацию потенциальных барьеров безопасности. Полученные результаты показывают, что в реальных условиях обстановки эффективность потенциальных барьеров безопасности может изменяться с учетом важности параметров.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3