«Электронное моделирование»

Том 38, № 2 (2016)

https://doi.org/10.15407/emodel.38.02

ЗМІСТ

Математичне моделювання та обчислювальні методи

	СЫТНИК А.А., КЛЮЧКА К.Н., КОСТЬЯН Н.Л. Метод идентификации динамического объекта посредством интегральной модели	3-10
	КРАВЦОВ Г.А., ПРИТУЛЮК И.А. Новая классификация алгоритмов	11-26

Обчислювальні процеси і системи

САПОЖНИКОВ В.В., САПОЖНИКОВ Вл.В., ЕФАНОВ Д.В., ЧЕРЕПАНОВА М.Р.
Модульные коды с суммированием в системах функционального контроля. I. Свойства обнаружения ошибок кодами в информационных векторах

27-48

Применение методов и средств моделирования

	АРТЕМЧУК В.А., КАМЕНЕВА И.П., ЯЦИШИН А.В. Модели представления и преобразования данных в задачах экологического мониторинга урбанизированных территорий	49-66
	БАЛАМЕТОВ А.Б., ХАЛИЛОВ Э.Д., ИСАЕВА Т.М. Повышение точности моделирования режима линии электропередачи на основе текущих параметров	67-82
	КАЛИНОВСКИЙ Я.А., БОЯРИНОВА Ю.Е. Экспериментальная оценка уменьшения объема вычислений при использовании представлений гиперкомплексных нелинейностей	83-92
	KONASHEVYCH О.I. Advantages and Current Issues of Blockchain Use in Microgrids	93-104
	МАЕВСКИЙ А.В. Решение задачи идентификации рабочих параметров математической модели процесса динамики экологических систем	105-116

Кольорові малюнки до статей - на вклейках

Метод идентификации динамического объекта посредством интегральной модели

А.А. Сытник, К.Н. Ключка, кандидаты техн. наук
Черкасский государственный технологический университет
(Украина, 18006, Черкассы, бул. Шевченка, 460,
тел. (0472) 730256, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
Н.Л. Костьян, канд. техн. наук
Восточноевропейский университет экономики и менеджмента
(Украина, 18036, Черкассы, ул. Нечуя-Левицкого, 16,
тел. (0472) 647055, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

АННОТАЦИЯ

Розглянуто можливість ідентифікації параметрів динамічних об’єктів із застосуванням інтегральних рівнянь Вольтерри другого роду, що є еквівалентними моделям, побудованим на основі диференціальних рівнянь. Наведено приклади розв’язання тестових задач.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

динамические объекты, идентификация параметров, интегральные уравнения Вольтерры.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гроп Д. Методы идентификации систем.— М. : Мир, 1979. — 302 с.
2. Верлань А.Ф., Москалюк С.С. Математическое моделирование непрерывных динамических систем. — Киев: Наук. думка, 1988. — 287 с.
3. Сытник А.А., Ключка К.Н., Протасов С.Ю. Применение интегральных динамических моделей при решении задачи идентификации параметров электрических цепей // Изв. Томского политехнического университета. Энергетика. — 2013. — 322, № 4. — С. 103—106.

СЫТНИК Александр Алексеевич, канд. техн. наук, зав. каф. электротехнических систем Черкасского государственного технологического университета. В 1985 г. окончил Киевский политехнический ин-т. Область научных исследований — применение интегральных уравнений в математическом моделировании динамических систем.

КЛЮЧКА Константин Николаевич, канд. техн. наук, доцент каф. электротехнических систем Черкасского государственного технологического университета. В 1996 г. окончил Черкасский инженерно-технологический ин-т. Область научных исследований — применение интегральных уравнений в математическом моделировании электрических цепей.

КОСТЬЯН Наталья Леонидовна, канд. техн. наук, ст. преподаватель каф. экономической кибернетики Восточноевропейского университета экономики и менеджмента (г. Черкассы). В 1999 г. окончила Черкасский инженерно-технологический ин-т. Область научных исследований —математическое моделирование, параметрическая идентификация динамических объектов.

Полный текст: PDF (русский)

Новая классификация алгоритмов

Г.А. Кравцов, канд. техн. наук, И.А. Притулюк, аспирантка
Ин-т проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины
(Украина, 03164, Киев, ул. Генерала Наумова, 15,
тел. (044) 4249165, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

АННОТАЦИЯ

Запропоновано власну класифікацію алгоритмів за результатами огляду найбільш відомих
фундаментальних та сучасних робіт. На відміну від відомих класифікацій введено
поняття алгоритмів вищих порядків та контекстнозалежних алгоритмів.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

классификация, свойства, дискретность, детерминированность, случайность, контекстная зависимость.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мальцев А.И. Алгоритмы и рекурсивные функции. —М.: «Наука», 1986. — 367 с.
2. Кнут Д.Э. Искусство программирования. Т. 1. Основные алгоритмы / Пер.с агл.: уч. пос., 3-е изд., под общей ред. докт. физ.-мат. наук, проф. Ю.В. Козаченко.—М. : Изд. дом «Вильямс», 2000.— 720 с.
3. Кормен Т.Х., Лейзерсон Ч.И., Ривест Р.Л., Штайн К. Алгоритмы: построение и анализ. 2-e изд. — М.: «Вильямс», 2005. — 1290 с.
4. Алферова З.В. Теория алгоритмов. — М. : Статистика, 1973. — 164 с.
5. Subramaniam V. Programming Scala. Tackle Multicore Complexity on Java Virtual Machine. The Progmatic Programmers.— Pragmatic Bookshelf. — Raleigh, North Carolina, Dallas, Texas, 2008. —218 p.
6. Пирс Б. Типы в языках программирования / Пер. с англ. —М.: «Лямбда пресс» & «Добросвет», 2012.— 655 с.
7. Foundational Theories of Classical and Constructive Mathematics. Еd. Giovanni Sommaruga. — Springer: The Western Ontario Series in Philosophy of Science, 2011. — 316 p.
8. МаклейнС. Категории для работающего математика.—М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004.— 352 с.
9. Лафоре Р. Структуры данных и алгоритмы в Java // Классика Computer Science.—М. : Изд-во «Питер», 2013. —704 с.
10. Гильберт Д., Бернайс П. Основания математики. Логические исчиления и формализация арифметики. —М. : «Наука», 1982. — 550 с.
11. Gödel K. Uber formal unentscheidbare S atze der Principia Mathematica und verwandter Systeme I //Monatshefte f urmathematik und physik.—1931.—Т. 38,№1.—С. 173—198.
12. Барендрегт Х.П. Ламбда-исчисление. Его синтаксис и семантика. — М. : Мир,1985. —606 с.
13. Kleene S.C. General recursive functions of natural numberse // Mathematische Annalen.—1936. — 112. — P. 727—742.
14. Успенский В.А. Машина Поста. — М.: Наука, 1979. — C. 89—95.
15. Turing A. On computable numbers, with an application to the Entscheidungs problem // Proc. of the London Mathematical Society. Series 2. — 1936-7. — 42. — P. 230—265. — Last access: August of 2015. — Mode of access: http://www.cs.virginia.edu/~robins/Turing_Paper_ 1936.pdf.
16. Хорстман К. Scala для нетерпеливых /Пер. с англ.—M.:Изд-во «ДМК», 2013.— 407 с.
17. Марков А.А. Теория алгорифмов // Тр. Математич. ин-та им. В.А. Стеклова. Т. 42.—М.: МAИК «Наука/Интерпериодика», 1954. — 376 с.
18. Седжвик Р., Уэйн К. Алгоритмы на Java, 4-е изд.—М. : «И.Д. Вильямс», 2013.—848 с.
19. Рублев В.С. Основы теории алгоримов.— Ярославль: Ярославский гос. ун-т им. П.Г. Демидова, 2005.— 143 с.

КРАВЦОВ Григорий Алексеевич, канд. техн. наук, докторант Ин-та проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины. В 2000 г. окончил Севастопольский военно-морской ин-т им.П.С.Нахимова. Область научных исследований—кибербезопасность смарт-грид, криптография, программирование, разработка распределенных гетерогенных вычислительных систем.

ПРИТУЛЮК Ирина Афанасьевна, аспирантка Ин-та проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины. В 2011 г. окончила Открытый международный университет развития человека «Украина». Область научных исследований — моделирование финансовых систем, теория игр.

Полный текст: PDF (русский)

Модульные коды с суммированием в системах функционального контроля. I. Свойства обнаружения ошибок кодами в информационных векторах

В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, доктора техн. наук,
Д.В. Ефанов, канд. техн. наук, М.Р. Черепанова
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Петербургский государственный университет
путей сообщения Императора Александра I»
(Российская Федерация, 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9,
тел. (+7) 9117092164, (+7) (812) 4578579, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

АННОТАЦИЯ

Проаналізовано властивості кодів з підсумовуванням одиничних інформаційних розрядів в системах функціонального контролю при змінюванні довжини інформаційного вектору. Встановлено залежності між різними похибками при різних значеннях модулів, які безпосередньо пов’язані з кількістю розрядів контрольних векторів і правилами їх обчислення. Показано,що модульні коди з підсумовуванням незалежно від значення модуля не виявляють однаковий процент похибок кратності d від загального числа похибок даної кратності при будь-якій довжині інформаційних векторів. Експериментально встановлено, що зменшення значення модуля для реальних логічних схем в багатьох випадках не приводить до збільшення числа похибок, що не виявляються, на виходах.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

система функционального контроля, структурная избыточность, код с суммированием, код Бергера, код паритета, модульный код с суммированием, обнаружение ошибок в комбинационных схемах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики (оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства). — М. : Энергоатомиздат, 1981, 320 с.
2. McCluskey E.J. Logic Design Principles: With Emphasis on Testable Semicustom Circuits. — N.J. : Prentice Hall PTR, 1986.— 549 p.
3. Goessel M., Graf S. Error Detection Circuits.— London: McGraw-Hill, 1994. — 261 p.
4. Дрозд А.В., Харченко В.С., Антощук С.Г. и др. Рабочее диагностирование безопасных информационно-управляющих систем. Под ред. А.В. Дрозда и В.С. Харченко. — Харьков : Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», 2012. —614 с.
5. Touba N.A., McCluskey E.J. Logic Synthesis of Multilevel Circuits with Concurrent Error Detection // IEEE Trans. Computer-Aided Design of Integrated Circuits and System. — 1997, Jul. —Vol. 16. — Р. 783—789.
6. Nicolaidis M., Zorian Y. On-Line Testing for VLSI — А Compendium of Approaches // Journal of Electronic Testing: Theory and Applications. — 1998. — № 12. — P. 7—20.
7. Mitra S., McClaskey E.J.Which Concurrent Error Detection Scheme to Сhoose? // Proc. of Intern. Test Conf., 03—05 October, 2000.—USA, Atlantic City, NJ, 2000.—Р. 985—994.
8. Дрозд А.В. Нетрадиционный взгляд на рабочее диагностирование вычислительных устройств // Проблемы управления. — 2008. — № 2. — С. 48—56.
9. Слабаков Е.В., Согомонян Е.С. Самопроверяемые вычислительные устройства и системы (обзор) // Автоматика и телемеханика. — 1981. — № 11. —С. 147—167.
10. Rao T.R., Fujiwara E. Error Control Coding for Computer Systems.—NY : Prentice Hall, 1989. —584 p.
11. Согомонян Е.С., Слабаков Е.В. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. — М. : Радио и связь, 1989. — 208 с.
12. Fujiwara E. Code Design for Dependable Systems: Theory and Practical Applications. — NJ : John Wiley & Sons, 2006. —720 p.
13. Lala P.K. Principles of Modern Digital Design.—NJ : John Wiley &Sons, 2007.—419 p.
14. Jha N.K. Totally Self-Checking Checker Designs for Bose-Lin, Bose and Blaum Codes // IEEE Trans. Computer-Aided Design.— 1991. — Vol. CAD-10. — Р. 136—143.
15. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Самопроверяемые дискретные устройства. — СПб: Энергоатомиздат, 1992. —224 с.
16. Bose B., Lin D.J. Systematic Unidirectional Error-Detection Codes // IEEE Trans. Comput. — 1985. —Vol. C-34. —Р. 1026—1032.
17. Das D., Touba N.A. Synthesis of Circuits with Low-Cost Concurrent Error Detection Based on Bose-Lin Codes // J. of Electronic Testing: Theory and Applications.—1999.—Vol. 15, Issue 1-2. — P. 145—155.
18. Piestrak S.J. Design of Self-Testing Checkers for Unidirectional Error Detecting Codes.—Wrocaw: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocavskiej, 1995. — 111 p.
19. Аксёнова Г.П. Необходимые и достаточные условия построения полностью проверяемых схем свертки по модулю два // Автоматика и телемеханика.—1979.—№9.—С. 126—135.
20. Ghosh S., Basu S., Touba N.A. Synthesis of Low Power CED Circuits Based on Parity Codes // Proc. of 23rd IEEE VLSI Test Symposium (VTS’05), 1—5 May 2005. — Palm Springs Califonia, USA. —Р. 315—320.
21. Аксенова Г.П. О функциональном диагностировании дискретных устройств в условиях работы с неточными данными // Проблемы управления.—2008.—№5.—С. 62—66.
22. Berger J.M. А Note on Error Detecting Codes for Asymmetric Channels // Information and Control. —1961. —Vo l. 4, Issue 1. — P. 68—73.
23. Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Efanov D. Modular Sum Code in Building Testable Discrete Systems // Proc. of 13th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS’2015). — Batumi, Georgia, September 26—29, 2015. — P. 181—187.
24. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Применение кодов с суммированием при синтезе систем железнодорожной автоматики и телемеханики на программируемых логических интегральных схемах // Автоматика на транспорте.—2015.—1, № 1.— С. 84—107.
25. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Ефанов Д.В. Классификация ошибок в информационных векторах систематических кодов // Изв. вузов. Приборостроение.—2015.— 58, №5.— С. 333—343.
26. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Освойствах кода с суммированием в схемах функционального контроля // Автоматика и телемеханика. — 2010. — № 6. — С. 155—162.
27. Ефанов Д.В., Сапожников В.В., Сапожников Вл.В. Применение модульных кодов с суммированием для построения систем функционального контроля комбинационных логических схем // Там же.— 2015. — № 10. — С. 152—169.
28. Collection of Digital Design Benchmarks. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://ddd.fit.cvut.cz/prj/Benchmarks/.
29. Sapozhnikov V., Sapozhnikov Vl., Efanov D., Blyudov A. On the Synthesis of Unidirectional Combinational Circuits Detecting All Single Faults // Proc. of 12th IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS'2014). —Kiev, Ukraine, September 26—29, 2014.—Р. 116—125.

САПОЖНИКОВ Валерий Владимирович, д-р техн. наук, профессор кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I. В 1963 г. окончил Ленинградский ин-т инженеров железнодорожного транспорта. Область научных исследований — надежностный синтез дискретных устройств, синтез безопасных систем, синтез самопроверяемых схем, техническая диагностика дискретных систем.

САПОЖНИКОВ Владимир Владимирович, д-р техн. наук, профессор кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I. В 1963 г. окончил Ленинградский ин-т инженеров железнодорожного транспорта. Область научных исследований — надежностный синтез дискретных устройств, синтез безопасных систем, синтез самопроверяемых схем, техническая диагностика дискретных систем.

ЕФАНОВ Дмитрий Викторович, канд. техн. наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I, который окончил в 2007 г. Область научных исследований — дискретная математика, надежность и техническая диагностика дискретных систем.

ЧЕРЕПАНОВА Мария Родионовна, студентка факультета «Автоматизация и интеллектуальные технологии» Петербургского государственного университета путей сообщенияИмператора Александра I. Область научных исследований — автоматика и дискретная математика.

Полный текст: PDF (русский)

Модели представления и преобразования данных в задачах экологического мониторинга урбанизированных территорий

В.А. Артемчук, И.П. Каменева, кандидаты техн. наук
Ин-т проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины
(Украина, 03164, Киев, ул. Генерала Наумова, 15,
тел. (044) 4249168, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.),
А.В. Яцишин, д-р техн. наук
Ин-т геохимии окружающей среды НАН Украины
(Украина, 03680, Киев, пр-т Палладина, 34а)

АННОТАЦИЯ

Розглянуто багатовимірні моделі предметної області, що формалізують постановку задачі екологічного моніторингу урбанізованих територій. Досліджено різні підходи до проблеми зниження розмірності простору вихідних ознак, які базуються на критеріях інформативності багатовимірних даних. Обґрунтовано критерій інформаційної корисності проведення спостережень, який забезпечує ефективну організацію мережі моніторингу стану атмосферного повітря (на прикладі міста Києва).

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

модели данных, мера информативности, методы снижения размерности, информативные признаки, критерий информационной полезности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Боголюбов В.М., Клименко М.О., Мокін В.Б. та ін. Моніторинг довкілля: Підручник під ред. В.М. Боголюбова. 2-е вид. — Вінниця: ВНТУ, 2010. — 232 с.
2. Основи стійкого розвитку. Навчальний посібник / За ред. проф. Л.Г. Мельника. — Суми: ВТД «Університетська книга», 2005. — 654 с.
3. Сердюцкая Л.Ф., Каменева И.П. Системный анализ и математическое моделирование медико-экологических последствий аварии на ЧАЭС и других техногенных воздействий. — Киев: «Медэкол», 2000. — 173 с.
4. Управление риском: Риск. Устойчивое развитие.Синергетика.—М. : Наука, 2000.—431 с.
5. Айвазян С.А., Буштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерностей.—М. :Финансы и статистика, 1989.—607 с.
6. Бусыгин Б.С., Мирошниченко Л.В. Распознавание образов при геолого-геофизическом прогнозировании. — Днепропетровск: Изд-во ДГУ, 1991. — 168 с.
7. Аналіз сталого розвитку — глобальний і регіональний контексти : У 2-х ч. / Міжнар. рада з науки (ICSU) [та ін.]; наук. кер. М.З. Згуровський.—Київ: НТУУ «КПІ», 2010.— Ч. 1. Глобальний аналіз якості та безпеки життя людей. —252 с.
8. Каменєва І.П. Просторово-семантичні моделі репрезентації знань в геоекологічних дослідженнях // Геоінформатика. — 2005. — № 4. — С. 64 — 69.
9. Каменева И.П. Вероятностные модели репрезентации знаний в интеллектуальных системах принятия решений // Искусственный интеллект.—2005.—№3.—С. 399—409.
10. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. — СПб.: Питер, 2001.— 384 с.
11. Петренко В.Ф. Психосемантика сознания. — М.: Изд-во МГУ, 1988. — 230 с.
12. Артемчук В.О. Математичні та комп’ютерні засоби для вирішення задач розміщення пунктів спостережень мережі моніторингу стану атмосферного повітря: Автореф. дис... канд. техн. наук. Ин-т проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины.— Київ, 2011.— 20 с.
13. Щомісячний бюлетень забруднення атмосферного повітря в Києві та містах Київської області. —Київ: Центральна геофізична обсерваторія, 2005—2012 р.

АРТЕМЧУК Владимир Александрович, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. Ин-та проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины. В 2008 г. окончил Житомирский государственный технологический университет. Область научных исследований — математическое моделирование и численные методы, информационные технологии.

КАМЕНЕВА Ирина Петровна, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. Ин-та проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова НАН Украины. В 1976 г. окончила Киевский госуниверситет им. Тараса Шевченко. Область научных исследований — анализ данных и математическое моделирование в экологии.

ЯЦИШИН Андрей Васильевич, д-р техн. наук, вед. науч. сотр. Ин-та геохимии окружающей среды НАН Украины. В 2002 г. окончил Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко. Область научных исследований — математическое моделирование экологических процессов, экологический мониторинг техногенных объектов, информационные технологии.

Полный текст: PDF (русский)