№ 5 (2021)

Беспроводные сети датчиков (БСД) активно внедряются в различных системах дис-
танционного наблюдения и мониторирования распределенных объектов. БСД обладают
целым рядом несомненных достоинств: гибкость, эффективность, относительная деше-
визна и возможность быстрого развертывания. Однако обмен информацией и данными
производится в БСД с помощью беспроводных каналов связи, подверженных воздействию,
как правило, неконтролируемых помех, вызывающих ошибки передачи и даже потерю пе-
редаваемых пакетов данных, что представляет собой одну из главных проблем обеспече-
ния надежности БСД. Другой не до конца решенной проблемой является неравномерное
распределение потребляемой энергии внутри БСД в условиях жестких ограничений и тре-
бований к источникам энергии. В настоящее время для предотвращения потерь передавае-
мых данных наиболее широко используются две схемы повторной передачи информации –
пошаговая и сквозная. Большинство известных исследований, посвященных вопросам надеж-
ной передачи данных в БСД с использование этих схем, выполнено экспериментальным пу-
тем. Кроме того, до сих пор отсутствуют аналитические методы оценки различных на-
дежных транспортных решений, что затрудняет анализ предлагаемых БСД. Поэтому цель
настоящей работы – синтез аналитических методов и алгоритмов исследования рабочих
характеристик ретрансляционных схем сигналов в БСД. Предлагаются аналитические ме-
тоды оценки схем повторной передачи в БСД, основанные на относительно новой теоре-
тической базе – сетевом исчислении для сетей с коммутацией пакетов, представляющем
собой инструмент определения размеров сети. Сначала вводятся модели трафика, обслу-
живания и затрат энергии. На основе этих моделей и сетевых расчетов осуществляются
аналитические оценки максимальной задержки времени передачи пакетов и энергоэффек-
тивности пошаговой и сквозной повторной передач. По результатам эксперимента срав-
ниваются в нескольких сценариях максимальная задержка и наибольшее энергопотребле-
ние этих двух схем. Кроме того, максимальная задержка, вычисленная аналитически,
сравнивается с результатами моделирования. С помощью предлагаемого метода можно
выбрать подходящую схему повторной передачи на основе различных устанавливаемых
требований и ограничений.

Рассмотрены отдельные практические вопросы решения задач совершенствования
технологии авиационно-химических работ с использованием методов компьютерного модели-
рования его процессов, в частности на нетрадиционных режимах авиационного опрыскивания.
Эти режимы характерны для обработок участков с препятствиями на границах, когда внесе-
ние рабочих жидкостей производится при снижении воздушного судна в заходе на производст-
венный проход над участком на требуемой высоте полета и наборе высоты после его оконча-
ния. Проведенные расчетно-теоретические исследования на примере самолета-биплана Ан-2 с
использованием разработанных и апробированных ранее многофакторных программных
средств моделирования процессов формирования вихревого следа самолета и осаждения в нем
характерного для авиационного опрыскивания спектра капель рабочих жидкостей показали,
что использование нетрадиционных технологических режимов обработок способно сущест-
венно повысить производительность, безопасность и интегральную эффективность авиаци-
онно-химических работ и мероприятий химизации сельскохозяйственного производства в це-
лом. В частности, показано, что для повышения эффективности авиационного опрыскивания
участков, ограниченных препятствиями, технически возможно и экономически целесообразно
использовать схему проведения работ, предусматривающую начало и окончание обработки
таких участков на этапе снижения и набора высоты при удалениях от препятствий, соответ-
ствующих 1-2 с полета воздушного судна (для самолета Ан-2 на удалениях 50–150 м при высоте
полета до 20 м). Такая схема обеспечивает рост производительности авиационного опрыски-
вания до 10–15 %, уменьшение себестоимости обработок на 3–5 % и увеличения экономической
эффективности на 2–3 % при росте их суммарного эффекта на 6–8 %.

В системах автоматического измерения длительности видеоимпульсов используют-
ся различные устройства усиления и формирования импульсов нормированного уровня,
длительность которых равна длительности входных сигналов. Грубое измерение длитель-
ности видеоимпульсов может производится однопороговыми измерителями. Более точ-
ными являются многопороговые измерители и измерители с плавающим порогом. Измери-
тели длительности импульсов нашли широкое применение в аппаратуре радиоэлектронной
борьбы, в измерительной технике. Вариация формы электрических сигналов не позволяет
применить единственный метод измерения, наилучший для всех форм, поэтому продолжа-
ется поиск технических решений, удовлетворяющих противоречивым требованиям: широ-
кий диапазон длительностей и скважностей. Целью работы является провести математический анализ случайной погрешности измерения длительности импульса с осцилляция-
ми на вершине многопороговыми измерителями длительности. В ходе работы были полу-
чены результаты численного эксперимента по измерению длительности импульса с осцил-
ляциями на вершине многопороговыми измерителями длительности. А также проведено
сравнение четырех многопороговых измерителей длительности для исследуемой формы
импульса. Результаты расчетов представлены для динамического диапазона сигнала 60 дБ
и шага квантования амплитуды 3дБ и 12 дБ

Способность многозвенного внутритрубного робота преодолевать изогнутые уча-
стки трубопроводов является важным показателем его профильной проходимости. Оцен-
ка данного показателя на этапе проектирования невозможна без проведения математиче-
ского моделирования процесса пространственного движения робота с учетом силового
взаимодействия движителей робота с трубопроводом. Целью данной работы является
создание динамической модели для оценки профильной проходимости двухзвенного внут-
ритрубного робота с колесными движителями. Разработка модели проводилась в про-
граммном комплексе автоматизированного анализа динамики систем тел «Универсальный
механизм» с использованием стандартных элементов описания механических систем и
специально разработанной модели контактного взаимодействия колесных движителей
робота с внутренней поверхностью трубопровода. Модель контактного взаимодействия
колес с трубопроводом была создана в среде MATLAB и скомпилирована в динамически
подключаемую библиотеку. Полученная динамическая модель верифицировалась по качест-
венному поведению робота при движении через изогнутый участок трубопровода и графи-
кам индикаторов профильной проходимости. Рассматривалось два варианта направления
изгиба трубопровода. В качестве индикатора профильной проходимости было предложено
использование минимального расстояния от выступающих электродвигателей актуато-
ров робота до внутренней поверхности трубопровода. Анализ результатов математического моделирования подтвердил адекватность поведения модели и показал, что разрабо-
танная динамическая модель может применяться для оценки профильной проходимости
внутритрубного двухзвенного робота на ранних этапах проектирования до изготовления
его натурного образца

Предложена полумарковская модель телекоммуникационной сети. Рассмотрен вари-
ант динамического управления трафиком системы массового обслуживания как частного
случая телекоммуникационной сети. Основная цель управления – минимизация средних за-
трат в единицу времени на обслуживание входящего потока информации (пакетов). При
этом учтены различная пропускная способность каналов, скорость обработки информа-
ции в канале и информационная емкость буферов. Предложен подход к организации дина-
мического управления с учетом помехоустойчивости (информационной надежности) и
помехозащищенности (защиты информации). Рассмотрена задача динамического управле-
ния телекоммуникационной сетью на примере простой одноканальной структуры типа
«точка-точка», которая моделируется как линейная однонаправленная Марковская цепь.
Были введены параметры тарифа обслуживания, стоимости штрафа за отказ от обслу-
живания. Анализ позволяет сделать следующие замечания, что распределение входного
информационного потока пакетов – пуассоновское, закон распределения длины пакетов и
скорости их поступления имеет экспоненциальный характер, что в совокупности харак-
теризует Марковский процесс. Однако одновременно имеют место задержки в обслужи-
вании по отношению к моментам времени поступления запросов на обслуживание, включая
задержки, связанные с переполнением буфера. Предложенная полумарковская модель телекоммуникационной сети может быть использована и для более сложных сетевыхструктур. В частности, для телекоммуникационных сетей, состоящих не только из одной одноканальной системы передачи информации (одноканальной системы массового обслу-
живания), а представляющих собой совокупность нескольких систем, то есть для много-
канальных телекоммуникационных сетей.

В настоящее время наиболее распространенной технологией беспроводного доступа,
которая повсеместно применяется для передачи большого количества трафика различного
вида, является стандарт беспроводных локальных сетей IEEE 802.11. Одним из самых пер-
спективных направлений развития технологии стали MESH-сети. MESH-сети предоставля-
ют наиболее интересные решения, интегрирующие различные технологии беспроводного
доступа. Возможность организации с помощью MESH-топологии локальных (LAN) и город-
ских (MAN) сетей, легко интегрируемых в глобальные сети (WAN), является положительным
фактором для применения на судне. В морской практике все чаще используют системы, ос-
нованные на оцифровке и автоматизации, объединенные в сети. В данной статье рассмат-
ривается моделирование взаимодействия устройств в MESH-сети на основе спецификации
ZigBee, принцип работы канального уровня, который используется в этой сети, а также
вариант метода предотвращения повышенного потребления энергии, используемой сети.
Одним из преимуществ сети ZigBee является способность отслеживания участников сети и
самой топологии в режиме их частых подключений, отключений и переподключений. В этом
случае необходимо произвести анализ скорости сети, надежности, пропускной способности.
Для данной цели проведены оценка среднего времени ожидания на подключение узла, вероят-
ность успешного подключения узла к сети, вероятность нахождения канала занятым при
первом и втором зондировании несущей и тест пропускной способности рассматриваемой
сети. Полученные результаты анализа свидетельствуют о работоспособности сети в раз-
личных ситуациях: как при обычных условиях, так и в сложной помеховой обстановке.

В настоящее время пьезорезистивные датчики давления (ПДД) широко применяются
в различных микроэлектронных устройствах, используемых в авиационной технике. Пове-
дение электрического сигнала таких ПДД в основном зависит от температуры окружаю-
щей среды. Известно, что на температурный дрейф выходного сигнала ПДД влияют раз-
личные факторы: температурный эффект, зависимость сопротивления чувствительного
элемента от концентрации примесей, зависимость модуля Юнга мембраны датчика и под-
ложки от температуры и др. Установлено, что разработанная ранее аналитическая ка-
либровочная модель выходного сигнала ПДД, учитывающая отдельные температурные
эффекты, не позволяет измерять давление с требуемой точностью в диапазоне изменения
температур, характерном для авиационной техники, — от минус 60 до 140 С. Поэтому
для описания зависимости выходного сигнала ПДД от измеряемого давления и температу-
ры используются традиционные полиномиальные математические модели. В работе ис-
пользуется традиционный подход, когда зависимость выходного напряжения от давления
представляется с помощью полинома относительно невысокого порядка, а зависимости
коэффициентов этого полинома от температуры также задаются соответствующими
полиномами. К сожалению, температурные зависимости коэффициентов адекватно опи-
сываются только полиномами высокого порядка (не менее 7), что усложняет процедуру
идентификации модели и ведет к ошибкам вычислений. Поэтому авторы предложили ис-
кать зависимости коэффициентов от температуры в виде кубических сплайнов. В работе
подробно описана методика идентификации рассматриваемой полиномиальной модели и
получены выражения для корректировки показаний ПДД при измерениях давления в широ-
ких температурных пределах. С целью экспериментального подтверждения работоспо-
собности предложенного метода была использована интеллектуальная промышленная
автоматизированная система градуировки ПДД, описанная в работе. Показано, как с ее
помощью можно снимать экспериментальные данные для градуировки показаний датчика
в широких температурных пределах, и описана процедура идентификации математиче-
ской модели датчика давления, необходимой для минимизации затрат на его сертифика-
цию. Приведены результаты экспериментальных исследований конкретных ПДД, исполь-
зуемых в авиационной технике.

Рассмотрена необходимость регулирования температуры теплоносителя в гидрав-
лических прессах, обеспечивающих горячее склеивание фанеры, регулирование давления в
каналах пресса и поддержания технологических параметров на заданном уровне. В качест-
ве объекта управления рассмотрен колонный гидравлический пресс П-714-Б для горячего
склеивания фанеры, установленный на Усть-Ижорском фанерном комбинате. В статье
представлено описание колонного гидравлического пресса. Для мониторинга параметров
представленной установки фанерного производства, предлагается рассмотреть нагрева-
тельные плиты пресса и пакеты фанеры как объект с распределенными параметрами.
Для разработки математической модели объекта управления была рассмотрена функцио-
нальная схема данного устройства с основным оборудованием и технологическими пото-
ками теплоносителя. Разработана методика моделирования объектов данного класса как
объектов с распределёнными параметрами. Рассмотрение процессов, протекающих в каналах нагревательных плит, позволило составить дифференциальные уравнения движения,
описывающие течение рабочей среды в системе каналов. Разработанная методика мате-
матического моделирования распространения тепла в нагревательных плитах пресса и
пакетах фанеры позволила составить математическую модель для рассматриваемого
объекта. Данная математическая модель получилась достаточно сложной, и решить
полученную систему дифференциальных уравнений в частных производных аналитически
(выделить передаточную функцию) не представляется возможным. Для численного анали-
за рассматриваемого объекта управления были составлены дискретная модель уравнений
и вычислительный алгоритм. В процессе составления дискретных моделей были решены
задачи «стыковки» граничных условий, обеспечения устойчивости вычислительной схемы и
выбраны шаги дискретизации по пространственным переменным. Для компьютерного
моделирования было специально разработано программное обеспечение. С его помощью
были рассчитаны значения температур в контрольных точках. Представленная матема-
тическая модель позволила произвести численный эксперимент, в результате которого
были получены частотные характеристики исследуемого объекта. Данные характеристи-
ки были использованы при синтезе распределенного высокоточного регулятора.

Для прогнозирования чрезвычайных ситуаций (ЧС) и необратимых последствий дея-
тельности человека ученые широко применяется математическое моделирование. При
возникновении ЧС очень важно минимизировать время принятия решения. Разработка
проекта решения может основываться на прогнозе изменения моделируемого процесса.
При численном решении задач гидрофизики и биологической кинетики возникает необходи-
мость в разработке эффективных методов решения систем сеточных уравнений большой
размерности с несамосопряженным оператором. Большой объем обрабатываемой инфор-
мации и сложность вычислений приводят к необходимости использования вычислительных
кластеров, в состав которых добавляются видеоадаптеры для увеличения производитель-
ности вычислительной системы и скорости обработки информации. Целью исследования
является разработка программного модуля, реализующего алгоритм решения системы
линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) модифицированным попеременно-треугольным
итерационным методом (МПТМ) (самосопряженный и несамосопряженный случаи) с ис-
пользованием технологии NVIDIA CUDA. Описан способ декомпозиции расчетной области
в трехмерном случае. Предложена графовая модель организации параллельного конвейер-
ного вычислительного процесса, ориентированная на графический ускоритель GPU (Graphics Processing Unit). Для двух видеоадаптеров с различными характеристиками были
проведены экспериментальные исследования для определения оптимальной двумерной кон-
фигурации потоков в вычислительном блоке, реализуемом на одном потоковом мультипро-
цессоре, при которой время реализации на GPU одного шага МПТМ является минималь-
ным. Проведенные исследования показали, что выбор способа декомпозиции расчетной
области в виде параллелепипедов необходимо выполнять с учетом архитектуры видео-
адаптера. Разработанные алгоритм и программный модуль позволяют более эффективно
задействовать вычислительные ресурсы GPU, используемой для решения вычислительно-
трудоемких задач гидрофизики.

Рассмотрена проблема распределения вычислительной нагрузки в группе беспилот-
ных летательных аппаратов (БПЛА) при осуществлении мониторинга некоторой области
в изменяющихся условиях внешней среды, которая оказывает непосредственное влияние на
потребление бортового энергоресурса. Описан один из этапов решения задачи мониторин-
га, осуществляемого гетерогенной группой БПЛА, заключающийся в распределении БПЛА
по полосам сканирования. Отмечено, что при выполнении данного этапа, отсутствует
возможность учета факторов влияния окружающей среды, что важно ввиду ограниченно-
сти бортовых энергоресурсов. В связи с этим, весьма вероятна ситуация, когда БПЛА не в
состоянии выполнить назначенную на него подзадачу, что ставит под угрозу выполнения
всей миссии группы. Во избежание данной ситуации, предложено использовать методику
принятия решения о необходимости перераспределения нагрузки в группе мобильных робо-
тов (МР). В основе принятия решения лежит процедура онтологического анализа, позво-
ляющая ограничить число вариантов для переноса нагрузки. Разработана модель онтоло-
гии распределения вычислительной нагрузки в группе БПЛА, учитывающая возможность
привлечения дополнительной производительности либо за счет ресурсов соседних БПЛА,
либо за счет устройств «туманного» слоя. Приведены примеры продукционных правил, на
основе которых принимается решение о необходимости переноса нагрузки. Показано, что
при увеличении числа изменений условий окружающей среды, время использования допол-
нительных вычислительных ресурсов уменьшается, что, приводит к необходимости привлечения их большего объема для выполнения поставленной задачи. Проведена сравнительная оценка объема привлекаемых ресурсов при реализации двух методов-аналогов решения задачи переноса вычислительной нагрузки в зависимости от частоты изменений условий
окружающей среды. Результаты вычислительных экспериментов показали, что эффективность применения метода на основе онтологического анализа в динамичной среде выше, чем метода на основе ЛГУ (локальных групп устройств). Это позволяет увеличить
время совместного выполнения миссии группой роботов.

Целью работы является разработка и реализация архитектуры облачной системы
хранения, систематизации и обработки результатов обследований (на примере ЭЭГ) и
алгоритма обеспечения защиты конфиденциальных данных на основе полностью гомо-
морфной криптосистемы. Объектом исследования являются технологии хранения, переда-
чи, обработки и защиты конфиденциальной информации в распределенных медицинских
информационных системах. Разработана архитектура облачной платформы распределен-
ного хранения, обработки, систематизации и защиты конфиденциальных данных (резуль-
татов медицинских обследований), позволяющая взаимодействовать с различными меди-
цинскими информационными системами и аппаратными средствами диагностики с целью
формирования больших данных. Разработан алгоритм обеспечения безопасности медицин-
ских данных, хранимых в облачной платформе в электронном виде, регистрируемых при
проведении обследований пациентов с целью расчета среднего значения для каждого из
ритмов мозговой активности (по результатам серии обследований за длительный период
времени) с использованием алгоритма полностью гомоморфного шифрования. На основе
результатов тестирования (анализ времени выполнения таких операций, как: шифрование,
дешифрование, сложение, умножение, отношение сигнал шум зашифрованного текста к
открытому тексту) из двух потенциальных претендентов на использование в качестве
алгоритмов полностью гомоморфного шифрования (схемы BFV и CKKS) выбран опти-
мальный алгоритм. В результате показано, что схема полностью гомоморфного шифро-
вания CKKS наиболее эффективна, особенно в условиях критичности требований к высо-
кому уровню безопасности конфиденциальных данных, чем обусловлен выбор данной схемы
для реализации предложенного в настоящей работе алгоритма.

В последнее время наблюдается стремительный рост интереса к квантовым компь-
ютерам. Их работа основана на использовании для вычислений таких квантово-
механических явлений, как суперпозиция и запутывание для преобразования входных данных
в выходные, которые реально смогут обеспечить эффективную производительность на
3–4 порядка выше, чем любые современные вычислительные устройства, что позволит
решать перечисленные выше и другие задачи в натуральном и ускоренном масштабе вре-
мени. Данная работа является исследованием влияния среды на квантовую систему куби-
тов и результаты ее выполнения. Разработан вероятностный декодер глубокой нейронной
сети для кодов стабилизатора. Проанализированы и рассмотрены вопросы исправления
ошибок для трехбитового кода без декодирования состояния. Актуальность данных иссле-
дований заключается в математическом и программном моделировании и реализации кор-
ректирующих кодов для исправления нескольких видов квантовых ошибок в рамках разра-
ботки и выполнения квантовых алгоритмов для решения классов задач классического ха-
рактера. Научная новизна данного направления выражается в исключении одного из не-
достатков квантового вычислительного процесса. Научная новизна данного направления в
первую очередь выражается в постоянном обновлении и дополнении поля квантовых ис-
следований по ряду направлений.

Распознавание определенных образов в видеоизображениях, снятой камерой, осуще-
ствляется с помощью методов обучения на основе сверточных нейронных сетей. Чем
больше количество образов с множеством признаков и разнообразнее обучающая выборка
видеоизображений, тем лучше сверточные нейронные сети извлекают признаки из после-
довательности видеоизображений, которые не были включены в обучающую выборку. Это
является следствием повышения точности обнаружения визуальных образов на видеоизоб-
ражениях, содержащих признаки целевых образов. Однако, существуют ограничения в
улучшении характеристик обнаружения, когда размеры образа, который нужно обнару-
жить, значительно меньше, чем область фона или, когда образ описан малым количеством
информации. Для решения проблем подобного рода авторами статьи разработан алго-
ритм пространственно-временного комплексирования информации о движении динамиче-
ских образов. Алгоритм обрабатывает фиксированное количество видеоизображений в
определенные моменты времени и извлекает новые независимые признаки движения дина-
мических образов на основе пространственно-временной обработки видеоизображений.
Далее объединяет новые локальные признаки движения с исходными признакам видеоизоб-
ражения. Это позволяет добавить признак движения динамических образов с сохранением
исходных признаков изображения, описывающих статичные образы. Области видеоизоб-
ражения, характеризующие признак движения, отображаются «цветным» кластером.
Применение предварительной обработки направлено на повышение точности обнаруже-
ния образов при условии наличия динамических визуальных образов на статичном заднем
фоне. Если камера работает в режиме сканирования, то статичный задний фон можно
обеспечить стабилизатором видеоизображений. Экспериментальным путем получены
оценки интегральных критериев точности детекционных нейросетевых алгоритмов, пока-
зывающие увеличение в точности обнаружения визуальных образов с применением алго-
ритма пространственно-временного комплексирования информации о движении.

В настоящее время для решения задач на реконфигурируемых вычислительных системах
используются различные системы автоматизированного проектирования. В большинстве слу-
чаев они состоят из двух основных компонент: компилятора (транслятора), переводящего
текст исходной программы в графовую информационно-вычислительную структуру, и синте-
затора, размещающего ее в архитектуре программируемых логических интегральных схем.
Существующие синтезаторы, как правило, обрабатывают информационно-вычислительную
структуру без комплексной оптимизации. Поэтому полученное решение прикладной задачи
может содержать неэффективные фрагменты, снижающие быстродействие прикладной
программы. Наиболее распространёнными примерами неэффективных вычислительных
структур являются фрагменты, реализующие рекурсивные выражения, так как они снижают
быстродействие прикладной программы. В статье предложены методы преобразования ре-
курсивных выражений (фрагментов с обратными связями), которые позволяют в автоматиче-
ском режиме сократить интервал обработки данных при решении прикладных задач на рекон-
фигурируемых вычислительных системах. В основе методов лежат информационно-
эквивалентные преобразования информационно-вычислительной структуры исходной задачи.
Для каждого преобразования определен набор правил, которым должны удовлетворять опера-
ционные вершины вычислительной структуры. Применение правил позволяет выполнять экви-
валентные преобразования не только над простыми структурами данных, такими как числа,
но также и над более сложными структурами (матрицами, векторами, тензорами и т.п.).
По результатам моделирования разработанные методы преобразования информационно-
вычислительных структур с обратными связями позволяют сократить время решения при-
кладных задач примерно в 2–5 раз, за счет сокращения интервала обработки данных. Предло-
женные методы реализованы в прототипе оптимизирующего синтезатора информационно-
вычислительных структур.

Рассмотрена разработанная авторизированная методика, основанная на Методе
идеальной точки с использованием множества Парето, позволяющая с современных тех-
нологических позиций взглянуть на особенности информационного взаимодействия для
оценочной деятельности и регулирования межагентных взаимодействий, которая была
положена в основу предложенных при участии авторов обновлений дисциплины Российско-
го Технологического Университета (МИРЭА), Института Информационных технологий,
кафедры Инструментального и Прикладного Программного Обеспечения «Информацион-
ный менеджмент систем» четвертого курса бакалавриата направления подготовки
09.03.04 «Программная инженерия» (по профилю «Разработка программных продуктов и
проектирование информационных систем»). Описаны основные преимущества Метода
идеальной точки с применением множества Парето. Представлено математическое опи-
сание множества Парето и Метода идеальной точки. Применение модернизированного
метода позволяет улучшить показатели эмерджентности в процессе усовершенствования образовательных программ, соединения и реконструирования их модулей и межагентных
взаимодействий между ними. Показан пример реализации модифицированного метода в
информационной системе, с точки зрения нормирования и гармонизации образовательного
контента. Настоящая статья включает введение, формальную постановку задачи, при-
званную решить актуальную проблему, рассматриваемую в диссертациях авторов, обзор
существующих подходов в указанном меотде, описание предлагаемого мультиагентного
решения задачи с использованием математической модели, алгоритм реализации, описание
применения предложенного подхода применительно к процессу диспетчирования задач и
заключение. К основным преимуществам настоящей методики можно отнести выбор
критериев, превосходящих другие по набору признаков, в указанном методе предполагается
создание «идеального объекта», т. е. некоторого варианта решения, которое может при-
ниматься как наилучшее из возможных решений. Предполагается, что процедура выбора
превосходящего объекта состоит из нескольких шагов, формирование «идеального объек-
та», определение для каждого объекта многокритериального расстояния до «идеального
объекта», анализ множества объектов на близость к «идеальному объекту», исключение
объектов из изначального множества, которые признаны заведомо неудачными, а так же
получение сокращенного множества допустимых объектов; оценка сокращенного множе-
ства допустимых объектов на эмерджентностные показатели найденного решения.

В работе для решения задачи планирования СБИС разработан поисковый алгоритм
на основе модифицированного метода муравьиной колонии. Задача формирования плана
СБИС сводится к задаче формирования соответствующего польского выражения. Разра-
ботанный метод синтеза польского выражения включает построение дерева разрезов,
выбор типов разрезов (H или V), идентификацию и ориентацию модулей. Эволюционирую-
щая популяция разбита на пары агентов. Каждый член популяции – пара агентов, рабо-
тающих совместно. При этом конструктивные алгоритмы A1 и A2, используемые аген-
тами пары различаются. Задача, решаемая алгоритмом А1, формулируется как задача
поиска взаимно однозначного отображения Fk=M*→P множества модулей M c выбранны-
ми ориентациями, |M*|=|M| в множество P позиций шаблона Sh. Фактически решение за-
ключается в выборе на графе G1 подмножества ребер E*1E1, входящих в соответствующее отображение Fk. В алгоритме A2 в качестве модели пространства поиска реше-
ний для выбора типа, последовательности и места расположения разрезов в шаблоне Sh
разработан граф G2=(X, E2). X={(x1i,x2i)|i=1,2,…,n} множество вершин графа G2, соот-
ветствует множеству P потенциальных позиций шаблона Sh для возможного размещения
в них имен символов разрезов. Каждая потенциальная позиция piP шаблона Sh моделиру-
ется двумя альтернативными вершинами (x1i,x2i). Выбор при размещении разрезов верши-
ны x1i указывает на то, что в позицию pi помещен разрез типа V, выбор вершины x2i – ука-
зывает на то, что в позицию pi помещен разрез типа H. Каждая итерация l общего алго-
ритма включает начальный и три основных этапа. Начальный этап заключается в сле-
дующем. Обнуляются матрицы ко-эволюционной памяти КЭП*1 и КЭП*2. На первом этапе
каждая пара агентов dk=(a1k, a2k): – конструктивными алгоритмами A1 и A2 синтезирует
свое решение Wk=(E1k
*,Sk); – формируется польское выражение Shk, соответствующее
решению Wk; – на базе Shk формируется дерево разрезов Tk; – на базе Tk формируется план
Rk и рассчитывается оценка решения Fk; – агенты откладывают (добавляют) феромон в
ячейки матриц коллективной эволюционной памяти КЭП*1 и КЭП*2, соответствующие
ребрам решения Wk=(E1k
*,Sk) в графах поиска решений G1 и G2 в количестве пропорциональном оценке решения Fk. На втором этапе феромон, накопленный в КЭП*1 и КЭП*2
агентами популяции на итерации l, добавляется в КЭП1 и КЭП2. На третьем этапе осу-
ществляется испарение феромона на ребрах графов G1 и G2. Тестовые испытания под-
твердили эффективность предложенного метода. Временная сложность алгоритма, по-
лученная экспериментальным путем, совпадает с теоретическими исследованиями и для
рассмотренных тестовых задач составляет О(n2).