Анотація до роботи:

Пепеляєв В.А. Методи та засоби комп’ютерного моделювання стохастичних процесів і систем. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. – Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ, 2008.

Дисертаційна робота присвячена розвитку теоретичних основ комп’ютерного моделювання стохастичних процесів та систем. Проведені дослідження стосуються розробки нових математичних методів, інструментальних засобів і методологій, які спрямовані на підвищення ефективності процесів комп’ютерного моделювання.

Дослідження охоплюють такі “життєві” цикли розробки імітаційних застосувань, як побудова саме комп’ютерної моделі, так і проведення експериментів, орієнтованих на пошук оптимальних рішень для розв’язання задач моделювання. Розглянуто проблеми валідації апріорних вхідних даних.

Виконані дослідження пов’язані із розробкою комплексного підходу до моделювання, який полягає в розширенні функціональних можливостей імітаційного інструментарію на основі інтеграції засобів сучасних мов моделювання з класичними моделями системного аналізу та технологіями розподілених обчислень. Така інтеграція забезпечує можливість використання різноманітних моделей (аналітичних, інформаційних, імітаційних) при формалізації досліджуваних систем і створює передумови для розробки багатофункціональних середовищ комп'ютерного моделювання.

Запропонована інструментальна система NEDISOPT_D та створена на її основі методологія планування і реалізації багатоетапних оптимізаційно-імітаційних експериментів забезпечують спрямований пошук відповідних оптимальних рішень на однопроцесорних та мережних архітектурах з застосуванням метаевристичних оптимальних стратегій.

У дисертаційній роботі розвинені теоретичні основи комп’ютерного моделювання стохастичних процесів та систем, запропоновано нові підходи до розробки та дослідження застосувань у зазначених прикладних галузях, створено програмні засоби та методологію спрямованого пошуку оптимальних рішень на основі комп’ютерних експериментів.

Основні результати виконання дисертаційної роботи.

1. Досліджено чутливість байєсівських оцінок інтенсивності відмов високонадійного обладнання до вибору класів апріорних розподілів при відомих двох квантилях.

2. Досліджено асимптотичні властивості непараметричної оцінки найменших квадратів невідомого сигналу, що моделює ситуації, пов'язані з прогнозуванням катастрофічних повеней і паводків.

3. Розроблено та досліджено модель керування запасами з дискретним часом і неперервними множинами станів і керувань. Для цієї моделі доведено існування оптимальних за заданими критеріями стратегій керування запасами з простою пороговою структурою.

4. Розроблено та досліджено виробничу модель проведення ремонтно-профілактичних робіт із неперервним часом і неперервними множинами станів і керувань. Для цієї моделі доведено існування оптимальних за заданими критеріями стратегій керування з простою пороговою структурою.

5. Розроблено та програмно реалізовано імітаційну модель типової автоматизованої системи зв'язку, керування якою здійснюється на базі спецпроцесорів. На основі аналізу результатів імітаційних експериментів визначено оптимальний режим функціонування системи зв'язку, а також досліджено такі експлуатаційні характеристики, як електромагнітна сумісність радіозасобів, коефіцієнти завантаження спецпроцесорів, середні часи обслуговування запитів різноманітних типів та ін.

6. Розроблено підхід та методологію моделювання багатопроцесорних комплексів довільної природи на основі аналізу часових характеристик операцій обміну та обробки міжсистемних повідомлень.

7. На основі математичного апарата теорії катастроф розроблено підхід та методологію моделювання проблем регіональної безпеки.

8. Розроблено математичну модель для оцінки рівнів ризиків регіональних загроз у квадраті безпеки: техногенної, природної, економічної і соціальної. На основі відкритих джерел даних та існуючих методологій розраховані індекси техногенних, природних, економічних і соціальних загроз для всіх областей України, що використовуються, як параметри у математичній моделі оцінки рівня регіональної безпеки. Проведено розрахунки та порівняльний аналіз рівнів техногенних, природних, економічних, соціальних, а також комплексних ризиків для всіх областей України.

9. На основі концепції оптимізаційно-імітаційної інтеграції і технології розподілених обчислень розроблено принципи побудови інструментальної системи NEDISOPT_D та реалізовано інтегроване багатофункціональне програмне середовище для проведення імітаційних експериментів і підтримки спрямованого пошуку оптимальних рішень, як на однопроцесорних, так і мережевих архітектурах.

10. Розроблено уніфіковану методологію планування та реалізації багатоетапних оптимізаційно-імітаційних експериментів, що забезпечує підвищення ефективності процесів імітаційного моделювання.