Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Фізико-математичні науки / Математичне моделювання та обчислювальні методи


Гуляницький Леонід Федорович. Розробка моделей і наближених методів комбінаторної оптимізації та їх застосування в інформаційних технологіях : дис... д-ра техн. наук: 01.05.02 / НАН України; Інститут кібернетики ім. В.М.Глушкова. - К., 2005.



Анотація до роботи:

Гуляницький Л.Ф. Розробка моделей і наближених методів комбінаторної оптимізації та їх застосування в інформаційних технологіях. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 01.05.02- математичне моделювання та чисельні методи. – Інститут кібернетики ім.В.М.Глушкова НАН України, Київ, 2005.

Дисертація присвячена питанням розробки, обґрунтування та апробації нових математичних моделей і методів розв`язання задач КО, створення інформаційних технологій та інструментальних засобів підтримки прийняття і оптимізації рішень за наявності скінченної множини альтернатив, а також застосування розроблених засобів в різних прикладних областях.

Для розв`язання задач комбінаторної оптимізації різних класів запропоновані метод прискореного імовірнісного моделювання (G-алгоритм), що належить до класу стохастичних методів локального пошуку, та метод деформованих многогранників, який реалізує оригінальну стратегію глобального пошуку у просторі розв`язків. На основі поєднання переваг розроблених алгоритмів запропоновані нові гібридні (метаевристичні) алгоритми комбінаторної оптимізації. Досліджені умови їх ефективної реалізації як на комп`ютерах з традиційною архітектурою, так і на багатопроцесорних обчислювальних комплексах. Теоретичні висновки підтверджені результатами проведених обчислювальних експериментів.

Розроблені нові математичні моделі ряду прикладних оптимізаційних проблем. Запропонована і обґрунтована нова технологія розв`язання задач оптимального вибору на основі використання групових експертних оцінок.

На базі розроблених моделей та методів запропонована і реалізована технологія підтримки прийняття відповідальних рішень на основі моделювання та прогнозування динаміки основних макроекономічних показників України.

У дисертації розроблені концептуальні основи нової інформаційної технології, яка заснована на математичному моделюванні економічних та технологічних процесів і систем, а також використанні для розв`язання виникаючих проблем запропонованих в роботі ефективних методів комбінаторної оптимізації та відповідних програмно-алгоритмічних засобів оптимізації і підтримки прийняття рішень. Різні версії технології апробовані в ряді застосувань і можуть використовуватися при оптимізації рішень в науці, економіці, бізнесі, а також при проектуванні та виготовленні сучасних технічних систем і пристроїв.

У рамках проведених досліджень отримані такі основні результати.

1. Для розв`язання широкого кола задач комбінаторної оптимізації підвищеної розмірності та зі складними цільовими функціями запропоновані нові методи – G-алгоритм, який дозволяє автоматично підстроювати свої параметри в ході обчислень, та деформованих многогранників, що реалізує оригінальну глобальну стратегію пошуку у просторі варіантів розв`язку задач.

2. На основі поєднання переваг розроблених G-алгоритмів і алгоритмів методу деформованих многогранників, а також відомих генетичних алгоритмів, створені нові гібридні алгоритми і продемонстровані їх переваги при розв`язанні різних класів задач комбінаторної оптимізації.

3. Запропоновані нові математичні моделі ряду проблем із різних класів –оптимального розміщення, розподілу коштів при реальному інвестуванні, складування продукції та вибору пропускних спроможностей каналів в телекомунікаційних мережах. Продемонстрована ефективність розроблених в роботі алгоритмів для розв`язання виникаючих задач комбінаторної оптимізації.

4. Розроблені та досліджені паралельні алгоритми комбінаторної опти-мізації, засновані на методі гілок і меж та методі деформованих многогранників. Досліджені умови їх ефективної реалізації на багатопроцесорних обчислювальних комплексах. Достовірність висновків підтверджена результатами обчислювального експерименту, проведеному на багатопроцесорному (кластерному) комплексі СКІТ–1.

5. Вирішений комплекс науково-технічних проблем, які виникають при створенні технології розв`язання задач оптимізації рішень за наявності якісних критеріїв. Внаслідок цього розроблена методологія розв`язання задач оптимального вибору на основі використання групових експертних оцінок та подання цих задач у вигляді спеціальних задач комбінаторної оптимізації з подальшим використанням оптимізаційних алгоритмів для пошуку компромісного рішення.

6. Розроблено підхід до інтелектуалізації інформаційних технологій, заснований на розв`язанні таких ключових проблем як обґрунтований вибір алгоритмів розв`язання задач і настроювання їх математичних моделей у випадку неповної формалізації задач. Запропонований підхід використаний у ряді розроблених систем оптимізації.

7. Розроблені загальна архітектура і принципи побудови систем дискретної оптимізації як засобів підтримки наукомістких технологій розв`язання складних оптимізаційних проблем проектування, моделювання та прогнозування.

8. Запропоновані математичні моделі й алгоритмічні засоби оптимізації рішень реалізовані у створених під керівництвом автора прикладних системах – "Альтернатива", МІСС, ВЕКТОР–2, які застосовувались для розв`язання широкого кола прикладних проблем моделювання та проектування.

9. Розроблені математичні моделі, методи та засоби знайшли застосування для підтримки прийняття відповідальних рішень на основі моделювання та прогнозування основних макроекономічних показників, а також для прогнозування динаміки зміни основних показників економіки України на 1995–2000 рр. Отримані результати мали вищу точність, ніж варіанти прогнозів, розроблені відомими міжнародними і вітчизняними інституціями та фахівцями.

10. Високу ефективність розроблених алгоритмів та їх практичну застосовуваність у різних сферах використання математичних методів оптимізації рішень підтвердили проведені теоретичні дослідження, а також результати численних обчислювальних експериментів та порівняльного аналізу з рядом відомих алгоритмів комбінаторної оптимізації.