№ 1 (2023)
Обзоры, прогнозы
Методы решения задач планирования и регулирования потоков воздушного движения. Ч. 1. Стратегическое планирование четырехмерных траекторий
Аннотация
Рассмотрены задачи повышения безопасности и эффективности организации воздушного движения. Особое внимание уделено перспективным методам обнаружения и разрешения конфликтов между воздушными судами. Приведена классификация этих методов. Рассмотрена задача минимизации числа потенциальных конфликтов при использовании перспективной технологии управления воздушным движением – стратегическом планировании четырехмерных траекторий. Представлена математическая модель учета неопределенности при стратегическом планировании четырехмерных траекторий, формальная постановка в виде задачи смешанного целочисленного программирования и подходы к ее решению. Для оценки целевой функции необходим подсчет числа потенциальных конфликтов между воздушными судами, который, при учете неопределенностей, требует особенно больших объемов вычислений. Рассмотрен альтернативный подход к оценке пропускной способности воздушного пространства, связанный со сложностью воздушного движения, зависящей от структуры трафика и геометрии воздушного пространства.
Проблемы управления. 2023;(1):3-14
3-14
Управление в социально-экономических системах
Трансграничное углеродное регулирование ЕС как инструмент глобального управления
Аннотация
Рассматривается система управления выбросами парниковых газов (ПГ), которая включает в себя международную компоненту и предусматривает введение платежей при импорте углеродоемких товаров. В качестве примера проанализирован механизм трансграничного углеродного регулирования Европейского союза (англ. Carbon Border Adjustment Mechanism, СВАМ), который должен начать реализовываться в 2023 г. Показан его глобальный охват по числу стран и компаний. Дан подробный обзор имеющейся научной литературы по математическим методам анализа и оценки последствий применения СВАМ для социально-экономического развития. Отмечается, что трансграничное регулирование выбросов ПГ предоставляет широкие возможности для применения математических методов анализа, проведения расчетов и моделирования. Выделены классы моделей для исследования СВАМ, такие как DSGE-модели, межстрановые межотраслевые балансы, игровые модели и пр. Показаны их возможности для проведения экономического анализа. Особое внимание уделено моделям анализа глобальных производственных цепочек. По нормативным документам ЕС составлена блок-схема системы управления в СВАМ, дан анализ ее основных блоков, участников и связей. Представлена и проанализирована математическая модель, которая используется Евросоюзом для проведения расчетов выбросов ПГ. Сделан вывод о том, что с введением СВАМ фундаментальная и прикладная экономическая наука получают новую, широкую предметную область экономико-математических исследований, в том числе и по управлению трансграничными рынками ПГ.
Проблемы управления. 2023;(1):15-25
15-25
Управление в медико-биологических системах
Персонализация автоматической системы управления уровнем глюкозы по реальным данным
Аннотация
Приведен обзор применения методов машинного обучения и анализа данных в медицине. Рассмотрена проблема построения замкнутой персонализированной системы автоматического управления уровнем глюкозы в крови человека, ориентированной на конкретного больного, с использованием измерений сенсором уровня глюкозы в интерстициальном пространстве. Описаны модификация модели регулирования уровня глюкозы в крови больного диабетом 1 типа при поступлении глюкозы с принятием пищи и подачи экзогенного инсулина в кровоток, а также методика выделения группы персонализированных параметров модели, требующих индивидуальной идентификации. Приведен пример идентификации параметров модели по реальным данным больного диабетом 1 типа и расчета результата применения оптимального ПД-управления подачей экзогенного инсулина в идентифицированной модели. Результат сравнен с реальным поведением гликемической кривой после однократного введения пациенту инсулина по рекомендации врача. Показано, что оптимальное ПД-управление эффективно стабилизирует уровень глюкозы в крови, помогая избежать развития гипогликемии. Полученные результаты могут использоваться при проектировании систем автоматического управления уровнем глюкозы в крови человека – инсулиновых помп.
Проблемы управления. 2023;(1):26-35
26-35
Оценка рисков возникновения болезней системы кровообращения от шумового воздействия на урбанизированных территориях
Аннотация
Приведены результаты обзора основных источников шумовых воздействий как одного из наиболее значимых физических факторов, оказывающих негативное влияние на человека в условиях городской среды. Показан удельный вес источников шумовых воздействий, не соответствующих гигиеническим нормативам, за 2012–2021 гг. Проведены измерения уровней шумового загрязнения для шести районов г. Красноярска, выявлены территории с наибольшими уровнями шума. Показано пространственное распределение уровней шума на территории Красноярска в вечернее время. Определены эквивалентные уровни средневзвешенного суточного шума в Центральном и Октябрьском районах Красноярска. Проведена оценка рисков здоровью населения от влияния шума с использованием показателей относительного риска возникновения болезней системы кровообращения. Отмечено, что обеспечение шумовой безопасности во многом зависит от оперативного установления уровней нагрузки и получения характеристик распределения шума на различных функциональных территориях с учетом многочисленности, разнообразия и комплексности воздействия источников. Полученные результаты могут быть использованы для изучения закономерностей воздействия факторов среды на здоровье человека, проведения гигиенической диагностики, разработки и внедрения комплекса мероприятий по снижению уровня воздействий и получения достоверной информации о характере и видах воздействий на здоровье населения.
Проблемы управления. 2023;(1):36-44
36-44
Управление техническими системами и технологическими процессами
Управление активной подвеской автомобиля для обеспечения компромисса между степенью демпфирования и управляемости
Аннотация
Эффективность работы подвески автомобиля обычно оценивается по ее способности обеспечивать максимальный комфорт передвижения для пассажиров и сохранение непрерывного контакта колес с дорожным полотном для обеспечения удержания автомобиля на дороге. Целью настоящей работы является разработка алгоритма активного управления подвеской для модели типа «полный автомобиль» (МПА) для улучшения ее характеристик с применением активного управления подавлением помех (АУПП). Характеристики комфорта при передвижении и управляемости на дороге для системы подвески в МПА исследуются в сравнении с характеристиками пассивной подвески. Предложен алгоритм оптимизации, позволяющий управлять компромиссом между комфортом и управляемостью с помощью одной переменной. Предлагаемый алгоритм основан на прогнозировании значений смещения кузова автомобиля и угла крена в зависимости от динамики активного регулятора подавления помех на заданном временно́м горизонте. Результаты показывают эффективность функционирования активной системы подвески с использованием предложенного алгоритма, которая выражается в улучшении характеристик комфорта передвижения и управляемости на дороге.
Проблемы управления. 2023;(1):45-58
45-58
Хроника
XXX Международная конференция «Проблемы управления безопасностью сложных систем»
Аннотация
The conference took place in December 2022. Scientific results presented by the conference participants are briefly outlined below. The conference sections were general theoretical and methodological issues of security support, problems of economic and sociopolitical security support, problems of information security support, cybersecurity and security aspects in social networks, ecological and technogenic security, modeling and decision-making for complex systems security control, and automatic systems and means of complex systems security support. The conference was attended by 99 authors from 33 organizations (Russia and some foreign countries), who presented 73 papers. Special attention was paid to the problems of managing the socio-economic development of Russia in modern realities.
Проблемы управления. 2023;(1):59-64
59-64