Розробка методики пошуку рішень з використанням удосконаленого алгоритму імператорських пінгвінів

Автор(и)

  • Андрій Володимирович Шишацький Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-6731-6390
  • Олексій Миколайович Романов Науково-дослідний інститут Воєнної розвідки, Україна https://orcid.org/0000-0003-0611-3260
  • Олег Вікторович Шкнай Науково-дослідний інститут Воєнної розвідки, Україна https://orcid.org/0000-0002-5572-4917
  • Віталіна Олексіївна Бабенко Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-4816-4579
  • Олександр Анатолійович Кошлань Національний університет оборони України, Україна https://orcid.org/0000-0001-9678-6463
  • Тетяна Вікторівна Плугіна Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-6724-6708
  • Альона Володимирівна Білецька Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України, Україна https://orcid.org/0000-0002-0178-0542
  • Тетяна Олександрівна Стасюк Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0009-0004-8434-1853
  • Світлана Олександрівна Кашкевич Національний авіаційний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-4448-3839
  • Віталій Валерійович Кривошеєв Національний університет оборони України, Україна https://orcid.org/0000-0002-6073-5549

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.291008

Ключові слова:

багатоекстремальні функції, системи підтримки прийняття рішень, алгоритм імператорських пінгвінів, оптимізація

Анотація

Об’єктом дослідження є системи підтримки прийняття рішень. Предметом дослідження є процес прийняття рішення в задачах управління за допомогою алгоритму імператорських пінгвінів (АІП), удосконаленого генетичного алгоритму та штучних нейронних мереж, що еволюціонують.

Запропоновано методику пошуку рішень з використанням удосконаленого АІП. В основу дослідження покладений алгоритм АІП – для пошуку рішення щодо стану об’єкту. Для навчання АІП – використовуються штучні нейронні мережі, що еволюціонують, а для відбору найкращих АІП використовується удосконалений генетичний алгоритм. Методика має наступну послідовність дій:

– введення вихідних даних;

– виставлення агентів по площині пошуку;

– нумерація АІП в зграї;

– задання початкової швидкості АІП та теплового випромінювання кожного АІП;

– розрахунок становища кожного АІП на загальній площі пошуку та його вартості;

– наближення (тяжіння) АІП до іншого АІП;

– зміна траєкторії руху АІП;

– відбір кращих особин зі зграї АІП;

– ранжування отриманих рішень та їх сортування;

– навчання баз знань АІП;

– визначення кількості необхідних обчислювальних ресурсів, інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень.

Оригінальність запропонованої методики полягає у розставленні АІП урахуванням невизначеності вихідних даних, удосконаленими процедурами глобального та локального опушку з урахуванням ступеню зашумленості даних про стан об’єкту аналізу. Використання методики дозволяє досягти підвищення оперативності обробки даних на рівні 13–17 % за рахунок використання додаткових удосконалених процедур. Запропоновану методику доцільно використовувати для вирішення задач оцінки складних та динамічних процесів в інтересах вирішення завдань національної безпеки

Біографії авторів

Андрій Володимирович Шишацький, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кандидат технічних наук, доцент, старший дослідник

Кафедра комп’ютерних систем

Олексій Миколайович Романов, Науково-дослідний інститут Воєнної розвідки

Кандидат технічних наук, старший дослідник

Начальник

Олег Вікторович Шкнай, Науково-дослідний інститут Воєнної розвідки

Кандидат технічних наук, старший дослідник, провідний науковий співробітник

Науково-дослідний відділ

Віталіна Олексіївна Бабенко, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Доктор економічних наук, професор, завідувачка кафедри

Кафедра комп’ютерних систем

Олександр Анатолійович Кошлань, Національний університет оборони України

Доктор філософії, старший дослідник, начальник відділу

Науковий відділ загального та ресурсного планування

Тетяна Вікторівна Плугіна, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій

Альона Володимирівна Білецька, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України

Науковий співробітник

Науково-дослідна лабораторія автоматизації наукових досліджень

Тетяна Олександрівна Стасюк, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Викладач

Циклова комісія загальноосвітніх дисциплін

Військовий коледж сержантського складу

Світлана Олександрівна Кашкевич, Національний авіаційний університет

Старший викладач

Кафедра комп’ютеризованих систем управління

Віталій Валерійович Кривошеєв, Національний університет оборони України

Кандидат військових наук, доцент

Кафедра управління військами

Інститут державного військового управління

Посилання

  1. Bashkyrov, O. M., Kostyna, O. M., Shyshatskyi, A. V. (2015). Rozvytok intehrovanykh system zviazku ta peredachi danykh dlia potreb Zbroinykh Syl. Ozbroiennia ta viyskova tekhnika, 1, 35–39. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ovt_2015_1_7
  2. Dudnyk, V., Sinenko, Y., Matsyk, M., Demchenko, Y., Zhyvotovskyi, R., Repilo, I. et al. (2020). Development of a method for training artificial neural networks for intelligent decision support systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (2 (105)), 37–47. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203301
  3. Sova, O., Shyshatskyi, A., Salnikova, O., Zhuk, O., Trotsko, O., Hrokholskyi, Y. (2021). Development of a method for assessment and forecasting of the radio electronic environment. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 30–40. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2021.001940
  4. Pievtsov, H., Turinskyi, O., Zhyvotovskyi, R., Sova, O., Zvieriev, O., Lanetskii, B., Shyshatskyi, A. (2020). Development of an advanced method of finding solutions for neuro-fuzzy expert systems of analysis of the radioelectronic situation. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 78–89. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001353
  5. Zuiev, P., Zhyvotovskyi, R., Zvieriev, O., Hatsenko, S., Kuprii, V., Nakonechnyi, O. et al. (2020). Development of complex methodology of processing heterogeneous data in intelligent decision support systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (9 (106)), 14–23. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208554
  6. Shyshatskyi, A. (2020). Complex Methods of Processing Different Data in Intellectual Systems for Decision Support System. International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, 9 (4), 5583–5590. doi: https://doi.org/10.30534/ijatcse/2020/206942020
  7. Yeromina, N., Kurban, V., Mykus, S., Peredrii, O., Voloshchenko, O., Kosenko, V. et al. (2021). The Creation of the Database for Mobile Robots Navigation under the Conditions of Flexible Change of Flight Assignment. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 11 (5), 37–44. doi: https://doi.org/10.46338/ijetae0521_05
  8. Rotshteyn, A. P. (1999). Intellektual'nye tekhnologii identifikatsii: nechetkie mnozhestva, geneticheskie algoritmy, neyronnye seti. Vinnitsa: “UNIVERSUM”, 320.
  9. Alpeeva, E. A., Volkova, I. I. (2019). The use of fuzzy cognitive maps in the development of an experimental model of automation of production accounting of material flows. Russian Journal of Industrial Economics, 12 (1), 97–106. doi: https://doi.org/10.17073/2072-1633-2019-1-97-106
  10. Zagranovskaya, A. V., Eissner, Y. N. (2017). Simulation scenarios of the economic situation based on fuzzy cognitive maps. Modern economics: problems and solutions, 10, 33‒47. doi: https://doi.org/10.17308/meps.2017.10/1754
  11. Simankov, V. S., Putyato, M. M. (2013). Issledovanie metodov kognitivnogo analiza. Sistemniy analiz, upravlenie i obrabotka informatsii, 13, 31‒35.
  12. Ko, Y.-C., Fujita, H. (2019). An evidential analytics for buried information in big data samples: Case study of semiconductor manufacturing. Information Sciences, 486, 190–203. doi: https://doi.org/10.1016/j.ins.2019.01.079
  13. Ramaji, I. J., Memari, A. M. (2018). Interpretation of structural analytical models from the coordination view in building information models. Automation in Construction, 90, 117–133. doi: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2018.02.025
  14. Pérez-González, C. J., Colebrook, M., Roda-García, J. L., Rosa-Remedios, C. B. (2019). Developing a data analytics platform to support decision making in emergency and security management. Expert Systems with Applications, 120, 167–184. doi: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2018.11.023
  15. Chen, H. (2018). Evaluation of Personalized Service Level for Library Information Management Based on Fuzzy Analytic Hierarchy Process. Procedia Computer Science, 131, 952–958. doi: https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.04.233
  16. Chan, H. K., Sun, X., Chung, S.-H. (2019). When should fuzzy analytic hierarchy process be used instead of analytic hierarchy process? Decision Support Systems, 125, 113114. doi: https://doi.org/10.1016/j.dss.2019.113114
  17. Osman, A. M. S. (2019). A novel big data analytics framework for smart cities. Future Generation Computer Systems, 91, 620–633. doi: https://doi.org/10.1016/j.future.2018.06.046
  18. Gödri, I., Kardos, C., Pfeiffer, A., Váncza, J. (2019). Data analytics-based decision support workflow for high-mix low-volume production systems. CIRP Annals, 68 (1), 471–474. doi: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2019.04.001
  19. Harding, J. L. (2013). Data quality in the integration and analysis of data from multiple sources: some research challenges. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL-2/W1, 59–63. doi: https://doi.org/10.5194/isprsarchives-xl-2-w1-59-2013
  20. Kosko, B. (1986). Fuzzy cognitive maps. International Journal of Man-Machine Studies, 24 (1), 65–75. doi: https://doi.org/10.1016/s0020-7373(86)80040-2
  21. Gorelova, G. V. (2013). Kognitivniy podkhod k imitatsionnomu modelirovaniyu slozhnykh sistem. Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki, 3, 239–250.
  22. Koval, M., Sova, O., Shyshatskyi, A., Artabaiev, Y., Garashchuk, N., Yivzhenko, Y. et al. (2022). Improving the method for increasing the efficiency of decision-making based on bio-inspired algorithms. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (4 (120)), 6–13. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.268621
  23. Dhiman, G., Kumar, V. (2018). Emperor penguin optimizer: A bio-inspired algorithm for engineering problems. Knowledge-Based Systems, 159, 20–50. doi: https://doi.org/10.1016/j.knosys.2018.06.001
  24. Koshlan, A., Salnikova, O., Chekhovska, M., Zhyvotovskyi, R., Prokopenko, Y., Hurskyi, T. et al. (2019). Development of an algorithm for complex processing of geospatial data in the special-purpose geoinformation system in conditions of diversity and uncertainty of data. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (101)), 35–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180197
  25. Mahdi, Q. A., Shyshatskyi, A., Prokopenko, Y., Ivakhnenko, T., Kupriyenko, D., Golian, V. et al. (2021). Development of estimation and forecasting method in intelligent decision support systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (9 (111)), 51–62. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.232718
  26. Emel'yanov, V. V., Kureychik, V. V., Kureychik, V. M., Emel'yanov, V. V. (2003). Teoriya i praktika evolyutsionnogo modelirovaniya. Moscow: Fizmatlit, 432.
  27. Gorokhovatsky, V., Stiahlyk, N., Tsarevska, V. (2021). Combination method of accelerated metric data search in image classification problems. Advanced Information Systems, 5 (3), 5–12. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2021.3.01
  28. Levashenko, V., Liashenko, O., Kuchuk, H. (2020). Building Decision Support Systems based on Fuzzy Data. Advanced Information Systems, 4 (4), 48–56. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.4.07
  29. Meleshko, Y., Drieiev, O., Drieieva, H. (2020). Method of identification bot profiles based on neural networks in recommendation systems. Advanced Information Systems, 4 (2), 24–28. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.2.05
  30. Kuchuk, N., Merlak, V., Skorodelov, V. (2020). A method of reducing access time to poorly structured data. Advanced Information Systems, 4 (1), 97–102. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.1.14
  31. Shyshatskyi, A., Tiurnikov, M., Suhak, S., Bondar, O., Melnyk, A., Bokhno, T., Lyashenko, A. (2020). Method of assessment of the efficiency of the communication of operational troop grouping system. Advanced Information Systems, 4 (1), 107–112. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2020.1.16
  32. Raskin, L., Sira, O. (2016). Method of solving fuzzy problems of mathematical programming. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (4 (83)), 23–28. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.81292
  33. Lytvyn, V., Vysotska, V., Pukach, P., Brodyak, O., Ugryn, D. (2017). Development of a method for determining the keywords in the slavic language texts based on the technology of web mining. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (2 (86)), 14–23. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.98750
  34. Stepanenko, A., Oliinyk, A., Deineha, L., Zaiko, T. (2018). Development of the method for decomposition of superpositions of unknown pulsed signals using the second­order adaptive spectral analysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (92)), 48–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126578
  35. Gorbenko, I., Ponomar, V. (2017). Examining a possibility to use and the benefits of post-quantum algorithms dependent on the conditions of their application. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (86)), 21–32. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96321
  36. Koval, M., Sova, O., Orlov, O., Shyshatskyi, A., Artabaiev, Y., Shknai, O. et al. (2022). Improvement of complex resource management of special-purpose communication systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (119)), 34–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.266009
Розробка методики пошуку рішень з використанням удосконаленого алгоритму імператорських пінгвінів

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-28

Як цитувати

Шишацький, А. В., Романов, О. М., Шкнай, О. В., Бабенко, В. О., Кошлань, О. А., Плугіна, Т. В., Білецька, А. В., Стасюк, Т. О., Кашкевич, С. О., & Кривошеєв, В. В. (2023). Розробка методики пошуку рішень з використанням удосконаленого алгоритму імператорських пінгвінів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(4 (126), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.291008

Номер

Розділ

Математика та кібернетика - прикладні аспекти