Розробка моделі корисного ефекту системи при різних рівнях взаємозамінності підсистем у задачі оптимізації розподілу обмеженого ресурсу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.342299Ключові слова:
скалярна згортка, ресурсна оптимізація, корисний ефект, траєкторії оптимальних рішень, кібербезпека, інформаційні системиАнотація
Об’єктом дослідження є процес оптимізації розподілу обмеженого ресурсу між підсистемами великої складної системи.
Проблема, що вирішувалася, – недостатня адекватність існуючих моделей корисного ефекту, які не враховують рівень взаємозамінності підсистем і не дозволяють точно прогнозувати оптимальний розподіл ресурсів.
Суть результатів полягає в розробці універсальної моделі корисного ефекту на основі логістичних залежностей та гнучкої скалярної згортки, побудованої на модифікованому маргінальному поліномі Колмогорова–Габора з коефіцієнтом kAdd, що керує взаємозамінністю. Отримано повні траєкторії оптимальних рішень для різних значень сумарного ресурсу та рівня взаємозамінності; встановлено, що їхня варіація змінює оптимальний ефект на 25–35% у зоні суттєвого дефіциту ресурсів.
Результати вирішили проблему завдяки поєднанню універсальності логістичних моделей із гнучкістю нової згортки, яка узагальнює адитивну, мультиплікативну та мінімізуючу форми й дозволяє безперервно налаштовувати модель під специфіку взаємодії підсистем.
Закономірності пояснюються тим, що при низькій взаємозамінності ресурси розподіляються збалансовано, а при високій концентруються в найефективнішій підсистемі, що істотно підвищує загальний ефект у дефіциті.
Результати застосовні при проектуванні та управлінні великими складними системами (ІТ-безпека, кризове управління, організаційне проектування тощо), де потрібні обґрунтовані рішення щодо розподілу обмежених ресурсів з урахуванням структурної гнучкості; застосування доцільне за наявності статистичних даних для калібрування логістичних параметрів підсистем та оцінки їх взаємозамінності
Посилання
- Bova, Y., Ismahilov, A., Syvachenko, I. (2024). Models and methods of assessing software information security in conditions of limited computing resources. Transactions of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, 146 (3), 79–85. https://doi.org/10.32782/1995-0519.2024.3.11
- Zhebka, V., Tkachenko, O., Zhebka, V. (2020). Factor analysis of the effectiveness of regional production development processes. International scientific journal «Danish Scientific Journal», 35 (4), 17–21. Available at: https://www.danish-journal.com/wp-content/uploads/2024/03/DSJ_35_4.pdf
- Khmelevskoy, R., Laptiev, S., Laptievа, T. (2021). Improving the Method of Assessing the Information Security of Computer Systems from Malicious Software. International Journal of Science and Engineering Investigations (IJSEI), 10 (113), 43–48. Available at: https://www.ijsei.com/papers/ijsei-1011321-07.pdf
- Bychkov, A. S., Navotna, V., Shevchenko, V. I., Shevchenko, A. V. (2019). Improvement of the Model of Computer Epidemics Based on Expanding the Set of Possible States of the Information Systems Objects. Journal of Automation and Information Sciences, 51 (11), 34–49. https://doi.org/10.1615/jautomatinfscien.v51.i11.40
- Bychkov, A. S., Dimitrov, G. P., Shevchenko, V. L., Shevchenko, A. V. (2020). Perfection of Computer Epidemic Model by Estimation of Functional Stability of the Information System. Journal of Automation and Information Sciences, 52 (1), 29–40. https://doi.org/10.1615/jautomatinfscien.v52.i1.40
- Shevchenko, V. L., Nesterenko, O. V., Netesin, I. Ye., Shevchenko, A. V. (2019). Prohnostychne modeliuvannia kompiuternykh virusnykh epidemiy. Kyiv: UkrNTs RIT, 152. Available at: http://e.ieu.edu.ua/handle/123456789/647
- Syvytsky, Y., Shevchenko, V. (2024). Computer Simulation Model of the Organization at the Stage of Transformation for the Purpose of Adaptation to New Projects. 14th International Scientific and Practical Conference from Programming UkrPROG’2024, 421–433. Available at: https://ceur-ws.org/Vol-3806/S_61_Shevchenko_Syvytskyi.pdf
- Sobchuk, V., Laptiev, S., Laptievа, T., Barabash, O., Drobyk, O., Sobchuk, A. (2024). A modified method of spectral analysis of radio signals using the operator approach for the fourier transform. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 14 (2), 56–61. https://doi.org/10.35784/iapgos.5783
- Datta, S., Kapoor, R., Mehta, P. (2023). A multi-objective optimization model for outpatient care delivery with service fairness. Business Process Management Journal, 29 (3), 630–652. https://doi.org/10.1108/bpmj-07-2022-0335
- Fedushko, S., Molodetska, K., Syerov, Y. (2023). Analytical method to improve the decision-making criteria approach in managing digital social channels. Heliyon, 9 (6), e16828. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e16828
- Yevseiev, S., Ponomarenko, V., Laptiev, O., Milov, O., Korol, O., Milevskyi, S., Pohasii, S. et al. (2021). Synergy of building cybersecurity systems. Kharkiv: TECHNOLOGY CENTER PC. https://doi.org/10.15587/978-617-7319-31-2
- Bakaiev, O., Syvachenko, I., Shevchenko, V. (2024). Scalarization of the vector criterion of information system survivability based on information security indicators. Proceedings of the Cybersecurity Providing in Information and Telecommunication Systems II (CPITS-II 2024), 294–300. Available at: https://ceur-ws.org/Vol-3826/short20.pdf
- Shevchenko, V. L. (2011). Optymizatsiyne modeliuvannia v stratehichnomu planuvanni. Kyiv: TsVSD NUOU, 283.
- Ivakhnenko, A. G. (1971). Polynomial Theory of Complex Systems. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, SMC-1 (4), 364–378. https://doi.org/10.1109/tsmc.1971.4308320
- Qian, N., Gao, J., Li, Z., Yan, Z., Feng, Y., Yan, Z., Yang, L. (2024). Bridging the Terrestrial Water Storage Anomalies between the GRACE/GRACE-FO Gap Using BEAST + GMDH Algorithm. Remote Sensing, 16 (19), 3693. https://doi.org/10.3390/rs16193693
- Achite, M., Katipoğlu, O. M., Kartal, V., Sarıgöl, M., Jehanzaib, M., Gül, E. (2025). Advanced Soft Computing Techniques for Monthly Streamflow Prediction in Seasonal Rivers. Atmosphere, 16 (1), 106. https://doi.org/10.3390/atmos16010106
- Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK® Guide)–Sixth Edition (2017). Project Management Institute.
- A Guide to the Project Management Body of Knowledge PMBOK, 7-th edition (2021). Project Management Institute, Inc., 370. Available at: https://tegnum.edu.pe/wp-content/uploads/2023/09/Project-Management-Institute-A-Guide-to-the-Project-Management-Body-of-Knowledge-PMBOK-R-Guide-PMBOK%C2%AE%EF%B8%8F-Guide-Project-Management-Institute-2021.pdf
- Antunes, M., Maximiano, M., Gomes, R., Pinto, D. (2021). Information Security and Cybersecurity Management: A Case Study with SMEs in Portugal. Journal of Cybersecurity and Privacy, 1 (2), 219–238. https://doi.org/10.3390/jcp1020012
- Handri, E. Y., Putro, P. A. W., Sensuse, D. I. (2023). Evaluating the People, Process, and Technology Priorities for NIST Cybersecurity Framework Implementation in E-Government. 2023 IEEE International Conference on Cryptography, Informatics, and Cybersecurity (ICoCICs), 82–87. https://doi.org/10.1109/icocics58778.2023.10277024
- Fedoriienko, V. (2021). Model of the special software development and modification based on account factors of complexity, workability, qualification of programmers and resource limitations. Political Science and Security Studies Journal. Przeworsk, 2 (2), 94–104. https://doi.org/10.5281/zenodo.5544382
- Rabchun, D. I. (2015). Otsinka efektyvnosti informatsiynoi bezpeky z urakhuvanniam ekonomichnykh pokaznykiv. Suchasnyi zakhyst informatsiyi, 4, 91–96. Available at: https://journals.dut.edu.ua/index.php/dataprotect/article/view/429/397
- Shevchenko, V., Shevchenko, A., Fedorenko, R., Shmorhun, Y., Hrebennikov, A. (2019). Designing of Functionally Stable Information Systems Optimal for a Minimum of Losses. 2019 IEEE 15th International Conference on the Experience of Designing and Application of CAD Systems (CADSM), 1–5. https://doi.org/10.1109/cadsm.2019.8779299
- Sridhar, S. Exhaustive Searching and Combinatorial Optimization Problems. Available at: https://ebooks.inflibnet.ac.in/csp5/chapter/exhaustive-searching-and-combinatorial-optimization-problems/
- Svynchuk, O., Barabash, O., Nikodem, J., Kochan, R., Laptiev, O. (2021). Image Compression Using Fractal Functions. Fractal and Fractional, 5 (2), 31. https://doi.org/10.3390/fractalfract5020031
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Viktor Shevchenko, Yuriy Syvytsky, Yevhen Derevianko, Oleh Bakaiev, Olha Korol, Serhii Pohasii, Serhiy Laptiev, Tetyana Laptieva, Khazail Rzayev, Oleksii Komar
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
