Програмна платформа для оцінювання ефективності агрегації структурної моделі складних систем
DOI:
https://doi.org/10.30837/ITSSI.2023.25.079Ключові слова:
програмна платформа; агрегація структурної моделі; складні системи; генератор систем; максимальний потікАнотація
Складні системи визначаються великою розмірністю, містять значну кількість елементів та зв’язків між ними. Мережі використовуються для подання складних систем. Через велику розмірність сучасних систем дослідники оцінюють запропоновані рішення з допомогою згенерованих мереж. Велика розмірність системи призводить до проблем у процесі моделювання та управління. Для вирішення цих питань потрібні методи зменшення розмірності складних систем. Агрегація структурної моделі системи полягає в об’єднанні її елементів у підсистеми, унаслідок чого зменшується розмірність системи й обчислювальна складність. Предметом дослідження є програмна платформа для оцінювання ефективності агрегації структурної моделі складних систем. Мета роботи – розроблення програмної платформи для оцінювання ефективності агрегації структурної моделі складних систем. Актуальність статті полягає в тому, що, застосовуючи програмну платформу, можна здійснити агрегацію структурної моделі систем із значною кількістю елементів, а також оцінити ефективність агрегації структурної моделі системи. У роботі передбачалося розв’язання таких завдань: розроблення програмної платформи, що складається з модуля генератора системи, модуля агрегації системи, модуля пошуку максимального потоку й модуля статистичного оброблення інформації; агрегація структурної моделі системи з використанням програмної платформи; визначення ефективності агрегації структурної моделі системи із застосуванням програмної платформи. Результати дослідження: створено програмну платформу, здійснено агрегацію структурної моделі системи та оцінено ефективність агрегації структурної моделі системи з використанням програмної платформи. Висновки: застосовуючи програмну платформу, можна згенерувати систему, здійснити агрегацію структурної моделі системи та виконати пошук максимального потоку; також програмна платформа дає змогу оцінити ефективність агрегації структурної моделі системи; значення максимального потоку є однаковим на двох рівнях системи, тому в цьому разі здійснюється агрегація структурної моделі системи зі збереженням коректності її параметрів.
Посилання
Список літератури
Newman M. Networks: An Introduction, Oxford University Press. 2010. 1042 p. URL:https://www.scirp.org/(S(351jmbntvnsjt1aadkposzje))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1892198
Jinhu Lu, Guanrong Chen, Maciej Ogorzalek, Ljiljana Trajkovic Theory and Applications of Complex Networks: Advances and Challenges. Proceedings of the IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 2013. Р. 184–198. DOI:10.1109/ISCAS.2013.6572335
Hackl J. Tikz-network: a LaTeX library for vizualizing complex networks. 6th International Conference on Complex Networks & Their Applications. Lyon, France. 2017. URL: https://github.com/hackl/tikz-network
Gorbachov V., Batiaa A. K., Ponomarenko O., Romanenkov Y. Formal transformations of structural models of complex network systems. Proceedings of the IEEE 9th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies DESSERT’2018. Kyiv, Ukraine. 2018. P. 473–477. DOI: https://doi.org/10.1109/DESSERT.2018.8409175
Ponomarenko O., Gorbachov V., Batiaa A. K., Kotkova O. The Software Platform for Evaluation of Effectiveness of Network Systems Analysis Technologies. IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS), Conference proceedings. Batumi, Georgia. 2019. P. 513–516. DOI: https://doi.org/10.1109/EWDTS.2019.8884421
Staudt C., Hamann M., Gutfraind A., Safro I., Meyerhenke H. Generating realistic scaled complex networks. Applied Network Science. 2017. Vol. 2(36). DOI: https://doi.org/10.1007/s41109-017-0054-z
Ashraf A., Budka M., Musial K. NetSim – The framework for complex network generator / A. Ashraf et al. Procedia Computer Science. 2018. Vol. 126. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.07.289
George-Williams H., Santhosh T. V., Patelli E. Simulation Methods for the Analysis of Complex Systems. In: Aslett L. J. M., Coolen F. P. A., De Bock J. Uncertainty in Engineering, SpringerBriefs in Statistics, Springer. 2022. Р. 95–113. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-83640-5_7
Cheng X., Scherpen J. Model Reduction Methods for Complex Network Systems. Annual Review of Control Robotics and Autonomous Systems. 2020. Vol. 4. Р. 425–453. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-control-061820-083817
Shortle J. F., Mark B. L., Gross D. Reduction of closed queueing networks for efficient simulation. ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation. 2009. Vol. 19. № 3. Article 10. Р. 1–22. DOI: https://doi.org/10.1145/1540530.1540531
MacKay R. S. Hierarchical aggregation of complex systems. Proceedings of the ECCS’11. Vienna, Austria. 2011.
Пономаренко О. Є., Горбачов В. О. Агрегація структурної моделі складних мережних систем. Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць. 2023. Т. 1. № 71. С. 138–144. DOI: https://doi.org/10.26906/SUNZ.2023.1.138
Gorbachov V., Sytnikov D., Ryabov O., Batiaa A. K., Ponomarenko O. Dimension Reduction for Network Systems Using Structure Model Aggregation. International Journal of Design & Nature and Ecodynamics. 2020. Vol. 15. No. 1. P. 13–23. DOI: https://doi.org/10.18280/ijdne.150103
Cormen T., Leiserson C., Rivest R., Stein C. Introduction to algorithms. 2009. 3rd ed. 1313 p. URL: https://pd.daffodilvarsity.edu.bd/course/material/book-430/pdf_content
Ford L., Fulkerson D. Maximal Flow Through a Network. Canadian Journal of Mathematics. 1956. Vol. 8. P. 399–404. URL: https://www.cambridge.org/core/journals/canadian-journal-of-mathematics/article/maximal-flow-through-a-network/5D6E55D3B06C4F7B1043BC1D82D40764
References
Newman M. Networks: An Introduction, Oxford University Press. 2010. 1042 p. URL:https://www.scirp.org/(S(351jmbntvnsjt1aadkposzje))/reference/ReferencesPapers.aspx?ReferenceID=1892198
Lu, J., Chen, G., Ogorzalek, M., Trajkovic, L. (2013), "Theory and Applications of Complex Networks: Advances and Challenges", Proceedings of the IEEE International Symposium on Circuits and Systems. Р. 184-198. DOI:10.1109/ISCAS.2013.6572335
Hackl, J. "Tikz-network: a LaTeX library for vizualizing complex networks", 6th International Conference on Complex Networks & Their Applications, Lyon, France. 2017. available at: https://github.com/hackl/tikz-network
Gorbachov, V., Batiaa, A. K., Ponomarenko, O., Romanenkov, Y. (2018), "Formal transformations of stuctural models of complex network systems", Proceedings of the IEEE 9th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies DESSERT’2018, Kyiv, Ukraine. P. 473–477. DOI: https://doi.org/10.1109/DESSERT.2018.8409175
Ponomarenko, O., Gorbachov, V., Batiaa, A. K., Kotkova, O. (2019), "The Software Platform for Evaluation of Effectiveness of Network Systems Analysis Technologies", IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS), Conference proceedings, Batumi, Georgia. P. 513–516. DOI: https://doi.org/10.1109/EWDTS.2019.8884421
Staudt, C., Hamann, M., Gutfraind, A., Safro, I., Meyerhenke, H. (2017), "Generating realistic scaled complex networks", Applied Network Science, Vol. 2(36). DOI: https://doi.org/10.1007/s41109-017-0054-z
Ashraf, A., Budka, M., Musial, K. (2018), "NetSim – The framework for complex network generator", Procedia Computer Science, Vol. 126. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.07.289
George-Williams, H., Santhosh, T. V., Patelli, E. (2022), "Simulation Methods for the Analysis of Complex Systems", Uncertainty in Engineering, SpringerBriefs in Statistics, Springer. Р. 95–113. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-83640-5_7
Cheng, X., Scherpen, J. (2020), "Model Reduction Methods for Complex Network Systems", Annual Review of Control Robotics and Autonomous Systems, Vol. 4. Р. 425–453. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-control-061820-083817
Shortle, J. F., Mark, B. L., Gross, D. (2009), "Reduction of closed queueing networks for efficient simulation", ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation, Vol. 19, No. 3, Article 10. Р. 1–22. DOI: https://doi.org/10.1145/1540530.1540531
MacKay, R. S. (2011), "Hierarchical aggregation of complex systems", Proceedings of the ECCS’11, Vienna, Austria.
Ponomarenko, O., Gorbachov, V. (2023), "Aggregation of structural model of complex network systems", ["Ahrehatsiia strukturnoi modeli skladnykh merezhnykh system"], Control, Navigation and Communication Systems. Academic Journal, Vol. 1 (71), P. 138–144. DOI: https://doi.org/10.26906/SUNZ.2023.1.138
Gorbachov, V., Sytnikov, D., Ryabov, O., Batiaa, A. K., Ponomarenko, O. (2020), "Dimension Reduction for Network Systems Using Structure Model Aggregation", International Journal of Design & Nature and Ecodynamics, Vol. 15, No. 1, P. 13–23. DOI: https://doi.org/10.18280/ijdne.150103
Cormen, T., Leiserson, C., Rivest, R., Stein, C. "Introduction to algorithms", 3rd ed. 2009. 1313 p. available at: https://pd.daffodilvarsity.edu.bd/course/material/book-430/pdf_content
Ford, L., Fulkerson, D. (1956), "Maximal Flow Through a Network", Canadian Journal of Mathematics, Vol. 8, P. 399–404. available at: https://www.cambridge.org/core/journals/canadian-journal-of-mathematics/article/maximal-flow-through-a-network/5D6E55D3B06C4F7B1043BC1D82D40764
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо не комерційного та не ексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису опублікованої роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
