Наука, технологии и техника: в РУДН прошла конференция «Информационно-телекоммуникационные технологии и математическое моделирование высокотехнологичных систем»

В один из дней конференции был организован воркшоп. Молодые ученые факультета физико-математических и естественных наук РУДН обсудили и рассказали о своих исследованиях в области информационных технологий и научных вычислений.

Игорь Левичев (Россия) и Перес Акоста Даниэль (Колумбия), аспиранты III года обучения, профиль «Вычислительная математика», направление «Компьютерные и информационные науки»

Доклад: «Моделирование оптимального ценообразования на услуги сетей 5G/6G»

Студенты РДУН рассказали о математических моделях в экономике телекоммуникаций, которые касаются вопросов ценообразования на телекоммуникационные услуги на основе анализа затрат, а также о проблемах контроля пиковой нагрузки и перегрузки в сетях связи, связанных с активным подключением новых абонентов.

«В связи с развитием технологий 5G/6G, Интернета вещей (IoT) и технологии больших данных (Big Data) неуклонно растет количество клиентов и устройств, что приводит к быстрому росту объемов передачи данных в телекоммуникационных сетях», — Игорь Левичев.

Студенты также описали решение задач оптимального управления загруженностью сетей 5G/6G в зависимости от возможных стратегий ценообразования, которые могут применить телекоммуникационные компании, а также продемонстрировали влияние различных инвестиционных подходов при внедрении новых технологий 5G/6G на будущие тарифы, пропускную способность сетей 5G/6G, выручку и прибыль компании.

Галина Царева, выпускница аспирантуры, профиль «Теоретические основы информатики», направление «Информатика и вычислительная техника»

Доклад: «Численный анализ крупномасштабных сетей с использованием подхода среднего поля Добрушина»

Аспирантка РУДН рассказала о методах математического моделирования сложных крупномасштабных транспортных систем.

«На сегодняшний день существует огромное количество возможных вариантов транспортировки грузов в рамках возможных логистических цепочек, которые могут резко измениться, или передачи данных по телекоммуникационным каналам связи. Как показывает опыт, использование математических моделей и применение вычислительных методов при планировании перевозок или при анализе передачи данных дает большой экономический эффект», — Галина Царева.

В докладе аспирантка описала модель крупномасштабной транспортной системы с использованием метода среднего поля Добрушина. Анализ модели показал, что метод среднего поля эффективен для решения широкого спектра технических и технологических задач в процессе строительства и эксплуатации транспортных систем.

Буатта Мохамед Адел (Алжир), аспирант I года обучения, направление «Информатика и вычислительная техника», профиль «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»

Доклад: «Численный анализ решений многомерного уравнения Фоккера-Планка»

Аспирант РУДН рассказал о разработке численных методов для анализа диффузионных процессов с использованием многомерного уравнения Фоккера-Планка. Уравнение было выписано Фоккером и Планком для объяснения процесса диффузии. В отличие от классического подхода в данном исследовании рассматриваются проблемы динамики индексов фондовых рынков и их предсказания.

Шахмурад Канзитдинов (Россия), аспирант IV года обучения, профиль «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»), направление «Информатика и вычислительная техника»,

Доклад: «Асимптотический анализ сингулярно возмущенных бесконечномерных задач управления»

Развитие современных технологий 5G/6G, IoT (Интернет вещей) ставит вопрос об управлении сетями такого рода — сетями с очень большим количеством устройств. В связи с этим в работе исследуются задачи, когда мы считаем, что количество устройств стремится к бесконечности.

Аспирант рассказал о методах построения решений сингулярно возмущенных задач управления в бесконечномерных пространствах. Было представлено решение задачи управления для бесконечномерной системы дифференциальных уравнений тихоновского типа с быстрыми и медленными переменными и ограничениями на управление. Анализ решений таких задач представляет большой интерес в теории управления крупномасштабными системами массового обслуживания. В данном подходе строятся решения, которые позволяют решать задачу распределения ресурсов в крупномасштабных телекоммуникационных сетях с очень большим количеством устройств (5G/6G, IoT).

Ксения Максимова (Россия) и Анастасия Солдатенкова (Россия), студентки IV курса, направление «Бизнес-информатика»

Доклад: «Анализ состояний многофазной системы массового обслуживания с блокировками»

Студентки РУДН описали подход для анализа систем с множеством узлов — как, например, в задачах логистики, который дает возможность не только повысить гибкость, снизить затраты и сосредоточиться на ключевых факторах обслуживания, но и полностью преобразовать работу таких систем путем перепроектирования внутренних рабочих процессов или взаимодействия с клиентами, что особенно важно, когда происходит непредсказуемый разрыв логистических цепочек в системе.

В работе Ксении Максимовой исследуются вопросы эффективности работы систем видеонаблюдения, которые применяются для контроля безопасности движения автотранспорта. Рассмотрена задача видео фиксации: камера определяет номер машины, далее передает в центр обработки, где определяют было ли нарушение ПДД. Далее реализуется цепочка заведения административного дела и т.д. вплоть до оплаты штрафа. В работе построена имитационная модель, которая позволяет рассчитать нагрузку и работоспособность такой системы.

Анастасия Солдатенкова сроила модель для анализа логистики, в которых поставщики и покупатели взаимодействуют друг с другом через некоторые цепочки поставок. В период санкций цепочки поставок разрушаются и ставится задача о создании новых. Любая логистическая модель — это многофазная модель: сложная цепочка взаимодействия с множеством узлов. В работе построена модель для анализа эффективности логистических цепочек с учетом рисков.

«Поскольку пользователи в значительной степени обеспокоены качеством услуг (QoS), то оптимизация производительности многофазных систем массового обслуживания стала критически важной. В докладе мы представили модель многофазной системы массового обслуживания с блокировками, состоящую из большого количества обслуживающих устройств с пуассоновским входным потоком запросов фиксированной интенсивности. Данные модели могут быть эффективно применены для анализа логистических цепочек в условиях неопределенности, что позволит снизить риски при осуществлении сложных проектов», — Ксения Максимова.

Дмитрий Федотов (Россия), студент IV курса, направление «Математика и компьютерные науки»

Доклад: «Численный анализ решений уравнения Кадышевского с периодическими граничными условиями»

Уравнение Кадышевского используется физиками разных стран для практических расчетов адрон-адронных и адрон-ядерных взаимодействий, а также для описания кварковой структуры адронов. В работе Дмитрия Федотова уравнение использовано для анализа кварк-глюонной плазмы. Уравнение Кадышевского — это фундаментальная модель, которая позволяет описать поведение материи в условиях, которые реализуются на Большом адронном коллайдере (БАК), которые имели место в первые моменты после большого взрыва — в момент возникновения вселенной. Такие исследования позволяют приблизиться к пониманию как сформировалась материя (протоны, нейтроны и т.д.).

Амирханова Гульшат Аманжоловна, старший преподаватель кафедры искусственного интеллекта и Big Data Казахского Национального Университета им. Аль-Фараби

Доклад: «Применение метода максимального правдоподобия для оценки параметров траекторий элементарных частиц в задаче реконструкции событий внутреннего детектора эксперимента SPD NICA»

SPD (Spin Physics Detector) — это планируемый эксперимент по спиновой физике во второй точке взаимодействия коллайдера NICA, который строится в ОИЯИ. Основной целью эксперимента является проверка основ квантовой хромодинамики. Если предположить однородность магнитного поля детектора, то траектории частиц должны быть близки к винтовой линии, которая «наматывается» на цилиндр.

Трекинг или поиск треков — это процесс реконструкции траекторий частиц в детекторе физики высоких энергий путем соединения точек — попаданий — которые каждая частица оставляет после себя, проходя через чувствительные элементы детектора. При нейросетевой реконструкции треков неизбежно появление ложных треков-кандидатов, образованных из фрагментов близких соседних треков, образцов шума и т.д. В работе решена задача избавления от ложных треков-кандидаты с помощью метода максимального правдоподобия. Для решения задачи разработан пороговый критерий, который реагирует на нарушение сглаженности траектории частиц, наличие перегибов, выбросов отдельных измерений и т.д. превышением специально выбранного порога.