В монографии излагаются результаты развития авторской концепции управления устойчивым развитием активных систем, основанной на использовании иерархических дифференциально-игровых моделей и информационных технологий их анализа. Предложены динамические обобщения моделей стимулирования и согласования общественных и частных интересов. Наряду с теоретическими, рассматриваются прикладные модели управления эколого-экономическими, организационными, социальными системами, а также методы их исследования: стохастическое оптимальное управление, имитационное моделирование, эвристические алгоритмы различного типа. В частности, проанализированы модели влияния и управления в социальных сетях, управления университетами как активными системами, информационно-аналитическая система управления водными ресурсами региона. Монография отражает результаты научных исследований и может использоваться в методических целях. В силу междисциплинарного характера книги её целевая аудитория весьма широка и включает научных и практических работников, экспертов и специалистов, аспирантов и магистрантов по направлениям “Прикладная математика и информатика”, “Системный анализ и управление”, “Экология и природопользование”, “Конфликтология”, “Менеджмент”, “Управление персоналом”, “Государственное и муниципальное управление”.
Представлен всесторонний анализ вопросов, связанных с разработкой математического обеспечения в процессе создания программных средств для проведения аналитических исследований. Рассматриваются наиболее востребованные модели и методы. Определяются основные этапы построения и использования математических моделей для анализа объектов и процессов, разбираются примеры построения моделей для решения практических задач.
Цель исследования: проведение организационного эксперимента и клинико-экономического анализа эффективности стационара при лечении пациентов терапевтического профиля в зависимости от наличия в структуре медицинской организации стационарного отделения скорой медицинской помощи.
Материалы и методы. При помощи ретроспективного анализа 474 случаев оказания медицинской помощи при ухудшении течения гипертонической болезни в течение года изучены сроки пребывания пациентов в стационаре, суммы выставленных счетов в зависимости от срока пребывания и соответствие проведенного объема обследования требованиям критериям качества оказания медицинской помощи. В последующем с помощью имитационного моделирования выполнен сравнительный анализ перераспределения потоков пациентов с целью выявления оптимальных экономических и логистических решений.
Результаты. При сравнении сроков пребывания пациентов выявлено, что в 63,9% случаев выписка происходила с коек динамического наблюдения в течение первых суток. Анализ соблюдения критериев качества оказания медицинской помощи показал, что в стационарном отделении скорой медицинской помощи за минимальный промежуток времени выполняется практически весь требуемый объем диагностики и лечения. При наличии в структуре стационара стационарного отделения скорой медицинской помощи модель работы становится существенно более интенсивной, но недофинансированной.
*Заключение.*Возможности стационарных отделений скорой медицинской помощи обеспечивают краткосрочное лечение пациентов с соблюдением критериев качества оказания специализированной помощи, при этом сохраняется большая пропускная способность в сравнении с терапевтическим отделением. Исходя из полученных результатов, оплата случаев не должна сопровождаться применением признака прерванности случая.
Комплексное использование древесного сырья, получение возобновляемых биоэнергоресурсов - это современный тренд лесной промышленности развитых стран. Производство щепы из лесосечных отходов - один из технологических элементов рационального, экономного природопользования в интересах повышения выхода полезного валового продукта с единицы лесной площади и снижения негативного экологического влияния лесозаготовок. В работе рассмотрен вопрос моделирования технологического процесса производства щепы из лесосечных отходов посредством применения мобильных рубительных машин. Актуальность имитационного моделирования объясняется существенными преимуществами, реализуемыми в современных графоаналитических пакетах программ, а также ограничениями, связанными с возможность и экономической целесообразностью натурного физического эксперимента с реальными машинами. В статье кратко приведена информация о работах других авторов в предметной области исследования. Имитационная модель работы мобильной рубительной машины разработана в среде имитационного моделирования AnyLogic. Имитационная модель является комбинированной агентно-дискретно-событийной моделью. В работе представлен алгоритм взаимодействия рубительной машины, транспортера щепы и предмета труда. Модель предусматривает возможность варьирования значительного числа факторов в интересах адаптации к конкретным лесоэксплуатационным и технологическим условиям. Применение разработанной имитационной модели позволяет провести программную симуляцию процесса очистки лесосеки от отходов в виде порубочных остатков посредством их переработки на щепу с последующим перемещением на склад хранения. Имитационный эксперимент позволяет оценить степень влияния различных факторов на целевые показатели производительности, загруженности и затрат на производство. Материалы работы могут использоваться для совершенствования технологий очистки лесосек, принятия решений при определении состава и сочетания технологического оборудования, необходимого для производства щепы на лесосеке.
Целью данного исследования является повышение эффективности энергообеспечения технологических процессов в лесном комплексе путем разработки автономного источника энергии на древесном топливе. В работе выполнен обзор применяемых технологий и перспективных разработок в мире и в России для производства электрической энергии на основе древесного топлива на электростанциях малой мощности. Выявлена перспективность применения энергоустановок на основе газовых турбин для преобразования энергии древесных отходов лесозаготовок и лесопиления с целью производства электрической энергии - как использующих продукты прямого сгорания древесины, так и с использованием промежуточной газификации твердого древесного топлива. Также рассматривался вопрос перспективности применения в лесном комплексе оборудования с электрическим приводом вместо двигателя внутреннего сгорания на традиционном моторном топливе. Для достижения поставленной цели в работе решались задачи имитационного моделирования мини-электростанции на древесных отходах. Полученные результаты имеют практическое значение для прогнозирования показателей автономных источников энергии в лесном комплексе на основе газовых турбин и турбин органического цикла Ренкина на древесном топливе при работе в различных условиях окружающей среды. Результаты имитационных экспериментов в виде основных технологических параметров и параметров эффективности мини-электростанции на генераторном газе из древесины могут быть использованы при проектировании подобных энергоустановок, обосновании целесообразности их разработки, а также применения на том или ином объекте лесного комплекса при определении возможного эффекта от замены энергоустановок на невозобновляемом топливе. В результате численных экспериментов определены давления, температуры, расходы рабочих тел тепловых двигателей и теплоносителей, мощности и КПД мини-электростанции. Определены зависимость параметров от температуры наружного воздуха, а также влияние приставки органического цикла Ренкина на КПД газотурбинной установки.
В статье рассматривается подход к анализу и оптимизации эффективности сетевых организационных систем в условиях активизации процессов автоматизации и цифровизации. Выделен класс организационных систем с автоматизированными устройствами обслуживания, результатом деятельности которых является выполнение услуг. Включение в сетевую структуру сервисных автоматов определяет особенность решения задач анализа и оптимизации. Анализ базируется на имитационном моделировании исследуемого класса систем как систем массового обслуживания с варьируемой топологией каналов обслуживания. Поэтому оптимизируемыми переменными определены альтернативные переменные, характеризующие компоненты топологии, которые связаны с дублированием как компонентов, так и автоматизированных устройств в целом. К этим переменным добавлены переменные, влияющие на лояльность клиентов за счет предоставления скидок в определенные временные периоды. Оптимизационная модель представляет собой объединение формализованных описаний зависимостей от оптимизируемых переменных экстремального и граничных требований. В качестве экстремального требования определена необходимость максимизации дохода, а граничных - временные характеристики, связанные с временем простоя автоматизируемых устройств и временем простоя обслуживания. Алгоритмизация принятых решений по варианту топологии сетевой системы и механизму повышения лояльности клиента основана на объединении трех составляющих итерационного процесса поиска: анализа исследуемой организационной системы с использованием имитационной модели; имитацией направленного перебора при случайных значениях альтернативных переменных; окончательного выбора на множестве перспективных вариантов путем экспертного оценивания. Предложена структурная схема алгоритма, базирующегося на интеграции перечисленных составляющих.
Грохоты, в основу работы которых положен принцип вибрационного воздействия просеивающей поверхности на обрабатываемый материал, обеспечивают требующуюся эффективность его разделения и высокую производительность, что делает их незаменимыми в различных отраслях, включая горнодобывающую, строительных материалов и многие другие. Рассмотрены основные направления совершенствования вибрационных грохотов. Показаны преимущества шпальтовых сит различных конструкций и их недостатки, свидетельствующие о необходимости поиска решений, обеспечивающих повышение качества производимого на них продукта грохочения. Приведено описание разработанной составной конструкции шпальтового сита и обусловленных его конструктивным исполнением преимущественных особенностей реализуемого двухстадийного процесса разделения частиц материала по размерам. Обоснована целесообразность проведения экспериментальных исследований, направленных на исследование процесса грохочения сухих сыпучих материалов в вибрационном грохоте со шпальтовым ситом разработанной конструкции, позволяющей эффективно выделять «затрудня-ющие» частицы. В программном продукте Altair EDEM проведено, на моделях составной конструкции шпальтового сита и его прототипа, имитационное моделирование процесса грохочения с использованием метода математического планирования эксперимента. Для составной конструкции шпальтового сита получена регрессионная зависимость эффективности процесса грохочения от амплитуды колебаний сита, ширины щелей первой просеивающей поверхности и массы подаваемого материала, выполнено ее исследование. Установлено влияние рассматриваемых факторов на значения функции, определены их рациональные значения. Проведено сравнение показателей эффективности грохочения разработанной конструкции шпальтового сита с её прототипом
Целью работы является изучение влияния домашних зарядных станций электромобилей на отклонение напряжения в пригородной распределительной сети 0,4 кВ. В качестве объекта исследования выбрана трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ и распределительная сеть 0,4 кВ, обеспечивающая электроснабжение 114 частных жилых домов. Для оценки влияния домашних зарядных станций на отклонение напряжения была разработана стохастическая квазидинамическая модель электрической сети на языке программирования Python с использованием библиотеки pandapower. Данная модель позволяет моделировать суточные профили электропотребления и напряжения при различном количестве и точках подключения домашних зарядных станций с учетом случайного характера поведения владельцев электромобилей. Для поддержания уровня напряжения в допустимых пределах в работе рассмотрены использование инверторов бортовых зарядных устройств электромобилей в качестве источников реактивной мощности и смещение времени начала заряда электромобилей на ночные часы. По результатам моделирования показано, что при наличии домашней зарядной станции у 30% потребителей пригородной распределительной сети 0,4 кВ загрузка головного участка питающей линии может кратковременно приближаться к 100%, а глубина отрицательных отклонений напряжения превышать 20%. Установлено, что вольт-вар (Volt-Var) регулирование напряжения бортовыми зарядными устройствами электромобилей позволяет значительно сократить отклонения напряжения в распределительной сети (снижение продолжительности отклонений напряжения ниже -5%: с 27,3% до 12,9%) при несущественном влиянии на продолжительность заряда электромобилей. Полученные в настоящем исследовании результаты могут быть использованы при перспективном планировании развития распределительных электрических сетей в условиях широкого распространения электромобилей.
Статья посвящена описанию методов и алгоритмов для анализа сложных физико-химических процессов с использованием имитационного подхода к моделированию. В отличие от классических методов использование имитационного подхода позволяет рассмотреть сложные молекулярные взаимодействия и динамику реакций на уровне, недоступном для экспериментов. С целью воспроизведения кривой молекулярно-массового распределения в работе представлен пошаговый алгоритм, в основе которого лежит идея цифрового фракционирования образуемого массива данных по значениям молекулярной массы. Проведенные вычислительные испытания для продукта полимеризации изопрена в присутствии неодимового катализатора показали, что рассчитанная кривая молекулярно-массового распределения согласуется с результатами модельного построения. Рассчитанные значения усредненных молекулярных масс показали удовлетворительное согласование с результатами лабораторного эксперимента.