Математические структуры и моделирование. - Омск : Ом. гос. ун-т, 2023. №3 (67), 124 с.
ISSN  (print): 2222-8772

ISSN (online): 2222-8799

Для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов.

Полная версия журнала

Фундаментальная математика и физика


А.К. Гуц (Субтропический научный центр Российской академии наук, г.Сочи, Россия)
Конструирование механизма, осуществляющего квантовые переходы в прошлое

В статье решается задача обоснования работы квантовой машины времени по переходу в другие исторические эпохи. Прошлая историческая эпоха описывается как траектория в суперпространстве Уилера, представляющая пространство-время с замедленным темпом времени по отношению к нашей эпохе. Она заполнена призрачной материей, т.е. материей с нулевым тензором энергии-импульса. Запутывание нашей материи и призрачной поождает кротовую нору из одной эпохи в другую.


Ключевые слова: квантовая машина времени, время в исторических эпохах, переходы в прошлое, суперпространство Уилера .


М.Н. Подоксенов, Ю.А. Шпакова (Витебский государственный университет им. П.М. Машерова, Витебск, Республика Беларусь)
Тензор кривизны самоподобных лоренцевых многообразий некоторых четырёхмерных групп Ли

Для вычисления тензора кривизны четырехмерных групп Ли, снабженных левоинвариантной лоренцевой метрикой, создана рабочая книга. Применение рабочей книги показало, что самоподобные однородные лоренцевы многообразия четырехмерных групп Ли, снабженных левоинвариантными лоренцевыми метриками, не обязательно являются плоскими. А именно, среди найденных ранее трех самоподобных однородных многообразий группы Ли Hs х R^+, только одно является плоским, а два не являются плоскими. Единственное с точностью до изометрии самоподобное однородное многообразие группы Ли SE(2) x R^+ является плоским.


Ключевые слова:Группа Ли, левоинвариантная метрика, тензор кривизны.


Прикладная математика и моделирование


А.В. Блохин, А.С. Грицай, В.И. Потапов, О.П. Шафеева (Омский государственный технический университет, Омск)
Анализ факторов, влияющих на потребление электроэнергии городского ресурсоснабжающего предприятия

Целью исследования было проведение анализа факторов, влияющих на потребление электроэнергии коммунального предприятия, занимающегося подачей питьевой воды и очисткой сточных вод на основе данных почасового потребление электроэнергии на предприятии. Было проведено исследование при помощи статистических методов анализа данных. В результате работы была установлена степень взаимосвязи между различными исследуемыми параметрами, которые в той или иной мере влияют на поведение процессов, протекающих в энергосистеме предприятия. Исходя из проведенных результатов были выделены те параметры, которые имеют наибольшее влияние на потребление электроэнергии предприятия, с целью их последующего использования в построении модели прогнозирования потребления электроэнергии предприятия.


Ключевые слова: статистические методы, анализ данных, потребление электроэнергии на предприятии, факторы влияния.


А.Ю. Горшенин, Д.И. Васина (Омский государственный технический университет, Омск)
Сравнение используемых методов при прогнозировании выработки электроэнергии ветроэлектростанциями

В данной работе исследуется влияние погодных условий на выработку энергии на ветроэлектростанциях. Исследование сосредоточено на разработке моделей для прогнозирования выработки электроэнергии на основе скорости ветра, атмосферного давления и температуры воздуха. В исследовании используются модели полиномиальной регрессии и искусственных нейронных сетей для прогнозирования.


Ключевые слова: ветроэнергетика, ветряные электростанции, выработка электроэнергии, прогнозирование, полиномиальная регрессия, искусственная нейронная сеть


Т.Л. Горбунова (Субтропический научный центр Российской академии наук, г.Сочи, Россия)
Применение биотического индекса QMCI для оценки загрязнения рек горной, предгорной и прибрежной территории курорта Сочи

В работе рассматривается использование биотического индекса QMCI, разработанного для регионов с тропическим и субтропическим климатом и адаптированного в исследуемом регионе, для оценки качества водной среды участков рек горного, предгорного и прибрежного кластера, на примере р. Мзымта и ее притоков. Значения индекса определялись на основе качественно-количественных характеристик сообществ макрозообентоса. Для адаптации индекса была определена индивидуальная толерантность каждого таксона (рода, вида) гидробионтов, обнаруженных в изучаемых водотоках, с применением подхода Чессмена–Старка, принимая во внимание эндемиков Кавказа. Выявлено, что биотический индекс QMCI является надежным биоиндикатором загрязнения водной среды различной степени, вызванного в основном избыточным поступлением эвтрофицирующей органики, с учетом специфических условий развития биоценозов рек с паводочным режимом. В ходе работы была продемонстрирована динамика изменений значений индекса от станций верхнего течения рек, расположенных на территории ООПТ (фон), к станциям, испытывающим эпизодическое воздействие, и, устьевым станциям, где антропогенная нагрузка имеет комплексный и стабильный характер. Биотический индекс QMCI может служить инструментом для внедрения регионального нормирования качества природных вод на территории российского причерноморья, обладая некоторыми преимуществами перед аналогичными биотическими показателями, разработанными для водотоков других географических регионов: возможность адаптации к различным типам биотопов реки и сезонным вариациям.


Ключевые слова: биотический индекс QMCI, макрозообентос, ритраль, эвтрофикация, толерантность к загрязнению, биоиндикатор, гидробиоценоз реки


А.К. Гуц Субтропический научный центр Российской академии наук, г.~Сочи, Россия)
Теоретико-катастрофические модели оползневых процессов

Обзорная статья, представляющая работы по применению математической теории катастроф к описанию оползневых процессов. Эти работы, главным образом, успешно ведутся в Китае и Индии, в которых разрушительные оползни представляют серьезную опасность как для экономики, так и для жизни людей.


Ключевые слова: оползни, теория катастроф, обзорная статья.


Компьютерные науки


С.В. Гусс (Омский государственный университет, Омск)
Гетерогенные сети с ячеистой топологией: технологии, моделирование, прототипирование сетевых устройств

В статье рассматривается проблема выбора сетевых технологий, инструментов моделирования и программируемых технических средств реализации гетерогенных, беспроводных, одноранговых компьютерных сетей для инфраструктуры Интернета вещей. Разбираются особенности экспериментальной программно-аппаратной разработки сетевых устройств. Даются рекомендации касательно выбора сетевых технологий для организации беспроводных сетей ячеистой топологии, использованию средств моделирования и подбору аппаратной базы для реализации проектов сетевых устройств.


Ключевые слова: гетерогенные сети, ячеистые сети, mesh, IoT, IEEE 802.11s, IEEE 802.15.4


М.В. Калашник (Омский государственный университет, Омск)
Фиксация и визуализация траектории движения с использованием методов оптического потока и гироскопа

Представлены результаты реализации метода фиксации и визуализации траектории движения объекта, использующего инерциальное измерительное устройство для определения угловых отклонений и методы оптического потока для анализа видеоряда, фиксирующего анализируемым объектом. Создано программное обеспечение с использованием высокоуровневого языка программирования Python в виде консольного приложения, которое производит анализ видеоряда и данных из гироскопа, выполняет интеграцию этих данных и визуализирует геометрическое отображение пройденного пути, реализован интерфейс взаимодействия по Serial с микроконтроллером Arduino, используемым для получения данных инерциально измерительного устройства.


Ключевые слова: траектория движения, оптический поток, IMU, Лукас-Канаде.


С.Н. Чуканов, И.С. Чуканов, С.В. Лейхтер (Институт математики им. С.Л.~Соболева СО РАН, Омский филиал, Омск, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.~Ельцина, Екатеринбург, Омский государственный университет)
Использование персистентной энтропии для топологического анализа данных

Персистентная гомология и персистентная энтропия в последнее время стали полезными инструментами для распознавания образов. В работе найдены требования, при которых персистентная энтропия устойчива к малым возмущениям входных данных и инвариантна к масштабу. Описаны устойчивые суммирующие функции, сочетающие персистентную энтропию и кривую Бетти.


Ключевые слова: топологический анализ данных, персистентная гомология, персистентная энтропия, суммирующие функции


Информационная безопасность


Н.Ф. Богаченко, Д.Н. Лавров (Омский государственный университет, Омск, Нижневартовский государственный университет, Нижневартовск)
Применение метода анализа иерархий к задаче оценки актуальности угроз информационной безопасности

Для оценки актуальности угроз информационной безопасности предлагается использвать подход, основанный на методе анализа иерархий. Особенностью подхода является автоматическое вычисление весов уровня альтернатив (соответвующих угрозам), за счет использования оценок близости тектсовых описаний объектов защиты, связанных с угрозами, и уязвимостей, а также на основе оценок уровней опасности уязвимостей и значиости объектов защиты.


Ключевые слова: угрозы, уязвимости, анализ текстов, метод анализа иерархий.


Т.В. Вахний, С.В. Вахний (ОмГУ, Омск)
Решение биматричной игры с применением различных критериев для выбора стратегий администратора безопасности и злоумышленника

В статье описано решение биматричной игры с применением разных критериев для выбора стратегий администратора безопасности и злоумышленника. Анализ результатов подобных расчётов может быть полезен в вопросах оптимизации защиты компьютерной системы.


Ключевые слова: компьютерная система, кибербезопасность, биматричная игра, оптимальная стратегия.