CC BY
22
Transportation Systems // Measurement Techniques. 2015. Vol. 58, №6. P. 713-718.
2. Geant4: A toolkit for the simulation of the passage of particles through matter [Офиц. сайт]. http://geant4.web.cern.ch/geant4/ (дата обращения 20.03.2017 г.).
3. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. — М.: Финансы и Статистика, 1976.
4. Истратов А.Ю., Захарченко К.В., Каперко А.Ф., Колюбин В.А., Кулагин В.П., Курочкин Р.И. Применение нейросетевого подхода к измерениям потоков космического излучения // Измерительная техника. 2016. № 3. С. 49-54.
Intelligent methods and information technologies in the processes of control and management of ionizing radiation,
Alexey Fedorovich Kaperko, professor, professor, NRUHSE, Vladimir Petrovich Kulagin, professor, chief of laboratory NRU HSE,
Discusses the use as a smart method of controlling the flow of ionizing radiation neural network approach to processing the output from the spectrometer on diamond detectors. Using the spectrometer analyzes the output signal 24 containing the integral quantitative characteristics of the flow of ionizing radiation. Processed information about of electrons, protons and heavy charged particles in the energy range from 0 to 10000 MeV. The proposed mathematical model allows to obtain information about the values of differential fluxes of ionizing radiation in the energy range 21. Model conversion information in the registration section of the spectrometer is based on the use of simulation algorithm in the software GEANT4.
Keywords: artificial neural network, control, ionizing radiation, software GEANT4.
УДК 004.94+323.1
КОГНИТИВНАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ МЕЖНАЦИОНАЛЬНЫМИ ОТНОШЕНИЯМИ
Валентина Афанасьевна Маренко, канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник, e-mail: marenko@ofim.oscsbras.ru,
Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН, http://www.ofim.oscsbras.ru/?ref=about, г. Омск, Вадим Валерьевич Сагиров, аспирант, e-mail: info@3w.kz, Омский технический университет, (ОмГТУ), http://www. omgtu.ru
Цель статьи - показать возможности когнитивной методологии для анализа межнациональных отношений. Реализация цели включает формирование проблемного поля из факторов, получаемых в ходе PEST и SWOT-анализа проблемы, создание когнитивной карты в виде взвешенного ориентированного графа, проведение вычислительного эксперимента и другие процедуры.
Ключевые слова: когнитивная карта, ориентированный граф, вычислительный эксперимент, лингвистическая переменная, когнитивный диссонанс, межэтническое взаимодействие, межнациональные отношения.
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы, п. I. 5.1.7. Теоретические проблемы информационного обеспечения принятия решений.
ИТТОУ»2017'2
35
Введение
Актуальность рассматриваемой темы обоснована сложными проблемами в сфере межнациональных отношений, которые возникают из-за обострения международных конфликтов, миграционных процессов и других нежелательных явлений. Цель статьи -показать возможности когнитивного моделирования для анализа проблем в сфере межнациональных отношений. Реализация цели предполагает проведение PEST и SWOT-анализа проблемы, формирование когнитивной карты в виде взвешенного ориентированного графа как когнитивной модели ситуации, согласование весов дуг, представленных экспертами с применением математической статистики, и проведение вычислительного эксперимента для разработки вариантов развития ситуаций на основе численных методов.
Российские и зарубежные учёные активно изучают различные аспекты межнациональных отношений. Колесин И.Д. предлагает математическую модель, за основу которой взят принцип синергизма и колебательный характер усилий двух групп в снижении напряжённости межгрупповых отношений [1]. В работе Кобяк О.В. сформирована статистическая модель, показывающая, что образованный человек с разносторонними интересами реже использует в повседневной жизни конфликтные факторы и своевременно старается предотвращать усиление напряжённости в межнациональных отношениях [2]. Канадский учёный Desbiens C. провел статистическое исследование влияния межкультурного диалога между некоренными и коренными народами и его позитивное
воздействие на развитие межнациональных отношений [3]. Немецкий исследователь Koopmans R. с применением математической статистики доказал, что страны со строгой миграционной политикой добиваются лучших результатов интеграции [4].
Построение когнитивной модели «межнациональные отношения». Для построения когнитивной модели «межнациональные отношения» нами применена когнитивная методология, этапы которой адаптированы к российской действительности в Институте проблем управления РАН. Целевой фактор нашего исследования - «межнациональные отношения» (1). «Партнёрство» (2), «ассимиляция» (3), «религиозный фанатизм» (4), «когнитивный диссонанс» (6) и «внешние условия» (5) определены, как управляющие факторы проблемы, полученные в ходе PEST и SWOT анализа. Формализация проблемного поля в виде когнитивной карты осуществляется взвешенным ориентированным графом G = <V, E>, где V -множество вершин, VisV, i = 1, 2,..., к; Е - множество дуг, ßj^E, i, j = 1, 2, ..., n. Направления и величины дуг определяются экспертными оценками. Их согласование проведено с применением математической статистики. Упрощённый вариант когнитивной карты представлен на рисунке 1.
Экспертный анализ выявил рассуждения, отражённые на когнитивной карте прямой или обратно пропорциональной зависимостями. Усиление «религиозного фанатизма» ослабляет процессы «ассимиляции» и «партнёрства». Улучшение «внешних условий» способствует процессу улучшения «межнациональных отношений» и т.д.
В ходе вычислительного эксперимента выявлены наиболее существенные факторы проблемы, а также прогноз её развития. Суть вычислений следующая. В вершины
Рис. 1. Когнитивная карта «Межнациональные отношения»
графа вносились возмущения и наблюдались распространения волн возмущений по различным путям в графе. Если в момент времени I в вершину поступало возмущение Ру £Р, то переход исследуемой системы из состояния I в 1+1 осуществлялся по правилу: + 1) = х^) + £у=1 /(хрху,е^у)ру(0, при известных начальных значениях. Для построения алгоритма вычислительного процесса использованы численные методы [5]. Визуализация численных значений факторов на нескольких шагах вычислений представлена на рисунках 2 и 3. Если на одну условную единицу усилить факторы «партнёрство», «ассимиляция», «религиозный фанатизм», а на две условные единицы факторы «внешние условия» и «когнитивный диссонанс», то целевой фактор «межнациональные отношения» (на графике пунктир) принимает значение меньше одной условной единицы.
межнац отношения 0 0!
партнерство 1 0!
ассимиляция 1 0!
религ фанатизм 1 0!
внешние условия 2,0
когнитивный диссонанс 2,0!
Рис. 2. Результаты вычислений при усилении факторов «партнерство» (2), «ассимиляция» (3), «религиозный фанатизм» (4), «внешние условия» (5) и «когнитивный диссонанс» (6)
При улучшении фактора «когнитивный диссонанс» (четыре условные единицы) целевой фактор улучшался (рис. 3).
1 межнац. отношения
2 партнерство
3 ассимиляция
4 реп и г фанатизм
3 внешние условия ® когнитивный диссонанс
О О 10!
'То] "То! ?с То]
Рис. 3. Результаты вычислений при улучшении фактора «когнитивный диссонанс» (6)
Полученные результаты согласуются со здравым смыслом: чем лучше психологическое самочувствие индивидов (балльное значение больше), тем лучше межнациональные отношения в многонациональном обществе.
Следующий этап исследования состоит в присвоении численных значений вершинам сформированного ориентированного графа, которые могут представляться лингвистическими переменными. Высокий «когнитивный диссонанс» индивидов не способствует формированию позитивных «межнациональных отношений». Он выражается в настроении, суждениях, поведении, характеризует состояние психологического дискомфорта, которое может возникнуть на религиозном фоне морального или эмоционального несоответствия между имеющимися знаниями индивида и получаемой информацией, например, при наблюдении незнакомых человеку традиций или обычаев других народов.
Лингвистическая переменная «когнитивный диссонанс». Для получения численных значений лингвистической переменной «когнитивный диссонанс» проведено анкетирование в студенческой среде городов Астана, Кокшетау и Омск. На рисунке 4 представлены модели когнитивного диссонанса студентов в виде нечетких множеств.
Из рисунка 4 видно, что степень когнитивного диссонанса у студентов Кокшетау
и Астаны ниже, чем у студентов г. Омска. Особенность моделей когнитивного диссонанса у студентов Астаны и Кокшетау в том, что интервал значений значительно меньше, чем у омских студентов [6].
«Когнитивный диссонанс» связан с «межэтническим взаимодействием», представляемым разнообразными контактами между этносами. Такие контакты приводят к изменению определённых свойств, индивидуальных и социальных характеристик каждой из этнических групп или их представителей, взаимодействующих между собой в какой-либо деятельности.
Введём лингвистические переменные «когнитивный диссонанс» и «межэтническое взаимодействие». Определение чёткого значения для выходной лингвистической переменной «когнитивный диссонанс» по входным лингвистическим переменным «межэтническое взаимодействие» осуществляется с применением экспертных правил. Их структура представляется причинно-следственной конструкцией вида «если А, то В», где А -совокупность причин, объединяемых логическими связками И, ИЛИ; В - следствие. Например, «если межэтническое взаимодействие сильное, то когнитивный диссонанс низкий (интегральная характеристика высокая); «если межэтническое взаимодействие слабое, то когнитивный диссонанс высокий (интегральная характеристика низкая)» и т.д.
Для получения первичных данных проведено пилотное анкетирование. Испытуемые оценивали свое «межэтническое взаимодействие» путём выставления соответствующих баллов в правом столбце анкеты, фрагмент которой представлен в таблице 1.
Таблица 1
Фрагмент анкеты «Межэтническое взаимодействие»
№ Имеет ли для Вас значение национального фак- Варианты ответа
тора в следующих действиях:
1 при голосовании на выборах? Да Нет Затрудняюсь ответить
2 при устройстве на работу? Да Нет Затрудняюсь ответить
3 при выборе друзей? Да Нет Затрудняюсь ответить
Аналогично получены значения «когнитивного диссонанса». Значения лингвистических переменных как суммы баллов по столбцам анкет представлены в таблице 2.
Таблица 2
Значения лингвистических переменных
Выходная переменная Интервал значений Входная переменная Интервал значений
«высокий когнитивный диссонанс» [5; 10] «слабое межэтническое взаимодействие» [5; 9]
«средний когнитивный диссонанс» [11; 19] «среднее межэтническое взаимодействие» [10; 13]
«низкий когнитивный диссонанс» [20; 35] «сильное межэтническое взаимодействие» [14; 18]
Функции принадлежности элементов в терм-множествах вычислялись с помощью схемы «сравнение с образцом». В роли образца выступал первый элемент терм-множества. Используя качественные оценки шкалы Саати, эксперт установил слабое превосходство между средним и первым значениями исследуемого терм-множества и
The cognitive dissonance values
Рис. 4. Модели когнитивного диссонанса 1 - студентов Кокшетау, 2 - студентов Астаны, 3 - студентов Омска
сильное превосходство между последним и первым его значениями [7]. По этим высказываниям формировалась первая строка матрицы парных сравнений терм-множества «сильное межэтническое взаимодействие». Остальные элементы определены с учетом свойств матрицы по формуле а^,- = —, / = 2, ...,п;} = 1, ...,т [9]. Эле-
менты матрицы имеют следующие значения:
М = \ац] =
1_ ч J пхп
Ч]
1
3 7
1
з
1
7 3
1П
7 3
7 1
[8].
Так как матрица парных сравнений М диагональная, обратно симметричная, транзитивная, то вычисление степеней принадлежности элементов соответствующему терм-множеству осуществлялось по формуле:
^Ог) =
а[1+а121+-+а1пп
,/ = 1, ...,п; I = 1.ш
[9].
Значения лингвистических переменных и их функций принадлежности после нормирования приведены в таблице 3. Визуализация расчетов представлена на рисунке 5.
Таблица 3
Значения лингвистических переменных и их функций принадлежности
«Сильное межэтническое взаимодействие» Функции принадлежности «Низкий когнитивный диссонанс» Функции принадлежности
14 0,14 20 0,11
15 0,42 25 0,77
18 1 35 1
Рис. 5. Терм-множества «сильное межэтническое взаимодействие» (слева), «низкий когнитивный
диссонанс» (справа)
С использованием графиков получаем значение выходной переменной «когнитивный диссонанс». Например, если «межэтническое взаимодействие» составляет 17 баллов, то «когнитивный диссонанс» 25,5 балла. Определяемые значения будут использованы в ходе вычислительного эксперимента.
Заключение. Авторы считают, что в данной работе новыми являются следующие положения и результаты:
- применение когнитивной методологии для исследования факторов, влияющих на межнациональные отношения, т.к., в основном, этот вопрос изучается с использованием философских, статистических и других методов;
- показано, что когнитивная модель проблемы межнациональных отношений позволяет определять факторы, изменяющие поведение системы в целом. Одним из существенных факторов является фактор «когнитивный диссонанс». С уменьшением «когнитивного диссонанса» индивидов «межнациональные отношения» улучшаются.
Литература
1. Колесин И.Д. Принципы моделирования социальной самоорганизации. - СПб.: «Лань»,
2013. 288 с.
2. Кобяк О.В. Метод динамического моделирования в социологическом исследовании межнациональных отношений // Социология. 2015. № 1. С. 114-123.
3. Desbiens C., Rivard, É. From passive to active dialogue? Aboriginal lands, development and métissage in Québec, Canada. Cultural Geographies. Vol. 21. Issue 1. 2014. pp. 99-114.
4. Koopmans R. Trade-Offs between equality and difference: Immigrant integration, multicul-turalism and the welfare state in cross-national perspective. Ethnic and Migration Studies. Vol. 36. Issue 1. 2010. pp. 1-26.
5. ФестингерЛ. Теория когнитивного диссонанса. -СПб.: Ювента, 1999. 317 с.
6. Маренко В.А., Лучко О.Н. Моделирование когнитивного диссонанса личностей как состояния социальной напряженности. Известия Иркутской государственной экономической академии. 2015. Т. 25. No. 1. С. 149-159.
7. Saaty T.L. Decision-making. Method of the analysis of hierarchies. M.: Radio and communication, 1989. 316 p.
8. Ногин В.Д. Упрощенный вариант метода анализа иерархий на основе нелинейной свёртки критериев // Вычислительная математика и математическая физика. 44:7 (2004). С. 1261-1270.
9. Ротштейн А.П., Штовба С.Д. Нечёткий многокритериальный анализ вариантов с применением парных сравнений // Известия академии наук. Теория и системы управления. 2001.№ 3.С. 150-154.
Cognitive Model of Control Ethnic Relations
Valentina Afanasevna Marenko, Ph (Eng.), Associate Professor, Sobolev Institute of Mathematics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
Vadim Valerevich Sagirov, Graduate Student of Omsk State Technical University
The purpose has. Ethnic relations of the cognitive methodology are analyzed. PEST and SWOT-analysis of problem was carried. Cognitive map as a weighted directed graph made. Weight arcs statistical method agreed. Computational experiment conducted. Algorithm of numerical methods for computational experiment is made.
Keywords: cognitive map, a directed graph, computing experiment, linguistic variable, cognitive dissonance, inter-ethnic cooperation, international relations
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ КАЧЕСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
Андрей Павлович Нелюбин, мл. науч. сотр., e-mail: nelubin@gmail.com, Институт машиноведения РАН, http://www.imash.ru
В статье представлена постановка задачи планирования производства в условиях неопределенности качества готовой продукции. Предложена схема решения этой задачи и численные алгоритмы решения возникающих при этом подзадач.
Ключевые слова: оптимизация, теория расписаний, планирование производства, неопределенность.
Работы выполнены при финансировании Российским фондом фундаментальных исследований (проект № 16-01-00404 А).
1. Введение
В данной работе рассматривается одна из задач, возникших в ходе создания программной системы автоматизации и оптимизации планирования производства алюми-
