№ 106(2), Февраль, 2015
Дата выпуска: 28.02.2015
Архив журнала: Статей 78, 173 kb
-
01.00.00 Физико-математические науки
Решение задач статистики методами теории информации
01.00.00 Физико-математические науки
Краткое описание
Предлагается теоретическое обоснование, методика численных расчетов и программная реализация решения задач статистики, в частности исследования статистических распределений, методами теории информации. При этом непосредственно на основе эмпирических данных расчетным путем определяется количество информации в наблюдениях, которое используется для анализа статистических распределений. Предлагаемый способ расчета количества информации не основан на предположениях о независимости наблюдений и их нормальном распределении, т.е. является непараметрическим и обеспечивает корректное моделирование нелинейных систем, а также позволяет сопоставимо обрабатывать разнородные (измеряемые в шкалах различных типов) данные числовой и нечисловой природы, измеряемые в различных единицах измерения. Таким образом, АСК-анализ и система «Эйдос» представляют собой современную инновационную (готовую к внедрению) технологию решения задач статистики методами теории информации. Данная статья может быть использована как описание лабораторной работы по дисциплинам: интеллектуальные системы; инженерия знаний и интеллектуальные системы; интеллектуальные технологии и представление знаний; представление знаний в интеллектуальных системах; основы интеллектуальных систем; введение в нейроматематику и методы нейронных сетей; основы искусственного интеллекта; интеллектуальные технологии в науке и образовании; управление знаниями; автоматизированный системно-когнитивный анализ и интеллектуальная система «Эйдос»; которые автор ведет в настоящее время, а также и в других дисциплинах, связанных с преобразованием данных в информацию, а ее в знания и применением этих знаний для решения задач идентификации, прогнозирования, принятия решений и исследования моделируемой предметной области (а это практически все дисциплины во всех областях науки)
-
Вероятностно-статистическое моделирование помех, создаваемых электровозами
01.00.00 Физико-математические науки
Краткое описание
Движение электровозов создает помехи, влияющие на проводные линии связи. Создание достаточно эффективных и в то же время экономичных средств защиты проводных линий связи от мешающих влияний, создаваемых тяговыми сетями переменного тока, предполагает в качестве подготовительного этапа разработку математических моделей помех, создаваемых электровозами. Разработана вероятностно-статистическая модель помех, создаваемых электровозами. Найдено асимптотическое распределение суммарной помехи, являющегося распределением длины двумерного случайного вектора, координаты которого - независимые нормально распределенные случайные величины с математическими ожиданиями 0 и дисперсиями 1. Доказана предельная теорема для математического ожидания амплитуды суммарной помехи. Методом статистических испытаний (Монте-Карло) изучена скорость сходимости математического ожидания амплитуды суммарной помехи к предельному значению. Использовался алгоритм перемешивания Макларена-Марсальи (М-алгоритм). Проанализированы пять наборов амплитуд, выбранных в соответствии с рекомендациями специалистов в области тяговых сетей переменного тока. Наиболее быстрая сходимость к пределу имеет место в случае равенства амплитуд. Установлено, что максимально возможное среднее значение амплитуды случайной помехи на 7,4% меньше ранее использовавшегося значения, что сулит значительный экономический эффект
-
Современное состояние непараметрической статистики
01.00.00 Физико-математические науки
Краткое описание
Непараметрическая статистика – одна из пяти точек роста прикладной математической статистики. Несмотря на большое число публикаций по конкретным вопросам непараметрической статистики, внутренняя структура этого научного направления оставалась непроявленной. Цель настоящей статьи – на основе сложившегося в практике научной деятельности определения непараметрической статистики рассмотреть ее деление на области и систематизировать исследования по непараметрическим статистическим методам. Непараметрическая статистика, позволяет делать статистические выводы, в частности, оценивать характеристики распределения и проверять статистические гипотезы, без, как правило, слабо обоснованных предположений о том, что функция распределения элементов выборки входит в то или иное параметрическое семейство. Например, широко распространена вера в то, что статистические данные часто подчиняются нормальному распределению. Между тем анализ конкретных результатов наблюдений, в частности, погрешностей измерений, приводит всегда к одному и тому же выводу - в подавляющем большинстве случаев реальные распределения существенно отличаются от нормальных. Некритическое использование гипотезы нормальности часто приводит к значительным ошибкам, например, при отбраковке резко выделяющихся результатов наблюдений (выбросов), при статистическом контроле качества и в других случаях. Поэтому целесообразно использовать непараметрические методы, в которых на функции распределения результатов наблюдений наложены лишь весьма слабые требования. Обычно предполагается лишь их непрерывность. На основе обобщения многочисленных исследований можно констатировать, что к настоящему времени с помощью непараметрических методов можно решать практически тот же круг задач, что ранее решался параметрическими методами. Являются несостоятельными встречающиеся в литературе заявления о том, что непараметрические методы имеют меньшую мощность или требуют большего объема выборки, чем параметрические. При этом в непараметрической статистикe, как и в математической статистике в целом, остается ряд нерешенных задач
-
Оптимальный план управления запасами нельзя найти на основе формулы квадратного корня
01.00.00 Физико-математические науки
Краткое описание
Управление запасами (другими словами, материально-техническое снабжение) – неотъемлемая часть работы фирм и организаций. Речь идет о запасах сырья, топлива, материалов, инструментов, комплектующих изделий, полуфабрикатов, готовой продукции на промышленном (или сельскохозяйственном) предприятии, о запасах товаров на оптовых базах, складах магазинов, на рабочих местах продавцов, наконец, у потребителей. Запасы постоянно расходуются и пополняются по тем или иным правилам, принятым на предприятии. Оптимизация этих правил, т.е. оптимальное управление запасами, дает большой экономический эффект. Математическая теория управления запасами, основанная на моделях движения товарных потоков, является крупной областью экономико-математических исследований. Предложенная еще в 1915 г. Ф. Харрисом классическая модель теории управления запасами является одним из наиболее простых и наглядных примеров применения математического аппарата для принятия решений в экономической области. Эту модель обычно называют моделью Вильсона (или Уилсона), так как она получила известность после публикации работы Р.Г. Вильсона в 1934 г. Формула оптимального размера заказа (т.н. "формула квадратного корня"), полученная в модели Вильсона, широко применяется на различных этапах производства и распределения продукции, поскольку оказывается практически полезной для принятия решений при управлении запасами, в частности, приносящей заметный экономический эффект. Однако, вопреки распространенному заблуждению, эта формула не дает возможности рассчитать оптимальный размер заказа (хотя и является необходимым этапом на пути его нахождения). Это выясняется при строгом экономико-математическом анализе модели Вильсона, проведенном в статье. Дан алгоритм расчета оптимального размера партии. Установлено, что формула квадратного корня дает асимптотически оптимальный план. Изучена устойчивость выводов в экономико-математической модели. Рассмотрен пример практического применения классической модели управления запасами
-
Краткое описание
Проблема загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами - важная проблема современного мира. Поиск способов биоиндикации загрязнения тяжелыми металлами является актуальной за счет простоты и доступности метода. Для биоиндикации загрязнения тяжелыми металлами в качестве тест-объектов широко используются листостебельные мхи, обладающие высокой чувствительностью к любому фактору техногенного воздействия. Одной из возможностей применения биоиндикации загрязнения тяжелыми металлами является индикация загрязнения приземных слоев воздуха. Для биоиндикации загрязнения тяжелыми металлами использовался эпифитный мох (пилезия многоцветковая), произрастающая в различных зонах города Ростова-на-Дону. Показано, что пилезия многоцветковая накапливает в наибольшем количестве следующие элементы группы тяжелых металлов: Zn, Сr, Pb, Sr, Ni, Cu. По величине Кк все аккумулируемые пилезией многоцветковой изученные элементы образуют ряд биологического поглощения Zn >Pb> Sr > Cr> V > Ni> Cu> Cо. В результате исследования установлено, что эпифитный мох (пилезия многоцветковая) может использоваться в качестве индикатора загрязнения тяжелыми металлами в различных загрязненных зонах урбоэкосистем
-
Краткое описание
Зеленое строительство, лесное и сельское хозяйство Ростовской области остро нуждаются в устойчивых и долговечных образцах лиственных деревьев первой величины. Объектом поиска перспективных форм деревьев была искусственная популяция Quercus robur на территории Ботанического сада ЮФУ. В ходе исследования было выявлено несколько представляющих хозяйственный интерес образцов Quercus robur. По эколого-биологическим свойствам и хозяйственным качествам наиболее перспективным оказался образец Quercus robur var. tardiflora 1888 года посадки. Этот образец менее подвержен поражению вредителями и болезнями. Наряду с высокой зимостойкостью и засухоустойчивостью он значительно превосходит аналогичные образцы Quercus robur по долговечности и имеет высокую декоративность. Выделенный образец Quercus robur var. tardiflora, и его семенные поколения значительно отличается от остальных образцов популяции сроками наступления фенологических фаз. Основные фенологические фазы у него наступают на 10-15 дней позже. Образец относится к фенологической группе растений с поздним началом и поздним окончанием вегетации. Фенологический ритм отобранных образцов способствует их высокой устойчивости в региональном климате. Размножается посевом свежесобранных семян. Фенологические особенности отобранного образца хорошо повторяются в семенных поколениях
-
Реакция сортов и подвоев яблони на изменение рН почвенной среды
Краткое описание
Исследования посвящены определению физиологических параметров привитых растений яблони, сопряженных с мерой их устойчивости к изменению рН почвы. Эксперименты проводились в условиях лизиметрического опыта с использованием почв, характеризующихся различной величиной рН. Схема опыта включала следующие варианты реакции почвенной среды: нейтральную (рН 7,3), типичную для черноземных почв равнинной части (контроль); слабокислую (рН 6,2), встречающуюся в почвах предгорной зоны (серые и бурые лесные); сильнокислую (5,1), характерную для бурых лесных почв; слабощелочную (рН 8,3), наблюдаемую в черноземах южных и дерново-карбонатных почвах; сильнощелочную (рН 8,8), характерную для материнских пород многих черноземов. Изучали сорта яблони Прима, Флорина и Ренет Симиренко, привитые на подвоях М9 и ММ106, а также соответствующие непривитые подвои. Реакция привитых растений яблони на изменение рН почвенной среды специфична и зависит от адаптивных возможностей компонентов прививки: сорта и подвоя. У подвоя М9 активный рост побегов и корней наблюдается в диапазоне значений рН от 5,1(сильнокислая реакция) до 7,3 (нейтральной). Растения ММ106 предпочитают нейтральные (рН 7,3) и слабощелочные (рН 8,3) почвы. Независимо от подвоя для сорта Флорина наиболее благоприятны слабокислые почвы, а сорта Прима – преимущественно нейтральные. Сорт Ренет Симиренко обладает достаточно высокой и стабильной функциональной активностью в условиях широкого диапазона реакции среды: от очень кислой до щелочной
-
Краткое описание
Дерново-карбонатные почвы имеют очень широкое распространение на Кавказе. В силу своих эколого-генетических особенностей дерново-карбонатных почвы обладают значительной буферной способностью к химическому загрязнению. В качестве объекта исследования была использована дерново-карбонатная выщелоченная почва. Место отбора — Азишский хребет, на границе Республики Адыгея и Краснодарского края. В качестве загрязнителей были выбраны Zn, Cd, Mo, Se, поскольку загрязнение почв этими элементами на Юге России не редкость. Загрязнение цинком, кадмием, молибденом и селеном вызывает ухудшение биологических свойств дерново-карбонатных почв Западного Кавказа. По степени токсичности исследованные элементы образовали следующий ряд по отношению к дерново-карбонатной почве: Zn>Se>Cd>= Mo. В исследовании предпринята проанализировать попытка весь диапазон концентраций исследованных элементов в почве, встречающийся в настоящее время в природе. В большинстве случаев для всех исследованных веществ зарегистрирована прямая зависимость между концентрацией в почве загрязняющего вещества и степенью снижения биологических показателей. Активность каталазы и дегидрогеназы, целлюлозолитическая способность, обилие бактерий рода Azotobacter, длина корней редиса могут быть использованы в целях мониторинга, диагностики и нормирования химического загрязнения почв Zn, Cd, Mo, Se
-
Определение тяжелых металлов в фитомассе и метод ее утилизации
Краткое описание
Необходимость постоянного мониторинга экологической обстановки обусловлена тем, что в настоящее время практически все экосистемы нашей планеты претерпевают в той или иной мере деградацию под влиянием антропогенного фактора. В настоящей работе подводятся итоги 6-летнего мониторинга определения тяжелых металлов в воздухе. Промышленные предприятия, бытовые отходы и, в особенности, автомобильный транспорт, является основными источниками загрязнения. Доля транспортных средств в загрязнении воздуха в городах достигает 70-90%. Наибольшую опасность для здоровья населения представляют соединения свинца, кадмия и ртути, относящиеся к 1 классу опасности. Нами изучена динамика накопления тяжелых металлов и угарного газа в атмосфере Краснодара на улицах с различной интенсивностью автомобильного движения. Полученные данные свидетельствуют о значительном превышении по сравнению с контролем содержания таких металлов, как свинец, железо, кадмий, медь во всех образцах; хром и цинк – на трех постах из четырех. Обращает на себя внимание повышение содержания кадмия по сравнению с данными предыдущих лет. Установлено, что динамика накопления тяжелых металлов в атмосфере города хорошо коррелирует с численностью населения, интенсивностью движения автомобильного транспорта и имеет устойчивую тенденцию к увеличению содержания этих токсичных веществ. Предложен способ утилизации биомассы опавших листьев методом их биологической деструкции в анаэробных условиях
-
Малые реки Кубани, состояние и перспективы развития их биоты
Краткое описание
Малые реки Кубани, формирующие свои ландшафты в пространстве между бассейнами крупных рек (Кубани и Дона), делятся на 2 группы: реки внутреннего стока, впадающие в небольшие водоемы суши (Понура, Кирпили и др.), и реки внешнего стока, впадающие в Азовское море (Ея, Бейсуг, Челбас). Направленность развития этих рек определяется небольшим понижением от высокого (до 59 м) правого берега Кубани и восточных склонов (высота до 50–170 м) Ставропольской возвышенности. Берега этих рек сильно обезлесены человеком, подвергаются заметному антропогенному давлению, а их водные системы весьма загрязнены органическими веществами. Огромный вред речным системам нанесла распашка водосборных площадей до береговой полосы и распашка сухих балок, а также вырубка лесов. Качественный состав микроорганизмов не отличается большим разнообразием. В загрязненных реках и донных отложениях преобладают сапротрофные микроорганизмы, спороносные и другие палочковидные бактерии. В пробах ила отмечен высокий титр тионовых и сульфатредуцирующих бактерий. Исследован комплекс актиномицетов. Видовой состав сосудистых растений включает 135 видов из 48 семейств, наиболее многочисленны астровые, злаковые и бобовые. Доминирующим растением многих пойм степных рек является тростник обыкновенный, чему способствуют процессы заиления почвенными частицами с полей и разрушение дернины при перевыпасе скота. Среди фитоценозов преобладают вейниково-разнотравные залежи на влажных почвах, мезофильные пырейно-разнотравные и ксерофитизированные злаково-разнотравные. В почвенной биоте пойм доминируют олигохеты, в донной фауне моллюски и олигохеты, в воде – коловратки и кладоцеры
pdf 3.105.406kb
doc 3.105.406kb