Прогнозирование внешнего воздействия на объекты в системе Mathematica

Аннотация

Задача защиты комплексов объектов и сооружений от злонамеренного внешнего воздействия является в настоящее время весьма актуальной. Для того чтобы эффективно планировать мероприятия по защите объектов, необходимо осуществлять прогнозирование наиболее вероятных компонентов сложного объекта, на которые направляется внешнее воздействие. В условиях ограниченности сил и средств, предназначенных для защиты объектов, построенный прогноз позволит рационально распределить ресурсы и снизить вероятность нарушения их работы. Это позволит повысить надежность функционирования объектов критической инфраструктуры в сложных условиях обстановки. Настоящая статья посвящена описанию компьютерной реализации алгоритма, осуществляющего такое прогнозирование.
Указанное прогнозирование требует решения сложных нелинейных целочисленных оптимизационных задач, что связано с преодолением значительных вычислительных трудностей. Эффективно преодолевать эти трудности позволяет система Wolfram Mathematica. Заложенные в ней алгоритмы позволяют находить решение данных задач, причем ввод их в систему осуществляется в явном виде, что позволяет работать с программой специалисту предметной области. Результатом работы построенной программы являются численные значения компонентов внешнего воздействия, направляемых на элементы сложного объекта. При этом необходимые исходные данные хранятся в текстовых файлах, что позволит пользователю легко изменять их.
Разработанная программа может использоваться как при решении реальных практических задач в органах государственного управления, так и при обучении в высших учебных заведениях дисциплинам «методы оптимизации» и «математическое моделирование». Она позволяет показать обучаемым возможности математического моделирования и современных систем компьютерной математики на примере решения актуальной прикладной задачи, имеющей важное и хорошо им понятное значение.