Файл: 2014.06.02 - Матеріали науково-практичної конференції «Проблеми експлуатації та захисту інформаційно-комунікаційних систем».pdf

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

55 

УДК 004.8 (043.2) 

В.С. Волков 

НТУУ «Київський політехнічний інститут», м. Київ 

ВИКОРИСТАННЯ АЛГОРИТМУ МУРАШИНИХ КОЛОНІЙ 

ДЛЯ ІДЕНТИФІКАЦІЇ БАЗ НЕЧІТКИХ ЗНАНЬ 

В  роботі  запропонований  алгоритм  параметричної  ідентифікації 

баз  нечітких  знань  (БНЗ)  на  основі  модифікованого  методу  мураши-
них  колоній.  Використання  даного  алгоритму  дозволяє  налаштувати 
параметри  функцій  належності  та  підвищити  швидкість  збіжності  до 
оптимального значення за рахунок модифікації розрахунку вірогідно-
сті переходу. 

Технологія нечіткого моделювання сьогодні стає все більш актуа-

льною. Вона може бути успішно застосована при моделюванні склад-
них систем з безліччю входів і виходів, в той час, як створення корек-
тної  математичної  моделі  досліджуваного  об’єкта  супроводжуються 
значними труднощами, а іноді й неможливістю реалізації. Також тех-
нологія  знайшла  широке  використання  і  у  системах  націлених  на 
управління та прийняття рішень. Одною з таких систем є БНЗ – суку-
пність логічних висловлень типу: ЯКЩО (x

1

 = a

1

) ТА (x

2

 = a

2

) ТО (y = 

= d

1

),  що  відображають  вплив  факторів  X = {x

1

,  x

2

}  на  значення  пара-

метра y [1], де x

1

, x

2

 – лінгвістичні змінні (ЛЗ); a

1

, a

2

 – нечіткі терми, 

якими оцінюються змінні x

1

 та x

2

 відповідно. Однак, точність логічно-

го виводу напряму залежить від налаштування структури та парамет-
рів нечіткої моделі. 

Для  вирішення  задачі  параметричної  ідентифікації  будемо  вико-

ристовувати  модифікований  алгоритм  мурашиних  колоній  (АМК), 
який базується на природній здатності мурах знаходити найкоротший 
шлях до їжі за рахунок виділення мурахами феромону. З часом феро-
мон  випаровується,  тому  найкоротші  маршрути  матимуть  найбільшу 
кількість феромону й будуть пріоритетними [2]. 

Кожна ЛЗ описується кількома функціями належності (ФН), кож-

на ФН задається набором параметрів. Так для трикутної ФН  – це три 
параметри, для  трапецевидної  – 4  і  т.д. Для  використання  методу  не-
обхідно побудувати граф, вершинами (вузлами) якого будуть параме-
три ФН. Знаходженням параметрів кожної ФН займається окрема ко-
лонія  [3].  Чисельність  колонії  дорівнює  кількості  параметрів  ФН,  так 
як  в  такому  випадку  спостерігається  краща  швидкість  збіжності  [2]. 

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

56 

Кожен мураха, користуючись формулою вірогідності переходу p

ij

, має 

відвідати рівно стільки вузлів, скільки параметрів в ФН. 

 

 

 

 

 















































N

i

k

ij

ij

k

ij

ij

k

ij

t

L

f

t

t

L

f

t

t

p

1

,                              (1) 

де 

 

t

ij



 – кількість феромону між і-ю та j-ю вершиною на t-ій ітерації; 

α,  β  –  параметри,  що  вказують  пріоритетність  феромону  чи  помилки 

виводу; 

 

t

L

k

 – значення помилки виводу на t-ій ітерації для парамет-

рів, обраних k-им мурахою; 

ij

f

 – «направляюча» функція, що має ви-

гляд перевернутої параболи (див. рис. 1), яка в залежності від відстані 
між вершинами i та j приймає значення від 0 до 1. В класичному алго-
ритмі  мурахи  починають  майже  хаотично  переміщуватись  вузлами  в 
пошуках кращого шляху. Так, як ФН одного терма навряд чи буде за-
ймати сусідні або далеко рознесені точки з області визначення ЛЗ, то 
вірогідність переходу до близько та далеко розташованих вершин бу-
де  менша.  Вводячи  «направляючу»  функцію,  мурахи  з  більшою  віро-
гідністю  перейдуть  у  вершини,  які  знаходяться  на  середній  відстані 
від них, тим самим, швидкість збіжності алгоритму підвищиться. 

Рис. 1. Форма«направляючої»               

функції 

Рис. 2. Граф для 1-го мурахи 

 
Після кожного переходу мурахи в наступний вузол, вершини, що 

знаходяться  між  i-м  та  j-м  вузлом  заносяться  в  табу-лист,  тим  самим 
забезпечується правильна форма ФН. 

Після того як параметри ФН знайдені, визначається 

 

t

L

k

 та оно-

влюється значення феромону: 

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

57 

– приріст феромону: 

 

 

t

L

t

k

k
ij

1







;                                               (2) 

– нанесення феромону: 





 

 



























M

i

ij

k
ij

ij

t

t

t

1

1

;              (3) 

– випаровування феромону: 





  

















1

1

t

t

ij

ij

,                   (4) 

де M – кількість мурах, що пройшли ребром ij; 

 

1

;

0





 – коефіцієнт 

зниження феромону. 

Умовою зупинення алгоритму є або виконання встановленої кіль-

кості ітерацій, або помилка менше заданої. 

Отже, запишемо алгоритм параметричної ідентифікації БНЗ. 
Крок 1. Задати початкові параметри. 
Крок 2. Згенерувати мурах в колоніях. 
Крок  3.  Для  кожного  мурахи  з  колонії  визначити  параметри  ФН 

використовуючи формулу вірогідності переходу (1). 

Крок  4.  Передати  визначені  параметри  в  систему  та  розрахувати 

помилку  виводу.  Якщо  значення  помилки  менше  за  усі  попередні  – 
зберегти нові значення параметрів. 

Крок 5. Якщо є наступна колонія – зробити її поточною та перей-

ти на крок 3. Інакше – крок 6. 

Крок 6. Оновити значення феромону за формулою (3). 
Крок 7. Розрахувати випаровування феромону за формулою (4). 
Крок  8.  Якщо  умова  закінчення  алгоритму  виконана  –  зупинити 

алгоритм, інакше – перейти на крок 2. 

В  роботі  запропоновано  алгоритм  параметричної  ідентифікації 

БНЗ  на  основі  методу  мурашиних  колоній.  Модифікація  розрахунку 
вірогідності  переходу  за  рахунок  введення  «направляючої»  функції 
дозволила збільшити швидкість логічного виводу результуючої БНЗ. 

Список літератури 

1. Суботін С.О. Подання й обробка знань у системах штучного інтеле-

кту та підтримки прийняття рішень. – Запорізький національний технічний 
університет, 2008. 

2. M. Tim Jones. Al Application Programming. – Charles River Media, 2003. 
3. И.А. Ходашинский, И.В. Горбунов, П.А. Дудин. Алгоритмы муравьиной 

и  пчелиной  колонии  для  обучения  нечётких  систем.  –  Доклады  ТУСУРа, 
№ 2 (20), декабрь 2009. 

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

58 

УДК 654.165 (043.2) 

С.В. Колотуша 

Національний авіаційний університет, м. Київ 

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОЗВИТКУ 

ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ ПІДПРИЄМСТВ 

Розвиток  ринку  послуг  зв’язку  призводить  до  появи  нових  за-

вдань, які вимагають свого вирішення. Одним з найважливіших є роз-
робка концептуального підходу до комплексного аналізу ринку послуг 
зв’язку, нових економічних відносин і організаційних взаємозв’язків. 

Дослідження  ринку  на  сьогодні  проводяться кожним  оператором 

окремо,  що  задовольняє  їхні  потреби  в  отриманні  інформації  щодо 
стану  локального  ринку  послуг  зв’язку,  але  не  може  служити  базою 
для формування комплексного підходу до аналізу стану, тенденцій та 
перспектив  розвитку  сфери  телекомунікаційних  послуг  в  цілому.  Це 
також суттєво ускладнює оцінку впливу телекомунікацій на можливо-
сті  використання  телекомунікаційної  інфраструктури  для  вирішення 
загальноекономічних завдань у масштабах національної економіки. 

Проте,  поява  нових  операторів  зв’язку  в  якості  самостійних  під-

приємницьких структур і, як наслідок, зростання конкуренції між ни-
ми, позитивно впливає на розвиток ринку телекомунікаційних послуг і 
формування нових макро- і мікроекономічних процесів в галузі.  

Безпосередньо  питанням регулювання  ринку  телекомунікаційних 

послуг з точки зору розвитку його малоприбуткових сегментів приді-
лено недостатньо уваги. 

Мета дослідження полягає у визначенні специфіки ринку телеко-

мунікацій і формулюванні на цій основі пропозицій щодо підвищення 
конкурентоспроможності телекомунікаційних компаній. 

Для  досягнення  поставленої  мети  було  вирішено наступні  теоре-

тичні  і  практичні  завдання,  що  відображають логічну  структуру  і  по-
слідовність етапів проведеного дослідження: 

1. Проаналізували особливості структури та умов функціонування 

ринку телекомунікаційного бізнесу в національному господарстві. 

2. Проаналізували  генезис  розвитку  телекомунікаційного  бізнесу 

в економіці. На основі аналізу уточнені національні риси телекомуні-
каційного бізнесу, які полягають в тому, що елементи ринкових відно-
син у сфері телекомунікацій до теперішнього періоду значною мірою 
залежать від державної політики, здійснюваної в даній сфері. 

Н

АУКОВО

-

ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ

«ПРОБЛЕМИ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ТА

ЗАХИСТУ

ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ

СИСТЕМ» 

2

–

5

 ЧЕРВНЯ 

2014

 Р

.,

Н

АЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

,

 М

.

К

ИЇВ

59 

3. Уточнили  національні  риси  ринку  телекомунікацій.  На  сучас-

ному  етапі  розвитку,  ринку  телекомунікаційних  послуг  пріоритетним 
стає перехід від державної до підприємницької моделі організації дія-
льності телекомунікаційних компаній. 

4. Дослідили специфіку функціонування телекомунікаційних ком-

паній. Уточнена специфіка полягає в тому, що телекомунікації забез-
печують  державу  інструментом  управління  та  збереження  національ-
ної  безпеки;  є  великою  галуззю,  що  динамічно  розвивається,  темпи 
зростання якої перевищують темпи зростання національної економіки. 

5. Визначили  характер  взаємозв’язків  учасників  ринку  телекому-

нікаційних послуг. 

6. Вивчили  економічні  та  організаційні  можливості  підвищення 

конкурентоспроможності  телекомунікаційної  компанії.  З  метою  під-
вищення  конкурентоспроможності  запропонована  імітаційна  модель 
ринку  телекомунікацій.  Вона  дозволяє  управляти  внутрішніми  і  зов-
нішніми  факторами  конкурентних  відносин  підприємств  телекомуні-
каційних компаній. 

7. Сформулювали  рекомендації  щодо  вдосконалення  бізнес-

процесів  на  локальних  ринках  телекомунікаційних  послуг  на  основі 
структурних перетворень. 

В  якості  основних  галузевих  ризиків,  характерних  для  сфери  те-

лекомунікаційних послуг, можна виділити: 

1. Лібералізація  ринку  телекомунікації,  яка  тягне за  собою  появу 

нових  конкурентів  у  сфері  надання  послуг  міжміського  та  міжнарод-
ного  зв’язку.  Це  призведе  до  витіснення  вітчизняних  операторів  або, 
як мінімум, зниження їх частки ринку і одержуваних доходів . 

2. Організаційно-технічні  проблеми  –  брак  кваліфікованого  пер-

соналу і нерозвиненість інформаційних та білінгових систем, що в до-
вгостроковій  перспективі  може  негативно  відбитися  на  ринкових  по-
зиціях і фінансових результатах. 

3. Недосконалість системи агентських відносин при наданні теле-

комунікаційних  послуг  призводить  до  того,  що  якість  і  своєчасність 
обслуговування  кінцевих  користувачів  можуть  виявитися  незадовіль-
ними,  що  в  свою  чергу,  може  привести  до  втрати  деяких  існуючих  і 
потенційних клієнтів. 

4. Недосконалість системи державного регулювання тарифів і ви-

плат  по  міжоператорским  розрахункам  перешкоджає  встановленню