OPTIMIZATION OF METHODS OF VERIFICATION FOR UNSTEADY TRAFFIC MODELS
Наукові журнали НАУ
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
OPTIMIZATION OF METHODS OF VERIFICATION FOR UNSTEADY TRAFFIC MODELS
ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ВЕРИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТРАФИКА Оптимізація методів верифікації моделей нестаціонарного трафіку |
|
| Creator |
Ладигіна, О. А.; Центральноукраїнський національний технічний університет
Гузій, М. М.; Національний авіаційний університет |
|
| Subject |
Information Technology
non-stationary traffic; verification of traffic patterns; heterogeneous computer network; Euclidean space; Hilbert space 004.942(045) Информационные технологии нестационарный трафик; верификация моделей трафика; гетерогенные компьютерные сети; пространство Евклида; пространство Гильберта 004.942(045) Інформаційні технології нестаціонарний трафік; верифікація моделей трафіку; гетерогенні комп’ютерні мережі; простір Евкліда; простір Гілберта 004.942(045) |
|
| Description |
The purpose of the work is to identify the main features of the application of a typical algorithm for solving verification problems, built on an algorithm and a general verification method using a logical-mathematical model of unsteady traffic, constructed using the quantization method and Markov approximation. The multidimensional law of distribution of all values of the aggregated traffic in the nonstationarity interval is assumed Gaussian. To assess the accuracy of the approximation of traffic, the concept of reference traffic is introduced and a comparison of the first two moment characteristics of the bypass model and reference traffic is used. This allows you to compare multi-dimensional Gaussian distributions of reference and model unsteady traffic. The canonical decomposition of a bypass according to the degree of a polynomial was chosen as a reference model of the bypass aggregated traffic. To verify the obtained models, it is proposed to use target functionals, which determine the accuracy and reliability of traffic modeling, as criteria for the adequacy of the reference traffic model. Studies have shown that quantization and Markov approximation lead to the expectation model of unsteady traffic as a linear combination of exponentials. In order to ensure the adequacy of model traffic of reference traffic, quantized values should be considered as controlled variables. At the same time, the initial probabilities of the states and intensity of traffic change act as uncontrollable variables - constants solving optimal tasks that must be determined by the initial data. Attention should be paid to non-linear effects associated with the use of expansion in a row in exponential functions and the use of traffic change intensities as exponent indicators. The application of the proposed system of adequacy criteria allows for a comprehensive check of the adequacy of the models, it also makes it possible to carry out an assessment of the influence of uncontrollable variables on optimal solutions. Verification by the model verification method can significantly improve the reliability of systems for critical applications — many errors turn out to be in the early stages of the production cycle, which improves the quality of development.
В данной работе изложены основные особенности применения типового алгоритма решения задач верификации, построенного на алгоритме и общей методики верификации с помощью логико-математической модели нестационарного трафика, построенной методом квантования и марковской аппроксимации. Многомерный закон распределения всех значений агрегированного трафика на интервале нестационарности предполагается гауссовским. Для оценки точности аппроксимации трафика вводится понятие эталонного трафика и используется сравнение первых двух моментных характеристик обводной модельного и эталонного трафиков. Это позволяет сравнивать многомерные гауссовые распределения эталонного и модельного нестационарного трафика. В качестве эталонных моделей обводной агрегированного трафика выбрано каноническое разложение обводной по степени полинома. Для проведения верификации полученных моделей предложено в качестве критериев адекватности модели эталонного трафика использовать целевые функционалы, которые определяют точность и достоверность моделирования трафика. Проведенные исследования показали, что квантование и марковская аппроксимация приводят к моделям математического ожидания нестационарного трафика в виде линейной комбинации экспонент. Для обеспечения адекватности модельного трафика эталонном трафика квантованные значения должны рассматриваться как управляемые переменные. При этом начальные вероятности состояний и интенсивности изменения трафика выступают в роли неуправляемых переменных - констант решение оптимальных задач, которые должны быть определены исходными данными. Следует обратить внимание на нелинейные эффекты, связанные с применением разложения в ряд по показательным функциям и использованием интенсивностей изменения трафика как показателей экспонент. Применение предложенной системы критериев адекватности позволяет всестороннюю проверку адекватности моделей, дает возможность выполнить также оценку влияния неуправляемых переменных на оптимальные решения. Верификация методом проверки модели может существенно повысить надежность систем для критических приложений — много ошибок оказываются на ранних этапах технологического цикла, повышает качество разработок. Мета роботи полягає в визначенні основних особливостей застосування типового алгоритму вирішення завдань верифікації, побудованого на алгоритмі і загальної методики верифікації за допомогою логіко-математичної моделі нестаціонарного трафіку, побудованій методом квантування і марковській апроксимації. Багатомірний закон розподілу всіх значень агрегованого трафіку на інтервалі нестаціонарності передбачається гаусовським. Для оцінювання точності апроксимації трафіку вводиться поняття еталонного трафіку і використовується порівняння перших двох моментних характеристик обвідної модельного і еталонного трафіків. Це дозволяє порівнювати багатомірні гаусові розподіли еталонного та модельного нестаціонарного трафіку. У ролі еталонних моделей обвідної агрегованого трафіку вибрано канонічне розкладання обвідної за ступенями поліному. Для проведення верифікації отриманих моделей запропоновано у якості критеріїв адекватності моделі еталонного трафіку використовувати цільові функціонали, які визначають точність і достовірність моделювання трафіку. Проведені дослідження показали що квантування і марковська апроксимація призводять до моделей математичного сподівання нестаціонарного трафіку у вигляді лінійної комбінації експонент. Для забезпечення адекватності модельного трафіку еталонному трафіку квантовані значення повинні розглядатися як керовані змінні. При цьому початкові ймовірності станів і інтенсивності зміни трафіку виступають в ролі некерованих змінних - констант рішення оптимальних задач, які повинні бути визначені вихідними даними. Слід звернути увагу на нелінійні ефекти, пов'язані із застосуванням розкладання в ряд по показовим функціям і використанням інтенсивностей зміни трафіку як показників експонент. Застосування запропонованої системи критеріїв адекватності дозволяє всебічну перевірку адекватності моделей, дає можливість виконати також оцінку впливу некерованих змінних на оптимальні рішення. Верифікація методом перевірки моделі може істотно підвищити надійність систем для критичних застосувань - багато помилок виявляються на ранніх етапах технологічного циклу, що підвищує якість розробок. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2019-04-30
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/article/view/13524
10.18372/2310-5461.41.13524 |
|
| Source |
Наукоємні технології; Том 41, № 1 (2019); 16-22
Science-based technologies; Том 41, № 1 (2019); 16-22 Наукоемкие технологии; Том 41, № 1 (2019); 16-22 |
|
| Language |
uk
|
|