ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ В ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Аннотация

В статье исследуется взаимосвязь между фрактальной структурой и ключевыми характеристиками сложных инженерных систем, такими как надежность, эффективность, прочность и адаптивность. Авторами предлагается классификация основных параметров системы. В отличие от традиционных классификаций авторский подход выделяет шесть основных категорий и акцентирует внимание на таких параметрах как адаптивность, интеграция и эффективность ресурсов. Авторы анализируют взаимосвязь между эффективностью и надежностью в системах, подчеркивая, что при проектировании и управлением инженерными системами необходим анализ рисков и последствий при выборе одного из параметров. В статье анализируются такие фундаментальные понятия как резервирование, избыточность, устойчивость к отказам и адаптивность, которые являются системообразующими при определении надежности и эффективности системы. Авторы анализируют применение этих принципов для транспортных потоков, акцентируя внимание на использование нелинейных динамических систем при организации и управлении такими системами. В статье предлагается использование фрактальных флуктуаций, то есть повторяющихся паттернов или структур данных, который сохраняют свой характер при изменении масштаба. Использование фрактального анализа к управлению инженерными системами позволяют разрабатывать более эффективные методы управления транспортом в отличие от линейных подходов. Классические традиционные подходы пренебрегают человеческим фактором, динамикой системы, ее адаптивностью в отличие от предлагаемых авторами инструментов моделирования многомерных динамических процессов. Предполагается, что системы с высоким уровнем самоподобия способны перераспределять свои ресурсы и функции для обеспечения стабильности в условиях волатильности внешних факторов. Авторы представляют математический подход к оценке этих характеристик на основе фрактальной размерности системы. При изучении фрактальных временных данных учитываются задержки во времени и их влияние на систему. В статье представлены математические модели оценки функций надежности, с учетом фрактальной структуры, и подходы к прогнозированию этой надежности на основе экспоненциального сглаживания. Учет фрактальной структуры является ключевым вопросом при проектировании устойчивых, надежных и адаптивных систем.