首页 > 最新文献

Modeling Control and Information Technologies最新文献

英文 中文
Calibration of Dobson model for improving soil moisture retrievals from AMSR satellite imagery 校准多布森模型以改进 AMSR 卫星图像的土壤水分检索
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.005
Mykhailo Boiko, Olena Belozerova
Satellite-based retrieval of environmental variables has seen rapid advancements in recent years, although it remains challenged by various sources of uncertainty. In this study, we endeavor to enhance the accuracy of soil moisture estimation from AMSR imagery through parameter calibration. Our focus is on calibrating the Dobson dielectric mixing model, a component of the radiative transfer model that relies heavily on empirical relationships. The calibration process is based on black-box optimization techniques for the retrieval problem. We have adapted the CORS optimization algorithm to address the specific characteristics of our task. We also considered different target functions for calibration. To evaluate the efficacy of our framework, we conducted tests across a dataset comprising 118 ground stations in the United States. The outcomes reveal that optimizing parameter settings can provide limited improvement to the accuracy and, when configured accordingly, address specific issues such as bias correction. Calibration emerges as a potent tool for refining surface soil moisture retrievals, although its effectiveness tends to diminish in larger calibration areas.
近年来,基于卫星的环境变量检索取得了突飞猛进的发展,但仍面临各种不确定性的挑战。在本研究中,我们致力于通过参数校准提高 AMSR 图像的土壤湿度估算精度。我们的重点是校准多布森介质混合模型,该模型是辐射传递模型的一个组成部分,在很大程度上依赖于经验关系。 校准过程基于检索问题的黑箱优化技术。我们对 CORS 优化算法进行了调整,以适应我们任务的具体特点。我们还考虑了不同的校准目标函数。 为了评估我们框架的有效性,我们在美国 118 个地面站组成的数据集上进行了测试。结果表明,优化参数设置可以有限地提高精度,而且在进行相应配置时,还能解决偏差校正等具体问题。校准是完善地表土壤湿度检索的有效工具,但在校准区域较大时,其效果会有所减弱。
{"title":"Calibration of Dobson model for improving soil moisture retrievals from AMSR satellite imagery","authors":"Mykhailo Boiko, Olena Belozerova","doi":"10.31713/mcit.2023.005","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.005","url":null,"abstract":"Satellite-based retrieval of environmental variables has seen rapid advancements in recent years, although it remains challenged by various sources of uncertainty. In this study, we endeavor to enhance the accuracy of soil moisture estimation from AMSR imagery through parameter calibration. Our focus is on calibrating the Dobson dielectric mixing model, a component of the radiative transfer model that relies heavily on empirical relationships. The calibration process is based on black-box optimization techniques for the retrieval problem. We have adapted the CORS optimization algorithm to address the specific characteristics of our task. We also considered different target functions for calibration. To evaluate the efficacy of our framework, we conducted tests across a dataset comprising 118 ground stations in the United States. The outcomes reveal that optimizing parameter settings can provide limited improvement to the accuracy and, when configured accordingly, address specific issues such as bias correction. Calibration emerges as a potent tool for refining surface soil moisture retrievals, although its effectiveness tends to diminish in larger calibration areas.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"58 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139246629","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
On the Rod Heating Problem by Sources on the Class of Zonal Controls Using the Current and Past State at Measurement Points 利用测量点当前和过去状态的分区控制类别上的来源解决棒加热问题
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.002
Samir Guliyev, Kamil Aydazade
We study an optimal feedback control problem for the rod heating process by means of lumped sources. The control actions are the powers of the sources, the values of which are defined on the class of zonal controls. The values of the parameters of zonal control actions are determined by subsets of the state space, to which belong the values of the process state at the measurement points at the current and past time moments. The posed problem is reduced to a parametric optimal control problem on determining a finite-dimensional vector of values of the parameters of zonal control actions. We have obtained optimality conditions for the values of the parameters of zonal control actions. These conditions contain formulas for the gradient of the objective functional with respect to the optimizable parameters. They make it possible to solve the reduced problem numerically with the application of efficient first-order optimization methods.
我们研究的是棒材加热过程中通过叠加源进行优化反馈控制的问题。控制作用是源的幂,其值定义在分区控制类上。分区控制行动的参数值由状态空间子集决定,当前和过去时间时刻测量点的过程状态值属于该子集。所提出的问题被简化为参数最优控制问题,即确定分区控制行动参数值的有限维向量。我们获得了分区控制行动参数值的最优性条件。这些条件包含目标函数相对于可优化参数的梯度公式。通过这些条件,我们可以采用高效的一阶优化方法对简化问题进行数值求解。
{"title":"On the Rod Heating Problem by Sources on the Class of Zonal Controls Using the Current and Past State at Measurement Points","authors":"Samir Guliyev, Kamil Aydazade","doi":"10.31713/mcit.2023.002","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.002","url":null,"abstract":"We study an optimal feedback control problem for the rod heating process by means of lumped sources. The control actions are the powers of the sources, the values of which are defined on the class of zonal controls. The values of the parameters of zonal control actions are determined by subsets of the state space, to which belong the values of the process state at the measurement points at the current and past time moments. The posed problem is reduced to a parametric optimal control problem on determining a finite-dimensional vector of values of the parameters of zonal control actions. We have obtained optimality conditions for the values of the parameters of zonal control actions. These conditions contain formulas for the gradient of the objective functional with respect to the optimizable parameters. They make it possible to solve the reduced problem numerically with the application of efficient first-order optimization methods.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"55 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139247260","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Minimizing the time for UAV to reach a moving target 尽量缩短无人飞行器到达移动目标的时间
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.024
Lamiya Nabadova, E. Sabziev
In this study, we address the control challenges of directing a flying object, specifically a drone, to a designated target, utilizing coordinates relayed from a monitoring device. Monitoring device delivers information about coordinates of suspicious object to drone.  Upon receiving signals from a monitoring device about potential threats on the ground, the drone is tasked to promptly respond, identify, and neutralize the suspicious object. This article deals with the issue of controlling the process of flying snow to the target in the shortest possible time.
在这项研究中,我们利用监控设备转发的坐标,解决了将飞行物体(特别是无人机)引导至指定目标的控制难题。监控设备将可疑物体的坐标信息传送给无人机。 在收到监控设备发出的有关地面潜在威胁的信号后,无人机的任务是迅速做出反应,识别并消除可疑物体。本文讨论的问题是如何在最短时间内控制雪飞向目标的过程。
{"title":"Minimizing the time for UAV to reach a moving target","authors":"Lamiya Nabadova, E. Sabziev","doi":"10.31713/mcit.2023.024","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.024","url":null,"abstract":"In this study, we address the control challenges of directing a flying object, specifically a drone, to a designated target, utilizing coordinates relayed from a monitoring device. Monitoring device delivers information about coordinates of suspicious object to drone.  Upon receiving signals from a monitoring device about potential threats on the ground, the drone is tasked to promptly respond, identify, and neutralize the suspicious object. This article deals with the issue of controlling the process of flying snow to the target in the shortest possible time.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"67 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139248691","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Spatial analysis of methane emissions from swine enteric fermentation in Ukraine 乌克兰猪肠发酵甲烷排放的空间分析
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.028
Орися Ящун, Софія Харитон, Зоряна Романчук, Ростислав Бунь, Софія Гладун, Олександр Кісельов
Anthropogenic factors are increasingly influencing the climate of our planet and are harmful to the environment. To control the environmental state, it is essential to conduct an inventory of greenhouse gases, analyze the spatial distribution of emission sources, and constantly monitor the amount. Since swine farming is one of most efficient Ukraine's livestock industries, this study is dedicated to calculating methane emissions from swine enteric fermentation and determining their spatial distribution. Антропогенні чинники все більше впливають на клімат нашої планети і завдають шкоди навколишньому середовищу. Для контролю за станом навколишнього середовища необхідно проводити інвентаризацію парникових газів, аналізувати просторовий розподіл джерел емісії, постійно контролювати обсяги. Оскільки свинарство є однією з найефективніших галузей тваринництва України, це дослідження присвячене моделюванню емісії метану від кишкової ферментації свиней та визначенню їхнього просторового розподілу.
人为因素对地球气候的影响与日俱增,并对环境造成危害。要控制环境状况,就必须编制温室气体清单,分析排放源的空间分布,并持续监测其数量。由于养猪业是乌克兰效率最高的畜牧业之一,本研究致力于计算猪肠发酵产生的甲烷排放量并确定其空间分布。 人为因素对地球气候的影响越来越大,并对环境造成破坏。为了监测环境状况,有必要编制温室气体清单,分析排放源的空间分布,并持续监测排放量。由于养猪业是乌克兰效率最高的畜牧业之一,本研究致力于模拟猪肠道发酵产生的甲烷排放量,并确定其空间分布。
{"title":"Spatial analysis of methane emissions from swine enteric fermentation in Ukraine","authors":"Орися Ящун, Софія Харитон, Зоряна Романчук, Ростислав Бунь, Софія Гладун, Олександр Кісельов","doi":"10.31713/mcit.2023.028","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.028","url":null,"abstract":"Anthropogenic factors are increasingly influencing the climate of our planet and are harmful to the environment. To control the environmental state, it is essential to conduct an inventory of greenhouse gases, analyze the spatial distribution of emission sources, and constantly monitor the amount. Since swine farming is one of most efficient Ukraine's livestock industries, this study is dedicated to calculating methane emissions from swine enteric fermentation and determining their spatial distribution. Антропогенні чинники все більше впливають на клімат нашої планети і завдають шкоди навколишньому середовищу. Для контролю за станом навколишнього середовища необхідно проводити інвентаризацію парникових газів, аналізувати просторовий розподіл джерел емісії, постійно контролювати обсяги. Оскільки свинарство є однією з найефективніших галузей тваринництва України, це дослідження присвячене моделюванню емісії метану від кишкової ферментації свиней та визначенню їхнього просторового розподілу.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"48 ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139248827","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Про систему керування анаеробним біореактором для ефективної очистки стічних вод 关于用于高效废水处理的厌氧生物反应器控制系统
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.043
Олена Полюхович, Андрій Петрович Сафоник
Враховуючи те, що збереження енергії та економія енергоємних ресурсів стають все більш актуальними завданнями сьогодення, зокрема в керуванні очисткою стічних вод, розглянуто використання анаеробних біореакторів для очищення стічних вод і отримання біогазу. Запропоновано низку цільових макростанів, які дозволяють оптимізувати процес очищення та використання біогазу. Ці цільові макростани включають зниження концентрації органічних забруднень у воді, збільшення виробництва біогазу та контроль концентрації органічних кислот у реакційному середовищі.   Taking into account that energy conservation and energy-intensive resource saving are becoming more and more urgent tasks today, in particular in the management of wastewater treatment, the use of anaerobic bioreactors for wastewater treatment and biogas production is considered. A number of target macrostates that allow optimizing the process of purification and use of biogas are proposed. These target macrostates include reducing the concentration of organic pollutants in water, increasing biogas production, and controlling the concentration of organic acids in the reaction medium.
考虑到节能和节约能源密集型资源正成为当今越来越紧迫的任务,特别是在废水处理管理方面,我们考虑使用厌氧生物反应器进行废水处理和沼气生产。为优化沼气处理和使用过程,提出了一些目标宏观状态。这些目标宏观状态包括降低水中有机污染物的浓度、提高沼气产量和控制反应介质中有机酸的浓度。 考虑到节约能源和能源密集型资源正成为当今越来越紧迫的任务,特别是在废水处理管理方面,因此考虑使用厌氧生物反应器进行废水处理和沼气生产。本文提出了一些可优化沼气净化和利用过程的目标宏观状态。这些目标宏观状态包括降低水中有机污染物的浓度、增加沼气产量以及控制反应介质中有机酸的浓度。
{"title":"Про систему керування анаеробним біореактором для ефективної очистки стічних вод","authors":"Олена Полюхович, Андрій Петрович Сафоник","doi":"10.31713/mcit.2023.043","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.043","url":null,"abstract":"Враховуючи те, що збереження енергії та економія енергоємних ресурсів стають все більш актуальними завданнями сьогодення, зокрема в керуванні очисткою стічних вод, розглянуто використання анаеробних біореакторів для очищення стічних вод і отримання біогазу. Запропоновано низку цільових макростанів, які дозволяють оптимізувати процес очищення та використання біогазу. Ці цільові макростани включають зниження концентрації органічних забруднень у воді, збільшення виробництва біогазу та контроль концентрації органічних кислот у реакційному середовищі.   Taking into account that energy conservation and energy-intensive resource saving are becoming more and more urgent tasks today, in particular in the management of wastewater treatment, the use of anaerobic bioreactors for wastewater treatment and biogas production is considered. A number of target macrostates that allow optimizing the process of purification and use of biogas are proposed. These target macrostates include reducing the concentration of organic pollutants in water, increasing biogas production, and controlling the concentration of organic acids in the reaction medium.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"233 ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139250101","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Усереднення в узагальненій багаточастотній системі із запізненням 有延迟的广义多频系统中的平均法
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.031
Ya. J. Bihun, I. Skutar
Розглянуто багаточастотну систему диферен­ціальних рівнянь із лінійно перетвореними аргу­ментами із різними степенями малого параметра. Побудовано усереднену систему рівнянь і одержано асимптотичну оцінку осциляційного інтеграла. Метод усереднення обґрунтовано з оцінкою також порядку. Наведено модельний приклад для ілюстрації одержаних результатів.
研究考虑了一个多频微分方程系统,该系统的参数是线性变换的,具有一个小参数的不同幂。构建了一个平均方程组,并获得了振荡积分的渐近估计值。通过对阶次的估计,证实了平均化方法。给出了一个模型示例来说明所获得的结果。
{"title":"Усереднення в узагальненій багаточастотній системі із запізненням","authors":"Ya. J. Bihun, I. Skutar","doi":"10.31713/mcit.2023.031","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.031","url":null,"abstract":"Розглянуто багаточастотну систему диферен­ціальних рівнянь із лінійно перетвореними аргу­ментами із різними степенями малого параметра. Побудовано усереднену систему рівнянь і одержано асимптотичну оцінку осциляційного інтеграла. Метод усереднення обґрунтовано з оцінкою також порядку. Наведено модельний приклад для ілюстрації одержаних результатів.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"10 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139250384","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
About approach to solution of the traveling salesman problem based on the annealing method with the fuzziness of the time perception 基于时间感知模糊退火法的旅行推销员问题求解方法
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.015
Eugene Ivohin, V.О. Rets, L.T. Adzhubey
This paper investigates the use of fuzzy numbers and the annealing method to find a solution to the traveling salesman problem, which involves finding the shortest time route for a given set of cities. Fuzzy numbers are used to model the inaccuracy and uncertainty of input data, and an annealing method is proposed to find solutions. A comparison of the results of the TSP problem using crisp and fuzzy numbers using the annealing method was carried out. The results of numerical experiments are given, which show that the use of fuzzy numbers, in particular triangular and parabolic, with the annealing method leads to a significant improvement in the results of the TSP problem compared to the use of crisp numbers. У цій статті досліджується використання нечітких чисел і методу відпалу для пошуку розв’язку проблеми комівояжера, яка передбачає пошук найкоротшого маршруту для даного набору міст. Для моделювання неточності та невизначеності вхідних даних використовуються нечіткі числа, а для пошуку рішень пропонується метод відпалу. Проведено порівняння результатів задачі TSP з використанням чітких і нечітких чисел за допомогою методу відпалу. Наведено результати чисельних експериментів, які показують, що використання нечітких чисел, зокрема трикутних і параболічних, з методом відпалу призводить до значного покращення результатів задачі TSP порівняно з використанням чітких чисел.
本文研究了使用模糊数和退火法寻找旅行推销员问题的解决方案,该问题涉及为一组给定的城市寻找时间最短的路线。模糊数被用来模拟输入数据的不准确性和不确定性,退火法被用来寻找解决方案。使用退火法对使用清晰数和模糊数解决 TSP 问题的结果进行了比较。数值实验结果表明,与使用清晰数相比,使用模糊数(尤其是三角形和抛物线形)和退火法可以显著改善 TSP 问题的结果。 本文研究了使用模糊数和退火法寻找旅行推销员问题的解决方案,该问题涉及为一组给定的城市寻找最短路径。模糊数被用来模拟输入数据的不准确性和不确定性,退火法被用来寻找解决方案。利用退火法对使用清晰数和模糊数解决 TSP 问题的结果进行了比较。数值实验结果表明,与使用清晰数相比,使用模糊数(特别是三角形和抛物线数)和退火法可以显著改善 TSP 问题的结果。
{"title":"About approach to solution of the traveling salesman problem based on the annealing method with the fuzziness of the time perception","authors":"Eugene Ivohin, V.О. Rets, L.T. Adzhubey","doi":"10.31713/mcit.2023.015","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.015","url":null,"abstract":"This paper investigates the use of fuzzy numbers and the annealing method to find a solution to the traveling salesman problem, which involves finding the shortest time route for a given set of cities. Fuzzy numbers are used to model the inaccuracy and uncertainty of input data, and an annealing method is proposed to find solutions. A comparison of the results of the TSP problem using crisp and fuzzy numbers using the annealing method was carried out. The results of numerical experiments are given, which show that the use of fuzzy numbers, in particular triangular and parabolic, with the annealing method leads to a significant improvement in the results of the TSP problem compared to the use of crisp numbers. У цій статті досліджується використання нечітких чисел і методу відпалу для пошуку розв’язку проблеми комівояжера, яка передбачає пошук найкоротшого маршруту для даного набору міст. Для моделювання неточності та невизначеності вхідних даних використовуються нечіткі числа, а для пошуку рішень пропонується метод відпалу. Проведено порівняння результатів задачі TSP з використанням чітких і нечітких чисел за допомогою методу відпалу. Наведено результати чисельних експериментів, які показують, що використання нечітких чисел, зокрема трикутних і параболічних, з методом відпалу призводить до значного покращення результатів задачі TSP порівняно з використанням чітких чисел.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"51 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139250553","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Mathematical and computer models for predicting greenhouse gas emissions from soil into the atmosphere: review and comparison 预测土壤向大气排放温室气体的数学模型和计算机模型:回顾与比较
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.026
L. Shostak, O. Stepanchenko, Petro Martyniuk, O. Belozerova
Climate change is one of the pressing global issues facing humanity. Greenhouse gases play a pivotal role in this process, as they are emitted from the soil and interact with the atmosphere, altering the climate balance. This article explores mathematical and computer models used to estimate the volumes of gas emissions from the soil, aiming to identify current and effective approaches for monitoring such emissions, taking into account land use types. Essential parameters for modeling greenhouse gas migration processes and monitoring their impact on climate change are defined. In this study, we undertake a comparative analysis of models used to assess this process, considering climatic conditions, soil type, and particle size distribution, is provided. The results of model comparisons can be employed to evaluate greenhouse gas emissions, study their influence on climate change, and develop strategies to combat global warming. Keywords—greenhouse gases, carbon dioxide, soil respiration, mathematical model, information system, carbon, methane, soil organic matter
气候变化是人类面临的紧迫全球问题之一。温室气体在这一过程中发挥着关键作用,因为它们从土壤中排放并与大气相互作用,从而改变了气候平衡。本文探讨了用于估算土壤中气体排放量的数学模型和计算机模型,旨在结合土地利用类型,确定当前监测此类排放的有效方法。本文定义了温室气体迁移过程建模及其对气候变化影响监测的基本参数。 在本研究中,我们对用于评估这一过程的模型进行了比较分析,并考虑了气候条件、土壤类型和粒径分布。模型比较的结果可用于评估温室气体排放、研究其对气候变化的影响以及制定应对全球变暖的策略。 关键词-温室气体、二氧化碳、土壤呼吸、数学模型、信息系统、碳、甲烷、土壤有机质
{"title":"Mathematical and computer models for predicting greenhouse gas emissions from soil into the atmosphere: review and comparison","authors":"L. Shostak, O. Stepanchenko, Petro Martyniuk, O. Belozerova","doi":"10.31713/mcit.2023.026","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.026","url":null,"abstract":"Climate change is one of the pressing global issues facing humanity. Greenhouse gases play a pivotal role in this process, as they are emitted from the soil and interact with the atmosphere, altering the climate balance. This article explores mathematical and computer models used to estimate the volumes of gas emissions from the soil, aiming to identify current and effective approaches for monitoring such emissions, taking into account land use types. Essential parameters for modeling greenhouse gas migration processes and monitoring their impact on climate change are defined. In this study, we undertake a comparative analysis of models used to assess this process, considering climatic conditions, soil type, and particle size distribution, is provided. The results of model comparisons can be employed to evaluate greenhouse gas emissions, study their influence on climate change, and develop strategies to combat global warming. Keywords—greenhouse gases, carbon dioxide, soil respiration, mathematical model, information system, carbon, methane, soil organic matter","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"65 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139246383","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Моделювання багатопортової гетероасоціативної пам'яті (БГАП) на основі еквівалентністних моделей, що реалізуються на векторно-матричних перемножувачах 基于在向量矩阵乘法器上实现的等价模型的多端口异质关联存储器 (MHAM) 建模
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.037
Володимир Красиленко, Ілля Чіков, Д.В. Нікітович
Анотація - Робота присвячена розгляду питань стосовно асоціативної обробки інформації з метою апаратно-програмної реалізації відповідних математичних, імітаційних та фізичних моделей асоціативної пам’яті. На основі огляду відомих публікацій, в тому числі тих, у яких були розглянуті еквівалентністні моделі асоціативної та гетероасоціативної памяті та показані їх переваги, обгрунтовано необхідність подальших досліджень таких моделей АП чи ГАП та проведення імітаційних модельних експериментів в плані пошуку їх ефективних реалізацій. Наведені результати імітаційного моделювання двох реалізацій багатопортової гетероасоціативної памяті (БГАП) на основі векторно-матричних перемножувачів та векторно-матричних еквіваленторів, які, як прискорювачі, адаптовані до еквівалентністних моделей. Резльтати моделювання процесів гетеро-асоціативного розпізнавання кортежу букв, виконані у Mathcad для двох варіантів реалізації БГАП, підтверджують їх правильне функціонування, оскільки на виходах-портах БГАП сформовані моделями правильні кортежі всіх вихідних 100 букв, попарно асоційованих зі 100 вхідними буквами. The work is devoted to consideration of issues related to associative processing of information for the purpose of hardware and software implementation of relevant mathematical, simulation and physical models of associative memory. On the basis of a review of known publications, including those in which equivalence models of associative and heteroassociative memory were considered and their advantages were shown, the need for further research of such models of AM or GAM and conducting simulation model experiments in order to find their effective implementations is substantiated. The results of simulation modeling of two implementations of multi-port heteroassociative memory (MBHM) based on vector-matrix multipliers and vector-matrix equivalents, which, as accelerators, are adapted to equivalence models, are given. The results of modeling the processes of hetero-associative letter tuple recognition, performed in Mathcad for two versions of the BGAP implementation, confirm their correct functioning, since the correct tuples of all 100 output letters pairwise associated with 100 input letters are formed by the models at the outputs-ports of the BGAM.
摘要--本文专门讨论与联想信息处理有关的问题,目的是在硬件和软件上实现相应的联想记忆数学、模拟和物理模型。根据对已知出版物的回顾,包括那些考虑联想和异质联想存储器等价模型并显示其优势的出版物,证实了进一步研究 AP 或 HAP 模型和仿真模型实验以找到其有效实现方法的必要性。本文介绍了基于矢量矩阵乘法器和矢量矩阵等价物的多端口异质关联存储器(MHAM)的两种实现方式的仿真建模结果。在 Mathcad 中对 BGAO 的两种变体实施进行的字母元组异或关联识别过程建模结果证实了它们的正确功能,因为 BGAO 的输出端口是所有输出 100 个字母的正确元组,与模型形成的 100 个输入字母成对关联。 本文专门讨论了与信息联想处理有关的问题,目的是通过硬件和软件实现联想存储器的相关数学、模拟和物理模型。根据对已知出版物的回顾,包括对联想记忆和异质联想记忆等价模型的考虑及其优势的展示,证实了进一步研究 AM 或 GAM 模型和进行仿真模型实验以找到其有效实现方法的必要性。本文给出了基于矢量矩阵乘法器和矢量矩阵等价物的多端口异质关联存储器(MBHM)的两种实现方式的仿真建模结果。在 Mathcad 中对两个版本的 BGAP 实现进行的异或关联字母元组识别过程建模结果证实了它们的正确功能,因为所有 100 个输出字母与 100 个输入字母成对关联的正确元组都是由 BGAM 输出端口的模型形成的。
{"title":"Моделювання багатопортової гетероасоціативної пам'яті (БГАП) на основі еквівалентністних моделей, що реалізуються на векторно-матричних перемножувачах","authors":"Володимир Красиленко, Ілля Чіков, Д.В. Нікітович","doi":"10.31713/mcit.2023.037","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.037","url":null,"abstract":"Анотація - Робота присвячена розгляду питань стосовно асоціативної обробки інформації з метою апаратно-програмної реалізації відповідних математичних, імітаційних та фізичних моделей асоціативної пам’яті. На основі огляду відомих публікацій, в тому числі тих, у яких були розглянуті еквівалентністні моделі асоціативної та гетероасоціативної памяті та показані їх переваги, обгрунтовано необхідність подальших досліджень таких моделей АП чи ГАП та проведення імітаційних модельних експериментів в плані пошуку їх ефективних реалізацій. Наведені результати імітаційного моделювання двох реалізацій багатопортової гетероасоціативної памяті (БГАП) на основі векторно-матричних перемножувачів та векторно-матричних еквіваленторів, які, як прискорювачі, адаптовані до еквівалентністних моделей. Резльтати моделювання процесів гетеро-асоціативного розпізнавання кортежу букв, виконані у Mathcad для двох варіантів реалізації БГАП, підтверджують їх правильне функціонування, оскільки на виходах-портах БГАП сформовані моделями правильні кортежі всіх вихідних 100 букв, попарно асоційованих зі 100 вхідними буквами. The work is devoted to consideration of issues related to associative processing of information for the purpose of hardware and software implementation of relevant mathematical, simulation and physical models of associative memory. On the basis of a review of known publications, including those in which equivalence models of associative and heteroassociative memory were considered and their advantages were shown, the need for further research of such models of AM or GAM and conducting simulation model experiments in order to find their effective implementations is substantiated. The results of simulation modeling of two implementations of multi-port heteroassociative memory (MBHM) based on vector-matrix multipliers and vector-matrix equivalents, which, as accelerators, are adapted to equivalence models, are given. The results of modeling the processes of hetero-associative letter tuple recognition, performed in Mathcad for two versions of the BGAP implementation, confirm their correct functioning, since the correct tuples of all 100 output letters pairwise associated with 100 input letters are formed by the models at the outputs-ports of the BGAM.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"48 ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139246618","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Artificial Intelligence Application for Unmanned Aerial Vehicle Navigation 无人机导航中的人工智能应用
Pub Date : 2023-11-22 DOI: 10.31713/mcit.2023.004
Samir Suleymanov, A. Bayramov
This paper analyzes the use of artificial intelligence technology for autonomous control of an unmanned aerial vehicle. The remote control in difficult conditions limits the capabilities of the unmanned aerial vehicle and reduces the efficiency of the entire system. Therefore, an urgent task is the autonomous navigation of an unmanned aerial vehicle using artificial intelligence technology. In this case, the aircraft can perform tasks depending on the variability of external factors. Artificial intelligence in the autonomous control of an unmanned aerial vehicle plays an important role in ensuring the characteristics of human control. The paper explores several artificial intelligence approaches for autonomous navigation of an unmanned aerial vehicle: mathematical optimization, learning programs. Various characteristics, types, models of navigation are analyzed. The equation for the errors of the inertial navigation system in the normal earth’s coordinate system is analyzed. Keywords— Unmanned Aerial Vehicle; autonomous navigation; artificial intelligence; navigation models.
本文分析了利用人工智能技术对无人驾驶飞行器进行自主控制的问题。困难条件下的远程控制限制了无人飞行器的能力,降低了整个系统的效率。因此,当务之急是利用人工智能技术实现无人飞行器的自主导航。在这种情况下,飞行器可以根据外部因素的变化来执行任务。无人飞行器自主控制中的人工智能在确保人类控制特性方面发挥着重要作用。本文探讨了无人飞行器自主导航的几种人工智能方法:数学优化、学习程序。本文分析了导航的各种特征、类型和模型。分析了惯性导航系统在正常地球坐标系下的误差方程。 关键词--无人飞行器;自主导航;人工智能;导航模型。
{"title":"Artificial Intelligence Application for Unmanned Aerial Vehicle Navigation","authors":"Samir Suleymanov, A. Bayramov","doi":"10.31713/mcit.2023.004","DOIUrl":"https://doi.org/10.31713/mcit.2023.004","url":null,"abstract":"This paper analyzes the use of artificial intelligence technology for autonomous control of an unmanned aerial vehicle. The remote control in difficult conditions limits the capabilities of the unmanned aerial vehicle and reduces the efficiency of the entire system. Therefore, an urgent task is the autonomous navigation of an unmanned aerial vehicle using artificial intelligence technology. In this case, the aircraft can perform tasks depending on the variability of external factors. Artificial intelligence in the autonomous control of an unmanned aerial vehicle plays an important role in ensuring the characteristics of human control. The paper explores several artificial intelligence approaches for autonomous navigation of an unmanned aerial vehicle: mathematical optimization, learning programs. Various characteristics, types, models of navigation are analyzed. The equation for the errors of the inertial navigation system in the normal earth’s coordinate system is analyzed. Keywords— Unmanned Aerial Vehicle; autonomous navigation; artificial intelligence; navigation models.","PeriodicalId":281857,"journal":{"name":"Modeling Control and Information Technologies","volume":"103 4","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139246619","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
期刊
Modeling Control and Information Technologies
全部 Acc. Chem. Res. ACS Applied Bio Materials ACS Appl. Electron. Mater. ACS Appl. Energy Mater. ACS Appl. Mater. Interfaces ACS Appl. Nano Mater. ACS Appl. Polym. Mater. ACS BIOMATER-SCI ENG ACS Catal. ACS Cent. Sci. ACS Chem. Biol. ACS Chemical Health & Safety ACS Chem. Neurosci. ACS Comb. Sci. ACS Earth Space Chem. ACS Energy Lett. ACS Infect. Dis. ACS Macro Lett. ACS Mater. Lett. ACS Med. Chem. Lett. ACS Nano ACS Omega ACS Photonics ACS Sens. ACS Sustainable Chem. Eng. ACS Synth. Biol. Anal. Chem. BIOCHEMISTRY-US Bioconjugate Chem. BIOMACROMOLECULES Chem. Res. Toxicol. Chem. Rev. Chem. Mater. CRYST GROWTH DES ENERG FUEL Environ. Sci. Technol. Environ. Sci. Technol. Lett. Eur. J. Inorg. Chem. IND ENG CHEM RES Inorg. Chem. J. Agric. Food. Chem. J. Chem. Eng. Data J. Chem. Educ. J. Chem. Inf. Model. J. Chem. Theory Comput. J. Med. Chem. J. Nat. Prod. J PROTEOME RES J. Am. Chem. Soc. LANGMUIR MACROMOLECULES Mol. Pharmaceutics Nano Lett. Org. Lett. ORG PROCESS RES DEV ORGANOMETALLICS J. Org. Chem. J. Phys. Chem. J. Phys. Chem. A J. Phys. Chem. B J. Phys. Chem. C J. Phys. Chem. Lett. Analyst Anal. Methods Biomater. Sci. Catal. Sci. Technol. Chem. Commun. Chem. Soc. Rev. CHEM EDUC RES PRACT CRYSTENGCOMM Dalton Trans. Energy Environ. Sci. ENVIRON SCI-NANO ENVIRON SCI-PROC IMP ENVIRON SCI-WAT RES Faraday Discuss. Food Funct. Green Chem. Inorg. Chem. Front. Integr. Biol. J. Anal. At. Spectrom. J. Mater. Chem. A J. Mater. Chem. B J. Mater. Chem. C Lab Chip Mater. Chem. Front. Mater. Horiz. MEDCHEMCOMM Metallomics Mol. Biosyst. Mol. Syst. Des. Eng. Nanoscale Nanoscale Horiz. Nat. Prod. Rep. New J. Chem. Org. Biomol. Chem. Org. Chem. Front. PHOTOCH PHOTOBIO SCI PCCP Polym. Chem.
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
0
微信
客服QQ
Book学术公众号 扫码关注我们
反馈
×
意见反馈
请填写您的意见或建议
请填写您的手机或邮箱
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
现在去查看 取消
×
提示
确定
Book学术官方微信
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术
文献互助 智能选刊 最新文献 互助须知 联系我们:info@booksci.cn
Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。
Copyright © 2023 Book学术 All rights reserved.
ghs 京公网安备 11010802042870号 京ICP备2023020795号-1