ПОБУДОВА ТА РЕАЛІЗАЦІЯ БАГАТОВИМІРНОЇ ЗАДАЧІ РОЗПОДІЛУ РЕСУРСІВ З УРАХУВАННЯМ ЧАСОВОГО ВІКНА

Автор(и)

  • М. В. НОВОЖИЛОВА Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова https://orcid.org/0000-0002-9977-7375
  • О. І. ЧУБ Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна https://orcid.org/0000-0002-1216-856X
  • О. Б. КОСТЕНКО Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова https://orcid.org/0000-0001-9744-4377

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.4.2.16

Ключові слова:

математичне та комп’ютерне моделювання, оптимізаційна задача розподілу ресурсів, розміщення прямокутних об’єктів, геометричне проєктування.

Анотація

Розглянуто багатопродуктову задачу розподілу скінченої множини ресурсів, що забезпечуються різними постачальниками, на скінченій множині пунктів призначення за умови наявності двобічних обмежень на час використання ресурсів – так званого часового вікна. Актуальність задачі розподілу ресурсів, що розглядається, обумовлюється надзвичайно широким спектром практичних застосувань як в класичній постановці, так і нових модифікаціях, запит на які постійно генерується динамічним зовнішнім середовищем. Проведено аналіз наукових литературних джерел, який показав, що основна увага при моделюванні приділяється врахуванню часу доставки ресурсів, тоді як значно менша менша кількість досліджень присвячена розв’язанню багатопродуктових задач розподілу ресурсів у визначеній постановці. Побудовано математичну модель задачі як багатовимірної оптимізаційної задачі геометричного проєктування, тобто задачі оптимізаційного розміщення прямокутних об’єктів, що моделюють запити пунктів призначення, у багатовимірному просторі просторі ресурсів, який згенеровано сумарним запасом постачальників. Виявлено основні харатеристики запропонованої математичної моделі, зокрема обгрунтовано властивість сепарабельності математичної постановки, що дозволило представити вихідну математичну модель в якості скінченого набору однопродуктових багатовимірних оптимізаційних розміщення прямокутних об’єктів в просторі ресурсів. Метою роботи є побудова математичної моделі та проведення на цій основі чисельного дослідження задачі розподілу ресурсів з урахуванням двобічних обмежень на час використання ресурсів. Методичне забезпечення основано на властивості сепарабельності функції мети задачі ч, як наслідок, можливості подання похідних однопродуктових задач як оптимізаційних задач прямокутного розміщення. Визначено умови, за яких задача може не мати рішення, та запропоновано метод знаходження наближеного розв’язку задачі з оцінкою штрафу за порушення деяких обмежень часового вікна. Проведено реалізацію запропонованих інструментальних засобів основної задачі дослідження на основі створення програмного симулятора мовою С# із застосуванням візуального середовища проєктування Visual Studio.

Посилання

Ibraheem A. K. An effective load balancing algorithm based on deadline constraint under cloud computing. 2nd International Scientific Conference of Al-Ayen University (ISCAU-2020), IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020, vol. 928, 032070. DOI: 10.1088/1757-899X/928/3/032070

Babu K. R. R. Samuel Ph., Enhanced Bee Colony Algorithm for Efficient Load Balancing and Scheduling in Cloud. Innovations in Bio-Inspired Computing and Applications (IBICA 2015), Proceedings of the 6th International Conference. 2015, 588p., pp. 67–78.

Mills-Tettey G.A., Stentz A., Dias M.B. The Dynamic Hungarian Algorithm for the Assignment Problem with Changing Costs. Naval Research Logistics Quarterly. № July. 2007. Pp.83–87.

Sultana F., Nizam M. An Alternative Proposed Method for Solution of Assignment Problem. International Journal of Sciences: Basic and Applied Research Vol. 52(1). 2020. Pp. 40–50.

Saroit I. A., Tarek D. LBCC-Hung: A load balancing protocol for cloud computing based on Hungarian method. Egyptian Informatics Journal. № 24. 2023. 100387. DOI:10.1016/j.eij.2023.100387

Song M., Cheng L. Solving the Reliability-Oriented Generalized Assignment Problem by Lagrangian Relaxation and Alternating Direction Method of Multipliers. Expert Systems with Applications. Vol. 205. 2022. 117644. DOI: 10.1016/j.eswa.2022.117644

Acar E. H. S., Aplak A. Model Proposal for a Multi-Objective and Multi-Criteria Vehicle Assignment Problem: An Application for a Security Organization. Mathematical and Computational Applications. Vol. 21(4). 2016. Pp. 39-47. DOI: 10.3390/mca21040039

Kwak Yo, Deal B. Multi-Scaled Green Infrastructure Optimization: Spatial Projections and Assessment for Dynamic Planning and Design. Landscape and Urban Planning. Vol. 249. 2024. 105128. DOI:10.1016/j.landurbplan.2024.105128

Chub I.A., Novozhylova M.V., Murin M.N. Optimization problem of allocating limited project resources with separable constraints. Cybernetics and Systems Analysis. Vol. 49(4). 2013. Pp. 632 – 642. DOI: 10.1007/s10559-013-9550-z

Novozhylova M.V., Karpenko M.Yu. Solution of a Multicriteria Assignment Problem Using a Categorical Efficiency Criterion. Radio Electronics, Computer Science, Control. № 4. 2024. Pp. 75-84. DOI: 10.15588/1607-3274-2024-4-7

Бугаєва І. Г. Аналіз параметрів генетичного алгоритму розв’язання двовимірної задачі упаковки. Вісник Херсонського національного технічного університету. Т. 2. 2025. № 2(93). C. 53-59. DOI: 10.35546/kntu2078-4481.2025.2.2.6

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-12-31