Отдел методов комбинаторной оптимизации и интеллектуальных информационных технологий

заведующий отделом:

Гуляницкий Леонид Федорович

Доктор технических наук, старший научный сотрудник

 Отдел основан в январе 2011 года на базе отдела № 135 Института кибернетики имени В.М. Глушкова НАН Украины и Центра таймерных вычислительных систем Института кибернетики имени В.М. Глушкова НАН Украины. В отделе работают 20 сотрудников, среди них - 2 доктора и 5 кандидатов наук. 

 специализированный сайт отдела:    http://icyb180.org.ua/ 

Відділ методів комбінаторної оптимізації та інтелектуальних інформаційних технологій

ОСНОВНІ НАПРЯМИ НАУКОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

  • Розробка і дослідження математичних моделей та методів комбінаторної оптимізації.
  • Математичне моделювання та оптимізація складних систем і дискретних процесів.
  • Оптимізація рішень в умовах невизначеності та ризику.
  • Інтелектуальні інформаційні технології та системи різного призначення.
  • Паралельні алгоритми та розподілені обчислення.
  • Методи аналізу, обробки, захисту і кодування інформації та їх застосування.
  • Моделювання та прогнозування в соціально-економічних та виробничих системах.
  • Розробка алгоритмів оптимізації проектування та функціонування мереж різної природи.
  • Застосування моделей та методів оптимізації при управлінні складними системами.
  • Застосування математичних моделей та методів в біоінформатиці та медицині.
  • Розробка і впровадження СППР в різних сферах застосувань.
  • Розробка систем захисту від несанкціонованого доступу та створення програмно-апаратних засобів інформаційної безпеки.

НАЙВАЖЛИВІШІ РЕЗУЛЬТАТИ

Фундаментальні:

  • Проведено формалізацію та розроблено математичні моделі ряду складних проблем, які виникають при оптимальному проектуванні систем і об’єктів різної природи, інвестиційній та бізнесовій діяльності, оптимізації транспортних перевезень, проектуванні та функціонуванні мереж різної природи, в обчислювальній біології.
  • Розроблено та досліджено ряд гібридних алгоритмів та метаевристик, які призначені для розв’язання широкого кола складних оптимізаційних задач. Запропоновано та апробовано оригінальний підхід до створення моделе-орієнтованих кооперативних алгоритмів комбінаторної оптимізації. Розроблено ряд паралельних алгоритмів, які апробовано на суперкомп’ютерах родини СКІТ при розв’язуванні серії проблем оптимізації рішень в економіці, біотехнологіях та техніці.
  • Розвинено теорію комбінаторних просторів та формальний підхід до означення та класифікації задач комбінаторної оптимізації в чіткій та нечіткій постановці.
  • Розроблено математичний апарат, призначений для дослідження і розв’язування проблем оптимального вибору альтернатив на основі використання групових експертних оцінок.
  • Для класу задач комбінаторної оптимізації, які виникають при прогнозуванні третинної структури протеїнів, запропоновано і досліджено нові підходи до формалізації поняття кодування, зокрема, на основі застосування апарату кватерніонів. Сформульовано і доведено основні властивості таких кодувань, запропоновано алгоритми їх побудови.

Прикладні:

  • Розроблено інформаційну технологію та математичне забезпечення, призначені для використання у системі підтримки прийняття рішень у складі інтегрованої інформаційно-аналітичної системи «Електронний Парламент України».
  • Розроблено та реалізовано програмно ряд моделей і методів середньострокового макроекономічного прогнозування, результати застосування яких використовувалися при прийнятті рішень на рівні Кабінету Міністрів України.
  • Розроблено інформаційну технологію та оригінальні математичні моделі, які призначені для моніторингу і аналізу економічних процесів на макрорівні на основі використання агрегованих та інтегральних індексів, зокрема, для моніторингу бюджетної сфери у регіонах України.
  • Для розв`язання проблем передбачення просторової структури білків розроблено та досліджено нові алгоритми оптимізації, що базуються на ідеї метода гілок і меж, локального пошуку та оптимізації мурашиними колоніями. На основі обчислювальних експериментів, проведених із використанням суперкомп`ютера СКІТ, проведено дослідження їх ефективності. Показано переваги над рядом відомих алгоритмів.
  • Створено інтелектуальний комплекс для стегоаналітичних досліджень, здатний автономно перевіряти масиви зображень великого об’єму, адаптуватись до рівня завантаженості обчислювальних ресурсів та їх виду. Новий комплекс є концептуально сумісним з існуючими системами інтелектуального аналізу даних (Data Mining). Побудовано раціональний план стегоаналітичних досліджень, який дозволив суттєво зменшити кількість статистичних досліджень і розробити нові алгоритми сімейства методів НЗБ-стеганографії.


Монографії

  • Sharifov F., Kutucu H. Network Design Problem with Cut Constraints. In: Optimization Problems in Graph Theory (ed. Goldengorin B.). – Cham: Springer, 2018. – P. 265-292.
  • Hulianytskyi L. F., Riasna I. I. Formalization and classification of combinatorial optimization problems. In: Optimization Methods and Applications (eds. Butenko S., Pardalos P. M., Shylo V.). – Cham: Springer International Publishing AG, 2017. – P. 239–250.
  • Гуляницький Л.Ф., Мулеса О.Ю. Прикладні методи комбінаторної оптимізації: навч. посіб. – К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2016. – 142 с.
  • Математичні моделі та методи інформаційно-аналітичного супроводу законотворчого процесу. В кн.: Електронний парламент України: досвід створення / Під ред. С.О. Довгого. – Київ: Логос, 2015. – 458 с.
  • Sergienko , Mikhalevich M., Koshlai L. Optimization models in a transition economy. – N.Y., Heidelberg, Dordrecht, London: Springer, 2014. – 334 р.
  • Довгий С.О., Сергієнко І.В.,…, Гуляницький Л.Ф. та ін. Інформаційно-аналітичне супроводження бюджетного процесу: Монографія /За ред. С.О.Довгого, І.В.Сергієнка. – К.: ТОВ «Інформаційні системи», 2013. – 420 с.

Статті, конференції

  • Sharifov F., Kutucu H. Linear programming problems with fundamental cut matrices // Sigma J. Eng. & Nat. Sci. –2018. –36 (3). – P. 835-848.
  • Гуляницький Л.Ф., Павленко А.І. Моделювання залежних від часу проблем пошуку оптимальних маршрутів: огляд  // Математичне моделювання в економіці.  – 2017.  – № 1–2. – С. 103–117.
  • Корольов В.Ю., Огурцов М.І. Транспортно-комунікаційна задача для груп безпілотних апаратів // Математичні машини і системи. – 2017. – № 1. – С. 82 – 89.
  • Hulianytskyi L., Malyshko S. Big Data in Information Analytical System «NEWSCAPE» / Data Stream Mining&Processing. Proc. of the 2016 IEEE First International Conference on Data Stream Mining&Processing (23-27 August 2016, Lviv, Ukraine). – Lviv, 2016. – P. 382–386
  • Hulianytskyi L. F., Riasna I. I. Automatic classification method based on a fuzzy similarity relation // Cybernetics and Systems Analysis. – 2016. – 52, N 1. – P. 30-37.
  • Ходзинский А.Н., Огурцов М.И. Разработка и исследование алгоритмов комбинаторной оптимизации для транспортной задачи повышенной сложности // Материалы 5-й международной конференции «Математическое моделирование, оптимизация и информационные технологии». Том ІІ (Кишинэу, 22-25 марта 2016). – Кишинэу: Evrika  ATIC. – С.378-384.
  • Hulianytskyi L., Pavlenko A. Ant colony optimization for time dependent shortest path problem in directed multigraph // Int. J. «Information Content and Processing». – 2015. – 2, N 1. – P. 52-61.
  • Sharifov F., Hulianytskyi L. Models and Complexity of Problems of Design and Reconstruction of Telecommunication and Transport Systems //Cybernetics and Systems Analysis. – 2014. –50, Issue 5. – P. 693–700.
  • Hulianytskyi L. F., Rudyk V. O. Protein structure prediction problem: formalization using quaternions // Cybernetics and Systems Analysis. – 2013. – 49, N 4. – P. 597-602.
  • Сергієнко І.В., Гуляницький Л.Ф. Структура та основні функції інформаційно-аналітичних систем підтримки прийняття законодавчих рішень // Математичне моделювання в економіці. – 2013. – № 1. – С. 25-32.