<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2023-15-6-1096-1104</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-410</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AUTOMATION AND CONTROL OF TECHNOLOGICAL PROCESSES AND PRODUCTIONS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Алгоритм идентификации параметров моделей производственных функций при помощи нейронной сети</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Algorithm for identifying parameters of production function models using a neural network</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чертков</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chertkov</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Чертков Александр Александрович — доктор технических наук, доцент </p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Chertkov, Alexandr A. — Dr. of Technical Sciences, associate professor </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">kaf_electricautomatic@gumrf.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сабуров</surname><given-names>C. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Saburov</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Сабуров Сергей Валерьевич — кандидат технических наук Котласский филиал </p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская 5/7</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Saburov, Sergey V. — PhD Kotlas branch </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">_saharov_@rambler.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Каск</surname><given-names>Я. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kask</surname><given-names>Ya. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Каск Ярослав Николаевич — кандидат технических наук </p><p>198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7 </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Kask, Yaroslav N. — PhD </p><p>5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035</p></bio><email xlink:type="simple">kaf_electricautomatic@gumrf.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>07</day><month>02</month><year>2024</year></pub-date><volume>15</volume><issue>6</issue><fpage>1096</fpage><lpage>1104</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Чертков А.А., Сабуров C.В., Каск Я.Н., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Чертков А.А., Сабуров C.В., Каск Я.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Chertkov A.A., Saburov S.V., Kask Y.N.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/410">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/410</self-uri><abstract><p>Целью работы является обеспечение мониторинга и достоверности статистических данных, используемых для анализа и прогнозирования развития производства на основе обобщенных показателей, учитывающих объемы использованных ресурсов и способы их применения. Предлагается алгоритм параметрической идентификации моделей производственных функций по временным рядам статистических данных с использованием обобщенной регрессии, обеспечивающий наилучшую оценку ошибки параметрической оптимизации по методу наименьших квадратов. В отличие от существующих методов оценки для построения моделей используются нейронные сети, значительно увеличивающие технические возможности моделирования и способствующие повышению точности вычислений за счет применения нейросетевых технологий. Показано, что для решения задач рассматриваемого класса целесообразно применять обобщенно-регрессионные нейронные сети, используя простые режимы обучения с высокой точностью моделирования. В результате рассмотрен алгоритм количественной оценки параметров производственных функций, состоящий в построении нейронной модели с последующим ее использованием для «пригонки» (аппроксимации) к полученным данным траектории производственной модели заданной структуры путем рекуррентных оценок вектора искомых коэффициентов при заданном начальном приближении. Предложенный алгоритм продемонстрирован на примере оценок параметров производственной функции Кобба – Дугласа и дискретно-динамической модели функции потребления по соответствующим статистическим рядам. Вычисления выполнены при помощи функций пакета Neural Networks программной среды MATLAB. Данный алгоритм предназначен для количественных оценок параметров производственных моделей со сложными логико-вероятностными связями, а также для получения численных значений целевых индикаторов и показателей оценки развития внутреннего водного транспорта по статистическим рядам и мониторингу.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The purpose of the work is to ensure the monitoring and reliability of statistical data used for the analysis and forecasting of the production development on the basis of generalized indicators that take into account the volume of resources used and the ways of their use. An algorithm for parametric identification of production functions models from time series of statistical data using generalized regression, which provides the best estimation of the parametric optimization error by the method of least squares, is proposed. In contrast to existing assessment methods, neural networks are used to build models, which significantly expand the technical capabilities of modeling and contribute to improving the accuracy of calculations through the use of neural network technologies. It is shown that in order to solve the problems of this class, it is advisable to use generalized regression neural networks with simple training modes and high modeling accuracy. As a result, it is possible to propose an algorithm for quantitative assessment of the production functions parameters, which consists in the construction of a neural model with its subsequent use to fit the trajectory of the production model of a given structure to the obtained data by means of recurrent estimates of the vector of the desired coefficients at a given initial approximation. The proposed algorithm is demonstrated by estimating the parameters of the Cobb-Douglas production function and the discrete-dynamic model of the consumption function according to the corresponding statistical series. The calculations are performed using the functions of the Neural Networks package of the MATLAB software environment. The algorithm is applicable for quantitative estimation of the production models parameters with complex logical-probabilistic relationships, as well as for obtaining numerical values of target indicators and indicators for assessing the inland water transport development by statistical series and monitoring.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>производственная модель</kwd><kwd>функция потребления</kwd><kwd>модель Кобба – Дугласа</kwd><kwd>статистический ряд</kwd><kwd>регрессия</kwd><kwd>способ</kwd><kwd>оценка параметров</kwd><kwd>нейронная сеть</kwd><kwd>технологии</kwd><kwd>оптимизация</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>production model</kwd><kwd>the consumption function</kwd><kwd>the Cobb-Douglas model</kwd><kwd>statistical series</kwd><kwd>the regression method</kwd><kwd>estimation of parameters</kwd><kwd>neural network technology</kwd><kwd>optimization</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колчинская Е. Э. Исследование факторов роста промышленности России с использованием производственной функции / Е. Э. Колчинская, С. Н. Растворцева // Актуальные проблемы экономики и права. — 2013. — № 4. — С. 152–158.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kolchinskaya, E. E., and S. N. Rastvortseva. “Research of the factors of industrial growth in Russia using the production function.” Russian Journal of Economics and Law 4 (2013): 152–158.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рузанов А. И. Производственные функции и их использование для описания закономерностей производства / А. И. Рузанов // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. — 2011. — № 5–1. — С. 212–217.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ruzanov, А.I. “Production functions and their use to describe the patterns of production.” Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod 5–1 (2011): 212–217.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сахаров В. В. Модели и алгоритмы оптимизации технологических процессов на объектах водного транспорта в среде MATLAB: монография / В. В. Сахаров, А. А. Кузьмин, А. А. Чертков. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2015. — 436 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sakharov, V. V., A. A. Kuz’min, and A. A. Chertkov. Modeli i algoritmy optimizatsii tekhnologicheskikh protsessov na ob”ektakh vodnogo transporta v srede MATLAB: monografiya. SPb.: Izd-vo GUMRF im. adm. S. O. Makarova, 2015.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Суворов Н. В. Применение производственной функции Кобба-Дугласа для анализа промышленного комплекса региона / Н. В. Суворов, Р. Р. Ахунов, Р. В. Губарев, Е. И. Дзюба, Ф. С. Файзуллин // Экономика региона. — 2020. — Т. 16. — № 1. — С. 187–200. DOI: 10.17059/2020‑l‑14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Suvorov, N. V., R. R. Akhunov, R. V. Gubarev, Е. I. Dzyuba, and F. S. Fayzullin. “Applying the CobbDouglas Production Function for Analysing the Region’s Industry.” Economy of Regions 16.1 (2020): 187–200. DOI: 10.17059/2020‑l‑14</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дмитриенко Д. В. Модели и алгоритмы эффективной эксплуатации объектов водного транспорта / Д. В. Дмитриенко. — СПб.: Судостроение, 2010. — 203 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dmitrienko, D. V. Modeli i algoritmy effektivnoi ekspluatatsii ob”ektov vodnogo transporta. SPb.: Sudostroenie, 2010.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кубонива М. Математическая экономика на персональном компьютере: пер. с яп. / М. Кубонива, М. Табата, С. Табата, Ю. Хасэбэ; под ред. М. Кубонива; под ред. и с предисл. Е. З. Демиденко. — М.: Финансы и статистика, 1991. — 304 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kuboniva, M., M. Tabata, S. Tabata, and Yu. Khasebe. Matematicheskaya ekonomika na personal’nom komp’yutere. Edited by M. Kuboniva and E. Z. Demidenko. M.: Finansy i statistika, 1991.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сидоров А. В. Диагностика состояния транспортной инфраструктуры с использованием нейронных сетей / А. В. Сидоров, С. В. Михеев, А. А. Осьмушин // Современные проблемы науки и образования. — 2013. — № 6. — С. 215.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sidorov, А. V., S. V. Mikheev, and А. А. Osmushin. “Diagnosis of the transport infrastructure using neural networks.” Modern problems of science and education 6 (2013): 215.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сазонов А. Е. Прогнозирование траектории движения судна при помощи нейронной сети / А. Е. Сазонов, В. В. Дерябин // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2013. — № 3 (22). — С. 6–13.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sazonov, A.E., and V. V. Deryabin. “Forecasting to paths of the motion ship with the help of neyronnoy network.” Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 3(22) (2013): 7–13.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дерябин В. В. Применение нейронной сети в модели счисления пути судна / В. В. Дерябин // Эксплуатация морского транспорта. — 2011. — № 3 (65). — С. 20–27.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Deryabin, V. V. “Neural network implementation in vessel’s dead reckoning model.” Ekspluatatsiya morskogo transporta 3(65) (2011): 20–27.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кротов В. Ф. Основы теории оптимального управления / В. Ф. Кротов, Б. А. Лагоша, С. М. Лобанов, Н. И. Данилина, С. И. Сергеев. — М.: Высшая школа, 1990. — 432 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krotov, V. F., B. A. Lagosha, S. M. Lobanov, N. I. Danilina, and S. I. Sergeev. Osnovy teorii optimal’nogo upravleniya. M.: Vysshaya shkola, 1990.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
