Изменение свойств статистики характеристик сложных систем при моделировании отклонения от режима нормального функционирования

Рассматривается изменение свойств статистики измерений характеристик сложных механических систем при моделировании начального этапа развития предаварийных явлений. Применяемая методика основана на эффекте усиления уровня хаоса в измерениях любого физического поля, связанного с изучаемым объектом, в период подготовки его аварийного сбоя или катастрофической трансформации. На примере вибрационного стенда изучаются статистические феномены, возникающие при отклонении установки от режима нормальной работы и согласующиеся с предлагаемым подходом. Экспериментально подтверждено, что при физическом моделировании даже слабого отклонения исследуемого устройства от правильного функционирования имеет место значительное и легко регистрируемое изменение уровня хаоса и свойств статистики проводимых измерений. Показано, что указанное изменение существенно усиливается при увеличении числа степеней свободы воздействия, моделирующего развитие предаварийной ситуации. Сформулирован алгоритм оценки вероятности существования предаварийного процесса технических систем на основании анализа двумерных геометрических структур, свойства которых обусловлены вариациями уровня хаоса в ансамбле измерений произвольной природы, связанных с функционированием соответствующего техногенного объекта.

Л.П. КОГАН^1,2,3, канд. физ.-мат. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Е. ВОЛЬВАЧ², д-р физ.-мат. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.Т. БУБУКИН³, д-р физ.-мат. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Д.Д. БАЛАНДИН⁴, начальник управления качества (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Ю.Ю. КОТЛОВ⁴, инженер-электроник (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.Ю. СТУРОВ⁴, старший инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Л.В. КРАМАРЕНКО⁵, канд. пед. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (603000, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65)
² Отдел радиоастрономии и геодинамики, Крымская астрофизическая обсерватория РАН (298409, Республика Крым, Бахчисарайский р-н, пгт Научный)
³ Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (603022, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23)
⁴ Горьковский завод аппаратуры связи им. А.С. Попова (603002, г. Нижний Новгород, ул. Интернациональная, 100)
⁵ Херсонский государственный педагогический университет (г. Херсон, ул. Университетская, 27)

1. Смертин Р.М., Никулин Л.М. Методика оценки чувствительности к вибрации оптических компонентов, основанная на вейвлет-анализе вибрационно-модулированного излучения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2025. № 4. С. 609–615. EDN: ­KCEPYX. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2025-25-4-609-616
2. Volvach A.E., Kurbasova G.S., Volvach L.N. Parametric resonance of surface geomagnetic waves as a precursor of local earthquakes. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. 2025. Vol. 137. 103802. EDN: ­ZXXASS. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2025-25-4-609-61610.1016/j.pce.2024.103802
3. Volvach A.E., Volvach L.N., Larionov M.G. Blazar S 0528+134 is possibly the most powerful emitter in the Universe, including in the range of gravitational waves. Astronomy and Astrophysics. 2024. Vol. 691, L9. EDN: ­INCMVQ.
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202451911
4. Volvach A.E., Kurbasova G.S., Volvach L.N. Wavelets in the analysis of local time series of the Earth’s surface air. Heliyon. 2024. Vol. 10, Iss. 1, e23237. EDN: ­TODIXS. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e23237
5. Курбасова Г.С., Вольвач А.Е., Вольвач Л.Н. Временные ряды космических наблюдений: анализ локальных метеорологических и солнечных серий // Космические исследования. 2023. Т. 61. № 4. C. 285–301. EDN: ­UMRXAA. https://doi.org/10.31857/S0023420623700097
6. Guo Y., Cheng Z., Zhang J., et al. A review on adversarial-based deep transfer learning mechanical fault diagnosis. Journal of Big Data. 2024. Vol. 11. No. 1, pp. 151. EDN: ­JAFIOA. https://doi.org/10.1186/s40537-024-01006-4
7. Volvach A.E., Kogan L.P., Kanonidi K.H., et al. Changes in the properties of the statistics of physical and biophysical fields as earthquake precursor. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2022. Vol. 108. 106200. EDN: ­CELUZO. https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2021.106200
8. Volvach A.E., Kogan L.P., Kanonidi K.H., Bubukin I.T., Shtenberg V.B., Volvach L.N., Biazitov D.T. Statistical precursors of a strong earthquake on April 6, 2009 on the Apennine Peninsula. Heliyon. 2022. Vol. 8. No. 8. e10200. EDN: ­RTQYCW. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e10200
9. Volvach A., Kogan L., Volvach L., et al. The group of statistical precursors of 7.3 and 6.6 magnitude earthquakes in the region of Indonesia. Natural Hazards. 2024. Vol. 120. No. 6, pp. 5601–5616. EDN: ­ABAHET. https://doi.org/10.1007/s11069-024-06439-x
10. Volvach A., Kogan L., Volvach L., et al. On the topological similarity of the functionals from the statistics of magnetic field measurements before the earthquake on November 3, 2022 in the Gura teghii, Romania region. Romanian Reports on Physics. 2023. Vol. 75. No. 4. P. 707. EDN: ­TIJCIC. https://doi.org/10.59277/RomRepPhys.2023.75.707
11. Volvach A., Celik C., Kogan L., Volvach L. On the extreme values of the correlator of topological similarity of functionals from the statistics of geomagnetic field measurements for spatially separated magnetometers in the period before the 06/02/2023 earthquake of magnitude 7.8 in Eastern Turkey. Romanian Reports in Physics. 2025. Vol. 77, No. 1. 704. EDN: ­ESSAHO. https://doi.org/10.59277/RomRepPhys.2025.77.704
12. Volvach A.E., Kogan L.P., Volvach L.N., Yakubov-skaya I.V. Statistical precursors of solar flares on September 6, 2017, March 23 and May 1, 2024. Advances in Space Research. 2025. Vol. 76, pp. 551–561. EDN: ­EDTXXL.
https://doi.org/10.1016/j.asr.2025.04.056
13. Volvach A.E., Kogan L.P., Volvach L.N., Yakubovskaya I.V. On statistical precursors of solar flares. Chinese Journal of Physics. 2025. Vol. 97, pp. 862–882. EDN: ­KZFVJB. https://doi.org/10.1016/j.cjph.2025.07.038
14. Volvach A.E., Bornyakov S.A., Kogan L.P., Volvach L.N. Deterministic statistical patterns preceding ice shocks revealed by ice deformation measurements. Scientific Reports. 2026. Vol. 16. 13931. https://doi.org/10.1038/s41598-026-44091-6
15. Volvach A., Kogan L., Volvach L. On changes in bee noise statistics before the occurrence of seismic events. Romanian Reports in Physics. 2026. Vol. 78. No. 2. 707. https://doi.org/10.59277/RomRepPhys.2026.78.707
16. Kogan L.P., Korneva K.G., Volvach A.E., et al. Prediction of unfavorable outcome of acute decompensation of diabetes mellitus. Diabetology and Metabolic Syndrome. 2025. Vol. 17. No. 1, p. 64. EDN: ­QAWISV. https://doi.org/10.1186/s13098-025-01605-y