О лаборатории
Лаборатория основана в 2009 году на базе сложившейся к тому времени в Казанском Государственном Университете научной группы, возглавляемой доктором физико-математических наук, профессором Александром Алексеевичем Лазаревым. Стоит отметить, что на сегодняшний день это единственная лаборатория в России по теории расписаний.
В настоящее время в лаборатории работают 16 человек: 1 доктор и 4 кандидата физико-математических наук, а также 6 инженеров и 5 техников. Сотрудники преподают в Высшей Школе Экономики, Московском Государственном Университете им. М.В.Ломоносова и Московском Физико-Техническом Институте.
Сотрудники занимаются сложными для решения практическими задачами теории расписаний, комбинаторной оптимизации, календарного планирования, а также изучают модели, возникающие при исследовании практических задач планирования и управления комплексами взаимосвязанных операций при ресурсных ограничениях.
При исследовании NP-трудных задач комбинаторной оптимизации существенным является изучение структуры сложности примеров, получение новых свойств оптимальных решений и построение на их основе полиномиальных и псевдополиномиальных алгоритмов решения частных случаев этих задач. Полученные свойства и алгоритмы выделенных полиномиально разрешимых частных случаев могут быть использованы при построении эффективных алгоритмов нахождения точных и приближенных решений для общего случая задачи. Аналогичный подход выделения частных случаев задач, нахождения их эквивалентных хорошо изученных постановок и построения алгоритмов решения является эффективным при исследовании возникающих на практике задач большой размерности.
Сотрудниками лаборатории разработан метод изменения параметров, который позволяет находить наилучшее приближенное решение из области допустимых (полиномиально разрешимых) решений для задач объемно-календарного планирования.
В лаборатории активно развивается новый метод решения задач комбинаторной и дискретной оптимизации, представляющий собой модификацию классического метода динамического программирования, основанного на принципе оптимальности Беллмана. Предложенный метод, названный «графическим», был успешно применен для решения ряда задач теории расписаний и дискретной оптимизации. Оказалось, что при помощи данного метода для некоторых задач комбинаторной оптимизации можно значительно сократить трудоемкость их решения.Более того, показано, что для некоторых задач, трудоемкость решения которых была неизвестна, можно построить полиномиальный алгоритм решения.
Научная группа лаборатории ставит своей целью поиск практического применения сформулированных решений и построение эффективных методов нахождения точных и приближенных решений с гарантированной погрешностью для задач управления движением подвижных средств в транспортных и логистических системах, включая задачи формирования, маршрутизации и диспетчеризации транспортных потоков, а также задач планирования и управления комплексом взаимосвязанных операций. Полученные методы решения реализованы в пакетах программных средств, предназначенных для включения в комплексные информационные системы управления различными процессами в прикладных областях транспортной логистики.
Деятельность лаборатории осуществляется в следующих направлениях:
- NP-трудные задачи теории расписаний, календарного планирования и смежных областей комбинаторной и дискретной оптимизации;
- графические алгоритмы получения приближенных решений NP-трудных задач теории расписаний;
- новые методы решения трудоемких задач на основе графического подхода;
- задачи управления движением на железнодорожном транспорте;
- задачи управления движением в транспортных сетях;
- методы оптимизации при составлении учебных расписаний ВУЗов;
- задачи управления инвестиционным портфелем;
- разработка и внедрение информационных систем с математической составляющей;
- получение эффективных метрик для рассматриваемых задач и построение на их основе полиномиальных алгоритмов решения с гарантированной абсолютной погрешностью.
Лаборатория имеет богатый опыт в создании интерфейсов и программных комплексов решения учетно-аналитических задач. Сотрудники участвовали в создании ИТ продуктов для известных фирм 1С, Главстрой, Siemens, Wabco и др.
К настоящему времени сотрудниками лаборатории опубликовано 152 работы, в том числе 22 монографии, учебников и учебных пособий для ведущих университетов нашей страны. Сотрудники лаборатории ведут большую работу по редактированию отдела «Исследование операций» Реферативного Журнала «Математика» (ВИНИТИ), работают в редколлегии журнала «Автоматика и Телемеханика» и диссертационных советах по защите докторских диссертаций.
Лаборатория сотрудничает с рядом крупных научных центров Германии и Франции (Otto-von-Guericke University Magdeburg, CNRS institute for information science and technology, INRIA Bordeaux). Полученные теоретические и прикладные результаты сопоставимы с мировым уровнем, что подтверждается успешной апробацией на ведущих международных конференциях и публикациями в международных изданиях.