Modulární nástroj pro parametrickou analýzu dynamických systémů pomocí komplexních sítí

Abstract

Modelování dynamických systémů s komplexní vnitřní strukturou je složitá úloha, k jejímuž řešení se stále častěji používají komplexní sítě zachycující interakce mezi jed- notlivými částmi systému. Důležitým prvkem tohoto procesu je výběr vhodných metod a jejich parametrů, kterými síť vytvoříme a následně zkoumáme. Neexistuje ovšem ná- stroj, který by dokázal konfigurovat množství parametricky závislých výpočtů, tyto vý- počty realizovat a jejich výsledky porovnat. Takový nástroj by posléze umožnil výběr metod a parametrů nejvhodnějších pro studovaný systém. Tato práce představuje kni- hovnu Neads, která umí vykonat parametrické analýzy obecných dynamických systémů pomocí komplexních sítí, přičemž mezivýsledky ukládá a dokáže je využít během navazu- jících výpočtů. Představený nástroj má potenciál zásadně urychlit vědeckou práci v této oblasti. 1

Modelling of dynamical systems with complex internal structure is a complicated task which has more and more frequently been solved using complex networks capturing the structure of interactions among individual elements of the system. An important task of this process is the selection of suitable methods and their parameters by which we create the network and subsequently examine it. However, there is no tool that could automat- ically configure various parametrized analytical pipelines, enable executing all potential runs and compare their results. Such a tool would consequently allow selection of meth- ods and parameters most suitable for the system explored. This work presents the Neads library which is able to execute parametric analyses of general dynamical systems using complex networks, intermediate results being stored and available for subsequent calcula- tions as well as potential pipelines extensions. The tool has the potential to significantly accelerate scientific work in this area. 1