Search

Your search keyword '"Sushko, I"' showing total 158 results
Start Over Author "Sushko, I"
158 results on '"Sushko, I"'

3. Exchange Rate Dynamics and Central Bank Interventions: On the (De)Stabilizing Nature of Targeting Long-Run Fundamentals Interventions.

Author

Gardini, L., Radi, D., Schmitt, N., Sushko, I., and Westerhoff, F.

Subjects
FOREIGN exchange rates, CENTRAL banking industry, FOREIGN exchange market, BEAR markets, MARKET makers
Abstract

We develop a foreign exchange market model in which a market maker adjusts the exchange rate with respect to the trading behavior of chartists, fundamentalists and a central bank. While chartists bet on the persistence of bull and bear markets, fundamentalists speculate on mean reversion. The central bank seeks to stabilize the foreign exchange market by placing buy (sell) orders when the undervaluation (overvaluation) of the exchange rate exceeds a certain threshold. Since a one-dimensional piecewise-linear discontinuous map with three branches determines the evolution of the exchange rate, we use a combination of analytical and numerical tools to explore the extent to which the central bank is able to tame the behavior of the foreign exchange market. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2024

4. Sentiment-driven business cycle dynamics: An elementary macroeconomic model with animal spirits

Author

Gardini, L., Radi, Davide, Schmitt, N., Sushko, Iryna, Westerhoff, F., Radi D. (ORCID:0000-0001-7809-1166), Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Gardini, L., Radi, Davide, Schmitt, N., Sushko, Iryna, Westerhoff, F., Radi D. (ORCID:0000-0001-7809-1166), and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

We propose an elementary macroeconomic model with animal spirits in which aggregate investment expenditure depends on firms’ sentiment. Firms display one of three sentiment states. When national income increases (decreases) strongly, firms are optimistic (pessimistic) and aggregate investment expenditure is high (low). Otherwise, firms are neutral and aggregate investment expenditure is normal. A rigorous mathematical analysis of our elementary macroeconomic model sheds new light on how animal spirits may contribute to fluctuations in economic activity. In particular, we show that a bidirectional feedback process between national income and investor sentiment may create endogenous business cycles that coevolve with waves of optimism and pessimism.

Published
2023

5. A 2D piecewise-linear discontinuous map arising in stock market modeling: Two overlapping period-adding bifurcation structures

Author

Gardini, L., Radi, Davide, Schmitt, N., Sushko, Iryna, Westerhoff, F., Radi D. (ORCID:0000-0001-7809-1166), Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Gardini, L., Radi, Davide, Schmitt, N., Sushko, Iryna, Westerhoff, F., Radi D. (ORCID:0000-0001-7809-1166), and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

We consider a 2D piecewise-linear discontinuous map defined on three partitions that drives the dynamics of a stock market model. This model is a modification of our previous model associated with a map defined on two partitions. In the present paper, we add more realistic assumptions with respect to the behavior of sentiment traders. Sentiment traders optimistically buy (pessimistically sell) a certain amount of stocks when the stock market is sufficiently rising (falling); otherwise they are inactive. As a result, the action of the price adjustment is represented by a map defined by three different functions, on three different partitions. This leads, in particular, to families of attracting cycles which are new with respect to those associated with a map defined on two partitions. We illustrate how to detect analytically the periodicity regions of these cycles considering the simplest cases of rotation number 1/n, n≥3, and obtaining in explicit form the bifurcation boundaries of the corresponding regions. We show that in the parameter space, these regions form two different overlapping period-adding structures that issue from the center bifurcation line. In particular, each point of this line, associated with a rational rotation number, is an issue point for two different periodicity regions related to attracting cycles with the same rotation number but with different symbolic sequences. Since these regions overlap with each other and with the domain of a locally stable fixed point, a characteristic feature of the map is multistability, which we describe by considering the corresponding basins of attraction. Our results contribute to the development of the bifurcation theory for discontinuous maps, as well as to the understanding of the excessively volatile boom-bust nature of stock markets.

Published
2023

6. Revealing bifurcation mechanisms in a 2D nonsmooth map by means of the first return map

Author

Panchuk, A., Sushko, Iryna, Michetti, E., Coppier, R., Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Panchuk, A., Sushko, Iryna, Michetti, E., Coppier, R., and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

In this work, our goal is to show how a properly constructed first return map can help to describe the dynamics of a two-dimensional piecewise smooth map. In particular, to understand some formation principles of the bifurcation structure of its parameter space. The considered map is important from the applied point of view: it models the effects of fraud in a public procurement procedure and allows one to investigate whether honest or dishonest behavior prevails in society. We present the bifurcation structure of the map formed by the periodicity regions associated with attracting cycles of different periods. By means of the first return map, we show that the boundaries of these regions are related to border collision bifurcations typical for nonsmooth maps, as well as standard fold and flip bifurcations. The main economic result is related to the emergence of unexpected changes in qualitative non-compliant behavior over time.

Published
2023

7. The impact of pollution on the dynamics of industry location and residence choice

Author

Commendatore, P., Kubin, I., Sodini, M., Sushko, Iryna, Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Commendatore, P., Kubin, I., Sodini, M., Sushko, Iryna, and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

In this paper we analyze the role of pollution for industry location and residence choice. We present a new economic geography (NEG) model in which manufacturing generates local pollution (that does not accumulate) and uses two types of labour input: unskilled workers that cannot migrate and work where they live; and high-skilled entrepreneurs that choose where to produce and where to live. Taking on board costless commuting or, in alternative, distance working, entrepreneurs can live in a different location from production. Both types of households enjoy utility from consuming all commodities (locally and imported variants) and suffer from local pollution. The resulting model is of the footloose entrepreneur variant, but involves two dynamic equations: the standard one governing the residential choice of entrepreneurs, and another one governing where production is located. The current paper analyses the discrete time dynamic process defined by a two-dimensional piecewise smooth map. Depending on parameters this map can have possibly coexisting attractors of various types (fixed points, cycles, closed curves as well as chaotic attractors). We analytically obtain stability conditions for the fixed points. Using numerical methods we describe also some global dynamic properties of the considered map. Finally, we propose an economic interpretation of the results concerning local stability analysis and global dynamics.

Published
2023

8. Lozi map embedded into the 2D border collision normal form.

Author

Sushko, I., Avrutin, V., and Gardini, L.

Subjects
*ROTATIONAL motion
Abstract

A 2D piecewise linear continuous two-parameter map known as the Lozi map is a special case of the 2D border collision normal form depending on four parameters. In the present paper, we investigate how the bifurcation structure of the Lozi map is incorporated into the bifurcation structure of the 2D border collision normal form using an analytical representation of the boundaries of the largest periodicity regions related to the cycles with rotation number 1/n, n ⩾ 3. At the centre bifurcation boundary of the stability domain of the fixed point both maps are conservative which leads to a quite intricate bifurcation structure near this boundary. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2023
Full Text
View/download PDF

11. Currency manipulation and currency wars: Analyzing the dynamics of competitive central bank interventions

Author

Gardini, L., Radi, Davide, Schmitt, N., Sushko, Iryna, Westerhoff, F., Radi D. (ORCID:0000-0001-7809-1166), Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Gardini, L., Radi, Davide, Schmitt, N., Sushko, Iryna, Westerhoff, F., Radi D. (ORCID:0000-0001-7809-1166), and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

Based on a behavioral exchange rate model, we show that a central bank that conducts competitive interventions to promote its economy may devalue its currency, albeit at the expense of creating heightened exchange rate volatility. However, currency manipulation may easily spark currency wars, i.e. rival central banks may retaliate by conducting competitive interventions, too. We find that the central bank that intervenes more aggressively during a currency war may succeed in devaluing its currency, yet the exchange rate's volatility may increase significantly. If both central banks act equally aggressively, a currency war merely amplifies exchange rate fluctuations. (C) 2022 Elsevier B.V. All rights reserved.

Published
2022

12. Perception of Fundamental Values and Financial Market Dynamics: Mathematical Insights from a 2D Piecewise Linear Map

Author

Gardini, L., Radi, Davide, Schmitt, N., Sushko, Iryna, Westerhoff, F., Radi D. (ORCID:0000-0001-7809-1166), Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Gardini, L., Radi, Davide, Schmitt, N., Sushko, Iryna, Westerhoff, F., Radi D. (ORCID:0000-0001-7809-1166), and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

We develop a simple financial market model in which a market maker adjusts the price with respect to orders placed by chartists and fundamentalists. A novel feature of our model is that fundamentalists optimistically (pessimistically) believe in a relatively high (low) fundamental value when the financial market is increasing (decreasing). As it turns out, the dynamics of our model is driven by a two-dimensional discontinuous piecewise linear map for which we provide an in-depth analytical and numerical investigation. Among other things, we obtain in explicit form the boundaries of the periodicity regions associated with attracting cycles with rotation number 1/n, n \geq 3. These boundaries correspond to border collision bifurcations of the related cycles. We show that the periodicity regions are organized in a specific period adding structure, and some of the regions may overlap. Several examples of coexisting cycles and their basins of attraction are also presented. Economically, our results offer a new explanation for the boom-bust behavior of actual financial markets.

Published
2022

13. Big or small? A new economic geography model with an endogenous switch in the market structure

Author

Commendatore, P., Kubin, I., Sushko, Iryna, Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Commendatore, P., Kubin, I., Sushko, Iryna, and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

We present a new economic geography (NEG) model with a linear demand function where firms may change the perception of their relative dimension with respect to the local market. If they perceive themselves as big, they behave as Cournot oligopolists, otherwise they behave as monopolistic competitors. We first compare the pure cases in which only one market form prevails in the two-region economy. Comparing these pure cases of monopolistic and oligopolistic competition only a quantitative difference emerges. Subsequently, we assume that firms switch behavior and start to interact strategically when the number of local firms is below a threshold; in that case, the market form evolves endogenously. Results change substantially. ‘Break’ and ‘sustain’ points are separated as in standard NEG models with an isoelastic demand function leading to a co-existence of equilibria. Stable partial agglomeration and oscillations with small amplitude are possible. The dynamics are described by a 1D piecewise smooth map, which can be continuous (in the pure monopolistic or oligopolistic cases) or discontinuous (when the market structure evolves endogenously). We analyze the bifurcation structure of the parameter space of the map comparing these cases. We show that the continuous maps have rather standard dynamics, while the discontinuous map is characterised by border collision bifurcations of fixed points and cycles, which lead to rich and complex bifurcation structures.

Published
2022

15. Research of the problem of deceleration of computations in multiprocessional computing systems when solving applied problems

Author

Ivashchenko, V., Ivashchenko, O., Kabak, I., Sushko, I., Mamuzić, Ilija, and Mamuzić, Ilija

Subjects
multiprocessional computing systems, applied problems, deceleration factor
Abstract

The research is aimed at determining the deceleration factor associated with the increase in computing of a multiprocessor system. It should be noted that the research of these problems is important and relevant. The aim of the research is the further approach development associated with methodology defi nition for evaluation of the multiprocessor modular computing system effectiveness and this value impact of the computational deceleration.

Published
2022

18. Necessary and sufficient conditions for the roots of a cubic polynomial and bifurcations of codimension-1, -2, -3 for 3D maps

Author

Gardini, L., Schmitt, N., Sushko, Iryna, Tramontana, Fabio, Westerhoff, F., Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Tramontana F. (ORCID:0000-0002-7299-5524), Gardini, L., Schmitt, N., Sushko, Iryna, Tramontana, Fabio, Westerhoff, F., Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), and Tramontana F. (ORCID:0000-0002-7299-5524)

Abstract

We reconsider the well-known conditions which guarantee the roots of a third-degree polynomial to be inside the unit circle. These conditions are important in the stability analysis of equilibria and cycles of three-dimensional systems in discrete time. A simplified set of conditions determine the boundary of the stability region and we prove which kind of bifurcation occurs when the boundary is crossed at any of its points. These points correspond to the existence of one, two or three eigenvalues equal to 1 in modulus, real or complex conjugate. We give the explicit expressions of the eigenvalues at each point of the border of the stability region in the parameter space. The results are applied to a system representing a housing market model that gives rise to a Neimark–Sacker bifurcation, a flip bifurcation or a pitchfork bifurcation.

Published
2021

19. Dynamics of a two-dimensional map on nested circles and rings

Author

Gardini, L., Sushko, Iryna, Tramontana, Fabio, Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Tramontana F. (ORCID:0000-0002-7299-5524), Gardini, L., Sushko, Iryna, Tramontana, Fabio, Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), and Tramontana F. (ORCID:0000-0002-7299-5524)

Abstract

We consider a discrete dynamical system, a two-dimensional real map which represents a one-dimensional complex map. Depending on the parameters, its bounded dynamics can be restricted to an invariant circle, cyclic invariant circles, invariant annular regions or disks. We show that on such invariant sets the trajectories are always either periodic of the same period, or quasiperiodic and dense. Moreover, the invariant sets may be transversely attracting or repelling, and undergo the typical cascade of period doubling bifurcations. Homoclinic bifurcations can also occur, leading to chaotic rings, annular regions filled with dense repelling cyclical circles and aperiodic trajectories.

Published
2021

20. Online chemical modeling environment (OCHEM): web platform for data storage, model development and publishing of chemical information

Author

Sushko I, Pandey AK, Novotarskyi S, Körner R, Rupp M, Teetz W, Brandmaier S, Abdelaziz A, Prokopenko VV, Tanchuk VY, Todeschini R, Varnek A, Marcou G, Ertl P, Potemkin V, Grishina M, Gasteiger J, Baskin II, Palyulin VA, Radchenko EV, Welsh WJ, Kholodovych V, Chekmarev D, Cherkasov A, Aires-de-Sousa J, Zhang Q-Y, Bender A, Nigsch F, Patiny L, Williams A, Tkachenko V, and Tetko IV

Subjects
Information technology, T58.5-58.64, Chemistry, QD1-999
Published
2011
Full Text
View/download PDF

23. Emerging trade patterns in a 3-region linear NEG model: three examples

Author

Commendatore P, Kubin I, Sushko I, Commendatore P, Kubin I, Bougheas S, Kirman A, Kopel M, Bischi GI, Commendatore, P, Kubin, I, and Sushko, I

Subjects
Two-dimensional piecewise smooth map, Multistability, Basin of attraction, New Economic Geography model, Three-region models, Trade patterns
Abstract

This chapter draws attention to a specific feature of a NEG model that uses linear (and not iso-elastic) demand functions, namely its ability to account for zero trade. Thus, it represents a suitable framework to study how changes in parameters that are typical for NEG models, such as trade costs and regional market size, not only shape the regional distribution of economic activity, but at the same time determine the emergence of additional trade links between formerly autarkic regions. We survey some related papers and present a three-region framework that potentially nests many possible trade patterns. To focus the analysis, we study in more detail three specific trade patterns frequently found in the EU trade network. We start with three autarkic regions; then we introduce the possibility that two regions trade with each other; and, finally, we allow for one region trading with the other two, but the latter are still not trading with each other. We find a surprising plethora of long-run equilibria each involving a specific regional distribution of economic activity and a specific pattern of trade links. We show how a reduction in trade costs shapes simultaneously industry location and the configuration of the trade network.

Published
2018

26. Схема заміщення геофона для задач моделювання в SPICE пакетах

Author

Vistyzenko, Ye. V., Sushko, I. O., Vistyzenko, Ye. V., and Sushko, I. O.

Abstract

Вступ. У сучасній техніці при реєстрації сейсмічних сигналів у якості давача найбільше поширення отримали індуктивні сейсмоприймачі (геофони). При розробці апаратури прийому сейсмічних сигналів найбільшу увагу приділяють вхідним підсилювачам, до яких безпосередньо підключається геофон. Так як, в залежності від типу сейсмічного дослідження необхідно виділяти певні діапазони вхідних частот до геофонів додаються ланки фільтрації і корекції форми АЧХ та ФЧХ геофону. Тому робота геофону повинна розглядатися в комплексі з вхідними каскадами приймача сейсмічних хвиль. Основна частина. Було проаналізовано основні параметри геофонів, що наводяться у документації на виріб, виділенні основні параметри, за якими буде оцінюватися адекватність створеної моделі. Аналіз проводився на прикладі моделі GS-ONE виробництва компанії Geospace (USA). Розглянуто будовугеофона та принцип електромеханічних аналогій для створення схеми заміщення. Приведена схема заміщення з урахуванням паразитних параметрів та методика вимірювання і розрахунку елементів схеми. Розглянуто вплив шунтуючого опору, підключеного до вихідних клем геофона, на роботу геофона. Проведено розрахунок елементів схеми по наведеній методиці на прикладі геофона GS-ONE, представлено графіки АЧХ та ФЧХ, отриманні в результаті моделювання у пакеті NI Multisim. Оцінено результати моделювання за їх відповідністю до аналогічних, наведених у документації на геофон. Висновки. У даній моделі підвищена точність у порівнянні з відомими моделями[1,2] завдяки врахуванню наявності вихідної ланки геофона увигляді котушки індуктивності та її паразитних параметрів. Розроблена методика може застосовуватися для розрахунку параметрів схеми заміщення геофона та використання в пакетах моделювання електронних схем. Модель не враховує абсолютно усіх процесів, що проходять у геофоні, що призводить до відхилення в показниках амплітуди у АЧХ перетворювача до 8% а відхилення ФЧХ до 2х градусів. Проте подальше доповнення моделі ускладнить її використання

Published
2019

27. Схема заміщення геофона для задач моделювання в SPICE пакетах

Author

Sushko, I. O., Vistyzenko, Ye. V., Movchanyuk, A. V., Antypenko, R. V., Serha, A. V., Sushko, I. O., Vistyzenko, Ye. V., Movchanyuk, A. V., Antypenko, R. V., and Serha, A. V.

Abstract

Вступ. У сучасній техніці при реєстрації сейсмічних сигналів у якості давача найбільше поширення отримали індуктивні сейсмоприймачі (геофони). При розробці апаратури прийому сейсмічних сигналів найбільшу увагу приділяють вхідним підсилювачам, до яких безпосередньо підключається геофон. Так як, в залежності від типу сейсмічного дослідження необхідно виділяти певні діапазони вхідних частот до геофонів додаються ланки фільтрації і корекції форми АЧХ та ФЧХ геофону. Тому робота геофону повинна розглядатися в комплексі з вхідними каскадами приймача сейсмічних хвиль. Основна частина. Було проаналізовано основні параметри геофонів, що наводяться у документації на виріб, виділенні основні параметри, за якими буде оцінюватися адекватність створеної моделі. Аналіз проводився на прикладі моделі GS-ONE виробництва компанії Geospace (USA). Розглянуто будовугеофона та принцип електромеханічних аналогій для створення схеми заміщення. Приведена схема заміщення з урахуванням паразитних параметрів та методика вимірювання і розрахунку елементів схеми. Розглянуто вплив шунтуючого опору, підключеного до вихідних клем геофона, на роботу геофона. Проведено розрахунок елементів схеми по наведеній методиці на прикладі геофона GS-ONE, представлено графіки АЧХ та ФЧХ, отриманні в результаті моделювання у пакеті NI Multisim. Оцінено результати моделювання за їх відповідністю до аналогічних, наведених у документації на геофон. Висновки. У даній моделі підвищена точність у порівнянні з відомими моделями[1,2] завдяки врахуванню наявності вихідної ланки геофона увигляді котушки індуктивності та її паразитних параметрів. Розроблена методика може застосовуватися для розрахунку параметрів схеми заміщення геофона та використання в пакетах моделювання електронних схем. Модель не враховує абсолютно усіх процесів, що проходять у геофоні, що призводить до відхилення в показниках амплітуди у АЧХ перетворювача до 8% а відхилення ФЧХ до 2х градусів. Проте подальше доповнення моделі ускладнить її використання, Introduction. In modern electronic equipment the inductive seismic receivers (geophones) are the most widespread as sensors for registration of seismic signals. In developing seismic receiving devices, the most significant attention is paid to input amplifiers, which are directly connected to the geophones. Depending on the type of seismic research it is necessary to allocate specific ranges of input frequencies. For filtration and frequency response form correction to geophone is adding additional circuits. Therefore, the work of the geophone should be considered in conjunction with the input cascades of the seismic waves receiver. The main part. The main parameters from the documentation of geophones are analyzed and parameters for the assess of created model adequacy are selected. The analysis was carried out on an example of the model GS-ONE produced by Geospace (USA). The structure of the geophone and the principle of electromechanical analogies for equivalent circuit creating are considered. The equivalent circuit, taking into account parasitic parameters, and the measuring and calculating methods ofthe schemeelements are given. The influence on the work of the geophone of the shunt resistance connected to the output geophone terminals is considered.The calculation of the circuit elements according to the following method is carried out on the example of the GS-ONE geophone, the amplitude and phase frequency responses as the results of simulation in the package of NI Multisim are introduced. The simulation results are assessed according to their similarity with geophone parameters from documentation. Conclusions. The accuracy of the given model is increased compared to known models due to the consideration of the presence of the output geophone branch in the form of inductance coil and its parasitic parameters. This method can be used for equivalent circuit parameters calculation and for modeling in electronic simulation packages. The model does not take into, Одним из направлений современной техники является апаратура регистрации сейсмических сигналов. В качестве датчиков таких сигналов используют индуктивные сейсмоприемники – геофоны. При разработке аппаратуры приема сейсмических сигналов наибольшее внимание уделяется входным усилителям. Работа геофона рассматривается в комплексе с входными каскадами приемника сейсмических волн. Была предложена схема замещения геофона для учета влияния паразитных параметров для получения возможности моделирования в SPICE пакетах. Приведенная схема дает возможность ускорить разработку системы регистрации. Проведена проверка адекватности полученной схемы путем проверки сходимости экспериментальных данных и данных, приведенных в документации на геофон.

Published
2019

28. Dynamics of a generalized fashion cycle model

Author

Sushko, Iryna, Gardini, L., Matsuyama, K., Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Sushko, Iryna, Gardini, L., Matsuyama, K., and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

We study a four-parameter family of 2D piecewise linear maps with two discontinuity lines. This family is a generalization of the discrete-time version of the fashion cycle model by Matsuyama, which was originally formulated in continuous time. The parameter space of the considered map is characterised by quite a complicated bifurcation structure formed by the periodicity regions of various attracting cycles. Besides the standard period adding and period incrementing structures, there exist incrementing structures with some distinctive properties, as well as novel mixed structures, which we study in detail. The boundaries of many periodicity regions associated with border collision bifurcations of the related cycles are obtained analytically. Several mixed structures are qualitatively described.

Published
2019

29. Obtaining a hub position: A New Economic Geography analysis of industry location and trade network structures.

Author

Commendatore, P., Kubin, I., and Sushko, I.

Subjects
INDUSTRIAL location, ECONOMIC geography, ECONOMIC research, LOCATION analysis, RELIEF models
Abstract

We present a linear New Economic Geography model with three regions, one remote region and two regions that entertain a trade agreement with low bilateral trade costs. Only one of these two integrated regions has the outside option to conclude an additional trade agreement with the remote region and to obtain a hub position. We show that the new trade agreement has a substantial impact on industry location and trade patterns and that the effects strongly depend upon level of integration between the initial two regions. It is not always the region with the outside option that profits from using it. Finally, we also show that higher firm mobility may lead to complex dynamics. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2021
Full Text
View/download PDF

30. Trade Agreements in a linear FE model

Author

COMMENDATORE, PASQUALE, Kubin I., Sushko I., Bednar-Friedl B., Kleiner J., Commendatore, Pasquale, Kubin, I., and Sushko, I.

Subjects
New Economic Geography, Agglomeration, Trade agreements
Abstract

The treaty of Rome was signed in 1957 and it started a continuous process of strengthening the internal integration of the EU. In this study, we consider the economic effects of intensified trade integration within the Union in which productive factors are also mobile. We argue that a New Economic Geography (NEG) perspective is preferable to the Heckscher-Ohlin approach. We show that trade integration leads to specialization, trade creation, and trade diversion (as predicted by a standard Heckscher-Ohlin framework), but it may also lead to agglomeration within the Union, which is typical of a NEG framework. We show that these agglomeration processes reinforce the specialization and trade effects of trade integration. Finally, we provide insights into the dynamic processes and show that the coexistence of attractors in our modeling approach is more pervasive than in a standard NEG framework.

Published
2016

32. 2D discontinuous piecewise linear map: Emergence of fashion cycles

Author

Gardini, L., Sushko, Iryna, Matsuyama, K., Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Gardini, L., Sushko, Iryna, Matsuyama, K., and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

We consider a discrete-time version of the continuous-time fashion cycle model introduced in Matsuyama, 1992. Its dynamics are defined by a 2D discontinuous piecewise linear map depending on three parameters. In the parameter space of the map periodicity, regions associated with attracting cycles of different periods are organized in the period adding and period incrementing bifurcation structures. The boundaries of all the periodicity regions related to border collision bifurcations are obtained analytically in explicit form. We show the existence of several partially overlapping period incrementing structures, that is, a novelty for the considered class of maps. Moreover, we show that if the time-delay in the discrete time formulation of the model shrinks to zero, the number of period incrementing structures tends to infinity and the dynamics of the discrete time fashion cycle model converges to those of continuous-time fashion cycle model.

Published
2018

33. The role of centrality and market size in a 4-region asymmetric new economic geography model

Author

Pasquale commendatore, Kubin I, Mossay P, Sushko I, Commendatore, Pasquale, I, Kubin, P, Mossay, and I, Sushko

Subjects
New economic geography, Market access, Centrality, Transit traffic, Industrial agglomeration, Two-dimensional piecewise smooth map, Local and global dynamics
Abstract

In this paper, we put forward a four-region new economic geography footloose entrepreneur model in which regions are differentiated by their size and their geographical position along a line. There are two distinct trade blocs, each of them consisting of a pair of regions. Direct and indirect trade between all regions is allowed, whereas factor mobility can occur only between regions of the same bloc. Given this more general geographical structure, as compared to previous studies, we are able to disentangle two manifestations of the market access effect: firms can take advantage of locating both in a more central region (centrality effect) and/or in a bigger region (local market size effect). The model is able to generate a plethora of long-term outcomes, including four equilibria with full agglomeration in each trade bloc that can be ranked by factor owners. Equilibria where industry is dispersed or agglomerated in a bloc and dispersed in the other one, are also possible as well as more complex attractors. Finally, by allowing direct and indirect trade between regions, we are able to look at the effect of trade integration on transit traffic by evaluating in a preliminary analysis the consequences of policies aiming at limiting transport volumes in a model with shifting industry.

Published
2017

36. Класифікація двовимірних образів з використанням нормалізації за рівнем

Author

Rybin, A. I., Litvintsev, S. M., Sushko, I. O., and Pelevin, S. O.

Subjects
621.372.061, нормализация, нормальное ортогональное преобразование, классификация образов, коэффициент трансформант, двумерный образ, normalization, normal orthogonal transformation, pattern recognition, transform coefficient, 2D image, ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, нормалізація, нормальне ортогональне перетворення, класифікація образів, коефіцієнт трансформант, двовимірний образ
Abstract

Introduction. Possible methods of pattern recognition of 2D images are described. A matched filtering method based on "in terms of level" normalization is the best way for classification of 2D images. Example of "in terms of level" normalization algorithm of 2D images. By means of example whole process of comparison of 2D images based on proposed method is presented. Proposed algorithms. Normalization algorithm of 2D reference image based on orthogonal transformation and estimation algorithm of similarity between tested and reference 2D images are proposed. Conclusions. The main advantages of the proposed method of 2D image classification are presented in conclusions. Minimization of some disadvantages is proposed., Рассмотрены методы распознавания двумерных (2D) образов. Доказано, что метод нормализации по уровню является лучшим решением при проведении классификации двумерных образов. Предложены алгоритм нормализации 2D эталонного образа при использовании ортогонального преобразования и алгоритм оценки степени подобия между исследуемым и эталонным 2D образами. При помощи приведенного примера показан весь процесс сравнения двумерных образов при помощи предложенного метода., Розглянуто методи розпізнавання двовимірних (2D) образів. Доведено, що метод нормалізації за рівнем є найкращим рішенням при проведенні класифікації двовимірних образів. Запропоновано алгоритм нормалізації 2D еталонного образу при використанні ортогонального перетворення і алгоритм оцінки ступеня подібності між досліджуваним і еталонним 2D образами. За допомогою наведеного прикладу показано увесь процес порівняння двовимірних образів за допомогою запропонованого методу.

Published
2015

37. Pattern recognition of 1-D and 2-D images for arbitrary scale of spatial coordinates

Author

Litvintsev, S., Sushko, I. A., Vistyzenko, Y. V., and Rybin, A. I.

Subjects
621.372.061, классификация образов, pattern recognition, коефіцієнт трансформант, normal orthogonal transformation, коэффициент трансформант, перетворення Мелліна, нормальне ортогональне перетворення, normalization, преобразование Меллина, класифікація образів, нормализация, нормалізація, transform coefficient, нормальное ортогональное преобразование, Mellin transform
Abstract

Показано можливість використання перетворення Мелліна при класифікації образів на базі їх нормалізації або нормального перетворення при зміні масштабу аргументів досліджуваних образів відносно еталонного образу. Наведено приклад обчислень, який показав простоту застосування перетворення Мелліна. Отримана достатньо висока чутливість класифікатора до змін параметрів графоелементів досліджуваного образу відносно еталона. Introduction. Possible methods of pattern recognition are described. Transform coefficient, allowing numerically to evaluate the difference between the test and reference signal is proposed. In this case, the reference signal is selected by researcher independently, which gives more freedom. Theoretical positions. The possibility of Mellin transform using for pattern classification of images based on their normalization or normalized transformation when scale of studied images is differ from a reference image, is considered. A similar of Fourier and Mellin transforms is proved. Classification algorithm. Proposed algorithm can be used when change of scale arguments of the signals is presented. This algorithm has a clear structure that allows implement it in hardware with minimal effort. Examples. Examples of the Mellin transform using for different distortion types of the test signal are considered. The test signals have time scale and distorted form changing. The obtained sensitivity value of classifier to parameters changes of the investigated image with respect to the reference image was sufficient to get a stable work of this unit. Conclusions. The main advantages of the Mellin transform using for recognizing signals at different scales are presented is conclusions. Показана возможность использования преобразования Меллина при классификации образов на базе их нормализации или нормального преобразования при изменении масштаба аргументов исследуемых образов относительно эталонного образа. Приведен пример вычислений, показавший простоту применения преобразования Меллина. Получена достаточно высокая чувствительность классификатора к изменениям параметров исследуемого образа относительно эталона.

Published
2015

38. Normal orthogonal transformation algorithm of 2D image

Author

Rybin, A. I., Litvintsev, S. N., and Sushko, I. A.

Subjects
621.372.061, класифікація образів, двумерное нормальное ортогональное преобразование, классификация образов, pattern recognition, коефіцієнт трансформант, коэффициент трансформант, двовимірне нормальне ортогональне перетворення, transform coefficient, 2D normal orthogonal transformation
Abstract

В статті на базі алгоритму формування матричного оператора дискретного ортогонального одновимірного перетворення створено алгоритм двовимірного перетворення. Проблема створення двовимірного перетворення полягає в великому порядку матричного оператора, якщо двовимірний образ представляється у вигляді одного рядка, утвореного послідовністю рядків (стовпців) образу. В цьому випадку для матриці образу порядку N порядок матричного оператора становить N2, тобто кількість елементів такого оператора дорівнює N4, що неприпустимо, враховуючи, що для образів N = 256…1024. Отримано просту структуру формування матричного оператора дискретного двовимірного перетворення, урахування якої дозволяє зменшити об’єм пам’яті, необхідної для обчислення коефіцієнта трансформант, до N3, що робить можливим класифікацію образів з матрицями порядку N ≈ 256…1024. Алгоритм проілюстровано на прикладі, обраному виходячи з міркувань простоти перевірки отримуваних результатів. A new 2D transformation algorithm based on algorithm of matrix operator formation in 1D discrete orthogonal transformation is presented. Complexity 2D algorithm creation is a high order of matrix operator when 2D image is presented as a sequence of rows (columns). In this case the order of matrix operator is N2 for image matrix of N order. As result, the number of its elements is equal to N4, which is equivalent of huge figure for image, having size N = 256…1024. A simple algorithm for creation of matrix operator in 2D discrete transformation was obtained. It allows reduce to N3 the memory volume, required for transform coefficient calculation. It makes possible to classify images having matrix of order N ≈ 256…1024. The algorithm is illustrated on the example selected from the ease of inspection results. В статье на базе алгоритма формирования матричного оператора дискретного ортогонального одномерного преобразования создан алгоритм двумерного преобразования. Проблема создания двумерного преобразования состоит в большом порядке матричного оператора, если двумерный образ представить в виде одной строки, образованной последовательностью строк (столбцов) образа. В этом случае для матрицы образа порядка N порядок матричного оператора равен N2, т.е. количество элементов матричного оператора равно N4, что недопустимо, учитывая, что для образов N = 256…1024. Получена простая структура формирования матричного оператора двумерного дискретного преобразования, учет которой позволяет уменьшить объем памяти, необходимой для вычисления коэффициента трансформант, до N3, что делает возможным классификацию образов с матрицами порядка N ≈ 256…1024. Алгоритм проиллюстрирован на примере, выбранном исходя из простоты проверки получаемых результатов.

Published
2015

39. 2-D images classification based on 'in terms of level' normalization

Author

Rybin, A. I., Litvintsev, Sergii, Sushko, I. A., and Pelevin, S. O.

Subjects
621.372.061, двовимірний образ, классификация образов, pattern recognition, коефіцієнт трансформант, normal orthogonal transformation, коэффициент трансформант, нормальне ортогональне перетворення, двумерный образ, normalization, класифікація образів, нормализация, нормалізація, transform coefficient, нормальное ортогональное преобразование, 2D image
Abstract

Розглянуто методи розпізнавання двовимірних (2D) образів. Доведено, що метод нормалізації за рівнем є найкращим рішенням при проведенні класифікації двовимірних образів. Запропоновано алгоритм нормалізації 2D еталонного образу при використанні ортогонального перетворення і алгоритм оцінки ступеня подібності між досліджуваним і еталонним 2D образами. За допомогою наведеного прикладу показано увесь процес порівняння двовимірних образів за допомогою запропонованого методу. Introduction. Possible methods of pattern recognition of 2D images are described. Matched filtering method based on "in terms of level" normalization is the best way for classification of 2D images. Example of "in terms of level" normalization algorithm of 2D images. By means of example whole process of comparison of 2D images based on proposed method is presented. Proposed algorithms. Normalization algorithm of 2D reference image based on orthogonal transformation and estimation algorithm of similarity between tested and reference 2D images are proposed. Conclusions. The main advantages of the proposed method of 2D image classification are presented in conclusions. Minimization of some disadvantages is proposed. Рассмотрены методы распознавания двумерных (2D) образов. Доказано, что метод нормализации по уровню является лучшим решением при проведении классификации двумерных образов. Предложены алгоритм нормализации 2D эталонного образа при использовании ортогонального преобразования и алгоритм оценки степени подобия между исследуемым и эталонным 2D образами. При помощи приведенного примера показан весь процесс сравнения двумерных образов при помощи предложенного метода.

Published
2015

40. Revisiting the model of credit cycles with Good and Bad projects

Author

Matsuyama, K., Sushko, Iryna, Gardini, L., Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699), Matsuyama, K., Sushko, Iryna, Gardini, L., and Sushko I. (ORCID:0000-0001-5879-0699)

Abstract

We revisit the model of endogenous credit cycles by Matsuyama (2013, Sections 2-4). First, we show that the same dynamical system that generates the equilibrium trajectory is obtained under a much simpler setting. Such a streamlined presentation should help to highlight the mechanism through which financial frictions cause instability and recurrent fluctuations. Then, we discuss the nature of fluctuations in greater detail when the final goods production function is Cobb-Douglas. For example, the unique steady state possesses corridor stability (locally stable but globally unstable) for empirically relevant parameter values. This also means that, when a parameter change causes the steady state to lose its local stability, its effects are catastrophic and irreversible so that even a small, temporary change in the financial friction could have large, permanent effects on volatility. Other features of the dynamics include an immediate transition from the stable steady state to a stable asymmetric cycle of period n≥. 3, along which n- 1. ≥ 2 consecutive periods of gradual expansion are followed by one period of sharp downturn, as well as to a robust chaotic attractor. These results demonstrate the power of the skew-tent map as a tool for analyzing a regime-switching dynamic economic model.

Published
2016

43. The accessment of sensitivity in Electrical Impedance Tomography by normal transformation method

Author

Sushko, I., Rybin, A., and Chekerys, I.

Subjects
621.372.061, точність вимірювань, reconstruction, оцінка чутливості, трансформанта, чувствительность, точность измерений, електроімпедансна томографія, неоднорідність, реконструкція, inhomogeneity, accuracy of measurement, чутливість, электроимпедансная томография, фантом, класифікатор, нормальне перетворення, Electrical Impedance Tomography, classifier, the accessment of sensitivity, normal transformation method, phantom, sensitivity, классификатор, нормальное преобразование, transformant coefficients, неоднородность, оценка чувствительности, реконструкция
Abstract

Запропоновано створення класифікатора на основі дискретного нормального ортогонального перетворення для оцінки доцільності розв’язання зворотної задачі електроімпедансної томографії за результатами вимірювань напруг на електродах по обводу контуру фантома. Створено класифікатор оцінки чутливості, який на основі обчислення коефіцієнтів трансформант сукупностей виміряних напруг дозволяє зробити висновок про потенційну можливість отримання достовірного результату реконструкції. Проведено обчислення коефіцієнтів трансформант для випадків отримання достовірних результатів візуалізації та для випадків, коли за результатами комп’ютерного моделювання напруг фантома та їх натурних вимірювань отримання надійної реконструкції розподілення опорів усередині фантома не є можливим. Отримані результати свідчать про можливість створення класифікаторів оцінки чутливості, для чого слід в процесі розв’язання задачі реконструкції створювати відповідну базу даних надійних та ненадійних розв’язків. Introduction. The classifier creation on the base of discrete normal orthogonal transformation to access the advisability of inverse Electrical Impedance Tomography (EIT) solving is proposed. Measured voltages on electrodes on the phantom outline are output data for EIT inverse problem solution. The necessity in preliminary assessment exists because the process of solving is labor-intensive and may not have the reliable results. The results. The sensitivity access classifier is developed. It allows to make a conclusion about potential possibility of reliable reconstruction result obtaining from calculating the transformant coefficients of measured voltages sets. The transformant coefficients are calculated in cases of reliable visualization results obtaining and in cases where the results of computer simulation phantom voltages and their measurements obtaining the reliable reconstruction of resistance distribution is not possible. The calculations are conducted for different inhomogeneities, with different values of conductivity and locations. Conclusions. The results suggest the possibility of creation the classifier for sensitivity access. The appropriate database of reliable and unreliable solutions should be formed in the process of reconstruction problem solving. Предложено создание классификатора на основе дискретного нормального ортогонального преобразования для оценки целеснообразности решения обратной задачи электроимпедансной томографии по результатам измерений напряжений на электродах по обводу контура фантома. Создано классификатор оценки чувствительности, который на основе вычисления коэффициентов трансформант сукупностей измеренных напряжений позволяет сделать вывод про потенциальную возможность получения достоверного результата реконструкции. Проведено вычисления коэффициентов трансформант для случаев получения достоверных результатов визуализации и для случаев, когда по результатам компьютерного моделирования напряжений фантома и их натурных измерений получения надежной реконструкции распределения сопротивлений внутри фантома не представляется возможным. Полученные результаты свидетельствуют о возможности создания классификаторов оценки чувствительности, для чего следует в процессе решения задачи реконструкции создавать базу данных надежных и ненадежных решений.

Published
2014

44. Modifikation of iteration algorithm for computing the surface conductivitie sincrements solving the inverse problem of electrical impedance tomography

Author

Sushko, I.

Subjects
зворотна задача, 621.372.061, электроимпедансная, регуляризация, матрица производных, accuracy, обратная задача, регуляризація, phantom, точность, електроімпедансна томографія, regularization, обусловленность матриц, метод зон проводимости, matrix conditionality, inverse problem, метод зон провідності, фантом, conductivity zones method, матриця похідних, зумовленість матриць, Electrical Impedance Tomography, точність, derivative matrix
Abstract

Запропоновано алгоритми заміни ітераційної процедури регуляризації за А. Н. Тихоновим ітераційною процедурою з логарифмічним кроком та не ітераційним обчисленням оберненої матриці, яка складається на базі матриць похідних від напруг (по обводу контуру) по поверхневим провідностям зон. Запропоновані алгоритми легко програмуються та забезпечують високу точність та хорошу збіжність ітераційної процедури реконструкції образу з проекцій. Крім того, запропоновані алгоритми значно скорочують кількість арифметичних операцій та час обчислень на ЕОМ. Отримані результати ілюструються прикладами розрахунків. Introduction. Thereplacement algorithms of regularization iterative procedure by A. Tykhonov with iterative procedure with logarithmic step and not iterative calculation of inverse matrix are proposed. The matrix is based on matrices of derivatives from contour voltages on zones surface conductivities. The results. The results are illustrated by examples of calculations. The inhomogeneities in the form of zones and with arbitrary shape were simulated. The computation results and results of reconstruction are identical with accuracy to the 11th significant digit for inhomo-geneities in the form of zones. Defying the inhomogeneity with arbitrary shape its character and location are maintained and there is a certain "spread" in the neighboring area. Conclusions. The proposed algorithms are easily programmed and provide high accuracy and good convergence of iterative procedure of image reconstruction from projections. Besides the algorithms significantly reduce number of arithmetic operations and computation time on PC. Предложены алгоритмы замены итерационной процедуры регуляризации по А. Н. Тихонову итерационной процедурой с логарифмическим шагом и не итерационным вычислением обратной матрицы, составляемой на базе матриц производных от напряжений по обводу контура по поверхностным проводимостям зон. Предложенные алгоритмы легко программируются и обеспечивают высокую точность и хорошую сходимость итерационной процедуры реконструкции образа по проекциям. Кроме того, предложенные алгоритмы значительно сокращают количество арифметических операций и время вычислений на ЭВМ. Полученные результаты иллюстрируются примерами расчетов.

Published
2014

45. Sensitivity of phantom contour voltage to complex impedance changes of inhomogeneities in Electrical Impedance Tomography

Author

Dostal, T., Sushko, I., Matsai, A., Gaidayenko, E., and Rybin, A.

Subjects
зворотна задача, конечный элемент, 621.372.061, чувствительность, anisotropy, complex voltages, комплексні опори, електроімпедансна томографія, зоны проводимости, чутливість, анізотропія, электроимпедансная томография, зони провідності, прямая задача, фантом, анизотропия, Electrical Impedance Tomography, conductivity zones, комплексные сопротивления, скінченний елемент, forward problem, обратная задача, phantom, sensitivity, пряма задача, finite element, inverse problem
Abstract

Проведено аналіз впливу значень поверхневої провідності неоднорідностей на зміну значень комплексних напруг по обводу контуру фантома, порівняно з однорідним фантомом з комплексною поверхневою провідністю. Проведено аналіз впливу анізотропії скінченного елемента та всього фантома в цілому на обчислювані комплексні напруги. Отримано модель скінченного квадратного елемента, який складається з 1024х1024 скінченних елементів, отриманих по спрощеним наближеним формулам. Констатовано, що незалежно від різниці абсолютних значень напруг, виміряних при різних положеннях джерела струму, їх відносні прирощення залишаються незмінними. Для боротьби з такого роду анізотропією запропоновано разом з джерелом обертати сітки фантомів, як скінченних елементів, так і зон провідності. Остаточні висновки про межі чутливості вимірювальних пристроїв можна буде зробити лише після накопичення статистичних даних розв’язання зворотної задачі, обраним авторами методом зон провідності. Introduction. The analysis of surface conductivity influence of inhomogeneities to the changes of complex phantom contour voltages comparing with a homogeneous phantom with complex surface conductivity is carried out. The analysis of the influence of finite element and all phantom generally anisotropy on the calculated complex voltages is conducted. The results. The model of square finite element is obtained. It consists of 1024х1024 finite elements obtained by simplified approximate formulas. The relative increments of voltage values are unchanged regardless of the difference in the absolute values of voltages measured at different positions of the current source. It is proposed to rotate the phantom grids of finite elements and conductivity zones with the current source rotation to overcome this anisotropy. Conclusions. Final conclusions about the limits of the measuring device sensitivity could be done only after the data accumulation of solving the inverse problem by zones conductivity method. Проведен анализ влияния значений поверхностной проводимости неоднородностей на изменение значений комплексных напряжений по обводу контура фантома в сравнении с однородным фантомом с комплексной поверхностной проводимостью. Выполнен анализ влияния анизотропии конечного элемента и всего фантома в целом на вычисляемые комплексные напряжения. Получена модель конечного квадратного элемента, составленного из 1024х1024 конечных элементов, полученных по упрощенным формулам. Отмечено, что независимо от разницы абсолютных значений напряжений, вычисленных при различных положениях источника тока, их относительные приращения остаются неизменными. Для борьбы с такого рода анизотропией предложено вместе с источником поворачивать сетки фантомов, как конечных элементов, так и зон проводимости. Окончательные выводы о границах чувствительности измерительных устройств можно будет сделать после накопления статистических данных решения обратной задачи, выбранным авторами метода зон проводимости.

Published
2014

46. Consistency of linear forecasts in a nonlinear stochastic economy

Author

Hommes, C., Sorger, G., Wagener, F., Bischi, G.I., Chiarella, C., Sushko, I., and Equilibrium, Expectations & Dynamics / CeNDEF (ASE, FEB)

Subjects
Nonlinear system, Economy, Stochastic process, Consistency (statistics), Econometrics, Economics, Adaptive learning, Overlapping generations model, Conditional expectation, Bounded rationality, Path dependence
Abstract

The notion of consistent expectations equilibrium is extended to economies that are described by a nonlinear stochastic system. Agents in the model do not know the nonlinear law of motion and use a simple linear forecasting rule to form their expectations. Along a stochastic consistent expectations equilibrium (SCEE), these expectations are correct in a linear statistical sense, i.e., the unconditional mean and autocovariances of the actual (but unknown) nonlinear stochastic process coincide with those of the linear stochastic process on which the agents base their beliefs. In general, the linear forecasts do not coincide with the true conditional expectation, but an SCEE is an ‘approximate rational expectations equilibrium’ in the sense that forecasting errors are unbiased and uncorrelated. Adaptive learning of SCEE is studied in an overlapping generations framework.

Published
2013

47. The Features of Regularization Method for Solving the Electrical Impedance Tomography Inverse Problem by Zones Conductivities Method

Author

Sushko, I. O. and Rybin, A. I.

Subjects
621.372.061
Abstract

Розглянуто особливості використання методу регуляризації погано обумовлених матриць похідних від передаточних опорів (вузлових напруг) по поверхневих провідностях при розв’язанні задачі реконструкції образу в імпедансній томографії. Використання запропонованого методу зон провідності дає можливість радикально (в сотні разів) зменшити порядки матриць похідних порівняно з класичною моделлю фантома за використання методу скінченних елементів, що значно спрощує процедуру реконструкції образів. Наведені прості приклади розрахунків показують, що для візуалізації поодиноких неоднорідностей (з визначенням геометричного положення, розмірів і характеру) достатньо використовувати неітераційну регуляризацію за А. М. Тихоновим. Ітераційну регуляризацію слід застосовувати у випадках, коли необхідно з певною точністю знати абсолютні значення провідностей неоднорідностей, що потребує великої кількості ітерацій. Альтернативою для останнього методу регуляризації є метод модифікацій обернення матриць. Наведено приклади візуалізації неоднорідності в центрі та біля краю фантома. The features of regularization method of ill-conditioned derivatives matrices from transfer resistances (nodal voltages) on surface zones conductivities solving the Electrical Impedance Tomography (EIT) reconstruction problems are considered. Using the proposed method allows significantly (hundreds of times) reduce the derivatives matrices orders in comparison to the classical phantom model using finite element method that noticeably simplifies the images reconstruction. The calculation examples show that for separate inhomogeneity visualization (geometric localization, size and character definition) it is sufficient to use the no iteration regularization by A. Tikhonov. The iteration regularization should be applied in cases when it is necessary to determine the absolute values of inhomogeneity conductivities with some precision; it requires a large number of iterations. The alternative method (for the last one) is the modification method for matrix inversion. The examples of inhomogeneity (in the center and in the edge of phantom) visualization are shown. Рассмотрены особенности использования метода регуляризации плохо обусловленных матриц производных от передаточных сопротивлений (узловых напряжений) по поверхностным проводимостям при решении задачи реконструкции образа в импедансной томографии. Использование предложенного метода зон проводимости позволяет радикально (в сотни раз) уменьшить порядки матриц производных по сравнению с классической моделью фантома при использовании метода конечных элементов, что значительно упрощает процедуру реконструкции образов. Приведенные простые примеры расчетов показывают, что для визуализации отдельных неоднородностей (с определением геометрического положения, размеров и характера) достаточно использовать неитерационную регуляризацию по А. Н. Тихонову. Итерационную регуляризацию следует применять в случаях, когда необходимо с определенной точностью знать абсолютные значения проводимостей неоднородностей, что требует большого количества итераций. Альтернативой для последнего метода регуляризации является метод модификаций обращения матриц. Приведены примеры визуализации неоднородности в центре и с краю фантома.

Published
2013

48. The sensitivity in Electrical Impedance Tomography

Author

Rybin, A., Gaidaenko, E., Sushko, I., and Gamanenko, A.

Subjects
зворотна задача, 621.372.061, регуляризация, точність вимірювань, the first – fourth type sensitivity, точность измерений, електроімпедансна томографія, метод зон проводимости, неоднорідність, inhomogeneity, accuracy of measurement, электроимпедансная томография, чувствительность первого…четвертого рода, метод зон провідності, фантом, conductivity zones method, increment, Electrical Impedance Tomography, обратная задача, регуляризація, phantom, прирощення, regularization, неоднородность, приращение, inverse problem, чутливість першого…четвертого роду
Abstract

Введено поняття чутливості в електроімпедансній томографії (першого…четвертого роду). Проведено експериментальні дослідження по вимірюванню напруг по обводу контуру на створеному макеті (для рівномірного циліндричної судини з розчином солі та з розміщеними в судині неоднорідностями). Методом зон провідностей (з використанням регуляризації за А.Н. Тихоновим) розв’язано зворотні задачі електроімпедансної томографії для фантома, імітованого на ЕОМ (чутливість третього роду) та за результатами натурних вимірювань (чутливість четвертого роду). Чутливість (першого…четвертого роду) до збільшення провідності графоелементів усередині фантома виявилася значно меншою, ніж чутливість до збільшення опору. Наведено результати оброблення виміряних напруг та результати реконструкції за проекціями, отриманими за математичною моделлю та за результатами натурних вимірювань. Показане задовільне співпадіння отриманих результатів реконструкції між собою та з математичним і натурним фантомами. Introduction. The concept of sensitivity in Electrical Impedance Tomography is introduced (first – fourth type). The experimental researches measuring the voltages on the phantom outline are conducted on the created layout (for uniform cylindrical vessel with brine and placed inhomogeneities in a vessel). The main part. The inverse problems are solved for simulated on PC phantom (the third type sensitivity) and from measured results (the fourth type sensitivity) by conductivity zones method using regularization by A. Tykhonov. The sensitivity to conductivity increasing of elements inside the phantom is significantly less than the sensitivity to resistance increasing. The results of measured voltages processing and the results of projection reconstruction (obtained from mathematical model and from measured results) are described. Conclusions. The satisfactory agreements of reconstruction results between themselves and with mathematical and measured phantoms are shown. Введено понятие чувствительности в электроимпедансной томографии (первого…четвертого рода). Проведено экспериментальные исследования по измерению напряжений по обводу контура на созданном макете (для равномерного цилиндрического сосуда с раствором соли и с размещенными в сосуде неоднородностями). Методом зон проводимости (с использованием регуляризации по А.Н. Тихонову) решено обратные задачи электроимпедансной томографии для фантома, имитированного на ЭВМ (чувствительность третьего рода) и по результатам натурных измерений (чувствительность четвертого рода). Чувствительность (первого…четвертого рода) к увеличению проводимости графоэлементов в середине фантома оказалась значительно меньшей, чем чувствительность к увеличению сопротивления. Приведено результаты обработки измеренных напряжений и результаты реконструкции по проекциям, полученным по математической модели и по результатам натурных измерений. Показано удовлетворительное совпадение полученных результатов реконструкции между собою, а также с математическим и натурным фантомами.

Published
2013

49. Порівняння класичного методу розв’язання зворотної за-дачі імпедансної томографії з методом «зон» провідності

Author

Sushko, I. O. and Rybin, O. I.

Subjects
кінцевий елемент, зворотна задача, конечный элемент, 621.372.061, матрица производных, electrical Impedance Tomography, импедансная томография, forward problem, обратная задача, імпедансна томографія, phantom, задача реконструкции изображения, задача реконструкції зображення, пряма задача, зоны проводимости, finite element, зони провідності, inverse problem, imagine reconstruction problem, прямая задача, фантом, матриця похідних, conductivity zones, derivative matrix
Abstract

Проведено порівняння властивостей класичного ітераційного методу реконструкції образу в імпедансній томографії і методу зон провідності з точки зору організації процедур обчислення, очікуваної точності та трудоємності отримання образу. На прикладах розрахунку показана доволі мала чутливість передаточних опорів до зміни поверхневої провідності окремого кінцевого елементу. При цьому мала чутливість проявляється, як для кінцевих елементів, розташованих в центрі фантому, так і для кінцевих елементів, розташованих по обводу фантому. Мала чутливість є причиною поганої обумовленості матриці похідних, що посилюється великим порядком матриці. Все це призводить до чисельної нестійкості при розв’язанні зворотної задачі (задачі реконструкції). Метод зон провідності дозволяє оминути вказані труднощі: призводить (за рахунок додатко-вої структуризації фантому) до радикального зменшення порядку матриці похідних, підвищення чутливості та обумовленості такої матриці. Для оцінки приведені значення передаточних опорів та похідних для рівномірного фантому та фантомів з неоднорідностями Comparison of classical iteration imagine reconstruction method and conductivity zones method properties in EIT from the point of view of calculation organization, expecting precision and computational cost of imagine receiving is carried out. Reasonably small transfer resistances sensitivity to surface conductivity changes of separate finite element is shown. Small sensitivity is appeared for finite elements, which are situated in the central part of phantom, and also for finite elements, which are situated in the phantom outline. Small sensitivity is the cause of derivative matrix bad conditionality, that is aggravat-ed with big matrix order. It led to quantity instability by solving of inverse problem (recon-struction problem). Conductivity zones method allows to avoid some difficulties: leads to de-rivative matrix order reduction, increasing of sensitivity and matrix conditionality. Transfer resistances and derivatives values for uniform phantom and for phantoms with different in-homogeneities for assessment are proposed. Проведено сравнение свойств классического итерационного метода реконструкции образа в импеданс-ной томографии и метода зон проводимости с точки зрения организации вычислительных процедур, ожидаемой точности и трудоёмкости получения образа. На расчётных примерах показана весьма малая чувствительность передаточных сопротивлений к изменению поверхностной проводимости отдельного конечного элемента. При этом малая чувствительность проявляется, как для конечных элементов, расположенных в центре фантома, так и для конечных элементов, расположенных по обводу фантома. Малая чувствительность вызывает плохую обусловленность матрицы производных, усугубляемую большим порядком матрицы. Всё это приводит к численной неустойчивости при решении обратной задачи (задачи реконструкции). Метод зон проводимости позволяет обойти указанные трудности: приводит (за счёт дополнительной структуризации фантома) к радикальному уменьшению порядка матрицы производных, повышению чувствительности и обусловленности такой матрицы. Для оценок приведены значения передаточных сопротивлений и производных для равномерного фантома и фантомов с неоднородностями

Published
2012

50. CADASTER QSPR THESAURUS database (Poster)

Author

Tetko, I. V., Sushko, I., Brandmaier, S., Gramatica, Paola, Papa, Ester, Kovarich, S., Bhhatarai, B, Kos Durjava, M., Jeliazkova, N., Sahlin, U., Rahmberg, M., and Peijnenburg, W. J. G. M.

Published
2012

Catalog

Books, media, physical & digital resources
See catalog results