Проведён анализ основ современных криптографических систем. Рассмотрены проблемы классической криптографии, возникающие при развитии квантовых компьютеров. Рассмотрены криптографические протоколы квантового распределения ключа их преимущества и недостатки. Проведён анализ доступных на рынке стендов моделирования квантового распределения ключей. Сделано обоснование необходимости разработки обучающей системы. Авторами разработана система моделирования и демонстрации квантовых криптографических протоколов BB84, B92 и BB84(4+2), предназначенная для детального изучения принципов квантовых криптографических протоколов в динамике. Система обеспечивает процесс работы, как в текстовом, так и графическом виде. Разработанная система полностью отвечает потребностям обучения студентов современным квантовым технологиям защиты информации.

Ключевые слова: информационная безопасность, шифрование, квантовая обработка информации, квантовая криптография, моделирование, система обучения

2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

Изоляционные материалы широко используются в нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности. Теплоизоляционные материалы играют важную роль в энергосбережении систем централизованного теплоснабжения и в строительном секторе. В данной работе экспериментальным методом определено влияние цикла смачивания и сушки на теплопроводность и плотность теплоизоляционных материалов. Теплопроводность изоляционных материалов определялась методом защищенной горячей пластины. Установлено, что после четырех циклов смачивания и сушки теплопроводность и плотность теплоизоляционных материалов повышается до 2 и 2,5 раз соответственно.

Ключевые слова: теплопроводность теплоизоляционных материалов, плотность теплоизоляционных материалов, увлажнение теплоизоляционных материалов

2.1.5 - Строительные материалы и изделия

Изучено видовое разнообразие и произведена оценка экологического состояния древесно-кустарниковой растительности на территории одного из старейших и крупнейших парков г. Ростова-на-Дону – парка культуры и отдыха имени Максима Горького. Для изучения была выделена площадка, площадью 33 000 м2, расположенная в северо-восточной части парка. На исследуемом участке выявлено 17 видов древесно-кустарниковых растений, среди которых паркобразующими породами являются Липа европейская (Tiliaeuropaea), Кипарис вечнозеленый (Cupressussempervirens L.), Сосна обыкновенная (Pinussylvestris), Акация серебристая (Acaciadealbata) и Ель европейская (Piceaabies). В ходе анализа жизненного состояния древесно-кустарниковой растительности установлено, что, в основном, для исследуемых экземпляров характерно отсутствие признаков ослабления (55%), а сухостой составляет всего 1%. Качество газонного покрытия достаточно низкое, а почва под ним характеризуется высокой уплотненностью. В основном, характер смыкаемости травостоя – мозаично-групповой, а проективное покрытие достигает максимальных показателей (80%) для всего исследуемого участка в ранневесеннее время. Предложены меры по сохранению и оптимизации парковой территории.

Ключевые слова: жизненное состояние растений, характер смыкаемости травостоя, древесно-кустарниковые растения, газонное покрытие,городскиепарковые ландшафты, парк культуры и отдыха имени Максима Горького

2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура)

В статье в качестве максимальной плотности предложено принять плотность частиц грунта, определение которой не требует наличия сложного оборудования, определяется в лаборатории с помощью пикнометра, при этом плотность частиц грунта является достаточно стабильной величиной, зависящей только от состава грунта. В результате разработан более совершенный метод оценки степени уплотнения песчаных грунтов за счет использования в качестве максимальной плотности грунта плотности частиц грунта и статистических зависимостей без непосредственного определения в лаборатории максимальной плотности и оптимальной влажности грунта по ГОСТ 22733-2016. На основе исследований БелдорНИИ, в качестве максимальной плотности предложено принять плотность частиц грунта, определение которой не требует наличия сложного оборудования.

Ключевые слова: автомобильная дорога, грунт, уплотнение грунтов, состав грунта, дорожное покрытие, дефекты дороги, келейность, строительство дорог, метод, пикнометр

2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.1.7 - Технология и организация строительства

Произведен анализ аварийности на магистральных газопрводах. Определены математические зависимости объема газа, находящегося в газопрводе различных диаметров. Предлагается номограмма для определения объема природного газа, находящегося в отдельных участках газораспределительной сети.

Ключевые слова: газопроводы, аварийность, дегазация, стравливание газа, объем, аккумулирование газа

В составе Соль-Илецкого рудника №2 планируется возведение и устройство оздоровительного курортного центра для лечения респираторных заболеваний. Данный оздоровительный центр позволит оказывать медицинские услуги в лечебных соляных камерах на первом горизонте (123 метра под землей). Для этого необходимо использовать отработанные горизонты каменной соли (камерные выработки). Для сооружения оздоровительного комплекса по соображениям безопасности в части подземных выработок требуется устроить крепь. В данной статье рассматривается математическое моделирование и выбор оптимального типа крепи камерных выработок.

Ключевые слова: математическое моделирование, напряженно-деформированное состояние, НДС, каменная соль, крепь, камерная выработка, метод конечных элементов, МКЭ, редевелопмент

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.8.7 - Теоретические основы проектирования горнотехнических систем

Анализируется набор данных по потенциально опасным для Земли астероидам. С помощью моделей машинного обучения астероиды из базы классифицируются на опасные и неопасные. Используются методы логистической регрессии, k-ближайших соседей; дерева решений и другие. С помощью перекрестной проверки находится наилучший метод, затем определяются его оптимальные гиперпараметры. Качество работы модели-классификатора оценивается по метрикам полноты и ее стандартного отклонения, а также с помощью матрицы ошибок и средней абсолютной ошибки в процентах. Приведены результаты анализа и моделирования в Python, демонстрирующие высокую точность прогнозирования полученной модели.

Ключевые слова: машинное обучение, прогнозная модель, анализ данных, несбалансированные данные, логистическая регрессия, метод k-ближайших соседей, дерево решений, случайный лес, метод опорных векторов, перекрестная проверка

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.1 - Физика космоса, астрономия

В статье представлен опыт автоматизации процесса подготовки вторичного шлама в технологии автоклавного газобетона. В качестве регистрирующего датчика предложено использовать неврезной неизотопный плотномер отечественного производства. Представлен алгоритм работы системы и схема фрагмента технологического процесса.

Ключевые слова: автоматизация, система управления, технологический процесс производства, автоклавный газобетон, вторичный шлам, алгоритм, плотномер, качество готового продукта, шлам-бассейн, плотность

2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Процессы перекачки жидкости, требующие изменения расхода в широком диапазоне, часто оснащаются параллельно подключенными центробежными насосами. В таких насосных системах регулирование частоты вращения позволяет обеспечить требуемую производительность при различном количестве работающих насосных агрегатов и выбранных значениях частоты вращения. Информация, необходимая для моделирования подобных систем, применяемых для очистки сточных вод и в различных задачах по охлаждению и подаче воды, может быть недостаточной, а отсутствие мониторинга рабочих точек в реальном времени часто устанавливает ограничения для точной оптимизации энергоэффективности. Следовательно, необходимы легко реализуемые стратегии управления, которые могут быть приняты при минимальных данных о системе, что требует применения адаптивных методов.

Ключевые слова: насосные агрегаты, энергоэффективность, моделирование, частота вращения, регулирование скорости

2.1.4 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

: Сегодня CFD-моделирование представляется одним из наиболее доступных и точных способов расчета характеристик потоковых процессов с помощью вычислительных и фи-зико-математических методов при решении практических задач. В частности, оно при-меняется для определения параметров микроклимата помещений. В настоящей статье описывается процесс моделирования работы гидравлических полотенцесушителей в по-мещении ванной комнаты жилого здания и производится подбор оптимальной конфигурации на основании данных, полученных в результате расчета в программном комплексе STAR CCM+.

Ключевые слова: CFD-моделирование, горячее водоснабжение зданий, полотенцесушитель, тепловой по-ток, теплоперенос, теплоотдача, микроклимат помещений, теплотехнический расчет, SolidWorks, STAR CCM+

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Решаются задачи подготовки к модернизации системы автоматического регулирования давления с переходом от использования ПД-регулятора в пользу ПИД-регулятора и внедрения управляемого электропривода вентилятора в котельной установке. Приведена методика построения модели вентилятора в системе автоматического управления подачей воздуха в котёл на примере дутьевого вентилятора ВД-18 и котла БКЗ-160. Рассмотрена структурная схема работы вентилятора и трубопровода. Показана математическая модель вентилятора, выполнен расчет и спроектирована компьютерная модель в MATLAB Simulink. Приведены результаты моделирования, доказывающие корректность работы полученной модели. Представленная модель может служить основой для автоматизации системы подачи воздуха в других котлах, использующих дутьевые вентиляторы.

Ключевые слова: система автоматического регулирования давления, система автоматического управления, динамическая модель, компьютерная модель, дутьевой вентилятор, котельная установка

2.1.3 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Работа посвящена ледникам Северного Кавказа. Анализируются факторы, влияющие на динамику площади ледников, а также рассмотрены принципы организации наблюдений за колебаниями ледников. Уровень современного развития сферы дистанционного зондирования предоставляет отличную возможность для подробного и точного изучения динамических характеристик поверхностного слоя льда на ледниках на основе картографических анимаций ряда снимков. Работа основана на данных космического мониторинга с помощью аппарата Метеор-М №2.

Ключевые слова: ледник, динамика, абляция, деградация ледников, Северный Кавказ, аэрокосмические технологии, мониторинг

1.6.8 - Гляциология и криология Земли , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Проблема человеческого самопознания является очень актуальной в наши дни. Люди постоянно ищут новые методы для изучения собственного “Я”. Графология - один из таких методов. Основной сложностью графологического анализа является отсутствие автоматизации процесса, результат зависит только от знаний человека. Кроме того, на данный момент не существует сервиса, способного осуществить грамотный анализ по почерку человека. Однако есть методы компьютерного зрения, которые в комбинации способны произвести работу, схожую с работой графолога. К таким методам относятся сегментация, бинаризация и методы интегральной оценки. Для сопоставления характеристик почерка с человеческими особенностями характера необходимо применять классификаторы. Применение всех методов дает возможность создать сервис, который автоматизирует графологический анализ.

Ключевые слова: графология, почерк, личностные характеристики, графологический анализ, наклон, направление почерка, текст

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.3.1 - Общая психология

В условиях рыночной экономики требуется производить расчет фундаментов такими методами, которые будут удовлетворять требованиям первого и второго предельного состояния с наименьшими запасами, в целях экономии. В данном исследовании производился анализ осадок, полученных численными и аналитическими методами. Аналитический расчёт представлен методом угловых точек по модели в виде линейно-деформируемого полупространства и методом послойного суммирования, представленного в виде моделей модифицированного Пастернака, Винклера-Фусса, Пастернака. Численный метод представлен методом конечных элементов, реализованным в программных комплексах ПК «Лира-САПР» и ПК «PLAXIS 3D». В итоге было получено, что минимальное расхождение абсолютной осадки по методу угловых точек, в сравнении с аналитическим методом по моделям Винклера-Фусса, Пастернака, модифицированного Пастернака, составляет соответственно 9.04 %, 9.04 %, 53.38 %, а в сравнении с численным методом, реализованным в ПК «Лира-САПР» и ПК «PLAXIS 3D» составляет 10.49 % и 0.52%, соответственно. Наибольшую точность в сравнении с методом угловых точек показали аналитические расчёты методом послойного суммирования в постановке Винклера-Фусса и Пастернака, а численным методом расчёта - произведённые ПК «PLAXIS 3D».

Ключевые слова: геотехника, основания и фундаменты, «Лира-САПР», система «Грунт», «PLAXIS 3D», осадка фундамента, метод угловых точек, плитный фундамент, взаимное влияние фундаментов, численный метод, аналитический метод, метод конечных элементов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.2 - Основания и фундаменты, подземные сооружения (технические науки)

Актуальность и цели. Статья посвящена описанию результатов процесса разработки геоинформационного веб-портала «Интерактивная карта «Природное и культурное наследие Республики Мордовия. Путешествуем с Русским географическим обществом»», реализующего функционал доступа к цифровой карте с послойным систематизированным отображением пространственных данных об объектах природного и культурного наследия региона. Материалы и методы. Реализация метагеосистемной концепции в разработке проектов туристско-рекреационного освоения основывается на широком вовлечении в исследовательский процесс палеогеографической, ландшафтной, археологической, исторической, этнографической, демографической, культурологической, экологической и экономической информации. Результаты. При разработке геопортала «Природное и культурное наследие Республики Мордовия. Путешествуем с Русским географическим обществом» решена задача создания новой подсистемы визуализации геопространственных данных для цифровой карты на основе современных веб-технологий. Выводы. Разработанная геопортальная система решает задачу управления системами туристско-рекреационными освоения региона за счет реализации концепции формирования интерактивного инструмента управления пространственными данными.

Ключевые слова: геопорталы, культурный ландшафт, инфраструктура пространственных данных, управление в организационных системах, пространственные данные, принятие решений

1.6.13 - Экономическая, социальная, политическая и рекреационная география , 2.3.4 - Управление в организационных системах

Сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности содержат различные загрязнения: органические вещества, мелкие взвешенные порошки, растворенные твердые вещества и проч. В настоящее время используются комплексные технологии очистки, в которых для удаления твердых загрязняющих частиц используются тонкослойные модули отстойников. В данной работе представлены результаты сравнения эффективности работы классического тонкослойного модуля с плоскими пластинами и тонкослойного модуля с двумя уровнями пластин, расположенными друг над другом в противоположных направлениях относительно друг друга, и обеспечивающими поворот потока воды внутри модуля. С помощью методов компьютерного моделирования показано, что модифицированная конструкция позволяет повысить эффект очистки от 8 до 30 % для диапазона скоростей входящего потока сточных вод от 0,0025 до 0,0125 м/с. Также были получены траектории движения частиц и поле скоростей, что наглядно показывает направление диктующего потока и зоны циркуляции в сооружении.

Ключевые слова: сточные воды, целлюлозно-бумажное производство, тонкослойный модуль, конструкция с поворотом потока, компьютерное моделирование осаждения частиц.

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

В статье проведено исследование пологой упругой сферической оболочки на прямоугольном плане, подкрепленной ребрами по контуру, при нагружении равномерно распределенной нагрузкой. Задача решается численно с применением вариационно-разностного подхода, с учетом геометрической нелинейности и деформаций поперечного сдвига оболочки и ребер. Получены зависимости критической нагрузки от жесткостей оболочки и ребер.

Ключевые слова: пологая сферическая ребристая оболочка, ребра, устойчивость, геометрическая нелинейность, вариационно-разностный метод, жесткость ребер, соотношение жесткостей, критическая нагрузка

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.9 - Строительная механика

Для очистки сточных вод используются горизонтальные емкости из стеклопластика. Однако при проектировании изделий требуется определить способ изготовления емкости: методом непрерывной намоткой или спирально-перекрестной. Основной проблемой выбора метода изготовления состоит в определении устойчивости конструкции к вертикальным нагрузкам от грунтового массива. В статье проводятся обследования построенных сооружений из стеклопластика, проводятся испытания по исследованию прочностных характеристик материала, для подтверждения полученных данных, выполняется комплексный расчет в программном комплексе Midas GTS NX. По результатам обследований и расчетов доказана невозможность применения стеклопластиковых емкостей, изготовленного методом спирально-перекрестной намотки. Результатом исследования стала положительная оценка применимости метода непрерывной намотки для изготовления горизонтальных емкостей в широком диапазоне глубины залегания.

Ключевые слова: Горизонтальные емкости из стеклопластика, метод непрерывной намотки, метод спирально-перекрестной намотки

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия

Точность расчета и требуемое машинное время существенно зависит от выбора модели турбулентности. В данной статье проанализированы три модели турбулентности SST, k-w SST, и RNG k-e EWT с улучшенной пристеночной функцией применительно к коридорному пучку труб. Определено распределение теплоотдачи по глубине пучка. Получены профили скоростей в поперечных сечениях по глубине пучка труб. В результате численных исследований показано, что совпадение с экспериментальными данными для моделей SST, k-w SST, и RNG k-e EWT составило 75, 32 и 10% соответственно.

Ключевые слова: моделирование турбулентности, пучки труб, теплообмен, математическое моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

В статье поднимается вопрос сохранения устойчивости энергосистемы, в том числе сохранение баланса электрической мощности. Возникновение небаланса мощности можно определить, по такому критерию, как частота. Авторами предложен способ поддержания частоты, в том числе сохранение баланса мощности в энергосистеме, посредством изменения напряжения на потребителях электрической энергии, поставлена гипотеза и проведено соответствующее лабораторное исследование, в результате которого получены зависимости изменения частоты от напряжения некоторых приемников электрической мощности. Разработано и описано устройство автоматического разгрузочного регулирования напряжения, что позволит дополнить существующие средства противоаварийной автоматики.

Ключевые слова: поддержание частоты, небаланс мощности, регулирование напряжения, отключение потребителей электроэнергии, противоаварийная автоматика, надежность электроснабжения, надежность электроэнергетических систем, режимные параметры

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.1 - Теоретическая и прикладная электротехника

В данной работе исследуется эффективность интеллектуальной системы для классификации рентгенографических изображений по трем классам при использовании методов трансферного обучения и тонкой настройки. Для оценки эффективности предсказания системой наличия характерных патологий использовалась свёрточная нейронная сеть VGG16. Для обучения, проверки обучения и тестирования нейросети был использован каталог, состоящий из 4228 рентгенографических снимков грудной клетки, разделенных на три класса: пневмония, Covid-19 и при отсутствии заболеваний легких. Для моделирования использовались библиотеки глубокого обучения Keras и TensorFlow. В ходе работы представлены результаты нейросетевой точности классификации снимков при полном обучении. Показано увеличение точности прогнозирования при трансферном обучении, а также при тонкой настройке нейросети. По итогам работы нейросеть обучилась распознавать снимки с признаками поражения пневмонией, Covid-19 и снимки в норме. Лучшего показателя точности в 98,4 % достигла модель при тонкой настройке нейросети.

Ключевые слова: рентгенограмма грудной клетки, Covid-19, пневмония, интеллектуальная система, машинное обучение, глубокое обучение, cверточные нейронные сети, трансферное обучение, тонкая настройка сверточной нейронной сети

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 3.1.29 - Пульмонология