ivdon3@bk.ru
Аннотация на русском языке: Строительство в условиях Крайнего Севера представляет собой уникальный вызов, требующий адаптации технологий, материалов и методов к экстремальным климатическим условиям. В статье проанализирован мировой опыт, включая геотехнические исследования, архитектурные решения, инфраструктуру и экологические аспекты. Приведены примеры успешных проектов, что иллюстрирует эффективность использования современных технологий и методов для обеспечения устойчивого развития в северных регионах. Предложена система критериев для оценки уровня крупномасштабного строительства объектов в условиях Крайнего Севера.
Ключевые слова: строительство, технологии, северные территории, система критериев, малая ресурсоемкость, минимизация отходов, минимизация воздействия на окружающую среду, модульное строительство
В статье излагаются математические основы частотно-временного анализа сигналов с использованием алгоритмов Empirical Mode Decomposition (EMD), Intrinsic Time-Scale Decomposition (ITD) и Variational Mode Decomposition (VMD). Рассматриваются синтетические и реальные сигналы, искаженные аддитивным белым гауссовским шумом с различным отношением сигнал/шум. Произведено комплексное сравнение алгоритмов EMD, ITD и VMD. Исследована возможность применения этих алгоритмов в задачах очистки сигналов от шума и спектрального анализа. Произведена оценка времени выполнения алгоритмов и стабильности вычислений.
Ключевые слова: частотно-временной анализ, очистка от шума, декомпозиция, мода, преобразование Гильберта-Хуанга, Empirical Mode Decomposition, Intrinsic Time-Scale Decomposition, Variational Mode Decomposition
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Современные процессы цифровизации предполагают использование интеллектуальных систем на ключевых этапах этапах обработки информации. С учетом того, что доступные для интеллектуального анализа данные в организационных системах зачастую нечеткие, возникает проблема сравнения соответствующих единиц информации между собой. Известно несколько способов такого сравнения. В частности, для случайных нечетких величин с известными законами распределения, в качестве критерия соответствия одной случайной величины другой, может быть использована степень совпадения этих законов распределения. Однако такой подход не обладает необходимой гибкостью, требуемой для решения практических задач. Предлагаемый нами подход позволяет сравнивать между собой нечеткие, нечеткие и четкие, а также четкие и четкие данные. В работе приведет пример, иллюстрирующий такой подход. Материал, изложенный в исследовании, первоначально ориентировался на управляющие организационные системы в образовании. Однако его результаты могут быть распространены и на другие организационные системы.
Ключевые слова: нечеткие данные, слабоструктурированные проблемы, критерии сравнения, метод анализа иерархий, системный анализ, нечеткий бенчмаркинг
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В статье представлены основные этапы и рекомендаций по разработке информационно-аналитической системы (ИАС) на основе геоинформационных систем (ГИС) в сфере рационального управления лесными ресурсами, обеспечивающей обработку, хранение и представление информации о лесных древесных ресурсах, а также описание некоторых частных примеров реализации ее отдельных компонентов и цифровых технологий. Рассмотрены такие этапы разработки ИАС: этап сбора и структурирования данных о лесных древесных ресурсах; этап обоснования типа программной реализации ИАС; этап выбора оборудования; этап разработки блока анализа и обработки данных; этап разработки архитектуры взаимодействия блоков ИАС; этап разработки интерфейса приложения ИАС; этап тестирования ИАС. Взаимодействие между клиентской и серверной частью предлагается реализовывать на основе технологии Asynchronous JavaScript and XML (AJAX). Библиотеки «Leaflet» с открытым исходным кодом рекомендуется использовать для визуализации геоданных. Для хранения больших объемов данных на сервере предложено использовать систему управления базой данных SQLite. Предложенные подходы могут найти применение при создании ИАС для формирования управленческих решений в сфере рационального управления лесными древесными ресурсами.
Ключевые слова: геоинформационные системы, лесные ресурсы, методика, веб-приложение, технология AJAX, SQLite, Leaflet, обработка информации
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
По мере развития низкоорбитальных систем спутникового интернета (НССИ) на первый план выходят вопросы обеспечения эффективной работы в условиях преднамеренных помех. Одно из решений связано с применением систем, использующих одновременно методы OFDM и генераторы, реализующие скачкообразную смену частоты (ССЧ). Очевидно, что чем сложнее алгоритм выбора рабочих частот, тем эффективнее работы ССЧ. В статье в качестве генератора выбора рабочих частот предлагается применять SPN-шифр «Кузнечик». В результате этого система ССЧ будет обладать высокой стойкостью к вычислению номеров рабочей частоты системами радиоэлектронной борьбы. Однако в процессе функционирования ССЧ могут возникнуть сбои и отказы. Чтобы предотвратить их последствия предлагается реализовать SPN-шифр с использованием полиномиальных модулярных кодов классов вычетов (ПМККВ). Одним из преобразований в «Кузнечике» является нелинейное преобразование, которое выполняет операцию подстановка. Очевидно, что создание новой математической модели выполнения нелинейного преобразования с использованием МККВ позволит обеспечить работу генератора ССЧ на основе SPN-шифра в условиях сбоев и отказов.
Ключевые слова: низкоорбитальные системы спутникового интернета, SPN-шифр «Кузнечик», нелинейные преобразования, модулярные коды классов вычетов, математическая модель, отказоустойчивость, скачкообразная смена частоты, полиномиальный модулярный код классов вычетов
В условиях цифровизации строительства и импортозамещения, наблюдается растущий переход на отечественное программное обеспечение. Необходимым является построение открытой цифровой экосистемы на базе СОД. На каждом этапе строительства нужны дополнительные продукты, в том числе САПР, ТИМ. Рассматривается опыт интеграции систем российского производства для задач информационного моделирования объектов транспортной инфраструктуры и дорожного строительства. В рамках работы выполнена интеграция СОД Vitro-CAD и программного комплекса «Топоматик Robur». Осуществлена организация коллективной работы участников проекта строительства в едином информационном пространстве. Установлена эффективность работы участников проекта за счет освобождения от рутинных операций. Опыт интеграции показал, что связка СОД Vitro-CAD и «Топоматик Robur» позволяет эффективно управлять данными проекта, хранить файлы с возможностью отслеживания версий, согласовывать документацию и выдавать замечания.
Ключевые слова: среда общих данных, информационное пространство, информационная модель, цифровая экосистема, система автоматизированного проектирования, технология информационного моделирования, автоматизация, интеграция, импортозамещение, программный комплекс
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Исследование статистических характеристик сетевого трафика позволяет обнаружить его фрактальные особенности и оценить, как фрактальная размерность изменяется в условиях компьютерных атак (КА). Эти исследования освещают взаимосвязь между атаками и динамическими изменениями фрактальной размерности, что позволяет более глубоко понять, как атаки воздействуют на структуру и поведение сетевого трафика. Такое понимание критично для разработки эффективных методов мониторинга и защиты сети от потенциальных угроз. Эти наблюдения обосновывают применение методов фрактального анализа, включая дискретный вейвлет-анализ, для выявления КА. В частности, возможен мониторинг фрактальной размерности телекоммуникационного трафика в реальном времени с отслеживанием её изменений. Тем не менее, выбор наиболее подходящего материнского вейвлета для кратномасштабного анализа остаётся недостаточно исследованным аспектом. В статье оценивается влияние выбора типа материнских вейвлетов на оценку показателя Херста и достоверность обнаружения КА. Рассматриваются следующие типы материнских вейвлетов: Хаар, Добеши, Симлет, Мейер и Коифлет. В рамках исследования проводилась экспериментальная оценка показателя Херста на наборе данных, который включает в себя атаку типа SYN-flood и нормальный сетевой трафик. Показано, что минимальный разброс оценки показателя Херста для трафика с атаками типа SYN-flood достигается при использовании в качестве материнского вейвлета Мейера при окне анализа более 10000 выборок и вейвлетами Хаара при окне анализа менее 10000 выборок.
Ключевые слова: материнский вейвлет, компьютерная атака, сетевой трафик, показатель Херста, вейвлет-анализ, фрактальная размерность
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
При оценке работ студентов особенно актуальным становится анализ текстовых работы, в частности анализ программного кода. В статье рассмотрен подход для оценки динамики изменения признаков программного кода студентов. Проанализированы различные метрики программного кода и выделены ключевые: количественные, метрики сложности потока управления программы, индикатор качества TIOBE. Для определения порогового значения по каждой из метрик и их категоризации использован набор текстовых данных с исходными кодами программ, размещённых на сайте, посвящённому практическому программированию. Полученные результаты были использованы для проведения анализа программных кодов студентов с помощью разработанного сервиса, позволяющего оценить работы по ключевым признакам, увидеть динамику изменения показателей программного кода, понять положение студента в группе с точки зрения полученных значений.
Ключевые слова: машинное обучение, анализ текстовых данных, анализ программного кода, цифровой след, визуализация данных
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье на основе оценки евклидовой нормы отклонения координат переходного и стационарного состояний динамической системы выведено условие сжатия обобщенного проекционного оператора динамической системы с ограничениями. Из принципа сжимающих отображений, с учетом выведенного условия сжатия проекционного оператора, получены оценки достаточного условия устойчивости динамической системы стабилизации положения равновесия и программных движений. Полученные оценки обобщают ранее полученные результаты. Обеспечение устойчивости оператора ограниченной динамической системы продемонстрировано экспериментально.
Ключевые слова: достаточное условие устойчивости, проекционный оператор, стабилизация положения равновесия. стабилизация программных движений, SimInTech
1.1.2 - Дифференциальные уравнения и математическая физика , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Данная статья рассматривает два из наиболее применимых алгоритмов построения дерева доминаторов в контексте статического анализа кода на языке программирования Solidity. Оба алгоритма: итеративный алгоритм Cooper, Harvey, Kennedy и алгоритм Lengauer-Tarjan считаются эффективными и широко используются на практике. В статье производится сравнение алгоритмов, оценка их сложности и выбор наиболее предпочтительного в контексте данного языка. Для сравнения были использованы критерии, такие как время выполнения и использование памяти. Итеративный алгоритм Cooper, Harvey, Kennedy показал более высокую производительность при работе с небольшими проектами, в то время как алгоритм Lengauer-Tarjan лучше справился с анализом более крупных проектов. Однако, в целом, итеративный алгоритм Cooper, Harvey, Kennedy оказался более предпочтительным в контексте Solidity, так как он показал более высокую эффективность и точность при анализе смарт-контрактов на данном языке программирования. В заключение, данная статья может быть полезна для разработчиков и исследователей, которые занимаются статическим анализом кода на языке Solidity, и которые могут использовать результаты и выводы данного исследования в своей работе.
Ключевые слова: дерево доминаторов, Solidity, сравнение алгоритмов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье предложена и конкретизирована инженерная математическая модель привода с использованием блока ферропошковых муфт и в рамках эскизного проектирования проведено исследование его динамических свойств, в ходе которого получены переходные характеристики, позволяющие оценивать качественные показатели такого привода и наметить меры по их улучшению.
Ключевые слова: система бесперебойного электроснабжения, автоматическое регулирование, релейный регулятор напряжения, моделирование релейной системы
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье исследуются вероятностные характеристики замкнутых систем массового обслуживания с ожиданием и входящим потоком «терпеливых» и «нетерпеливых» требований. Уникальность работы заключается в анализе системы с трехкомпонентной структурой входящего потока требований, что позволяет провести более детальный анализ динамики обслуживания и поведения заявок в условиях ограничений на время ожидания. Выведены основные аналитические выражения для определения вероятностных характеристик, а также для определения основных показателей эффективности работы системы. Результаты работы представляют интерес как для теоретического изучения систем массового обслуживания, так и для практического применения в области оптимизации управления потоками заявок.
Ключевые слова: ожидание, очередь, обслуживание, марковский процесс, система массового обслуживания с ограничениями, поток заявок, имитационное моделирование, математическая модель
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Разливы нефтепродуктов требуют своевременных мероприятий по устранению причин возникновения и нейтрализации последствий. Для выработки конкретных технологических решений в целях ликвидации разливов нефтепродуктов перспективно применение ситуационного подхода. Важным становится структурировать описание возможных ситуаций и формирование представления решений. В данной работе представляются результаты выполнения этих задач. Предложена структура для представления ситуаций при разливах нефтепродуктов на основе дерева ситуаций, дается описание алгоритма ситуационного вывода решений с использованием этой структуры, предлагаются параметры описания ситуаций при разливах нефтепродуктов и представление решений. Дерево ситуаций позволяет сформировать представление ситуаций на основе анализа различной исходной информации. Этот подход дает возможность в оперативном режиме уточнить параметры и подобрать схожие ситуации из базы знаний, решения которых может быть использовано в сложившейся нежелательной ситуации.
Ключевые слова: принятие решений, ситуационный метод, case-based reasoning, ликвидация разлива нефти, разлив нефтепродуктов, поддержка принятия решений, дерево ситуаций
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Цель статьи – программная реализация модуля для проведения анализа активности пользователей сайта на основе тепловой карты кликов, совместимого с отечественными веб-сервисами, объединяющий функционал корреляционно-регрессионного анализа и визуализацию в виде дашбордов до и после внесения изменений в элементы сайта. Весь функционал осуществляется непосредственно в сервисе веб - аналитики. На основании полученных данных по анализируемому элементу сайта принимается решение о корректировке дизайна и/или контента для повышения скорости кликов. Таким образом, предложенное решение позволяет расширить функционал сервиса веб-аналитики, снизить трудозатраты. Программный модуль был успешно протестирован. В результате проведения анализа и внесения необходимых корректировок на сайт, повысилось количество и соответственно скорость кликов.
Ключевые слова: активность пользователя, корреляционно-регрессионный анализ, дашборд, программный модуль, линия тренда, коэффициент детерминации
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В статье рассматривается возможность моделирования алгоритма машинного обучения «случайный лес» с применением математического аппарата теории сетей Петри. Предложенный подход базируется на использовании трех видов расширений сетей Петри: классического, цветных сетей, а также вложенных сетей. Для этого в работе рассматривается общая структура деревьев решений и правила построения моделей на основе двудольного направленного графа с последующим переходом на алгоритм машинного обучения «случайный лес». В статье приведены примеры моделирования данного алгоритма сетями Петри с формированием дерева достижимых маркировок, которое соответствует работе как деревьев решений, так и «случайному лесу».
Ключевые слова: сеть Петри, дерево решений, случайный лес, машинное обучение, теория сетей Петри, двудольный направленный граф, интеллектуальные системы, эволюционные алгоритмы, системы поддержки принятия решений, математическое моделирование, теория графов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Часто возникает необходимость анализа неструктурированных данных при оценке риска возникновения чрезвычайных ситуаций. Традиционные методы анализа могут не учитывать нечеткость информации, что делает их недостаточно эффективными для оценки рисков. В статье предложено применение модифицированного метода анализа иерархий с использованием нечеткой логики, что позволяет более эффективно учитывать неопределенности и субъективные оценки в процессе анализа рисков чрезвычайных ситуаций. Кроме того, такие методы позволяют учитывать не только количественные показатели, но и качественные. Это, в свою очередь, может привести к более обоснованным решениям в области управления рисками и повышению готовности к различным ситуациям. Интеграция технологий работы с неструктурированными данными в процессе оценки рисков чрезвычайных ситуаций не только повышает точность прогнозирования, но и позволяет адаптировать стратегии управления под изменяющиеся условия.
Ключевые слова: неструктурированные данные, оценка риска, классический метод анализа иерархий, модифицированный метод анализа иерархий, система нечеткого логического вывода
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В ходе подбора вариантов технологии, в соответствии с которыми будет осуществляться аддитивное производство, важно руководствоваться перечнем основных требований к изготавливаемым деталям, особенностями порошкового материала, а также диапазоном технических характеристик оборудования. Чтобы выработать наиболее эффективное решение, потребуется опытно-технологическая отработка технологии, чтобы определить предпочтительные технологические режимы, обеспечивающие требуемое качество, себестоимость и продолжительность изготовления. Соответственно, для подобных производств актуальна разработка модели, описывающей стадии аддитивного изготовления. В связи с этим, настоящая работа посвящена рассмотрению вопросов оптимизации, планирования и управления технологией аддитивного производства на основе множества критериев выбора наиболее эффективной технологии, предполагающей оптимальную загрузку производственных установок. В предложенной модели введены показатели, характеризующие адаптацию и позволяющие аргументировать практическую выгоду применения технологий 3D-печати. Сравнение технологических маршрутов по этим показателям позволяет выбрать конкретный маршрут изготовления. Выбрав вариант изготовления, можно рассчитать наиболее эффективное размещение изделий на платформах, а также выработать подходящую очередность выполнения основных производственных операций, чтобы свести к минимуму издержки и временные затраты. Было установлено, что использование предложенной модели позволяет сократить время изготовления партии изделий примерно на 2,5%. Таким образом, предложенная модель может быть полезная на аддитивных производствах для снижения простоев установок и ускорения выпуска продукции.
Ключевые слова: организация производства, оценка продуктивности, перенастройка оборудования, загрузка станков, автоматизация, многономенклатурное производство
Многие современные системы обработки информации и управления для различных областей базируются на программно-аппаратных средствах обработки и анализа изображений. При этом часто необходимо обеспечить хранение и передачу больших наборов данных, в том числе коллекций изображений. Для уменьшения объема требуемой памяти и увеличения скорости передачи информации применяются технологии сжатия данных. К настоящему времени разработаны и применяются подходы, основанные на использовании дискретных вейвлет-преобразований. Достоинством данных преобразований является возможность локализовать точки изменения яркости на изображениях. Соответствующие таким точкам детализирующие коэффициенты вносят значимый вклад в энергию изображения. Этот вклад можно оценить количественно в виде весов, анализ которых позволяет определить способ квантования коэффициентов вейвлет-преобразования в предложенном методе сжатия с потерями. Описанный в статье подход соответствует общей схеме сжатия изображений и предусматривает этапы преобразования, квантования и кодирования. Он обеспечивает хорошие показатели сжатия и может быть использован в системах обработки информации и управления.
Ключевые слова: обработка изображений, сжатие изображений, избыточность в изображениях, общая схема сжатия изображений, вейвлет-преобразование, сжатие на основе вейвлет-преобразования, весовая модель, значимость детализирующих коэффициентов, квантование
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье исследуются методы применения больших языковых моделей (LLM) для обнаружения провокационных комментариев в социальных сетях во время массовых протестов. Анализируются существующие подходы к обработке текстовых данных и разрабатывается методика использования моделей LLama3 8B, Mistral 7B и Gemma 7B. Эффективность моделей оценивается на примере комментариев, связанных с протестами в Монголии в декабре 2022 года. Результаты демонстрируют, что модель Mistral 7B обладает наивысшей точностью и эффективностью в классификации провокационных комментариев. Выводы подтверждают, что применение больших языковых моделей существенно повышает точность и скорость анализа контента в социальных сетях, что важно для управления общественным мнением и предотвращения конфликтов.
Ключевые слова: большая языковая модель, социальная сеть, провокационный комментарий, массовый протест, анализ текста, обработка естественного языка, LLama3 8B, Mistral 7B, Gemma 7B, классификация, точность, полнота, F1-мера, политическая нестабильность
В работе рассмотрена задача сбора и подготовки данных, поступающих из нескольких информационных систем на примере автоматизации отчетности регистратора. Для описания предметной области могут быть использованы языки OWL, XML, XBRL и семантических сетей. Подготовлен набор критериев для анализа и выбора наиболее подходящего языка представления знаний с целью сбора данных на примере финансовой отчетности. Описаны результаты разработки сервиса и показано применение формата XBRL. При разработке сервиса использовался мультиагентный подход при моделировании и проектировании информационных систем.
Ключевые слова: интеллектуальная обработка данных, модель предметной области, форматы данных, XBRL, бизнес-процесс, сервис, интеграция данных
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Статья посвящена решению проблемы формирования механизмов обеспечения устойчивого функционирования процессов управления природными и техногенными рисками в территориально распределенных организационных системах, определяемыми как пространственно-временной структурой вмещающих природных ландшафтов, так и особенностями техногенного воздействия. Представлено и обосновано положение о том, что ключевую роль в системе управления рисками должны играть региональные географические информационные системы и геопорталы. На примере региональной ГИС «Мордовия» и геопорталах «Метагеосистемы Мордовии. Пространственные данные региона» и «Природное и культурное наследие Республики Мордовия. Путешествуем с Русским географическим обществом» показана возможность использования аналитического подхода к анализу геосистем различного иерархического уровня для решения задачи анализа рисков в территориально распределенных организационных системах.
Ключевые слова: геоинформационная система, геопортал, анализ рисков, пространственные данные, геосистемы, территориально распределенная организационная система
Работа посвящена разработке и анализу алгоритмов компьютерного зрения, предназначенных для распознавания объектов в условиях ограниченной видимости, таких как туман, дождь или недостаточное освещение. В условиях современных требований к безопасности и автоматизации, задача идентификации объектов становится особенно актуальной. Рассмотрены теоретические основы методов компьютерного зрения и их применения в сложных условиях. Проведен анализ алгоритмов обработки изображений, включая методы машинного обучения и глубокого обучения, которые адаптированы для работы в условиях плохой видимости. Представлены результаты экспериментов, демонстрирующие эффективность предложенных подходов, а также сравнение с существующими системами распознавания. Результаты исследования могут быть полезны при разработке автономных транспортных средств и систем видеонаблюдения.
Ключевые слова: компьютерное зрение, математическое моделирование, программный комплекс, методы машинного обучения, автономные транспортные системы
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной работе описываются подходы к визуализации и сравнению семантических деревьев, отражающих компонентную структуру патентуемого устройства и связи между ними, при помощи графовых баз данных. Данные СУБД используют графовые структуры для хранения, обработки и представления данных. Основные элементы графовой базы данных - узлы (nodes) и ребра (edges), которые в рамках поставленной задачи моделируют сущности 3-х типов (SYSTEM, COMPONENT, ATTRIBUTE) и 5 типов связей (PART-OF, LOCATED-AT, CONNECTED-WITH, ATTRIBUTE-FOR, IN-MANNER-OF). По результатам исследования можно заявить, что Neo4j демонстрирует наилучшие возможности для визуализации графов; ArangoDB несмотря на правильно введённые запросы, осуществляет неполную визуализацию; AllegroGraph показал сложную работу с кодом, затрудненную настройку визуализации графового дерева. Апробированы 3 алгоритма сравнения графовых представлений информации: Graph Edit Distance, Topological Comparison, Subgraph Isomorphism. Алгоритмы реализован на python, сравнивает 2 графовых дерева, выводит на экран визуализацию и анализ общих структур и различий графов.
Ключевые слова: семантическое дерево, компонентная структура, патент, графовые БД, Neo4j, AllegroGraph, ArangoDB