ivdon3@bk.ru
В статье рассматриваются принципы создания программного обеспечения, используемого в составе зондирующих систем для восстановления видимости звена газодымозащитной службы в задымленной среде при проведении аварийно-спасательных работ. Описывается архитектурная часть устройства и описание алгоритмов работы устройства. Внимание уделено методам формирования цифровой модели высот препятствий и визуализации пространственной обстановки. Приведены подходы к фильтрации ошибочных значений сенсоров и выделению значимых контуров объектов, обработки данных с ультразвуковой решётки, инфракрасных датчиков, а также датчиков температуры и влажности. Подчёркивается роль устройства в обеспечении точной навигации, снижении времени на поиск очага возгорания и повышении общей безопасности звена газодымозащитной службы при работе в задымленной среде.
Ключевые слова: газодымозащитная служба, задымленная среда, зондирующее устройство, алгоритмы, программное обеспечение, пожарная техника, разведка, моделирование, навигация, сенсорные данные
В статье рассматривается математическая модель процесса распределения производственных заявок на платформе-агрегаторе. Предложен формальный подход на основе конечного автомата и сетей Петри для описания состояний заказов, их переходов и ограничений. Разработана комплексная модель, учитывающая критерии выбора исполнителя, отбора оборудования и анализа производственного процесса с учетом времени, стоимости и доступности ресурсов. Представленные подходы обеспечивают точность и эффективность при управлении заказами на цифровых производственных платформах.
Ключевые слова: математическое моделирование, конечный автомат, сеть Петри, цифровое производство, агрегатор услуг, выбор исполнителя
Разработан класс математических методов кодового разделения каналов на основе использования пар ортогональных кодирующих и декодирующих матриц, компонентами которых являются многочлены и целые числа. Представлены принципы построения схем реализации кодового объединения каналов на передающей стороне и арифметического кодового разделения каналов на приемной стороне системы связи и примеры таких схем. Предложенный подход позволит существенно упростить схемы построения кодирующих и декодирующих устройств, применяемых в системах космической и спутниковой связи.
Ключевые слова: системы телекоммуникаций, устройства телекоммуникаций, мультиплексирование, кодовое разделение каналов, матричный анализ, кодирующие матрицы, метод синтеза, ортогональные матрицы, целые числа
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Данная работа посвящена описанию разработки и интеграции двух ключевых подсистем инсектоморфного шестиногого робота: модуля управления походкой и системы компьютерного зрения для автономной навигации. Рассматриваются архитектурные решения, алгоритмические основы и практическая реализация компонентов, обеспечивающих стабильное передвижение и интеллектуальное взаимодействие робота с окружающим пространством.
Ключевые слова: инсектоморфный робот, модуль управления походкой, компьютерное зрение, автономная навигация, ROS2, SLAM, RTABMap, NAV2, OctoMap, триподная походка, Raspberry Pi, LiDAR
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматривается методика прогнозирования глобальной горизонтальной радиации на сутки вперёд, основанная на концепции характерных суток – типовых суточных профилей глобальной горизонтальной инсоляции. Метод ориентирован на использование в условиях отсутствия оперативной метеоинформации и предназначен как альтернативный (резервный) способ краткосрочного прогнозирования в автономных энергетических системах. В качестве тестового случая применены данные станции Мухрино (Ханты-Мансийский автономный округ), полученные из сервиса PVGIS на основе реанализа ERA5. Построены средние и медианные характерные сутки для каждого месяца и проведено сравнение точности прогнозов по метрикам RMSE, MAE, MdAE и R². Показано, что медианные профили обеспечивают более устойчивые результаты в условиях повышенной погодной изменчивости. Метод может использоваться для ориентировочного планирования работы фотоэлектрических установок в удалённых и северных регионах при ограниченном доступе к метеоданным.
Ключевые слова: солнечная радиация, глобальная горизонтальная инсоляция, ERA5, статистические методы прогнозирования, прогнозирование в энергетических системах, горизонт прогнозирования, прогнозирование на сутки вперёд, методы построения характерных суток
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье предлагается метод отслеживания звездного датчика без звездной библиотеки на основе алгоритма цепочки угловых расстояний, направленный на решение проблемы, заключающейся в том, что традиционные звездные датчики полагаются на фиксированную звездную библиотеку и должны быть настроены на работу с несколькими устройствами в режиме отслеживания. Этот метод обеспечивает сопоставление звездной карты путем динамической генерации цепочек угловых расстояний, избегая зависимости от глобальной библиотеки звезд. Эксперименты показывают, что время распознавания алгоритма в режиме отслеживания сокращается до миллисекунд, а максимальная ошибка определения позы не превышает 0,035°, что подтверждает его эффективность и надежность. Исследование обеспечивает ключевую техническую поддержку для разработки недорогих и легких звездных датчиков, которые подходят для таких сценариев, как исследование дальнего космоса и околоземных спутниковых скоплений.
Ключевые слова: алгоритм цепочки угловых расстояний, звездный датчик без звездной библиотеки, распознавание звездной карты, режим отслеживания, ориентация, динамическое сопоставление, исследование дальнего космоса
1.3.1 - Физика космоса, астрономия , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Предложен способ каскадного соединения кодирующих и декодирующих устройств для осуществления кодового разделения каналов. Показано, что за счет увеличения числа уровней каскадирования существенно упрощается их реализация и уменьшается число производимых операций. При этом одновременно обмениваться информацией могут столько пар абонентов, каков минимальный порядок кодирующего и декодирующего устройства в системе. Предложенный подход позволит существенно упростить схемы построения кодирующих и декодирующих устройств, применяемых в системах космической и спутниковой связи.
Ключевые слова: системы телекоммуникаций, устройства телекоммуникаций, мультиплексирование, кодовое разделение каналов, ортогональные матрицы, целые числа, каскадное соединение
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Эффективным методом исследования и прогнозирования численности сотрудников структурных подразделений является регрессионный анализ, основанный на использовании статистических данных и их обработке специальными методами. В данной работе на основе статистической информации по 81 региональному отделению Социального фонда России проведен регрессионный анализ укомплектованности отдельных подразделений по защите информации с учетом общей площади и численности населения регионов. Показано, что для ряда субъектов имеет место недоукомплектованность штатного кадрового состава, а для некоторых их них, напротив, его перенасыщенность.
Ключевые слова: защита информации, регрессионная модель, критерии адекватности, прогнозирование, анализ штатной численности, подразделения по защите информации
Рассматривается эффективность использования передовых алгоритмов дефектовки дорожного покрытия в зависимости от применяемых устройств сбора данных, таких как камеры, георадары, LiDAR и IMU датчики, установленные в смартфонах. Рациональное использование данных программно-аппаратных средств позволит коммунальным службам своевременно выявлять и устранять дефекты дорожного покрытия, тем самым повышая безопасность дорожного движения.
Ключевые слова: транспортный сектор, дефектовка дорожного покрытия, передвижные дорожные лаборатории, нейросетевые алгоритмы, компьютерное зрение
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются вопросы разработки базы данных объектов деревянного зодчества Карелии. База данных включает 1009 атрибутированных фотографий, полученных в рамках комплексной экспедиции Министерства культуры Карелии 1979-1980 гг. и комплексной экспедиции в Сямозерье 2000-2001 гг. Экспедиционные исследования выполнялись специалистами и студентами Петрозаводского государственного университета под руководством академика Вячеслава Петровича Орфинского. База данных разработана в системе управления базами данных MySQL. Приведена схема базы данных, дано описание таблиц, представлен пример фотографии с атрибутами. База данных позволяет хранить и редактировать материалы историко-архитектурных экспедиций и исследований сотрудников Петрозаводского государственного университета, а также выполнять поиск фотографий объектов деревянной архитектуры Карелии по различным критериям, включая дату, место съемки, тип объекта и автора.
Ключевые слова: деревянное зодчество, база данных, экспедиции, СУБД MySQL, фотографии объектов деревянной архитектуры
2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура) , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается Simulink-модель, позволяющая рассчитывать переходные процессы объектов, описываемых с помощью переходной функции при любом виде входного воздействия. Описывается алгоритм работы S-функции, выполняющей расчет с помощью интеграла Дюамеля. Приводятся результаты расчетов. Даются рекомендации по заданию параметров модели. Формулируется вывод о возможности применения модели для расчета динамических режимов.
Ключевые слова: имитационное моделирование, Simulink, переходная характеристика, ступенчатая функция, S-функция, интеграл Дюамеля, модельное время
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье исследуется применение нейронных сетей долгой краткосрочной памяти (Long Short-Term Memory, LSTM) для прогнозирования выпадения асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) при перекачке нефти по магистральным нефтепроводам. Авторами статьи обозначена актуальность проблемы образования АСПО в магистральном транспорте нефти, рассмотрены современные подходы математического моделирования прогнозирования выпадения отложений. С учетом особенностей различных видов нейронных сетей и имеющихся входных данных, была разработана соответствующая нейросетевая модель на базе LSTM. Разработанная модель демонстрирует достаточную степень точности прогнозирования и в то же время имеет перспективы для ее улучшения. Полученные результаты могут быть применимы операторами магистрального транспорта нефти для более точного прогнозирования и определения наиболее экономически эффективного периода очистки нефтепровода.
Ключевые слова: рекуррентная нейронная сеть, асфальтосмолопарафиновые отложения, нейронные сети, прогнозирование, сети кратковременной долгосрочной памяти, магистральный нефтепровод, транспорт нефти
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.8.5 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
Разработка, исследование и построение устройств, позволяющих ускорить процесс взаимодействия между различными модулями (например, Систем телеметрии и телеуправления), а в целом - Систем гибридных коммуникаций цифрового города включающих в себя разнообразные системы, применяемые в Интеллектуальном здании является актуальной проблемой. Одно из таких устройств, представленное в статье – разработанный оптимальный многочастотный модем. Помимо разработанного модема в статье представлены примеры разработок схожих видов устройств и систем, как российских, так и зарубежных исследователей. При этом авторами доказано, что применение предложенного модема обеспечивает выигрыш по спектрально-энергетической эффективности в сравнении с аналогами. Предложенный подход может быть использован для организации высокоскоростной передачи данных по частотно-ограниченным каналам связи на основе новых проводных технологий стандарта цифровой абонентской линии, а также беспроводных систем.
Ключевые слова: система телеметрии и телеуправления, интеллектуальное здание, система гибридных коммуникаций цифрового города, модем, многочастотная модуляция, цифровая абонентская линия, оптимальный финитный сигнал, модулятор, демодулятор, беспроводная система связи
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье описаны подходы к автоматизации полнотекстового поиска по ключевым фразам в области патентной информации. Автоматизация поиска по ключевым фразам (n-граммам) является существенно более сложной задачей, чем поиск по отдельным словам, кроме того требует проведения морфологического и синтаксического анализа текста. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: (а) проанализированы системы полнотекстового поиска: Apache Solr, ElasticSearch и ClickHouse; (б) проведено сравнение архитектур и основных возможностей каждой системы; (в) получены результаты поиска в Apache Solr, ElasticSearch и ClickHouse на одном и том же наборе данных. Были сделаны следующие выводы: (a) все рассмотренные системы осуществляют полнотекстовый поиск по ключевым фразам; (б) Apache Solr является системой с самой высокой производительностью, также у неё максимально удобные функции; (б) ElasticSearch обладает быстрой и мощной архитектурой; (в) ClickHouse имеет высокую скорость обработки данных.
Ключевые слова: поиск, ключевые фразы, патент, Apache Solr, Elasticsearch, ClickHouse
В статье рассматривается системный подход к внедрению и развитию инновационных информационных технологий в целях профилактики правонарушений, совершаемых иностранными гражданами. Основное внимание уделяется использованию современных технологий, таких как обработка больших данных, искусственный интеллект и геоинформационные системы, для повышения эффективности работы органов внутренних дел. Описывается создание единой информационной платформы для интеграции данных из различных источников, что способствует улучшению координации действий и повышению оперативности принятия решений. Также подчёркивается значимость стандартизации процессов и постоянного развития системы, обеспечивающего её адаптивность к изменениям в социальной и правовой среде. Основные выводы статьи заключаются в том, что применение комплексного подхода к использованию инновационных технологий позволяет значительно повысить эффективность профилактических мер и оперативность принятия управленческих решений.
Ключевые слова: системный подход, инновационные информационные технологии, профилактика правонарушений, иностранные граждане, большие данные, искусственный интеллект, геоинформационные системы, информационная платформа, стандартизация, органы внутренних дел, управление
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Показано, что специфические формы имитационной игры в сочетании с особенностями обучающих процедур в организационных системах предполагают построение адаптируемых имитационных моделей деловых ситуаций. Предложено в процессе проблемного анализа организационных систем использовать когнитивную модель, что позволит, находясь в рамках визуальных топологических описаний, совершать естественный переход от когнитивных к имитационным моделям. Для построения имитационной модели выбрана программная платформа AnyLogic, которая обеспечивает широкие возможности для построения виртуальной образовательной среды с элементами игровой имитации и искусственного интеллекта. Когнитивный анализ игрового процесса обучения показал, что последний должен содержать цикл деловой игры с двумя интерактивными узлами для включения в игру ведущего и игрока. Отмечено, что наиболее востребованы деловые игры, нацеленные на конструирование стилей руководства в условиях конфликта. Поэтому разработана имитационная модель для игрового обучения руководителя противодействию организационному конфликту в рамках вариативности авторитарного, демократического и либерального стилей руководства. Модель использует парадигму системной динамики и выполнена в нотации программной платформы AnyLogic. Для задания правил игры, ведущий в исходном состоянии или при запуске следующего игрового цикла имеет возможность в рамках управления оргструктурой установить характеристики динамики процесса, а также, изменять значения характеристик предконфликтной ситуации. В ответ на развитие конфликта игрок выполняет конструирование соответствующего стиля руководства с помощью доступных ему вспомогательных переменных. В принципе, модель не имеет ограничений для перечня заданий игровых ситуаций ведущим и апробируемых игроком вариантов решений.
Ключевые слова: диверсификация управления, диверсификации производства, финансово-экономические цели диверсификации, производственно-технические цели обеспечения гибкости производства
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
Архитектура многоагентной системы определяет основные принципы ее формирования и функционирования, включая формат организационной структуры, представляющей граф, в котором в качестве вершин выступают агенты, а связи между ними обозначают ребра. Общим недостатком существующих подходов к представлению архитектур многоагентных систем является поддержка не более двух типов организационных структур, среди которых может отсутствовать оптимальный для данных параметров окружающей среды. В данной работе предложен способ представления архитектуры многоагентной системы, реализованный путем заимствования механизмов живой природы, а именно принципов организации сообществ животных. Предложенных подход позволяет моделировать организационные структуры следующих типов: «коалиция», «команда», «иерархическая структура», «федерация», «конгрегация». Для определения оптимальной архитектуры многоагентной системы, оптимальной для конкретных условий окружающей среды, возможно применение «генетического алгоритма».
Ключевые слова: многоагентная система, архитектура, агент, организационная структура, оптимизация
Обсуждается актуальность применения нейронной сети Хопфилда для распознавания простых монохромных изображений небольшого объема в условиях их зашумленности. Приводится архитектура нейронной сети Хопфилда и алгоритм обучения. Демонстрируются примеры и результаты распознавания зашумленных монохромных изображений на примере дорожных знаков.
Ключевые слова: распознавание образов, рекуррентная нейронная сеть, зашумленное монохромное изображение, эталонный образец, обучение
Рассмотрена связь между «старыми» и «новыми» понятиями / метриками оценки качества статистических критериев обнаружения и бинарной классификации событий. Приведены оценки независимости и состоятельности анализируемых метрик относительно объема/состава исходных входных данных. Уточнены рекомендации по использованию «новых» метрик оценки качества статистических критериев обнаружения и бинарной классификации событий.
Ключевые слова: ошибки 1-го и 2-го рода, достоверность, полнота, специфичность, F-мера, ROC-кривая, интегральная метрика AUC
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В данной статье рассматриваются особенности разработки и применения нейроподобной автоматизированной системы управления микроклиматом тепличного комплекса. Актуальность темы обусловлена необходимостью повышения устойчивости сельскохозяйственного производства в условиях роста населения и климатических изменений. Представлена архитектура интеллектуальной системы, включающая иерархическую сенсорную сеть на базе микроконтроллеров STM32, модуль анализа на Raspberry Pi 5 с нейросетевой обработкой данных и распределённый исполнительный уровень. Описаны методы обработки телеметрии, алгоритмы адресации и опроса устройств, а также нейросетевые модели (YOLO и EfficientNetB3) для диагностики состояния растений. Проведён эксперимент по классификации заболеваний растений, продемонстрировавший высокую точность и возможность применения системы в режиме реального времени.
Ключевые слова: автоматизация теплиц, микроклимат, нейросетевой анализ, STM32, Raspberry Pi, глубокое обучение, YOLO, EfficientNet, IoT, классификация заболеваний растений
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассмотрена возможность интеграции традиционного народного промысла в современные дизайн-решения с использованием технологии 3D-моделирования. Рассматриваются цифровые инструменты, позволяющие реализовать объединение исторического цвета и современные формы. Описывается возможность использования стеклярусообразных элементов при декорировании одежды и роль цилиндрических элементов в современном дизайне. Представлены результаты созданных орнаментальных решений в палитре гжели на 3D-моделях одежды
Ключевые слова: цифровые инструменты, 3D-модели, визуализация, стеклярус, гжель, дизайн-решения, орнамент, культурное наследие
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности
Статья посвящена проблематике сложности процесса разработки организационно-распорядительной документации с учетом отрасли работы организации, а также отделов, составляющих основную ее работу. Статья посвящена проблематике сложности процесса разработки организационно-распорядительной документации с учетом отрасли работы организации, а также отделов, составляющих основную ее работу. С учетом влияния меняющейся в стране экономики, организации постоянно подвержены изменениям с инициативы соответствующих регуляторов в конкретной области и нормативных документов в виде стандартов и законов. Выделены основные отрасли работы организаций, а также количество нормативных документов для регулирования их деятельности. Проведен разбор организации как системы на основе системного анализа. В качестве подхода для решения проблемы была выбрана методика Сагатовского. Согласно методике проведен разбор системы, состоящий из семи этапов. На каждом этапе выделены основные составляющие, а также приведены обоснования по каждой из них. Составлены схемы жизненных циклов заданных «видов конечных продуктов» с учетом направления работы отделов. Разработана схема процесса создания организационно-распорядительной документации сотрудниками и отделами организации. Анализ организации с точки зрения системного анализа позволит в дальнейшем разработать критерии создания комплекта организационно-распорядительной документации. Критерии создания организационно-распорядительной документации и методики их оценки помогут организациям заметно облегчить работу с основными регуляторами в какой-либо области, а также соответствовать заданным стандартам работы, что в дальнейшем поможет не только улучшить работу, но и избежать негативных последствий для самого предприятия.
Ключевые слова: метод Сагатовского, системный анализ, целеполагание, информационная безопасность
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье рассматривается проблема повышения безопасности и эффективности процесса сушки зеленого чая. Для обеспечения безопасной эксплуатации сушильных установок предложен алгоритм, использующий конечный автомат для диагностики неисправностей и предупреждения аварийных ситуаций. Представлены схемы управления и графы переходов состояний автомата Мура, который анализирует состояние оборудования и инициирует его отключение при выявлении опасных условий. Разработанная система позволяет не только повысить безопасность процесса сушки, предотвращая аварии, но и улучшить эффективность работы оборудования. Основные преимущества предложенной схемы заключаются в возможности своевременной диагностики неисправностей и предотвращении критических ситуаций, таких как перегрев или повышение давления в камере.
Ключевые слова: автоматика, система, процесс сушки, диагностики, конечный автомат
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
В работе рассматриваются инновационные методы улучшения туристического опыта через персонализированные рекомендации. Особое внимание уделено анализу проблематики предметной области, на основе которого сформированы результаты исследования. Предложен программно-математический комплекс с использованием многокритериальной оптимизации и нечеткой логики, повышающий точность рекомендаций для индивидуальных запросов. В качестве индивидуального алгоритма предложен метод введения онтологических иерархических типов связей, которые фиксируют родовидовые и объектно-ориентированные отношения категорий туризма, характеризующие влияние на туристические объекты. Помимо этого, для учета гибких, слабо формализованных запросов пользователя, вводятся механизмы нечеткой логики за счет внедрения нечетких оценочных шкал. Диаграмма классов подробно описывает структуру онтологической иерархической модели, представленной в работе. Предусмотрена гибкая настройка критериев рекомендаций, обеспечивающая адаптацию системы к индивидуальным интересам пользователей. На основе предоставленных результатов исследования произведена апробация эффективности алгоритма путем проведения тестовых расчётов. Результаты проведенного исследования способствуют повышению качества туристического опыта, направленного на индивидуализацию образовательных пользовательских запросов.
Ключевые слова: туризм, оптимизация туризма, рекомендательные системы, нечеткая логика, многокритериальная оптимизация, мобильная разработка
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.2.3 - Региональная и отраслевая экономика