ivdon3@bk.ru
На сегодняшний день проблема глобального изменения климата и связанная с ней деградация мерзлоты является приоритетным направлением исследований. В районах Крайнего Севера изменение температуры на полградуса способствует возникновению геокриологических опасностей: появлению оврагов, термокарстовых просадок, пучений, образованию жильных льдов и, как следствие, разрушению домов и инфраструктуры. В России зона вечной мерзлоты занимает около 63-65% ее территории и простирается на тысячи километров. Различные инженерно-геологические воздействия, в том числе, техногенные, представляет собой серьезную геокриологическую опасность и могут приводить к деградации мерзлых грунтов в различных регионах. Вследствие быстрого оттаивания льда и изменения климата, на мерзлых грунтах образуются обвалы и пустоты. Также, при оттаивании вечной мерзлоты, образуется большое количество грунтовых вод и появляется риск засоления близлежащих водных и прибрежных зон. Это может привести к утрате ресурсов, которые необходимы для жизни местного населения, а также для экономики региона. Несмотря на то, что существуют многочисленные программы и исследования на эту тему, в России огромный объем работ по устранению геокриологических угроз до сих пор не проведен.
Ключевые слова: геокриология, вечная мерзлота, грунт, деградация мерзлых грунтов, протаивание, мониторинг, Якутия, криолитозона, геокриологическая опасность
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Статья о проектировании студенческих кампусов необходима для того, чтобы помочь архитекторам и строителям создавать комфортную и удобную среду для жизни и учебы студентов. Она несёт в себе основную мысль о том, что при создании студенческих кампусов необходимо учитывать не только социальные, психологические и культурные особенности студенческой жизни, но также и функциональные аспекты. Кампус должен стать не просто местом проживания и обучения, а настоящим сообществом, где студенты могут находить поддержку и взаимодействовать друг с другом, развивая свои навыки и увлечения. Кроме того, статья позволяет лучше понять, какие новые технологии и тенденции могут быть применены в проектировании современных университетских городков, чтобы сделать их ещё более удобными, инновационными и экологически чистыми.
Ключевые слова: проектирование, студенческий кампус, студенческое общежитие, энергоэффективность, озеленение, строительство, самодостаточность, материалы, архитектурные решения
В работе рассмотрены действующие законодательные акты и нормативно-технические документы, определяющие требования к организации деятельности заказчика. Выполнен обзор исследований с различными подходами к формированию организационных структур заказчика в зависимости от видов строительства, их объемов и особенностей объектов. Выделены факторы, определяющие требования к формированию организационных структур заказчика для различных объектов.
Ключевые слова: строительная организация, технический заказчик, организационная структура, строительный контроль, проектный подход
В статье рассмотрены методы оптимизации вычислений с плавающей точкой на микроконтроллерных устройствах. Рассмотрены аппаратный и программный способы ускорения вычислений. Приведены алгоритмы Карацубы и Шёнхаге-Штрассена для операции умножения. Предложен способ замены вычислений с плавающей точкой на целочисленные вычисления. Описано использование фиксированной точки вместо плавающей. Рассмотрен вариант использования хэш-памяти и оптимизации кода. Представлены результаты измерения вычислений на микроконтроллере AVR.
Ключевые слова: вычисления с плавающей точкой, вычисления с фиксированной точкой, микроконтроллер, AVR, ARM
В данной работе было проведено исследование существующих классических и нейросетевых методов борьбы с зашумлениями в системах компьютерного зрения. Несмотря на то, что нейросетевые классификаторы демонстрируют высокую точность, добиться устойчивости на зашумленных данных не удается. Рассмотрены методы улучшения изображения на основе билатерального фильтра, гистограммы ориентированных градиентов, интеграции фильтров с Retinex, гамма-нормальной модели, комбинировании темного канала с различными инструментами, а также изменения в архитектуре сверточных нейронных сетей путем доработки или замены ее компонентов и применимости ансамблей нейронных сетей.
Ключевые слова: обработка изображений, фильтрация изображений, машинное зрение, распознавание образов
В статье рассматриваются существующие методы расчета прочности нормального сечения в многослойных изгибаемых конструкциях. Был проанализирован опыт российских и зарубежных исследователей, выполнено сравнение подходов, описанных в отечественных и иностранных нормативных документах, выявлены ключевые отличия. При этом уделено особое внимание математическому описанию работы бетона как материала. В заключении сделан вывод о целесообразности дальнейших исследований для поиска наиболее оптимальной методики расчета многослойных конструкций.
Ключевые слова: бетон, железобетон, многослойные конструкции, метод расчета, изгибаемый элемент, нормальное сечение, напряжения, высокопрочный бетон, диаграмма напряжения, описание работы бетона, изгибающий момент, нейтральная ось
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Целью исследования является повышение эффективности алгоритма Дейкстры за счет использования модели разделяемой памяти с библиотекой OpenMP и работы по принципу параллельного выполнения при реализации алгоритма. Использование алгоритма Дейкстры для поиска кратчайшего пути между двумя узлами в графе довольно распространено. Однако временная сложность алгоритма возрастает с увеличением размера графа, что приводит к увеличению времени выполнения, поэтому параллельное выполнение является хорошим вариантом для решения проблемы временной сложности. В этой исследовательской работе предлагается метод параллельных вычислений для повышения эффективности алгоритма Дейкстры для больших графов. метод включает в себя разделение массива путей в алгоритме Дейкстры на указанное количество процессоров для параллельного выполнения. Мы предоставляем реализацию распараллеленного алгоритма Дейкстры и получаем доступ к его производительности, используя фактические наборы данных и с разным количеством узлов. Наши результаты показывают, что распараллеленный алгоритм Дейкстры может значительно ускорить процесс по сравнению с последовательной версией алгоритма, одновременно сокращая время выполнения и постоянно повышая эффективность процессора, что делает его полезным выбором для поиска кратчайших путей в больших графах.
Ключевые слова: Алгоритм Дейкстры, граф, кратчайшие пути, параллельный вычислений, модель общей памяти, библиотека OpenMP
На основе последних разработок в области параллельных вычислений, в частности на уровне абстракции SYCL , рассматривается применение оптимальных средств параллельных вычислений для построения приложений в области вычислительной и прикладной математики. Приводятся примеры, как простых алгоритмов вычислений, так и вычислений с использованием математических библиотек для задач вычислительной линейной алгебры.
Ключевые слова: параллельный код, гетерогенная среда, intel data parallel c++, intel oneapi, onemkl, sycl, fpga акселератор, графический процессор
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.2 - Вычислительные системы и их элементы
В статье представлен комплексный подход к оценке конкурентоспособности научного производственного предприятия. Методика включает анализ семи ключевых показателей деятельности предприятия, оказывающих наибольшее влияние на его конкурентоспособность: конкурентоспособность изделия, кадровое обеспечение, репутация, инновационный потенциал, сбытовая деятельность, внутренняя организация, партнерские отношения. В результате проведенного исследования сформулированы рекомендации, направленные на формирование и усиление конкурентных преимуществ.
Ключевые слова: конкурентоспособность предприятия, оценка эффективности, комплексный метод оценки
Задача распознавания изображений в видеофайлах – одна из фундаментальных проблем в области компьютерного зрения и анализе видеофайлов. Каждый день производится огромное количество видеоматериала, и зачастую требуется их анализ c распознаванием. На данный момент любой анализ видео основывается на методах распознавания по всем кадрам из видео. Также зачастую при анализе видео происходит распознавание одного конкретного класса (либо лица, либо объекты). Производя последовательный анализ всех кадров, программа выдаёт много избыточной информации (например, подряд сразу несколько десятков таймкодов на одну персону, если она достаточно долго находится в кадре) и, соответственно, не отличаются достаточным быстродействием. В данной работе рассмотрена методика для автоматического анализа видеофайлов на предмет детектирования наличия персон и достопримечательностей, использующая распознавание по ключевым, неповторяющимся кадрам, на основе алгоритмов для их извлечения. Распознавание достопримечательностей и лиц по ключевым кадрам позволит значительно снизить вычислительные затраты, а также избежать переполнения повторяющейся информацией. Эффективность предложенной методики оценивается с точки зрения точности и скорости на наборе тестовых видео.
Ключевые слова: ключевой кадр, распознавание, компьютерное зрение, алгоритм, видео
Исследована возможность обнаружения стеганографического преобразования цифровых изображений, основанного на классификации контейнеров. Полученные результаты демонстрируют эффективность применения для решения данной глубоких нейронных сетей. Применение метода LSB может быть обнаружено с помощью нейросетевого классификатора, построенного на архитектуре EfficientNet b3. Достигаемая точность классификации при этом – выше 97%. Применение более сложных, частотных методов стеганографии, может быть эффективно обнаружено при классификации их представления в виде цифровой модели YCrBr, с аугментацией в виде вертикального и горизонтального поворотов. Достигаемая при этом точность классификации с помощью EfficientNet b3 – выше 77%.
Ключевые слова: стеганография, стегоконтейнер, машинное обучение, классификация, цифровое изображение, глубокое обучение, сверточная нейронная сеть, EfficientNet b3, конфиденциальность, защита информации
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Рассматриваются методы компьютерного формирования уравнений движения систем абсолютно твёрдых тел древовидной структуры и алгоритмы приведения их к нормальной форме обыкновенных дифференциальных уравнений. Уравнения движения выписываются с использованием формализма Гамильтона относительно расширенного набора переменных состояния механической системы. Уравнения представлены в наглядной матричной форме. Выписаны рекуррентные формулы для определения всех коэффициентов уравнений. Представлены алгоритмы редукции этих уравнений к уравнениям Гамильтона в обобщенных координатах и обобщенных импульсах. Приводится алгоритм решения полученных уравнений движения систем твердых тел, использующий LTDL-разложение. Выписаны формулы, позволяющие вычислить объем арифметических операций, требуемых для приведения уравнений движения к нормальной форме с помощью рассмотренных алгоритмов. На основе этих формул проведен сравнительный анализ эффективности алгоритмов для систем твердых тел различной структуры и с различными типами связей между телами. Результаты анализа представлены в виде диаграмм. На диаграммах выделены области, в которых проявляется преимущество того или иного метода в зависимости от типа механической системы.
Ключевые слова: система твёрдых тел, уравнения движения, динамика, обобщённые импульсы, математическое моделирование, вычислительная эффективность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Работа посвящена проблематике поддержки принятия решений в сфере информационной безопасности. Целью работы является построение (в рамках теоретико-игрового подхода) итерационной процедуры определения смешанной игровой стратегии обеспечения информационной безопасности при неопределенности состояния объекта защиты и противодействии злоумышленника. Использование методологического аппарата имитационного моделирования (наряду с применением метода фиктивного разыгрывания Брауна-Робинсон) обусловлено возможным непуассоновским типом потоков событий, приводящих к изменению состояния объекта защиты, а также сложностью решения стохастических игр с тремя участниками. Применение разработанной процедуры позволяет повысить научную обоснованность управленческих решений по выбору стратегий защиты стохастически-динамических (меняющих свое состояние случайным образом) объектов.
Ключевые слова: информационная безопасность, неопределенность, противодействие, теоретико-игровой подход, имитационное моделирование
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье представлена программно-ориентированная теоретико-множественная модель сложно-функциональных блоков (СФ-блоков) реконфигурируемой системы на кристалле (РСнК), позволяющая ввести их в систему автоматизированного проектирования (САПР) на разных этапах проектирования интегральной схемы на основе РСнК и выполнить отображение архитектурно-независимых СФ-блоков проектируемой схемы в СФ-блоки базового кристалла. Модель объединяет в себе формализованные представления компонентов базового кристалла, архитектурно-независимых и архитектурно-зависимых параметризованных СФ-блоков для этапа логического синтеза, а также СФ-блоков для этапа топологического синтеза. Также модель имеет несколько отличительных особенностей. Первой особенностью является наличие относительных координат элементов гибких СФ-блоков, что позволяет учесть архитектурные особенности РСнК на этапе размещения. Вторая особенность - информация о специализированных трассировочных ресурсах и межсоединениях проектируемой и базовой схем, что дает возможность установить соответствие между соединениями СФ-блока и РСнК независимо от типов трассировочных ресурсов.
Ключевые слова: реконфигурируемая система на кристалле, сложно-функциональный блок, программируемая логическая интегральная схема, система автоматизированного проектирования, теоретико-множественная модель, формализация
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье описывается разработка метода извлечению текстовой информации при передаче изображений с модифицированными символами, которые помогают обходить существующие средства защиты информации (далее - СЗИ) и выводить чувствительную к распространению информацию во вне организации. В основе разрабатываемого модуля используется язык программирования python с библиотеками, которые расширяют его функционал. В статье описаны процесс подготовки данных и создания алгоритма, вариант размещения внутри предприятия и интеграция с СЗИ предложены дальнейшие шаги его развития.
Ключевые слова: информационная безопасность, утечка информации, анализ текста, анализ изображений, анализ модифицированной информации, защита от стеганографии
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье рассматривается построение алгоритма непараметрической оценки плотности распределения вероятностей переходов для марковской модели динамики численности сотрудников вуза. Решается задача восстановления плотности распределения вероятности перехода по ретроспективной выборке малого объема. Результатом решения является матрица вероятностей перехода, элементы которой суть случайные величины с законами распределения, полученными по ретроспективным данным. Отличительной особенностью алгоритма является одновременный учет областных и функциональных ограничений на значения вероятностей перехода. Экспериментально подтверждена сходимость алгоритма.
Ключевые слова: плотность вероятности, непараметрическая оценка, марковская модель, малые выборки, имитационное моделирование, движение кадров вуза, публикационная активность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
Для оптимизации жизненного цикла информационных систем при проектировании используются абстрактные модели, описывающие основные элементы архитектуры системы. Архитектура нулевого доверия – новая концепция информационной безопасности, учитывающая удаленный формат доступа сотрудников к активам информационной системы предприятия. Рассматриваются основные особенности архитектуры нулевого доверия.
Ключевые слова: защита информации, информационная система предприятия, архитектура нулевого доверия, политика безопасности
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Статья посвящена исследованию поведения толпы в общественных зданиях при пожаре. Предлагается метод оценки эффективности организации эвакуации людей из общественного здания, позволяющий учитывать распространение паники среди эвакуирующихся. Метод основан на разработке имитационной модели эвакуации, учитывающей воздействия некоторых факторов на степень паники людей, реализующей агентно-ориентированный подход. Предлагаемый метод позволяет при описании психоэмоционального поведения каждого агента в отдельности в процессе эвакуации оценивать эффективность организации эвакуации толпы в целом. Результаты моделирования на примере здания торгово-развлекательного центра показывают, что возможные панические состояния эвакуирующихся могут оказывать влияние на эффективность эвакуации.
Ключевые слова: эвакуация, паника, имитационная модель, метод оценки эффективности, торгово-развлекательный комплекс, агентно-ориентированный подход
Тепловая обработка бетона наряду с пропариванием является одним из основных методов ускорения твердения бетона и достижения им передаточной, распалубочной и проектной прочности. Данные технологии обработки бетона чаще применяются на заводах при изготовлении бетонных и железобетонных изделий массового производства в пропарочных камерах периодического и непрерывного действия, под переносными колпаками на стендах и других установках или в специальных термоформах, термопакетах, кассетах и т. п. Однако все больше возникает необходимость ускорения набора прочности бетона на строительной площадке в моменте производства строительно-монтажных работ, связанных с новым строительством, ремонтом или реконструкцией существующих строений. Целью исследования является изучение ускорения набора прочности бетона, подверженного тепловой обработке с использованием энергии электромагнитного поля сверхвысоких частот (СВЧ). В статье приведены данные результатов экспериментального исследования бетонных образцов на сжатие, обработанных энергией СВЧ и контрольной группы образцов, набиравших прочность в естественных условиях. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о приросте прочности обработанных образцов бетона на 1 сутки на 72.94%, на 2 сутки на 27.83%, на 3 сутки на 14.23%, на 7 сутки на 1.1% в сравнении с образцами, не подвергавшимся СВЧ-воздействиям. С 14 суток происходит плавное падение прочности в сравнении с образцами, не подвергавшимися обработке с помощью электромагнитных полей, так, на 14 сутки прочность обработанных образцов бетона уменьшилась на 2.45%, на 21 сутки на 32,17%, на 28 сутки на 25.61%. В результате анализа полученных экспериментальных данных, сделаны выводы о том, что СВЧ- воздействия на бетонный раствор значительно увеличивают прочность бетона на ранних стадиях, но негативно сказываются на проектной прочности бетона в целом.
Ключевые слова: сверхвысокочастотное излучение, СВЧ, бетон, тепловая обработка, прочность, строительство
Работа направлена на моделирование системы управления продольно-резательным станком бумагоделательной машины с целью улучшения качества выпускаемой продукции и исключения брака по плотности намотки. Разработанная автоматизированная система реализует функции управления режимами работы станка, распределения нагрузок несущих валов, торможения раската и натяжения бумажного полотна.
Ключевые слова: продольно-резательный станок, бумагоделательная машина, автоматизированная система управления, перемотный станок, прижимной вал, разматыватель, наматыватель, разгонный вал, отклоняющий вал, режущая секция
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье рассматриваются факторы, влияющие на проведение строительного контроля на этапе отделочных работ. Цель: выделение наиболее влиятельных факторов на основе экспертного опроса. Методы: использовался метод экспертного опроса с последующим расчетом веса каждого из факторов и отсеивание наименее значимых. Результаты: авторами была проведена исследовательская работа с привлечением экспертов в области строительства, включенных в Национальный Реестр Строителей России, которые приняли участие в опросе и проранжировали факторы в зависимости от субъективного мнения каждого эксперта. Из 14 факторов 3 было отсеяно как наименее значимые для каждой группы. Выводы: факторы, отобранные в результате опроса, оказывают существенное влияние на работу строительного контроля на этапе отделочных работ. Перспективой исследования является дальнейшее формирование организационно-технологических решений для нивелирования этих факторов с целью оптимизации работы строительного контроля.
Ключевые слова: отделочные работы, строительный контроль, факторы влияния, экспертный опрос, жилая недвижимость, строительный рынок
В работе рассмотрена возможность использования отходов лесной промышленности в качестве основы для создания биоудобрений. Представлены положительные и отрицательные стороны воздействия отходов деревообработки на структурную и биологическую составляющую почвы. Проведен патентный поиск в контексте рассматриваемой темы.
Ключевые слова: опилки, компост, биоудобрения, отходы лесной промышленности, патентный поиск, деревообработка, микроорганизмы
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства