ivdon3@bk.ru
В статье описан опыт в сфере практико-ориентируемой и профориентационной деятельности, направленной на модернизацию современного инженерного образования с учетом междисциплинарного подхода. Приведен пример подготовки инженера новой формации на основе школьных инженерных классов. Уделено внимание проектной деятельности, способной вовлечь студентов, как в креативные, так и в производственные проекты. Освещены вопросы «профориентационной фильтрации», необходимой для отбора нужных профессиональных качеств студентов через цикл мини ознакомительно-обучающих кейсов. Сделан акцент на контактном и информационном доступе родителей и школьников в научно-исследовательский сектор университета.
Ключевые слова: управление инженерным образованием, проектная деятельность, инженерные классы, приоритет-2030, профориентационная деятельность
5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
Рассмотрены алгоритмы построения базисных функций, методы оптимизации вычислений и механизмы L1/L2 регуляризации, на основе которых разработано веб-приложение для выполнения многомерной регрессии с использованием метода наименьших квадратов и программной библиотеки конструируемых базисов. Разработанное программное обеспечение обеспечивает эффективную аппроксимацию многомерных данных с возможностью визуализации результатов в двухмерной и трехмерной проекциях. Практическая ценность работы заключается в создании программного инструмента, находящегося в открытом доступе сЕти, для анализа и моделирования сложных многомерных зависимостей.
Ключевые слова: аппроксимация, метод наименьших квадратов, базисные функции, многомерная регрессия, L1/L2- регуляризация, веб-приложение, визуализация данных, многомерный эллиптический параболоид
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье анализируются различные подходы к генерации и обнаружению аудиодипфейков. Особое внимание уделяется предобработке акустических сигналов, выделению параметров голосовых сигналов и классификации данных. В работе рассмотрены три группы классификаторов: метод опорных векторов, метод K-ближайших соседей и нейронные сети. Для каждой группы были выделены эффективные методы, и на основе общего анализа определены наиболее результативные подходы. В ходе работы было выявлено два подхода, демонстрирующих высокую точность и надежность: детектор на основе временных сверточных сетей, анализирующим MFCC-кепстрограмму показал метрику EER = 0.07%, тогда как метод опорных векторов с ядром в виде радиальной базисной функции достиг метрики EER = 0.5%, а также показал следующие значения метрик на наборе данных ASVspoof 2021: Accuracy = 99.6%, F1-score = 0.997, Precision = 0.998 и Recall = 0.994.
Ключевые слова: аудиодипфейки, предобработка акустических сигналов, метод опорных векторов, метод K-ближайших соседей, нейронные сети, временные сверточные сети, обнаружение дипфейков
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В работе рассматривается задача краткосрочного прогнозирования температуры льда в инженерных системах с высокой чувствительностью к тепловым нагрузкам. Предлагается трансформерная архитектура, дополненная физически-информированной функцией потерь, основанной на уравнении теплового баланса. Такой подход позволяет учесть инерционные свойства объекта и согласовать динамику прогнозируемой температуры с подаваемой мощностью и внешними условиями. Модель протестирована на данных с ледовой арены с минутной частотой измерений. Проведено сравнение с базовыми архитектурами LSTM, GRU, Transformer по метрикам MSE, MAE и MAPE. Результаты демонстрируют существенное улучшение точности в переходных режимах, а также устойчивость предсказаний к резким скачкам температуры, особенно после заливки льда. Предложенный метод может быть интегрирован в контуры интеллектуального управления инженерными объектами, обеспечивая не только высокую точность, но и физическую интерпретируемость модели. Работа подтверждает эффективность интеграции физического знания в нейросетевые прогнозные модели.
Ключевые слова: краткосрочное прогнозирование, временные ряды, трансформеры, машинное обучение, физически-информированная модель, предиктивное управление
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Данная работа посвящена построению системы визуально-инерциальной одометрии беспилотного автомобиля, использующей в качестве источника информации как бинокулярные камеры, так и инерциальные датчики, которая была бы способна одновременно определять собственное положение автомобиля и отслеживать относительное положение других участников дорожного движения. Для обеспечения точной и непрерывной локализации предлагается использовать инерциальную навигационную систему и два типа особых точек изображения. Модели глубокого обучения используются для точного и надежного отслеживания особых точек. Для достижения эффективного и надежного сопоставления объектов между двумя кадрами предлагается многоуровневый механизм ассоциации данных, учитывающий возможные ошибки различных компонентов системы. Результаты экспериментов демонстрируют осуществимость и потенциал применения предлагаемой системы.
Ключевые слова: многообъектная визуально-инерциальная одометрия, локализация, ассоциация данных, отслеживание 3D динамических объектов
Представлена двухуровневая иерархически организованная модель управления взаимодействием директора с персоналом в фирме, связанной с разработкой проектов в строительной сфере. В роли ведущего выступает директор, в роли ведомых – сотрудники компании. Оба субъекта управления стремятся к максимизации своих целевых функций, отражающих их доходы и расходы. Исследование модели проведено с учетом ее иерархической структуры. Разработан алгоритм построения решения Штакельберга при побуждении. Проведено численное исследование модели методом сценариев путем частичного перебора областей допустимых управлений субъектов с некоторым шагом. При проведении имитационных экспериментов в достаточно широком диапазоне варьировались все входные параметры модели. Результаты проведенных имитационных экспериментов проанализированы, выявлены некоторые закономерности развития системы.
Ключевые слова: иерархия, побуждение, система управления, алгоритм решения, равновесие Штакельберга, ведущий, ведомый, имитация, эксперимент, инвестиционный проект
Статья посвящена описанию и математическому обоснованию U-образного распределения долей тем, возникающего в модели латентного размещения Дирихле при симметричных гиперпараметрах. Показано, что бимодальная форма обусловлена сведением Дирихле-вектора к бета-распределению, что делает традиционные одномодальные аппроксимации некорректными. Предложена составная вероятностная модель, объединяющая бета-, гамма- и пуассоновские компоненты, а также ковариационный учёт семантической связности. Параметры модели определяются методом дифференциальной эволюции по критерию, включающему расстояние Васерштейна и дивергенции Дженсена–Шеннона и Кульбака–Лейблера. На корпусе текстов информационного поля Госкорпорации «Росатом» установлено, что новая модель точнее логнормальной, Парето, экспоненциальной и нормальной аппроксимаций, позволяя надёжно характеризовать тематические потоки и поддерживать решения в задачах мониторинга больших текстовых данных.
Ключевые слова: системный анализ, латентное размещение Дирихле, тематическое моделирование, латентное размещение Дирихле, интенсивность тематического сигнала, бета-распределение, гамма-распределение, пуассоновский процесс, дивергенция Дженсена–Шеннона
Целью исследования является анализ современных моделей и алгоритмов управления пожарно-спасательными подразделениями при спасении людей в разных типах общественных зданий. Методы исследования: общенаучные методы (анализа и синтеза информации, сравнения). В статье выполнен литературный обзор актуальных методов и алгоритмов управления пожарно-спасательными подразделениями при спасении людей. На основе прошлых исследований выделено три основных подхода: подходы на основе технического превосходства; подходы на основе математического моделирования; подходы на основе учета индивидуальных особенностей мест проведения пожарно-спасательных работ. Выделены преимущества и недостатки каждого подхода с точки зрения эффективности их использования при спасении людей в общественных зданиях. При анализе прошлых подходов сделан вывод о том, что на данный момент не представлена методика обоснования тактических возможностей звеньев газодымозащитной службы при проведении пожарно-спасательных работ в зависимости от технических особенностей помещения и количества людей. Комбинация математического моделирования и учета индивидуальных особенностей общественных зданий представляется наиболее эффективным методом управления пожарно-спасательными подразделениями. В исследовании сделан вывод о том, что требуется создание алгоритма движения звеньев газодымозащитной службы, который будет учитывать особенности зданий, продуктов горения и времени спасения людей. Научная новизна исследования обусловлена следующими элементами: предложена систематизации, а также выполнена оценка преимуществ и недостатков моделей и алгоритмов управления пожарно-спасательными службами; предложена схема мероприятий управления пожарно-спасательных подразделений, которая учитывает функциональные задачи пожарно-спасательного гарнизона, караульной службой и работы с населением. Схема управления пожарно-спасательными подразделениями предполагает, как работу со всем пожарно-спасательным гарнизоном, так и с отдельными караульными службами пожарной охраны, с населением и администрацией общественных зданий. Предложенная схема дополняет существующие теоретические знания об организации работы пожарно-спасательных подразделений и управления их работой при спасении людей в разных типах общественных зданий.
Ключевые слова: Ключевые слова: пожарно-спасательное подразделение, общественное здание, газодымозащитная служба, пожарная безопасность, метод, модель, алгоритм
В данной статье предлагается новая концепция управления производством холдинга химической промышленности как основы математического обеспечения автоматизированной системы управления. В основе концепции лежит использование как традиционных методов проактивного управления (превентивного и предиктивного), так и проактивного управления нового поколения, которое не только упреждает наступление нежелательных событий, но и обеспечивает снижение частоты появления подобных событий в будущем. Разработана система основных понятий (концептов) и принципов проактивного управления производством. Предложенная концепция позволит развить существующее математическое обеспечение автоматизированной системы управления производством и повысить его эффективность.
Ключевые слова: производство, автоматизированная система управления производством, математическое обеспечение, концепция, проактивность, стратегии, проактивное управление
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В данной работе рассматриваются методы оценки собственного положения по видеоизображению. Предлагается надежный двухэтапный алгоритм восстановления структуры сцены по ее наблюдаемым видеоизображениям. В предлагаемом алгоритме на этапе извлечения и сопоставления признаков используется случайная выборка на основе разрезов графа соседства для отбора наиболее вероятных совпадающих пар признаков, На этапе нелинейной оптимизации применяется улучшенный алгоритм оптимизации с адаптивным коэффициентом затухания и динамической регулировкой доверительной области. По сравнению с классическим алгоритмом Левенберга-Маркарда (Levenberg-Marquard, LM), глобальная и локальная сходимость могут быть лучше сбалансированы. Для упрощения решений системы на этапе групповой настройки используется метод дополнения Шура, позволяющий существенно сократить объем вычислений. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность и эффективность предложенного алгоритма.
Ключевые слова: 3D-реконструкция, граф-разрез, структура из движения (SfM), RANSAC, оптимизация настройки пучка, алгоритм Левенберга-Марквардта, надежное сопоставление признаков
Статья посвящена разработке и экспериментальной проверке внешнего механизма балансировки нагрузки для кластеров серверов, обслуживающих распределённую образовательную сеть. Предложен гибридный подход, сочетающий классические методы (Round Robin, Least Connections) с эволюционным поиском на базе генетического алгоритма. На модельном уровне показано, как задача распределения сеансов пользователей формулируется через минимизацию максимальной загрузки и ограничение задержек. Разработанное решение реализовано целиком на отечественном технологическом стеке — кластерах серверов платформы «1С:Предприятие», контейнерах Docker и интеграционной шине «1С:Шина». Экспериментальное исследование демонстрирует, что новая логика распределения повышает устойчивость системы при колебаниях трафика, снижает задержки для пользователей и рациональнее использует резервные ресурсы, при этом не создавая заметной дополнительной нагрузки на управляющие узлы. Работа подтверждает практическую пригодность эволюционных методов в задачах онлайн-балансировки.
Ключевые слова: балансировка нагрузки, кластеры серверов, генетический алгоритм, имитационное моделирование, 1С:Шина
В работе представлены результаты исследования состояния деревянных конструкций чердачного перекрытия Санкт-Петербургской Духовной Академии Русской Православной Церкви. Указаны основные дефекты и повреждения элементов стропильной системы. Приведены заключения о физико-механических характеристиках балки возрастом более 200 лет. Сделаны выводы о мерах для сохранения работоспособности конструкций.
Ключевые слова: несущая способность деревянных конструкций, биодеструкторы, снижение прочности, стропильная система
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура)
В статье предлагается способ и эксперимент по имитации реализации процессов, протекающих при его проведении, относящийся к области строительства, который может быть использован для прокладки трубопроводов бестраншейным способом под естественными и искусственными преградами, расположенными преимущественно в монолитных скальных грунтах с одновременным формированием футляра, разработкой и обустройством пилотных скважин. Применение способа позволяет расширить возможности по бестраншейной прокладке трубопроводов, снижая риски, связанные с: профилем формируемого футляра; типом грунта в месте проведения работ; вероятностью отклонения от намеченного пути; использованием дорогостоящего оборудования; необходимостью проведения работ по всей площади участка в его поперечном сечении и его длине, использованием взрывчатых веществ.
Ключевые слова: пилотная скважина, алмано-канатный трос, котлован, футляр, рабочий орган, круговой сектор
В работе рассмотрена облегченный модифицированный вариант нейронной сети YOLO-v5, который используется для распознавания объектов дорожной сцены в задаче управления беспилотным автомобилем. В предложенной модели слой субдискретизации (пулинга) заменён на модуль ADown с целью снижения сложности модели. Добавлен модуль C2f в качестве модуля извлечения признаков, чтобы повысить точность за счет объединения признаков. Приведены эксперименты с использованием сцен заснеженных дорог и показана эффективность предложенной модели для распознавания объектов.
Ключевые слова: Бобков А.В., Ду Кэхао, Дай Ифань, Ван Чжун, Чэнь Хао
Характеристики погружного асинхронного электродвигателя, с достаточной для практики достоверностью, описываются теорией многодвигательного электропривода. В этом случае классическая схема замещения погружного асинхронного электродвигателя представляет собой связанную систему из нескольких Т-образных схем замещения. В свою очередь это значительно увеличивает ее вычислительную сложность и снижает быстродействие АСУТП. Предлагается с помощью методов планирования эксперимента построить математическую модель погружного электродвигателя в виде полиномов с существенно большим быстродействием. В области применимости, расхождения в оценке энергетических показателей не превышают 1,1%, между предложенными моделями и классическими Т-образными схемами замещения.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, математическая модель, полином, средняя абсолютная процентная ошибка, вычислительная сложность, методы планирования эксперимента, диаграмма рассеяния, модальный интервал, погружной электродвигатель, пакет ротора
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами