ivdon3@bk.ru
Обсуждается качество обучения неполносвязных нейронных сетей, основанных на корнях принятия решений. На примере ограниченных данных о пациентах с клинически диагностированной болезнью Альцгеймера и условно здоровых пациентов путем предобработки данных найден корень принятия решений и соответствующая структура нейронной сети. Впервые демонстрируются результаты обучения неполносвязной искусственной нейронной сети данного типа. Результаты обучения такого типа нейронных сетей позволили в условиях ограниченных данных найти нейронную сеть, обладающую приемлемым уровнем точности для практического применения полученной нейронной сети для поддержки принятия врачебных решений – в рассматриваемом примере для диагностики болезни Альцгеймера.
Ключевые слова: нейронные сети, механизмы комплексного оценивания; корни принятия решений, деревья критериев, матрицы свёртки, предобработка данных
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 3.1.24 - Неврология
Одним из направлений, позволяющим повысить эффективность работы низкоорбитального спутникового интернета в условиях деструктивных воздействий является использование систем OFDM, поддерживающих режим скачкообразной смены частоты (ССЧ). Очевидно, что эффективность противостояния помехам, которые формируются средствами радиоэлектронной борьбы (СРЭБ), во многом определяется алгоритмом выбора рабочих частот. В работе предлагается реализовать блок ССЧ на основе SPN-шифра «Кузнечик», который обеспечивает высокую стойкость к подбору рабочей частоты со стороны СРЭБ. Однако при возникновении сбоев и отказов в работе такого блока передатчик и приемник, работающие в режиме ССЧ, не смогут наладить передачу информации. Для решения данной проблемы в статье предлагается использовать полиномиальные модулярные коды классов вычетов (ПМККВ). Однако проведенный анализ известных алгоритмов коррекции ошибок в ПМКВ показал, что их нельзя применять для повышения надежности работы блока ССЧ на основе SPN-шифра «Кузнечик». Целью работы является разработка алгоритма коррекции ошибок в кодах ПМККВ с минимальной избыточностью, применение которого позволит повысить отказоустойчивость систем OFDM за счет устранения последствий сбоев и отказов в работе блока ССЧ.
Ключевые слова: системы OFDM, поддерживающие скачкообразную смену частоты, методы генерации псевдослучайных чисел, SPN-шифр Кузнечик, полиномиальные модулярные коды классов вычетов, алгоритм коррекции ошибки
В условиях быстрой урбанизации общества моделирование процессов устойчивого развития городов привлекает значительное внимание ученых. В данной статье представлено исследование нечетких когнитивных карт (НКК) как междисциплинарной модели для имитации процессов городского развития. Это подчеркивает универсальность НКК в интеграции экспертных знаний и количественной оценке влияния показателей, которые формируют городское пространство, от инфраструктуры и жилья до экологической устойчивости и благополучия общества. В исследовании используется синтез обширного обзора литературы и экспертных мнений с целью создания и уточнения когнитивной карты, адаптированной для развития муниципальных образований. Изложенная методология формулирует систематический подход к выбору концептов, присвоению весов и проверке модели. Благодаря сотрудничеству с межотраслевыми экспертами, исследование подтверждает ценность НКК для выявления каскадных эффектов в процессе принятия решений при формировании стратегий развития города. Признавая ограничения, присущие экспертным методам и нечеткий характер данных, авторы приводят доводы в пользу эффективности НКК не только в выявлении, но и в решении возникающих проблем урбанизации. В конечном счете, эта статья привносит детальный взгляд на дискурс стратегического планирования, поскольку авторы выступают за использование НКК в качестве инструмента поддержки принятия управленческих решений, который может помочь руководящим органам в обеспечении устойчивого и справедливого городского будущего.
Ключевые слова: нечеткие когнитивные карты, городское развитие, городское планирование, устойчивая урбанизация, экспертные системы, благополучие общества
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Предметом данной статьи является разработка шаблона поведения с элементами ИИ для бота-противника в однопользовательской игре Steal Tower. Суть, которой собрать ресурсы для постройки башни быстрее противников. Для создания иллюзии того, что против игрока играют такие же люди, разработана имитационная стохастическая модель на основе метода Монте Карло для цепей Маркова. На основе результатов ее испытаний определены сбалансированные параметры системы, которые внедрены в поведенческий шаблон бота, который реализован с помощью перечисления Enum AIStates состоящего из пяти состояний: Idle (бездействие), GoTo (движение) и GoToWarehouse (возврат к складу), Win (победа), Loose (подсчет очков). В каждом из них разработаны функции для оптимального поведения бота приведенные в статье. Так для состояния GoTo созданы функции, анализирующие выгоду от разного типа поведения: украсть или собрать, или дойти до склада или до башни.
Ключевые слова: игровой интеллект, поведенческий шаблон, эмуляция живого мира, сценарий поведения бота, структура состояний, цепи Маркова, метод Монте Карло, имитационная модель, среда Unity, язык C#
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Шаговый двигатель достаточно часто используется в автоматизированных установках лазерной резки. Схема управления шагового двигателя требует специального электронного устройства – драйвера, который получает на вход логические сигналы и изменяет ток в обмотках двигателя для обеспечения параметров движения. В данном научном исследовании проводилась оценка драйверов шагового двигателя для определения целесообразности их использования – PLDS880, OSM-42RA, OSM-88RA. Для управления системой был написан программный код, который по связующей плате соединялся с контроллером. С каждым драйвером при различных режимах подобраны оптимальные параметры (начальная скорость, конечная скорость и ускорение), то есть движение каретки без срыва на десяти проходах с минимальным временем прохода. Результаты экспериментальных исследований представлены в табличной форме.
Ключевые слова: лазер, лазерная резка, автоматизация, технологический процесс, шаговый двигатель, быстродействие, драйвер, контроллер, схема управления, оптимальные параметры
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Произведена оценка правильности аналитических моделей процесса однопараметрической селективной сборки двух элементов путем сравнения с результатами имитационного моделирования. Проводилась серия машинных экспериментов, включающая однофакторные и двухфакторные. При принятых уровнях варьирования факторов определялся доверительный интервал вероятности выхода годных изделий из исходной совокупности элементов, не прошедших сортировку, с использованием критерия Стьюдента при заданных уровне значимости и числе степеней свободы. Сравнение результатов моделирования выявило факты попадания указанного показателя процесса, определенного по аналитической модели, для всех экспериментов в пределы доверительных интервалов и наличия относительно небольших отклонений от их центров.
Ключевые слова: селективная сборка, аналитическая модель, имитационная модель, погрешность измерения, результаты моделирования
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье мы рассмотрели и проанализировали различные модели прогнозирования временных рядов, используя данные, собранные с мобильных устройств IoT. Основное внимание уделено моделям, описывающим поведение трафика в телекоммуникационных системах. Рассмотрены методы прогнозирования, такие как экспоненциальное сглаживание, линейная регрессия, авторегрессионное интегрированное скользящее среднее (ARIMA), а также N-BEATS, который использует полносвязные слои нейронной сети для прогнозирования одномерных временных рядов. В статье кратко описаны особенности каждой модели, рассмотрен процесс их обучения, и проведен сравнительный анализ качества обучения. На основе анализа данных отмечено, что для протокола UDP модель ARIMA обладает лучшим качеством обучения, для протокола TCP - линейная регрессия, а для протокола HTTPS - ARIMA.
Ключевые слова: телекоммуникационные системы, анализ трафика, модели прогнозирования, QoS, искусственный интеллект, линейная регрессия, ARIMA, Theta, N-BEATS
Для бортовых радиолокационных систем арктического назначения разработан новый численный метод расчета метеоусловий. На основе полученного в исследовании численного метода разработано программное обеспечение, учитывающее различные модели распространения электромагнитных волн в различных метеоусловиях. Представлены результаты вычислений, по оценке дальности обнаружения опасных метеоусловий. Данная оценка показывает то, что порог обнаружения неблагоприятных погодных условий может быть уменьшен. В основе снижения порога без ухудшения итоговых вероятностей правильного обнаружения и ложной тревоги лежит тот факт, что возникновение случаев ложного обнаружения возможно лишь тогда, когда достигается определенная суммарная протяженность сложных метеоусловий, которую можно уже считать опасной для полета. Рассматриваются особенности формирования сигналов, отражённых от арктических дождевых облаков, турбулентностей над заснеженной пустыней и сдвига ветра. Показано, что все они отличаются меньшей радиолокационной отражаемостью, поэтому получаемые дальности обнаружения меньше тех, которые могут быть получены в более южных широтах, но при этом их достаточно для навигации БПЛА или воздушных судов малой авиации.
Ключевые слова: бортовая РЛС, численные методы оценки метеоусловий, метеонавигация в заполярных широтах, навигация БПЛА, опасное метеообразование
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
При изучении задач фильтрации воды к одиночной горизонтальной несовершенной дрене конечной длины, в системе взаимодействующих горизонтальных несовершенных дрен, необходимо рассмотреть пространственные (трехмерные) задачи фильтрации. В отличие от плоских (двумерных) задач, пространственная фильтрация изучена менее подробно, поскольку получение строгих решений задач фильтрации затруднительно.
Ключевые слова: водопроводящие сооружения, фильтрация, эквипотенциали , дрена, скважина, напорный пласт, сток, напор, приток, водоем, водоток
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.6 - Гидротехническое строительство, гидравлика и инженерная гидрология (технические науки)
Данная статья исследует внедрение и реализацию моделей нейронных сетей в сфере сельского хозяйства, с акцентом на их использование в умных теплицах. Умные теплицы представляют собой инновационные системы контроля микроклимата и других факторов, влияющих на рост растений. С использованием нейронных сетей, обученных на данных о влажности почвы, температуре, освещенности и других параметрах, возможно прогнозирование будущих показателей с высокой точностью. В статье рассматриваются этапы сбора и подготовки данных, процесс обучения нейронных сетей, а также практическая реализация данного подхода. Результаты исследования подчеркивают перспективы внедрения нейронных сетей в аграрном секторе и их важную роль в оптимизации процессов роста растений и увеличении производительности сельскохозяйственных предприятий.
Ключевые слова: нейронная сеть, прогнозирование показателей, умная теплица, искусственный интеллект, моделирование данных, микроклимат
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Рассматривается возможность архитектурно-пространственной организации серии городских интерьеров, располагающихся на пути сообщения между зданиями и факультетами университетских комплексов «интегрированного» и «распределенного» типа. Формируются требования к подобным транзитным пространствам. Предлагаются варианты сценария организации подобных пространств, представляющего собой алгоритм пространственного формирования последовательных функциональных зон и сознания студента на протяжении процесса передвижения и обучения. В качестве структурной единицы функциональных зон предлагаются «архитектурно-средовые модули», включающие различные варианты оборудования и малые архитектурные формы - как средства организации пространственных сценариев. Разработана типология подобных модулей для различных транзитных зон и типов городских пространств. Предлагаемый подход позволяет сформировать и поддержать бренд университета как единого коммуникационного пространства.
Ключевые слова: университетский комплекс, транзитные городские пространства, сценарный подход, функционально-тематические зоны, архитектурно-средовые модули
2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура) , 2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
Рассмотрены и исследованы, применительно к задаче моделирования обтекания воздухом тела сложной формы, алгоритмы и структуры пространственного разбиения: kd-дерево, BVH. Использование данных алгоритмов позволяет существенно сократить время вычислений при поиске столкновений воздушных частиц между собой и с обтекаемым телом.
Ключевые слова: обнаружение столкновений, вычислительная геометрия, алгоритмы и структуры данных, kd-дерево, BVH-дерево
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Водонасыщение грунтов в области фундаментов сопровождается ухудшением их несущей способности и часто обнаруживается лишь с появлением первых признаков деформаций. Эффективный мониторинг состояния грунтовой толщи помогает снизить нарастающий ущерб. С этой целью разработан и применен вариант динамического зондирования, позволивший установить в зоне водонасыщения пятикратное снижение сопротивления грунтов проникновению индентора в сравнении с их природным состоянием. Подход обеспечивает оперативное картирование состояния грунтовой толщи в местах предполагаемого замачивания, например в области обратной засыпки фундаментов. Результаты применимы для мониторинга замачивания грунтов в техногенных условиях и представляют интерес для широкого круга специалистов в области строительства.
Ключевые слова: подтопление, динамическое зондирование, мониторинг, водонасыщенные грунты, картирование
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
В работе предлагается один из вариантов построения и использования механизма нечетких запросов для моделирования оценки состояния телекоммуникационной сети. Детально рассмотрена модульная архитектура приложения, описана логика вычисления степеней принадлежности к каждому терму выбранных лингвистических переменных, приведены этапы алгоритма работы с механизмом нечетких запросов.
Ключевые слова: нечеткий запрос, поиск, параметры функций принадлежности, моделирование оценки состояния, база данных, знания, нечёткая классификация
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.7 - Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования
Рассматриваются вопросы функционирования коллектива агентов, объединённых через сеть. В работе рассмотрена архитектура распределённой системы обработки данных на основе оверлейной сети. Целью работы является разработка комплексного решения, обеспечивающего предобработку сигналов, надёжность хранения и передачи данных, высокую скорость принятия решений. Произведена интеграция распределённого key-value хранилища Etcd с реализованным клиентом оверлейной сети путём использования tun-интерфейса на каждом агенте и инкапсуляции пересылаемых данных IPv4-пакетов для дальнейшей отправки через андерлейную IPv6-сеть по протоколу, обеспечивающего надёжность доставки. Рассмотренное в работе решение позволяет автономно создавать быстро развёртываемые механизмы сетевого обмена, гарантировать доставку данных с приемлемой задержкой в условиях помех, джиттера, колебаний задержки доставки пакетов, недоставки пакетов.
Ключевые слова: оверлейная сеть, андерлейная сеть, IPv6, распределённое хранилище, распределённая база данных, tun-интерфейс, распределённая система обработки данных, интеллектуальный агент, групповая робототехника, автономный робот