ivdon3@bk.ru
Данная работа посвящена применению метода Винограда для выполнения вейвлет-преобразования в задаче сжатия изображений. Применение данного метода позволяет снизить вычислительную сложность, а также повысить скорость вычислений за счет групповой обработки пикселей. В работе определяется минимальное количество бит, при котором обработанные изображения достигали высокого качества в результате выполнения дискретного вейвлет-преобразования в формате вычислений с фиксированной точкой. Результаты эксперимента показали, что для обработки фрагментов из 2 и 3 пикселей без потери точности по методу Винограда достаточно использовать 2 двоичных знака после запятой. Для получения качественного изображения при обработке групп из 4 и 5 пикселей достаточно использовать 4 и 7 двоичных знака после запятой, соответственно. Разработка аппаратных ускорителей предложенного метода сжатия изображений является перспективным направлением дальнейших исследований.
Ключевые слова: вейвлет-преобразование, метод Винограда, обработка изображений, цифровая фильтрация, свертка с шагом
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье приведены результаты исследований эффективности мелкозернистого бетона, изготовленного с использованием некондиционных материалов и комплексной модифицирующей добавкой. Цель работы - оценить влияние многокомпонентной добавки на прочностные характеристики и эффективность бетона. Для этого применен дробный факторный эксперимент с варьированием семи факторов, которыми являлись: микрокремнезем, суперпластификаторы и другие добавки оказывающие влияние, как на свойства мелкозернистой бетонной смеси, так и на свойства мелкозернистого бетона. Основными критериями оценки влияния комплексной модифицирующей добавки были приняты коэффициент конструктивного качества и удельный расход цемента на единицу прочности. Проведенные исследования позволили установить, что оптимальный состав добавки повышает ККК на 29,9% и снижает удельный расход цемента на 24,6% по сравнению с контрольными образцами. Показано, что сбалансированное сочетание добавок улучшает эксплуатационные свойства бетона, способствуя ресурсосбережению и снижению экологической нагрузки.
Ключевые слова: мелкозернистый бетон, некондиционные материалы, комплексная модифицирующая добавка, коэффициент конструктивного качества, удельный расход цемента, математическое планирование эксперимента, ресурсосбережение, прочность при сжатии
Представлены результаты исследования, направленного на разработку способа семантической сегментации тепловизионных изображений с применением модифицированного нейросетевого алгоритма, отличающегося от исходного нейросетевого алгоритма более высокой скоростью обработки графической информации. В рамках исследования выполнена модификация нейросетевого алгоритма семантической сегментации DeepLabv3+ за счет уменьшения количества параметров нейросетевой модели, что позволило увеличить скорость обработки графической информации на 48% с 27 до 40 кадров в секунду. Также представлена методика обучения, позволяющая повысить точность модифицированного нейросетевого алгоритма, при этом получено значение точности ниже точности исходного нейросетевого алгоритма на 5%.
Ключевые слова: нейросетевые алгоритмы, семантическая сегментация, машинное обучение, аугментация данных
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассматриваются основные концепции и практические аспекты программирования с использованием модели акторов на платформе Akka. Акторная модель представляет собой мощный инструмент для создания параллельных и распределённых систем, обеспечивая высокую производительность, отказоустойчивость и масштабируемость. В статье подробно описываются основные принципы работы акторов, их жизненный цикл, механизмы обмена сообщениями, а также приводятся примеры реализации типичных паттернов, таких как Master/Worker и Proxy. Особое внимание уделяется вопросам кластеризации и удалённого взаимодействия акторов, что делает статью полезной для разработчиков, работающих над распределёнными системами.
Ключевые слова: акторная модель, akka, параллельное программирование, распределённые системы, обмен сообщениями, кластеризация, отказоустойчивость, жизненный цикл актора, паттерны программирования, мастер-воркер, прокси-актор, синхронизация, асинхронность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Алгоритм динамической трансформации временной шкалы (dynamic time warping algorithm – DTW) предназначен для сравнения двух временных рядов путем измерения расстояния между ними. DTW широко используется в медицине, распознавании речи, анализе финансового рынка и траекторий взгляда. Рассматривая классический вариант DTW, а также его различные модификации, было выявлено, что в задачах анализа расстояния между траекториями взгляда они не способны корректно учитывать продолжительности его фиксаций на визуальных стимулах. Проблема на данный момент не привлекала к себе особого внимания, хотя ее решение позволит улучшить точность и интерпретацию результатов многих экспериментальных исследований, так как оценка времени зрительного фокуса на объектах является важным фактором в визуальном анализе. Отсюда вытекает необходимость адаптировать DTW для такого рода задач. Целью данной работы является адаптация классического DTW для задачи поиска расстояния между двумя временными рядами с периодами низкой изменчивости значений. В ходе демонстрации работы разработанного алгоритма было доказано, что влияние на результат заданного минимального порога продолжительности фиксаций значимо. Предлагаемая адаптация DTW улучшит качество анализа визуальных данных и может быть применена для понимания механизмов восприятия и принятия решений человеком в различных областях деятельности, например, в психологии и маркетинге, а также для разработки эффективных методов тестирования интерфейсов.
Ключевые слова: алгоритм динамической трансформации временной шкалы, айтрекинг, временной ряд, траектория взгляда, длительность фиксации взгляда
Данная статья посвящена сравнительному анализу устойчивости нейронных сетей архитектуры ResNet18 и ResNet50 к состязательным атакам на обучающие множества. Рассмотрен вопрос важности обеспечения безопасности обучающих множеств с учетом роста сфер применения искусственного интеллекта. Описан процесс проведения состязательной атаки на примере задачи распознавания животных. Проанализированы результаты двух экспериментов. Целью первого эксперимента стало выявление зависимости числа эпох, необходимых для успешного совершения состязательной атаки на обучающее множество, от версии нейронной сети архитектуры ResNet на примере ResNet18 и ResNet50. Целью второго эксперимента стало получение ответа на вопрос: на сколько успешны атаки на одну нейронную сеть с помощью модифицированных изображений второй нейронной сетью. Анализ результатов экспериментов показал, что ResNet50 более стоек к состязательным атакам, но дальнейшее совершенствование все же необходимо.
Ключевые слова: искусственный интеллект, компьютерное зрение, ResNet, ResNet18, ResNet50, состязательные атаки, обучающее множество, безопасность обучающего множества, нейронные сети, сравнительный анализ
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Статья рассматривает тему исследования нестационарных торговых объектов в г. Гуково. Актуальность данной темы обусловлена кризисным состоянием городской среды, интеграцией малых временных построек в городскую ткань города. Важными факторами интеграции являются: эстетика, функциональность, взаимодействие с окружающей средой, инновационность. Целью исследования является разработка рекомендаций для развития НТО города Гуково, как средовой системы выполняющей функции обновления и структурирования городской среды в направлении реализации программ опережающего развития бывших моногородов и повышения качества их жизни.
Ключевые слова: нестационарные торговые объекты, факторы, инновационные решения, средовые системы, дизайн-код, моногород, модели, архитектурно-дизайнерское обновление
2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура) , 2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
Анализ геополитической ситуации ряда эпизодов американской революции в контексте применения методов математического моделирования структурного баланса. Управление структурным балансом способно помочь найти наиболее оптимальные стратегии взаимодействующих сторон. В данной статье автор анализирует примеры взаимодействия акторов в контексте Американской революции с помощью знаковых графов, это позволяет в иллюстративной форме оценить положение дел на данном историческом этапе. На примере ряда конкретных исторических эпизодов показаны случаи сбалансированных и несбалансированных систем, а также объяснен исторический контекст каждого эпизода. В период Американской революции акторы (страны и конкретные политики, а также коренные народы) имели свои цели и интересы, их положительное или отрицательное взаимодействие во многом сформировали ход истории.
Ключевые слова: математическое моделирование, структурный баланс, дискретные модели, знаковый граф, история США
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В практике строительства имеет место широкое применение монолитных железобетонных конструкций. При бетонировании массивных конструкций могут возникать технологические и организационные сложности в обеспечении непрерывности укладки бетонной смеси, что приводит к необходимость организации рабочих швов. Исследования, проведенные ранее, показывают о снижении прочностных характеристик в данной зоне и несущей способности всей конструкции. Известные и применяемые в практике пути решения возникшей проблемы вызывают дополнительные трудовые, материальные и временные затраты. В данной работе предложен способ устройства технологического шва, вызванного незапланированными перерывами в бетонировании по технологическим и организационным причинам, основанный на проведенных автором данной статьи ранее экспериментальных и опытно-промышленных исследований. Предлагаемый способ заключается в том, что при возникновении перерыва, последующее бетонирование осуществляется с разрывом от забетонированного ранее участка, при этом с помощью крепежной оснастки формируется ступенчатый профиль, в результате чего организуется пространство, ограниченное поверхностью первого и второго забетонированных участков и опалубкой, формы близкой к пирамидальной, аналогично убежной штрабы, при возведении кирпичной кладки. После выдерживания бетона обоих участков и демонтажа отсечек, укладывается бетонная смесь идентичного класса на портландцементе в пределы свободного пространства по нанесенному шлакощелочному раствору с характеристиками: шлак с модулем основности более 1,0; щелочной раствор с уровнем водородного показателя выше 12,0. Приведены технологические особенности выполнения вынужденного шва бетонирования по предложенному способу.
Ключевые слова: зона контакта бетонов, технологический шов бетонирования, незапланированный рабочий шов бетонирования, монолитные железобетонные конструкции
Повторное применение золошлаковых отходов ТЭЦ имеет важное экономическое и экологическое значение. Укрепление золошлаковых смесей портландцементом позволяет повысить физико-механические свойства грунтов: прочность, морозостойкость и др. Техническое понимание процессов структурообразования в укрепленных грунтах позволяет регулировать конечные свойства и качество слоев автомобильных дорог.
Ключевые слова: золошлаковые смеси, укрепленные грунты, структурообразование укрепленных грунтов, укрепление портландцементом, микроструктура золошлаковой смеси
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Представлены результаты моделирования процесса деформирования железобетонного каркаса многоэтажного здания в аварийной расчетной ситуации с учетом стадийности возведения и различного возраста бетона на момент приложения загружений. По результатам исследования получены и проанализированы деформации и усилия в элементах несущей системы после возникновения в ней начального локального разрушения. Показано, что при учете последовательности возведения здания, накопления деформаций ползучести и усадки устойчивость здания к прогрессирующему обрушению снижается.
Ключевые слова: монолитный железобетонный каркас, прогрессирующее обрушение, ползучесть, усадка, модуль упругости, модуль деформаций, статико-динамическое нагружение
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Устройство фундаментов производственных объектов на площадках, подверженных процессам карстообразования и суффозии в условиях слабых грунтов представляет собой серьёзную проблему при проектировании и строительстве крупных распределительных центров. В такой ситуации необходимо выполнять расчеты несущих элементов здания на воздействие отсутствия реакции основания под подошвой фундаментов на площадке диаметром 3,0 м, расположенной в наиболее невыгодных с точки зрения работы конструкций местах. Такие невыгодные местоположения карстового провала можно определить путём построения в цифровом виде «функций влияния» и получения в результате «огибающих» эпюр давления на основание, осадок фундаментов и армирования конструкций. При превышении предельно допустимых осадок фундаментов, полученных расчётным путём, можно выполнить усиление грунтов методом послойного ресайклинга, что позволит выйти на нормативные показатели.
Ключевые слова: карстообразование, суффозия, карстовый провал, расчётное сочетание нагрузок, особое сочетание нагрузок, армирование, осадка фундамента, давление на грунт
В статье представлены результаты численного эксперимента по сравнению точности нейросетевого распознавания объектов на изображениях с применением различных типов расширения наборов данных. Описывается необходимость в расширении наборов данных с применением адаптивных подходов, с целью минимизации использования преобразований изображений, которые могут снижать точность распознавания объектов. Автор рассматривает такие подходы к расширению наборов данных как рандомная и автоматическая аугментации так как они являются распространенными, а также разработанный метод адаптивного рас-ширения наборов данных при помощи алгоритма глубокого обучения с подкреплением. Приведены алгоритмы работы каждого из подходов их преимущества и недостатки методов. Описывается работа и основные параметры разработанного метода расширения набора данных при помощи алгоритма глубокого обучения с подкреплением (Deep-Q-Network), с точки зрения алгоритма и основного модуля программного комплекса. Уделяется внимание к одному из подходов машинного обучения, а именно обучению с подкреплением. Описывается применение нейронной сети для аппроксимации Q-функции и ее обновления в процессе обучения, в основе которого лежит разрабатываемый метод. Результаты экспериментов показывают преимущество использования расширения наборов данных при помощи алгоритма обучения с подкреплением на примере модели классификации Squeezenet v1.1. Сравнение точности распознавания с использованием методов расширения наборов данных проводилось с применением одинаковых параметров нейросетевого классификатора с применением и без применения предобученных весов. Таким образом повышение точности в сравнении с другими методами варьируется от 2, 91% до 6,635%.
Ключевые слова: расширение наборов данных, рандомная аугментация, автоматическая аугментация, преобразования изображений, глубокое обучение с подкреплением, нейросетевой классификатор, распознавание
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье представлен сравнительный анализ моделей машинного обучения, применяемых для классификации водителей на основе данных датчиков микроэлектромеханических систем (МЭМС). Исследование основано на открытом наборе данных “UAH-DriveSet”, содержащем свыше 500 минут записей вождения с разметкой событий агрессивного поведения, таких как резкое торможение, резкий поворот и резкое ускорение. Рассмотрены алгоритмы градиентного бустинга, рекуррентной нейронной сети и сверточной нейронной сети. Особое внимание уделено анализу влияния на эффективность классификации параметров разделения данных методом скользящего окна, таких как размер окон и степень их перекрытия. Проведенное исследование вносит вклад в развитие систем машинного обучения для анализа поведения водителей и создание интеллектуальных решений на основе датчиков МЭМС.
Ключевые слова: анализ поведения водителей, датчики микроэлектромеханических систем, машинное обучение, агрессивное вождение, градиентный бустинг, рекуррентные нейронные сети, сверточные нейронные сети, скользящее окно, классификация водителей
В статье рассмотрены актуальные вопросы, связанные с проектированием беспроводной локальной сети класса smart home на базе модулей сплиттеров-репитеров. Отдельное внимание в процессе исследования уделено модулям проводного и беспроводного хабов и коммутаторов. Также представлены результаты сравнительной характеристики сплиттеров-репитеров PLC и FBT. Особый акцент сделан на топологии сети и ее основных компонентах.
Ключевые слова: беспроводная сеть, топология, данные, передача, мощность, трафик, пакет, сбои, адаптер, кабель, соединение