ivdon3@bk.ru
Статья посвящена разработке и реализации алгоритма двухэтапной калибровки магнитометра, интегрированного в навигационную систему необитаемого подводного аппарата малого класса. На первом этапе применяется метод эллипсоидной аппроксимации для компенсации возмущений магнитно-мягкого и магнитно-жесткого типа, что обеспечивает правильное геометрическое место измерений магнитометра. Второй этап калибровки включает способ оценки поворота между системами координат магнитометра и акселерометра с использованием кватерниона вращения в качестве параметра поворота. Экспериментальная проверка алгоритма показала его эффективность. После завершения двухэтапной калибровки были определены калибровочные параметры, применение которых подтвердило хорошую согласованность измерений магнитометра с фактическими данными о магнитном поле, что свидетельствует о целесообразности использования данного метода для калибровки магнитометров. Предложенный алгоритм двухэтапной калибровки магнитометра не требует лабораторного оборудования и может проводиться в реальных условиях эксплуатации, что делает возможным его внедрение в бортовое программное обеспечение необитаемого подводного аппарата.
Ключевые слова: калибровка, магнитометр, акселерометр, микроэлектромеханический датчик, система ориентации, навигационная система, необитаемый подводный аппарат, эллипсоидная аппроксимация, кватернион, магнитное наклонение
2.2.5 - Приборы навигации , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В работе рассматривается проблема обеспечения качества данных в высокочастотных потоках данных Интернета вещей при переходе к гибридной архитектуре «периферия-облако». Показано, что перенос части процедур контроля качества данных (вычисление метрик достоверности, обнаружение выбросов, верификация контрактов данных) на периферийные устройства сокращает задержки и снижает нагрузку на облако. Представлен обзор существующих решений контроля качества в облачных и периферийных средах, выявлены их ограничения вследствие статичного распределения вычислительных ролей и отсутствия поддержки динамического дрейфа нагрузки. Предложена концепция «Гранично-ориентированного контроля качества данных», динамически перераспределяющая процедуры контроля на основе текущих показателей пропускной способности сети и загрузки процессора. Разработан прототип на базе Apache Flink. Эксперименты на потоках реального производства (300 тыс. сообщений/с) показали уменьшение задержки срабатывания на 37 % и снижение расхода облачных процессоров на 46 % по сравнению с полностью облачной схемой. Анализируются сильные и слабые стороны подхода, границы применимости и угрозы безопасности. В заключении очерчены перспективы развития: адаптивный выбор моделей контроля на периферии, включение мультимодальных потоков и формализация требований к данным.
Ключевые слова: контроль качества данных, потоковая обработка, интернет вещей, облачные вычисления, Apache Flink, Apache Kafka, обнаружение аномалий, распределённые ресурсы
В статье на основе оценки евклидовой нормы отклонения координат переходного и стационарного состояний динамической системы выведено условие сжатия обобщенного проекционного оператора динамической системы с ограничениями. Из принципа сжимающих отображений, с учетом выведенного условия сжатия проекционного оператора, получены оценки достаточного условия устойчивости динамической системы стабилизации положения равновесия и программных движений. Полученные оценки обобщают ранее полученные результаты. Обеспечение устойчивости оператора ограниченной динамической системы продемонстрировано экспериментально.
Ключевые слова: достаточное условие устойчивости, проекционный оператор, стабилизация положения равновесия. стабилизация программных движений, SimInTech
1.1.2 - Дифференциальные уравнения и математическая физика , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Разливы нефтепродуктов требуют своевременных мероприятий по устранению причин возникновения и нейтрализации последствий. Для выработки конкретных технологических решений в целях ликвидации разливов нефтепродуктов перспективно применение ситуационного подхода. Важным становится структурировать описание возможных ситуаций и формирование представления решений. В данной работе представляются результаты выполнения этих задач. Предложена структура для представления ситуаций при разливах нефтепродуктов на основе дерева ситуаций, дается описание алгоритма ситуационного вывода решений с использованием этой структуры, предлагаются параметры описания ситуаций при разливах нефтепродуктов и представление решений. Дерево ситуаций позволяет сформировать представление ситуаций на основе анализа различной исходной информации. Этот подход дает возможность в оперативном режиме уточнить параметры и подобрать схожие ситуации из базы знаний, решения которых может быть использовано в сложившейся нежелательной ситуации.
Ключевые слова: принятие решений, ситуационный метод, case-based reasoning, ликвидация разлива нефти, разлив нефтепродуктов, поддержка принятия решений, дерево ситуаций
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Цель статьи – программная реализация модуля для проведения анализа активности пользователей сайта на основе тепловой карты кликов, совместимого с отечественными веб-сервисами, объединяющий функционал корреляционно-регрессионного анализа и визуализацию в виде дашбордов до и после внесения изменений в элементы сайта. Весь функционал осуществляется непосредственно в сервисе веб - аналитики. На основании полученных данных по анализируемому элементу сайта принимается решение о корректировке дизайна и/или контента для повышения скорости кликов. Таким образом, предложенное решение позволяет расширить функционал сервиса веб-аналитики, снизить трудозатраты. Программный модуль был успешно протестирован. В результате проведения анализа и внесения необходимых корректировок на сайт, повысилось количество и соответственно скорость кликов.
Ключевые слова: активность пользователя, корреляционно-регрессионный анализ, дашборд, программный модуль, линия тренда, коэффициент детерминации
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
"В статье приводится обзор и систематизация работ, посвященных применению машинного обучения для решения задач исследования, расчета и проектирования железобетонных конструкций. Рассматриваются апробированные актуальные на сегодняшний момент аспекты, связанные с расчетом, проектированием, а также оценкой технического состояния объектов с помощью различных подходов, реализующих схемы машинного обучения, в т.ч., глубинного обучения, ансамблевые алгоритмы. Показано, что в настоящее время в мировой строительной науке данная область стремительно развивается и совершенствуется. При этом алгоритмами машинного обучения решаются задачи предсказания проектных параметров, задачи идентификации тех или иных параметров, дефектов, повреждений на основе алгоритмов классификации и др. Приведенные в статье материалы позволят специалистам точнее выбрать предметную область исследования и определить направления адаптации и совершенствования собственных разработок в области машинного обучения.
Ключевые слова: машинное обучение, железобетонные конструкции, уравнения регрессии, идентификация, аппроксимация, искусственный интеллект
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Часто возникает необходимость анализа неструктурированных данных при оценке риска возникновения чрезвычайных ситуаций. Традиционные методы анализа могут не учитывать нечеткость информации, что делает их недостаточно эффективными для оценки рисков. В статье предложено применение модифицированного метода анализа иерархий с использованием нечеткой логики, что позволяет более эффективно учитывать неопределенности и субъективные оценки в процессе анализа рисков чрезвычайных ситуаций. Кроме того, такие методы позволяют учитывать не только количественные показатели, но и качественные. Это, в свою очередь, может привести к более обоснованным решениям в области управления рисками и повышению готовности к различным ситуациям. Интеграция технологий работы с неструктурированными данными в процессе оценки рисков чрезвычайных ситуаций не только повышает точность прогнозирования, но и позволяет адаптировать стратегии управления под изменяющиеся условия.
Ключевые слова: неструктурированные данные, оценка риска, классический метод анализа иерархий, модифицированный метод анализа иерархий, система нечеткого логического вывода
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Многие современные системы обработки информации и управления для различных областей базируются на программно-аппаратных средствах обработки и анализа изображений. При этом часто необходимо обеспечить хранение и передачу больших наборов данных, в том числе коллекций изображений. Для уменьшения объема требуемой памяти и увеличения скорости передачи информации применяются технологии сжатия данных. К настоящему времени разработаны и применяются подходы, основанные на использовании дискретных вейвлет-преобразований. Достоинством данных преобразований является возможность локализовать точки изменения яркости на изображениях. Соответствующие таким точкам детализирующие коэффициенты вносят значимый вклад в энергию изображения. Этот вклад можно оценить количественно в виде весов, анализ которых позволяет определить способ квантования коэффициентов вейвлет-преобразования в предложенном методе сжатия с потерями. Описанный в статье подход соответствует общей схеме сжатия изображений и предусматривает этапы преобразования, квантования и кодирования. Он обеспечивает хорошие показатели сжатия и может быть использован в системах обработки информации и управления.
Ключевые слова: обработка изображений, сжатие изображений, избыточность в изображениях, общая схема сжатия изображений, вейвлет-преобразование, сжатие на основе вейвлет-преобразования, весовая модель, значимость детализирующих коэффициентов, квантование
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В работе рассмотрена задача сбора и подготовки данных, поступающих из нескольких информационных систем на примере автоматизации отчетности регистратора. Для описания предметной области могут быть использованы языки OWL, XML, XBRL и семантических сетей. Подготовлен набор критериев для анализа и выбора наиболее подходящего языка представления знаний с целью сбора данных на примере финансовой отчетности. Описаны результаты разработки сервиса и показано применение формата XBRL. При разработке сервиса использовался мультиагентный подход при моделировании и проектировании информационных систем.
Ключевые слова: интеллектуальная обработка данных, модель предметной области, форматы данных, XBRL, бизнес-процесс, сервис, интеграция данных
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В работе представлен обзор актуальных лесовозных автопоездов в современных условиях санкций. Автором отмечается, что в условиях современных реалий для лесотранспортных и лесозаготовительных компаний особую актуальность приобретает проблематика обновления существующего парка лесовозных автотранспортных машин. На рынке представлен целый спектр новых базовых шасси, а так же автомобилей (в основном с колесной формулой 6×4 или 6×6) и прицепных звеньев для комплектования лесовозных автопоездов, выпускаемых отечественными, белорусскими и китайскими производителями. Существует возможность приобрести поддержанную технику и других производителей. Для первого этапа технико-экономического анализа и предварительного выбора оптимального типа и состава лесовозного автопоезда, проведена сравнительная оценка эффективности автопоездов для транспортировки сортиментов. Анализ показал, что лесовозные автопоезда отечественного производства с мощностью двигателя более 400 л.с. способны составить конкуренцию лучшим зарубежным аналогам. В то же время требует дополнительных исследований вопрос надежности машин отечественного, белорусского и китайского производства.
Ключевые слова: лесовозные автопоезда, прицепные звенья, производительность, эффективность
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 4.3.4 - Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины
В данной работе описываются подходы к визуализации и сравнению семантических деревьев, отражающих компонентную структуру патентуемого устройства и связи между ними, при помощи графовых баз данных. Данные СУБД используют графовые структуры для хранения, обработки и представления данных. Основные элементы графовой базы данных - узлы (nodes) и ребра (edges), которые в рамках поставленной задачи моделируют сущности 3-х типов (SYSTEM, COMPONENT, ATTRIBUTE) и 5 типов связей (PART-OF, LOCATED-AT, CONNECTED-WITH, ATTRIBUTE-FOR, IN-MANNER-OF). По результатам исследования можно заявить, что Neo4j демонстрирует наилучшие возможности для визуализации графов; ArangoDB несмотря на правильно введённые запросы, осуществляет неполную визуализацию; AllegroGraph показал сложную работу с кодом, затрудненную настройку визуализации графового дерева. Апробированы 3 алгоритма сравнения графовых представлений информации: Graph Edit Distance, Topological Comparison, Subgraph Isomorphism. Алгоритмы реализован на python, сравнивает 2 графовых дерева, выводит на экран визуализацию и анализ общих структур и различий графов.
Ключевые слова: семантическое дерево, компонентная структура, патент, графовые БД, Neo4j, AllegroGraph, ArangoDB
В системах мониторинга, диагностики и распознавания состояния важным аспектом является уменьшение объема данных измеренных сигналов для их передачи или накопления в информационных базах с возможностью восстановления без существенных искажений. Особым видом сигналов при этом являются пакетные сигналы, которые представляют наборы гармоник с кратными частотами и с четко выделяемым периодом. Подобного вида сигналы характерны для механических, электромагнитных, электромеханических систем. Рассматривается ряд моделей редукции, в частности: модель дискретного преобразования Фурье с модифицированной формулой восстановления непрерывного сигнала, модель на основе разложения по окаймляющим функциям и модель дискретного косинусного преобразования. Сопоставление моделей осуществляется по вычислительной сложности, степени редукции, погрешности восстановления. Выявлены особенности и случаи эффективного применения каждой из моделей для пакетных сигналов.
Ключевые слова: модель редукции, измеренный пакетный сигнал, дискретное косинусное преобразование, разложение по окаймляющим функциям, оценка качества редукции
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В настоящее время резервуарный реактор непрерывного действия широко используется в различных отраслях промышленности, и существует множество методов управления данным реактором. В статье представлен метод проектирования модельного прогнозирующего контроллера (Model predictive control - MPC) на основе нечеткой модели. Объект управления моделируется с помощью нечеткой модели Такаги-Сугено, задача оптимизации решается с помощью генетического алгоритма. Использование нечетких моделей и генетических алгоритмов для реализации контроллера MPC позволило добиться лучшего качества, чем в традиционных контроллерах MPC.
Ключевые слова: метод проектирования модельного прогнозирующего контроллера, нечеткая модель, Такаги Сугено, генетические алгоритмы, множественные входы-множественные выходы
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
При оперативной диагностике и распознавании состояний сложных технических систем важной является задача выявления малых детерминированных во времени изменений сложных измеряемых диагностических сигналов контролируемого объекта. Для этих целей сигнал преобразуют в малоразмерный образ в диагностическом признаковом пространстве, перемещающийся по разным по форме траекториям, в зависимости от характера и величины изменений. Были обнаружены аналитические функциональные зависимости, связывающие конкретный вид изменения сигнала с формой траектории движения образа в признаковом пространстве. Предложенный траекторный подход упрощает идентификацию, оперативную диагностику и мониторинг состояния объектов, в частности, при низкочастотной диагностике и дефектоскопии конструкций, вибродиагностике, контроле напряженного состояния объекта по анализу временных характеристик функций отклика на воздействие и т.п.
Ключевые слова: моделирование, траектории движения образов, функциональные зависимости, малозаметные изменения сложных сигналов, аналитическое описание траекторий
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается разработка системы автоматической генерации стартовых шаблонов сайтов для упрощения создания веб-приложений. Использование кодогенерации позволяет автоматизировать процесс написания повторяющегося кода, сокращая время разработки и повышая эффективность работы разработчиков. Система предоставляет удобный интерфейс для выбора и настройки шаблонов, исключая необходимость работы с консольными командами. Это позволяет ускорить процесс прототипирования и развертывания веб-приложений, что особенно актуально при создании проектов с множеством повторяющихся компонентов.
Ключевые слова: сайт, управление контентом, кодогенерация, система управление контентом, шаблон сайта, веб-приложения, фреймворк, серверная часть, клиентская часть, оптимизация
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена описанию подходов к анализу информационного пространства с применением low-code платформ с целью выявления факторов, формирующих новые идентичности Азербайджана и уникальных особенностей информационного ландшафта страны. В статье описываются шаги по определению ключевых тем и сбору из различных интернет-источников больших данных в виде корпусов текстов и анализу данных. В части анализа данных проводится изучение тональности текста и идентификации лидеров мнений, также статья включает в себя мониторинг ключевых тем, визуализированных для наглядного представления результатов.
Ключевые слова: аналитика данных, мониторинг трендов, анализ тональностей, визуализация данных, low-code, Крибрум, Polyanalyst, большие данные
Рассматривается задача оптимизации показателей процесса селективной сборки прецизионных соединений «плунжер-корпус» питателей централизованных смазочных систем, применяемых в машиностроении, металлургии, горно-добывающей промышленности и пр. В качестве целевой функции используется вероятность образования сборочных комплектов всех типов, управляемыми переменными являются количество и объемы частей партий и их центры настройки, а также величины групповых допусков. Рассматривается несколько вариантов решения задачи при различных комбинациях управляемых переменных. Приведен пример решения оптимизационной задачи на базе разработанных ранее математических моделей при заданных исходных данных и ограничениях, обозначены достоинства и недостатки каждого из вариантов. Оптимизация позволяет увеличить рассматриваемый показатель на величину от 5% до 20%.
Ключевые слова: селективная сборка, смазочный питатель, прецизионное соединение, математическая модель, оптимизация
Рассматривается задача определения области дефектов поверхностного слоя деталей подшипников по данным вихретокового неразрушающего контроля. Приводятся методы обработки данных вихретокового контроля. Обосновывается возможность применения робастного метода медианной полировки для повышения информативности вихретоковых данных. В качестве инструментов локализации паттернов дефектов в вихретоковом образе объекта контроля предлагается использовать скользящее окно, расчет среднеквадратичного отклонения, а также продукционное правило, сформированное по критерию информационной энтропии Шеннона. Приводятся результаты применения разработанного алгоритма локализации на данных вихретокового контроля деталей подшипников, полученных в условиях реального производства.
Ключевые слова: вихретоковый контроль, локализация, дефект, анализ данных, распознавание, поверхностный слой, интеллектуальные технологии, энтропия Шеннона, медианная полировка, задача классификации
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматривается порядок разработки, создания и внедрения программного обеспечения для актуализации и формирования сведений о жителях города Астаны. Определяются функциональные возможности и выявляется роль информационной системы в автоматизации и обеспечении функционирования государственной деятельности. Авторами впервые были разработаны структура и алгоритмы работы информационной системы «База данных населения «Geonomics». В частности, разработаны механизм и алгоритм взаимодействия информационной системы «Geonomics» с государственными базами данных. А также выявлены дополнительные возможности путем разработки алгоритма планирования и размещения социальных объектов. Таким образом, авторы пришли к выводу, что впервые разработанные алгоритмы использования информационной системы представляют собой надежный и мощный инструмент, который играет критическую роль в оптимизации и автоматизации процессов, связанных с учетом населения и управлением городской инфраструктурой.
Ключевые слова: автоматизация, актуализация, государственная деятельность, государственный орган, информационная система, база данных
Выполнено комбинированное теоретико-практическое исследование параметров горелочного устройства. Определена расходная характеристика системы подачи топлива. Проведены аэродинамические исследования характеристик горелочного устройства, построены поля аксиальной скорости, выявлены критические параметры конструкции узла подачи воздуха. Экспериментально определены температуры внутрикамерных процессов. Разработана математическая модель химических реакций факела, построена зависимость токсичности дизельного топлива от коэффициента избытка воздуха. Определено влияние водяного пара на работу горелочного устройства.
Ключевые слова: горелочное устройство, поле аксиальной скорости, внутрикамерные процессы, термохимические параметры, математическое моделирование, токсичность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Понятие "окулография" (отслеживание глаз) описывает технологический метод, который применяется для регистрации движений глаз в реальном времени. Эта методика предоставляет возможность исследователям анализировать направленность внимания испытуемых на различные элементы интерфейсов. Цвет является мощным инструментом для его привлечения. Понимание того, какие цвета первыми привлекают внимание, позволяет маркетологам правильно расставлять акценты на визуальных стимулах, которыми могут выступать, например, рекламные материалы, в которых присутствует одежда различных цветов, с целью улучшения опыта взаимодействия потенциального потребителя с данным контентом. Целью данной работы является определение влияния черного цвета одежды на приоритет внимания человека. Для достижения данной цели были проведены эксперименты, в ходе которых происходило отслеживание взгляда испытуемых с помощью веб-камеры во время изучения ими экспериментального изображения. Анализ итоговых данных экспериментов, полученных c помощью адаптированного алгоритма определения порогового значения скорости, показал высокий приоритет внимания для черного цвета одежды. В 87.5% случаев на нее обращали внимание в первую очередь, при этом пол испытуемого не играл существенной роли в данном восприятии. Полученные результаты могут помочь в развитии исследований, направленных на повышение эффективности восприятия информации.
Ключевые слова: окулография, алгоритм определения порогового значения скорости, технология отслеживания глаз, приоритет внимания, область интереса, время до первой фиксации, реклама, одежда, цвет
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.3.2 - Психофизиология
Рассматривается алгоритм Виолы-Джонса с признаками MB-LBP для обнаружения лиц и его реализация на базе микроконтроллера STM32. Предлагаются методы оптимизации данного алгоритма для встраиваемых систем с ограниченными ресурсами. Описано создание аппаратно-программной системы обнаружения лиц.
Ключевые слова: обнаружение лиц, микроконтроллер, встраиваемые системы, алгоритм Виолы-Джонса, признаки MB-LBP, оптимизация классификаторов, оптимизация интегрального изображения, SIMD инструкции
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной работе в явном виде решена задача экстраполяции видеосигнала с квазирациональной спектральной плотностью, существенным образом обобщающей рациональную плотность. Построена спектральная характеристика экстраполяции видеосигнала с помощью оригинального метода А. М. Яглома, последователя академика А.Н. Колмогорова, впервые поставившего задачу экстраполяции для случайных последовательностей и процессов. Сущность метода состоит в перенесении всех исследований и расчетов спектральных характеристик и плотностей с вещественной оси на комплексную плоскость. В работе рассмотрен интересный для практических приложений видеосигнал с квазирациональной спектральной плотностью специального вида, квазиполином в которой, как показано автором с помощью методов Чеботарева и Штурма, имеет все корни только в открытой верхней полуплоскости.
Ключевые слова: случайный процесс, видеосигнал, прогнозирование, фильтрация, спектральная характеристика, время прогнозирования
1.1.1 - Вещественный, комплексный и функциональный анализ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Сложная динамическая система задана структурно-инвариантным оператором. Структура оператора позволяет сформулировать задачи стабилизации программных движений или положения равновесия сложной динамической системы c ограничениями на координаты состояний и управления. Решение указанных задач позволяет синтезировать структурно-инвариантный оператор сложной динамической системы с ограничениями-неравенствами на вектор локально-допустимых управлений и координат состояний. Выполнены вычислительные эксперименты, подтверждающие корректность синтезированного структурно-инвариантного проекционного оператора.
Ключевые слова: структурно-инвариантный оператор, стабилизация программных движений, сложная нелинейная динамическая система, проекционный оператор, SimInTech
Смазанные кадры представляют значительную проблему в различных областях, таких, как видеонаблюдение, медицинская визуализация и аэрофотосъемка, при решении следующих проблем необходимы обнаружение и идентификация объектов, диагностика заболеваний на основе изображений, а также анализ и обработка данных с дронов для создания карт и проведения мониторинга. В данной статье предлагается метод обнаружения смазанных кадров с использованием нейросетевой модели. Принцип работы модели заключается в анализе изображений, представленных в частотной области в пространстве Хафа. Полученные результаты показывают, что предложенный метод обладает высокой точностью в обнаружении смазанных кадров и может быть использован в системах, где требуется высокая точность и четкость визуальных данных для принятия решений.
Ключевые слова: смазанные кадры, motion blur, blur, преобразование Хафа, спектральный анализ