ivdon3@bk.ru
Для разработки автоматизированных систем проектирования ультрафиолетовых облучателей, предназначенных для компенсации недостатка естественного ультрафиолета, критически важно знать пространственное распределение эритемной силы излучения. Однако, на российском рынке отсутствуют подходящие датчики для прямого измерения этой величины. В связи с этим, рассматривается альтернативный способ определения эритемной силы излучения, не требующий использования специализированных, эритемно-чувствительных приемников. Способ основан на получении пространственного распределения эритемной силы излучения за счет учета кривой относительной спектральной эритемной эффективности излучения и предварительных измерений на гониорадиометрической установке распределения энергетической освещённости в областях УФ-A (320 – 400 нм), УФ-B (280 – 320 нм) и относительного спектрального распределения излучения облучателя или источника излучения для одного произвольно выбранного направления в диапазоне длин волн 280 – 400 нм.
Ключевые слова: ультрафиолетовое излучение; эритемное излучение; облучательные установки; метод измерения, сила излучения; пространственное распределение эритемной силы излучения, способ
2.2.8 - Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются методы обработки визуальных данных для задач подводной навигации и реконструкции среды, основанные на современных подходах компьютерного зрения и робототехники. Предложена система, реализованная в среде ROS (Robot Operating System), позволяющая выполнять одновременную локализацию и построение карты (SLAM) в подводных условиях. Методика апробации системы включает проведение виртуальных экспериментов с использованием симулятора Gazebo, позволяющего имитировать реалистичные условия работы подводных аппаратов. В ходе исследований была продемонстрирована возможность интеграции стерео камеры, подтверждена эффективность методики обработки изображений в условиях подводной среды и получены количественные показатели точности навигации и реконструкции объектов. Полученные результаты доказывают перспективность предложенных решений для реального применения в задачах автономного исследования подводного пространства.
Ключевые слова: подводная навигация, реконструкция среды, компьютерное зрение, визуальная одометрия, SLAM, ROS, Gazebo, симуляция, визуальные данные, робототехника
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.5.4 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы
В ходе исследования была разработана новая система предварительного напряяжения пластины из полимера, армированного углеродным волокном, для усиления поврежденных стальных балок. Был проведен параметрический анализ с использованим моделирования методом конечных элементов. Результаты показали, что удовлетворительная эффективность усиления может быть достигнута с помощью новой системы предварительного напряжения. Предварительно напряженный углеплатик значительно увеличил показатели при изгибе балок на упругой и упруго-пластической стадиях благодаря использованию высокой прочности пластины из углепластика. Кроме того, по мере увеличения уровня предварительного напряженияэффективность усиления возрастала. Простое увеличение площади или модуля упругости пластины из углепластика немного улучшило эффективность упрочнения, тогда как одновременное применение предварительного напряжения явно увеличивает эффективность упрочнения.
Ключевые слова: усиление, стальная балка, предварительное напряжение, новая система, углепластиковая пластина
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной работе рассматривается проблема обнаружения и классификации надводных объектов в условиях плохой видимости, таких как дождь и туман. Основное внимание уделяется применению современных алгоритмов глубокого обучения, в частности архитектуры YOLO , для повышения точности и скорости обнаружения. Введение в проблему включает обсуждение ограничений, связанных с ухудшением видимости, изменением формы и размера объектов в зависимости от угла обзора, а также нехваткой обучающих данных. В работе также представлено использование дискретного вейвлет-преобразования для улучшения качества изображений и повышения устойчивости систем к неблагоприятным условиям. Экспериментальные результаты показывают, что предложенный алгоритм достигает высоких показателей точности и скорости, что делает его подходящим для применения в системах видеомониторинга беспилотниками.
Ключевые слова: YOLO, вейвлет- преобразование, надводные объекты, дроны, условие плохой видимости, преобразования Фурье, Haar
В работе описывается метод экстремальной фильтрации и подходы автора, позволяющие адаптировать его к работе в режиме реального времени — покадровая обработка и метод с подгрузкой сигнала. Далее, представляются решения, с помощью которых возможно реализовать перечисленное, на реальных устройствах. Первое решение состоит в использовании библиотеки Multiprocessing, для языка Python. Второй подход предполагает создание клиент - серверного приложения и отправку асинхронных POST - запросов, для реализации метода покадровой обработки сигнала. Третий способ, также связан с разработкой клиент - серверного приложения, но с протоколом WebSocket, а не HTTP, как в предыдущем подходе. После, приводятся результаты, а также делаются выводы о пригодности подходов и решений автора к работе на реальных устройствах. Отмечено, что особый интерес представляет решение, основанное на использовании протокола WebSocket. Оно пригодно, как для реализации метода покадровой обработки сигнала, так и для метода с подгрузкой значений. Также, отмечено, что все, предложенные автором подходы работоспособны, что подтверждается величинами времени и совпадением графиков.
Ключевые слова: экстремальная фильтрация, метод покадровой обработки сигнала, метод с подгрузкой значений, Multiprocessing, HTTP, WebSocket, REST, JSON, Python, микроконтроллеры, одноплатные компьютеры
В статье рассматривается подход к решению проблемы экспресс-диагностики технического состояния сложного объекта и планирования ремонтно-восстановительных работ на основе использования разработанного авторами интегрального показателя «модифицированный индекс технического состояния». Предложена концептуальная модель системы непрерывного (цикличного) мониторинга уровня интегрального показателя. Для оценки качества технического состояния объекта введена лингвистическая шкала, с использованием которой формируются рекомендации по выполнению ремонтно-восстановительных работ. Разработана система планирования ремонтно-восстановительных работ в условиях наличия ограничений на ресурсы.
Новизна работы заключается в разработанной методике создания оценочной лингвистической шкалы на основе предложенного интегрального показателя для рассматриваемого класса технических объектов, позволяющей получить качественную оценку состояния объекта и сформировать рекомендации по выполнению ремонтно-восстановительных работ. В работе предложено решение задачи планирования ремонтно-восстановительных работ в условиях наличия ограничений на ресурсы на основе модифицированного индекса технического состояния сложного объекта.
Ключевые слова: экспресс-диагностика, планирование ремонтно-восстановительных работ, интегральный показатель технического состояния, концептуальная модель непрерывного (циклического) мониторинга, оценка уровня технического состояния
В статье предложен подход к автоматизации выявления дефектов полировки лопаток с помощью люминесцентного контроля (ЛЮМ). Вместо ручного визуального осмотра разработана система, использующая нейросеть глубокого обучения для сегментации дефектов на изображениях и роботизированную установку для точного позиционирования камеры и заготовки. Это обеспечивает повторяемость контроля. Актуальность обусловлена потребностью промышленности в высокоточных и надежных методах контроля качества в реальном времени. Описаны математическая модель процесса, архитектура ПО, аппаратное обеспечение и процесс сбора данных для обучения нейросети. Приведены результаты применения системы для определения дефектов. Разработка оптимизирует процессы полировки.
Ключевые слова: промышленная полировка лопаток, интеллектуальная видеоаналитика, роботизированная оптическая схема, математическая модель технологического процесса, ЛЮМ-контроль
В статье рассмотрены программные комплексы визуализации, применяемые при разработке, создании и проектировании конструкторской документации, промышленных объектов, а также используемые в качестве основного инструментария для решения простых и сложных инженерных задач в учебном процессе. Проведена сравнительная характеристика графических комплексов. Определены перспективность, целесообразность, преимущества и недостатки их применения в образовательной среде.
Ключевые слова: программные комплексы, визуализация, данные, графические системы, детали, модели, схемы, чертежи
В работе рассматриваются два метода машинного обучения для прогнозирования роста обводненности нефтяного месторождения с расчетом основных метрик сходимости.
Ключевые слова: обводненность, статистика, машинное обучение, временной ряд, добыча нефти
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.8.4 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
Статья посвящена разработанному конструктору кода для среды Scilab, который предназначен для автоматизации процесса создания программных модулей. Программа позволяет генерировать код для Scilab через интуитивно понятный интерфейс, предоставляя пользователям инструменты для работы с переменными, циклами, графиками, системным анализом и пользовательскими функциями. Конструктор позволяет писать программы для Scilab без знания языка программирования.
Ключевые слова: Scilab, конструктор кода, автоматизация программирования, генерация кода, визуальное программирование
В данной работе исследованы методы формирования квазиортогональных матриц на основе псевдослучайных последовательностей максимальной длины (m-последовательностей). Проведен анализ существующего метода, основанного на циклическом сдвиге m-последовательности и дополнении получившейся циклической матрицы каймой. Предложен альтернативный метод, основанный на связи псевдослучайных последовательностей максимальной длины, а также квазиортогональных матриц Мерсенна и Адамара, позволяющий генерировать циклические квазиортогональные матрицы симметричной структуры без каймы. Проведен сравнительный анализ корреляционных свойств матриц, полученных обоими методами, и исходных m-последовательностей. Показано, что предлагаемый метод наследует корреляционные свойства m-последовательностей, обеспечивает более эффективное хранение и потенциально лучше подходит для задач обеспечения конфиденциальности.
Ключевые слова: ортогональные матрицы, квазиортогональные матрицы, матрицы Адамара, m-последовательности
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются варианты визуального программирования средств информационного обеспечения программно-информационных комплексов подготовки операторов беспилотных авиационных систем (БАС). Выявлены основные критериальные показатели для системного упорядочивания совокупности компонент повторного использования программного кода. Приведен пример варианта беспилотного носителя полезной нагрузки в различных репрезентативных формах визуализации. Показано сравнение трудоемкости на разработку указанных программно-информационных реализаций по одному и тому же объекту беспилотной авиаробототехники с их нормативной оценкой трудоемкости. Рассматриваются варианты контент-наполнения при освоении одной и той же материальной части рассматриваемых аппаратов для различных аспектов подготовки специалистов по управлению и эксплуатации БАС. Показан принцип систематизации компонент посредством упорядочивания сложности представления и программной реализации.
Ключевые слова: прогнозирование рисков, информационное обеспечение, подготовка операторов беспилотных авиационных систем, оценка трудоемкости
В статье представлен метод количественной оценки зигзагообразности траекторий движения транспортных средств, позволяюший выявить потенциально опасное поведение водителей. Алгоритм анализирует изменения направления движения между сегментами траектории и включает этапы предварительной обработки данных: слияние близко расположенных точек и упрощение траектории с использованием модифицированного алгоритма Рамера–Дугласа–Пекера. Эксперименты на сбалансированном наборе данных (20 траекторий) подтвердили эффективность метода: точность — 0.8, полнота — 1.0, F1-мера — 0.833. Разработанный подход может применяться в системах мониторинга движения, предупреждения аварий и обнаружения опасного вождения. Дальнейшие исследования направлены на повышение точности и адаптацию метода к реальным условиям.
Ключевые слова: траектория, анализ траекторий, зигзагообразность, упрощение траекторий, алгоритм Рамера–Дугласа–Пекера, yolo, обнаружение объектов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются принципы создания программного обеспечения, используемого в составе зондирующих систем для восстановления видимости звена газодымозащитной службы в задымленной среде при проведении аварийно-спасательных работ. Описывается архитектурная часть устройства и описание алгоритмов работы устройства. Внимание уделено методам формирования цифровой модели высот препятствий и визуализации пространственной обстановки. Приведены подходы к фильтрации ошибочных значений сенсоров и выделению значимых контуров объектов, обработки данных с ультразвуковой решётки, инфракрасных датчиков, а также датчиков температуры и влажности. Подчёркивается роль устройства в обеспечении точной навигации, снижении времени на поиск очага возгорания и повышении общей безопасности звена газодымозащитной службы при работе в задымленной среде.
Ключевые слова: газодымозащитная служба, задымленная среда, зондирующее устройство, алгоритмы, программное обеспечение, пожарная техника, разведка, моделирование, навигация, сенсорные данные
В статье рассматриваются современные цифровые и математические технологии, применяемые в системах поддержки принятия решений (СППР) для управления животноводческими предприятиями. Особое внимание уделено вопросам оптимизации кормления животных с использованием предиктивных алгоритмов, автоматизированных систем и анализа больших данных. Представлены архитектура СППР и примеры успешной интеграции. Определены ключевые рекомендаций по повышению эффективности управления в СППР, каждая из которых сопровождается методологическим обоснованием и практической значимостью.
Ключевые слова: система поддержки принятия решений, животноводство, оптимизация кормления, математические модели, большие данные, искусственный интеллект, автоматизация, предиктивные алгоритмы, интернет вещей, цифровое сельское хозяйство
Разработан класс математических методов кодового разделения каналов на основе использования пар ортогональных кодирующих и декодирующих матриц, компонентами которых являются многочлены и целые числа. Представлены принципы построения схем реализации кодового объединения каналов на передающей стороне и арифметического кодового разделения каналов на приемной стороне системы связи и примеры таких схем. Предложенный подход позволит существенно упростить схемы построения кодирующих и декодирующих устройств, применяемых в системах космической и спутниковой связи.
Ключевые слова: системы телекоммуникаций, устройства телекоммуникаций, мультиплексирование, кодовое разделение каналов, матричный анализ, кодирующие матрицы, метод синтеза, ортогональные матрицы, целые числа
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье рассматривается математическая модель процесса распределения производственных заявок на платформе-агрегаторе. Предложен формальный подход на основе конечного автомата и сетей Петри для описания состояний заказов, их переходов и ограничений. Разработана комплексная модель, учитывающая критерии выбора исполнителя, отбора оборудования и анализа производственного процесса с учетом времени, стоимости и доступности ресурсов. Представленные подходы обеспечивают точность и эффективность при управлении заказами на цифровых производственных платформах.
Ключевые слова: математическое моделирование, конечный автомат, сеть Петри, цифровое производство, агрегатор услуг, выбор исполнителя
Данная работа посвящена описанию разработки и интеграции двух ключевых подсистем инсектоморфного шестиногого робота: модуля управления походкой и системы компьютерного зрения для автономной навигации. Рассматриваются архитектурные решения, алгоритмические основы и практическая реализация компонентов, обеспечивающих стабильное передвижение и интеллектуальное взаимодействие робота с окружающим пространством.
Ключевые слова: инсектоморфный робот, модуль управления походкой, компьютерное зрение, автономная навигация, ROS2, SLAM, RTABMap, NAV2, OctoMap, триподная походка, Raspberry Pi, LiDAR
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются подходы к систематическому анализу исторических данных, полученных на объектах водоподготовки. С помощью инструментов математической статистики, методов машинного обучения и визуального анализа предлагается формализовать оценку эффективности работы водоподготовительного оборудования. Предложенный подход позволяет выявлять скрытые зависимости в данных, формировать устойчивые модели взаимосвязей и разрабатывать рекомендации по оптимизации технологического процесса.
Ключевые слова: водоподготовка, телеметрические данные, анализ временных рядов, машинное обучение, эффективность оборудования
2.1.4 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматривается методика прогнозирования глобальной горизонтальной радиации на сутки вперёд, основанная на концепции характерных суток – типовых суточных профилей глобальной горизонтальной инсоляции. Метод ориентирован на использование в условиях отсутствия оперативной метеоинформации и предназначен как альтернативный (резервный) способ краткосрочного прогнозирования в автономных энергетических системах. В качестве тестового случая применены данные станции Мухрино (Ханты-Мансийский автономный округ), полученные из сервиса PVGIS на основе реанализа ERA5. Построены средние и медианные характерные сутки для каждого месяца и проведено сравнение точности прогнозов по метрикам RMSE, MAE, MdAE и R². Показано, что медианные профили обеспечивают более устойчивые результаты в условиях повышенной погодной изменчивости. Метод может использоваться для ориентировочного планирования работы фотоэлектрических установок в удалённых и северных регионах при ограниченном доступе к метеоданным.
Ключевые слова: солнечная радиация, глобальная горизонтальная инсоляция, ERA5, статистические методы прогнозирования, прогнозирование в энергетических системах, горизонт прогнозирования, прогнозирование на сутки вперёд, методы построения характерных суток
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Предложен способ каскадного соединения кодирующих и декодирующих устройств для осуществления кодового разделения каналов. Показано, что за счет увеличения числа уровней каскадирования существенно упрощается их реализация и уменьшается число производимых операций. При этом одновременно обмениваться информацией могут столько пар абонентов, каков минимальный порядок кодирующего и декодирующего устройства в системе. Предложенный подход позволит существенно упростить схемы построения кодирующих и декодирующих устройств, применяемых в системах космической и спутниковой связи.
Ключевые слова: системы телекоммуникаций, устройства телекоммуникаций, мультиплексирование, кодовое разделение каналов, ортогональные матрицы, целые числа, каскадное соединение
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В данной статье предлагается метод отслеживания звездного датчика без звездной библиотеки на основе алгоритма цепочки угловых расстояний, направленный на решение проблемы, заключающейся в том, что традиционные звездные датчики полагаются на фиксированную звездную библиотеку и должны быть настроены на работу с несколькими устройствами в режиме отслеживания. Этот метод обеспечивает сопоставление звездной карты путем динамической генерации цепочек угловых расстояний, избегая зависимости от глобальной библиотеки звезд. Эксперименты показывают, что время распознавания алгоритма в режиме отслеживания сокращается до миллисекунд, а максимальная ошибка определения позы не превышает 0,035°, что подтверждает его эффективность и надежность. Исследование обеспечивает ключевую техническую поддержку для разработки недорогих и легких звездных датчиков, которые подходят для таких сценариев, как исследование дальнего космоса и околоземных спутниковых скоплений.
Ключевые слова: алгоритм цепочки угловых расстояний, звездный датчик без звездной библиотеки, распознавание звездной карты, режим отслеживания, ориентация, динамическое сопоставление, исследование дальнего космоса
1.3.1 - Физика космоса, астрономия , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Эффективным методом исследования и прогнозирования численности сотрудников структурных подразделений является регрессионный анализ, основанный на использовании статистических данных и их обработке специальными методами. В данной работе на основе статистической информации по 81 региональному отделению Социального фонда России проведен регрессионный анализ укомплектованности отдельных подразделений по защите информации с учетом общей площади и численности населения регионов. Показано, что для ряда субъектов имеет место недоукомплектованность штатного кадрового состава, а для некоторых их них, напротив, его перенасыщенность.
Ключевые слова: защита информации, регрессионная модель, критерии адекватности, прогнозирование, анализ штатной численности, подразделения по защите информации
В работе разработан алгоритм построения оптимального оператора фильтрации с запаздыванием для L-марковского процесса. Явная формула оператора фильтрации получена на основе методов вычисления стохастических интегралов и теории аналитических функций комплексного переменного с привлечением спектрального анализа и теории L-марковских процессов. Рассмотрен интересный пример оптимального оператора фильтрации с запаздыванием для L-марковского процесса, применение которого возможно для моделирования и управления сложными стохастическими системами. Показано, что этот оператор представляется в виде линейной комбинации значений принимаемого сигнала и интеграла с экспоненциально затухающей функцией.
Ключевые слова: случайный процесс, L-марковский процесс, шум, фильтрация с запаздыванием, спектральная характеристика, оператор фильтрации
1.1.1 - Вещественный, комплексный и функциональный анализ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается эффективность использования передовых алгоритмов дефектовки дорожного покрытия в зависимости от применяемых устройств сбора данных, таких как камеры, георадары, LiDAR и IMU датчики, установленные в смартфонах. Рациональное использование данных программно-аппаратных средств позволит коммунальным службам своевременно выявлять и устранять дефекты дорожного покрытия, тем самым повышая безопасность дорожного движения.
Ключевые слова: транспортный сектор, дефектовка дорожного покрытия, передвижные дорожные лаборатории, нейросетевые алгоритмы, компьютерное зрение
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации