ivdon3@bk.ru
В статье приведен обзор исследований в области моделирования высот урбанизированных территорий. Диверсификация высот зданий приводит к неравномерному распределению параметров городского климата. Карты высот зданий могут способствовать улучшению управления городской средой.В рассмотренных работах изложены методы моделирования городского масштаба, основанные на распознавании изображений. Городские геометрические модели построены для городов ОАЭ, Китая, Германия, Японии.Исследования показывают, что для прогнозирования высоты здания можно использовать как радиолокационные, так и оптические модели, но синергетическое сочетание обоих источников данных приводит к наилучшим результатам. Однако, в настоящее время в глобальном масштабе не существует согласованного пространственного детального обследования распределения и концентрации строительного фонда. Знание вертикальных профилей наиболее урбанизированных городов должно дополнить горизонтальное понимание урбанизации и помочь устойчивому землепользованию и городскому планированию.
Ключевые слова: высотные здания, урбанизация, моделирование городского масштаба, городская морфология, микроклимат города, Google Earth, воздушный поток, тепловая среда, ветровая среда, расчёт высот зданий
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки)
В статье представлен анализ проблем диагностики и восстановления дыхательной системы человека после перенесенных заболеваний, в том числе COVID-19. Проведен обзор аналогов малогабаритных спирометров. На базе чего разработан индивидуальный малогабаритный прибор для эффективной тренировки дыхательной системы. Описана функциональная схема пневмотренажера и разобраны основные тренажерно-игровые сценарии для достижения лечебного эффекта.
Ключевые слова: дыхательная система, COVID-19, пневмотренажер, портативный прибор, датчик давления, МЭМС технологии
05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения
Приведены некоторые причины упрочнения основания и усиления фундаментов. Рассмотрены основные технологии устройства буроинъекционных свай, применяемые при реконструкции строительных систем. С целью выявления основных преимуществ использования буроинъекционных свай выполнен анализ существующих технологий на основе изучения отечественных и зарубежных патентов. Изложены основные принципы экономически целесообразного, технически и технологически обоснованного выбора технологии усиления фундаментов.
Ключевые слова: реконструкция, несущая способность, упрочнение, усиление, сваи, анкеры, патентный поиск, недостатки и преимущества
В данной статье описан процесс разработки моделей машинного обучения для прогнозирования проблемных состояний. В основе формирования систем поддержки принятия решений в условиях проблемных ситуаций предполагается использование ансамблевых методов машинного обучения: бэггинг, бустинг и стекинг. С целью повышения качества построенных моделей применяется метод балансировки данных, описаны алгоритмы андерсэмплинга и оверсэмплинга. Так как использование сложных моделей машинного обучения снижает способность объяснения полученного результата, приведены различные способы интерпретации построенных моделей. По результатам исследования сформирован метод прогнозирования проблемных состояний. Такой подход способствует поэтапному решению выявленной проблемной ситуации и последовательному достижению поставленной цели.
Ключевые слова: машинное обучения, бэггинг, бустинг, стекинг, проблемные состояния, балансировка данных, shap-значения
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах
В данной работе получены и исследованы основные соотношения релятивистской ракетодинамики в случае многокомпонентной реактивной струи. Рассмотрены различные типы релятивистских ракет с однокомпонентной реактивной струей как частные случаи общей теории. Выполнен предельный переход к нерелятивистской ракетодинамике.
Ключевые слова: релятивисткая динамика, многокомпонентная реактивная струя, ионный двигатель, фотонная ракета
01.04.02 -Теоретическая физика , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
В данной статье рассмотрена проблема выбора системы мониторинга для ИТ-инфраструктуры. Проведен сравнительный анализ систем мониторинга, применительно к различным типам ИТ-инфраструктур и выбрано решение под конкретную ИТ-инфраструктуру компании.
Ключевые слова: мониторинг, инфраструктура, Zabbix, Grafana, Kubernetes, метрики
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Статья посвящена исследованию влияния энергетических и оптических факторов на качество лазерной резки толстолистового металла. Описаны преимущества использования лазерной резки в производстве, определены дальнейшие направления развития лазерной техники. Представлен анализ российских и зарубежных научных исследований и выделены показатели, влияющие на качество изготовления деталей лазерной резкой. Представлены результаты экспериментального исследования влияния энергетических и оптических факторов и нахождения зависимостей с целью определения оптимальных технологических режимов для получения высокого качества реза. Проведенные исследования и эксперименты позволили определить оптимальные соотношения диаметра фокального пятна и длины перетяжки при использовании объективов с фокусными расстояниями 200, 250 и 300 мм. Также на основе полученных данных авторами были сформулированы технические требования для разработки модели лазерной оптической головки.
Ключевые слова: лазерная резка, мощность излучения, оптический фактор, параметры, лазерная головка, экспериментальное исследование
Как показала практика, предприятия, которые получают высокую прибыль достигают этого за чяет снижения издержек, а не увеличения цены продукции. Национальный проект «Производительность труда и поддержка занятости» определяет одним из направлений по достижению высокой производительности труда и конкурентоспособности продукции обучение инструментам бережливого производства. В статье рассмотрены применимые методы бережливого производства на примере предприятия архитектурного и художественного литья, а также показаны основные показатели оценки эффективности использования производственных мощностей.
Ключевые слова: эффективность работы оборудования, индекс ОЕЕ, методы бережливого производства, анализ Парето
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье выделяется ряд проблем, сопровождающих процесс управления имущественным комплексом территории муниципального образования. Рассматриваются вопросы, связанные с учетом и анализом состояния объектов имущественного комплекса. Отмечается необходимость системных исследований для обоснования решений по использованию территории города как ресурса, обеспечивающего комфортное и безопасное пространство для жизни. Совершенствование процесса управления имущественным комплексом является актуальной задачей для развития городов разных стран мира. Анализ зарубежного опыта говорит о едином понимании критериев качества городской среды и целей реорганизации городского пространства. При планировании развития урбанизированных территорий не всегда учитываются особенности города, природно-климатические условия, что губительно отражается на качестве городской среды. Показано, что эффективность управления имущественным комплексом зависит от правильного выбора стратегии вовлечения объектов в экономический оборот, восстановлению их функциональной значимости и обеспечению экологической безопасности. Для выбора эффективных решений при решении вопросов использования территории предлагается использовать метод на основе нечетких множеств, как наиболее оптимальный в условиях высокой неопределенности и сложности рассматриваемых процессов.
Ключевые слова: управление имущественным комплексом, методы принятия решений, городская среда, городское пространство, природно-климатические условия, урбанизированная территория, ресурсы
В статье рассмотрен процесс абсорбции при противотоке фаз с хаотичными насадками. В нижнюю часть колонны поступает газ на разделение, в верхнюю часть колонны подается жидкость на орошение насадки. В слое насадки происходит пленочное течение жидкой фазы по поверхности контактных элементов, а в каналах сложной геометрии в противотоке движется газовый поток. Причем, пленочное течение, как правило, ламинарное волновое, а движение газовой фазы – турбулентное. Через межфазную поверхность газ-жидкость происходит обмен импульсом, массой и энергией. В качестве насадки могут использоваться регулярные и нерегулярные (хаотичные) элементы различных конструкций и размеров. Первоначальный выбор конструкции насадки выполняется, исходя из предельных нагрузок, которые обеспечивают пленочный режим, а затем уточняются, согласно полученной эффективности процесса, который должен удовлетворять требованиям технического задания на проектирование или модернизацию аппарата. Для того, чтобы учесть межфазный перенос к системам дифференциальных уравнений переноса, применяются граничные условия четвертого рода на поверхности раздела. Однако, такой подход возможен, если распределение площади межфазной поверхности в пространстве фиксировано и известно, например, для пленочных контактах устройств и некоторых регулярных насадок. Выполнены расчеты процесса увлажнения воздуха водой с применением уравнения массопереноса (все сопротивление в газовой фазе) в колонне с трубчатой насадкой с интенсификаторами. Дано сравнение эффективности массообмена, полученного из численного решения, с экспериментальными данными, а также расчеты по модели идеального вытеснения газа. Установлено, что с учетом турбулентности газового потока расчет эффективности адекватно согласуется с экспериментом, а модель идеального вытеснения немного завышает значения эффективности разделения.
Ключевые слова: абсорбция, математическая модель, колонна, насадка с интенсификаторами
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе рассматриваются методы повышения эффективности периметровых систем охраны за счет использования нейросетевых технологий обработки сигналов, служащих повышению информативности данных, поступающих от охранных извещателей. Предложенный подход позволяет не только своевременно устанавливать факт противоправных действий по преодолению периметра объекта, но и классифицировать нарушителя при минимальном уровне ложных срабатываний. Отдельное внимание уделено вопросам оптимального управления надежностью работы блоков обработки сигналов с логическим нейросетевым анализатором, рассматриваемых в качестве систем массового обслуживания.
Ключевые слова: комплексная безопасность, охранный извещатель, зона обнаружения, блок обработки сигналов, искусственная нейронная сеть, нейросетевая обработка сигналов, надежность, система массового обслуживания, оптимальное управление, принцип максимума
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье описывается реализация программного комплекса ориентирования для мобильного робота с построением карты местности и последующим её анализом. Проведена разработка программного модуля для мобильного робота с использованием лазерного дальномера (лидара), для получения данных с лидара используется микрокомпьютер Raspberry Pi 3B+ с установленной на него робототехнической операционной системой ROS. Описывается алгоритм движения мобильного робототехнического комплекса в пространстве с построением карты местности в режиме реального времени. Подобные комплексы в настоящее время находят широкое применение, позволяют значительно снизить необходимость участия человека в тяжелой и опасной работе.
Ключевые слова: мобильный робот, робототехнический комплекс, лазерный дальномер, лидар, ультразвуковой датчик, система технического зрения
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Автоматизация закупочной деятельности считается одним из наиболее известных применений ИТ-решений, так как проведение закупок является неотъемлемым элементом работы любой организации и обязана быть целостным, системным процессом, обеспечивающим возможность с наименьшими расходами запасов сил и средств вовремя получить все те продукты, работы, предложения и услуги, которые так важны организации. В статье выделен перечень функциональных возможностей различных систем и описаны результаты формализованного анализа функциональной полноты этих систем закупочной сессии. В анализ вошла и условная система с желаемым функционалом, по которому и будет понятно, насколько та или иная система подходит для заказчика.
Ключевые слова: закупочная сессия, закупочная деятельность, сравнительный анализ по функциональной полноте, аукцион, редукцион, лот, ставка, анализ соответствия требований пользователя к системам, схожесть систем
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассматривается проблематика определения знаков дорожного движения для управления автотранспортным средством с использованием аппарата искусственной нейронной сети. Описана актуальность исследований на данный момент времени, а также преимущества использования нейронных сетей при определении знаков дорожного движения. Представлены входные данные при определении знаков дорожного движения для сверточных нейронных сетей. Сформирована архитектура сверточной нейронной сети классификации, в частности, рассматривается последовательность слоев сети классификации изображений. Дано математическое описание моделирования функции ошибки и метода стохастического градиентного спуска. Представлена математическая модель процесса обучения искусственной нейронной сети, а также функций активации: линейной функции и сигмоиды. Предложен алгоритм формирования модели искусственной нейронной сети. Визуализирован на графике процесс обучения данной функции. Представлен результат обучения.
Ключевые слова: искусственные нейронные сети, классификация, сверточные нейронные сети, deep learning, big data, математическое моделирование, информатика
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена обзору моделей планирования производства продовольственной продукции, анализу их особенностей. С этой целью была рассмотрена классификация моделей, в которую вошли модели с детерминированными и интервальными параметрами, а также учтено влияние природных и техногенных событий. В статье рассмотрена модель оптимизации функционирования агропромышленного кластера, представлены модели оптимизации производства продовольственной продукции в агропромышленных кластерах Иркутской области.
Ключевые слова: методы оптимизации, модель планирования аграрного производства, детерминированные и интервальные параметры
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье приведены результаты проектирования информационной системы учета обращений, поступающих в избирательную комиссию. Представлен второй этап жизненного цикла создания информационной системы – этап проектирования. Проектирование выполнено посредством применения современных СASE-технологий в рамках структурного подхода с использованием инструмента моделирования BPwin. Разработана модель ТО-ВЕ проектируемой информационной системы, которая содержит контекстную диаграмму и диаграммы декомпозиции первого и второго уровней, построенные с использованием стандарта IDEF0. Представленные диаграммы описывают все необходимые процессы и взаимосвязи между ними с точностью, достаточной для однозначного моделирования деятельности проектируемой информационной системы. Построена диаграмма потоков данных, с использованием методологии DFD, которая показывает, какие информационные потоки возникают при выполнении процессов. Дополнив представленную модель ERD диаграммами, можно приступать к разработке информационной системы.
Ключевые слова: информационная система, структурный подход, методология, СASE-средство, BPwin, IDEF0, модель ТО-ВЕ, декомпозиция, диаграмма потоков данных, накопитель данных
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Анализируются и оптимизируются требования к создаваемой информационной системе, автоматизирующей деятельность лингвистического центра. Представлены первый и второй этапы ЖЦ создания ИС. Проведен анализ предметной области и проектирование информационной системы с использованием средств и методов объектно-ориентированного подхода. При помощи CASE-средства RationalRose построены UML-диаграммы, описывающие деятельность лингвистического центра «Language Link». Средствами AnyLogic проведено имитационное моделирование и разработана модель тестирования студентов для определения уровня владения языком и категории экзамена. Сформулированы требования к проектируемой информационной системе деятельности лингвистического центра. С использованием CASE-средства ERWin построены логическая и физическая ERD-модели структуры базы данных. Выполнено проектирование пользовательского интерфейса информационной системы для лингвистического центра.
Ключевые слова: анализ предметной области, проектирование, информационная система, объектно-ориентированный подход, моделирование, имитационная модель, язык UML, CASE-средство, UML-диаграмма, ERD-диаграмма
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Проблема выбора нужного алгоритма сегментации изображения и его реализация в режиме реального масштаба времени возникает в системах, работающих с высокоскоростным потоком видео данных. Маркировка связанных областей – важный шаг в подготовке изображений для формирования обучающих выборок нейронных сетей. В данной работе предложен модифицированный однопроходной алгоритм маркировки изображений для реализации на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС), а также его реализация с использованием Xilinx System Generator for DSP и пакета Matlab/Simulink. Представлены результаты работы алгоритма на тестовых изображениях, а также изображениях, полученных экспериментально. Данный алгоритм был разработан для анализа и оценки качества семян пшеницы посредством классификации их изображений с использованием искусственного интеллекта.
Ключевые слова: маркировка связанных областей, искусственный интеллект, сегментация, потоковая обработка
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Одной из наиболее перспективных конструкций беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) является одновинтовая схема, однако в силу сложности принципов управления подобными летательными аппаратами на сегодня отсутствуют эффективные методы автоматизации их взлёта и посадки. Применение традиционных для БПЛА мультикоптерного типа систем, основанных на спутниковом позиционировании и вычислении управляющих воздействий с помощью строгих математических формул, не позволяют в полной мере реализовать преимущества одновинтовой схемы. В статье рассмотрена существующая модель процесса управления БПЛА с одновинтовой схемой, предложены и обоснованы её изменения, а также сформулирован метод автоматического управления взлётом и посадкой одновинтового робота-вертолёта Одной из наиболее перспективных конструкций беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) является одновинтовая схема, однако в силу сложности принципов управления подобными летательными аппаратами на сегодня отсутствуют эффективные методы автоматизации их взлёта и посадки. Применение традиционных для БПЛА мультикоптерного типа систем, основанных на спутниковом позиционировании и вычислении управляющих воздействий с помощью строгих математических формул, не позволяют в полной мере реализовать преимущества одновинтовой схемы. В статье рассмотрена существующая модель процесса управления БПЛА с одновинтовой схемой, предложены и обоснованы её изменения, а также сформулирован метод автоматического управления взлётом и посадкой одновинтового робота-вертолёта.
Ключевые слова: одновинтовая схема, робот-вертолёт, автоматический взлёт, автоматическая посадка, метод, управление
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Объектом исследования выступает метод контроля износа режущего инструмента обеспечивающего оценку периодичности сроков замены режущего инструмента на основании вибрационных сигналов. Для регистрации уровня вибрации в процессе обработки деталей в качестве прибора применяется измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2. Произведена разработка методики по определению показателя катастрофического износа режущего инструмента по показателю колебательности с использованием автокорреляционной функции и амплитудно-частотной характеристики динамической системы. Произведены замеры вибрационных показаний партии деталей в формате wave-файла, посредством обработки показаний получен массив данных – показателей колебательности, позволяющих оценить процесс развития износа резца в ходе выполнения механической обработки. Обеспечение контроля катастрофического износа режущего инструмента необходимо для своевременной замены режущих пластин.
Ключевые слова: показатель колебательности, катастрофический износ, инструмент, мониторинг состояния, вибрация, токарный станок, датчик
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Рассматриваются вопросы разработки универсального мобильного приложения «Сигнал «Ч»» для людей с ограниченными возможностями по слуху и речи на основании проведенного анализа существующих мобильных приложении.
Ключевые слова: пожар, мобильное приложение, связь, подразделения пожарной охраны, вид возгорания, люди с ограниченными возможностями
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе рассматривается разработка системы выполнения моделей машинного обучения. Разрабатываемое система представляет собой набор микро-сервисов, способных найти применение в различных областях производства. Рассматриваются технологи для реализации и перспективы разрабатываемого продукта. В работе используются современные технологии сегментации и распознавания объектов на кадрах, а также технологии позволяющие выстроить инфраструктуру для данной системы, и технологий разработки программного обеспечения.
Ключевые слова: машинное обучение, компьютерное зрение, микросервисная архитектура, распознавание образов
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
По мере увеличения числа низкоорбитальных группировок спутников (НГС) будет возрастать вероятность деструктивного воздействия со стороны чужих космических аппаратов (КА). Одним из наиболее эффективных воздействий на НГС является постановка ретрансляционной помехи, которая представляет собой перехваченный и задержанный сигнал. Устранить данную проблему можно за счет использования системы опознавания «свой-чужой» для КА. При этом для снижения вероятности подбора правильного сигнала ответчика чужим КА предлагается снизить временные затраты на вычисления статуса спутника за счет применения параллельных вычисления с использованием кодов полиномиальной системы классов вычетов (ПСКВ). Характерной особенностью данных кодов является независимое и параллельное выполнение вычислений по основаниям ПСКВ. Однако данное свойство кода ПСКВ можно также использовать для коррекции ошибок, которые возникают в процессе работы системы опознавания. При этом алгоритм должен выполнить данную процедуру при меньших временных затратах. Поэтому модификация алгоритма коррекции ошибок, позволяющая обеспечивать более высокую скорость поиска и исправления ошибок, является актуальной задачей. Цель работы – обеспечить снижение временных затрат на выполнение процедуры обнаружения и исправления ошибок в процессе работы системы опознавания, за счет модификации алгоритма коррекции на основе Китайской теоремы об остатках.
Ключевые слова: система опознавания спутника, коды полиномиальной системы классов вычетов, позиционная характеристика, алгоритмы обнаружения и коррекции ошибок
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)