ivdon3@bk.ru
В данной статье рассмотрена технология Интернета вещей, которая используется для подключения смарт-объектов к сети, для интеллектуального управления энергосистемой и автоматизации бытовых процессов. Интеллектуальное управление энергосистемой направлено на обеспечение более равномерного использования электроэнергии и минимизацию потерь энергии при передаче и потреблении электроэнергии. В настоящее время эта технология выдвигается на глобальном уровне коммунальными службами, научными организациями, а также органами государственного управления. В данной работе также построена концептуальная модель умного дома в виртуальном конструкторе Cisco Packet Tracer и приведены схемы взаимодействия устройств на всех уровнях построения сети.
Ключевые слова: интернет вещей, IoT, кибербезопасность, автоматизация, Cisco Packet Tracer
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В этой статье рассматриваются уязвимости информационных систем, связанные с использованием личных мобильных устройств в компаниях, предоставляющих финансовые услуги. Рекомендации этого исследования помогут осознать важность формулирования политики информационной безопасности в данной ситуации. Использование личных устройств сотрудниками стало распространенным на рабочем месте из-за возросшей зависимости бизнес-процессов от сервисов, расположенных в сети Интернета, и достижений в области технологий. Организации выгодно то, что сотрудники покупают, используют собственные устройства, таким образом, организация снижает расходы на обеспечение рабочих мест сотрудников компьютерным оборудованием и программным обеспечением. Однако компания может понести огромные убытки, если использование и подключение личных устройств к инфраструктуре информационных технологий компании не регулируется и не контролируется. Взлом личных устройств злоумышленниками, позволяет получить несанкционированный доступ к активам информационных систем. Финансовые учреждения обрабатывают строго конфиденциальную информацию, что делает их более уязвимыми в случае использования личных устройств. Был проведен метод качественного исследования со специально отобранными участниками, работающими в отделах информационной безопасности финансовых учреждений. Исследование выявило отсутствие политики информационной безопасности, касающейся личных устройств и использование сотрудниками неограниченного количества таких устройств.
Ключевые слова: личные мобильные устройства, информационная безопасность, несанкционированный доступ, уязвимости, кибератака
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Рассматривается вопрос вычисления симметричных матриц Адамара конструкции Балонина-Себерри. Для получения таких матриц требуется большое количество случайных двоичных последовательностей для выбора из них трех, которые связаны требованиями дизайна матриц. Такие последовательности являются первыми строками трех циклических блоков матриц Адамара. Рассматривается предыстория возникновения квантовых вычислений и преимущество квантовой генерации двоичных последовательностей для последующего отбора. Предлагается вычисление матриц Адамара как тестовая задача для квантовых компьютеров, позволяющая показать квантовое превосходство.
Ключевые слова: квантовые компьютеры, кубиты, генераторы случайных чисел, ортогональные матрицы, матрицы Мерсенна, кронекерово произведение
В работе рассмотрено текущее состояние исследований и технологической проработки ацидофикации осадка сточных вод для интенсификации биологических методов удаления биогенных элементов. Приведены примеры использования технологии на объектах Российской Федерации и в зарубежных странах. Обзор литературы выявил отсутствие исследований и методических рекомендаций, сравнивающих эффективности и применяемость различных видов технической реализации ацидофикации при очистке сточных вод. В связи с этим обозначена необходимость проведения комплексного исследования процесса на единой сточной воде и сыром осадке для различных технологий ацидофикации с последующей сравнительной оценкой, обобщением результатов и подготовкой методических рекомендаций.
Ключевые слова: сточные воды, дефосфотация, ацидофикация, удаление биогенных элементов
Проектирование организационной структуры является неотъемлемым фактором формирования любой организации, в том числе в строительной отрасли. Изменяющиеся условия функционирования предприятий, существующие в эпоху информационной революции, напрямую влияют на эффективность организаций и всего строительного производства. Оказываемое влияние новейших технологий должно находить свое отражение в планировании, организации и контроле на всех этапах жизненного цикла строительного объекта.
Ключевые слова: строительство, организация, управление, планирование, проектирование, организационная структура, виртуальная структура, виртуальность, цифровизация, кривая Гартнера
Строительные объекты испытывают различного рода воздействия, способные вызывать деформации конструктивных элементов – прогибы, нарушение целостности, полное разрушение отдельных элементов и т.д. Своевременное выявление деформаций и наблюдение за их динамикой является важнейшим элементом безопасной эксплуатации зданий и сооружений. Задачей мониторинга трещин в строительных конструкциях является фиксация изменений трещин для осуществления контроля их технического состояния. В результате мониторинга принимаются решения о дальнейшей эксплуатации объекта, необходимости выполнения ремонтных мероприятий, устранении влияющих на развитие трещин факторов. Использование маяков дает возможность проводить наблюдения за поведением деформаций строительных конструкций. Для простейших наблюдений могут применяться гипсовые и точечные маяки, для более детальных наблюдений – маяки часового типа и пластинчатые маяки. Электронные маяки дают возможность проводить детальный автоматизированный мониторинг изменений.
Ключевые слова: трещина, маяк, гипсовый маяк, пластинчатый маяк, маяк часового типа, точечный маяк, ширина раскрытия трещины
В настоящей статье освещены вопросы применения технологий информационного моделирования (ТИМ или BIM) при проведении обследований и мониторинга технического состояния объектов культурного наследия, построенных с применением деревянных конструкций. Проанализированы преимущества создания и ведения информационной модели исторических зданий и сооружений. Рассмотрены особенности построения трехмерной модели объектов сложной геометрии и с переменным сечением элементов, вопросы создания системы раннего предупреждения о деградации свойств конструкций. Приведены примеры работ по обследованию и мониторингу исторических зданий с применением древесины, выполненные в РФ и за рубежом. Сделаны выводы о необходимости дальнейшей интеграции ТИМ с программными комплексами и приборами, используемыми при проведении неразрушающего контроля, создания библиотеки дефектов строительных конструкций.
Ключевые слова: деревянная конструкция, дефект, древесина, информационное моделирование, мониторинг, неразрушающий контроль, обследование, памятник архитектуры, техническое состояние, BIM
Статья содержит подробный анализ программных комплексов, используемых в технологиях информационного моделирования. Представлена сравнительная характеристика преимуществ и недостатков ПО отечественных и зарубежных разработчиков. Детально рассмотрены две самые востребованные на российском рынке — Revit и Renga. В результате анализа, выполненного с учетом потребностей строительного рынка, сформулирован вывод, о том, что использование программы Renga требует значительно меньше трудозатрат для освоения. Немаловажно также, что стоимость данного ПО значительно ниже, чем у конкурентоспособных аналогов. Активное внедрение подобных систем в проектных организациях позволяет значительно ускорить проектно-конструкторские работы и избежать ошибок на многих этапах инвестиционно-строительного процесса. В организациях, применяющих в работе ТИМ-технологии, все участники получат возможность действовать по единому сценарию с взаимозаменяемостью сотрудников, что значительно ускоряет получение конечного продукта.
Ключевые слова: технологии информационного моделирования, здание, модель, архитектура, проектирование, программный комплекс, графика, цифровизация, строительный объект
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В работе рассматривается модельная задача совместного термического и диффузионного процесса в кремнии. Математической моделью этого процесса является начально-краевая задача для системы линейных дифференциальных уравнений в частных производных параболического типа. В этой системе одно уравнение описывает процесс распространения тепла в кремнии, а другое - процесс диффузии примеси в нем. При этом уравнения не являются независимыми так, как коэффициент диффузии зависит от температуры. Для каждого уравнения в этой системе поставлены соответствующие начально-краевые условия. Для поиска приближенного решения возникшей задачи используется неявная разностная схема и классический метод прогонки. В работе представлено описание численного алгоритма и точные расчетные формулы для решения дискретизированной параболической задачи.
Ключевые слова: модель термодиффузионного процесса, численное моделирование, метод прогонки, неявная разностная схема
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Описана алгоритмическая реализация программного модуля для идентификации личности обучающегося в процессе тестирования, преимуществом которого является простота функционирования, легкость внедрения и исполнения, а также удобство использования различными категориями пользователей. Необходимость создания такого модуля обусловлена проблемой идентификации личности экзаменующегося при прохождении тестирования в системе электронного обучения. Технология работы программного модуля заключается в формировании вопросов с использованием информации, хранящейся в личном кабинете обучающегося, результатом работы которого является подтверждение или неподтверждение личности тестируемого в режиме реального времени.
Ключевые слова: дистанционное обучение, идентификация, тестирование студентов, программный модуль, личный кабинет
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Статья посвящена вопросам учета различных производственных возмущений, влияющих на температурное поле в сушильной камере. Природа и характер возмущений, влияющих на изменение температуры камеры, учитывается с использованием статистических методов обработки кривых температуры во времени.
Ключевые слова: температура, статистические методы, сушильная камера, автокорреляционная функция, спектральная плотность, амплитудно-фазовая характеристика
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассматривается методика распознавания контуров на первичном изображении. Разработан алгоритм поиска абсолютного минимума функционала на изображении.
Ключевые слова: контур, алгоритм, дефект, распознавание, раскрой, эталонный кадр, поиск минимума
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье построена и исследована математическая модель колебаний аэродинамического маятника в потоке движущейся среды. В качестве модели воздействия среды на тело принята модель квазистатического обтекания пластинки средой. Согласно этой гипотезе, аэродинамические силы, действующие на тело, прикладываются в центре давления. В нашей задаче центр давления является подвижным относительно пластинки. Получены уравнения движения для рассматриваемого тела. Проведен переход к новым безразмерным переменным. Показано нарушение единственности при определении угла атаки в точках, где воздушная скорость центра давления близка к нулю. Построены огибающие для некоторых областей неоднозначности с помощью многократного решения алгебраических нелинейных уравнений полученных из кинематических соотношений. Для этого определяются координаты точек возврата, находится решение самих уравнений и изображаются границы областей неоднозначности. В математическом пакете MATLAB 18 написана программа, которая строит верхнюю и нижнюю границы областей неоднозначности.
Ключевые слова: тело, область неоднозначности, огибающие, точки возврата
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье была рассмотрена компания розничной торговли как сложная система, приведено соответствие основным сложных систем. Показаны трудности проектирования рассматриваемой системы, связанные с множественными нелинейными взаимосвязями и наличием скрытых влияний. Предложено применение алгоритма решения обратной задачи для улучшения процессов стратегического планирования на предприятии, которое поможет понять сложные процессы влияния изменяющейся среды на результативность реализованной стратегии.
Ключевые слова: стратегическое планирование, предприятия розничной торговли, обратная задача моделирования, нечеткие когнитивные карты, управление сложными системами
В данной статье рассмотрена проблематика обеспечения контроля состояния и прочности устройства обращения с радиоактивными материалами на объектах атомной энергетики и предложена разработка системы дистанционного ультразвукового контроля для непрерывно-периодичного мониторинга состояния ответственных элементов конструкции траверсы обслуживания, работающей в радиационно-опасной среде. Приведены основные принципы обработки результатов ультразвуковой дефектоскопии и получении характеристик.
Ключевые слова: ультразвуковой контроль, пьезоэлектрический преобразователь, дефект, прочность, мониторинг
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Данная работа посвящена теме разработки системы управления технологическим процессом экструдирования полимерного покрытия труб. В процессе работы была проанализирована существующая система регулирования температуры зон экструдера полиэтилена, произведен анализ научно-технической литературы. Приведено описание технологического процесса экструдирования наружного полимерного покрытия стальной трубы, осуществлен подбор технических средств автоматизации, определены оптимальные настроечные коэффициенты ПИД-регулятора с использованием экспериментальных методов, а также выбор наиболее подходящего способа регулирования температуры зон червячных машин, за счет чего достигается повышение однородности и равномерности защитного полимерного слоя.
Ключевые слова: экструдирование полимерного покрытия труб, ПИД-регулятор, полиэтилен, адгезив
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена решению важной задач разработки интерактивных карт, отражающих многообразие природного и исторического наследия в культурных ландшафтах с целью решения задачи управления территориальными системами культурного ландшафта. В качестве основных объектов картографирования выступают природно-социально-производственные системы – метагеосистемы, их рекреационный и туристский потенциал и степень его освоенности. Результаты. Интерактивная карта «Природное и культурное наследие Республики Мордовия» разработана с использованием методов объектно-ориентированного проектирования, UI/UX-проектирования и программирования и реализована, как web-портал, ядром которого выступают инструменты семантического поиска и визуализации геоданных. Представленная в статье методика разработки цифровой интерактивной карты туристско-рекреационных метагеосистем основывается на геоинформационном моделировании и эффективном использовании разноплановой информации о регионе.
Ключевые слова: геопорталы, культурный ландшафт, инфраструктура пространственных данных, управление в организационных системах, пространственные данные, принятие решений
Для повышения эффективной работы низкоорбитальных систем спутникового интернета (и обеспечения высокосортного обмена данными) широко используются системы, реализованные с использованием методов OFDM, базирующихся на ортогональном частотном мультиплексировании. Применение методов OFDM позволяет расширить полосу пропускания радиоканала на основе повышения спектральной эффективности. Для этого в системах OFDM применяют ортогональное преобразование сигналов с использованием быстрого преобразования Фурье. Чтобы уменьшить время, затрачиваемое на цифровую обработку сигнала, в статье рекомендуется перейти к целочисленным дискретным вейвлет-преобразованиям (ЦДВП) сигналов, реализованные в модулярных кодах классов вычетов (МККВ). Научная новизна работы состоит в том, что на основе интеграции методов построения дискретных вейвлет-преобразований и методов разработки модулярных кодов, будут созданы математические модели ДВП, реализованные в МККВ, применение которых обеспечит снижение времени выполнения обработки сигналов в системах, поддерживающих методы OFDM. Это будет достигнуто благодаря распараллеливанию арифметических операций по основаниям модулярного кода. При этом использование малоразрядных операндов позволяет перейти от выполнения операций умножения, сложения и вычитаний в МККВ к выборке данных из LUT-таблиц. Таким образом, разработка математических моделей ЦДВП, реализованных в МККВ, является актуальной задачей.
Ключевые слова: системы OFDM, дискретное вейвлет-преобразование, параллельное кодирование, модулярный код классов вычетов
В данной статье описывается обучение нейронной сети для распознавания цифр номера грузового контейнера. В связи с отсутствием набора данных, содержащих грузовой контейнер, обучение производилось на наборе данных Street View House Numbers. Перед обучением модели набор данных был проанализирован и построены гистограммы, отражающие общую информацию о наборе данных. Обучение нейронной сети производилось на языке программирования Python с использованием библиотеки Tensorflow. Полученные результаты оценки точности работы модели, позволили сделать вывод о возможности использования набора данных и нейронной сети для решения задачи распознавания цифр грузового контейнера.
Ключевые слова: машинное обучение, распознавание цифр, грузовой контейнер, нейронная сеть, классификация изображений
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Работа посвящена обеспечению полноты смешения газовых теплоносителей в теплоутилизаторе прямого действия за счет оптимизации геометрии камеры смешения, в частности добавления воронки. Рассмотрены четыре конфигурации воронки в диапазоне 45°-180°. Задача решена в стационарной постановке методом численного моделирования в среде OpenFOAM. Показан 14-кратный прирост равномерности смешения при использовании 45° воронки по сравнению с цилиндрической камерой смешения.
Ключевые слова: теплоутилизатор, смесительный теплообменник, повышение эффективности, уходящий дымовой газ, численное моделирование, рекуперация теплоты
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной работе проведен обзор основных проблем безопасности современных АСУ ТП и сформулированы задачи по их устранению. Целью работы заключалась в рассмотрении безопасности современных АСУ ТП. Аварийные ситуации, связанные с последовательными ошибочными действиями обслуживающего персонала должны предотвращать системы управления. До начала 2000-х годов АСУ ТП считались самыми безопасными системами, в следствии их работы по жесткому и выверенному алгоритму человеческий фактор не мог на них повлиять. Для возможности дистанционного управления и мониторинга появилась необходимость подключения к сети Интернет. Вследствие увеличения количества кибератак на автоматизированные системы управления технологическим процессом, незащищенное подключение к сети Интернет стало не безопасным, и появилась новая возможность воздействовать на систему извне. Вопрос безопасности и надежности современных АСУ ТП стал еще более актуален.
Ключевые слова: автоматизированная система управления технологическими процессами, безопасность, уязвимость
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассмотрены известные методы сравнения графических изображений. Для повышения точности сравнения малоинформативных изображений, в качестве которых используются формализованные условные обозначения элементов на топографических картах, в работе предложена методика сравнения малоинформативных графических изображений, состоящая из совокупности методов сравнения изображений – среднеквадратического отклонения пикселей одного изображения от другого и метода попиксельного сравнения изображений. Дано определение формализованному графическому документу. Дано подробное описание предложенной методики. На примере двух наборов данных, состоящих из графических элементов, распределенных по классам в зависимости от их начертания, проверена работа методики и экспериментально подобраны оптимальные параметры в контексте решения поставленной задачи. Результаты проведенных в работе вычислительных экспериментов показали эффективность ее применения по сравнению с известными методами для решения поставленной задачи.
Ключевые слова: сравнение изображений, методика, формализованный графический документ, среднеквадратическое отклонение, попиксельное сравнение, эксперимент, малоинформативное изображение, класс, топографическая карта, размер изображения
Статья посвящена развитию тренажерно-обучающих систем для подготовки специалистов по автоматизации и информатизации. Разработаны структура и математическая модель тренажерно-обучающей системы (ТОС) для контроля навыков при обучении данных специалистов (в частности, по основам программирования). Параметры математической модели основаны на представлении знаний об изучаемых объектах и процессах в области разработки автоматизированных информационных систем, что позволяет с применением ТОС автоматически генерировать и оценивать небольшие практические задания для студентов. Разработан прототип программного обеспечения ТОС в форме веб-приложения. В практическом аспекте применение ТОС в учебном процессе по дисциплинам в области программирования позволит уменьшить долю трудоемкой работы преподавателя по составлению и проверке выполнения заданий.
Ключевые слова: информационные технологии в образовании, тренажерно-обучающая система, контроль знаний и навыков, языки программирования высокого уровня
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.3.4 - Управление в организационных системах