ivdon3@bk.ru
В данной научной статье рассматривается применение искусственного интеллекта и машинного обучения в текстильной промышленности с акцентом на автоматизацию проектирования ткацких переплетений. В статье обсуждаются исследования и подходы, использующие нейронные сети, генетические алгоритмы, методы глубокого обучения и компьютерное зрение для создания, оптимизации и анализа переплетений. Основное внимание уделено сравнению существующих программных решений, которые позволяют автоматизировать процесс проектирования и значительно повысить его производительность, точность и качество. Подчеркивается важность интеграции ИИ и машинного обучения в текстильную промышленность, так как это открывает новые возможности для автоматизации процессов, улучшения качества продукции и повышения конкурентоспособности текстильной отрасли на глобальном уровне.
Ключевые слова: автоматизация, современные системы, технологии проектирования, автоматизированное проектирование, информационные системы, программное обеспечение, рисункии тканей, автоматизированное проектирование ткацких рисунков, инновации в текстильной индустрии
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Проблема энергосбережения и рационального использования ресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве остается по-прежнему актуальной. В данной работе рассмотрены вопросы использования низкопотенциальной тепловой энергии канализационных стоков для подогрева горячей воды. Представлены данные по температуре сточных вод в ряде городов, основным конструкциям теплоутилизационных установок, особенностям их применения. Показано, что температура сточных вод, выходящих из жилых зданий, значительно отличается и зависит не только от климатического пояса, но и от региональных особенностей водопотребления. Сделан вывод, что в целях утилизации тепла сточных вод можно снизить их температуру как минимум на 5 ºС, а в летнее время – на 10 – 15 ºС. Проведенный анализ показывает, что наиболее целесообразно использовать теплоутилизационные установки в масштабе многоквартирного или офисного здания, микрорайона или населенного пункта.
Ключевые слова: горячее водоснабжение, канализационные стоки, низкопотенциальное тепло, температура сточных вод, тепловой насос, теплообменный аппарат, утилизация тепла сточных вод, энергосбережение
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.4 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
Компьютерный тренинг является одним из наиболее эффективных инструментов снижения аварийности в электроэнергетике. В данной работе приведена история развития технологии тренажеров диспетчерского персонала, с авиационных тренажеров середина 20 века до традиционных тренажеров, окончательно оформившихся в конце 1990-х и развивающейся на сегодняшний день концепции интеллектуального тренажера. Рассмотрены основные вехи и этапы. Приведены актуальные проблемы тренажеростроения, являющиеся драйверами дальнейшего развития данной технологии.
Ключевые слова: тренажер диспетчерского персонала, режимный тренажер, тренировка персонала энергосистем, моделирование энергосистемы, компьютерный тренинг, система управления элементами сети
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.3 - Электроэнергетика
В работе рассмотрена возможность использования отходов лесной промышленности, строительных отходов и золошлаковых отходов котельного отопления в качестве основы для создания биоудобрений и компонентов улучшающих структуру тяжелых почв. Представлен анализ опыта по воздействию дробленого кирпича, хвойного и листового опада с включением древесных компонентов, и золошлаковых отходов котельного отопления на ростовые функции клевера красного и кресс-салата за различные временные интервалы. Рассмотрена возможность использования представленных отходов в процессе самозарастания территорий.
Ключевые слова: отходы лесной промышленности, строительные отходы, бой кирпича, золошлаковые отходы, самозарастание, фитотоксичность, структура почвы, морфологические изменения растений
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Статья посвящена вопросу усиления CLT-панелей (cross-laminated timber panels) из перекрестно-клееной древесины композитными материалами. Данная тема является актуальной в связи с активным развитием строительства многоэтажных зданий с применением несущих деревянных конструкций. С 2019 года в России допускается проектирование жилых домов высотой до 28 метров включительно, с использованием CLT-панелей. В статье освещен отечественный и зарубежный опыт возведения деревянных высотных зданий. Проанализированы результаты исследований, посвященных усилению нижней поверхности изгибаемых CLT-панелей с различным количеством слоев тканями и ламелями на основе углеродных, базальтовых и льняных волокон. Сделан вывод о необходимости дальнейшего изучения данного вопроса с учетом свойств различных композитных материалов, а также классов и пород древесины.
Ключевые слова: внешнее армирование, высотное здание, деревянная конструкция, древесина, композит, ламель, перекрестно-клееная древесина, углеволокно, усиление, CLT-панель
В статье представлены выражения, позволяющие вычислить величину энергопотребления конечных узлов при передаче сообщения в беспроводной сенсорной сети. Получены данные о значениях, которые принимает величина энергопотребления конечного узла сенсорной сети в зависимости от величины затухания сигналов при передаче по беспроводному каналу, а также от устанавливаемых значений выходной мощности и коэффициента расширения спектра передаваемых сигналов.
Ключевые слова: интернет вещей, Internet of Things, сенсорная сеть, LoRaWAN, IoT-система, энергопотребление конечного узла, коэффициент расширения спектра, выходная мощность
В статье описывается методика построения неронечеткой модели выделения контурных точек на изображении. Методика включает следующие шаги: формирование лингвистических переменных «разность яркостей пикселей» и «признак принадлежности пикселя к контуру», формирование базы знаний нейронечеткой модели при помощи бинарного изображения, формирование обучающей выборки с использованием как полутонового, так и контурного изображения, обучение нейронечеткой модели с использованием генетического алгоритма. Особенностью представленного генетического алгоритма является - проверка условий на корректность значений параметров функций принадлежностей, получаемых при генерации хромосом. Описывается структура нейронечеткой модели принятия решения о принадлежности пикселя контуру. Приводится результат применения нейронечеткой модели для построения контуров изображений.
Ключевые слова: нейронечеткая модель, контурное изображение, выделение контура, контурный пиксель, лингвистическая переменная, нечеткое множество, функция принадлежности, генетический алгоритм, логический вывод Цукамото, обучение нейронечеткой модели
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассмотрены аспекты проектирования онтологии для сферы информационной безопасности. Приведены примеры использования онтологий в рассматриваемой предметной области, в том числе в области управления рисками информационной безопасности, классификации угроз и уязвимостей, мониторинга инцидентов, а также рассмотрены примеры существующих разработок онтологий по защите информации. Определена актуальность разработки правовых онтологий и значимость проектирования юридической онтологии для рассматриваемой предметной области информационной безопасности ввиду наличия большой нормативно-правой базы.
Ключевые слова: безопасность, защита информации, информационная безопасность, информация, модель предметной области, нормативный правовой акт, онтология, онтологический подход, проектирование, юридическая онтология
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Данная статья представляет исследование, посвященное применению нейросетевой модели YOLOv8 для обнаружения дорожных знаков. В ходе исследования была разработана и обучена модель на основе YOLOv8, которая успешно детектируют дорожные знаки в реальном времени. Статья также представляет результаты экспериментов, в которых модель YOLOv8 сравнивается с другими широко используемыми методами обнаружения знаков. Полученные результаты имеют практическую значимость в области безопасности дорожного движения, предлагая инновационный подход к автоматическому обнаружению дорожных знаков, что способствует улучшению контроля скорости и снижению аварийности на дорогах.
Ключевые слова: машинное обучение, дорожные знаки, сверточные нейронные сети, распознавание образов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данном исследовании мы представляем исследование методов обработки естественного языка и машинного обучения, с особым акцентом на алгоритмах глубокого обучения. В ходе исследования было исследовано применение моделей с долгосрочной краткосрочной памятью с механизмами внимания для задач суммаризации текста. В качестве набора данных для экспериментов использовались новостные статьи и соответствующие им резюме. В статье обсуждаются предварительные этапы обработки данных, включая очистку текста и токенизацию. В рамках исследования также исследуется влияние различных гиперпараметров на производительность модели. Результаты демонстрируют эффективность предложенного подхода в генерации кратких резюме на основе обширных текстов. Полученные результаты способствуют развитию методов обработки естественного языка и машинного обучения для суммаризации текста.
Ключевые слова: извлекающая суммаризация текста, последовательность-последовательность, долгосрочная краткосрочная память, кодировщик-декодировщик, модель суммаризации, обработка естественного языка, машинное обучение, глубокое обучение, механизм внимания
Произведено моделирование динамической системы шлифовального станка, учитывающей износ инструмента. Целью моделирования является совершенствование алгоритмического обеспечения микропроцессорного прибора активного контроля. Произведены исследования вибрационных характеристик опоры кольца станка SIW-5 на холостом ходу и во время обработки для определения уровня вибраций в момент касания шлифовальным кругом обрабатываемой детали. Разработан и смоделирован алгоритм поддержания скорости резанья при уменьшении диаметра круга вследствие износа. характеристик опоры кольца станка SIW-5 на холостом ходу и во время обработки для развития алгоритмов управления процессом шлифования.
Ключевые слова: шлифование, кольца подшипников, активный контроль, математическая модель шлифования, алгоритмическое обеспечение
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье описывается методика разработки нейросетевых моделей регуляторов управления техническим объектом, аппроксимирующих зависимость между управляющим воздействием и отклонением состояния объекта от задающего воздействия, его скорости и ускорения. Рассматривается применение методики для управления температурой водонагревателя водяной ванны. Технический объект описывается дифференциальным уравнением второго порядка и имеет гладкое монотонное поведение.
Ключевые слова: технический объект, водяная ванна, водонагреватель, нейрорегулятор, управление, поведение объекта, модель, нейронная сеть, обучающая выборка, персептрон
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Задача планирования отправки сообщений известных объёмов из исходных пунктов в пункты назначения c известными потребностями. При этом предполагается, что затраты на передачу информации с одной стороны пропорциональны передаваемым объёмам и стоимости передачи единицы информации по выбранным каналам связи, а с другой стороны связаны с фиксированной абонентской платой за использование каналов, не зависящей от объёма передаваемой информации. Показателем качества плана при такой постановке являются суммарные затраты на отправку всего запланированного объёма сообщений. Проведена сравнительная характеристика эффективности методов получения оптимальных планов с помощью линеаризованной целевой функции и точного решения одним из комбинаторных методов.
Ключевые слова: передача сообщений, транспортная задача, критерий минимума суммарных затрат, вычислительная сложность алгоритма, линеаризация целевой функции
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье описывается способ оптимизации процесса оптимизации траектории, путем замены рёбер траектории, на пространственные кривые Безье с годографом Пифагора.
Ключевые слова: алгоритмы генерации траекторий, методы построения формации групп БПЛА, математические модели БПЛА, многоагентные системы, кривые Безье, годограф Пифагора
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной работе предложен метод количественной оценки суммарной эффективности программируемых логических контроллеров различных производителей. Адекватная оценка обеспечивает возможность выбора программируемого логического контроллера (ПЛК) в рамках реализации политики импортозамещения отечественным продуктом устройств компаний-конкурентов, ушедших с российского рынка. Решение поставленной задачиосуществляется введением линейной оценочной шкалы по выбранным характеристикам ПЛК. Количественная оценка качественных характеристик ПЛК позволила получить значение суммарной эффективности для рассматриваемых в работе ПЛК. Оценка суммарной эффективности подтвердила конкурентоспособность отечественных ПЛК по отношению к зарубежным. Развитие представленного метода оценки позволит осуществлять анализ эффективности сложных, крупных систем управления, составленных из разнотипного оборудования. Представленный метод может использоваться с течением времени для получения актуальной информации о суммарной эффективности.
Ключевые слова: программируемый логический контроллер, параметры оценки, квалиметрия, суммарная эффективность, импортозамещение
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена обзору протоколов, используемых в широкополосных беспроводных сетях и методам защиты передачи информации в них с помощью алгоритмов шифрования. Рассмотрены теоретические и практические аспекты, особенности и принципы работы протоколов беспроводного доступа в сетях Wi-Fi, WiMax, GSM и др. Проведен обзор методов шифрования данных используемых в них; уязвимости, встречающихся в алгоритмах с пояснением и методами решения данных проблем, которые рассмотрены в различных лабораториях. Целью исследования является обзор алгоритмов шифрования используемых в протоколах беспроводного доступа. На основе проанализированных данных, проведен вывод по использованию алгоритмов AES и A5(128) и выявленные на данные протоколы атаки и методы решения. Объектом исследования являются технологии беспроводного локального широкополосного доступа. Предметом исследования является алгоритмы шифрования, лежащие на основе беспроводных широкополосных сетей. Научная новизна. Проведен обзор уязвимостей в алгоритмах шифрования применяемых в различных стандартах беспроводных сетей. Рассмотрены угрозы информационной безопасности, возникающие в стандартах шифрования AES и A5, относящиеся к атакам с использованием связанных и сеансовых ключей.
Ключевые слова: информационных технология, криптография, защита данных, алгоритм шифрования, AES, A5, WiMax, Wi-Fi
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В данной статье исследуется процесс оптимизации пакета Quantum Espresso для эффективного использования графического процессора (GPU) от Nvidia с помощью технологии CUDA. Quantum Espresso является мощным инструментом для квантово-механического моделирования и расчета свойств материалов. Однако, оригинальная версия пакета не была разработана для использования на GPU, поэтому требуется оптимизация для достижения наилучшей производительности.
Ключевые слова: Quantum Espresso, GPU, CUDA, ускорение вычислений
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Авторы, рассмотрев основные здания, сооружения, объекты благоустройства, расположенные на проспекте Ленина в столице Кабардино-Балкарской республики, показали, что, хотя в предкавказском городе почти нет старинных зданий дореволюционной эпохи, он богат архитектурными объектами в стиле приятного непафосного сталинского ампира. Нальчик можно назвать классическим городом в горах. Особенность города – широкий и просторный проспект с высокой озеленённостью, с повышенным уровнем благоустройства. Это центральная и самая длинная улица в городе. Длина составляет более пяти километров. Проспект Ленина является важным ориентиром, который крайне необходим городу для нормальной жизни современного общества. Центр столицы сформировался вокруг проспекта, где сосредоточены площади, жилые дома и общественные здания, различные заведения, зоны отдыха, а также интересные архитектурные объекты. Проспект Ленина с гордостью можно внести в реестр объектов культурного наследия поскольку удовлетворяет требованиям, предъявляемым к классическим проспектам.
Ключевые слова: архитектура, строительство, генеральный план, прямоугольная сетка улиц, роза ветров, высота над уровнем моря, проспект, градостроительный объект, здание, реставрация, площадь, жилые дома, колонны, башни, лепные капители, сталинский ампир, барокко
2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура) , 2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
В работе представлены результаты исследований по разработке состава сырьевой смеси для получения облицовочного композиционного материала строительного назначения. В состав сырьевой смеси вводились кирпичный бой в качестве наполнителя, отходы изделий из непластифицированного поливинилхлорида в качестве связующего и метиленхлорид для растворения полимерных отходов. Данный состав позволяет проводить перемешивание и прессование без нагревания, что исключает возможность деструкции полимерной составляющей. После прессования проводится термообработка при температуре испарения растворителя. В работе показаны зависимости основных физико-механических характеристик получаемого материала от степени наполнения. Установлено максимальное количество наполнителя, которое позволяет получить материал без недостатка связующего. При недостатке связующего наблюдались снижение прочности и превышение доли открытых пор над закрытыми. По результатам экспериментов выбраны соотношение полимер : растворитель и степень наполнения, позволяющие получить материал с максимальным значением прочностных характеристик. Практическое применение разработанного состава сырьевой смеси позволит комплексно утилизировать маловостребованные и крупнотоннажные полимерные и кирпичные отходы с получением композиционного материала для облицовки зданий и сооружений.
Ключевые слова: полимерный композиционный материал, облицовочный материал, полимерные отходы, кирпичный бой, поливинилхлорид, метиленхлорид
Представлены результаты исследований двухслойных железобетонных балок со слоем различной толщины высокомодульного бетона каркасной структуры в сжатой зоне и традиционным тяжелым бетоном в остальной части сечения. Напряженно-деформированное состояние нормальных сечений по высоте балки оценивалось по значениям относительных деформаций на уровне растянутой и сжатой арматуры с использованием гипотезы плоских сечений и фактических при сжатии и расчетных при растяжении диаграмм деформирования бетонов. Показано влияние толщины слоя высокомодульного бетона на характер напряженно-деформированного состояния между слоями. Выявлена возможность разрушения балки по бетону сжатой зоны из-за скачкообразного уменьшения фактической высоты сжатой зоны вследствие «отстрела» слоя высокомодульного бетона при его толщине менее 0,1h0. Получена зависимость относительной фактической толщины сжатого бетона, т.е. расстояния от краевого волокна сжатого бетона до нейтральной оси, в исследованных балках от величины изгибающего момента. Установлено, что для однослойных балок при различии модулей упругости бетонов до 20% зависимости относительной фактической толщины слоя сжатого бетона от величины изгибающего момента практически идентичны. У исследованных балок, предельное состояние которых вызвано текучестью арматуры, толщина слоя сжатого бетона составила 0,37…0,4 при значении относительного момента 0,5, и 0,33…0,36 при предельном значении изгибающего момента.
Ключевые слова: двухслойные железобетонные балки, нормальные сечения, нелинейная деформационная модель, высокомодульный бетон, координата нейтральной оси
В статье описано проведение натурных исследований, выполненных при капитальном ремонте объекта культурного наследия – здания МБОУ «Гимназия №45» для установления рациональных параметров нагнетания цементно-песчаного раствора, выбора типа и конструкции инъекторов и схемы бурения инъекционных скважин. Доказано, что принятые в проекте закрепления грунтов технические решения не являются оптимальными и не обеспечивают требуемого качества работ. Разработаны и реализованы на практике рекомендации по технологическим и конструктивным решениям закрепления грунтов с учетом инженерно-геологических условий, результатов обследования и закрепления на опытном участке.
Ключевые слова: просадочный грунт, основание, цементация, инъектор, бурение скважин, геокомпозит
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
Используя метод критических работ, были рассчитаны комплексные потоки комбинированные (КПК), комплексные потоки агрегированные (КПА) и комплексные потоки уплотненные (КПУ). Проведенный сравнительный анализ методов комплексных потоков показал, что КПК и КПУ обладают наименьшей продолжительностью капитального ремонта фасадов трех объектов, которая составляет 131 день. Сопоставление разных методов расчета комплексных потоков позволяет заключить, что метод КПУ является наиболее подходящим, поскольку он обеспечивает минимальную продолжительность всех работ и широко применяется в настоящее время. КПУ является традиционным и оптимальным методом.
Ключевые слова: комплексные потоки, расчеты, методы, продолжительность