ivdon3@bk.ru
В статье рассматриваются перспективы и вызовы интеграции облачных, туманных и граничных вычислений в условиях цифровой трансформации. Проведённый анализ показывает, что сочетание этих технологий позволяет оптимизировать обработку больших объёмов данных, повысить адаптивность систем и обеспечить информационную безопасность. Особое внимание уделено гибридным архитектурам, объединяющим преимущества централизованных и децентрализованных подходов. Рассматриваются практические аспекты, такие как использование симулятора ENIGMA для моделирования масштабируемых инфраструктур и архитектуры EC-CC для интеллектуальных энергосетей и IoT. Отдельно подчёркивается роль специализированных фреймворков в оптимизации маршрутизации и повышении надёжности инфраструктуры. Интеграция технологий способствует развитию ключевых отраслей, включая энергетику, медицину и Интернет вещей, несмотря на вызовы, связанные с обеспечением безопасности данных.
Ключевые слова: облачные вычисления, туманные вычисления, граничные вычисления, гибридные архитектуры, Интернет вещей, цифровая трансформация, большие данные, децентрализованные системы, интеграция вычислений, распределённые вычисления, безопасность данных
В работе произведен анализ существующих в мире эффективных технологий повторной переработки и утилизации отходов. Рассмотрены различные подходы в международной практике переработки отходов производства и потребления. Дана оценка возможностей использования эффективных технологий повторной переработки и утилизации отходов и необходимых затрат для их реализации применительно к условиям промышленного предприятия. Рассмотрены виды и объемов отходов, способных к повторной переработке и утилизируемых безвозвратно для которых рассчитаны параметры углеродного следа по модели управления материалами и сокращения отходов. Осуществлен статистический регрессионный анализ данных производства, переработки, захоронения и сжигания отходов полиэтилена, твердых бытовых отходов и бумаги. Определены принципы построения системы снижения техногенных рисков и управления отходами производства и потребления.
Ключевые слова: переработка отходов; утилизация отходов; углеродный след; методы расчета углеродного следа; система управления техногенными рисками; опасные факторы воздействия; управление отходами производства
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Данная статья посвящена сравнительному анализу методов извлечения из текстов знаний, используемых для построения онтологий. Обозреваются разнообразные подходы извлечения, такие как лексические, статистические, методы машинного обучения и глубокого обучения, а также онтологически ориентированные методы. В результате исследования сформулированы рекомендации по выбору наиболее эффективных методов в зависимости от специфики задачи и типа обрабатываемых данных.
Ключевые слова: онтология, извлечение знаний, классификация текстов, именованные сущности, машинное обучение, семантический анализ, модель
В данной статье представлен сравнительный анализ моделей машинного обучения, применяемых для классификации водителей на основе данных датчиков микроэлектромеханических систем (МЭМС). Исследование основано на открытом наборе данных “UAH-DriveSet”, содержащем свыше 500 минут записей вождения с разметкой событий агрессивного поведения, таких как резкое торможение, резкий поворот и резкое ускорение. Рассмотрены алгоритмы градиентного бустинга, рекуррентной нейронной сети и сверточной нейронной сети. Особое внимание уделено анализу влияния на эффективность классификации параметров разделения данных методом скользящего окна, таких как размер окон и степень их перекрытия. Проведенное исследование вносит вклад в развитие систем машинного обучения для анализа поведения водителей и создание интеллектуальных решений на основе датчиков МЭМС.
Ключевые слова: анализ поведения водителей, датчики микроэлектромеханических систем, машинное обучение, агрессивное вождение, градиентный бустинг, рекуррентные нейронные сети, сверточные нейронные сети, скользящее окно, классификация водителей
Статья посвящена методике повышения эффективности обработки результатов численного моделирования развития пожара за счет автоматизации выполнения соответствующих операций. Описана функциональная модель разработанной технологии и ее основные этапы. Проведена апробация предлагаемой методики на примере решения задачи формирования в высоком пространственном и временном разрешении массивов исходных данных для последующего исследования прогрева ограждающих конструкций тоннельного сооружения при пожаре. На основе сравнительного анализа показано, что скорость автоматизированной обработки результатов расчета на несколько порядков выше относительно методов, использующих функциональные возможности существующих программных решений, предназначенных для просмотра выходных данных моделирования развития пожара.
Ключевые слова: моделирование пожара, автоматизация, обработка данных, тоннельные сооружения, математическая модель, FDS
В статье рассмотрены актуальные вопросы, связанные с проектированием беспроводной локальной сети класса smart home на базе модулей сплиттеров-репитеров. Отдельное внимание в процессе исследования уделено модулям проводного и беспроводного хабов и коммутаторов. Также представлены результаты сравнительной характеристики сплиттеров-репитеров PLC и FBT. Особый акцент сделан на топологии сети и ее основных компонентах.
Ключевые слова: беспроводная сеть, топология, данные, передача, мощность, трафик, пакет, сбои, адаптер, кабель, соединение
В статье рассматривается акторная модель, реализованная в языке программирования Elixir, который является наследником языка Erlang. Акторная модель представляет собой подход к параллельному программированию, где независимые объекты, называемые акторами, взаимодействуют друг с другом посредством асинхронных сообщений. В статье подробно описаны основные концепции Elixir, такие как сопоставление с образцом, неизменяемость данных, типы и коллекции, а также механизмы работы с акторами. Особое внимание уделено практическим аспектам создания и управления акторами, их взаимодействию и поддержанию состояния. Статья будет полезна исследователям и разработчикам, интересующимся параллельным программированием и функциональными языками.
Ключевые слова: акторная модель, elixir, параллельное программирование, сопоставление с образцом, неизменяемость данных, процессы, сообщения, почтовый ящик, состояние, рекурсия, асинхронность, распределённые системы, функциональное программирование, отказоустойчивость
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Переход от планового технического обслуживания и ремонта оборудования к обслуживанию по его фактическому техническому состоянию требует применения новых методов анализа данных на основе машинного обучения. Современные системы сбора данных такие как роботизированные беспилотные комплексы позволяют формировать большие объемы графических данных в различных спектрах. Увеличение объема данных приводит к задаче автоматизации их обработки и анализа для идентификации дефектов высоковольтного оборудования. В данной статье проведен анализ особенностей применения алгоритмов компьютерного зрения для изображений высоковольтного оборудования электрических станций и подстанций в инфракрасном спектре и представлен метод их анализа, который может быть применен при создании интеллектуальных систем поддержки принятия решений в области технической диагностики оборудования. Предложенный метод использует как детерминированные алгоритмы, так и машинное обучение. Классические алгоритмы компьютерного зрения применены для предварительной обработки данных с целью выделения значимых признаков, а модели на основе машинного обучения без учителя используются для распознавания графических образов оборудования в оптимизированном по информативности пространстве признаков. Сегментация изображения с помощью алгоритма пространственной кластеризации на основе плотности распределения значений с учетом выбросов позволяет обнаруживать и группировать фрагменты изображения со статистически близкими распределениями ориентаций линий. Такие фрагменты характеризуют определенные конструктивные элементы оборудования. В статье описан алгоритм, реализующий предложенный метод на примере решения задачи детектирования дефектов трансформаторов тока, и представлена визуализация его промежуточных шагов.
Ключевые слова: высоковольтное оборудование, техническая диагностика, трансформатор тока, дефект, тепловизионный контроль, машинное обучение, компьютерное зрение, кластеризация, сегментация
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Ежегодный рост нагрузки на центры обработки данных увеличивается в многократных размерах, что обусловлено возрастающим ростом пользователей информационно-телекоммуникационной сети Интернет. Пользователи обращаются к различным ресурсам и источникам, используя для этого поисковые системы и сервисы. Установка оборудования, которое обрабатывает телекоммуникационный трафик быстрее, требует значительных финансовых затрат, а так же может существенно увеличить время простоя центра обработки данных за счет возможных проблем во время проведения регламентных технических работ. Целесообразнее сосредоточить ресурс на улучшении программной, а не аппаратной части оборудования. В статье приводится алгоритм, за счёт которого возможно снизить нагрузку на телекоммуникационное оборудование за счет поиска информации внутри определённой предметной области, а также путём использования особенностей естественного языка и процесса образования в нём слов, предложений и текстов. Анализировать запрос предложено на основании формирования префиксного дерева и кластеризации, а также путём расчета вероятности возникновения нужного слова на основе правила трёх сигм и Закона Ципфа.
Ключевые слова: правило трёх сигм, Закон Ципфа, кластеры, анализ языка, морфемы, префиксное дерево, распределение вероятностей
В статье представлены существующие методы уменьшения размерности данных для обучения машинных моделей естественного языка. Вводятся понятия векторизации текста и слоформенного эмбеддинга. Формируется задача классификации текста. Формируются этапы обучения классификатора. Проектируется классифицирующая нейронная сеть. Проводится серия экспериментов на определение влияния уменьшения размерности словоформенных эмбеддингов на качество классификации текста. Сравниваются результаты оценки работы обученных классификаторов.
Ключевые слова: обработка естественного языка, векторизация, словоформенный эмбеддинг, классификация текста, уменьшение размерности данных, классификатор
В статье рассматривается использование модели массового обслуживания M/M/n для анализа производительности облачных систем хранения данных. Проведено моделирование, позволяющее выявить влияние параметров системы на среднее время ожидания, вероятность блокировки и пропускную способность. Полученные результаты демонстрируют, как оптимизация числа серверов и интенсивности обслуживания позволяет повысить эффективность работы системы и минимизировать задержки. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения производительности облачных решений в условиях роста объёмов данных и увеличения нагрузки на системы хранения.
Ключевые слова: облачные системы хранения данных, теория массового обслуживания, модель M/M/n, Python, моделирование, анализ производительности
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
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 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
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
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
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
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
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
Рассматривается Simulink-модель, позволяющая рассчитывать переходные процессы объектов, описываемых с помощью переходной функции при любом виде входного воздействия. Описывается алгоритм работы S-функции, выполняющей расчет с помощью интеграла Дюамеля. Приводятся результаты расчетов. Даются рекомендации по заданию параметров модели. Формулируется вывод о возможности применения модели для расчета динамических режимов.
Ключевые слова: имитационное моделирование, Simulink, переходная характеристика, ступенчатая функция, S-функция, интеграл Дюамеля, модельное время
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Разработка, исследование и построение устройств, позволяющих ускорить процесс взаимодействия между различными модулями (например, Систем телеметрии и телеуправления), а в целом - Систем гибридных коммуникаций цифрового города включающих в себя разнообразные системы, применяемые в Интеллектуальном здании является актуальной проблемой. Одно из таких устройств, представленное в статье – разработанный оптимальный многочастотный модем. Помимо разработанного модема в статье представлены примеры разработок схожих видов устройств и систем, как российских, так и зарубежных исследователей. При этом авторами доказано, что применение предложенного модема обеспечивает выигрыш по спектрально-энергетической эффективности в сравнении с аналогами. Предложенный подход может быть использован для организации высокоскоростной передачи данных по частотно-ограниченным каналам связи на основе новых проводных технологий стандарта цифровой абонентской линии, а также беспроводных систем.
Ключевые слова: система телеметрии и телеуправления, интеллектуальное здание, система гибридных коммуникаций цифрового города, модем, многочастотная модуляция, цифровая абонентская линия, оптимальный финитный сигнал, модулятор, демодулятор, беспроводная система связи
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье описаны подходы к автоматизации полнотекстового поиска по ключевым фразам в области патентной информации. Автоматизация поиска по ключевым фразам (n-граммам) является существенно более сложной задачей, чем поиск по отдельным словам, кроме того требует проведения морфологического и синтаксического анализа текста. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: (а) проанализированы системы полнотекстового поиска: Apache Solr, ElasticSearch и ClickHouse; (б) проведено сравнение архитектур и основных возможностей каждой системы; (в) получены результаты поиска в Apache Solr, ElasticSearch и ClickHouse на одном и том же наборе данных. Были сделаны следующие выводы: (a) все рассмотренные системы осуществляют полнотекстовый поиск по ключевым фразам; (б) Apache Solr является системой с самой высокой производительностью, также у неё максимально удобные функции; (б) ElasticSearch обладает быстрой и мощной архитектурой; (в) ClickHouse имеет высокую скорость обработки данных.
Ключевые слова: поиск, ключевые фразы, патент, Apache Solr, Elasticsearch, ClickHouse