В статье рассмотрена робототехническая система управления для реализации S-образного движения робота-змеи, и проведена оценка особенности ее использования на физическом прототипе. Так как робот-змея представляет собой сложную составную структуру, то оценка и задание определенного типа передвижения становиться одной из первостепенных задач при разработке данной системы управления. Имитационная модель робота-змеи реализована при помощи математического моделирования в отечественном программном обеспечении REPEAT. В результате проведенного моделирования установлено, что разработанная система управления обеспечивает работоспособность робототехнической системы, обеспечивает точность перемещения и адаптивность к изменяющимся внешним условиям.

Ключевые слова: математическое моделирование, имитационная модель, REPEAT, робот-змея, система управления волнообразного движения, изменение крутящих моментов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В работе предложен способ вычисления площади плоской области по фотографии, основанный на применение методов математического анализа. Для вычисления площади применяется криволинейный интеграл второго рода по замкнутому контуру, ограничивающему рассматриваемую область. Задание границы в виде сплайна Безье сводит вычисление криволинейного интеграла к вычислению нескольких определенных интегралов от базисных полиномов Бернштейна. Для интегралов от базисных полиномов Берштейна получен явный вид. Для сплайна Безье третьего порядка выведена формула для вычисления площади области через координаты опорных точек кривых Безье.

Ключевые слова: кубический сплайн, базисные полиномы Берштейна. кривая Безье, сплайн Безье, формула Грина, бета-функция, гамма-функция

1.1.1 - Вещественный, комплексный и функциональный анализ , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье представлена адаптивная сверточная нейронная сеть на для автоматизированного обнаружения нарушений техники безопасности в реальном времени. В отличие от существующих решений, использующих статические модели, предлагаемый подход включает два ключевых нововведения. Автоматическая адаптация весов модели с комбинированием методов стохастического и градиентного спуска. Алгоритм динамически регулирует скорость обучения и глубину модификации параметров, что позволяет сохранять ранее полученные знания при дообучении на новых данных без деградации точности. Оптимизированный механизм обработки контекста – модель анализирует не только объекты (например, отсутствие каски), но и их взаимное расположение (рабочий в опасной зоне без средств индивидуальной защиты), что снижает количество ложных срабатываний. Разработанная система интегрирует модули компьютерного зрения, генерации предупреждений и аналитики, обеспечивая не только мгновенное реагирование на нарушения, но и долгосрочный анализ рисков. Эксперименты подтвердили повышение точности на 15% при работе в изменяющихся условиях освещения и ракурсах съемки.

Ключевые слова: сверточная нейронная сеть, информационная система, несчастные случаи на производстве, техника безопасности, производство, обучение модели, нейронная сеть, адаптивный алгоритм

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

В статье описывается методология построения регрессионной модели заполняемости платных парковочных зон с учетом неравномерного распределения сессий в течение дня и особенностей поведения двух групп клиентов – регрессионная модель состоит из двух уравнений, учитывающих особенности каждой группы. Кроме того, описан процесс создания модели данных, сбор, обработка и анализ данных, распределения заполняемости в течение дня. Также приведена методология моделирования явления, распределение которого имеет форму колокола и зависит от времени суток. Результаты могут быть использованы коммерческими предприятиями, управляющими парковками, и городским администрациями, исследователями при моделировании аналогичных показателей, которые демонстрируют нормальное распределение, характерное для многих естественных процессов (клиентопоток в отделениях банка, пополнение и/или снятие средств в течение жизни пополняемых депозитов и т. п.).

Ключевые слова: платные парковки, заполняемость, регрессионная модель, клиентское поведение, поведенческая сегментация, устойчивость модели, моделирование, прогнозирование, управление парковкой, распределение показателя

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Разработано программное обеспечение для оценки поверхностных характеристик жидкостей, растворов и суспензий в среде Microsoft Visual Studio. Модуль с дружественным интерфейсом не требует от пользователя специальных навыков и позволяет за время ~ 1 секунды произвести численный расчет энергетических характеристик жидкости: работы адгезии, когезии, энергии смачивания, коэффициента растекания и сцепления жидкого состава с контактной поверхностью. На примере тестовой жидкости - дистиллированная вода и исходной жидкой разделительной смазки серии Пента-100 продемонстрирован пример расчета смачивания жидкими средами стальной поверхности. Использование предлагаемого модуля позволяет произвести экспресс-оценку совместимости жидких составов с защищаемой поверхностью и представляет интерес для производителей лакокрасочных материалов при контроле качества продукции.

Ключевые слова: программа для ЭВМ, язык программирования C#, смачивание, поверхность, адгезия

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается обзор по различным подходам, используемым для моделирования контактного взаимодействия между зерном шлифовального круга и поверхностным слоем детали в процессе шлифования. Кроме того, изучается влияние свойств материала, параметров шлифования и морфологии зерна на процесс контакта.

Ключевые слова: шлифование, зерно, зона контакта, моделирование, шлифовальный круг, индентор, микрорезание, глубина резания

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.5.5 - Технология и оборудование механической и физико - технической обработки

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

Университеты обладают фантастическим потенциалом для получения важнейших знаний, благодаря наличию огромных объемов данных. Статья посвящена переходу университетов от хранилищ данных к более гибким и масштабируемым озёрам данных для обработки больших данных. Рассматриваются ключевые различия и сходства хранилищ данных и озер данных, где хранилища ориентированы на структурированные данные и традиционную аналитику, а озера данных позволяют работать с сырыми и полуструктурированными данными, поддерживая гибкий ELT-подход (извлечение, преобразование, загрузка). Акцентируется внимание на вызовах, связанных с миграцией данных между этими архитектурами, включая вопросы безопасности, масштабируемости и затрат. Использование облачных решений и технологий, таких как Apache Hadoop и Spark, помогает снижать затраты и эффективно управлять большими данными. Приводятся примеры способов обработки данных с помощью машинного обучения и специализированных инструментов, что способствует лучшему пониманию процесса управления и анализа данных в университетских структурах.

Ключевые слова: хранилище данных, озеро данных, большие данные, облачное хранение, неструктурированные данные, полуструктурированные данные

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

В статье представлен метод количественной оценки зигзагообразности траекторий движения транспортных средств, позволяюший выявить потенциально опасное поведение водителей. Алгоритм анализирует изменения направления движения между сегментами траектории и включает этапы предварительной обработки данных: слияние близко расположенных точек и упрощение траектории с использованием модифицированного алгоритма Рамера–Дугласа–Пекера. Эксперименты на сбалансированном наборе данных (20 траекторий) подтвердили эффективность метода: точность — 0.8, полнота — 1.0, F1-мера — 0.833. Разработанный подход может применяться в системах мониторинга движения, предупреждения аварий и обнаружения опасного вождения. Дальнейшие исследования направлены на повышение точности и адаптацию метода к реальным условиям.

Ключевые слова: траектория, анализ траекторий, зигзагообразность, упрощение траекторий, алгоритм Рамера–Дугласа–Пекера, yolo, обнаружение объектов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В данной работе предложена новая модель открытой многоканальной системы массового обслуживания с взаимопомощью между каналами и ограниченным временем ожидания заявки в очереди. Представлены общие математические зависимости для вероятностных характеристик такой системы.

Ключевые слова: система массового обслуживания, очередь, обслуживающее устройство, взаимопомощь между каналами

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассмотрены существующие системы управления горочными вагонными замедлителями и методы их технической диагностики. Выявлены недостатки существующих аналитических методов технической диагностики. Выявлены факторы, помогающие повысить точность технической диагностики вагонных замедлителей, доступные в существующих горочных автоматизированных управляющих комплексах. Предложен подход к построению интеллектуальной системы, уточняющей текущее состояние вагонного замедлителя, на базе деревьев решений. Предложен способ повышения качества деревьев решений, построенных с использованием технологии Data Mining, в условиях малого объема обучающих примеров. В основе подхода лежат идеи самоорганизации интеллектуальных систем. Повышение точности решающих правил продемонстрировано на проверочных базах данных примеров.

Ключевые слова: "сортировочная горка, управляющие комплексы, напольные устройства, вагонные замедлители, интеллектуальные системы, многофакторный анализ, классификация по признакам, алгоритмы самоорганизации, автоматическое приобретение знаний, мягкие вычисления

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.9.3 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Данная работа посвящена описанию разработки и интеграции двух ключевых подсистем инсектоморфного шестиногого робота: модуля управления походкой и системы компьютерного зрения для автономной навигации. Рассматриваются архитектурные решения, алгоритмические основы и практическая реализация компонентов, обеспечивающих стабильное передвижение и интеллектуальное взаимодействие робота с окружающим пространством.

Ключевые слова: инсектоморфный робот, модуль управления походкой, компьютерное зрение, автономная навигация, ROS2, SLAM, RTABMap, NAV2, OctoMap, триподная походка, Raspberry Pi, LiDAR

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В настоящее время ключевыми аспектами разработки программного обеспечения являются безопасность и эффективность создаваемых приложений. Особое внимание уделяется безопасности данных и операций с базами данных. В статье освещаются методы и техники разработки безопасных приложений на основе интеграции языка программирования Rust и системы управления базами данных (СУБД) PostgreSQL. Рассматриваются ключевые концепции Rust, такие как строгая типизация, программная идиома (шаблон) RAII, макроопределения, неизменяемость, и как они способствуют созданию надежных и производительных приложений при работе с базой данных. Рассматривается, как интеграция с PostgreSQL позволяет эффективно управлять данными при высоком уровне безопасности, исключая распространенные ошибки и уязвимости. Практический пример демонстрирует преимущества использования Rust в сочетании с PostgreSQL для создания системы управления расписаниями занятий, обеспечивая целостность и безопасность данных.

Ключевые слова: язык программирования Rust, безопасность памяти, RAII, метапрограммирование. СУБД, PostgreSQL

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

Рассматривается вариант построения модели привода ориентации солнечных батарей на основе двигателя постоянного тока и ПИД управлением. Ориентация в пространстве осуществляется по двум осям: азимутальной и зенитальной. Модель используется для оптимальной настройки параметров ПИД-регулятора при отработке требуемых углов ориентации в условиях порывистых ветровых воздействий. В качестве основных критериев настройки используются: малое перерегулирования при отработке угла, апериодический (не колебательный) характер переходных процессов, минимальная динамическая ошибка компенсации ветровых воздействий при отработке угла, минимальное время установления при отработке воздействия. Оптимизация регулятора осуществлялась методом покоординатного спуска. Приводится вариант настройки регулятора для оптимального режима с приведением графиков процессов, подтверждающих его практическую оптимальность. Построенная модель привода может использоваться при реализации цифрового двойника системы контроля и управления приводом ориентации панелей солнечных батарей.

Ключевые слова: математическая модель привода, ПИД-регулятор, солнечная панель, порывистые ветровые воздействия, азимутальная и зенитальная ориентация, оптимизация по комплексному критерию

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.4.5 - Энергетические системы и комплексы

В данной статье рассматриваются особенности реализации модели для распознавания болезней яблонь по листьям. В ходе работы проведен ряд экспериментов с известными архитектурами сверточных сетей, рассматривается влияние на точность модели разных архитектур нейронных сетей, изменение параметров сети. Приводится описание практического опыта построения своей сети классификации болезней и решение проблем, возникающих при реализации. В частности, показано, что пакетная нормализация или углубление сети может положительно сказываться на таком эффекте, как затухание градиентов. Для наглядности в работе приведены графики обучения нейронных сетей. В процессе работы сформированы выводы и рекомендации.

Ключевые слова: искусственный интеллект, компьютерное зрение, нейронные сети, глубокое обучение, машинное обучение

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 4.1.4 - Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры

В данной статье представлен обзор существующих конструкционных решений внутритрубных роботов, предназначенных для инспекционных работ. Основное внимание уделено анализу различных механизмов движения и типов шасси, используемых в таких роботах, а также выявлению их преимуществ и недостатков применительно к задаче сканирования продольного сварного шва. Рассмотрены такие типы роботов, как гусеничные, колесные, винтовые и те, которые движутся под действием давления внутри трубы. Особое внимание уделяется проблеме обеспечения стабильного и точного перемещения робота вдоль сварного шва, минимизации боковых смещений и выбору оптимальной системы позиционирования. На основании проведенного анализа предлагаются рекомендации по выбору наиболее подходящего типа движения и шасси для выполнения задачи построения 3D-модели сварного шва с использованием лазерного триангуляционного датчика (далее ЛТД).

Ключевые слова: внутритрубные роботы, инспекционные роботы, 3D сканирование, сварные швы, конструкционные решения, типы движения, шасси, гусеничные роботы, колесные роботы, винтовые роботы, продольные сварные швы, лазерный триангуляционный датчик

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Отрасль железнодорожного транспорта демонстрирует значительные достижения в различных областях деятельности благодаря внедрению прогнозной аналитики. Системы прогнозной аналитики используют данные из множества источников, таких как сети датчиков, исторические данные, погодные условия и т.д. В статье рассматриваются ключевые направления применения прогнозной аналитики на железнодорожном транспорте, а также преимущества, вызовы и перспективы дальнейшего развития этой технологии в железнодорожной инфраструктуре.

Ключевые слова: прогнозная аналитика на железнодорожном транспорте, прогнозирование пассажиропотока, оптимизация грузоперевозок, оптимизация технического обслуживания, управление запасами и снабжением, управление персоналом, финансовое планирование, анализ больших данных

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

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

В данной статье освещается использование двухконтурной системы пульсационного сжигания твердого топлива по замкнутой схеме в системе услуг агропромышленного комплекса. Представлены результаты исследования газовых автоколебаний при горении древесных отходов в установке типа резонатор Гельмгольца. Установлено, что при определённых геометрических характеристиках установки удаётся достигнуть значительного уровня звукового давления (до 165 дБ) в камере сгорания при низком уровне шума (до 65 дБ), что способствует повышению эффективности процесса горения и соответствует экологическим требованиям. Предложены возможные области применения данной технологии, такие как утилизация сельскохозяйственных отходов, сушка сельскохозяйственной продукции, отопление тепличных комплексов и животноводческих помещений.

Ключевые слова: пульсационное горение, резонатор Гельмгольца, твердое топливо, сельскохозяйственные отходы, энергоэффективность, утилизация биомассы, агропромышленный комплекс

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.10.2 - Экологическая безопасность

В статье представлено моделирование процесса прессования квадратного прутка с использованием конечно-элементного метода в пакете QForm. Описана последовательность этапов моделирования, верифицированная на примере прессования сплава АД31. Проведено совершенствование геометрии прессового инструмента (матрицы) для снижения повреждаемости материала и исключения искривления профиля. Установлено, что скругление углов и калибрующий участок матрицы обеспечивают улучшенные показатели. Подчеркивается важность компьютерного моделирования для оптимизации инструмента и повышения эффективности процесса обработки давлением.

Ключевые слова: прессование, инструмент, матрица, квадратный пруток, конечно-элементный метод

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.6.4 - Обработка металлов давлением

Проведено исследование теплоотдачи в пористых теплообменниках с осадком частиц пыли. Исследовано влияние длины теплообменника и наличия осадка на число Нуссельта. Выявлено, что увеличение длины теплообменника с 5 до 30 мм приводит к повышению числа Нуссельта на 39,72-81,35% в зависимости от числа Рейнольдса. Формирование осадка на поверхности теплообменника приводит к снижению числа Нуссельта на 2,8-6,6%.

Ключевые слова: теплообмен, гидродинамика, расчет, число Нуссельта, число Рейнольдса, математическое моделирование, формирование осадка, микроэлектроника, системы охлаждения, радиатор

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

В статье рассматривается качественное влияние на образование эмульсии. Произведено исследование базовой модели образования эмульсионного слоя. Определено влияние «внутренних» и «внешних» параметров на внутренние характеристики процесса образования эмульсии. Исследование, проведённое в статье, поможет учитывать полученные зависимости при расчетах режимных и конструктивных параметров устройств.

Ключевые слова: эмульсионный слой, вязкость, плотность, эмульсия, вращающийся цилиндр, жидкость, состав эмульсии

1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Работа посвящена применению модели машинного обучения с подкреплением для автоматизации планирования дислокации мест рубок в лесном хозяйстве. Предложен метод оптимизации выбора лесосек на основе алгоритма оптимизации проксимальной политики (Proximal Policy Optimization). Разработана информационная система, адаптированная для обработки данных лесоустройства в матричном виде и работы с геоинформационными системами. Проведенные эксперименты демонстрируют способность находить рациональные варианты размещения лесосек с помощью предложенного метода. Полученные результаты являются перспективными для использования интеллектуальных систем в лесной отрасли.

Ключевые слова: обучение с подкреплением, глубокое обучение, дислокация мест рубок, лесное хозяйство, искусственный интеллект, оптимизация планирования, сплошные рубки

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 4.1.6 - Лесоведение, лесоводство, лесные культуры, агролесомелиорация, озеленение, лесная пирология и таксация

В статье предложен алгоритм определения дефектов стеклоткани с помощью методов машинного обучения. Рассмотрены различные типы архитектур нейронных сетей, такие как модели с частотой срабатывания нейронов, сеть Хопфилда, ограниченная машина Больцмана, сверточные нейронные сети. Для разработки алгоритма выбрана сверточная нейронная сеть. В результате тестирования программы нейросеть отработала корректно с высоким показателем процента обучения.

Ключевые слова: стеклоткань, дефекты, машинное обучение, сверточные нейронные сети, тестирование, точность

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности

в статье приводятся результаты вычислительных экспериментов по использованию управляющих надстроек на основе искусственной нейронной сети (ИНС) класса RNN и алгоритма «случайный лес», влияющих на разрушающую способность операторов генетического алгоритма (ГА) и способных изменять траекторию движения популяции в пространстве решений непосредственно при работе эволюционной процедуры для трудоемких задач. В данном исследовании приводятся полученные результаты с вычислениями на CPU и CPU+GPGPU в ресурсоемкой задаче синтеза динамических имитационных моделей бизнес-процессов с использованием математического аппарата теории сетей Петри (СП), и сравнение с работы ГА без управляющей надстройки, ГА и управляющая надстройка на основе ИНС класса RNN, ГА и алгоритм «случайный лес». Для моделирования работы ГА, ИНС, алгоритма «случайный лес», моделей бизнес-процессов предложено использование графового представления с использованием различных расширений СП, приводятся примеры моделирования выбранных методов с помощью предложенного математического аппарата. Для работы ИНС и алгоритма «случайный лес» по распознаванию состояния популяции ГА предложен ряд правил, которые позволяют выполнить управление процессом синтеза решений. На основании проведенных вычислительных экспериментов и их анализа показаны сильные и слабые стороны применения предложенных алгоритмов машинного обучения в качестве управляющей надстройки.

Ключевые слова: сеть Петри, дерево решений, случайный лес, машинное обучение, теория сетей Петри, двудольный направленный граф, интеллектуальные системы, эволюционные алгоритмы, системы поддержки принятия решений, математическое моделирование, теория графов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ