ivdon3@bk.ru
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
Рассмотрены два емкостных метода измерения линейной плотности одномерных волокнистых продуктов. Выполнена оценка чувствительности результатов измерений к вариациям геометрических и физических параметров измерительного устройства для дифференциального и резонансного способов измерения. Установлена слабая, практически линейная зависимость погрешности измерения от вариаций параметров в широком диапазоне варьирования. Обоснована хорошая приспособленность обоих способов измерения линейной плотности одномерных продуктов емкостным методом и высокая корреляция между измеряемой величиной и результатами измерений.
Ключевые слова: волокнистые материалы, одномерные продукты, линейная плотность, емкостной метод измерения, емкостной метод, дифференциальная схема, резонансная схема измерения, вариации параметров
2.2.4 - Приборы и методы измерения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
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
Увеличение точности расчета установившегося режима возможно при учете тепловых процессов протекающих в проводниках электрической энергии. Скорость ветрового потока в свою очередь имеет значительное значение при определении температуры проводника. В данной статье рассмотрены значения скорости ветра за 11-летний период. Проведен анализ временного ряда и протестированы модели прогнозирования целевой переменной, а также проведено сравнение результатов прогнозирования.
Ключевые слова: расчет режима электрических сетей, тепловые процессы, скорость ветрового потока, модели прогнозирования, нейронная сеть прямого распространения, ансамблевые методы
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются методы обработки визуальных данных для задач подводной навигации и реконструкции среды, основанные на современных подходах компьютерного зрения и робототехники. Предложена система, реализованная в среде ROS (Robot Operating System), позволяющая выполнять одновременную локализацию и построение карты (SLAM) в подводных условиях. Методика апробации системы включает проведение виртуальных экспериментов с использованием симулятора Gazebo, позволяющего имитировать реалистичные условия работы подводных аппаратов. В ходе исследований была продемонстрирована возможность интеграции стерео камеры, подтверждена эффективность методики обработки изображений в условиях подводной среды и получены количественные показатели точности навигации и реконструкции объектов. Полученные результаты доказывают перспективность предложенных решений для реального применения в задачах автономного исследования подводного пространства.
Ключевые слова: подводная навигация, реконструкция среды, компьютерное зрение, визуальная одометрия, SLAM, ROS, Gazebo, симуляция, визуальные данные, робототехника
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.5.4 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Для разработки автоматизированных систем проектирования ультрафиолетовых облучателей, предназначенных для компенсации недостатка естественного ультрафиолета, критически важно знать пространственное распределение эритемной силы излучения. Однако, на российском рынке отсутствуют подходящие датчики для прямого измерения этой величины. В связи с этим, рассматривается альтернативный способ определения эритемной силы излучения, не требующий использования специализированных, эритемно-чувствительных приемников. Способ основан на получении пространственного распределения эритемной силы излучения за счет учета кривой относительной спектральной эритемной эффективности излучения и предварительных измерений на гониорадиометрической установке распределения энергетической освещённости в областях УФ-A (320 – 400 нм), УФ-B (280 – 320 нм) и относительного спектрального распределения излучения облучателя или источника излучения для одного произвольно выбранного направления в диапазоне длин волн 280 – 400 нм.
Ключевые слова: ультрафиолетовое излучение; эритемное излучение; облучательные установки; метод измерения, сила излучения; пространственное распределение эритемной силы излучения, способ
2.2.8 - Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В ходе исследования была разработана новая система предварительного напряяжения пластины из полимера, армированного углеродным волокном, для усиления поврежденных стальных балок. Был проведен параметрический анализ с использованим моделирования методом конечных элементов. Результаты показали, что удовлетворительная эффективность усиления может быть достигнута с помощью новой системы предварительного напряжения. Предварительно напряженный углеплатик значительно увеличил показатели при изгибе балок на упругой и упруго-пластической стадиях благодаря использованию высокой прочности пластины из углепластика. Кроме того, по мере увеличения уровня предварительного напряженияэффективность усиления возрастала. Простое увеличение площади или модуля упругости пластины из углепластика немного улучшило эффективность упрочнения, тогда как одновременное применение предварительного напряжения явно увеличивает эффективность упрочнения.
Ключевые слова: усиление, стальная балка, предварительное напряжение, новая система, углепластиковая пластина
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
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 рассматривается подход к решению проблемы экспресс-диагностики технического состояния сложного объекта и планирования ремонтно-восстановительных работ на основе использования разработанного авторами интегрального показателя «модифицированный индекс технического состояния». Предложена концептуальная модель системы непрерывного (цикличного) мониторинга уровня интегрального показателя. Для оценки качества технического состояния объекта введена лингвистическая шкала, с использованием которой формируются рекомендации по выполнению ремонтно-восстановительных работ. Разработана система планирования ремонтно-восстановительных работ в условиях наличия ограничений на ресурсы. Новизна работы заключается в разработанной методике создания оценочной лингвистической шкалы на основе предложенного интегрального показателя для рассматриваемого класса технических объектов, позволяющей получить качественную оценку состояния объекта и сформировать рекомендации по выполнению ремонтно-восстановительных работ. В работе предложено решение задачи планирования ремонтно-восстановительных работ в условиях наличия ограничений на ресурсы на основе модифицированного индекса технического состояния сложного объекта.
Ключевые слова: экспресс-диагностика, планирование ремонтно-восстановительных работ, интегральный показатель технического состояния, концептуальная модель непрерывного (циклического) мониторинга, оценка уровня технического состояния, оценка качества
В статье предложен подход к автоматизации выявления дефектов полировки лопаток с помощью люминесцентного контроля (ЛЮМ). Вместо ручного визуального осмотра разработана система, использующая нейросеть глубокого обучения для сегментации дефектов на изображениях и роботизированную установку для точного позиционирования камеры и заготовки. Это обеспечивает повторяемость контроля. Актуальность обусловлена потребностью промышленности в высокоточных и надежных методах контроля качества в реальном времени. Описаны математическая модель процесса, архитектура ПО, аппаратное обеспечение и процесс сбора данных для обучения нейросети. Приведены результаты применения системы для определения дефектов. Разработка оптимизирует процессы полировки.
Ключевые слова: промышленная полировка лопаток, интеллектуальная видеоаналитика, роботизированная оптическая схема, математическая модель технологического процесса, ЛЮМ-контроль
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
В работе рассматриваются два метода машинного обучения для прогнозирования роста обводненности нефтяного месторождения с расчетом основных метрик сходимости.
Ключевые слова: обводненность, статистика, машинное обучение, временной ряд, добыча нефти
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.8.4 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
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
В статье рассматриваются современные цифровые и математические технологии, применяемые в системах поддержки принятия решений (СППР) для управления животноводческими предприятиями. Особое внимание уделено вопросам оптимизации кормления животных с использованием предиктивных алгоритмов, автоматизированных систем и анализа больших данных. Представлены архитектура СППР и примеры успешной интеграции. Определены ключевые рекомендаций по повышению эффективности управления в СППР, каждая из которых сопровождается методологическим обоснованием и практической значимостью.
Ключевые слова: система поддержки принятия решений, животноводство, оптимизация кормления, математические модели, большие данные, искусственный интеллект, автоматизация, предиктивные алгоритмы, интернет вещей, цифровое сельское хозяйство
В статье рассматривается математическая модель процесса распределения производственных заявок на платформе-агрегаторе. Предложен формальный подход на основе конечного автомата и сетей Петри для описания состояний заказов, их переходов и ограничений. Разработана комплексная модель, учитывающая критерии выбора исполнителя, отбора оборудования и анализа производственного процесса с учетом времени, стоимости и доступности ресурсов. Представленные подходы обеспечивают точность и эффективность при управлении заказами на цифровых производственных платформах.
Ключевые слова: математическое моделирование, конечный автомат, сеть Петри, цифровое производство, агрегатор услуг, выбор исполнителя
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
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