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
В работе исследуется использование архитектурной комбинаторики для решения задач проектирования МЖК в условиях цифровой трансформации. Рассмотрены основные методы комбинаторики, включая концептуальные и формальные подходы. Описаны основные этапы эволюции метода, начиная с конструктивизма, и роль современных цифровых технологий, таких как BIM, параметрическое моделирование, машинное обучение и искусственный интеллект, в реализации комбинаторных подходов. Уделено внимание устойчивой архитектуре и оптимизации пространственных решений. Приводится анализ успешных и проблемных примеров проектов. Анализируются ограничения применения технологий, а также этические и социальные аспекты их использования. Выводы обосновывают значимость метода в контексте современных вызовов.
Ключевые слова: архитектурная комбинаторика, комбинаторные методы, многофункциональный жилой комплекс, устойчивое развитие, устойчивая архитектура, адаптивная архитектура, цифровые технологии, BIM, параметрическое моделирование, машинное обучение, искусственный интеллект
2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
В работе проведен анализ существующих технологий трехмерной печати в контексте применения в строительстве. Рассмотрен опыт применения 3D-печати в коммерческих проектах. Обобщены научные исследования по совершенствованию различных технологий. Выявлены перспективные для строительства технологии 3D-печати – проволочно-дуговое и ультразвуковое аддитивное производство.
Ключевые слова: Трехмерная печать, 3D печать, строительство, аддитивные технологии
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В условиях стремительного развития мобильных технологий и повышения рисков утечки данных, обеспечение надежной аутентификации пользователей становится одной из ключевых задач информационной безопасности. Настоящая статья посвящена исследованию применения нейросетевых технологий для биометрической аутентификации в современных мобильных системах. В рамках статьи проведен всесторонний анализ существующих методов биометрической аутентификации, таких как распознавание лиц, анализ голоса и отпечатков пальцев. Особое внимание уделено особенностям работы методов, точности и устойчивости к атакам. Приведены основные достоинства и недостатки каждого из рассмотренных методов аутентификации.
Ключевые слова: аутентификация, нейросети, биометрия, мобильные системы, информационная безопасность, deepfake, GDPR, гибридные технологии, sim-карта
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье рассмотрены основные подходы к решению задач компьютерного зрения с использованием нейронных сетей. Описаны типы задач, решаемых при помощи компьютерного зрения. Представлены механизмы функционирования сверточной нейронной сети. Рассмотрена задача выбора модели обнаружения объектов, обобщающую более изученную задачу классификации объектов и оценка эффективности алгоритмов обнаружения объектов. В статье также освещены современные подходы к обучению нейронных сетей, включая использование предобученных моделей и методов переноса знаний. Описаны преимущества и ограничения различных архитектур сверточных нейронных сетей. Рассмотрены методы увеличения данных для повышения качества моделей. Приведены примеры использования алгоритмов компьютерного зрения в распознавании лиц и диагностике. Оценены метрики точности. Проанализированы перспективы интеграции компьютерного зрения в прикладных задачах. Обсуждаются будущие направления исследований в этой области.
Ключевые слова: компьютерное зрение, архитектура, сверточные нейронные сети, цифровое изображение, классификация объектов.
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.7 - Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования
Анализ геополитической ситуации ряда эпизодов американской революции в контексте применения методов математического моделирования структурного баланса. Управление структурным балансом способно помочь найти наиболее оптимальные стратегии взаимодействующих сторон. В данной статье автор анализирует примеры взаимодействия акторов в контексте Американской революции с помощью знаковых графов, это позволяет в иллюстративной форме оценить положение дел на данном историческом этапе. На примере ряда конкретных исторических эпизодов показаны случаи сбалансированных и несбалансированных систем, а также объяснен исторический контекст каждого эпизода. В период Американской революции акторы (страны и конкретные политики, а также коренные народы) имели свои цели и интересы, их положительное или отрицательное взаимодействие во многом сформировали ход истории.
Ключевые слова: математическое моделирование, структурный баланс, дискретные модели, знаковый граф, история США
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена разработке инструмента автоматизированной генерации временных ограничений в контексте разработки схем в базисе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС). В работе проанализированы актуальные решения в области интерфейсных средств генерации проектных ограничений. Разработана структура данных для средства генерации проектных ограничений, алгоритмы чтения и записи файлов формата проектных ограничений Synopsys (Synopsys Design Constraints). На основе разработанных структур и алгоритмов реализован программный модуль, который впоследствии внедрен в маршрут проектирования схем в базисе ПЛИС системы автоматизированного проектирования (САПР) X-CAD.
Ключевые слова: система автоматизированного проектирования, программируемая логическая интегральная схема, автоматизация, проектные ограничения, разработка, маршрут проектирования, алгоритм, статический временной анализ
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.7 - Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования
В статье представлен анализ применения сократического метода для выбора моделей машинного обучения в корпоративных информационных системах. Цель исследования заключается в изучении возможностей использования модульной архитектуры сократической модели для интеграции предобученных моделей без необходимости их дополнительного обучения. Методология основывается на языковом взаимодействии между модулями, что позволяет объединять данные из различных доменов, включая текст, изображения и аудио, для решения многомодальных задач. В результате проведенного ясно, что предложенный подход обладает высоким потенциалом для оптимизации выбора моделей, ускорения процессов принятия решений и снижения затрат на внедрение искусственного интеллекта в корпоративной среде.
Ключевые слова: сократический метод, машинное обучение, корпоративные информационные системы, многомодальные данные, языковое взаимодействие, оптимизация бизнес-процессов, искусственный интеллект
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье освещена модульная структура взаимодействия различных моделей на основе сократического диалога. Цель исследования — изучение возможностей синтеза нейронных сетей и системного анализа с применением сократических методов для управления корпоративными ИТ – проектами. Применение этих методов обеспечивает возможность без дополнительного обучения объединять знания, хранимые в предварительно обученных моделях, для решения сложных задач управления. Методология исследования основана на анализе возможностей мультимодальных моделей, их интеграции через языковое взаимодействие и системного анализа ключевых аспектов управления ИТ – проектами. Полученные результаты включают создание структурированной схемы для выбора подходящих моделей и формирования рекомендаций, что способствует повышению эффективности управления проектами в корпоративной среде. Научная значимость работы заключается в интеграции современных подходов к искусственному интеллекту для реализации системного анализа с применением мультиагентных решений.
Ключевые слова: нейронные сети, системный анализ, сократический метод, корпоративные ИТ – проекты, мультимодальные модели, управление проектами
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
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 статье анализируются традиционные и гибкие методологии управления проектами, их ключевые особенности, достоинства и ограничения. Традиционные методологии, такие как водопадная модель и метод критического пути (англ. Critical Path Method- CPM), ориентированы на последовательное планирование, которое подходит для проектов с фиксированными требованиями. Гибкие методологии – гибкая разработка программного обеспечения (англ. Agile Software Development - Agile), метод скрам (англ. Scrum) предлагают высокую адаптивность, что важно для проектов с частыми изменениями. Авторы сравнивают условия применения обоих подходов и описывают критерии выбора методологии в зависимости от типа и динамики проекта. Статья полезна как для практиков, так и для исследователей в сфере управления проектами.
Ключевые слова: управление проектами, методология управления проектами, каскадная модель, метод критического пути, метод оценки и анализа программ, гибкая разработка программного обеспечения, метод критического пути
В статье рассматриваются варианты решения проблемы замедления цикла работы программируемых логических контроллеров, возникающей при реализации сложных алгоритмов. У большинства современных программируемых логических контроллеров цикл работы напрямую зависит от объёма пользовательской программы. Программа выполняется псевдопараллельно, поэтому сложность алгоритма влияет на замедление цикла косвенно, через увеличение объёма кода. Разрастание программы приводит к замедлению отклика контроллера на изменения состояния входов. В некоторых случаях разработчики контроллеров предоставляют программистам возможности, позволяющие нарушить естественный порядок выполнения рабочего цикла, тем самым сокращая время реакции. Достоинства и недостатки таких методов подробно разобраны в данной статье. В качестве альтернативного способа уменьшения времени реакции контроллера рассматривается возможность передачи исполнения части алгоритма сенсорной панели оператора. Современные сенсорные панели, помимо своей основной задачи – реализации человеко-машинного интерфейса, обладают множеством дополнительных функций, среди которых возможность применения макросов. Приведён основной функционал макросов и продемонстрирована возможность обмена данными между контроллером и панелью. Эта возможность является необходимым условием для делегирования части функций контролера панели. Подробно разобраны ограничения и риски, возникающие при применении данного подхода, а также обозначены ситуации, в которых предпочтительно применять этот метод.
Ключевые слова: программируемый логический контроллер, сенсорная панель оператора, цикл работы контроллера, распределение вычислительных ресурсов, макросы
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье представлен обзор существующих технических решений, рассмотренный с точки зрения двух подходов: полная замена электролизной установки на современный аналог; замена только измерительной части системы. По результатам обзора существующих технических решений сделан вывод о том, что покупка и замена целой электролизной установки или программно-измерительной части является экономически не выгодной и для Березовской ГРЭС можно реализовать собственную систему управления установками СЭУ-20 с использованием современных программно-технических средств автоматизации российского производства, но при этом собственная разработка принесет значительный экономический эффект из-за меньшей стоимости по сравнению с зарубежными аналогами. Для проектируемой системы управления технологическим процессом выбрано необходимое оборудование. Рассчитано время реакции системы при аварийной ситуации. Разработаны электрическая структурная и функциональная схемы автоматизации электролизной установки СЭУ-20. Разработан интерфейс АРМ оператора и произведено моделирование разработанной программы с отработкой различных ситуаций.
Ключевые слова: электролизная установка, импортозамещение, удаленный контроль, удаленное управление, программирование ПЛК, АРМ-оператора
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена автоматизации процесса управления дорожно-строительными работами производственного предприятия. Среди путей сообщения в России по протяженности на первом месте находятся автомобильные дороги. Строительство новых, ремонт и приведение к нормативным требованиям имеющихся автомобильных дорог представляют собой сложный процесс, который можно охарактеризовать как проект. Формализован процесс проектно-ориентированного управления дорожно-строительными работами, определены ограничения проекта. Выделены укрупненные вехи проектно-ориентированного управления дорожно-строительными работами, включая этапы инициализации и реализации. Определены категории пользователей системы и их функции. Приведена диаграмма классов информационной системы управления дорожно-строительными работами. Разработан и детально описан алгоритм работы автоматизированной системы управления дорожно-строительными работами на основе проектно-ориентированного подхода. Проведена формализация расчета процента готовности проекта на основе коэффициента значимости. Приведены примеры реализации этапов алгоритма в информационной системе и построения аналитических отчетов в системе. Детально описаны отчеты, которые формируются в системе. Обоснована экономическая эффективность предложенной системы автоматизации.
Ключевые слова: дорожно-строительные работы, проектно-ориентированное управление, автомобильная дорога, автоматизация, формирование отчетности, коэффициент значимости, проект, ресурсы проекта, показатель эффективности, строительство, ремонт
В статье представлены результаты численного эксперимента по сравнению точности нейросетевого распознавания объектов на изображениях с применением различных типов расширения наборов данных. Описывается необходимость в расширении наборов данных с применением адаптивных подходов, с целью минимизации использования преобразований изображений, которые могут снижать точность распознавания объектов. Автор рассматривает такие подходы к расширению наборов данных как рандомная и автоматическая аугментации так как они являются распространенными, а также разработанный метод адаптивного рас-ширения наборов данных при помощи алгоритма глубокого обучения с подкреплением. Приведены алгоритмы работы каждого из подходов их преимущества и недостатки методов. Описывается работа и основные параметры разработанного метода расширения набора данных при помощи алгоритма глубокого обучения с подкреплением (Deep-Q-Network), с точки зрения алгоритма и основного модуля программного комплекса. Уделяется внимание к одному из подходов машинного обучения, а именно обучению с подкреплением. Описывается применение нейронной сети для аппроксимации Q-функции и ее обновления в процессе обучения, в основе которого лежит разрабатываемый метод. Результаты экспериментов показывают преимущество использования расширения наборов данных при помощи алгоритма обучения с подкреплением на примере модели классификации Squeezenet v1.1. Сравнение точности распознавания с использованием методов расширения наборов данных проводилось с применением одинаковых параметров нейросетевого классификатора с применением и без применения предобученных весов. Таким образом повышение точности в сравнении с другими методами варьируется от 2, 91% до 6,635%.
Ключевые слова: расширение наборов данных, рандомная аугментация, автоматическая аугментация, преобразования изображений, глубокое обучение с подкреплением, нейросетевой классификатор, распознавание
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье представлен анализ сетевой устойчивости современных банковских систем с точки зрения теории графов. Использование графовых моделей позволяет эффективно описывать сложные сетевые структуры, выявлять узкие места и предсказывать поведение системы при сбоях или атаках. Предложены алгоритмы на основе теории графов, такие как Алгоритм Дейкстры, для обеспечения минимального времени обработки транзакций и повышения надежности системы. Проведен сравнительный анализ различных методов оптимизации через моделирование на абстрактных графах и реальных данных банковской сети. В результате исследования предложены решения для защиты банковской системы, а также улучшения ее связности и отказоустойчивости.
Ключевые слова: банковская система, теория графов, алгоритм Дейкстры, блокчейн, транзакции, кибератака, анализ сетевой устойчивости, банковская инфраструктура, кибербезопасность, DDoS-атака
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Распределенные системы хранения данных (РСХД) являются многопараметрическими сложно настраиваемыми системами. Отказоустойчивость и надежность хранения данных РСХД обеспечиваются набором различных методов, которые должны быть эффективны не только по отдельности, но и быть хорошо согласованы между собой внутри системы хранения. В настоящее время создаются новые методы обеспечения отказоустойчивости и надежности, которые могут быть использованы в РСХД. Для оценки эффективности применения таких методов удобно использовать программные средства, моделирующие работу РСХД. Цель данной работы заключается в изучении существующих программных симуляторов РСХД для оценки потенциала использования их в моделировании отказоустойчивости и надежности хранения данных. Проведен сравнительный анализ нескольких симуляторов, которые имеют широкий набор реализуемых функций и описаны в рецензируемых публикациях. На основе анализа построена обобщенная структурная схема симулятора РСХД и сделан вывод о необходимости разработки нового симулятора в виде программного средства с открытым исходным кодом, архитектура которого рассчитана на его расширение в том числе сторонними разработчиками. Такой симулятор позволит тестировать новые разработки в области технологий повышения отказоустойчивости. В работе сформирован ряд базовых требований к реализации и функционалу, сформулированы основные рассчитываемые метрики.
Ключевые слова: системы хранения данных, отказоустойчивость, коды стирания, программный симулятор, надежность, имитационная модель
Описана технология применения вариационного принципа в задачах разработки и испытаний сложных технических систем. Путем варьирования функционала, включающего энтропию Шеннона и типовые ограничения на функцию плотности распределения определяющего параметра сложной технической системы, построены функции плотности распределения. Показано, что в зависимости от вида ограничения построенная функция плотности распределения может иметь аналитический вид, выражаться через специальные математические функции или рассчитываться численно. Приведены примеры применения вариационного принципа для поиска функции плотности распределения. Представленная в статье технология применения вариационного принципа может быть использована в модели управления процессом самодиагностики интеллектуальных систем управления, обладающих машинным сознанием.
Ключевые слова: вариационный принцип, функция плотности распределения, энтропия Шеннона, сложная техническая система
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
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