ivdon3@bk.ru
В статье рассматривается разработанный авторами программный модуль, предназначенный для автоматической генерации программного кода на основе UML-диаграмм. Актуальность разработки данного модуля обусловлена ограничениями существующих зарубежных инструментов кодогенерации, связанными с функциональностью, удобством использования, поддержкой современных технологий, а также с их недоступностью на территории России. Модуль анализирует JSON-файлы, полученные экспортированием из онлайн-сервиса draw.io UML-диаграмм и преобразует их в код на выбранном языке программирования (Python, C++, Java) или в DDL-скрипты для СУБД (PostgreSQL, Oracle, MySQL). В качестве основных инструментов разработки были использованы язык Python и шаблонизатор Jinja2. Работа программного модуля продемонстрирована на примере небольшого проекта «Система управления библиотекой». В ходе исследования была проведена серия тестов по автоматической генерации кодов на основе типовых архитектур программно-информационных систем. Результаты тестов показали, что сгенерированный с помощью разработанного модуля код полностью соответствует исходным UML-диаграммам, включая структуру классов, связи между ними, а также конфигурацию базы данных и инфраструктуры (Docker Compose). Практическая значимость исследования заключается в том, что предложенная концепция генерации программного кода на основе визуальных моделей UML-диаграмм, построенных в популярном онлайн-редакторе draw.io, значительно облегчает разработку программно-информационных систем, и может быть использована в учебных целях.
Ключевые слова: генерация кода, автоматизация, python, jinja2, uml-диаграмма, json, шаблонизатор, парсинг, диаграмма классов, база данных, диаграмма развертывания
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье представлены результаты численного моделирования работы деревянных конструкций в сравнении с лабораторными и натурными экспериментами. В ходе работы в программном комплексе Ansys Workbench из объемных конечных элементов с вариантным набором физико-механических параметров были созданы численные модели материала, имитирующие поведение реальной древесины. Параметры моделирования были основаны на результатах лабораторных испытаний цельной деревянной балки, результаты моделирования сопоставлены с результатами натурных испытаний составной деревянной плиты. Моделирование конструкций выполнялось с применением линейной, билинейной и мультилинейной моделей материалов.
Ключевые слова: деревянная балка цельного сечения, составная плита покрытия, билинейная конечно-элементная модель, мультилинейная конечно-элементная модель, напряженно-деформированное состояние
В данной работе представлен анализ и выводы, полученные в результате моделирования железобетонной рамы различными вариантами расчетных схем. Выводы были сопоставлены с результатами испытаний аналогичной рамы в ином исследовании.
Ключевые слова: линейный расчет, нелинейный расчет, рамы, железобетон, прогибы, моделирование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье исследуются методы поверхностного закрепления лёссовых склонов, подверженных эрозии и оползням. Авторы рассматривают применение грунтобетона на основе шлакощелочного вяжущего с использованием местных лёссов в качестве заполнителя. Проведены эксперименты с различными составами вяжущих, включая жидкое стекло с разными модулями и гидроокись натрия, что позволило определить оптимальные параметры для достижения высокой прочности и морозостойкости. Для декоративных целей предложено использование природных пигментов, таких как сидериты, обеспечивающих устойчивость цвета. Практическая часть работы включает описание технологии пневматического набрызга грунтобетона для создания монолитных решетчатых конструкций.
Ключевые слова: лёссовые склоны, грунтобетон, шлакощелочное вяжущее, жидкое стекло, морозостойкость, пневматический набрызг, декоративные пигменты
2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.1.7 - Технология и организация строительства
Статья посвящена одному из этапов исследований, направленных на изучение методических подходов по градостроительной реконструкции территорий в зоне влияния железнодорожного вокзала. Проблемой исследования является имеющееся противоречие между существующими методиками реконструкции городской застройки и систематизированными данными о зоне влияния железнодорожного вокзала. Результатом исследования является разработка метода выявления общих признаков территорий в зоне влияния железнодорожного вокзала на основе кластерного анализа.
Ключевые слова: градостроительство, градостроительное зонирование, градостроительная реконструкция, реновация, зона влияния железнодорожного вокзала, кластерный анализ, метод кластеризации
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
В данной статье освещены вопросы применения привязных аэростатов при строительстве высотных объектов, где применение крановых установок или вертолетов не всегда целесообразно из-за технологических особенностей возводимых конструкций, или же по экономическим соображениям. Описана схема конструкции аэростатной системы, способной выполнять монтаж высотных конструкций, в частности промышленных дымовых труб. Приведены примеры монтажа конструкций высотных труб. Дана основа теоретических подходов, позволяющих определить характеристики оболочки, как основной составляющей грузовых аэростатных носителей. Приведена методика определения объема баллонета, как важного элемента в конструкции оболочки аэростата.
Ключевые слова: аэростат-кран, строительство высотных объектов, высотный монтаж, баллонет, аэростатная система, уравнение равновесия аэростата-крана
В работе проведено изучение устойчивости синтезированных из фосфогипса неорганических ультрафиолетовых пигментов по отношению к действию ряда растворителей. Отмечено, что в изученных условиях образцы стабильны в присутствии воды, растворов органических растворителей, обработка образцов концентрированными растворами серной кислоты и гидроксида натрия приводит к снижению люминесцентных свойств. Способность к люминесценции образцов сохраняется при нагревании до 800 оС. На основе разработанных пигментов могут быть получены строительные смеси, обладающие люминесцентной способностью при облучении ультрафиолетовым светом.
Ключевые слова: строительные смеси, шпатлевка, люминесцентные пигменты, переработка фосфогипса, термическая устойчивость, обработка растворителями, действие растворов кислот и щелочей
В статье исследуется модель, при которой возможно прогнозировать сроки устаревания строительного объекта. Целью описанных методик является обеспечение стабильной эксплуатации и надежной работы объектов. Представленные методологические подходы позволяют улучшить точность оценки процессов деградации, охватывающей как технические элементы, так и конструктивные части зданий и инфраструктурных систем. В материале акцент сделан на результативных инструментах и методах, применяемых для обследования текущего состояния недвижимости, а также для предвидения изменений в их эксплуатационных характеристиках со временем. В работе рассматривается применение обобщённой вычислительной схемы изнашивания, демонстрирующей изменения в организации и разрушении строительных элементов на протяжении всего периода службы. Данная схема учитывает непрерывное влияние внешних условий на структуру сооружения. Универсальная формула, предложенная для анализа, служит инструментом исследования и отображает ход изменения состояния технических систем под действием продолжительных нагрузок.
Ключевые слова: организационно-технологические решения, надежность, контроль качества, мониторинг соответствия стандартам, эффективность, затраты на производство
2.1.7 - Технология и организация строительства , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В этой статье рассматриваются ключевые особенности функционально-планировочной и архитектурно-пространственной организации типологической группы общественных зданий и сооружений при реновации промышленных зданий на прибрежных территориях с целью создания перспективных моделей двух различных типов многофункциональных пространств: креативных кластеров и многофункциональных комплексов. Оба подхода используют структурные и пространственные преимущества этих зданий при одновременном внедрении современных архитектурно-экологических приемов. Для обоих типов реновации общими методами являются адаптивное повторное использование пространства, интеграция зеленых элементов, устойчивые энергетические решения, повышение доступности и сохранение промышленного наследия. Специфические изменения для креативных кластеров включают преобразование основных мастерских в гибкие выставочные и культурные пространства, включение художественных элементов и создание общественных зон. И наоборот, многофункциональные комплексы превращают эти помещения в офисные зоны, коворкинг-зоны, коммерческие помещения и жилые апартаменты. В целом, эти модели реновации не только оживляют физическую среду, но и способствуют культурному, социальному и экономическому развитию прибрежных городских районов, создавая стимул для будущих проектов по обновлению городов.
Ключевые слова: архитектурно-экологическая реновация, промышленные здания, устойчивое развитие, креативные кластеры, многофункциональные комплексы
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
В статье представлены результаты статических и динамических расчетов 14-этажного административного здания с двумя подземными этажами. Здание расположено в городе Сочи. Сейсмичность района строительства составляет 9 баллов. В результате расчетов при сейсмическом воздействии получены характерные изополя перемещений системы здания в разных направления, изополя напряжений в несущих монолитных железобетонных перекрытиях и эпюры усилий в стержневых элементах. По результатам поверочных расчетов несущих железобетонных конструкций каркаса здания, выявлено, что прочность отдельных колонн подземных этажей здания не обеспечена. Представлены варианты усиления колонн с применением различных вариантов: классическая железобетонная обойма, металлическая обойма, оклейка композитными лентами, сталефиброжелезобетонная обойма. В результате сопоставления всех вариантов усиления, принят самый оптимальный с позиции технологии, экномической целесообразности и прочностных параметров вариант усиления в виде устройства сталефиброжелезобетонной обоймы.
Ключевые слова: сталефибробетон, сейсмика, прочность, усиление, динамический расчет, обойма, колонна, здание, композит, сопоставление
Проведено сравнительное исследование трёх вариантов армирования железобетонной бал-ки: без усиления, с усилением углеродной лентой как по всей длине пролёта, так и с ча-стичным усилением пролётной зоны с торцевой механической анкеровкой углеродными жгутами. Выполнено численное моделирование, построены эпюры изгибающих моментов и распределения усилий, оценены коэффициенты запаса прочности строительной системы. Обоснована эффективность схем с точки зрения прочности, с учётом технологичности и материалоемкости. Показано, что применение механической анкеровки жгутами повышает надёжность системы при снижении расхода материалов.
Ключевые слова: анкерный жгут, углеродное волокно, несущая способность, усиление конструкций, композитный материал
В процессе длительной эксплуатации железобетонных конструкций зданий и сооружений под действием различных нагрузок и воздействий происходят деструктивные изменения, которые приводят к снижению несущей способности и эксплуатационной пригодности, и, как следствие, к необходимости применения конструктивного усиления. В сжатых элементах, как известно, разрушение бетона происходит в следствие достижения растягивающих напряжений в поперечном направлении предела прочности. При этом одним из эффективных методов усиления таких конструкций является создание поперечных обойм из композитных материалов. В то же время проведенные исследования показывают относительно невысокие напряжения в элементах композитного усиления при достижении конструкцией разрушения. Актуальной задачей данного исследования является изучение влияния предварительного напряжения элементов из углекомпозитных материалов на изменение физико-механических характеристик бетона при сжатии. Рассмотрена технология создания предварительного напряжения и представлены результаты испытания опытных бетонных образцов. Установлено, что усиление элементов преднапряженными обоймами увеличивает прочность бетона более чем в 2 раза.
Ключевые слова: бетон, железобетон, сжатые элементы, усиление, композитные материалы, предварительное обжатие, прочность, деформативность
Оценивается влияние нагрузок различного типа на целостность изоляционной оболочки и разработка предложений по повышению эксплуатационной стойкость лёгких минераловатных плит в конструкции скатной кровли. Результатом исследований стала разработка минераловатных изделий с упрочненным наружным слоем щелочестойкой стеклосеткой. Эксплуатационная стойкость изоляционной оболочки повышается по сравнению с легкими плитами на основе каменной ваты в 1,7 раза и по сравнению с плитами из стекловаты — в 2,4 раза.
Ключевые слова: минераловатная плита, теплоизоляционный материал, каменная вата, стекловата, эрозия изделия, температурное воздействие, влажностное воздействие, воздушный поток, эксплуатационная стойкость, энергоэффективность
Исследуется сверление закалённой стали 40 HRC 24…32 с помощью численного моделирования в Abaqus/Explicit. Анализируются напряжённо-деформированное состояние. Установлено, что оптимизация режимов резания (скорости подачи и оборотов) снижает напряжения Мизеса до 55% от предела прочности, повышая стойкость инструмента. Результаты показывают зависимость распределения напряжений от параметров резания и влияние геометрии сверла на процесс обработки.
Ключевые слова: сверление, закалённая сталь, численное моделирование, метод конечных элементов, напряжения Мизеса, стойкость инструмента, оптимизация режимов резания, геометрия сверла
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.5.6 - Технология машиностроения
Статья посвящена разработке прикладного программного обеспечения для автоматизированного колорирования изображений в палитры традиционных народных промыслов. Рассматривается процесс выявления палитр народных росписей, алгоритм переноса цветовых решений на авторские изображения и представление данного алгоритма в коде компьютерной программы на языке Python. Объясняется схема взаимодействия программы с пользователем. Описываются варианты практического применения созданного прикладного программного обеспечения в работе художников, при создании дизайн-проектов, для сохранения культурного наследия и передачи его новым поколениям. Результаты исследования демонстрируют эффективность автоматизированного подхода для колорирования изображений, сокращения временных затрат и упрощения работы дизайнеров. Статья может быть интересна для специалистов в области компьютерной графики, дизайнеров и исследователей цифровых технологий в области обработки изображений.
Ключевые слова: прикладное программное обеспечение, цифровые технологии, колорирование, цветовые палитры, традиционные народные промысла, алгоритмы колоризации, графический дизайн, python программирование, обработка изображений
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности
В работе рассмотрены причины снижения качества электрической энергии в малых населенных пунктах. Разработана линейная мультипликативная модель прогнозирования электрических нагрузок на основе временного ряда электропотребления одного из малых населенных пунктов. Выполнена апостериорная проверка мультипликативной модели, показана эффективность разработанной модели для задач среднесрочного прогнозирования.
Ключевые слова: электропотребление, малый населенный пункт, линейная регрессионная модель, мультипликативная модель, прогнозирование электрических нагрузок, качество электрической энергии
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.4.5 - Энергетические системы и комплексы
Интенсивная урбанизация в развивающихся странах, в частности в Иране и Турции, обострила экологические вызовы, требующие внедрения системных и инженерно-обоснованных стратегий управления проектами устойчивого развития. В настоящем исследовании представлен структурированный подход к инженерному моделированию и управлению городскими экологическими проектами на примере пяти мегаполисов: Тегерана, Мешхеда, Исфахана, Шираза и Стамбула. Особое внимание уделено социально-экономическим эффектам реализации устойчивых инициатив, включая создание рабочих мест, снижение затрат и повышение качества городской среды. Успешный опыт Стамбула в интеграции систем переработки отходов в энергию и переходе на электрический общественный транспорт сопоставляется с менее эффективными и разрозненными практиками в иранских городах. На основе проведённого анализа разработаны стратегические рекомендации, направленные на развитие межрегионального сотрудничества и формирование согласованных рамок устойчивого развития для органов управления и городских планировщиков.
Ключевые слова: устойчивое развитие, управление экологическими проектами, социально-экономические эффекты, возобновляемая энергия, циркулярная экономика, переработка отходов в энергию, городская инфраструктура, Тегеран, Мешхед, Исфахан, Шираз, Стамбул
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В статье рассматривается задача нагрева стены в связи с возникновением источника пожара. На поверхности стены рассматриваются условия конвективного теплообмена с окружающей средой. При известной температуре возгорания древесины найдено время, которое требуется для достижения этой температуры поверхностью стены. Задача решается для однородной стены, выполненной из одного материала, а также для неоднородной стены, в которой за тонким слоем древесины следует толстый теплоизоляционный слой. Задача решается аналитическим способом, а также методом конечных элементов. Также рассматривается решение задачи методом конечных разностей.
Ключевые слова: древесина, теплоизоляционный слой, температура возгорания, конвекция, метод конечных элементов, метод конечных разностей, задача теплопроводности
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.4.6 - Теоретическая и прикладная теплотехника
Надежность работы электроэнергетических систем в значительной мере определяется состоянием изоляции электротехнического оборудования. Повреждения изоляции могут приводить к потерям электроэнергии, сокращению срока службы линий и аппаратов, а также к аварийным отключениям, поэтому диагностика изоляции приобретает критическое значение для предотвращения технологических нарушений. Однако традиционные подходы к контролю изоляции часто трудоемки и субъективны. В связи с этим возрастает роль методов компьютерного зрения и глубокого обучения, способных автоматически обнаруживать дефекты изоляции и тем самым повышать эффективность и объективность мониторинга. В настоящем исследовании рассматривается применение современных архитектур глубоких сверточных нейронных сетей для задачи распознавания изоляционных элементов электрооборудования. Особое внимание уделяется сравнительному анализу нескольких передовых моделей. Рассматриваемые архитектуры показывают эффективные результаты и обеспечивают глубокий многомасштабный анализ признаков сцены на основе сверточных сетей. В данной работе модели применяются в связке с алгоритмами аугментации изображений. Аугментация данных позволяет искусственно расширить ограниченные наборы обучающих изображений за счет разнообразных преобразований, что особенно важно при небольшом объеме датасета. Применение данных методов направлено на повышение качества обучающих данных и снижение риска переобучения моделей, а также на преодоление дисбаланса классов в выборке за счет генерации дополнительных образцов неисправностей. Предлагаемый подход включает проведение последовательного сравнительного эксперимента на малом и ограниченном наборе данных изображений с энергетических объектов. Проведено сравнение по метрикам точности и полноты различных архитектур нейросетей при комбинировании различных стратегий аугментации, чтобы выявить комбинацию моделей и методов увеличения данных, обеспечивающих наивысшую точность распознавания. Результаты исследования позволят определить наиболее эффективные модели и приемы аугментации, пригодные для условий реальной эксплуатации на энергетических объектах – с учетом сложного фона, переменного освещения и различных ракурсов съемки оборудования. Выявление таких оптимальных решений на основе глубокого обучения призвано повысить надежность и эффективность автоматизированного контроля изоляции в электроэнергетике.
Ключевые слова: компьютерное зрение, сверточные нейронные сети, изоляция, дефект, аугментация данных, машинное обучение, энергетика, автоматизация анализа изображений
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.4.1 - Теоретическая и прикладная электротехника
В статье представлена интеллектуальная управляющая система для косвенной оценки объема повреждения плодов, основанная на применении системы технического зрения и сверточной нейронной сети (СНС). Разработан алгоритм, использующий анализ площади дефектов на поверхности плода для прогнозирования объема поврежденной мякоти. Предложенный подход включает этапы захвата изображений, предобработки, сегментации повреждений с использованием СНС, регрессионной оценки объема повреждения и принятия решений на основе нечеткой логики. Описана математическая модель, связывающая площадь дефекта с объемом повреждения, учитывающая распространение гнили внутри плода. Представленная система обеспечивает оперативный и объективный контроль качества плодов, способствуя оптимизации процессов сортировки, хранения и переработки в пищевой промышленности и АПК.
Ключевые слова: интеллектуальная управляющая система, техническое зрение, автоматизация сортировки, сверточная нейронная сеть, сегментация изображений, оценка повреждений плодов, нечеткая логика
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 5.2.1 - Экономическая теория
Рассматривается построение математической модели для решения задачи планирования строительных земляных работ, которая интерпретируется как задача с линейной целевой функцией и ограничениями. Разработанная программа на языке Python с использованием библиотеки scipy.optimize.linprog визуализирует результаты, производя распределение времени для работы машин. Разработанный инструмент помогает принять оптимальное решение при планировании строительных работ и анализировать влияние изменения входных параметров на результат.
Ключевые слова: организация строительства, линейное программирование, задачи распределения, оптимизация, планирование, математическое моделирование, симплекс-метод
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В работе представлена расчетная модель для оценки износостойкости радиальных подшипников скольжения с полимерным покрытием и канавкой, учитывающая инерционные эффекты и нелинейные свойства среды в условиях стационарного трения. Разработаны уточнённые аналитические зависимости, позволяющие повысить точность расчетов гидродинамических характеристик подшипника. Основной целью исследования является создание многофакторной модели, учитывающей влияние геометрических параметров подшипника (наличие и конфигурация канавки), свойств полимерного покрытия и силы инерции. Модель позволяет прогнозировать ресурс подшипника в реальных условиях эксплуатации, учитывая влияние различных факторов, что повышает точность проектирования и оптимизации конструкции. Результаты работы направлены на повышение эксплуатационной надежности подшипников скольжения за счет более точного прогнозирования их износостойкости и оптимизации конструктивных параметров.
Ключевые слова: модифицированная конструкция, нелинейные факторы, полимерное покрытие, осевая канавка, нагрузочная способность, коэффициент трения, повышение износостойкости
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.5.3 - Трение и износ в машинах
В статье рассматриваются опорные конструкций ветроэнергетической установки, предназначенной для эксплуатации в условиях Крайнего Севера. Актуальность исследования определяется стратегическими целями развития арктической зоны России и необходимостью учёта особых природно-климатических условий при проектировании энергетических сооружений. Предложена модульная опорная конструктивная система, учитывающая транспортные и технологические требования к арктическим ВЭУ. Разработана модель конструктивной системы средствами автоматизированного проектирования, включающая трубчатую конусную башню, состоящую из трёх секций и составной балочный ростверк с трёхточечным опиранием. Проведен анализ напряженно-деформированного состояния и оценка несущей способности конструкций при экстремальных нагрузках методами компьютерного инжиниринга. Результаты показали, что предложенное конструктивное решение удовлетворяет транспортным ограничениям, а также обеспечивает прочность и устойчивость арктической ВЭУ при экстремальной комбинации нагрузок. Предложенное конструктивное решение может быть использовано для упрощения доставки и монтажа арктических ВЭУ на объектах энергетики в труднодоступных северных регионах.
Ключевые слова: арктическая ветроэнергетическая установка, модульные конструкции, опорные конструкции, автоматизированное проектирование, компьютерный инжиниринг, многолетнемёрзлые грунты
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения