ivdon3@bk.ru
Многие современные системы обработки информации и управления для различных областей базируются на программно-аппаратных средствах обработки и анализа изображений. При этом часто необходимо обеспечить хранение и передачу больших наборов данных, в том числе коллекций изображений. Для уменьшения объема требуемой памяти и увеличения скорости передачи информации применяются технологии сжатия данных. К настоящему времени разработаны и применяются подходы, основанные на использовании дискретных вейвлет-преобразований. Достоинством данных преобразований является возможность локализовать точки изменения яркости на изображениях. Соответствующие таким точкам детализирующие коэффициенты вносят значимый вклад в энергию изображения. Этот вклад можно оценить количественно в виде весов, анализ которых позволяет определить способ квантования коэффициентов вейвлет-преобразования в предложенном методе сжатия с потерями. Описанный в статье подход соответствует общей схеме сжатия изображений и предусматривает этапы преобразования, квантования и кодирования. Он обеспечивает хорошие показатели сжатия и может быть использован в системах обработки информации и управления.
Ключевые слова: обработка изображений, сжатие изображений, избыточность в изображениях, общая схема сжатия изображений, вейвлет-преобразование, сжатие на основе вейвлет-преобразования, весовая модель, значимость детализирующих коэффициентов, квантование
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В работе рассмотрена задача сбора и подготовки данных, поступающих из нескольких информационных систем на примере автоматизации отчетности регистратора. Для описания предметной области могут быть использованы языки OWL, XML, XBRL и семантических сетей. Подготовлен набор критериев для анализа и выбора наиболее подходящего языка представления знаний с целью сбора данных на примере финансовой отчетности. Описаны результаты разработки сервиса и показано применение формата XBRL. При разработке сервиса использовался мультиагентный подход при моделировании и проектировании информационных систем.
Ключевые слова: интеллектуальная обработка данных, модель предметной области, форматы данных, XBRL, бизнес-процесс, сервис, интеграция данных
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В работе представлен обзор актуальных лесовозных автопоездов в современных условиях санкций. Автором отмечается, что в условиях современных реалий для лесотранспортных и лесозаготовительных компаний особую актуальность приобретает проблематика обновления существующего парка лесовозных автотранспортных машин. На рынке представлен целый спектр новых базовых шасси, а так же автомобилей (в основном с колесной формулой 6×4 или 6×6) и прицепных звеньев для комплектования лесовозных автопоездов, выпускаемых отечественными, белорусскими и китайскими производителями. Существует возможность приобрести поддержанную технику и других производителей. Для первого этапа технико-экономического анализа и предварительного выбора оптимального типа и состава лесовозного автопоезда, проведена сравнительная оценка эффективности автопоездов для транспортировки сортиментов. Анализ показал, что лесовозные автопоезда отечественного производства с мощностью двигателя более 400 л.с. способны составить конкуренцию лучшим зарубежным аналогам. В то же время требует дополнительных исследований вопрос надежности машин отечественного, белорусского и китайского производства.
Ключевые слова: лесовозные автопоезда, прицепные звенья, производительность, эффективность
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 4.3.4 - Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины
В данной работе описываются подходы к визуализации и сравнению семантических деревьев, отражающих компонентную структуру патентуемого устройства и связи между ними, при помощи графовых баз данных. Данные СУБД используют графовые структуры для хранения, обработки и представления данных. Основные элементы графовой базы данных - узлы (nodes) и ребра (edges), которые в рамках поставленной задачи моделируют сущности 3-х типов (SYSTEM, COMPONENT, ATTRIBUTE) и 5 типов связей (PART-OF, LOCATED-AT, CONNECTED-WITH, ATTRIBUTE-FOR, IN-MANNER-OF). По результатам исследования можно заявить, что Neo4j демонстрирует наилучшие возможности для визуализации графов; ArangoDB несмотря на правильно введённые запросы, осуществляет неполную визуализацию; AllegroGraph показал сложную работу с кодом, затрудненную настройку визуализации графового дерева. Апробированы 3 алгоритма сравнения графовых представлений информации: Graph Edit Distance, Topological Comparison, Subgraph Isomorphism. Алгоритмы реализован на python, сравнивает 2 графовых дерева, выводит на экран визуализацию и анализ общих структур и различий графов.
Ключевые слова: семантическое дерево, компонентная структура, патент, графовые БД, Neo4j, AllegroGraph, ArangoDB
В системах мониторинга, диагностики и распознавания состояния важным аспектом является уменьшение объема данных измеренных сигналов для их передачи или накопления в информационных базах с возможностью восстановления без существенных искажений. Особым видом сигналов при этом являются пакетные сигналы, которые представляют наборы гармоник с кратными частотами и с четко выделяемым периодом. Подобного вида сигналы характерны для механических, электромагнитных, электромеханических систем. Рассматривается ряд моделей редукции, в частности: модель дискретного преобразования Фурье с модифицированной формулой восстановления непрерывного сигнала, модель на основе разложения по окаймляющим функциям и модель дискретного косинусного преобразования. Сопоставление моделей осуществляется по вычислительной сложности, степени редукции, погрешности восстановления. Выявлены особенности и случаи эффективного применения каждой из моделей для пакетных сигналов.
Ключевые слова: модель редукции, измеренный пакетный сигнал, дискретное косинусное преобразование, разложение по окаймляющим функциям, оценка качества редукции
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В настоящее время резервуарный реактор непрерывного действия широко используется в различных отраслях промышленности, и существует множество методов управления данным реактором. В статье представлен метод проектирования модельного прогнозирующего контроллера (Model predictive control - MPC) на основе нечеткой модели. Объект управления моделируется с помощью нечеткой модели Такаги-Сугено, задача оптимизации решается с помощью генетического алгоритма. Использование нечетких моделей и генетических алгоритмов для реализации контроллера MPC позволило добиться лучшего качества, чем в традиционных контроллерах MPC.
Ключевые слова: метод проектирования модельного прогнозирующего контроллера, нечеткая модель, Такаги Сугено, генетические алгоритмы, множественные входы-множественные выходы
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
При оперативной диагностике и распознавании состояний сложных технических систем важной является задача выявления малых детерминированных во времени изменений сложных измеряемых диагностических сигналов контролируемого объекта. Для этих целей сигнал преобразуют в малоразмерный образ в диагностическом признаковом пространстве, перемещающийся по разным по форме траекториям, в зависимости от характера и величины изменений. Были обнаружены аналитические функциональные зависимости, связывающие конкретный вид изменения сигнала с формой траектории движения образа в признаковом пространстве. Предложенный траекторный подход упрощает идентификацию, оперативную диагностику и мониторинг состояния объектов, в частности, при низкочастотной диагностике и дефектоскопии конструкций, вибродиагностике, контроле напряженного состояния объекта по анализу временных характеристик функций отклика на воздействие и т.п.
Ключевые слова: моделирование, траектории движения образов, функциональные зависимости, малозаметные изменения сложных сигналов, аналитическое описание траекторий
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается разработка системы автоматической генерации стартовых шаблонов сайтов для упрощения создания веб-приложений. Использование кодогенерации позволяет автоматизировать процесс написания повторяющегося кода, сокращая время разработки и повышая эффективность работы разработчиков. Система предоставляет удобный интерфейс для выбора и настройки шаблонов, исключая необходимость работы с консольными командами. Это позволяет ускорить процесс прототипирования и развертывания веб-приложений, что особенно актуально при создании проектов с множеством повторяющихся компонентов.
Ключевые слова: сайт, управление контентом, кодогенерация, система управление контентом, шаблон сайта, веб-приложения, фреймворк, серверная часть, клиентская часть, оптимизация
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена описанию подходов к анализу информационного пространства с применением low-code платформ с целью выявления факторов, формирующих новые идентичности Азербайджана и уникальных особенностей информационного ландшафта страны. В статье описываются шаги по определению ключевых тем и сбору из различных интернет-источников больших данных в виде корпусов текстов и анализу данных. В части анализа данных проводится изучение тональности текста и идентификации лидеров мнений, также статья включает в себя мониторинг ключевых тем, визуализированных для наглядного представления результатов.
Ключевые слова: аналитика данных, мониторинг трендов, анализ тональностей, визуализация данных, low-code, Крибрум, Polyanalyst, большие данные
Рассматривается задача определения области дефектов поверхностного слоя деталей подшипников по данным вихретокового неразрушающего контроля. Приводятся методы обработки данных вихретокового контроля. Обосновывается возможность применения робастного метода медианной полировки для повышения информативности вихретоковых данных. В качестве инструментов локализации паттернов дефектов в вихретоковом образе объекта контроля предлагается использовать скользящее окно, расчет среднеквадратичного отклонения, а также продукционное правило, сформированное по критерию информационной энтропии Шеннона. Приводятся результаты применения разработанного алгоритма локализации на данных вихретокового контроля деталей подшипников, полученных в условиях реального производства.
Ключевые слова: вихретоковый контроль, локализация, дефект, анализ данных, распознавание, поверхностный слой, интеллектуальные технологии, энтропия Шеннона, медианная полировка, задача классификации
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Рассматривается задача оптимизации показателей процесса селективной сборки прецизионных соединений «плунжер-корпус» питателей централизованных смазочных систем, применяемых в машиностроении, металлургии, горно-добывающей промышленности и пр. В качестве целевой функции используется вероятность образования сборочных комплектов всех типов, управляемыми переменными являются количество и объемы частей партий и их центры настройки, а также величины групповых допусков. Рассматривается несколько вариантов решения задачи при различных комбинациях управляемых переменных. Приведен пример решения оптимизационной задачи на базе разработанных ранее математических моделей при заданных исходных данных и ограничениях, обозначены достоинства и недостатки каждого из вариантов. Оптимизация позволяет увеличить рассматриваемый показатель на величину от 5% до 20%.
Ключевые слова: селективная сборка, смазочный питатель, прецизионное соединение, математическая модель, оптимизация
Выполнено комбинированное теоретико-практическое исследование параметров горелочного устройства. Определена расходная характеристика системы подачи топлива. Проведены аэродинамические исследования характеристик горелочного устройства, построены поля аксиальной скорости, выявлены критические параметры конструкции узла подачи воздуха. Экспериментально определены температуры внутрикамерных процессов. Разработана математическая модель химических реакций факела, построена зависимость токсичности дизельного топлива от коэффициента избытка воздуха. Определено влияние водяного пара на работу горелочного устройства.
Ключевые слова: горелочное устройство, поле аксиальной скорости, внутрикамерные процессы, термохимические параметры, математическое моделирование, токсичность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматривается порядок разработки, создания и внедрения программного обеспечения для актуализации и формирования сведений о жителях города Астаны. Определяются функциональные возможности и выявляется роль информационной системы в автоматизации и обеспечении функционирования государственной деятельности. Авторами впервые были разработаны структура и алгоритмы работы информационной системы «База данных населения «Geonomics». В частности, разработаны механизм и алгоритм взаимодействия информационной системы «Geonomics» с государственными базами данных. А также выявлены дополнительные возможности путем разработки алгоритма планирования и размещения социальных объектов. Таким образом, авторы пришли к выводу, что впервые разработанные алгоритмы использования информационной системы представляют собой надежный и мощный инструмент, который играет критическую роль в оптимизации и автоматизации процессов, связанных с учетом населения и управлением городской инфраструктурой.
Ключевые слова: автоматизация, актуализация, государственная деятельность, государственный орган, информационная система, база данных
Рассматривается алгоритм Виолы-Джонса с признаками MB-LBP для обнаружения лиц и его реализация на базе микроконтроллера STM32. Предлагаются методы оптимизации данного алгоритма для встраиваемых систем с ограниченными ресурсами. Описано создание аппаратно-программной системы обнаружения лиц.
Ключевые слова: обнаружение лиц, микроконтроллер, встраиваемые системы, алгоритм Виолы-Джонса, признаки MB-LBP, оптимизация классификаторов, оптимизация интегрального изображения, SIMD инструкции
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Понятие "окулография" (отслеживание глаз) описывает технологический метод, который применяется для регистрации движений глаз в реальном времени. Эта методика предоставляет возможность исследователям анализировать направленность внимания испытуемых на различные элементы интерфейсов. Цвет является мощным инструментом для его привлечения. Понимание того, какие цвета первыми привлекают внимание, позволяет маркетологам правильно расставлять акценты на визуальных стимулах, которыми могут выступать, например, рекламные материалы, в которых присутствует одежда различных цветов, с целью улучшения опыта взаимодействия потенциального потребителя с данным контентом. Целью данной работы является определение влияния черного цвета одежды на приоритет внимания человека. Для достижения данной цели были проведены эксперименты, в ходе которых происходило отслеживание взгляда испытуемых с помощью веб-камеры во время изучения ими экспериментального изображения. Анализ итоговых данных экспериментов, полученных c помощью адаптированного алгоритма определения порогового значения скорости, показал высокий приоритет внимания для черного цвета одежды. В 87.5% случаев на нее обращали внимание в первую очередь, при этом пол испытуемого не играл существенной роли в данном восприятии. Полученные результаты могут помочь в развитии исследований, направленных на повышение эффективности восприятия информации.
Ключевые слова: окулография, алгоритм определения порогового значения скорости, технология отслеживания глаз, приоритет внимания, область интереса, время до первой фиксации, реклама, одежда, цвет
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.3.2 - Психофизиология
В данной работе в явном виде решена задача экстраполяции видеосигнала с квазирациональной спектральной плотностью, существенным образом обобщающей рациональную плотность. Построена спектральная характеристика экстраполяции видеосигнала с помощью оригинального метода А. М. Яглома, последователя академика А.Н. Колмогорова, впервые поставившего задачу экстраполяции для случайных последовательностей и процессов. Сущность метода состоит в перенесении всех исследований и расчетов спектральных характеристик и плотностей с вещественной оси на комплексную плоскость. В работе рассмотрен интересный для практических приложений видеосигнал с квазирациональной спектральной плотностью специального вида, квазиполином в которой, как показано автором с помощью методов Чеботарева и Штурма, имеет все корни только в открытой верхней полуплоскости.
Ключевые слова: случайный процесс, видеосигнал, прогнозирование, фильтрация, спектральная характеристика, время прогнозирования
1.1.1 - Вещественный, комплексный и функциональный анализ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Сложная динамическая система задана структурно-инвариантным оператором. Структура оператора позволяет сформулировать задачи стабилизации программных движений или положения равновесия сложной динамической системы c ограничениями на координаты состояний и управления. Решение указанных задач позволяет синтезировать структурно-инвариантный оператор сложной динамической системы с ограничениями-неравенствами на вектор локально-допустимых управлений и координат состояний. Выполнены вычислительные эксперименты, подтверждающие корректность синтезированного структурно-инвариантного проекционного оператора.
Ключевые слова: структурно-инвариантный оператор, стабилизация программных движений, сложная нелинейная динамическая система, проекционный оператор, SimInTech
Цифровая голографическая микроскопия (ЦГМ), сочетающая в себе цифровую голографию и микроскопию, способна отслеживать прозрачные объекты, такие как органеллы живых клеток, без применения меток. Основной проблемой ЦГМ является повышение пространственного разрешения изображения при сохранении широкого поля зрения. Основными подходами к решению данной проблемы являются: увеличение числовой апертуры систем освещения и записи, а также использование методов глубокого обучения. Увеличение числовой апертуры систем освещения достигается путем использования наклонного, структурированного или спекл-освещения, а систем записи с помощью экстраполяции голограмм, их синтеза или методом сверхразрешения. Глубокое обучение обычно используются совместно с другими методами. В этой статье будут описаны основные принципы и особенности перечисленных выше подходов.
Ключевые слова: цифровая голографическая микроскопия, пространственное разрешение, поле зрения, числовая апертура, образец, луч света, ПЗС-камера, дифракция, система визуализации, сверхразрешение
Смазанные кадры представляют значительную проблему в различных областях, таких, как видеонаблюдение, медицинская визуализация и аэрофотосъемка, при решении следующих проблем необходимы обнаружение и идентификация объектов, диагностика заболеваний на основе изображений, а также анализ и обработка данных с дронов для создания карт и проведения мониторинга. В данной статье предлагается метод обнаружения смазанных кадров с использованием нейросетевой модели. Принцип работы модели заключается в анализе изображений, представленных в частотной области в пространстве Хафа. Полученные результаты показывают, что предложенный метод обладает высокой точностью в обнаружении смазанных кадров и может быть использован в системах, где требуется высокая точность и четкость визуальных данных для принятия решений.
Ключевые слова: смазанные кадры, motion blur, blur, преобразование Хафа, спектральный анализ
В данной статье разработана новая модель распознавания намерений и сущностей для предметной области обслуживания авиапассажиров, обозначенная как IRERAIR-TWIN, с использованием платформы разработки «без кода» вопросно-ответных систем “TWIN”. Преимущества платформы «без кода» были проанализированы с точки зрения удобства разработки прикладной вопросно-ответной системы и уменьшения объема работы по разработке прикладной модели для узкой предметной области. Результаты показывают, что система “TWIN” предоставляет интуитивно понятный пользовательский веб-интерфейс и более простой подход к разработке семантического модуля системы вопросно-ответной системы, способной решать прикладные задачи для узкой предметной области, не являющиеся чрезмерно сложными. Однако данный подход имеет ограничения для задач глубокого семантического анализа, особенно в сложном контекстном выводе и обработке больших текстовых фрагментов. В заключение статьи подчеркивается, что будущие исследования будут направлены на использование платформ “низкого (малого) кода” (англ. low code) на основе ChatGPT и больших языковых моделей для дальнейшего улучшения интеллектуальных возможностей модели IRERAIR-TWIN. Это расширение направлено на расширение сферы применения сценариев
Ключевые слова: вопросно-ответные системы, без кода, низкокодовый, распознавание намерений, распознавание именованных сущностей, аннотирование текста, инженерия признаков, предобученная модель, разработка ПО, конечный пользователь
В работе рассмотрены: синтез регуляторов системы подчиненного регулирования электропривода постоянного тока, разработка блоков адаптивного управления тока и скорости, моделирование адаптивных систем управления в среде визуального моделирования Matlab/Simulink.
Ключевые слова: система автоматического управления, электропривод, адаптивное управление, регулятор, подчиненное регулирование, Matlab, Simulink, двигатель постоянного тока
Сверхразрешение изображений – это популярная задача, цель которой состоит в переводе изображений из низкого разрешения в высокое. Для этой задачи часто используются свёрточные сети. Свёрточные нейронные сети имеют большое преимущество в обработке изображений. Но, несмотря на это, часто информация может теряться при обработке, а увеличение глубины и ширины сети может усложнить дальнейшую работу. Для решения этой проблемы используется преобразование данных в частотную область. В данной работе изображение делится на высокочастотные и низкочастотные участки, где больший приоритет дается первым. Затем, при помощи проверки качеств и визуальной оценки, проведен анализ метода и вывод относительно работы алгоритма.
Ключевые слова: сверхразрешение (СР), низкое разрешение (НР), высокое разрешение (ВР), дискретно-косинусное преобразование, сверточные-нейронные сети
В статье описаны предпосылки создания системы электронного оповещения студентов в образовательном учреждении. Приведена диаграмма прецедентов, описывающая взаимодействие с системой с точки зрения пользователя-сотрудника учебного отдела и пользователя-студента. Представлена схема физической модели базы данных и дано описание назначения таблиц. Определена в нотации IDEF0 схема процесса работы с данными пользователя при обработке команд чат-бота. Приведены примеры интерфейса клиентских приложений.
Ключевые слова: чат-бот, Telegram-бот, мессенджер, сообщение, мобильное устройство, информационная система, база данных, компьютерная программа, приложение
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Статья посвящена динамическому моделированию оппортунистического поведения активных агентов в электроэнергетике. Рассмотрены две постановки: задача оптимального управления с точки зрения отдельного агента и иерархическая игра контролера с несколькими агентами. Предполагается, что агенты в сговоре с контролёром могут занижать показатели потребления электроэнергии пропорционально величине взятки. Основное внимание уделяется численному исследованию этих задач с помощью метода качественно репрезентативных сценариев имитационного моделирования. Показано, что использование небольшого числа правильно выбранных сценариев имитации позволяет сохранить приемлемую качественную точность прогноза динамики системы. Проведен анализ результатов расчетов, сформулированы рекомендации по ограничению коррупции. Увеличение коэффициента штрафа при поимке контролёра за получение "отката" или увеличение его доли официального вознаграждения делает "откаты" невыгодными.
Ключевые слова: задача оптимального управления, иерархическая динамическая игра, имитационное моделирование, оппортунистическое поведение
В статье рассматриваются источники и типы данных, используемые для создания цифрового профиля студента, а также возможные способы их применения в образовательной аналитике. Цифровой профиль представляет собой комплексное описание учебных, поведенческих и социальных характеристик студента, собранное из различных источников. Анализируются данные, поступающие из информационных систем учебных заведений, социальных сетей, мессенджеров, мобильных приложений, платформ видеоконтента, анкет и видеокамер. Важность цифрового профиля обусловлена его способностью поддерживать персонализацию обучения и повышать эффективность образовательных процессов. В статье выделены числовые, категориальные, бинарные, порядковые и неструктурированные типы данных, а также метаданные и производные данные, которые используется для анализа данных в DataScience и алгоритмах машинного обучения. В качестве примеров приводятся оценки, участие в учебных мероприятиях, социальная активность, предпочтения, текстовые комментарии, видеозаписи. Внимание также уделено анализу возможных способов использования этих данных для прогнозирования академической успеваемости, выявления трудностей в обучении, оценки вовлеченности и мотивации студентов.
Ключевые слова: цифровой профиль студента, образовательная аналитика, типы данных, источники данных, анализ данных, персонализация обучения, машинное обучение в образовании
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования