<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="ru" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://metafora.rcsi.science/xsd_files/journal3.xsd">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">moitvivt</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Моделирование, оптимизация и информационные технологии</journal-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modeling, Optimization and Information Technology</trans-title>
        </trans-title-group>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2310-6018</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Издательство</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.26102/2310-6018/2025.49.2.032</article-id>
      <article-id pub-id-type="custom" custom-type="elpub">1945</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">Автоматизированное проектирование интерпретируемой модели машинного обучения для оперативного прогнозирования силы ветра на морском побережье</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Automated design of an interpretable machine learning model for operational coastal wind forecasting</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0003-2816-9433</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Шерстнев</surname>
              <given-names>Павел Александрович</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Sherstnev</surname>
              <given-names>Pavel Alexandrovich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>sherstpasha99@gmail.com</email>
          <xref ref-type="aff">aff-1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-3776-5707</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Семенкин</surname>
              <given-names>Евгений Станиславович</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Semenkin</surname>
              <given-names>Evgeny Stanislavovich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>eugenesemenkin@yandex.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-2</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-9420-5714</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Митрофанов</surname>
              <given-names>Сергей Александрович</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Mitrofanov</surname>
              <given-names>Sergey Alexandrovich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>sergeimitrofanov95@gmail.com</email>
          <xref ref-type="aff">aff-3</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0003-0384-4033</contrib-id>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Ганчев</surname>
              <given-names>Тодор Димитров</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Ganchev</surname>
              <given-names>Todor Dimitrov</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>tganchev@tu-varna.bg</email>
          <xref ref-type="aff">aff-4</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff-alternatives id="aff-1">
        <aff xml:lang="ru">Сибирский государственный университет науки и технологий имени М. Ф. Решетнева</aff>
        <aff xml:lang="en">Reshetnev Siberian State University of Science and Technology</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-2">
        <aff xml:lang="ru">Сибирский государственный университет науки и технологий имени М. Ф. Решетнева</aff>
        <aff xml:lang="en">Reshetnev Siberian State University of Science and Technology</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-3">
        <aff xml:lang="ru">Сибирский государственный университет науки и технологий имени М. Ф. Решетнева</aff>
        <aff xml:lang="en">Reshetnev Siberian State University of Science and Technology</aff>
      </aff-alternatives>
      <aff-alternatives id="aff-4">
        <aff xml:lang="ru">Технический университет – Варна</aff>
        <aff xml:lang="en">Technical University of Varna</aff>
      </aff-alternatives>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>01</day>
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>1</volume>
      <issue>1</issue>
      <elocation-id>10.26102/2310-6018/2025.49.2.032</elocation-id>
      <permissions>
        <copyright-statement>Copyright © Авторы, 2026</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:href="https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=1945"/>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>В статье рассматривается задача проектирования системы оперативного краткосрочного прогнозирования скорости ветра в конкретной точке морского побережья. Предложен автоматизированный подход к проектированию гибридных моделей машинного обучения, объединяющих ансамбль многослойных нейронных сетей и интерпретируемую систему на нечеткой логике. Метод основан на автоматизированном формировании ансамбля нейронных сетей и системы на нечеткой логике с применением самоконфигурируемых эволюционных алгоритмов, что позволяет адаптироваться к особенностям входных данных без ручной настройки. После построения нейросетевого ансамбля формируется отдельная система на нечеткой логике, обучающаяся на его входах и выходах. Такой подход позволяет воспроизвести поведение нейросетевой модели в интерпретируемом виде. На основе экспериментальной проверки на метеорологическом датасете доказана эффективность метода, который обеспечивает баланс между качеством прогноза и интерпретируемостью модели. Показано, что построенная интерпретируемая система воспроизводит ключевые закономерности работы ансамбля нейросетей, оставаясь при этом компактной и понятной для анализа. Построенная модель может быть использована при принятии решений в портовых службах и при организации прибрежных мероприятий для быстрого и простого получения прогноза. Предложенный подход в целом позволяет получать аналогичные модели в различных ситуациях, похожих на рассмотренную.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>The article considers the problem of designing a system for operational short-term forecasting of wind speed at a specific point on the coast. An automated approach to designing hybrid machine learning models that combine an ensemble of multilayer neural networks and an interpretable system based on fuzzy logic is proposed. The method is based on the automated formation of an ensemble of neural networks and a system based on fuzzy logic using self-configuring evolutionary algorithms, which allows adapting to the features of the input data without manual tuning. After constructing the neural network ensemble, a separate system based on fuzzy logic is formed, learning from its inputs and outputs. This approach allows reproducing the behavior of the neural network model in an interpretable form. Based on experimental testing on a meteorological dataset, the effectiveness of the method is proven, which ensures a balance between the quality of the forecast and the interpretability of the model. It is shown that the constructed interpretable system reproduces the key patterns of the neural network ensemble, while remaining compact and understandable for analysis. The constructed model can be used in decision-making in port services and in organizing coastal events for quick and easy forecasting. The proposed approach as a whole allows obtaining similar models in various situations similar to the one considered.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>оперативное прогнозирование ветровых характеристик</kwd>
        <kwd>ансамбли нейронных сетей</kwd>
        <kwd>системы на нечеткой логике</kwd>
        <kwd>деревья решений</kwd>
        <kwd>самоконфигурируемые эволюционные алгоритмы</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>operational forecasting of wind characteristics</kwd>
        <kwd>ensembles of neural networks</kwd>
        <kwd>fuzzy logic systems</kwd>
        <kwd>decision trees</kwd>
        <kwd>self-configuring evolutionary algorithms</kwd>
      </kwd-group>
      <funding-group>
        <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено без спонсорской поддержки.</funding-statement>
        <funding-statement xml:lang="en">The study was performed without external funding.</funding-statement>
      </funding-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="cit1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ратнер Ю.Б., Фомин В.В., Иванчик А.М., Иванчик М.В. Система оперативного прогноза ветрового волнения Черноморского центра морских прогнозов. Морской гидрофизический журнал. 2017;(5):56–66. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2017-5-56-66</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Зеленько А.А., Струков Б.С., Реснянский Ю.Д., Мартынов С.Л. Система прогнозирования ветрового волнения в мировом океане и морях России. Труды Государственного океанографического института. 2014;(215):90–101.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Solari G., Repetto M.P., Burlando M., et al. The Wind Forecast for Safety Management of Port Areas. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2012;104–106:266–277. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2012.03.029</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Burlando M., De Gaetano P., Pizzo M., Repetto M.P., Solari G., Tizzi M. Wind Short-Term Forecast in Port Areas. In: Proceedings of the 6th European-African Conference on Wind Engineering (EACWE), 07–11 July 2013, Cambridge, United Kingdom. 2013. P. 6–8.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Chu X., Bai W., Sun Yu., Li W., Liu C., Song H. A Machine Learning-Based Method for Wind Fields Forecasting Utilizing GNSS Radio Occultation Data. IEEE Access. 2022;10:30258–30273. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3159231</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Zhang W., Tian M., Hai Sh., et al. Improving the Forecasts of Coastal Wind Speeds in Tianjin, China Based on the WRF Model with Machine Learning Algorithms. Journal of Meteorological Research. 2024;38(3):570–585. https://doi.org/10.1007/s13351-024-3096-z</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Аксенов С.В., Новосельцев В.Б. Организация и использование нейронных сетей (методы и технологии). Томск: Изд-во НТЛ; 2006. 128 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Тэрано Т., Асаи К., Сугэно М. Прикладные нечеткие системы. Москва: Мир; 1993. 368 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Rokach L., Maimon O.Z. Data Mining with Decision Trees: Theory and Applications. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.; 2008. 244 p.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Semenkin E. Computational Intelligence Algorithm-Based Comprehensive Human Expert and Data-Driven Model Mining for the Control, Optimization and Design of Complicated Systems. International Journal on Information Technologies &amp; Security. 2019;11:63–66.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Липинский Л.В., Семенкин Е.С. Применение алгоритма генетического программирования в задачах автоматизации проектирования интеллектуальных информационных технологий. Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2006;(3):22–26.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Koza J.R. Genetic Programming: On the Programming of Computers by Means of Natural Selection. Cambridge: The MIT Press; 1998. 819 p.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Al-Helali B., Chen Q., Xue B., Zhang M. Genetic Programming-Based Feature Selection for Symbolic Regression on Incomplete Data. Evolutionary Computation. 2024;1–27. https://doi.org/10.1162/evco_a_00362</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Gorzałczany M.B., Rudziński F. Time-Series-Dynamics Modelling and Forecasting – An Accurate and Interpretable Genetic-Fuzzy Approach. In: Advances in Fuzzy Logic and Technology 2017: Proceedings of: EUSFLAT-2017 – The 10th Conference of the European Society for Fuzzy Logic and Technology, 11–15 September 2017, Warsaw, Poland; IWIFSGN'2017 – The Sixteenth International Workshop on Intuitionistic Fuzzy Sets and Generalized Nets, 13–15 September 2017, Warsaw, Poland: Volume 2. Cham: Springer; 2018. P. 165–175. https://doi.org/10.1007/978-3-319-66824-6_15</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ishibuchi H., Nozaki K., Tanaka H. Distributed Representation of Fuzzy Rules and Its Application to Pattern Classification. Fuzzy Sets and Systems. 1992;52(1):21–32. https://doi.org/10.1016/0165-0114(92)90032-Y</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit16">
        <label>16</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Holland J.H. Genetic Algorithms. Scientific American. 1992;267:66–72. https://doi.org/10.1038/scientificamerican0792-66</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit17">
        <label>17</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Alam T., Qamar Sh., Dixit A., Benaida M. Genetic Algorithm: Reviews, Implementations, and Applications. International Journal of Engineering Pedagogy. 2020;10(6):57–77. https://doi.org/10.3991/ijep.v10i6.14567</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit18">
        <label>18</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Mamdani E.H., Assilian S. An Experiment in Linguistic Synthesis with a Fuzzy Logic Controller. International Journal of Man-Machine Studies. 1975;7(1):1–13. https://doi.org/10.1016/S0020-7373(75)80002-2</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit19">
        <label>19</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Шерстнев П.А., Семенкин Е.С. Самоконфигурируемые алгоритмы генетического программирования с адаптацией на основе истории успеха. Сибирский аэрокосмический журнал. 2025;26(1):60–70.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit20">
        <label>20</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Breiman L., Friedman J., Olshen R.A., Stone Ch.J. Classification and Regression Trees. New York: Chapman &amp; Hall/CRC; 1984. 368 p. https://doi.org/10.1201/9781315139470</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit21">
        <label>21</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Захарова О.И., Артюшкина Е.С., Холопов С.В. Деревья решений и алгоритмы их построения. Евразийское научное объединение. 2020;(4–2):97–99.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit22">
        <label>22</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Карасева Т.С. Самонастраивающийся алгоритм генетического программирования для решения задачи Коши и вариационной задачи в символьном виде. Труды Института системного анализа Российской академии наук. 2019;69(3):80–90. https://doi.org/10.14357/20790279190307</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit23">
        <label>23</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Mitrofanov S., Semenkin E.S. Decision Tree Pruning Method Using Delayed Sampling. In: 2024 International Conference on Information Technologies (InfoTech), 11–12 September 2024, Sofia, Bulgaria. IEEE; 2024. P. 1–4. https://doi.org/10.1109/InfoTech63258.2024.10701393</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit24">
        <label>24</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Storn R., Price K. Differential Evolution – A Simple and Efficient Heuristic for Global Optimization over Continuous Spaces. Journal of Global Optimization. 1997;11(4):341–359. https://doi.org/10.1023/A:1008202821328</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit25">
        <label>25</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Sherstnev P.A. Self-Configuring Evolutionary Algorithms Based Design of Hybrid Interpretable Machine Learning Models. In: Hybrid Methods of Modeling and Optimization in Complex Systems: Proceedings of International Workshop "Hybrid Methods of Modeling and Optimization in Complex Systems" (in the Framework of the Eleventh International Conference on Mathematical Models and Their Applications), 22–24 November 2022, Krasnoyarsk, Russia. European Publisher; 2023. P. 313–321. https://doi.org/10.15405/epct.23021.38</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit26">
        <label>26</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Tanabe R., Fukunaga A. Success-History Based Parameter Adaptation for Differential Evolution. In: 2013 IEEE Congress on Evolutionary Computation, 20–23 June 2013, Cancun, Mexico. IEEE; 2013. P. 71–78. https://doi.org/10.1109/CEC.2013.6557555</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit27">
        <label>27</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Mann H.B., Whitney D.R. On a Test of Whether One of Two Random Variables Is Stochastically Larger than the Other. Annals of Mathematical Statistics. 1947;18(1):50–60. https://doi.org/10.1214/aoms/1177730491</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
    <fn-group>
      <fn fn-type="conflict">
        <p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p>
      </fn>
    </fn-group>
  </back>
</article>