Ключевые слова: интеллектуальные обучающие системы, обучение программированию, формальная верификация, проверка моделей, трансляция кода
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.004
Представленная работа посвящена разработке транслятора с языка Си в язык Promela для автоматической верификации программ студентов, обучающихся программированию. Целью является создание инструмента, позволяющего проверять корректность промежуточных шагов выполнения программы с использованием Model Checking. Предложенный транслятор ориентирован на последовательные программы с единственной функцией main, работающие с целыми числами и массивами. Он анализирует C-код студента, требования к диапазонам входных данных и иерархическую LTL-спецификацию (дерево целей), описывающую ожидаемое поведение программы. В процессе трансляции используется clang для построения синтаксического дерева, а также создаются дополнительные переменные для отслеживания обращений к массивам. Сгенерированный Promela-код содержит объявления переменных, главный процесс, включающий недетерминированный ввод переменных и транслированный C-код, а также, блок LTL-свойств. Полученная Promela-модель верифицируется с помощью Spin на LTL-свойствах, заданных преподавателем. В случае обнаружения нарушения генерируется контрпример, демонстрирующий трассу выполнения программы с ошибкой. Результатом работы является консольная утилита на Python, которая генерирует .pml файл с Promela-кодом и LTL-свойствами, а также .json файл с размеченным деревом целей и контрпримером. В дальнейшем планируется автоматизировать генерацию LTL-свойств из описания требований на естественном языке и генерировать подсказки для студентов на основе контрпримеров.
Ключевые слова: интеллектуальные обучающие системы, обучение программированию, формальная верификация, проверка моделей, трансляция кода
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.009
В последние годы наблюдается активное развитие интереса садоводов к выращиванию растений как на фермах, так и в домашних условиях. Целью исследования является разработка метода комплексного применения нейронных сетей для определения растения по фото и миварных технологий для предоставления персонализированных рекомендаций. Для классификации изображений используется остаточная сверточная нейронная сеть ResNet20, дообученная на датасете растений. Миварная экспертная система на основе данных об условиях выращивания и параметров определенного нейросетью растения дает персонализированную рекомендацию. Создана модель описания предоставления рекомендаций, которая помогает пользователям получать искомый результат в виде названия растения. Разработан метод применения нейронных и миварных сетей, позволяющий формировать логически обоснованные рекомендации растения в зависимости от условий окружающей среды и предпочтений пользователей. По результатам экспериментов можно сделать вывод, что для повышения точности классификации изображений необходимо увеличивать число слоев нейронной сети примерно в 1,5 раза при увеличении распознаваемых растений с 3 до 9. Комплексное применение сверточных нейронных сетей и миварных технологий позволяет добиться высокой точности определения растений и обеспечить качественные рекомендации для пользователей.
Ключевые слова: интеллектуальная система, сверточная нейронная сеть, мивар, предоставление рекомендаций, миварные сети, миварные экспертные системы
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.010
Проблема эффективной автоматизации процесса обработки визуально насыщенных документов является важной частью исследований в области компьютерного зрения. Статья посвящена разработке модели компьютерного зрения для детекции областей в визуально насыщенных документах, с акцентом на обработку чеков с использованием обучения с подкреплением. В условиях растущего объема бумажной документации и необходимости автоматизации обработки данных, эффективная идентификация ключевых элементов чеков (таких как суммы, даты и наименования товаров) становится особенно актуальной. В статье представлена архитектура модели, основанная на сверточных нейронных сетях (CNN), которая обучена на разнообразных наборах данных, включающих изображения чеков различного формата и качества. Рассмотрены методы извлечения информации и алгоритм обучения с подкреплением, который использует обрезанную функцию потерь, цикл обучения с подкреплением, представленный в SpanIE-Recur. Описаны этапы предобработки данных, включая увеличение выборки и нормализацию изображений, что способствует повышению точности детекции. Результаты экспериментов показывают высокую эффективность предложенной модели, достигающую значительных показателей точности и полноты при идентификации областей интереса. Также обсуждаются возможные применения данной технологии в сферах автоматизации бухгалтерского учета, финансового анализа и электронного документооборота. В заключение подчеркивается важность дальнейших исследований в области улучшения алгоритмов обработки изображений и расширения функциональности модели для работы с другими типами документов.
Ключевые слова: визуально насыщенный документ, компьютерное зрение, обучение с подкреплением, детекция объектов, обработка чеков, автоматизация, области документа, предобработка данных, электронный документооборот
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.045
Cтатья предоставляет анализ ряда газодинамических процессов, влияющих на эффективность работы устройства газодинамической температурной стратификации. Актуальность исследования обусловлена необходимостью более точного описания процессов газодинамической температурной стратификации в устройствах энергоразделения, что имеет значение для повышения эффективности теплообменных и аэродинамических систем. Данная статья направлена на выявление закономерностей перераспределения энергии в потоке с учетом закона Бернулли и эффекта Джоуля-Томсона, а также на анализ их влияния на температурные градиенты внутри устройства газодинамической температурной стратификации. Методом исследования является математическое моделирование, выполненное в среде STAR-CCM+, позволяющее комплексно рассмотреть особенности течения газа, изменение скорости, давления и температуры в системе. В статье представлены результаты численного эксперимента, раскрыты механизмы влияния основных газодинамических эффектов на температурную стратификацию, выявлены ключевые зависимости между входными параметрами устройства и характеристиками потока, обоснована возможность целенаправленной оптимизации энергоразделения. Выведены математические модели, дополненные уравнениями, учитывающими роль закона Бернулли и эффекта Джоуля-Томсона. Рассмотрены соответствующие уравнения. Материалы статьи представляют практическую ценность для разработки и совершенствования энергоразделительных устройств, оптимизации рабочих процессов в газодинамических системах и повышения эффективности температурной стратификации в аэродинамических установках для использования в реальном секторе экономики.
Ключевые слова: газодинамическая температурная стратификация, устройство энергоразделения, математическое моделирование, STAR-CCM+, закон Бернулли, эффект Джоуля-Томсона
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.008
Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования методов решения многокритериальных транспортных задач, которые представляют собой важный класс оптимизационных задач с широким спектром практических применений. Традиционные подходы часто не справляются с вычислительной сложностью таких задач, а существующие методы оптимизации требуют дополнительной адаптации и настройки параметров. В связи с этим, данная статья направлена на выявление наиболее эффективных конфигураций эволюционных алгоритмов для решения многокритериальных транспортных задач как с точки зрения качества решения, так и вычислительного времени. Ведущим подходом к исследованию данной проблемы является сравнительный анализ эволюционных алгоритмов на наборе задач (около 85 тыс. уникальных постановок задачи с 4 критериями), что позволило комплексно рассмотреть особенности работы каждого алгоритма в различных параметрах. В статье представлены результаты анализа эффективности около 50 конфигураций эволюционных алгоритмов, раскрыты закономерности влияния различных параметров на качество и скорость решения, выявлены оптимальные конфигурации для каждого типа алгоритма, обосновано преимущество комбинированного подхода к решению задач. Материалы статьи представляют практическую ценность для разработчиков программного обеспечения в области логистики и транспортных систем, а также для исследователей, занимающихся вопросами оптимизации и эволюционного проектирования, поскольку позволяют создавать более эффективные системы автоматизированного решения многокритериальных транспортных задач.
Ключевые слова: оптимизация, эволюционные алгоритмы, задача коммивояжера, транспортная задача, многокритериальные задачи
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.040
В статье представлено исследование, посвященное применению фреймворка nnU-Net (v2) для автоматической сегментации и классификации объемных образований печени на компьютерной томографии органов брюшной полости. Основное внимание уделено влиянию размера батча и использования данных разных фаз контрастирования на точность классификации таких образований, как киста, гемангиома, карцинома и фокальная нодулярная гиперплазия (ФНГ). В ходе экспериментов были использованы размеры батча 2, 3 и 4, а также данные из двух фаз контрастного усиления ‒ артериальной и портально-венозной. Результаты показали, что оптимальный размер батча составляет 3 или 4, в зависимости от патологии, а использование данных с двух фаз контрастирования значительно улучшает точность и чувствительность классификации объемных образований, особенно для карцином и кист. Достигнутые наилучшие показатели чувствительности составили 100 % для карцином, 94 % для кист, 81% для гемангиом и 84% для ФНГ. Статья подтверждает эффективность применения nnU-Net v2 для решения задач сегментации и классификации медицинских изображений, а также подчеркивает важность выбора правильных параметров обучения и данных для достижения наилучших результатов в медицинской диагностике.
Ключевые слова: nnU-Net v2, компьютерная томография, образования печени, размер батча, сегментация, классификация, медицинские изображения, фазы контрастирования, карцинома
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.005
В статье рассматривается способ проектирования беспроводной локальной сети с использованием цифрового двойника помещения. Рассматриваются возможности цифрового двойника для упрощения хранения и синхронизации данных о структуре помещения и расположении устройств. Описывается разработанная структура здания, которая включает в себя этажи, хранящие информацию о координатах и моделях точек доступа, устройств пользователей и препятствий. Информация на этажах разделена на соответствующие слои, что позволяет иметь быстрый доступ к любым данным по координатам. Также в статье рассматривается реализация алгоритма для автоматизированной расстановки точек доступа в помещении. Алгоритм включает в себя систему «агентов», где каждая точка доступа выступает отдельной сущностью, пытающейся выполнить поставленные условия в своей области. В зависимости от установленного проектировщиком количества итераций, начального количества точек доступа, точности и ограничений можно получить разные результаты. Таким образом, результат работы алгоритма позволяет оценить различные ситуации и выбрать наиболее подходящий вариант расстановки точек доступа в помещении с учетом всех поставленных условий. При помощи разработанных инструментов проектировщик может наглядно увидеть, как при помощи алгоритма были расположены точки доступа, как сигнал от каждой точки распространяется по помещению и выполняются ли все условия для размещенных в помещении устройств.
Ключевые слова: беспроводная локальная сеть, проектирование беспроводной локальной сети, BIM-технологии, цифровой двойник, алгоритм автоматизации, расстановка точек доступа
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.027
На основе существующих исследований рассмотрена необходимость интеграции технологий виртуальной реальности в учебный процесс студентов медицинских университетов, обучающихся по специальности «Терапия». Проанализированы существующие программные решения в сфере образовательной медицины, выявлен дефицит VR-тренажеров, ориентированных на общетерапевтическую специальность. Обоснована значимость разработки виртуального тренажера, позволяющего студентам отрабатывать терапевтические навыки в реалистичной и безопасной виртуальной среде. Проведен сравнительный анализ современных VR-гарнитур и контроллеров, на основании которого определены подходящие устройства для реализации задачи: Oculus Quest 2 и Valve Index. Сформулированы требования к техническим характеристикам оборудования и выбраны технологии разработки: игровой движок Unity, библиотеки XR Interaction Toolkit и OpenXR, а также программные фреймворки для создания 3D-моделей и интерактивных сцен. Описан процесс проектирования виртуальной среды кабинета терапевта, включающий разработку 3D-моделей медицинского оборудования и виртуального пациента с использованием редактора Blender. Собрана игровая сцена и реализованы механики взаимодействия с окружением, такие как перемещение, захват предметов, диалоговая система и система оценки результатов. Диалоговая система разработана на языке C# с использованием платформы .NET Framework. Ожидается, что внедрение VR-тренажера в образовательный процесс повысит уровень подготовки студентов-терапевтов, благодаря отработке профессиональных навыков в интерактивной и безопасной виртуальной среде.
Ключевые слова: виртуальная реальность, терапия, интерактивная виртуальная среда, игровые движки, медицинское образование
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.001
В статье представлены результаты экспериментальных исследований, направленных на моделирование пяти основных паттернов дыхания новорожденных с использованием электроимпедансного томографа и упрощенной физической модели средостения новорожденных. Исследование охватывает такие паттерны, как нормальное дыхание (эупноэ), периодическое дыхание, тахипноэ, дыхание с ретракциями и центральное апноэ. Разработанная ранее упрощенная физическая модель средостения новорожденных оснащена системой управляемого воздухонаполнения, что позволяет воспроизводить различные объемы и режимы вентиляции. Экспериментальные исследования подтвердили возможность моделирования и регистрации каждого из пяти паттернов дыхания с использованием электроимпедансного томографа. Разработанная методика позволяет проводить исследования и тестирование новых алгоритмов обработки данных в области электроимпедансной томографии легких новорожденных. Полученные результаты подтверждают, что электроимпедансная томография является инструментом для диагностики и мониторинга дыхательных нарушений у новорожденных. Предложенные решения могут быть использованы для разработки новых подходов к диагностике и лечению респираторных заболеваний в неонатологии.
Ключевые слова: электроимпедансная томография, новорожденные, паттерны, диагностика, мониторинг, легкие
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.043
В статье рассматривается применение оптимизационного подхода при принятии управленческого решения в цифровизированной организационной системе выполнения заказов потребителей. Показано, что при построении модели взаимодействия потребителей с производителями следует учитывать характеристики элементов человеко-машинной среды. Такой учет позволяет осуществлять оптимизацию управления взаимодействием эргатических и неэргатических элементов по показателям: производительность, надежность стоимость. Формирование оптимизационной модели основано на введении альтернативных переменных, характеризующих выбор количества эргатических элементов, взаимодействующих с определенным неэргатическим. В качестве экстремального требования рассматривается требование максимизации производительности процесса выполнения заказов потребителей в цифровизированной организационной системе, в качестве граничных требований рассматриваются заданные уровни надежности и затрат. Осуществим переход к эквивалентной оптимизируемой функции без ограничений. Алгоритмическая процедура принятия управленческих решений ориентирована на структуру эквивалентной оптимизируемой функции и включает ряд этапов, связанных с автоматической генерацией допустимых решений в рандомизированной среде, итерационный режим настройки переменных, проверка условия останова итерационного процесса и экспертного выбора окончательного варианта решения.
Ключевые слова: организационная система, цифровизация, управление, человеко-машинная среда, оптимизация, экспертное оценивание
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.044
Статья посвящена разработке программного обеспечения, предназначенного для управления деятельностью крупной IT-компании путем оценки времени начала отдельных задач проекта и назначению им специалистов. Оптимизация процесса решения этих двух взаимосвязанных задач является одним из ключевых факторов эффективного функционирования IT-компании. Помимо специфических особенностей данной отрасли, к которым можно отнести разную квалификацию специалистов, необходимость доработки задач после их выполнения и другие, ключевым фактором при планировании является периодическое появление незапланированных событий, увеличивающих длительность проекта (например, корректировка тех или иных задач после согласования с заказчиком, появление новых задач в процессе обсуждения и т. д.). Все это требует использования новых алгоритмов, позволяющих учесть вышеперечисленные нюансы. Это обусловливает необходимость разработки программного обеспечения, реализующего основные механизмы управления для IT-компаний и позволяющего оперативно реагировать на случайные факторы, приводящие к изменению найденных ранее характеристик IT-проекта. Данное программное обеспечение будет сочетать систему управления, клиентские приложения, позволяющие фиксировать все нюансы, касающиеся отдельных задач (их выполнение, изменение требований заказчика, коррекцию и т. д.) и базу данных, содержащую все данные о задачах проекта, их взаимной зависимости, специалистах и т. д. В результате получена структура программного обеспечения, осуществляющего управление деятельностью IT-компании путем планирования времени начала отдельных задач, назначения им специалистов, а также контроля за исполнением путем внедрения в нее подсистем планирования, коррекции и оценивания стохастических параметров.
Ключевые слова: управление проектами, управление IT-компанией, программное обеспечение, планирование, коррекция план-графика
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.042
В статье проанализирована область производства планетарных редукторов и определены проблемы, возникающие на предприятиях в ходе производства. В качестве решения проблемы предложена разработка миварной экспертной системы, задача которой – наблюдение за ходом производства редукторов, поддержка принятия решений и своевременное оповещение сотрудников предприятия о наличии ошибок и отклонений. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения автоматизации на производствах редукторов. Основой принятия решений будет служить миварная база знаний, для составления которой формализованы этапы и параметры технологического процесса производства редукторов. Результатом работы является миварная экспертная система для поддержки принятия решений персонала на предприятии по производству планетарных редукторов. Материалы статьи представляют практическую ценность для специалистов в области автоматизации производственных процессов, а также для руководителей и инженеров, стремящихся повысить эффективность управления и оптимизировать производственные процессы. Научная новизна работы заключается в обосновании целесообразности использования миварных экспертных систем для автоматизации производственных процессов, связанных со сборкой редукторов, их испытаниями и хранением на складе. Данная система может служить основой для дальнейших разработок и исследований в области интеграции интеллектуальных технологий в производственные процессы.
Ключевые слова: мивар, редукторы, производство редукторов, миварная экспертная система, база знаний, wi!Mi, КЭСМИ, разуматор, большие знания
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.006
Исследование оптимизации городских транспортных потоков приобретает особую актуальность в современных условиях стремительной урбанизации и роста числа транспортных средств. Эффективное управление транспортными потоками позволяет не только снизить уровень пробок и заторов, но и улучшить экологическую обстановку в городах, сократить время в пути для водителей и пассажиров, а также повысить безопасность дорожного движения. В статье основное внимание уделяется способам моделирования транспортного потока на примере регулируемого перекрестка. Авторы предлагают метод моделирования дорожного трафика, основанный на использовании сетей Петри с временными ограничениями. Представленный анализ вычислительного эксперимента с использованием предложенной модели демонстрирует ее эффективность в прогнозировании транспортных потоков и выявлении узких мест. Авторы предлагают структуру и правила функционирования элементов сети Петри, что позволяет адаптировать модель к конкретным условиям данного перекрестка. Материалы статьи представляют значительную практическую ценность для решения задач оптимизации транспортных потоков на регулируемых перекрестках. Предложенные методы и модели могут быть использованы городскими планировщиками и инженерами для разработки более эффективных стратегий управления дорожным движением, что в конечном итоге способствует улучшению качества жизни в городах и снижению транспортных заторов. Таким образом, данное исследование вносит важный вклад в развитие теории и практики управления транспортными потоками, предлагая новые инструменты и подходы для решения актуальных проблем городской мобильности.
Ключевые слова: дорожный трафик, регулируемый перекресток, сеть Петри, временные ограничения, мезоскопическая модель
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.003
В статье предлагается оптимизационный подход к управлению взаимодействием персонала с автоматизированными устройствами в информационной среде цифровизированной организационной системы выполнения заказов потребителей с использованием результатов имитационного моделирования. Для построения имитационной модели системы массового обслуживания взаимодействие персонала с автоматизированными устройствами рассматривается как взаимодействие неэргатических и эргатических элементов в человеко-машинной среде. Обоснована логическая схема преобразования потока заявок потребителей через локальные агрегаторы и каналы обслуживания, включающие неэргатические и эргатические элементы, при трансфере цифровых данных о заказе производителям для их материальной реализации. Предложено осуществлять варьирование интенсивностью обслуживания не за счет выбора задействованных параллельных каналов, а непосредственно величиной суммарной интенсивности, зависящей от числа неэргатических и эргатических элементов. Осуществлено формирование оптимизационной модели, оптимизируемыми переменными которых являются величины интенсивностей. В качестве экстремального требования рассматривается требование максимизации производительности системы, а в качестве граничных выступают требования обеспечения допустимого уровня затрат и вероятности ошибочных действий. Проведены преобразования по переходу от задачи оптимизации с ограничениями к эквивалентной задаче оптимизации без ограничений. Предложена алгоритмизация принятия управленческого решения по выбору количества взаимодействующих неэргатических и эргатических элементов путем выстраивания итерационного процесса поиска с использованием оптимизационной модели в процессе имитационного моделирования цифровизированной организационной системы выполнения заказов потребителей.
Ключевые слова: цифровизированная организационная система, управление, человеко-машинная среда, имитационное моделирование, оптимизация
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.037
В статье исследуется проблема оптимизации систем управления реального времени, описываемых в рамках акторной модели. Проблема оптимизации формулируется в виде задачи оптимального конфигурирования цикла управления, т. е. распределения функциональных элементов-акторов по группам, потокам и последовательности исполнения. Предлагается алгоритм конфигурирования, который, хотя и не уменьшает количества анализируемых вариантов конфигурации, однако сокращает объем расчетов по каждому из вариантов. В дополнение к рассмотренным в предыдущих работах авторов вариантам оптимизации с ограничением по суммарной длительности цикла и с ограничением по ресурсам системы управления, в статье рассматривается задача уменьшения числа портов входа и выхода, через которые элементы-акторы обмениваются данными. Исследования показывают, что число портов может быть сокращено без ущерба функциональности системы управления. Это обусловлено последовательным характером выполнения элементов-акторов в рамках одной группы одного потока. В результате одни и те же порты ввода или вывода могут использоваться для связи элемента-актора с несколькими другими. Наряду с сопоставлением различных конфигураций цикла управления, задача снижения количества портов также может решаться за счет использования для связи элементов-акторов общей памяти. При построении системы управления согласно память-ориентированной архитектуре через высокоскоростную общую память передаются малые объемы данных, что снижает остроту проблемы образования очередей.
Ключевые слова: система управления, акторная модель, цикл, оптимизация, конфигурирование, портовость, память-ориентированная архитектура
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.51.4.038
Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки математической модели гемодинамики для пациентов детского возраста с врожденным пороком сердца, способной прогнозировать динамику параметров сердечно-сосудистой системы в процессе онтогенеза. Создание такой модели предоставляет возможность идентификации момента возникновения критических состояний и позволяет осуществлять превентивное планирование лечебных мероприятий, что в конечном итоге направлено на снижение показателей детской смертности. Методология прогнозирования состояния сердечно-сосудистой системы основана на применении многомасштабной по времени 0D модели кровообращения, учитывающей наличие дефекта межжелудочковой перегородки. В качестве входных данных используются клинически измеряемые параметры: давление в полостях левого и правого желудочков, минутные объемы кровотока в малом и большом кругах кровообращения, размер анатомического дефекта, а также возраст, пол и антропометрические показатели пациента. Для решения задачи был разработан квазистационарный подход, в рамках которого параметры модели изменяются в зависимости от возраста пациента в соответствии с экспоненциальными закономерностями. Для калибровки модели достаточно располагать актуальными значениями параметров у конкретного пациента и референсными значениями этих же параметров для усредненного индивида соответствующего пола в другой момент времени. Реализация предложенного метода позволяет оценивать состояние сердечно-сосудистой системы у детей с врожденным пороком сердца на любом этапе возрастного развития. Данная модель интегрируется в систему поддержки врачебных решений для оптимизации сроков хирургической коррекции. На основе прогностического потенциала модели была предложена и исследована методика расчета ключевых параметров гемодинамики. В качестве предикторов наступления критического состояния с заданной точностью предложены следующие критерии: отношение минутного объема кровотока в малом круге кровообращения к минутному объему кровотока в большом круге, а также отношение давления в левом желудочке к давлению в правом желудочке.
Ключевые слова: врожденный порок сердца, аппроксимация, экспоненциальный закон, математическое моделирование, сердечно-сосудистая система
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.039
Актуальность исследования обусловлена тем, что в условиях высокой конкуренции за квалифицированные кадры научно-исследовательские организации стремятся привлекать и удерживать талантливых работников. Эффективные системы мотивации, основанные на объективной оценке результативности, становятся важным инструментом для достижения этой цели. Интеллектуальные системы могут предоставлять руководству аналитические отчеты и рекомендации, основанные на данных, что способствует более обоснованному принятию решений в области мотивации и управления работниками. В связи с этим, статья направлена на разработку интеллектуальной системы оценки результативности трудовой деятельности работников научно-исследовательских организаций, которая представляет собой мощный инструмент для анализа и управления человеческим капиталом в организациях. Экспертный метод основан на привлечении квалифицированных специалистов, обладающих глубокими знаниями и опытом в соответствующей области, что позволяет повысить объективность и достоверность результатов оценки. В статье описываются преимущества и недостатки данного подхода. Также в работе предложено использование машинного метода обучения для оценки результативности труда научных работников по основным показателям результативности. Основными показателями результативности, выбранными для оценки трудовой активности, являются: научно-образовательная деятельность, научная работа, представление результатов, научно-организационная деятельность. Материалы, представленные в статье, будут актуальны и полезны для руководителей научно-исследовательских организаций.
Ключевые слова: результативность трудовой деятельности, экспертный метод оценки, машинное обучение, инновации, искусственный интеллект, моделирование данных, научные работники
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.035
В работе осуществлена структуризация на модельном уровне региональной организационной системы и управления ею при использовании результатов многолетней статистической информации для интеллектуальной поддержки принятия решений. Первая структурная модель позволяет оценить характер взаимодействия управляющего центра и компонентов организационной системы по используемым массивам информации статистического учета. Трансфер данных в форме временных рядов осуществляется по группам населения и территориальным образованиям региона. Структурная модель интеллектуальной поддержки принятия решений управляющим центром является составляющей структуры системы управления распределением ресурсного обеспечения. Для ее эффективного использования в качестве основы интеграции результатов предиктивного анализа в процессе принятия управленческих решений на основе оптимизационного моделирования предложено реализовать подсистемы двухуровневой интеллектуализации. Разработана алгоритмическая схема, обеспечивающая двухуровневую интеллектуализацию при принятии управленческих решений, объединяющая модули визуального и предиктивного анализа для последующего использования результатов машинного обучения прогностических моделей в экспертном оценивании и оптимизационном моделировании.
Ключевые слова: региональная организационная система, управление, статистический учет, предиктивный анализ, прогнозирование, оптимизация
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.029
Способ взаимодействия почв с электромагнитными полями определяет их отражательные свойства. С такими характеристиками могут быть связаны интенсивности протекающих реакций, тепловые режимы, спектральные характеристики внутри почв. На основе отражательных свойств можно проводить анализ в рамках картографирования и мониторинга почвенных покровов. Эффективность исследований зависит в значительной мере от того, как учитываются разные процессы, которые будут оказывать влияние на взаимодействие радиоволн с почвами. Это требует осуществления разработок соответствующих моделей. В работе рассматривается задача падения электромагнитной волны на слой почвы, под которым находится слой глины. Показано, как происходит процесс отражения и преломления электромагнитных волн. Рассмотрен случай Е- и Н-поляризации. Сформулирована краевая задача для процесса распространения электромагнитной волны с учетом соответствующих граничных условий. В ходе ее решения численным образом были реализованы расчеты коэффициентов преломления электромагнитной волны для двух поляризаций в зависимости от угла ее первоначального распространения при заданных значениях диэлектрической проницаемости почвы и глины. Рассматривался случай, когда влажность почвы менялась по высоте от минимального до максимального значения. Полученные модельные оценки для модуля и фазы коэффициента отражения влажного слоя почвы дают возможности для того, чтобы принимать проектные решения, связанные с расчетом суммарного сигнала в мобильной системе связи, и определять смещения почвенного покрова.
Ключевые слова: рассеяние электромагнитных волн, электромагнитное поле, коэффициент отражения, земная поверхность, почва, граничные условия
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.031
В работе рассматривается проблема оценки конфиденциальности данных при использовании модулей блокировки доступа к мобильным приложениям. Для примера были выбраны мессенджеры на платформе iOS17. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения уровня защиты пользовательских данных в условиях растущих угроз информационной безопасности. Основной целью является получение численной оценки. Достижение цели показано на примере сравнительного анализа конфиденциальности данных, обеспечиваемой средствами блокировки приложений VK, Telegram и WhatsApp. Для достижения цели использовались методы теоретико-множественного анализа и экспертных оценок. Были выделены ключевые параметры обеспечения конфиденциальности (тип и длина кода блокировки, использование биометрии, время автоблокировки и др.), нормализованные в диапазоне [0,10]. Итоговая оценка рассчитывалась как сумма значений частных показателей для каждого приложения. Результаты показали, что Telegram обеспечивает наиболее высокий уровень конфиденциальности благодаря возможности использования более сложных кодов блокировки и строгим настройкам защиты. VK уступает Telegram по ряду параметров, но демонстрирует лучшие результаты по сравнению с WhatsApp, если только все параметры не выключены принудительно. Выводы исследования могут быть применены для совершенствования механизмов защиты данных в мобильных приложениях, а предложенный подход – для дальнейших исследований в области информационной безопасности.
Ключевые слова: конфиденциальность данных, блокировка доступа, пин-лок, оценка конфиденциальности, безопасность мессенджеров, персональные данные, теоретико-множественный анализ, автоблокировка приложений, скрытие содержимого уведомлений, защита пользовательских данных
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.030
Исследование представляет собой оценку возможности построения системы выполнения функциональных тестов для задачи генерации исходного кода из изображения. Существует много различных метрик для оценки качества предсказанного нейронной сетью текста: от математических, таких как BLEU, Rogue, до таких, которые используют другую модель для оценки, как, например, BERTScore, BLEURT. Однако проблема генерации исходного кода программы состоит в том, что код представляет собой набор инструкций для выполнения определенной задачи. Актуальность состоит в том, что в публикациях, связанных с системой pix2code, отсутствовало упоминание об автоматизированной тестовой среде, которая сможет проверить соответствие полученного кода заданным условиям. В ходе проделанной работы была реализована подсистема, которая в автоматическом режиме может получить информацию о различиях между изображением, основанном на предсказанном коде, и изображении, основанном на эталонном коде. Также результаты работы этой системы сопоставлены с метрикой BLEU. Проведенный эксперимент позволяет сделать вывод о том, что значение BLEU и результаты выполнения тестов не имеют явной зависимости между собой, а значит, функциональные тесты необходимы для дополнительной проверки эффективности работы модели.
Ключевые слова: кодогенерация, изображение, машинное обучение, BLEU, функциональные тесты
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.038
Теория дискретной оптимизации играет важную роль в решении задач теории графов, таких как задача Штейнера. Она используется в транспортной инфраструктуре, логистике и проектировании коммуникационных сетей. Задача является NP-трудной, что требует применения эвристических методов, таких как генетические алгоритмы и искусственные нейронные сети. Для решения задачи Штейнера была выбрана графовая нейронная сеть (GNN). Архитектура GNN включает итеративное обновление признаков с использованием информации о смежных вершинах, что позволяет моделировать сложные зависимости в графах. Для агрегации информации применяется механизм передачи сообщений (MPNN), который обновляет состояние вершины, учитывая данные смежных вершин и ребер. Обучение модели осуществляется с использованием графов, сгенерированных с помощью эвристического алгоритма Мельхорна. В эксперименте показано, что GNN хорошо работает на графах, схожих с обучающими, но при увеличении размера входных графов метрики точности и полноты результатов значительно снижаются. Это снижение, скорее всего, связано с ограничениями механизма MPNN, который агрегирует информацию о соседних вершинах на ограниченном расстоянии. Графовые нейронные сети показывают высокий потенциал для задач на графах небольшой и средней размерности, особенно в анализе сложных систем, таких как беспроводные сети, где важны взаимосвязи между вершинами. Однако при увеличении размерности наблюдается снижение качества, что требует улучшений в алгоритмах агрегации и оптимизации.
Ключевые слова: задача Штейнера, графовые нейронные сети, теория графов, искусственные нейронные сети, алгоритм Мельхорна
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.028
В работе представлены результаты анализа влияния геометрических параметров насоса аппарата вспомогательного кровообращения на его гемолитические характеристики. Актуальность исследования обусловлена необходимостью модернизации существующих насосов, проектирования новых насосов, а также отсутствием исследований, устанавливающих закономерности между геометрией насосов и их гемолитическими характеристиками. Прототипом является осевой четырехлопастной насос аппарата вспомогательного кровообращения, который в настоящее время применяется в клинической практике. Для анализа использовано гидродинамическое моделирование течения жидкости в насосе в программном пакете OpenFOAM11 методом конечных объемов. Расчет произведен с использованием MRF, технологии NonConformalCoupling и модели турбулентности LowRe k-ω SST. Установлено, что уменьшение диаметра периферии, увеличение угла диагональности втулки и увеличение ее диаметра приводят к снижению суммарного индекса гемолиза для подачи 2,4 л/мин, а увеличение угла диагональности и уменьшение диаметра периферии приводят к снижению суммарного индекса гемолиза для подачи 5,4 л/мин. Материалы статьи представляют практическую ценность в проектировании и модернизации осевых насосов аппаратов вспомогательного кровообращения.
Ключевые слова: насос, вычислительная гидродинамика, аппарат вспомогательного кровообращения, гемолитические характеристики, индекс гемолиза, openFOAM, метод конечных объемов
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.036
В статье представлены результаты разработки экспериментального стенда электроимпедансной томографии легких новорожденных (стенда) и входящих в него герметичной упрощенной физической модели средостения новорожденного и неонатальной электродной системы. Он состоит из семи основных устройств, которые позволяют моделировать условия, близкие к клиническим. Герметичная упрощенная физическая модель средостения (фантом) изготовлена с учетом возможности размещения куклы-новорожденного. Конструкция выполнена с использованием технологий 3D-печати, оснащена системой управляемого воздухонаполнения областей легких, а также дренажем для удаления из фантома лишней проводящей среды. Предусмотрено три ряда электродов, обеспечивающих возможность проведения экспериментов по моделированию глобальной и регионарной вентиляции при различных расположениях электродной системы (ряда). Разработана и изготовлена неонатальная электродная система с металлическими электродами на гибком тканевом основании, предназначенная для использования в составе стенда. Эластичное основание позволяет подстраиваться под расположение электродов на фантоме. Экспериментальные исследования, выполненные с применением аппарата искусственной вентиляции легких для дыхательных объемов от 2 до 60 мл, подтвердили работоспособность стенда в целом, а именно чувствительность фантома и неонатальной электродной системы к изменениям объемов воздуха, а также чувствительность к режимам вентиляции новорожденных на аппарате искусственной вентиляции легких. Разработанные решения позволяют выполнять исследования и тестирование новых алгоритмов и методик в области электроимпедансной томографии легких новорожденных, а также использования для диагностики нарушения функций внешнего дыхания в области неонатологии.
Ключевые слова: экспериментальный стенд, средостение, модель, электроимпедансная томография, новорожденные, легкие
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.032
В статье рассматривается современное состояние технологий расширенной реальности и перспективы их глобального применения. Для создания глобальных распределенных сетей расширенной реальности необходимы общие подходы и стандарты, которые, в свою очередь, требуют методического обеспечения. Актуальность исследования обусловлена активным развитием технологий расширения реальности и необходимостью в создании простой и универсальной платформы для обмена иммерсивным содержимым. Авторами предлагаются методы классификации метапространств и объектов метапространств. На основе классификации и требований, предъявляемых к метапространствам, предложена модель хранения и базовая технология для создания языка разметки объектов метапространства. Предлагаемая схема является функционально-независимой и позволяет расширять язык разметки новыми компонентами. Предлагается модель для хранения объектов метапространства, основная задача модели – обеспечить потенциальную расширяемость. Полученные результаты могут стать основной для разработки языка разметки объектов метапространства и браузеров-интерпретаторов для различных носимых устройств. Схожесть разметки и подходов к отображению содержимого позволит в процессе разработки повторно использовать часть классической Internet инфраструктуры, например, серверной части. Предложенная классификация также позволит разделять носимые устройства по функциональным категориям, тем самым определяя их возможности с точки зрения интерпретации метапространств.
Ключевые слова: расширенная реальность, метапространство, дополненная реальность, гео-ориентированный AR интернет, иммерсивные технологии, XR, модель объекта мета-пространства, ERML
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.027
Внедрение технологий искусственного интеллекта (ИИ) в медицинскую практику требует тщательной оценки их эффективности, особенно для систем, работающих в автономном режиме. Предлагаемый в данном исследовании метод основан на синтезе требований национальных стандартов в области медицинского ИИ, разработанных экспертами Научно-практического клинического центра диагностики и телемедицинских технологий, и данных, полученных в рамках «Московского эксперимента» по внедрению инновационных технологий. Апробация проведена на трех программных продуктах ИИ, используемых для анализа флюорографических исследований в период с января по май 2023 года. Оценка включала анализ точности алгоритмов (чувствительность, специфичность), а также их эффективности в реальных клинических условиях. В исследовании приведен сравнительный анализ результатов с количественной интерпретацией данных. Наибольший акцент при оценивании был на обеспечении системой ИИ высокого уровня диагностической чувствительности, которая позволит в массовых профилактических исследованиях избавить врачей от рутинной монотонной работы. Разработанный метод продемонстрировал возможность комплексной оценки автономных систем ИИ, выявив различия в эффективности продуктов по ключевым метрикам. Предложенный метод позволяет систематизировать процесс валидации медицинских ИИ-решений, минимизируя риски их некорректного использования в условиях автономной работы. Результаты исследования могут быть применены для стандартизации оценки ИИ-инструментов в радиологии и других областях медицины, требующих высокого уровня надежности диагностики.
Ключевые слова: искусственный интеллект в медицине, автономные диагностические системы, оценка эффективности, лучевая диагностика, рентгенология
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.034
В статье представлен АВ анализ для выявления маркеров метаболического аргинин-зависимого старения среди клинико-диагностических параметров организма в группе из 32 пациентов в возрасте от 29 до 89 лет (14 мужчин и 18 женщин), которыми проходилось геропрофилактическое воздействие L-аргинином. До и после воздействия определялся биовозраст пациента на основе функциональных данных с помощью возраст- и пол-зависимых моделей, далее рассчитывалась разница между календарным и биологическим возрастом и оценивалось изменение этой разницы до и после воздействия (дельта воздействия). Выборка пациентов разделялась по величине дельты воздействия на 2 подгруппы: в первой группе выделены пациенты с эффектом омоложения, во второй группе собраны пациенты с ускорением старения или без значительных изменений дельты воздействия. АВ анализ проведен по клинико-диагностическим параметрам до воздействия пациентов первой и второй подгрупп. Для АВ анализа применялась комбинированная методика с использованием как статистических параметров, так и методов бустрапа. Выбор метода АВ анализа определялся свойствами распределения исследуемого клинического параметра, по которому шло сравнение подгрупп. Результаты анализа показали, что надежное, статистически значимое отличие подгрупп наблюдается по показателям: артериальное давление диастолическое (АДД) и ширина распределения тромбоцитов (RDW). В то же время по ряду показателей: общий белок, липопротеины низкой плотности (ЛПНП), альбумин, аланинаминотрансфераза (АЛТ), средний объем тромбоцитов (MPV), тест Векслера (ТВ), коэффициент атерогенности (КА) и Cholesterol – также наблюдаются статистически значимые отличия подгрупп пациентов, но они в силу малых размеров выборок сравниваемых подгрупп, могут быть ложноположительными.
Ключевые слова: АВ анализ, бутстрап, доверительные интервалы, геропрофилактическое воздействие, прогнозирование эффективности лечения, биовозраст
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.021
В работе рассматривается задача воспроизведения процесса покупок объектов недвижимости, решение которой позволит проверять как существующие, так и будущие алгоритмы динамического ценообразования, строить предсказания предпочтений покупателей и формировать кривую спроса. В качестве решения предлагается использовать подход, основанный на использовании моделей дискретного выбора, которые широко представлены в экономической литературе и имеют обширный круг приложений в области изучения потребительского поведения и предпочтений на конкурентных рынках. В данной работе излагается новая модель дискретного выбора, использующая нейронную сеть для формирования полезности объекта недвижимости. Предлагается подход к обучению модели через сиамские нейронные сети. Также в статье предложена нестандартная архитектура основной нейросети, позволяющая избежать потери сходимости при ее обучении. В работе проводится симуляция процесса покупки объектов недвижимости с помощью классических моделей, основанных на логистической регрессии со случайными коэффициентами, и с помощью нейросетевой модели, а также проведено их сравнение. В результате численных экспериментов показано заметное преимущество предложенного нейросетевого подхода. С помощью пермутационного теста доказана статистическая значимость полученных результатов.
Ключевые слова: модель дискретного выбора, сиамские нейросети, процесс продаж, недвижимость, предпочтения покупателей, эконометрическое моделирование
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.033
В статье рассматривается проблематика построения отраслевой информационной системы поддержки принятия решений для функционирования в сфере образования и профориентации в условиях ограниченного количества данных. Поддержка принятия решений осуществляется при выборе инженерных профессий и определении склонностей обучающихся к деятельности в инженерно-технической сфере. Для формализации склонностей обучающихся предложены ключевые факторы и оценочные характеристики, позволяющие сделать обоснованные выводы, опираясь на информацию, доступную в рамках цифровой образовательной среды. Факторы представлены с учетом возможности получения их значений с использованием иммерсивных технологий и цифровых образовательных продуктов. В рамках исследования получена обобщенная математическая модель, позволяющая представить выраженность ряда параметров и сопоставить их с дальнейшей профессиональной траекторией обучающегося. Для модели представлены индексы и оценки значимости рассматриваемых параметров при прогнозе, также предложены способы включения в систему поддержки принятия решений различных вариантов оценки выраженности. В группы параметров для модели включены как результаты психологической диагностики, так и результаты образовательной деятельности. Также представлено приложение обобщенной модели к профессии горнодобывающей отрасли на основе проведенных коллективом авторов тестирований, включая опорную группу представителей профессиональной среды.
Ключевые слова: системы поддержки принятия решений, прогнозирование, математическое моделирование, модель данных, цифровая среда, профориентация
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.025
В статье рассмотрены вопросы автоматизации функционала приемной кампании образовательной организации высшего образования, в частности, вопросы, связанные с введением приоритетов зачисления. Абитуриент подает заявление о приеме на программы высшего образования. В нем он обозначает отдельные конкурсные группы и приоритеты зачисления по каждой из них. Исходя из представленной информации, образовательная организация высшего образования определяет высшие приоритеты для дальнейшего зачисления абитуриентов. Представленный в данной статье комплекс программ является актуальным инструментом решения задачи автоматического определения высших приоритетов. Разработанный авторами комплекс состоит из двух подпрограмм. Каждая подпрограмма содержит свой собственный реализованный алгоритм. Одним из алгоритмов для решения поставленной задачи является алгоритм на основе использования метода «грубой силы» (метода полного перебора). Данный метод доказал свою простоту в реализации и читаемость кода. Также в комплексе программ реализован алгоритм Гейла-Шепли. Он характеризуется поиском устойчивых паросочетаний между двумя группами участников. В рамках данной статьи подробно представлены основные этапы работы комплекса программ. В завершение авторами проанализированы полученные результаты реализованных алгоритмов. Сделан вывод об эффективности алгоритмов. Полученные в статье результаты в виде комплекса программ предложено использовать сотрудникам приемных комиссий образовательных организаций высшего образования при проведении нового набора в части автоматизации определения высших приоритетов абитуриентов в конкурсных списках.
Ключевые слова: комплекс программ, метод «грубой силы», алгоритм Гейла-Шепли, приемная кампания, приемная комиссия, абитуриент, приоритет, зачисление, устойчивые паросочетания