Работая с нашим сайтом, вы даете свое согласие на использование файлов cookie. Это необходимо для нормального функционирования сайта, показа целевой рекламы и анализа трафика. Статистика использования сайта отправляется в «Яндекс» и «Google»

Понятно

Научный журнал Моделирование, оптимизация и информационные технологииThe scientific journal Modeling, Optimization and Information Technology

cетевое издание
issn 2310-6018

отправить
статью

метаданные статей за последние 2 года

Прогноз общей онкологической заболеваемости в регионах и муниципалитетах России на основе многофакторной модели

2023. T.11. № 1. id 1286

Степанов В.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.022

В работе исследуется вопрос о связи общей заболеваемости онкологическими патологиями на территории региона с возрастным составом населения и набором эколого-гигиенических переменных. Показано наличие зависимости между распространенностью этой патологии на территории и лаговыми значениями переменных. Комплекс факторных объясняющих переменных содержит показатель загрязненности атмосферного воздуха в поселениях территории, качественную переменную по степени ее техногенного загрязнения, удельный объем сброса загрязненных сточных вод, уровень концентраций бенз(а)пирена и долю пожилого населения. На этой основе построена эконометрическая модель, имеющая высокое статистическое качество: коэффициент детерминации выше 95 %, ошибка аппроксимации ниже 3 %. Один из факторов был ординального типа, поэтому получилась модель регрессии с переменной структурой, содержащая фиктивные переменные. Параметры модели оценивались методом наименьших квадратов по панельным данным за 2017-18 гг. Эти данные включали наблюдения с контингентами больных раком в каждом регионе и факторные переменные. Наличие лагов у последних позволяет прогнозировать численность контингента лиц, страдающих опухолями любой локализации, с горизонтом планирования в 1 год. Такие прогнозы выполнялись как на уровне регионов, так и в разрезе муниципальных образований. На основе полученного уравнения можно принимать научно-обоснованные управленческие решения, направленные на профилактику онкологической заболеваемости населения на конкретной территории, а также строить имитационные модели агентного типа.

Ключевые слова: модель регрессии, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение сточными водами, бенз(а)пирен, техногенное загрязнение, курение, злокачественные новообразования, регион, муниципальное образование

Исследование влияния агрессивного поведения несовершеннолетних на их девиантность на основе метода Басса-Дарки путем построения нечеткой продукционной системы

2023. T.11. № 1. id 1284

Гиш А.З. Коваленко А.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.009

Проблема профилактики девиантного поведения несовершеннолетних является особо актуальной в настоящее время в связи с отношением данной возрастной группы к числу наиболее социально-уязвимых категорий. В целях идентификации девиации подростков необходимо проведение работы по анализу и выявлению проявлений их агрессивного поведения. Данное исследование основывается в определении предрасположенности к развитию агрессивного поведения на основе метода Басса-Дарки. В статье рассмотрены 10 факторов, выделенных авторами данной методики. Предложен пятиуровневый классификатор для входных и выходных факторов нечеткой продукционной системы. Функции принадлежности подобраны путем применения метода экспертных оценок, отражающих компетентное мнение специалиста относительно принадлежности элементов терм-множеству. Определены нечеткие правила, в качестве которых были внесены данные о результатах прохождения теста несовершеннолетними в возрасте 14-15 лет, а также дополненные нами для полноты системы. В целях уменьшения количества нечетких правил и обеспечения в ней непротиворечивости сформирована иерархическая структура входных факторов. В результате создана интеллектуальная система, а именно нечеткая продукционная модель девиантного поведения несовершеннолетних «Deviance level BD», которая может быть использована для профилактики девиантного поведения несовершеннолетних, а также анализа и выявления проявлений их агрессивного поведения для предупреждения совершения ими преступных действий.

Ключевые слова: нечеткая продукционная система, нечеткая модель, девиантное поведение, метод Басса-Дарки, пятиуровневый классификатор, терм-множество, функция принадлежности, нечеткие правила

Модель распознавания дыма на открытой местности с использованием сверточной и рекуррентной нейронной сети

2023. T.11. № 1. id 1282

Шестаков Д.А. Шагрова Г.В. Струкова В.Г. Доронин В.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.027

Своевременное обнаружение источника возгорания является важным вопросом защиты людей, животных и обширных территорий от пожаров. Актуальность исследования обусловлена тем, что существующие системы визуального обнаружения дыма имеют ряд недостатков, которые не позволяют эффективно применять их на практике. Система наблюдения должна полагаться на визуальные характеристики, и часто ошибочно определяет туман и облака как дым. Целью исследования является повышение эффективности обнаружения дыма за счет использования усовершенствованной модели детектора дыма на основе нейронной сети «You-Only-Look-Once» и классификатора с долговременной кратковременной памятью (LSTM). Основными задачами исследования являются: структурное описание предлагаемой модели обнаружения дыма, математическое описание обучаемой модели и проведение сравнительного анализа с существующими моделями нейронных сетей. Путем изменения структуры LSTM достигается уменьшение количества слоев и ячеек, сохраняется производительность исходной LSTM. Предложенный метод обеспечивает уменьшение количества параметров в несколько раз и более быстрое время обработки на используемом наборе данных. В статье приводятся результаты производительности систем искусственного интеллекта для сравнительного анализа кандидатов нейронных сетей в модель распознавания дыма.

Ключевые слова: обнаружение дыма, обнаружение возгораний, классификация объектов, нейронные сети, обработка изображений

Ситуационно-ориентированные базы данных: верификация электронных подписей гетерогенных документов в RESTful веб-сервисе

2022. T.10. № 4. id 1281

Гусаренко А.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.019

Ориентируясь на современные условия в области обработки гетерогенных данных на базе ситуационно-ориентированного подхода, возникает задача использования в процессе эксплуатации информационных систем с реализованными криптографическими технологиями. Одним из примеров таких реализаций являются сервисы и микросервисы, доступные через сеть Интернет, они предоставляют возможности за счет опубликованного API пользоваться своими возможностями в целях проверки подлинности усиленной цифровой подписи документа. В ситуационно-ориентированных базах данных (СОБД) нет своего собственного удостоверяющего центра и функциональности, связанной с шифрованием, но есть возможности для работы с RESTful-сервисами за счет установления сетевого подключения. Таким образом, представляется исследовательский интерес к модельно-ориентированной обработке гетерогенных документов в криптографических сервисах и получение из них результатов. Для задействования криптографических веб-сервисов в состояниях модели потребуется проработка и модификация иерархической ситуационной модели СОБД с целью ее обеспечения возможностями работы с такими сервисами, где потребуется проверка подлинности токенов авторизации и работа с несколькими точками входа одновременно. Модель должна быть структурированной также за счет использования специализированных элементов и методов. Задействование таких сервисов может решить задачу проверки гетерогенных документов: вне зависимости от того, были ли они подписаны усиленной квалифицированной электронной цифровой подписью, результатом будет получение отчета о проверке так называемого протокола и сохранение его в базе данных. Такая исследовательская задача ранее не рассматривалась с научно-технических позиций в рамках проекта СОБД, на данный момент существуют возможности для создания средств и методов модели для решения этой задачи и действующая информационная система курсового проектирования, базирующаяся на СОБД. Развивая предложенные средства СОБД, появляется возможность создавать приложения с функциями верификации гетерогенных документов в криптографических веб-сервисах и при этом уменьшать трудоемкость при разработке таких приложений.

Ключевые слова: ситуационно-ориентированная база данных, встроенная динамическая модель, гетерогенные источники документов, JSON, электронная цифровая подпись, верификация, RESTful-сервисы

Автоматизация выращивания агрокультур в стационарном компактном тепличном комплексе с контролируемым микроклиматом на базе гидропонной системы

2023. T.11. № 1. id 1280

Левоневский Д.К. Рябинов А.В. Жукова Н.А. Ковалевский В.Э.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.029

В настоящее время в сельском хозяйстве активно идет автоматизация процессов производства. Решения в области автоматизации сельского хозяйства позволяют сократить затраты времени и средств на производство продуктов питания и уменьшить влияние человеческого фактора – ошибок, которые могут повлечь гибель культур и нанести существенный урон предприятию. В статье рассматривается вопрос автоматизации и моделирования технологических процессов выращивания агрокультур в стационарном компактном тепличном комплексе с контролируемым микроклиматом на базе гидропонной системы. Представлена схема и модель поведения подобного комплекса, который позволяет производить циклическое выращивание путем периодического подтопления грунта питательным раствором, очищаемым с помощью биофильтра. Для моделирования поведения мини-теплицы использованы диаграммы состояний в нотации UML. Рассмотрена задача оценки работоспособности подобных модулей и фиксации нарушения технологических процессов выращивания на основе собранных данных. Использованы методы машинного обучения для оценки и прогнозирования климатических параметров в установке. Применение этих методов позволяет выполнять проактивный контроль технологических процессов в теплице, обеспечивать четкое соблюдение регламентов выращивания и экономно использовать ресурсы. Дальнейшие исследования предполагают построение метода проактивного контроля соблюдения технологических процессов на основе их формальных моделей.

Ключевые слова: умное сельское хозяйство, киберфизические системы, автоматизированная теплица, моделирование поведения, автоматизированная система управления технологическим процессом

Моделирование и визуализация теплогидравлических процессов при воздействии внешних динамических сил

2023. T.11. № 1. id 1275

Сатаев А.А. Андреев В.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.004

В статье рассматривается актуальная проблема учета воздействия внешних динамических сил на теплогидравлические процессы. К ним относятся процессы естественной циркуляции, перемешивания теплоносителя в оборудовании ядерных энергетических установок, процессы сепарации пара, режимы работы систем подогрева высоковязких сред, работа абсорбционных холодильных приборов, установленных на малых и больших морских судах. Ведущим подходом к исследованию данной проблемы является экспериментальный метод, позволяющий комплексно рассмотреть данные процессы на мелкомасштабных моделях. Для этого был разработан экспериментальный стенд оригинальной конструкции. Параметры, полученные в ходе работы, были визуализированы и преобразованы в графические изображения, которые анализировались с помощью библиотеки компьютерного зрения с открытым исходным кодом OpenCV. Предложен новый метод визуализации процессов смешения неизотермических течений, результатом применения которого явились интегральные и локальные характеристики данного процесса. Из полученных результатов заметно, что режимы периодической качки и статического крена оказывают существенное влияние на процессы смешения неизотермических потоков теплоносителя. Проанализировав полученные графические изображения, были выявлены области неравномерного перемешивания, находящиеся в прямой корреляции с условиями внешних динамических воздействий. Апробированные в процессе исследования процессов смешения неизотермических потоков методики могут быть использованы и в других приложениях для решения схожих задач.

Ключевые слова: визуализация, теплогидравлические процессы, внешние динамические силы, качка, экспериментальное моделирование, ядерная энергетическая установка, openCV, смешение

Алгоритмизация процесса многовариантной структуризации в цифровизированных организационных системах

2023. T.11. № 1. id 1274

Рындин Н.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.005

Актуальность исследования обусловлена проблемой повышения эффективности управления в организационных системах, использующих цифровую среду для хранения и обработки информации о параметрах и характеристиках таких систем. В статье рассматриваются вопросы алгоритмизации процесса многовариантной структуризации в цифровизированных организационных системах двух типов: многообъектной и автономной. Приводятся основные характеристики процесса многовариантной структуризации, формулируются оптимизационные модели для решения задач основных этапов многовариантной структуризации. Доказывается, что показатели эффективности организационной системы зависят от выбранных реализаций компонентов развивающейся цифровой среды. При этом наличие экстремальных и граничных требований приводит к задачам однокритериальной или многокритериальной оптимизации с ограничениями. Строятся оптимизационные модели распределения ресурсного обеспечения на поддержание функциональности и развитие компонентов цифровой среды. Формулируются основные алгоритмические процедуры поиска оптимальных решений и дается оценка сочетаемости вариантов структур среды. Приводится последовательность реализации этапов многовариантной структуризации в виде структурной схемы взаимодействия этих этапов. Показываются особенности использования аппарата многовариантной структуризации для оптимизации характеристик цифровизированных систем на примере организационной системы агропромышленного предприятия. Алгоритмизация процесса многовариантной структуризации позволяет реализовать этот аппарат в информационной системе управления и обеспечить выполнение заданных требований к системе.

Ключевые слова: организационные системы, цифровая среда, управление, многовариантная структуризация, оптимизация, агропредприятие

Интеллектуальная поддержка обнаружения инцидентов информационной безопасности

2023. T.11. № 1. id 1271

Токарев В.Л. Сычугов А.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.006

Актуальность исследования обусловлена необходимостью автоматизации процессов обнаружения и идентификации инцидентов информационной безопасности для своевременного запуска процессов реагирования, что, в свою очередь, позволит снизить влияние как преднамеренных, так и случайных инцидентов информационной безопасности на защищенность информации в автоматизированных системах различного назначения. В основу предлагаемых решений положены методы искусственного интеллекта, а в качестве выстраиваемого средства интеллектуальной поддержки обнаружения инцидентов информационной безопасности – система поддержки принятия решений. В статье предложены модели, математические зависимости и методы решения задач автоматического обнаружения, идентификации инцидентов информационной безопасности, а также их локализации, для чего, среди прочего, используется теория нечетких множеств. Рассмотрены возможные стратегии локализации инцидентов ИБ. Сформулированы процедуры реагирования на инциденты информационной безопасности, а также их ликвидации, что, в свою очередь, позволяет строить системы интеллектуальной поддержки решения задачи оперативного обнаружения инцидентов информационной безопасности. Приведены примеры событий. Материалы статьи представляют практическую ценность при построении систем превентивной защиты информации, что является на сегодняшний день одним из перспективных направлений теории и практики обеспечения защиты информации.

Ключевые слова: инциденты информационной безопасности, превентивная защита информации, системы искусственного интеллекта, математическая логика, автоматизированные системы

Моделирование условий регулярности соблюдения лечебных рекомендаций на амбулаторном этапе пациентами кардиологического профиля с помощью интеллектуальной технологии «дерево решений»

2022. T.10. № 4. id 1270

Гафанович Е.Я. Соколов И.М. Конобеева Е.В. Каширина И.Л. Фирюлина М.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.011

Работа посвящена использованию интеллектуальной технологии «дерево решений» для построения модели классификации условий регулярности соблюдения лечебных рекомендаций пациентами кардиологического профиля. Машинное обучение значимости признаков древовидной структуры проводилось с использованием статистической выборки, сформированной на основе исследования 69 пациентов, проходивших лечение в кардиологическом отделении и наблюдавшихся в течение 6 месяцев после выписки. Для построения «дерева решений» использованы входные данные: возраст; пол; социальный статус; причины госпитализации; характеристика перечисленных заболеваний, тактики лечения, причин пропуска приема препаратов, степени использования наглядных рекомендаций. В качестве выходных данных использовано регулярное / нерегулярное соблюдение рекомендаций в течение 6 месяцев после выписки. Построено «дерево решений», отражающее условия, которые влияют на приверженность приему препаратов после выписки. Анализ влияния градаций факторов в точках ветвления позволит сформировать условия регулярности соблюдения назначенного медикаментозного лечения в виде их сочетания на каждой ветви дерева решений. Оценивание значимости признаков, связанных с факторами влияния, проводилось по величине индекса Джини. Интеллектуальная технология выделила детерминирующие исход факторы: выдача наглядных рекомендаций, пропуск препаратов по причине забывчивости, самочувствие, социальный статус, изменения терапии, возраст пациентов, стаж АГ.

Ключевые слова: моделирование, классификация, интеллектуальная технология «дерево решений», индекс Джини, регулярность приема препаратов

Определение скорости стабилизации решения одной начальной задачи для уравнения теплопроводности

2022. T.10. № 4. id 1268

Рябенко А.С. Тран З.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.014

Дифференциальные уравнения интенсивно применяются в качестве моделей широкого круга естественнонаучных задач. Для большинства дифференциальных уравнений не удается получить решения в квадратурах, выраженных через элементарные или специальные функции, а если и удается, то зачастую представления этих решений очень громоздки, что затрудняет их практическое использование. Поэтому очень остро стоит вопрос об отыскании простых формул, которые с достаточной степенью точности описывают качественное поведение решений дифференциальных уравнений на некотором интервале изменения независимой переменной. Для определения качественного поведения решений дифференциальных уравнений на некотором интервале изменения независимой переменной используются асимптотические методы. Асимптотические методы более предпочтительны, чем численные методы, когда нужно знать поведение решения дифференциального уравнения, рассматриваемого на неограниченном интервале. Это объясняется тем, что невязка решения дифференциального уравнения (модуль разности истинного решения и численного решения) обычно оценивается сверху через величину, пропорциональную длине интервала, на котором применяется численный метод. В работе рассматривается одномерная задача Коши для неоднородного уравнения теплопроводности с однородным начальным условием. Используя явное представление решения задачи Коши, была построена точная равномерная оценка и точная поточечная оценка скорости стабилизации решения задачи Коши к нулю при большом времени.

Ключевые слова: распределение тепла, стабилизация решения, поведение по времени, асимптотика по времени, уравнение теплопроводности, оценка по времени, асимптотика на бесконечности

Гибридная система обнаружения атак на основе комитета классификаторов

2022. T.10. № 4. id 1267

Васильев В.И. Вульфин А.М. Гвоздев В.Е. Шамсутдинов Р.Р.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.020

В статье проанализированы вопросы обнаружения сетевых атак на системы промышленного Интернета вещей (Industrial Internet of Things, IIoT), рассмотрены существующие подходы к обнаружению таких атак, основанные на применении методов искусственного интеллекта. Подчеркнут высокий интерес к интеграции машинного обучения и методов искусственного интеллекта в составе гибридных систем. Такая интеграция позволяет компенсировать недостатки одних алгоритмов преимуществами других. Целью работы является повышение эффективности обнаружения сетевых атак. В статье предложено применение многоуровневой гибридной системы обнаружения атак на IIoT, основанной на комбинации нескольких классификаторов в составе комитета, включающего искусственную иммунную систему, многослойный персептрон, алгоритм случайного леса. Выбор этих классификаторов обусловлен их высокой эффективностью решения задач классификации, а также способностью искусственной иммунной системы обнаруживать неизвестные сетевые атаки. Решение принимается в результате вывода каждого эксперта (классификатора) на основе голосования. В соответствии с теорией присяжных Кондорсе такой подход обеспечивает более точный результат. Для проведения вычислительных экспериментов по оценке эффективности предлагаемой системы использовался набор данных сетевых соединений NSL-KDD. Результаты экспериментов демонстрируют высокую эффективность предлагаемой гибридной системы обнаружения атак на основе комитета классификаторов.

Ключевые слова: информационная безопасность, промышленный Интернет вещей, система обнаружения атак, сетевая атака, NSL-KDD

Синтез модели получения характеристик эффективности комплексной системы безопасности на базе метода анализа иерархий

2023. T.11. № 1. id 1266

Лубенцов А.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.030

Работа посвящена системному анализу проблем синтеза комплексных систем безопасности. Представлен анализ подходов к оценке эффективности систем безопасности. Разбираются основные критерии эффективности и параметры функционирования комплексных систем безопасности, предложен их системный анализ. Получен результат анализа требований к эффективности и анализ задач эффективности систем безопасности. Определены основные целевые функции комплексных систем безопасности. Обосновывается положение о технической и экономической эффективности. Оценка этих функций по представленным параметрам. Приводится системный анализ определения термина «эффективность» в руководящих документах. Обоснована оптимальность использования Метода Анализа Иерархий. Доказано, что в Методе Анализа Иерархий достаточно много субъективизма, и предложено его уменьшить. Оригинальный метод делится на две части: первая – субъективная (выбор критериев и решений и их ранжирование); вторая – объективная (расчет параметров влияния и элементов матриц), не зависящая от решений человека. В реализации первой части метода результаты сильно зависят от лица, принимающего решение. Предложен модифицированный (каскадный) метод анализа иерархий, изложена модель расчетов. В этом случае образуются 3 группы: независимые эксперты, руководители объекта и пользователи (специалисты, эксплуатирующие объект после внедрения). Они совместно выбирают список решений (модификаций) и список критериев, но ранжирование каждая группа проводит по-своему, и матрицы каждая группа составляет на свое усмотрение. Обосновано приоритетное применение каскадного метода анализа иерархий. Приводятся обобщающие выводы по рассмотренным характеристикам.

Ключевые слова: безопасность, риск, характеристики эффективности, метод анализа иерархий, целевая функция системы безопасности

О подходе к обеспечению транзитивности свойств в веб-онтологиях

2022. T.10. № 4. id 1265

Шульга Т.Э. Сытник А.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.009

Статья посвящена проблемам представления знаний в виде веб-онтологий. Актуальность исследования обусловлена двумя факторами. С одной стороны, в рамках развития концепции семантического веба за последние годы создано большое число OWL-онтологий и RDF-наборов данных. С другой стороны, язык OWL имеет ряд ограничений, которые не всегда позволяют представить знания предметной области адекватно. Например, SPARQL-запросы, использующие транзитивные свойства языка OWL, могут создавать своего рода «петли» и возвращать некорректную информацию. В данной статье показано, что в некоторых случаях предпочтительно отказаться от использования транзитивности свойств в онтологии, и предложен алгоритм обхода связанных сущностей, позволяющий решить проблему «петель». В качестве примера, иллюстрирующего эту проблему, рассматривается веб-приложение «Направления подготовки высшего образования РФ». Приложение разработано на основе RDF-набора данных, который содержит информацию из официальных открытых документов Министерства образования и науки РФ за период с 2001 года до наших дней о научных специальностях, направлениях подготовки бакалавров, магистров и аспирантов, специальностях высшего образования РФ. Для установления соответствия между специальностями, действующими в РФ в разные годы, в RDF-наборе данных используется транзитивное свойство equalsTo. Хотя разработанный алгоритм сформулирован и использован в терминах конкретной предметной области для решения проблемы отдельного приложения, он достаточно универсален и может быть применен веб-разработчиками для решения проблемы транзитивности в RDF-наборах данных других предметных областей.

Ключевые слова: транзитивность объектных свойств, веб-онтология, OWL-онтология, RDF-набор данных, семантический веб, рекурсивный алгоритм, связанные специальности

Выявление технологической взаимодополняемости предприятий на основе анализа патентного массива

2022. T.10. № 4. id 1264

Коробкин Д.М. Фоменков С.А. Колесников С.Г. Безрученко А.Ю.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.010

Технологическая взаимодополняемость (комплементарность) играет все более важную роль в принятии стратегических решений о том, с какими партнерами вести бизнес, а также для расширения разнообразия инновационной деятельности путем создания альянсов или слияний. Современные количественные измерения взаимодополняемости технологий в значительной степени основаны на исследованиях, основанных на патентных классификационных кодах. Однако этот подход игнорирует конкретные технологии в той или иной области и, следовательно, полученные результаты являются лишь общими указателями. Предлагается разработать подход к количественному измерению комплементарности технологий предприятий на основе статистического машинного анализа патентного массива. Целью исследования является разработка технологии кластеризации документов патетного ведомства США USPTO (United States Patent and Trademark Office) и выявления технологической взаимодополняемости предприятий на основе сравнения кластерной информации. Теоретическая ценность заключается в разработанных алгоритмах парсинга патентов; кластеризации патентного массива на основе метода hLDA (Hierarchical Latent Dirichlet Allocation, иерархическое латентное размещение Дирихле); формирования матрицы «Предприятия – Кластеры (Темы)»; визуализации связей предприятий в кластеризованном патентном пространстве. Практическая значимость работы заключается в разработанном программном приложении выявления технологической взаимодополняемости предприятий, эффективность работы которого была проверена на ряде тестовых примеров.

Ключевые слова: патент, USPTO, технологическая взаимодополняемость, кластеризация, hLDA

Решение системных проблем при разработке и развитии WEB-приложений с помощью MODx-концепции

2023. T.11. № 1. id 1257

Гутовский И.Д. Добрынин В.Н. Минзов А.С. Подгорный С.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.013

Существующие CMS, вне зависимости от их сложности и направленности, можно разделить на две группы: одна придерживается MODx-концепции, другая – нет. В статье описаны проблемы разработки и развития WEB-приложений, характерные для стандартных CMS. Рассмотренные в статье проблемы затрагивают всех участников WEB-разработки. Проблема кардинальной смены интерфейса заключается в необходимости постоянного изменения интерфейса при изменении какого-либо функционала системы, даже не связанного с изменяемой частью интерфейса. Такая смена требует существенных затрат, как со стороны WEB-разработчиков, так и со стороны пользователей. Проблема отсутствия преемственности API в стандартных CMS связана с отсутствием принципа атомарности сущностей. Отсутствие преемственности API приводит к существенным затратам, связанным с развитием CMS. Проблема стыковки различных приложений возникает из-за сильной связности компонентов CMS, что, в свою очередь, не дает возможности гибко настроить систему для генерации содержимого с необходимыми для стыкуемых приложений параметрами. Проблема конфликта модулей WEB-приложений связана с несистематической зависимостью компонентов CMS. В проблеме безопасности WEB-приложений существенную роль играет невозможность переопределения клиентской части и негибкая файловая иерархия CMS. Проблема масштабируемости WEB-приложений прежде всего связана с отсутствием независимости от адресов файловой системы у стандартных CMS. В статье авторы дают обоснования для применения MODx-концепции коллективом разработчиков на стадиях проектирования и эксплуатации WEB-приложений, что позволяет решить вышеперечисленные проблемы.

Ключевые слова: CMS, MODx, шаблон, верстка, установка, MODx-концепция, сайт, содержимое, WEB-сайт, WEB

Скрытая марковская модель системы массового обслуживания GI/G/2/0 с потерями

2022. T.10. № 4. id 1256

Сидоров С.М. Обжерин Ю.Е.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.012

Полумарковские процессы широко применяются для моделирования систем массового обслуживания. Актуальность исследования обусловлена расширением возможностей анализа и функционирования систем массового обслуживания, для которых построены полумарковские модели, применением к ним теории скрытых марковских моделей. В связи с этим, в данной статье рассмотрено применение аппарата теории скрытых марковских моделей к системе массового обслуживания с потерями, описываемой полумарковским процессом с фазовым пространством состояний общего вида. Это позволяет не только уйти от экспоненциального закона распределения времен обслуживания и потока заявок при описании системы, но и решать задачи прогнозирования и оценки состояний и сигналов, корректировки модели в процессе функционирования системы. Для перехода к конечному множеству состояний полумарковской модели применяется стационарное фазовое укрупнение. В качестве иллюстрирующего примера в статье построена укрупненная полумарковская модель системы массового обслуживания GI/G/2/0 с потерями. На ее основе разработана скрытая марковская модель, для которой решаются задачи анализа динамики и прогнозирования состояний. Проводится уточнение параметров скрытой марковской модели, используя алгоритм Баума-Велша, определена наиболее вероятная последовательность смены состояний системы по полученному вектору сигналов.

Ключевые слова: скрытая марковская модель, система массового обслуживания, GI/G/2/0 с потерями, укрупненная полумарковская модель, прогнозирование состояний

Метод расчета и анализа доступности ИТ-сервисов для событийно-ориентированных систем зонтичного мониторинга

2022. T.10. № 4. id 1255

Каменев А.С. Сахаров Ю.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.015

Статья посвящена проблеме определения и дальнейшей интерпретации ключевого показателя при управлении информационными услугами: доступности ИТ-сервисов. Актуальность исследования обусловлена нарастающей цифровой трансформацией всех отраслей экономики, да и жизни человека в целом, результатом которой стала прямая зависимость показателей деятельности предприятий и организаций от качества ИТ-услуг. При этом ввиду постоянных технологических изменений отраслевые стандарты управления информационными услугами зачастую носят рамочный характер. В связи с этим, данная статья направлена на дальнейшее раскрытие определения доступности ИТ-сервисов: в работе формулируются принципы составления метрики доступности, свободной от негативного «watermelon» эффекта, а также предлагается разработанный на их основе метод расчета и анализа доступности ИТ-сервисов, адаптированный для использования в событийно-ориентированных системах зонтичного мониторинга. Делается вывод о возможности использования предложенного метода не только для оценки доступности, но и поиска коренных причин инцидентов, а также при разработке и внедрении систем поддержки принятия решения для управления информационными услугами. Материалы статьи представляют практическую ценность как для инженеров, обслуживающих современную сложную ИТ-инфраструктуру крупных предприятий, так и для управленческого персонала таких организаций. Описанный метод используется в модуле отчетности коммерческого программного продукта: программной платформы сбора, анализа и управления процессами «MONQ», внедренного рядом крупных российских предприятий и государственных организаций.

Ключевые слова: ITSM, доступность, система мониторинга, ИТ-сервис, ресурсно-сервисная модель, система управления услугами, ITIL

Подход к управлению виртуальной компьютерной лабораторией на основе концептуальной модели операционных рисков

2023. T.11. № 1. id 1254

Живетьев А.В. Подгорный С.А. Токарева Н.А. Черемисина Е.Н. Белов М.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.001

Статья посвящена совершенствованию системы управления учебным дата-центром «Виртуальная Компьютерная Лаборатория» на основе концептуальной модели операционных рисков. Виртуальная Компьютерная Лаборатория представляет собой интегрированный комплекс аппаратных и программных средств виртуализации и контейнеризации, в форме облачных сервисов с интегрированной системой управления знаниями. Виртуальная Компьютерная Лаборатория используется для освоения многокомпонентных информационных систем и формирования набора сложных знаний, умений и навыков у учащихся в области ИТ в рамках аудиторной и самостоятельной практической работы. Система управления знаниями и принципы самоорганизации, заложенные в основу Виртуальной Компьютерной Лаборатории, позволяют сформировать однородную образовательную среду. Для надежного функционирования Виртуальной Компьютерной Лаборатории с минимальным количеством простоев выполнен анализ влияния рисков на ее работу, а также предлагается подход к созданию системы управления рисками. Рассматриваемый в статье подход позволяет лучше оценивать узкие места Виртуальной Компьютерной Лаборатории и комплексно решать ключевые проблемы, увеличивать время доступности, улучшать качество ее работы и уменьшать количество сбоев за счет использования превентивных механизмов, успешно выявлять риски, которые в наибольшей степени влияют на результаты ее работы и разрабатывать эффективную систему мероприятий по их минимизации. В статье подробно рассматриваются такие элементы риск-менеджмента, как определение и оценка рисков, стратегическое управление рисками, мониторинг и анализ рисков, обеспечение безопасности и управление изменениями.

Ключевые слова: образование, информационные технологии, виртуальная Компьютерная Лаборатория, управление рисками, риск менеджмент, операционные риски, управление социотехническими системами на основе модели рисков, цифровая трансформация, облачный дата-центр, современные методы управления

Реализация алгоритма адаптивного диаграммообразования на ПЛИС

2023. T.11. № 1. id 1253

Бойко И.А. Казьмин О.Ю. Глушанков Е.И. Кирик Д.И. Коровин К.О. Царик И.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.025

Статья посвящена реализации на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) алгоритма диаграммообразования в адаптивных антенных решетках. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения помехоустойчивости приема сигналов в радиотехнических системах. В качестве алгоритма диаграммообразования был выбран градиентный алгоритм по критерию нормализованной наименьшей среднеквадратической ошибки (английский – normalized least mean squares – NLMS), который обладает наименьшей вычислительной сложностью, а использование в нем переменного шага адаптации позволяет обеспечить сходимость алгоритма в условиях априорной неизвестности мощности входного сигнала. В работе приведено математическое описание процедур адаптивной обработки сигналов, а также приведены формулы вычисления оптимальных векторов весовых коэффициентов, обеспечивающих наилучшее приближение входного воздействия к образцовому сигналу. Рассмотрены приближенные методы, обеспечивающие практическую реализацию оптимальной обработки сигналов, на основе итерационных алгоритмов в виде нормированного алгоритма минимума среднеквадратической ошибки. Приведены примеры синтеза диаграммы направленности антенной решетки, обеспечивающей адаптивную обработку сигналов, реализованную на программируемой логической интегральной схеме, при различной сигнально-помеховой обстановке. Для всех случаев реализации было получено приемлемое совпадение теоретических и экспериментальных данных.

Ключевые слова: адаптивная антенная решетка, диаграмма направленности, адаптивный алгоритм минимума среднеквадратической ошибки, ПЛИС

Комплексная модель поддержки принятия решения по реализации проекта внедрения инновационного изделия «стек проточной батареи»

2023. T.11. № 1. id 1251

Пахомов А.В. Воропай А.Н. Пахомова Е.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.012

В работе представлено системное междисциплинарное комплексное исследование, объектом которого является процесс подготовки и принятия решения по реализации проекта внедрения инновационного изделия «стек ванадиевой проточной окислительно-восстановительной батареи», предметом – сочетание методов системного анализа и экономико-математических методов для поддержки принятия такого решения. Цель – финансово-экономическое обеспечение условий проекта внедрения новой продукции, для чего решен ряд задач: разработка комплексной модели, предусматривающей с учетом модели жизненного цикла продукта предпроектную и проектную стадии реализации проекта, распределенный денежный поток, расчет точки безубыточности с учетом и без учета временного фактора, сравнение результатов моделирования и оценку верификации и валидации модели, разработку алгоритма и проведение расчетной реализации каждого этапа модели. С точки зрения практической значимости, интегративно полученный результат является разработанной оперативной, адаптивной, малозатратной в применении человеко-машинной системой поддержки принятия решений для выбора оптимальных вариантов путем имитационного моделирования, что обусловливает ее возможность использования в качестве шаблона как в учебных, так и производственных целях, в том числе, для формулирования требований к технико-экономическим расчетам и обоснованиям заданий на разработку проектных материалов. Научная (академическая) значимость представленного исследования видится в развитии авторского оригинального направления – инструментально-методического подхода к адаптации модели тройной спирали для условий России – на мезо-/ микроуровни (в отраслевом / региональном) разрезе.

Ключевые слова: стек проточной батареи, системный подход, системный анализ, алгоритм, человеко-машинная система, имитационное моделирование, жизненный цикл, распределенный денежный поток, инфляция, точка безубыточности

Методы сбора, обработки и анализа информации для интегральной оценки устойчивости развития региона

2023. T.11. № 1. id 1250

Шамаева Е.Ф. Пряхин В.Н. Глаз Р.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.40.1.015

Актуальность исследования обусловлена растущей на протяжении последних десятилетий популярности вопроса устойчивости развития. В результате растущего потребления и производства особенно острым становится вопрос сохранения экосистемы. Другим следствием этого роста является то, что расслоение между сверхбогатыми и бедными людьми все больше растет, приводя к проблемам социального характера. Ограниченность ресурсов ставит новые вызовы экономической науке. Для решения задач устойчивого развития необходимо проектирование системы комплексных оценок состояния устойчивости или, другими словами, методов интегрального оценивания состояния устойчивого развития. В связи с этим, статья посвящена анализу существующих методов системного анализа и оценки территориальной устойчивости развития. Подробно разбираются критерии оценок, их релевантность задаче оценки состояния устойчивости, на их основе формируются критерии эффективной интегральной оценки устойчивости развития региона. Приводится анализ методов системного анализа, используемых в интегральных оценках, а также их методологический обзор. В результате проведенного исследования сформулированы методологические требования к проектированию интегральной оценки устойчивости развития, а также необходимые методы для проведения такой оценки. Результаты данного исследования могут быть основой для проектирования интегральной оценки устойчивости, устойчивости развития, ресурсного потенциала, а также работ в области междисциплинарных исследований, включающих в себя методы системного анализа, экологии, экономики, социологии.

Ключевые слова: интегральные критерии, комплексные модели, развитие, устойчивость, интегральная оценка, индикаторы устойчивого развития

Применение методов нечеткой логики для формирования адаптивной индивидуальной траектории обучения на основе динамического управления сложностью курса

2022. T.10. № 4. id 1249

Белов М.А. Гришко С.И. Живетьев А.В. Подгорный С.А. Токарева Н.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.018

В статье представлена модель формирования адаптивной индивидуальной траектории обучения на основе динамического управления сложностью курса с применением методов нечеткой логики. Модель позволяет индивидуально управлять сложностью учебного курса для каждого учащегося, а также наглядно формализовать процесс выдачи практических заданий и обратной связи с учащимися, стимулируя каждого из них продуктивно учиться с учетом личностных особенностей и предпочтений. Внедрение подобных моделей и систем управления в учебный процесс помогает сократить нагрузку на преподавателей в области выбора наиболее подходящих заданий с учетом индивидуальных особенностей учащегося и выделить больше времени для научной, методической и творческой работы, особенно когда используется предоставление учебного материала в форме микрообучения, где широкому кругу учащихся, как правило обучающихся в онлайн режиме, предлагается выполнить большое количество небольших практических заданий, тесно связанных между собой. Также адаптивные траектории обучения призваны способствовать развитию адаптивного мышления и формированию адаптивных стратегий поведения учащихся. Возможность формирования индивидуальных образовательных траекторий является важным элементом онлайн поддержки учебного процесса в среде облачного учебного дата-центра «Виртуальная Компьютерная Лаборатория», созданного Беловым М.А (https://belov.global) в 2007 году в Институте Системного Анализа и Управления Государственного Университета «Дубна», отличительной чертой которого являются принципы самоорганизации.

Ключевые слова: методология ИТ-образования, дистанционное обучение, индивидуальная траектория, цифровая трансформация, микрообучение, нечеткая логика, виртуальная компьютерная лаборатория

Модель измерительного блока, учитывающая влияние внешних факторов на изменение полной погрешности измерительного тракта

2022. T.10. № 4. id 1248

Романцова Н.В. Сулоева Е.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.013

Для метрологического синтеза актуальной задачей является разработка математического и алгоритмического обеспечения, которое позволит создавать модели измерительных трактов и автоматизировать расчет полной погрешности, что ускорит процесс разработки средств измерения. В статье предлагается модель измерительного блока, которая учитывает изменение характеристики преобразования вследствие влияния параметров внешней среды, вид функциональной зависимости характеристики преобразования от влияющего аргумента, количество влияющих параметров и характер влияния. Каждый измерительный блок необходимо описывать данной моделью, при этом измерительный тракт состоит из последовательно включенных блоков. Математическая модель основана на методе нелинейного преобразования, обратного функции распределения, а также на способах описаний сигналов, теории математической статистики и теории вероятностей. На основе аналитических расчетов авторы провели метрологический анализ и сравнили параметры случайной величины на выходе измерительного тракта при учете влияния внешних факторов на характеристики преобразования измерительных блоков с результатами, полученными без учета влияния внешних факторов. Приведенные примеры расчетов подтверждают необходимость минимизации полной погрешности измерительного тракта в целом, а не отдельно для каждого измерительного блока.

Ключевые слова: измерительный тракт, характеристика преобразования, погрешность результата измерения, метрологический синтез, метрологический анализ, модель измерительного блока

Ситуационно-ориентированные базы данных: обработка гетерогенных документов микросервисов в документо-ориентированном хранилище

2022. T.10. № 4. id 1247

Гусаренко А.С.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.003

Работа сосредоточена на ситуационно-ориентированном подходе к обработке гетерогенных данных, получаемых из микросервисов получивших распространение благодаря реализации микросервисной архитектуры, положенной в основу многих информационных систем. Такие информационные системы являются источниками гетерогенных данных, предоставляемых пользователю по запросу через сеть интернет. Данные в виде документов предоставляются сервисами, входящими в состав информационной системы. Объемы таких данных могут быть велики, а для обработки требуются специализированные технологии, имеющиеся в документо-ориентированных хранилищах больших данных (СОБД). В составе ситуационно-ориентированной базы данных реализован микросервис, предоставляющий через свой программный интерфейс данные в формате JSON. Возникает задача загрузки и обработки больших объемов данных в хранилище, где реализованы специализированные статистические функции Map-Reduce. Ручной способ загрузки и получения результатов для СОБД является трудоемким, так как требуется реализация рутинных операций по загрузке данных, применению функций к загруженным данным, созданию функций внутри хранилища и получению результатов. Данная задача не рассматривалась в рамках проекта создания ситуационно-ориентированных баз данных, а возможности по разработке специализированных элементов и методов обработки гетерогенных данных большого объема в иерархической ситуационной модели с требующимся оснащением не исследовались. Разработанные модели обработки документов делают процесс обработки гетерогенных данных менее трудоемким и позволяют создавать собственные приложения на базе ситуационно-ориентированных баз данных, опираясь на введенную модель обработки данных в составе иерархической ситуационной модели с привлечением технологий обработки больших данных специализированных документо-ориентированных хранилищ. Предложенные средства рассматриваются в примере приложения СОБД для решения задач курсового проектирования в учебном процессе с задействованием разработанного микросервиса, насыщенного гетерогенными данными, собранными в процессе дистанционного курсового проектирования.

Ключевые слова: ситуационно-ориентированная база данных, встроенная динамическая модель, гетерогенные источники документов, JSON, хранилище документов, микросервисы, RESTful-сервисы

Извлечение морфологических признаков технических систем из русскоязычных патентов по деревьям зависимостей

2022. T.10. № 4. id 1246

Васильев С.С. Коробкин Д.М. Фоменков С.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.006

В статье представлена методология извлечения морфологических признаков технических систем в виде компонентов устройства и связей между ними. Объектом анализа для извлечения данных выступает главный пункт формулы изобретения в текстах русскоязычных патентов. Информация о компонентах устройства является наиболее фундаментальной и важной и может использоваться во множестве задач анализа патентного массива, а поиск эффективных подходов по извлечению такой информации все еще продолжается. В настоящем исследовании областью применения указанных данных рассматривается направление автоматизированного изобретательства. Целью работы являлся анализ качества извлечения данных по деревьям зависимостей для русского языка. Деревья зависимостей являются результатом работы систем синтаксической разметки естественного языка. Для сравнения были выбраны следующие синтаксические анализаторы: UdPipe, Stanza, DeepPavlov и spaCy. Выходные данные представлены в виде семантических структур SAO (Subject-Action-Object). Дана оценка качества извлечения данных с помощью метрик точности (precision), полноты (recall) и F1-меры. Для этого вручную было размечено 20 патентных формул с 252 структурами SAO. При текущих методологических ограничениях из тестовой выборки в лучшем случае удалось извлечь 79 % связок SAO в терминах метрики recall при нестрогой оценке данных, т. е. без учета полноты именных групп субъекта и объекта. Значение F1-меры по инструментам несколько ниже и находится в пределах от 48 % до 66 % в зависимости от типа оценки. Сделаны общие выводы по текущему уровню работы синтаксических анализаторов в рамках исследуемой области применения. Материалы статьи представляют практическую ценность при проработке эффективных подходов извлечения структурированных данных из русскоязычного патентного массива.

Ключевые слова: патент, извлечение данных, компоненты устройств, деревья зависимостей, SAO

Управление территориально связанными системами отраслевого кластера на основе пространственно-временной информации

2022. T.10. № 3. id 1245

Горячко В.В. Борзова А.С. Чопоров О.Н.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.38.3.029

Одной из актуальных проблем современной теории управления организационными системами является разработка эффективных алгоритмических процедур управления территориально связанными организационными системами, в которых эффективность функционирования территориально распределенных объектов основной организационной системы зависит от степени влияния результатов их деятельности на объекты организационной системы, связанной с основной. В рамках данного исследования предложены проблемно-ориентированные процедуры анализа и управления территориально связанными системами отраслевого кластера на основе пространственно-временной информации, включающие: картографическую визуализацию результатов ГИС-ориентированного мониторингового оценивания функционирования объектов основной и связанной систем; экспертный анализ интенсивности результативного взаимодействия объектов на основе ГИС-ориентированной пространственно-временной информации с учетом вариантов перспективного планирования объемных показателей; выбор варианта, наилучшим образом обеспечивающего взаимодействие основной и связанной с ней системы внутри отраслевого кластера; распределение объемных показателей варианта между объектами внутри отраслевого кластера. Представлены результаты применения предложенной методики в практике управления результативным взаимодействием территориально связанных систем, входящих в кластер гражданской авиации, где в качестве основной системы выступает отраслевая система высшего и профессионального образования, а в качестве территориально связанной системы – система аэропортов Российской Федерации. Полученные результаты подтвердили эффективность предложенного подхода, что позволяет рекомендовать его к использованию в практике управления территориальными связанными организационными системами различных отраслевых кластеров.

Ключевые слова: организационные системы, управление территориально-связанными системами, оптимизация, поддержка принятия решений, отраслевой кластер, система образования, гражданская авиация, пространственно-временная информация

Оптимизация адаптационного процесса при организации командной деятельности персонала в условиях цифровизации управления многокомпонентной организационной системой

2022. T.10. № 4. id 1244

Львович К.И. Преображенский А.П.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.002

В статье рассматривается оптимизационный подход к командной адаптации персонала при реализации цифрового управления многокомпонентной организационной системы. Показано, что на эффективность адаптационного процесса влияют контентная и ресурсная составляющие. При этом первая составляющая представляет собой множество контентных компонентов, определяющих освоение персоналом инновационных компетенций и выполнение новых трудовых функций, а вторая – временные и финансовые ресурсы, установленные для организации процесса адаптации персонала. Проведена структуризация контентных компонентов, ориентированная на определенные наборы компетенций и трудовых функций, наиболее характерных для цифрового управления в многокомпонентных организационных системах. Первичная структуризация является экспертной и частично выполняет редукционную функцию. Окончательная редукция экспертных множеств компонентов осуществляется на основе оптимизации их значимости и взаимного влияния с учетом плановой длительности адаптационного процесса. Оптимизация, нацеленная на повышение эффективности процесса командной адаптации персонала, основывается на экспертных оценках влияния временных циклов на степень освоения контентных компонентов в рамках трех режимов: интенсивного, инерционного, ускоренного. При этом учитывается плановая длительность адаптационного процесса и порядок предшествования компонентов при их освоении командой.

Ключевые слова: многокомпонентная организационная система, адаптация персонала, цифровое управление, экспертное оценивание, оптимизация

Алгоритмы и программные средства человеко-машинной обработки цифровых водяных знаков в видеопоследовательности

2022. T.10. № 3. id 1243

Морковин С.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.38.3.024

Глобальная информатизация современного общества и непрерывный научно-технический прогресс способствуют стремительному увеличению объемов видео контента в глобальной компьютерной сети. В определенных случаях, при распространении уникальной авторской мультимедийной информации возникает задача однозначной идентификации источника или подтверждение подлинности контента. Одним из основных подходов, решающих данную проблему, является маркирование цифрового графического изображения посредством встраивания цифрового водяного знака. С целью минимизации искажений исходных графических данных, а также для скрытия факта наличия какой-либо защиты мультимедийной информации используется невидимый цифровой водяной знак. Цифровая стеганография является одним из решений, предоставляющих функционал встраивания невидимых робастных графических меток в цифровые изображения. В данном контексте применения цель стеганографии меняется – скрываемая информация становится «водяным знаком», с помощью которого возможно идентифицировать автора или владельца маркированного контента. Широко распространенным способом внедрения цифрового водяного знака является процедура последовательных преобразований в спектральной области изображения, с последующим внедрением цифрового водяного знака в спектр Фурье. При этом становится очевидным факт, что любые модификации данных в частотном спектре приводят к искажению исходного изображения и появлению демаскирующих признаков в виде артефактов. В статье рассматриваются алгоритмы и программные средства человеко-машинной обработки цифровых водяных знаков в видеопоследовательности, особенностью которых является непрерывное изменение координат и угла поворота внедряемого цифрового водяного знака.

Ключевые слова: цифровой водяной знак, видеоданные, робастность, видеопоток, мультимедийный контейнер, цифровое графическое изображение

Разработка алгоритма приближенной обработки конвейера запросов в реляционной системе управления базами данных

2022. T.10. № 3. id 1242

Филимонов А.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.38.3.027

В статье рассматриваются алгоритм приближенной обработки запросов в системах управления базами данных реляционного типа. Описываемый алгоритм позволяет получить приближенные результаты запросов с агрегированием и группированием, что позволяет применить его в задачах аналитической обработки запросов с целью снижения времени отклика при обработке запросов. Представленные алгоритмы реализуют метод случайной кластерной выборки и используют математическое обеспечение, позволяющее получить оптимизированное распределение пространства выборки с применением метрики качества выборки. В качестве такой метрики выбран коэффициент вариации. Также в статье продемонстрирована модель конвейера аналитических запросов, представленная в форме направленного ациклического графа. Алгоритм приближенной обработки запросов расширен для условий применения его в потоке запросов, что позволяет оценить доверительный интервал вместе с результатом обработки конвейера запросов. Данный алгоритм может быть применен при разработке специального программного обеспечения процессора базы данных, реализующего архитектуру приближенной обработки запросов в реляционных базах данных. Такой подход находит место в поле исследований синтеза структуры гибридных хранилищ данных, реализующих транзакционно-аналитическую обработку данных. В дальнейшем исследовании предполагается получение экспериментальной оценки представленного подхода.

Ключевые слова: приближенная обработка запросов, алгоритмы обработки запросов, конвейер запросов, кластерная выборка, хранилище данных, гибридная транзакционно-аналитическая обработка данных

Комплексирование механизмов искусственных иммунных систем в составе интегрированной системы обнаружения атак на промышленный Интернет вещей

2022. T.10. № 4. id 1240

Васильев В.И. Вульфин А.М. Гвоздев В.Е. Шамсутдинов Р.Р.

DOI: 10.26102/2310-6018/2022.39.4.001

В статье рассматривается проблема обнаружения сетевых атак на сети и системы промышленного Интернета вещей (Industrial Internet of Things, IIoT). Широкое применение таких систем обусловливает рост уязвимости корпоративных сетей по причине низкой защищенности умных устройств, распределенной архитектуры сетей промышленного Интернета и гетерогенного характера IIoT-устройств. В статье предлагается использование усовершенствованной искусственной иммунной системы, нацеленной на обнаружение вторжений в сети IIoT. Проанализированы основные концепции и механизмы искусственного иммунитета, применяемые в настоящее время для решения различных задач в области информационной безопасности и интеллектуального анализа данных. Рассмотрено использование таких алгоритмов, как алгоритмы отрицательного отбора, клональной селекции, автоматического обновления детекторов, теории опасности, дендритных клеток, идиопатической иммунной сети. Указаны особенности каждого из этих подходов, подчеркиваются преимущества их комбинированного использования в составе интегрированной системы обнаружения атак. Для обучения и оценки эффективности данной системы использован открытый набор тестовых данных относительно сетевого взаимодействия устройств Интернета вещей – Bot-IoT. Результаты вычислительных экспериментов подтверждают высокую эффективность предложенного подхода.

Ключевые слова: информационная безопасность, сетевая атака, датасет Bot-IoT, интернет вещей, промышленный Интернет вещей, искусственная иммунная система, отрицательный отбор, клональная селекция, дендритные клетки, идиопатическая иммунная сеть