Работая с сайтом, я даю свое согласие на использование файлов cookie. Это необходимо для нормального функционирования сайта, показа целевой рекламы и анализа трафика. Статистика использования сайта обрабатывается системой Яндекс.Метрика

Принять

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

Приложение задачи поиска минимального покрытия в графе для повышения надежности системы цифровой личности

2025. T.13. № 2. id 1883

Акутин А.С. Печенкин В.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.015

В работе рассматриваются особенности построения систем цифровой личности для управления информационно-технологическими процессами предприятия, архитектура которых зависит от децентрализованных реестров данных – блокчейнов. В работе рассмотрены блокчейны как взвешенные графы и сформулирован ряд тезисов, говорящих об особенности функционирования таких распределенных сетей на реальных информационно-технологических предприятиях. Рассмотрены особенности различных топологий сетей и возможных архитектурных уязвимостей и недочетов, которые могут повлиять на работу всей сети – централизация майнинга, централизация стейкинга, различные атаки на функционирующую сеть (топологическая и атака 51 % процента). Рассмотрены блокчейны, использующие различные алгоритмы достижения консенсуса с учетом их особенностей. В работе рассматривается задача поиска минимального покрытия в графе и подчеркивается важность приложения этой задачи к описываемой системе цифровой личности для увеличения надежности компьютерной сети блокчейна за счет анализа ее топологии. Рассмотрены различные методы нахождения минимального покрытия в графе – точные и эвристические алгоритмы. В работе проанализировано приложение, реализующее алгоритм муравьиной колонии для решения поставленной задачи, приводятся численные характеристики работы алгоритма и его формальное описание.

Ключевые слова: система цифровой личности, блокчейн, распределенные системы, графы, поиск минимального покрытия

Повышение достоверности объяснимого искусственного интеллекта посредством нечеткой логики и онтологии

2025. T.13. № 2. id 1872

Косов П.И. Гардашова Л.А.

DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.014

Недостаточная объяснимость моделей машинного обучения длительное время являлась существенной проблемой. Специалисты в различных областях применения искусственного интеллекта (ИИ) стремились к созданию объяснимых и надежных систем. Для решения данной проблемы DARPA разработала современный подход к объяснимому ИИ (XAI). Впоследствии Bellucci и др. расширили концепцию XAI от DARPA, предложив новый метод, основанный на технологиях семантической паутины. В частности, они использовали онтологии OWL2 для представления экспертных знаний, ориентированных на пользователя. Данная система повышает доверие к решениям ИИ путем предоставления более глубоких объяснений. Тем не менее, системы XAI по-прежнему испытывают затруднения в условиях неполных и неточных данных. Мы предлагаем новый подход, использующий нечеткую логику для решения этой проблемы. Наша методика основана на сочетании нечеткой логики и моделей машинного обучения для имитации человеческого мышления. Данный новый подход более эффективно взаимодействует с экспертными знаниями для обеспечения более глубоких объяснений решений ИИ. Система использует экспертные знания, представленные в виде онтологий, что полностью соответствует архитектуре, предложенной Bellucci и др. в их работе. Целью данной работы является не улучшение точности классификации данных, а повышение достоверности и глубины объяснений, полученных от XAI с использованием «объяснимых» свойств и нечёткой логики.

Ключевые слова: объяснимый искусственный интеллект, объяснимость, онтология, нечеткая система, нечеткая кластеризация

Моделирование рентгеноконтрастных ангиографических изображений для определения параметров сосудов методом двойного спектрального сканирования

2025. T.13. № 2. id 1871

Кузьмин А.А. Сухомлинов А.Ю. Жилин И.А. Филист С.А. Коробков С.В. Серебровский В.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.011

Цель исследования – развитие методологии когнитивного определения параметров медицинских полутоновых изображений на основе методов двойного спектрального сканирования. Описана математическая модель рентгеноконтрастных изображений сосудов, на основе которой был разработан метод определения параметров сосудов с помощью спектрального сканирования. Модель основана на представлении ориентированных перепадов яркости с помощью функций Уолша. При свертке такой модели сосуда с вейвлетами, основанными на первых функциях Уолша, в точках перепадов яркости результат свертки выдаст экстремум, который можно использовать как информативный параметр наличия контура сосуда. Агрегирование информации с множества таких параметров в локальной области даст усредненную характеристику этой области, что приведет к значительному снижению влияния шумов на конечный результат за счет допустимого снижения разрешения локализации значимых окклюзий артерий. Усредненные результаты свертки функций Уолша рекомендуется вычислять с помощью двумерного спектрального преобразования Уолша в скользящем окне с последующим селектированием частот. Метод проиллюстрирован на примере классификации контура границы модели сосуда и реального рентгеноконтрастного изображения артерии с большим уровнем шумов. Проведено сравнение теоретических и практических подходов к решению задачи обнаружения контура артерий. Экспериментальные исследования предложенного метода показали возможность оценки информативных параметров даже в условиях анализа изображений с неудовлетворительной контрастностью и с низким соотношением сигнал/шум. Использование метода двойного спектрального сканирования в системах автоматического анализа рентгеноконтрастных ангиографических изображений позволяет получать информативные параметры в условиях высоких шумов на изображениях.

Ключевые слова: спектральный анализ, информативные параметры, изображение сосуда, рентгеноконтрастная ангиография, функции Уолша

Метод количественной оценки опасности реализации угроз безопасности информации объектов критической информационной инфраструктуры потенциальными нарушителями

2025. T.13. № 2. id 1870

Чернов Д.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.013

В условиях нарастающей информатизации различных производственных сфер, когда большинство технологических процессов и информационных потоков автоматизируются и управляются средствами вычислительной техники, выбор мер по обеспечению безопасности информации (БИ) объектов критической информационной инфраструктуры (ОКИИ) становится актуальной проблемой. В статье рассматриваются существующие методы и подходы к оценке опасности реализации угроз БИ ОКИИ, к которым относятся автоматизированные системы управления технологическими процессами, информационные системы и информационно-телекоммуникационные сети. Указанные подходы помогают специалистам в области БИ оценить риски, связанные с возможными кибератаками и утечками данных. Предложен метод количественной оценки степени опасности реализации угроз БИ, основанный на интеллектуальном анализе данных, хранящихся в подсистеме журналирования ОКИИ. Метод позволяет количественно оценить степень опасность реализации угроз БИ потенциальными нарушителями применительно к конкретному ОКИИ. Разработанный метод дополняет располагаемые оценки специалистов в области БИ путем формирования экспертных оценок со стороны дополнительно привлекаемых специалистов – профессионалов в области технологических процессов и информационных потоков КИИ. Результаты исследования рекомендованы для использования при моделировании угроз БИ и разработке требований к средствам защиты информации в ОКИИ.

Ключевые слова: информационная безопасность, критическая информационная инфраструктура, автоматизированная система управления, технологический процесс, угроза, нарушитель, потенциал, опасность реализации угроз, риск, ущерб

Моделирование траектории шестиосевого манипулятора в технологии аддитивной печати древовидной фрактальной структуры

2025. T.13. № 2. id 1865

Берсенев К.А. Огородникова О.М. Огородников А.И.

DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.012

Быстрое развитие аддитивных технологий в полной мере поднимает вопросы создания и реализации оптимальных биоподобных конструкций, снимая ряд технологических ограничений на геометрию и формообразование обрабатываемых поверхностей. В статье представлены результаты разработки алгоритмического обеспечения системы управления шарнирным роботом в составе технологического оборудования для объемной печати деталей способом наплавки. Для несплошного наполнения внутреннего объема деталей выбрана биоподобная древовидная структура, которая формально описана с помощью фрактала в задаче планирования траектории. Геометрия объекта печати представлена в цилиндрической системе координат, что позволяет составить послойную траекторию из концентрических окружностей с упрощенной процедурой пересчета координат. Результаты выполненной работы являются частью программно-аппаратного комплекса в составе роботизированной ячейки для изготовления деталей из термопластической проволоки PLA и ABS. Планирование траектории выполняется в симуляторе, программный код которого написан на языке С и обращается к функциям свободно распространяемой библиотеки Raylib для выполнения математических операций с векторами, матрицами и кватернионами. Движение робота по запланированной траектории осуществляется под управлением микроконтроллера STM32H743VIT6 с операционной системой реального времени Free RTOS.

Ключевые слова: аддитивные технологии, биоподобные структуры, древовидный фрактал, шестиосевой шарнирный робот, симуляция кинематики, планирование траектории

Использование архитектур ResNet и Трансформеров в задаче генерации исходного кода на основе изображения

2025. T.13. № 2. id 1863

Никитин И.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.002

В статье рассматриваются различные способы оптимизации системы, разработанной для генерации исходного кода на основе изображения. Сама система состоит из двух частей: автоэнкодера для обработки изображений и выделения из них необходимых признаков, и обработки текста с использованием LSTM блоков. В последнее время вышло много новых подходов к решению задач как улучшения показателей обработки изображения, так и обработки и предсказания текста. В рамках данного исследования были выбраны архитектуры ResNet для улучшения части, связанной с обработкой изображения, и архитектура Трансформера для улучшения части, связанной с предсказанием текста. В рамках экспериментов было проведено сравнение показателей систем, состоящих из различных комбинаций архитектурных решений исходной системы, ResNet архитектуры и Трансформеров, сделан вывод о качестве предсказания на основе показателей метрик BLEU, chrF++, а также выполнения функциональных тестов. В ходе проведенных экспериментов был сделан вывод о том, что комбинация архитектур ResNet и Трансформеров показывает наилучший результат в задаче генерации исходного кода на основе изображения, но также эта комбинация требует наибольшего времени для своего обучения.

Ключевые слова: кодогенерация, изображение, машинное обучение, resNet, трансформеры

Разработка программной платформы для реализации обратной связи в городской самоорганизующейся системе

2025. T.13. № 2. id 1862

Денисов В.А. Шебаршов А.А. Карчагин Е.В. Парыгин Д.С. Кизим А.В.

DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.007

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения уровня самоорганизации городских систем через вовлечение населения в процессы управления и оптимизации инфраструктуры, что соответствует концепции «Право на город». В связи с этим, данная статья направлена на выявление эффективных методов организации обратной связи между жителями и городскими властями посредством мультиплатформенных онлайн-опросов с геопространственной привязкой. Ведущим подходом к исследованию данной проблемы является разработка клиент-серверной системы, объединяющей веб-клиент, Telegram-бота и другие платформы, что позволяет комплексно рассмотреть особенности сбора, анализа и визуализации данных в режиме реального времени. В статье представлены архитектура и функционал системы, раскрыты принципы ее работы, выявлены преимущества мультиплатформенного подхода по сравнению с традиционными методами опросов, обоснована важность геопространственной привязки для локализации проблемных участков. Экспериментально подтверждено, что использование нескольких каналов взаимодействия повышает активность респондентов и репрезентативность данных: за четыре месяца собрано 6022 публикаций от 94 участников. Материалы статьи представляют практическую ценность для городских администраций, исследователей в области урбанистики и разработчиков платформ гражданского участия, ориентированных на создание адаптивных систем управления городской средой.

Ключевые слова: управление системами, обратная связь, многоагентная система, самоорганизация, урбанистика

Сетевое планирование и ресурсная оптимизация проекта в условиях нечеткого группового экспертного оценивания длительности выполнения работ

2025. T.13. № 1. id 1861

Азарнова Т.В. Аснина Н.Г. Бондаренко Ю.В. Сорокина И.О.

DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.041

В статье представлен алгоритм расчета временных параметров и ресурсной оптимизации сетевого графа, длины работ которого оцениваются экспертной группой в виде нечетких треугольных чисел. Чтобы учесть вариацию экспертных оценок, результаты экспертизы сначала обобщаются в виде нечетких интервально-значных чисел и затем на основе коэффициента риска лица, принимающего решение, преобразуются в нечеткие треугольные числа. Применение нечетких интервально-значных чисел позволяет учесть не только неопределенность мнений экспертов относительно длительности работ, но и расхождения в мнении экспертов при формировании функции принадлежности нечетких треугольных чисел. В основе алгоритма сетевого планирования в условиях задания длительности работ в виде нечетких треугольных чисел лежит классический алгоритм нахождения критического пути с использованием специальных методов вычисления ранних и поздних времен свершения событий. Вместо операций взятия максимума и минимума при нахождении ранних и поздних времен свершения событий используется вероятностное сравнение нечетких чисел. На основе вычисленных нечетких треугольных оценок раннего и позднего свершения событий вычисляются нечеткие оценки ранних и поздних моментов начала и завершения каждой работы и вероятности выполнения каждой работы в каждый момент времени. Полученные вероятности позволяют оценить ресурсную обеспеченность проекта в любой момент времени. В работе также предложена математическая модель оптимизации ресурсной обеспеченности проекта за счет сдвигов начала каждой работы в пределах раннего и позднего начала.

Ключевые слова: сетевой граф проекта, нечеткое треугольное и интервально-значное представление, длительность выполнения работ проекта, нечеткие временные параметры работ проекта, ресурсная оптимизация проекта

Разработка транслятора кода из C в Promela, как компонента интеллектуальной обучающей системы для обучения программированию

2025. T.13. № 2. id 1860

Кулюкин К.С. Якимов Г.А. Смутин Д.А.

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

Разработка метода применения нейронных и миварных сетей для определения и подбора комнатных и садовых растений

2025. T.13. № 2. id 1859

Коныгина Д.А. Коценко А.А. Варламов О.О. Соколов Б.О. Грачева А.А.

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

Разработка модели компьютерного зрения для детекции областей в визуально насыщенных документах

2025. T.13. № 2. id 1858

Никитин П.В. Горохова Р.И.

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

Анализ влияния газодинамических процессов на температурную стратификацию в устройстве энергоразделения с учетом закона Бернулли и эффекта Джоуля-Томсона

2025. T.13. № 1. id 1855

Матвеев А.Ф. Ковальногов В.Н.

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

Сравнительный анализ методов эволюционного проектирования в программном обеспечении для решения многокритериальных задач оптимизации

2025. T.13. № 2. id 1854

Баранов Д.А.

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

Сегментация объемных образований печени на мультифазных КТ-изображениях с использованием фреймворка nnU-Net

2025. T.13. № 1. id 1853

Куликов А.А. Каширина И.Л. Савкина Е.Ф.

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

Проектирование беспроводной локальной сети в помещении с применением цифрового двойника и алгоритма автоматизированной расстановки точек доступа

2025. T.13. № 2. id 1852

Шорохов М.Е. Печенкин В.В.

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

Моделирование паттернов дыхания новорожденных с использованием метода электроимпедансной томографии

2025. T.13. № 2. id 1849

Конько М.А. Алексанян Г.К. Пятницын С.И. Горбатенко Н.И.

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

Оптимизация управления функцией выполнения заказов потребителей в цифровизированной организационной системе их взаимодействия с производителями

2025. T.13. № 1. id 1845

Львович Я.Е. Преображенский Ю.П. Пупыкин А.Н.

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

Структура программного обеспечения для управления деятельностью IT-компании

2025. T.13. № 1. id 1843

Олейникова С.А. Дятчина А.В. Политов В.А.

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

Миварная экспертная система для поддержки принятия решений персонала на производстве планетарных редукторов

2025. T.13. № 1. id 1842

Антонова А.А. Варламов О.О.

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

Моделирование трафика на регулируемом перекрестке с использованием сетей Петри с ограничениями на период времени срабатывания переходов

2025. T.13. № 2. id 1841

Печенкин В.В. Коваценко И.Н.

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

Оптимизационное моделирование процесса управления персонала с автоматизированными устройствами в информационной системе выполнения заказов потребителей

2025. T.13. № 2. id 1840

Бакулин А.Ю. Львович Я.Е. Преображенский Ю.П. Букреев А.Д.

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

Значение фактора портовости для конфигурирования цикла акторной системы управления реального времени

2025. T.13. № 1. id 1839

Зеленский А.А. Грибков А.А.

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

Интеллектуальная система оценки результативности трудовой деятельности научных работников в научно-исследовательских организациях

2025. T.13. № 1. id 1837

Сахаров Ю.С. Ковалева А.В.

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

Структурное моделирование при управлении распределением ресурсного обеспечения в региональной организационной системе с использованием средств интеллектуализации принятия решений

2025. T.13. № 1. id 1835

Ломаков А.В.

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

Реализация теоретико-множественного подхода для получения численной оценки конфиденциальности данных при использовании модулей блокировки доступа к мобильным приложениям

2025. T.13. № 1. id 1831

Шульженко А.Д. Курпаченко Д.М. Савельев М.Ф.

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

Оценка качества полученного результата в задаче генерации исходного кода по изображению

2025. T.13. № 1. id 1830

Никитин И.В.

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

Использование графовых нейронных сетей для решения задачи Штейнера

2025. T.13. № 1. id 1828

Пиминов Д.А. Печенкин В.В. Королёв М.С.

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

Влияние геометрических параметров насосов аппарата вспомогательного кровообращения на их гемолитические характеристики

2025. T.13. № 1. id 1827

Кротов К.В. Хаустов А.И.

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

Экспериментальный стенд для электроимпедансной томографии легких новорожденных

2025. T.13. № 1. id 1824

Конько М.А. Темняков Н.С. Алексанян Г.К. Горбатенко Н.И.

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

Классификация и модель объектов мета-пространства расширенной реальности

2025. T.13. № 1. id 1823

Дорохин В.А. Подгорный С.А. Токарева Н.А.

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