Ключевые слова: дорожный трафик, регулируемый перекресток, сеть Петри, временные ограничения, мезоскопическая модель
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.006
Исследование оптимизации городских транспортных потоков приобретает особую актуальность в современных условиях стремительной урбанизации и роста числа транспортных средств. Эффективное управление транспортными потоками позволяет не только снизить уровень пробок и заторов, но и улучшить экологическую обстановку в городах, сократить время в пути для водителей и пассажиров, а также повысить безопасность дорожного движения. В статье основное внимание уделяется способам моделирования транспортного потока на примере регулируемого перекрестка. Авторы предлагают метод моделирования дорожного трафика, основанный на использовании сетей Петри с временными ограничениями. Представленный анализ вычислительного эксперимента с использованием предложенной модели демонстрирует ее эффективность в прогнозировании транспортных потоков и выявлении узких мест. Авторы предлагают структуру и правила функционирования элементов сети Петри, что позволяет адаптировать модель к конкретным условиям данного перекрестка. Материалы статьи представляют значительную практическую ценность для решения задач оптимизации транспортных потоков на регулируемых перекрестках. Предложенные методы и модели могут быть использованы городскими планировщиками и инженерами для разработки более эффективных стратегий управления дорожным движением, что в конечном итоге способствует улучшению качества жизни в городах и снижению транспортных заторов. Таким образом, данное исследование вносит важный вклад в развитие теории и практики управления транспортными потоками, предлагая новые инструменты и подходы для решения актуальных проблем городской мобильности.
Ключевые слова: дорожный трафик, регулируемый перекресток, сеть Петри, временные ограничения, мезоскопическая модель
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.003
В статье предлагается оптимизационный подход к управлению взаимодействием персонала с автоматизированными устройствами в информационной среде цифровизированной организационной системы выполнения заказов потребителей с использованием результатов имитационного моделирования. Для построения имитационной модели системы массового обслуживания взаимодействие персонала с автоматизированными устройствами рассматривается как взаимодействие неэргатических и эргатических элементов в человеко-машинной среде. Обоснована логическая схема преобразования потока заявок потребителей через локальные агрегаторы и каналы обслуживания, включающие неэргатические и эргатические элементы, при трансфере цифровых данных о заказе производителям для их материальной реализации. Предложено осуществлять варьирование интенсивностью обслуживания не за счет выбора задействованных параллельных каналов, а непосредственно величиной суммарной интенсивности, зависящей от числа неэргатических и эргатических элементов. Осуществлено формирование оптимизационной модели, оптимизируемыми переменными которых являются величины интенсивностей. В качестве экстремального требования рассматривается требование максимизации производительности системы, а в качестве граничных выступают требования обеспечения допустимого уровня затрат и вероятности ошибочных действий. Проведены преобразования по переходу от задачи оптимизации с ограничениями к эквивалентной задаче оптимизации без ограничений. Предложена алгоритмизация принятия управленческого решения по выбору количества взаимодействующих неэргатических и эргатических элементов путем выстраивания итерационного процесса поиска с использованием оптимизационной модели в процессе имитационного моделирования цифровизированной организационной системы выполнения заказов потребителей.
Ключевые слова: цифровизированная организационная система, управление, человеко-машинная среда, имитационное моделирование, оптимизация
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.037
В статье исследуется проблема оптимизации систем управления реального времени, описываемых в рамках акторной модели. Проблема оптимизации формулируется в виде задачи оптимального конфигурирования цикла управления, т. е. распределения функциональных элементов-акторов по группам, потокам и последовательности исполнения. Предлагается алгоритм конфигурирования, который, хотя и не уменьшает количества анализируемых вариантов конфигурации, однако сокращает объем расчетов по каждому из вариантов. В дополнение к рассмотренным в предыдущих работах авторов вариантам оптимизации с ограничением по суммарной длительности цикла и с ограничением по ресурсам системы управления, в статье рассматривается задача уменьшения числа портов входа и выхода, через которые элементы-акторы обмениваются данными. Исследования показывают, что число портов может быть сокращено без ущерба функциональности системы управления. Это обусловлено последовательным характером выполнения элементов-акторов в рамках одной группы одного потока. В результате одни и те же порты ввода или вывода могут использоваться для связи элемента-актора с несколькими другими. Наряду с сопоставлением различных конфигураций цикла управления, задача снижения количества портов также может решаться за счет использования для связи элементов-акторов общей памяти. При построении системы управления согласно память-ориентированной архитектуре через высокоскоростную общую память передаются малые объемы данных, что снижает остроту проблемы образования очередей.
Ключевые слова: система управления, акторная модель, цикл, оптимизация, конфигурирование, портовость, память-ориентированная архитектура
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.039
Актуальность исследования обусловлена тем, что в условиях высокой конкуренции за квалифицированные кадры научно-исследовательские организации стремятся привлекать и удерживать талантливых работников. Эффективные системы мотивации, основанные на объективной оценке результативности, становятся важным инструментом для достижения этой цели. Интеллектуальные системы могут предоставлять руководству аналитические отчеты и рекомендации, основанные на данных, что способствует более обоснованному принятию решений в области мотивации и управления работниками. В связи с этим, статья направлена на разработку интеллектуальной системы оценки результативности трудовой деятельности работников научно-исследовательских организаций, которая представляет собой мощный инструмент для анализа и управления человеческим капиталом в организациях. Экспертный метод основан на привлечении квалифицированных специалистов, обладающих глубокими знаниями и опытом в соответствующей области, что позволяет повысить объективность и достоверность результатов оценки. В статье описываются преимущества и недостатки данного подхода. Также в работе предложено использование машинного метода обучения для оценки результативности труда научных работников по основным показателям результативности. Основными показателями результативности, выбранными для оценки трудовой активности, являются: научно-образовательная деятельность, научная работа, представление результатов, научно-организационная деятельность. Материалы, представленные в статье, будут актуальны и полезны для руководителей научно-исследовательских организаций.
Ключевые слова: результативность трудовой деятельности, экспертный метод оценки, машинное обучение, инновации, искусственный интеллект, моделирование данных, научные работники
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.035
В работе осуществлена структуризация на модельном уровне региональной организационной системы и управления ею при использовании результатов многолетней статистической информации для интеллектуальной поддержки принятия решений. Первая структурная модель позволяет оценить характер взаимодействия управляющего центра и компонентов организационной системы по используемым массивам информации статистического учета. Трансфер данных в форме временных рядов осуществляется по группам населения и территориальным образованиям региона. Структурная модель интеллектуальной поддержки принятия решений управляющим центром является составляющей структуры системы управления распределением ресурсного обеспечения. Для ее эффективного использования в качестве основы интеграции результатов предиктивного анализа в процессе принятия управленческих решений на основе оптимизационного моделирования предложено реализовать подсистемы двухуровневой интеллектуализации. Разработана алгоритмическая схема, обеспечивающая двухуровневую интеллектуализацию при принятии управленческих решений, объединяющая модули визуального и предиктивного анализа для последующего использования результатов машинного обучения прогностических моделей в экспертном оценивании и оптимизационном моделировании.
Ключевые слова: региональная организационная система, управление, статистический учет, предиктивный анализ, прогнозирование, оптимизация
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.031
В работе рассматривается проблема оценки конфиденциальности данных при использовании модулей блокировки доступа к мобильным приложениям. Для примера были выбраны мессенджеры на платформе iOS17. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения уровня защиты пользовательских данных в условиях растущих угроз информационной безопасности. Основной целью является получение численной оценки. Достижение цели показано на примере сравнительного анализа конфиденциальности данных, обеспечиваемой средствами блокировки приложений VK, Telegram и WhatsApp. Для достижения цели использовались методы теоретико-множественного анализа и экспертных оценок. Были выделены ключевые параметры обеспечения конфиденциальности (тип и длина кода блокировки, использование биометрии, время автоблокировки и др.), нормализованные в диапазоне [0,10]. Итоговая оценка рассчитывалась как сумма значений частных показателей для каждого приложения. Результаты показали, что Telegram обеспечивает наиболее высокий уровень конфиденциальности благодаря возможности использования более сложных кодов блокировки и строгим настройкам защиты. VK уступает Telegram по ряду параметров, но демонстрирует лучшие результаты по сравнению с WhatsApp, если только все параметры не выключены принудительно. Выводы исследования могут быть применены для совершенствования механизмов защиты данных в мобильных приложениях, а предложенный подход – для дальнейших исследований в области информационной безопасности.
Ключевые слова: конфиденциальность данных, блокировка доступа, пин-лок, оценка конфиденциальности, безопасность мессенджеров, персональные данные, теоретико-множественный анализ, автоблокировка приложений, скрытие содержимого уведомлений, защита пользовательских данных
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.030
Исследование представляет собой оценку возможности построения системы выполнения функциональных тестов для задачи генерации исходного кода из изображения. Существует много различных метрик для оценки качества предсказанного нейронной сетью текста: от математических, таких как BLEU, Rogue, до таких, которые используют другую модель для оценки, как, например, BERTScore, BLEURT. Однако проблема генерации исходного кода программы состоит в том, что код представляет собой набор инструкций для выполнения определенной задачи. Актуальность состоит в том, что в публикациях, связанных с системой pix2code, отсутствовало упоминание об автоматизированной тестовой среде, которая сможет проверить соответствие полученного кода заданным условиям. В ходе проделанной работы была реализована подсистема, которая в автоматическом режиме может получить информацию о различиях между изображением, основанном на предсказанном коде, и изображении, основанном на эталонном коде. Также результаты работы этой системы сопоставлены с метрикой BLEU. Проведенный эксперимент позволяет сделать вывод о том, что значение BLEU и результаты выполнения тестов не имеют явной зависимости между собой, а значит, функциональные тесты необходимы для дополнительной проверки эффективности работы модели.
Ключевые слова: кодогенерация, изображение, машинное обучение, BLEU, функциональные тесты
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.038
Теория дискретной оптимизации играет важную роль в решении задач теории графов, таких как задача Штейнера. Она используется в транспортной инфраструктуре, логистике и проектировании коммуникационных сетей. Задача является NP-трудной, что требует применения эвристических методов, таких как генетические алгоритмы и искусственные нейронные сети. Для решения задачи Штейнера была выбрана графовая нейронная сеть (GNN). Архитектура GNN включает итеративное обновление признаков с использованием информации о смежных вершинах, что позволяет моделировать сложные зависимости в графах. Для агрегации информации применяется механизм передачи сообщений (MPNN), который обновляет состояние вершины, учитывая данные смежных вершин и ребер. Обучение модели осуществляется с использованием графов, сгенерированных с помощью эвристического алгоритма Мельхорна. В эксперименте показано, что GNN хорошо работает на графах, схожих с обучающими, но при увеличении размера входных графов метрики точности и полноты результатов значительно снижаются. Это снижение, скорее всего, связано с ограничениями механизма MPNN, который агрегирует информацию о соседних вершинах на ограниченном расстоянии. Графовые нейронные сети показывают высокий потенциал для задач на графах небольшой и средней размерности, особенно в анализе сложных систем, таких как беспроводные сети, где важны взаимосвязи между вершинами. Однако при увеличении размерности наблюдается снижение качества, что требует улучшений в алгоритмах агрегации и оптимизации.
Ключевые слова: задача Штейнера, графовые нейронные сети, теория графов, искусственные нейронные сети, алгоритм Мельхорна
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.028
В работе представлены результаты анализа влияния геометрических параметров насоса аппарата вспомогательного кровообращения на его гемолитические характеристики. Актуальность исследования обусловлена необходимостью модернизации существующих насосов, проектирования новых насосов, а также отсутствием исследований, устанавливающих закономерности между геометрией насосов и их гемолитическими характеристиками. Прототипом является осевой четырехлопастной насос аппарата вспомогательного кровообращения, который в настоящее время применяется в клинической практике. Для анализа использовано гидродинамическое моделирование течения жидкости в насосе в программном пакете OpenFOAM11 методом конечных объемов. Расчет произведен с использованием MRF, технологии NonConformalCoupling и модели турбулентности LowRe k-ω SST. Установлено, что уменьшение диаметра периферии, увеличение угла диагональности втулки и увеличение ее диаметра приводят к снижению суммарного индекса гемолиза для подачи 2,4 л/мин, а увеличение угла диагональности и уменьшение диаметра периферии приводят к снижению суммарного индекса гемолиза для подачи 5,4 л/мин. Материалы статьи представляют практическую ценность в проектировании и модернизации осевых насосов аппаратов вспомогательного кровообращения.
Ключевые слова: насос, вычислительная гидродинамика, аппарат вспомогательного кровообращения, гемолитические характеристики, индекс гемолиза, openFOAM, метод конечных объемов
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.036
В статье представлены результаты разработки экспериментального стенда электроимпедансной томографии легких новорожденных (стенда) и входящих в него герметичной упрощенной физической модели средостения новорожденного и неонатальной электродной системы. Он состоит из семи основных устройств, которые позволяют моделировать условия, близкие к клиническим. Герметичная упрощенная физическая модель средостения (фантом) изготовлена с учетом возможности размещения куклы-новорожденного. Конструкция выполнена с использованием технологий 3D-печати, оснащена системой управляемого воздухонаполнения областей легких, а также дренажем для удаления из фантома лишней проводящей среды. Предусмотрено три ряда электродов, обеспечивающих возможность проведения экспериментов по моделированию глобальной и регионарной вентиляции при различных расположениях электродной системы (ряда). Разработана и изготовлена неонатальная электродная система с металлическими электродами на гибком тканевом основании, предназначенная для использования в составе стенда. Эластичное основание позволяет подстраиваться под расположение электродов на фантоме. Экспериментальные исследования, выполненные с применением аппарата искусственной вентиляции легких для дыхательных объемов от 2 до 60 мл, подтвердили работоспособность стенда в целом, а именно чувствительность фантома и неонатальной электродной системы к изменениям объемов воздуха, а также чувствительность к режимам вентиляции новорожденных на аппарате искусственной вентиляции легких. Разработанные решения позволяют выполнять исследования и тестирование новых алгоритмов и методик в области электроимпедансной томографии легких новорожденных, а также использования для диагностики нарушения функций внешнего дыхания в области неонатологии.
Ключевые слова: экспериментальный стенд, средостение, модель, электроимпедансная томография, новорожденные, легкие
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.032
В статье рассматривается современное состояние технологий расширенной реальности и перспективы их глобального применения. Для создания глобальных распределенных сетей расширенной реальности необходимы общие подходы и стандарты, которые, в свою очередь, требуют методического обеспечения. Актуальность исследования обусловлена активным развитием технологий расширения реальности и необходимостью в создании простой и универсальной платформы для обмена иммерсивным содержимым. Авторами предлагаются методы классификации метапространств и объектов метапространств. На основе классификации и требований, предъявляемых к метапространствам, предложена модель хранения и базовая технология для создания языка разметки объектов метапространства. Предлагаемая схема является функционально-независимой и позволяет расширять язык разметки новыми компонентами. Предлагается модель для хранения объектов метапространства, основная задача модели – обеспечить потенциальную расширяемость. Полученные результаты могут стать основной для разработки языка разметки объектов метапространства и браузеров-интерпретаторов для различных носимых устройств. Схожесть разметки и подходов к отображению содержимого позволит в процессе разработки повторно использовать часть классической Internet инфраструктуры, например, серверной части. Предложенная классификация также позволит разделять носимые устройства по функциональным категориям, тем самым определяя их возможности с точки зрения интерпретации метапространств.
Ключевые слова: расширенная реальность, метапространство, дополненная реальность, гео-ориентированный AR интернет, иммерсивные технологии, XR, модель объекта мета-пространства, ERML
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.027
Внедрение технологий искусственного интеллекта (ИИ) в медицинскую практику требует тщательной оценки их эффективности, особенно для систем, работающих в автономном режиме. Предлагаемый в данном исследовании метод основан на синтезе требований национальных стандартов в области медицинского ИИ, разработанных экспертами Научно-практического клинического центра диагностики и телемедицинских технологий, и данных, полученных в рамках «Московского эксперимента» по внедрению инновационных технологий. Апробация проведена на трех программных продуктах ИИ, используемых для анализа флюорографических исследований в период с января по май 2023 года. Оценка включала анализ точности алгоритмов (чувствительность, специфичность), а также их эффективности в реальных клинических условиях. В исследовании приведен сравнительный анализ результатов с количественной интерпретацией данных. Наибольший акцент при оценивании был на обеспечении системой ИИ высокого уровня диагностической чувствительности, которая позволит в массовых профилактических исследованиях избавить врачей от рутинной монотонной работы. Разработанный метод продемонстрировал возможность комплексной оценки автономных систем ИИ, выявив различия в эффективности продуктов по ключевым метрикам. Предложенный метод позволяет систематизировать процесс валидации медицинских ИИ-решений, минимизируя риски их некорректного использования в условиях автономной работы. Результаты исследования могут быть применены для стандартизации оценки ИИ-инструментов в радиологии и других областях медицины, требующих высокого уровня надежности диагностики.
Ключевые слова: искусственный интеллект в медицине, автономные диагностические системы, оценка эффективности, лучевая диагностика, рентгенология
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.034
В статье представлен АВ анализ для выявления маркеров метаболического аргинин-зависимого старения среди клинико-диагностических параметров организма в группе из 32 пациентов в возрасте от 29 до 89 лет (14 мужчин и 18 женщин), которыми проходилось геропрофилактическое воздействие L-аргинином. До и после воздействия определялся биовозраст пациента на основе функциональных данных с помощью возраст- и пол-зависимых моделей, далее рассчитывалась разница между календарным и биологическим возрастом и оценивалось изменение этой разницы до и после воздействия (дельта воздействия). Выборка пациентов разделялась по величине дельты воздействия на 2 подгруппы: в первой группе выделены пациенты с эффектом омоложения, во второй группе собраны пациенты с ускорением старения или без значительных изменений дельты воздействия. АВ анализ проведен по клинико-диагностическим параметрам до воздействия пациентов первой и второй подгрупп. Для АВ анализа применялась комбинированная методика с использованием как статистических параметров, так и методов бустрапа. Выбор метода АВ анализа определялся свойствами распределения исследуемого клинического параметра, по которому шло сравнение подгрупп. Результаты анализа показали, что надежное, статистически значимое отличие подгрупп наблюдается по показателям: артериальное давление диастолическое (АДД) и ширина распределения тромбоцитов (RDW). В то же время по ряду показателей: общий белок, липопротеины низкой плотности (ЛПНП), альбумин, аланинаминотрансфераза (АЛТ), средний объем тромбоцитов (MPV), тест Векслера (ТВ), коэффициент атерогенности (КА) и Cholesterol – также наблюдаются статистически значимые отличия подгрупп пациентов, но они в силу малых размеров выборок сравниваемых подгрупп, могут быть ложноположительными.
Ключевые слова: АВ анализ, бутстрап, доверительные интервалы, геропрофилактическое воздействие, прогнозирование эффективности лечения, биовозраст
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.49.2.021
В работе рассматривается задача воспроизведения процесса покупок объектов недвижимости, решение которой позволит проверять как существующие, так и будущие алгоритмы динамического ценообразования, строить предсказания предпочтений покупателей и формировать кривую спроса. В качестве решения предлагается использовать подход, основанный на использовании моделей дискретного выбора, которые широко представлены в экономической литературе и имеют обширный круг приложений в области изучения потребительского поведения и предпочтений на конкурентных рынках. В данной работе излагается новая модель дискретного выбора, использующая нейронную сеть для формирования полезности объекта недвижимости. Предлагается подход к обучению модели через сиамские нейронные сети. Также в статье предложена нестандартная архитектура основной нейросети, позволяющая избежать потери сходимости при ее обучении. В работе проводится симуляция процесса покупки объектов недвижимости с помощью классических моделей, основанных на логистической регрессии со случайными коэффициентами, и с помощью нейросетевой модели, а также проведено их сравнение. В результате численных экспериментов показано заметное преимущество предложенного нейросетевого подхода. С помощью пермутационного теста доказана статистическая значимость полученных результатов.
Ключевые слова: модель дискретного выбора, сиамские нейросети, процесс продаж, недвижимость, предпочтения покупателей, эконометрическое моделирование
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.033
В статье рассматривается проблематика построения отраслевой информационной системы поддержки принятия решений для функционирования в сфере образования и профориентации в условиях ограниченного количества данных. Поддержка принятия решений осуществляется при выборе инженерных профессий и определении склонностей обучающихся к деятельности в инженерно-технической сфере. Для формализации склонностей обучающихся предложены ключевые факторы и оценочные характеристики, позволяющие сделать обоснованные выводы, опираясь на информацию, доступную в рамках цифровой образовательной среды. Факторы представлены с учетом возможности получения их значений с использованием иммерсивных технологий и цифровых образовательных продуктов. В рамках исследования получена обобщенная математическая модель, позволяющая представить выраженность ряда параметров и сопоставить их с дальнейшей профессиональной траекторией обучающегося. Для модели представлены индексы и оценки значимости рассматриваемых параметров при прогнозе, также предложены способы включения в систему поддержки принятия решений различных вариантов оценки выраженности. В группы параметров для модели включены как результаты психологической диагностики, так и результаты образовательной деятельности. Также представлено приложение обобщенной модели к профессии горнодобывающей отрасли на основе проведенных коллективом авторов тестирований, включая опорную группу представителей профессиональной среды.
Ключевые слова: системы поддержки принятия решений, прогнозирование, математическое моделирование, модель данных, цифровая среда, профориентация
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.025
В статье рассмотрены вопросы автоматизации функционала приемной кампании образовательной организации высшего образования, в частности, вопросы, связанные с введением приоритетов зачисления. Абитуриент подает заявление о приеме на программы высшего образования. В нем он обозначает отдельные конкурсные группы и приоритеты зачисления по каждой из них. Исходя из представленной информации, образовательная организация высшего образования определяет высшие приоритеты для дальнейшего зачисления абитуриентов. Представленный в данной статье комплекс программ является актуальным инструментом решения задачи автоматического определения высших приоритетов. Разработанный авторами комплекс состоит из двух подпрограмм. Каждая подпрограмма содержит свой собственный реализованный алгоритм. Одним из алгоритмов для решения поставленной задачи является алгоритм на основе использования метода «грубой силы» (метода полного перебора). Данный метод доказал свою простоту в реализации и читаемость кода. Также в комплексе программ реализован алгоритм Гейла-Шепли. Он характеризуется поиском устойчивых паросочетаний между двумя группами участников. В рамках данной статьи подробно представлены основные этапы работы комплекса программ. В завершение авторами проанализированы полученные результаты реализованных алгоритмов. Сделан вывод об эффективности алгоритмов. Полученные в статье результаты в виде комплекса программ предложено использовать сотрудникам приемных комиссий образовательных организаций высшего образования при проведении нового набора в части автоматизации определения высших приоритетов абитуриентов в конкурсных списках.
Ключевые слова: комплекс программ, метод «грубой силы», алгоритм Гейла-Шепли, приемная кампания, приемная комиссия, абитуриент, приоритет, зачисление, устойчивые паросочетания
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.024
Госпитальная статистика выздоровлений от COVID-19 по городу Иркутску представлена в виде скорости выздоровления за определенное количество суток от полной группы заболевших. Время выздоровления изменяется от 1 до 182 суток. Количество рассмотренных случаев достигает ~100000 случаев. Для удобства использования данных предложено аппроксимировать таблицу для скорости выздоровления различными видами нелинейных функций. Изучены следующие варианты аппроксимирующих функций: Гауссова, Лоренцева, модифицированная Лоренцева, функция Вейбулла, функции Джонсона. Для сравнения со статистикой применялись методы минимизации среднеквадратичных отклонений аппроксимирующих функций от экспериментальных данных. Использованы метод наименьших квадратов для функций с двумя и тремя параметрами, метод спуска по координатам и метод спуска по градиенту для функций с четырьмя подгоночными параметрами. Показано, что наилучшие результаты подгонки обеспечивает модифицированная Лоренцева функция, с четырьмя параметрами. По степени расхождения с экспериментальной статистикой аппроксимирующие функции расположены в следующем порядке: функция Вейбулла обеспечивает наименее точную подгонку (16,15 %), далее располагается функция Джонсона SU (10,65 %), несколько лучше подгонка для функции Джонсона SB (8,49 %), для Гауссовой функции (5,8 %), для Лоренцевой функции подгонка составляет (3,2828 %), наилучшую подгонку дает модифицированная Лоренцева функция (3,2804 %) при определенных приближениях.
Ключевые слова: теория эпидемий, методы оптимизации, спуск по координатам, спуск по градиенту, метод наименьших квадратов, аппроксимация Гаусса, аппроксимация Лоренца, аппроксимация Вейбулла, аппроксимация Джонсона, модифицированное распределение Лоренца
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.020
В статье рассматривается проблема выявления признаков депрессии на основе пользовательских данных из социальных сетей с применением методов машинного обучения и сетевого анализа. Исследование включает разработку модели выявления пользователей с признаками депрессии, которая основана на текстовом анализе их публикаций в социальных сетях, а также метаданных профилей в социальной сети. В качестве алгоритмов в исследовании были использованы нейронные сети, что позволило достичь высокой точности классификации. Графовый анализ, проведенный для анализа влияния пользователей с признаками депрессии, демонстрирует, что такие пользователи имеют низкую степень центральности и не образуют плотных кластеров, что свидетельствует об их социальной изоляции. Гипотеза о распространении депрессии через социальные связи не подтвердилась, что указывает на минимальное влияние депрессивных пользователей на окружающих. Результаты исследования могут быть полезны в целях разработки систем раннего выявления депрессии. Особое внимание уделено ограничениям работы – использованию данных только одной социальной сети и сложности обработки текстовых данных. В статье предложены перспективы дальнейших исследований, направленные на расширение методов анализа распространения депрессивного поведения в социальных сетях.
Ключевые слова: прогнозирование, депрессия, психическое расстройство, классификация, социальная сеть, машинное обучение, нейронная сеть, сетевой анализ
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.014
При создании коммуникационной сети неизбежно возникают различные помехи, негативно сказывающиеся на ее эффективности. Отсутствие мер по устранению таких помех затрудняет оптимизацию сети. Среди проблем, вызванных помехами, проблема их блокировки является одной из наиболее существенных. Эта неразрешенная проблема может сделать невозможным успешное проектирование сети. Для решения проблем, связанных с тем, что традиционный метод имеет длительное время отклика на мониторинг перегрузки сети связи, а эффект обнаружения не идеален, предлагается метод мониторинга в реальном времени, основанный на облачных вычислениях для блокировки сети связи. Во-первых, устанавливается точка мониторинга сети связи, и приемник завершает процесс сбора коммуникационных данных. На основе собранных данных выполняется постоянный расчет трафика для определения наличия аварийного состояния блокировки в канале сети связи и определения точного местоположения точки блокировки. Таким образом, информация генерирует тревожное сообщение для получения результатов мониторинга. Экспериментально проанализированы время работы в режиме реального времени и точность метода мониторинга. Установлено, что метод мониторинга позволяет контролировать время задержки в пределах 0,2 с, а частота ошибок мониторинга является низкой.
Ключевые слова: облачные вычисления, телекоммуникации, перегрузка сети, мониторинг в режиме реального времени, точка мониторинга, управление системой, блокировка
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.026
В настоящее время глубокое обучение как актуальное направление исследований дало плодотворные результаты в области обработки естественного языка, распознавания и генерации графов, например, ChatGPT и Sora. Объединение глубокого обучения с алгоритмами декодирования для канального кодирования также постепенно становится актуальным направлением исследований в области связи. В этой статье мы используем глубокое обучение для улучшения адаптивного алгоритма экспоненциальной минимальной суммы (AEMS) для LDPC-кодов. Во-первых, мы расширяем итеративную процедуру декодирования между контрольными узлами (CNs) и переменными узлами (VNs) в алгоритме декодирования AEMS в сеть распространения с прямой передачей, основанную на графе Таннера, полученном из H-матрицы LDPC-кодов. Во-вторых, для повышения эффективности обучения модели и снижения вычислительной сложности мы присваиваем одинаковый весовой коэффициент всей краевой информации в каждой итерации сети декодирования AEMS, что снижает вычислительную сложность и гарантирует эффективность декодирования, и мы называем ее общей нейронной сетью декодирования AEMS (SNAEMS). Результаты моделирования показывают, что производительность декодирования предложенной сети декодирования SNAEMS превосходит производительность обычного декодера AEMS, а коэффициент усиления кодирования постепенно увеличивается по мере увеличения длины кода.
Ключевые слова: LDPC, глубокое обучение, нейронная сеть, экспоненциальный алгоритм, минимальная сумма
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.019
Современные беспилотные авиационные системы (БАС) играют ключевую роль в различных отраслях, включая мониторинг окружающей среды, геодезию, сельское и лесное хозяйство. Одним из важнейших факторов их успешного применения является интеграция данных от различных сенсоров, таких как глобальные навигационные спутниковые системы, инерциальные навигационные системы, лидары, камеры и тепловизоры. Комплексирование данных позволяет существенно повысить точность, надежность и функциональность систем управления. В статье рассматриваются методы интеграции данных, включающие традиционные алгоритмы, такие как фильтры Калмана и его расширенные версии, а также современные подходы, основанные на моделях глубокого обучения, включая FusionNet и Deep Sensor Fusion. Экспериментальные исследования показали, что обучаемые модели превосходят традиционные алгоритмы, обеспечивая увеличение точности навигации до 40 % и улучшение устойчивости к помехам и внешним воздействиям. Предложенные подходы демонстрируют потенциал для расширения применения БАС в задачах автономной навигации, картографии и мониторинга, особенно в сложных условиях эксплуатации. Перспективы дальнейшего развития включают использование гиперспектральных сенсоров и создание адаптивных методов интеграции для повышения эффективности работы беспилотных систем.
Ключевые слова: интеграция сенсорных данных, беспилотные авиационные системы, фильтр Калмана, fusionNet, deep Sensor Fusion, автономная навигация, устойчивость к помехам
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.023
В работе предлагается распределенный алгоритм управления мультиагентными системами с лидером. Основная цель исследования – обеспечение асимптотической сходимости состояний всех агентов-последователей к состоянию лидера, при условии использования каждым агентом только локальной информации, полученной от соседних узлов. Динамика агентов моделируется системой второго порядка – двойным интегратором, что позволяет учесть как положение, так и скорость агентов. Такое описание точнее отражает свойства реальных систем по сравнению с часто применяемыми упрощенными моделями первого порядка. Формализация топологии коммуникационных связей между агентами осуществляется с помощью теории графов. Разработанный алгоритм основан на идее управления с закреплением (pinning control) и использует локальную информацию о состояниях соседних агентов и лидера. Методом Ляпунова и анализом собственных значений исследована устойчивость системы и получены аналитические условия для коэффициентов усиления, гарантирующие достижение консенсуса. Для иллюстрации работоспособности и эффективности предложенного алгоритма проведено численное моделирование в среде MATLAB. Траектория лидера выбрана на основе оптимальной траектории, полученной в предыдущих исследованиях авторов. Результаты подтверждают, что состояния агентов-последователей асимптотически сходятся к состоянию лидера с течением времени. Предложенный алгоритм может найти применение при решении задач группового управления мобильными роботами, беспилотными аппаратами и другими распределенными техническими системами.
Ключевые слова: мультиагентные системы, распределенное управление, консенсус, структура лидер-ведомые, теория графов, управление с закреплением, групповое управление
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.013
Ограничение запросов является важной частью управления доступностью и надежностью API. На сегодняшний день существует ряд подходов к реализации механизма ограничения запросов, каждый из которых основывается на определенном алгоритме или их комбинации. Однако существующие подходы зачастую рассматривают всех потребителей как однородную группу, что препятствует созданию гибких стратегий управления ресурсами в условиях современных распределенных архитектур. В данной статье автором предложены два новых метода ограничения запросов, основанные на алгоритме маркерной корзины. Первый метод предусматривает использование общей маркерной корзины с различными требованиями к минимальному уровню ее заполнения в зависимости от класса потребителей. Второй метод предполагает использование для каждого класса потребителей отдельных маркерных корзин со своими значениями параметров, но общим лимитом. Проведенное моделирование подтвердило, что оба метода позволяют обеспечить эффективное ограничение запросов к API, при этом были выявлены различия между методами в характере распределения ресурсов среди разных классов потребителей. Полученные результаты представляют практическую ценность для разработчиков информационных систем и сервисов, которым необходимо поддерживать высокий уровень доступности, одновременно обеспечивая гарантии доступа для разных категорий потребителей.
Ключевые слова: ограничение запросов, алгоритм маркерной корзины, программный интерфейс, класс потребителя, квота, порог, всплеск трафика
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.021
В исследовании представлен метод генерации вопросов закрытого типа, использующий большие языковые модели (LLM) для повышения качества и релевантности создаваемых вопросов. Предложенная структура объединяет этапы генерации, верификации и корректировки, что позволяет не исключать некачественные вопросы, а улучшать их с использованием обратной связи. Метод был протестирован на трех популярных наборах данных: SQuAD, Natural Questions и RACE. Ключевые метрики оценки ROUGE, BLEU и METEOR стабильно показывали улучшения производительности на всех протестированных моделях. В исследовании использовались четыре варианта LLM: O1, O1-mini, GPT-4o и GPT-4o-mini, при этом O1 достигла наивысших результатов по всем наборам данных и метрикам. Экспертная оценка показала увеличение точности до 14,4 % по сравнению с генерацией без верификации и корректировки. Полученные результаты подчеркивают эффективность метода в обеспечении большей ясности, фактической корректности и контекстуальной релевантности в сгенерированных вопросах. Сочетание автоматизированной верификации и корректировки дополнительно улучшает результаты, демонстрируя потенциал LLM в совершенствовании задач генерации текста. Результаты работы будут полезны исследователям в области обработки естественного языка, образовательных технологий, а также специалистам, работающим над адаптивными системами обучения и программным обеспечением корпоративного обучения.
Ключевые слова: генерация вопросов, большие языковые модели, искусственный интеллект, обработка естественного языка, o1, o1-mini, GPT-4o, GPT-4o-mini
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.018
Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности маркетинговых стратегий за счет автоматизированной и кастомизируемой сегментации клиентов. В рамках данной работы предложена универсальная система управления клиентскими данными, в основе которой лежит RFM сегментация с возможностью настройки гибкой логики, а также возможностью интеграции с различными внешними системами. Традиционные CRM-системы и ручные методы RFM сегментации ограничены в функционале и не всегда удовлетворяют потребности бизнеса в гибкости и интеграции с различными источниками данных. В работе были выявлены недостатки традиционных CRM-систем и предложены точки улучшения описываемой системы. Дополнительно был проведен эксперимент, в котором сравнивались полученные RFM сегменты на основе предложенной архитектуры с автостратегиями Яндекса в рекламной платформе Яндекс.Директ. Применение системы показало значительные преимущества в сравнении с автостратегиями, включая увеличение числа покупок на 30,71 % на примере магазина одежды. Полученные результаты подтверждают практическую ценность системы для оптимизации маркетинговых кампаний и повышения конверсии. Результаты имеют практическую значимость для компаний, нуждающихся в кастомизированных решениях и интеграциях. Для дальнейшего развития предлагается совершенствование метода RFM-сегментации путем внедрения алгоритмов машинного обучения, а также поиск дополнительных эффективных каналов для использования создаваемых сегментов.
Ключевые слова: RFM-анализ, автоматизация маркетинга, лояльность клиентов, сегментация пользователей, электронная коммерция, оптимизация рекламных стратегий
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.015
Предприятиям, участвующим в жилищно-коммунальном хозяйстве, нужна рыночная энергетическая состоятельность и конкурентоспособность, привлекательность для потребителей. Для российских компаний актуально придерживаться сравнительно «мягких» (гибких) тарифов и стратегий энергоснабжения. Необходимы поиск эффективных решений, например, инвестиционных и снижение неопределенностей типа «белого шума» в энергетической системе. Цель исследования – системный анализ потенциала smart-контракта, цифрового рубля и цифровых платежей в энергосервисных договорах. Методами системного анализа и моделирования исследованы возможности энергетических контрактов и сервисов, а также содержание и особенности таких контрактов, меры по устойчивому обеспечению энергосбережения с определенной доходностью и оптимизацией энергоресурсов. Поэтому необходимо идентифицировать параметры и особенности договора и моделировать процессы энергообеспечения. Результатами исследования являются: 1) системный анализ типовых форм договоров и описание комплекса энергосберегающих ключевых процедур предприятия; 2) анализ потенциала цифрового рубля и его «энергетических возможностей»; 3) модель динамики управления энергосервисным предприятием на основе диффузии цифровых сервисов и его исследование. Результаты работы позволят расширить возможности заключения и развития энергосервисных контрактов на практике, а также строить гибкие модели и алгоритмы энергоснабжения.
Ключевые слова: системный анализ, умный контракт, энергопотребление, энергосервисный контракт, моделирование
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.016
В работе представлена система анализа изображений ядросодержащих клеток костного мозга для формирования диагностического заключения в онкогематологии, направленной на решение проблемы построения конвейера обработки данных в автоматических анализаторах биомедицинских изображений. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения надежности автоматического микроскопического анализа биомедицинских образцов, что является сложной задачей из-за высокой изменчивости и морфологической сложности исследуемых объектов. Одним из решением указанной проблемы является разработка веб-сервиса посредством загрузки, обработки и описание изображений с последующей классификацией на категории подтвержденных и неподтвержденных случаев. Данный веб-сервис обеспечивает кроссплатформенность и доступность, формирует открытую базу данных верифицированных изображений и предоставляет инструменты для обработки и анализа изображений, а также инструменты для корректировки врачом результатов обработки. Система не назначает лечение и не ставит диагнозы самостоятельно, а служит интеллектуальным инструментом для обработки, анализа и передачи результатов исследований в режиме реального времени. Результаты тестирования показали высокую точность работы системы: 91 % для нейросетевых методов и до 97 % для классических алгоритмов. Разработанная система позволяет проводить анализ модулей обработки данных для систем компьютерной микроскопии.
Ключевые слова: анализ биомедицинских изображений, выделение объектов, классификация ядросодержащих клеток, распознавание образов, онкогематология
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.012
Данное исследование посвящено оптимизации маршрутов в сетях квантового распределения ключей (КРК), особенностями которых является ряд физических ограничений и сильная зависимость от топологии. В работе рассматривается применение двух вариаций алгоритма муравьиных колоний, алгоритмов элитарной муравьиной системы (EAS) и Max-Min муравьиной системы (MMAS), для построения оптимальных маршрутов в сетях КРК. Была представлена метрика коммуникационной эффективности маршрута сети КРК, позволяющая оценивать качество маршрута в соответствии с заданными требованиями к пропускной способности и безопасности. Особенностью данной метрики является ее неаддитивная составляющая пропускной способности, зависящая от минимальной эффективности соединения в маршруте. Была проведена серия экспериментов на случайно сгенерированном планарном графе для длинных и коротких маршрутов с алгоритмами EAS и MMAS, в результате которой MMAS оказался значительно более эффективным для длинных маршрутов, но в случае коротких маршрутов EAS находил маршрут быстрее без значительной потери в качестве решения. Результаты, полученные в данном исследовании, могут быть применены в решении задач динамической маршрутизации, а также оптимизации топологии сетей квантового распределения ключей.
Ключевые слова: квантовое распределение ключей, метаэвристика, муравьиный алгоритм, элитарная муравьиная система, max-Min муравьиная система, поиск пути
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.011
В статье представлены результаты разработки и экспериментального исследования двух упрощенных физических моделей средостения новорожденных для электроимпедансной томографии. Созданные модели базируются на данных спиральной компьютерной томографии и учитывают анатомические особенности органов грудной клетки младенцев. Реализация конструкций выполнена с использованием технологий 3D-печати, что позволило добиться высокой точности геометрических параметров. Модели оснащены системой управляемого воздухонаполнения лёгких и тремя рядами электродов, что обеспечивает возможность проведения экспериментов по моделированию глобальной и регионарной вентиляции. Экспериментальные исследования продемонстрировали, что разработанные модели позволяют регистрировать дыхательные объемы в диапазоне от 2 до 120 мл, что соответствует физиологическим параметрам дыхания новорожденных. Полученные данные подтвердили работоспособность моделей, их чувствительность к изменениям объемов воздуха, а также пригодность для исследований и тестирования новых алгоритмов и методик в области электроимпедансной томографии. Установлено, что предложенные модели обеспечивают адекватное воспроизведение вентиляционных процессов и могут быть использованы для разработки диагностических решений в области неонатологии. Результаты работы представляют практическую ценность для научных исследований, направленных на совершенствование методов диагностики дыхательных нарушений у новорожденных, и могут быть использованы в образовательной практике.
Ключевые слова: упрощенная физическая модель средостения, электроимпедансная томография, новорожденные, процесс глобальной и регионарной вентиляции, легкие
DOI: 10.26102/2310-6018/2025.48.1.017
Эксплуатация систем подводной добычи сложных углеводородов сопровождается повышенными рисками возникновения аварийных ситуаций, в частности, возникновения утечек и выбросов в результате потери герметизации между подводной фонтанной арматурой и подвеской насосно-компрессорной трубы. Проявление выбросов и утечек в процессе эксплуатации подводных скважин могут привести к таким необратимым последствиям, как потеря добываемой продукции и нанесение вреда окружающей среде, а также повреждение дорогостоящего оборудования, в результате чего необходим дорогостоящий и технически сложный ремонт. По этой причине в процессе опытно-конструкторских работ по проектированию данного типа оборудования необходимо проводить качественное и эффективное расчетное сопровождение разрабатываемых металлических уплотнений, позволяющее определять их оптимальную геометрию. Авторами разработана математическая модель определения напряженно-деформированного состояния металлического уплотнения подвески насосно-компрессорной трубы с учетом его жесткостных характеристик. Для определения оптимальной геометрии металлического уплотнения использовалась теория качеств, в основе которой общее качество металлического уплотнения оценивалось по его прочности и герметичности. Для герметичности и прочности металлического уплотнения построены частные функции качества, которые объединяются в целевую функцию с помощью функционального среднего Колмагорова-Нагумо. Приведены результаты оптимизации штатных геометрических параметров металлического уплотнения опытного образца подвески насосно-компрессорной трубы по предложенному методу. Информация, содержащаяся в данной публикации, является полезной для специалистов в области инженерии и науки, занимающихся разработкой и исследованием методов обеспечения герметичности подводных соединений с применением металлических уплотнений.
Ключевые слова: система подводной добычи, металлическое уплотнение, напряженно-деформированное состояние, подвеска насосно-компрессорной трубы, подводная фонтанная арматура, контактное давление, теория качеств, оптимизация