метаданные статей за последние 2 года
Работая с нашим сайтом, вы даете свое согласие на использование файлов cookie. Это необходимо для нормального функционирования сайта, показа целевой рекламы и анализа трафика. Статистика использования сайта отправляется в «Яндекс» и «Google»
Научный журнал Моделирование, оптимизация и информационные технологииThe scientific journal Modeling, Optimization and Information Technology
cетевое издание
issn 2310-6018

метаданные статей за последние 2 года

Разработка методов прогнозирования динамики заболеваемости на примере COVID-19

2023. T.11. № 3. id 1434
Каширина И.Л.   Матыкина О.В.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.014

Пандемия COVID-19 привела к глобальным последствиям и стала причиной серьезных ограничительных мер во всех сферах деятельности, изменивших условия работы и жизни населения мира. Даже после окончания пандемии прогнозирование заболеваемости COVID-19 остается важной задачей, так как необходимо следить за развитием ситуации, а результаты исследований по этой теме могут быть перенесены на другие эпидемии. Особое значение имеют научные исследования по анализу факторов, оказывающих существенное влияние на протекание эпидемии. В данном исследовании предлагается комплекс моделей и алгоритмов машинного обучения, базирующихся на обработке больших данных, для прогнозирования динамики распространения вируса COVID-19 на мезоуровне, с помощью которого анализируется влияние различных экзогенных факторов на заболеваемость. В качестве исходных данных для построения моделей машинного обучения используется деперсонифицированный набор данных, предоставленный Воронежским областным клиническим консультативно-диагностическим центром и содержащий информацию по всем проведенным в Воронежской области тестам на COVID-19. Для эффективной борьбы с эпидемиями необходимы прогнозы развития динамики заболеваемости на достаточно длительный период времени (например, от двух недель и более), тогда как в литературе, как правило, предлагаются краткосрочные методы, позволяющие делать достаточно точный прогноз только на 1–5 дней. Поэтому задача данного исследования заключается в поиске оптимального метода прогнозирования заболеваемости на средний период времени с использованием экзогенных факторов. В качестве экзогенных переменных для улучшения качества прогнозирования были выбраны сведения о погоде, дне недели и месяце и популярность поисковых запросов, связанных с COVID-19.

Ключевые слова: COVID-19, машинное обучение, временные ряды, прогнозирование динамики, гибридная нейронная сеть

Задача оптимизации формы сопла гидропушки для максимизации импульса силы ультраструи

2023. T.11. № 4. id 1433
Дмитрук Ю.В.   Толстых В.К.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.012

Импульсные струи жидкости высокого давления способны разрушить породу любой крепости. Применение ультраструй позволяет повысить производительность труда при разрушении горных пород и строительных конструкций. Однако из-за низкой надежности гидроимпульсных установок коммерческое применение импульсных струй в настоящее время ограничено. Повысить надежность и эффективность гидропушки можно путем оптимизации конструкции. В связи с этим в статье рассмотрен прямой экстремальный подход для практического решения задачи оптимизации формы сопла поршневой гидропушки с целью достижения максимума средней силы действия струи на преграду. Форма сопла (площадь поперечного сечения) присутствует в уравнениях в виде пространственной производной. В качестве управления выбрана вся функция производной, позволяющая исключить погрешности численного дифференцирования. В прямом экстремальном подходе предполагается итерационная максимизация функционала экстремальными методами на основе градиента. Получено аналитическое выражение градиента как функции по длине сопла и необходимое условие оптимальности формы сопла. Градиент представляет собой функцию пространственной переменной, что делает задачу оптимизации бесконечномерной. Значение градиента определяется из решения сопряженной задачи. Градиент указывает направление максимизации целевого функционала, что может далее использоваться в бесконечномерных экстремальных алгоритмах оптимизации. Критерием достижения оптимальной формы сопла является выполнение необходимого условия с наилучшей возможной точностью.

Ключевые слова: гидропушка, градиент, условие оптимальности, бесконечномерная экстремальная задача

Формализация модели информационной безопасности предприятия в виде многокритериальной задачи линейного программирования

2023. T.11. № 3. id 1431
Базилевский М.П.   Наседкин П.Н.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.021

Ранее авторами была предложена методика оценки функциональной эффективности подсистемы программно-технических решений (ПТР) комплексной системы защиты информации (КСЗИ) предприятия. С помощью нее можно оценить не только общую эффективность подсистемы ПТР КСЗИ, но и эффективности таких ее компонент, как подсистемы и их функции. В данной статье на основе предложенной методики сформулирована оптимизационная модель информационной безопасности предприятия в виде многокритериальной задачи линейного программирования. Целевыми функциями в ней выступают оценки эффективностей всех возможных компонент подсистемы ПТР КСЗИ. Переменными являются ожидаемые оценки аудиторов после будущей модернизации КСЗИ и затраты, обеспечивающие соответствующие оценки. Решение этой задачи дает ответ на вопрос, как распределить имеющуюся сумму денежных средств так, чтобы максимизировать не только эффективность подсистемы ПТР КСЗИ, но и эффективности всех ее компонент. Предложенная многокритериальная задача сведена к однокритериальной, в которой вместо максимизации всех критериев эффективности максимизируется минимальный из них. Также предложена задача, решение которой дает ответ на вопрос о том, какие минимальные затраты необходимы, чтобы обеспечить заданный уровень эффективности подсистемы ПТР КСЗИ и всех ее компонент.

Ключевые слова: информационная безопасность, оценка эффективности защиты информации, объект воздействия, оптимизационная модель, линейное программирование

Высокоуровневая структура модулей для построения специальных систем автоматизированного проектирования

2023. T.11. № 3. id 1430
Троценко А.С.   Успехов А.А.   Чижов М.И.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.018

В современном производстве существует потребность в проектировании специализированных изделий, заданных определенным набором изменяющихся параметров. Повторное проектирование изделия, связанное с изменением некоторых из этих параметров, становится одной из задач инженера. Использование тяжелых систем автоматизированного проектирования в таких случаях может приводить к значительному повышению трудозатрат. Создание истории построений твердотельной модели изделия, сбалансированной относительно заданного набора ее параметров, оказывает существенное влияние на общую сложность процесса проектирования. Повысить эффективность этого процесса позволяет применение специальных систем автоматизированного проектирования, направленных на создание параметризированной модели определенного изделия. В данной работе представлена структура высокоуровневых модулей, обеспечивающих быструю разработку специальных систем автоматизированного проектирования. Одним из методов, обеспечивающих быструю разработку, является сокращение большого объема знаний классов и методов используемого геометрического ядра. Наличие отдельных функциональных блоков позволяет строить системы твердотельного моделирования различной наполненности: от простых линейных систем до систем с расширенными возможностями моделирования, анализа и импорта / экспорта данных. Для снижения зависимости разрабатываемых систем от конкретных геометрических ядер предложенная структура обеспечивает сокрытие используемого геометрического ядра с помощью шаблона проектирования закрытой реализации.

Ключевые слова: архитектура, твердотельное моделирование, системы автоматизированного проектирования, шаблоны проектирования, сокрытие реализации

Система показателей для оценки эффективности процедур многофакторной аутентификации в Web-приложениях

2023. T.11. № 3. id 1426
Богданов Д.С.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.015

Актуальность исследования обусловлена растущими темпами внедрения механизмов многофакторной аутентификации в Web-приложения, популяризацией Web-технологий, а также отсутствием в Российской Федерации конкретных стандартов, описывающих работу процедур многофакторной аутентификации и устанавливающих требования к Web-приложениям, которые используют данные процедуры. Целью проводимого исследования является разработка системы показателей для оценки эффективности процедур многофакторной аутентификации в Web-приложениях на основе ранее разработанной классификации рассматриваемых процедур. В ходе исследования был проведен анализ научных публикаций по исследуемой теме, предложены лингвистические шкалы для показателей: затрат, надежности, безопасности, эффективности, а также факторы, влияющие на соответствующие показатели, выделены допустимые значения показателей, которые в последующих публикациях по данной тематике будут уточнены с использованием метода экспертных оценок. Также в рамках исследования были предложены способы расчета значений показателей затрат, надежности, безопасности и эффективности. Полученный в ходе исследования материал в последующем может быть конкретизирован в соответствии с перечнем решаемых задач, направленных на обеспечение информационной безопасности процедур многофакторной аутентификации. Материалы работы представляют теоретическую ценность для дальнейших исследований в данной области.

Ключевые слова: многофакторная аутентификация, web-приложение, двухфакторная аутентификация, классификация, показатели процедур аутентификации, оценка эффективности

Нейронечеткие сети для систем дистанционного мониторинга амбулаторных пациентов с заболеваниями органов дыхания

2023. T.11. № 3. id 1425
Бутусов А.В.   Алавcи Х.А.   Карачевцев Р.А.   Филист С.А.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.016

В статье предложен решающий модуль для контроля функционального состояния системы дыхания, обеспечивающий интеллектуальную поддержку при принятии решений медицинским персоналом по госпитализации пациента. Для контроля степени тяжести внебольничной пневмонии на основе интернет-технологий разработан гибридный многоагентный классификатор со структурой, включающий сегменты факторов риска, связанные со «своей» системой нечеткого логического вывода, и метаклассификатор, предназначенный для агрегации решений этих систем, позволяющий осуществлять мониторинг функционального состояния системы дыхания пациента в удаленном интерактивном режиме. Разработана пятислойная нечеткая сеть, предназначенная для классификации степени тяжести внебольничной пневмонии по входному вектору, основанная на алгоритме Мамдани-Ларсена, позволяющая оценить степень тяжести внебольничной пневмонии на шкале 0–1 по сегменту факторов риска, используемому в традиционных шкалах риска пневмонии. Синтезирован нейронечеткий классификатор тяжести внебольничной пневмонии, построенный на основе шкалы риска пневмонии CRB-65. Сформирована база нечетких решающих правил системы нечеткого логического вывода и определены функции принадлежности для входных и выходных переменных в выбранном сегменте факторов риска. Апробация нейронечеткой модели гибридного классификатора степени тяжести внебольничной пневмонии проведена на экспериментальной группе из 200 пациентов, больных внебольничной пневмонией различной степени тяжести. Модель классификатора на контрольной выборке продемонстрировала диагностическую чувствительность 90 % и диагностическую специфичность 86 %. Осуществлено сопоставление результатов полученной модели риска внебольничной пневмонии с результатами экспертного оценивания и результатами, полученными на известных регрессионных моделях. Показатели качества классификации синтезированного нейронечеткого классификатора позволяют рекомендовать его для телекоммуникационных систем дистанционного мониторинга степени тяжести внебольничной пневмонии.

Ключевые слова: дистанционный мониторинг, интерьер, шкалы риска внебольничной пневмонии, многоагентная система классификации, нейронечеткий классификатор, показатели качества классификации

Оптимизация моделирования процессов балансировки и ребалансировки инвестиций для реализации программы развития многообъектной организационной системы

2024. T.12. № 1. id 1419
Бухольцев И.М.   Львович Я.Е.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2024.44.1.015

Статья посвящена оптимизации управления инвестициями при формировании и реализации программы развития многообъектной информационной системы. Рассматривается этап, связанный с переходом от выполненной за некоторый временной период программы развития к новой программе развития с заданным горизонтом планирования. Показано, что в момент перехода осуществляется балансировка инвестиций, а в процессе реализации возникает необходимость их ребалансировки. Для первой задачи сформирована многоуровневая система балансовых условий, которая является основой для построения оптимизационных моделей процесса балансировки. Поскольку нижний уровень балансовых условий связан с требованием роста значения показателей развития объектов организационной системы до определенной величины, установленной управляющим центром, задачи оптимизации базируются на прогностических оценках. Эти оценки вычисляются либо по результатам нейросетевого моделирования, либо экспертного оценивания. При формировании оптимизационных моделей процесса ребалансировки инвестиций рассматриваются два способа выявления отклонения значения показателей развития от планируемой траектории роста: в заданный момент времени, при превышении порогового значения. В этих случаях определяется момент времени, в который осуществляется коррекция оптимальной стратегии распределения инвестиций между временными переходами для выхода в конечной точке на заданный уровень показателей развития. Таким образом, предложенный переход позволяет оптимизировать распределение инвестиций в рамках программы развития как в процессе их балансировки, так и ребалансировки.

Ключевые слова: многообъектная организационная система, программа развития, инвестирование, оптимизация, нейросетевое моделирование, экспертное оценивание

Имитационное моделирование безопасного расхождения групп морских судов

2023. T.11. № 3. id 1418
Артемьев А.В.   Гриняк В.М.   Девятисильный А.С.   Петров В.А.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.011

Статья посвящена проблеме безопасного движения судов в условиях насыщенного трафика. Рассматривается задача безопасного расхождения групп судов. Отмечается, что расхождение автономных (безэкипажных) судов имеет свою особую специфику. При их групповом движении автономному судну необходимо «знать» намерения других участников для правильной интерпретации правил расхождения судов. Это требует расширения известных алгоритмов расхождения на случай группового движения. В статье описана математическая модель задачи расхождения судов, основанная на традиционных геометрических представлениях относительного движения судов. Дан алгоритм действий судна в условиях группового движения. Описан программный инструментарий, использованный для постановки вычислительных экспериментов по расхождению групп автономных судов. Отмечается, что предложенный алгоритм может быть успешно применен и для судов с экипажем, внедрен в автоматизированные бортовые средства управления судном. Показан пример расчета маневров для расхождения группы из семи судов. Указывается, что для проверки предложенного алгоритма и оценки перспектив его использования на практике необходима постановка натурных экспериментов для групп малоразмерных моделей автономных надводных судов. Даются рекомендации по возможной конструкции таких судов для постановки экспериментов и развитию соответствующей береговой инфраструктуры, позволяющей в перспективе обеспечить поддержку автономного судовождения.

Ключевые слова: управление движением судов, безэкипажное судоходство, е-Навигация, а-Навигация, опасное сближение, маневр уклонения, группа судов

Алгоритмизация принятия управленческих решений в рамках реализации программы развития отрасли при случайных вариациях инвестиционного ресурса

2023. T.11. № 3. id 1417
Иванов Д.В.   Львович Я.Е.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.006

В статье рассмотрено применение оптимизационного подхода для принятия управленческих решений при случайных вариациях инвестиционного ресурса, выделяемого управляющим центром отраслевой организационной системы на реализацию подсистемы развития. Показаны недостатки традиционных экспертных оценок при распределении инвестиций между объектами организационной системы, причины необходимости случайных вариаций для сглаживания издержек неоптимальных решений. Приведена постановка оптимизационный задачи управления инвестированием. Предложена алгоритмизация принятия управленческих решений на основе интеграции экспертных и оптимизационных оценок. Определены цель и задачи исследования, приведенного в работе. Обоснована структура комбинированной алгоритмической процедуры принятия управленческих решений, основанной на синхронном поиске в пространствах показателей эффективности программы развития и варьируемого инвестиционного ресурса за счет погружения в рандомизированную среду. С этой целью на каждой итерации вводятся и определяются вероятностные характеристики значимости показателей при их аддитивной свертке и инвестиции объектов при согласовании экспертной оценки потребности в ресурсе с численным решением. С целью движения в пространстве показателей предложена модификация алгоритма роя частиц, интегрированного в схему рандомизированного поиска объема инвестиций при случайной вариации в соответствии с равномерным и нормальным законами распределений. Для реализации алгоритмической процедуры в случае двух вариантов закона распределения рассмотрена последовательность действий при введении начальных условий и топологии соседства частиц, при переходе от текущей итерации к последующей, при использовании правила останова и определения оптимального управленческого решения.

Ключевые слова: инвестирование, отраслевая организационная система, программа развития, оптимизация, экспертное оценивание, рандомизированный поиск

Алгоритм определения угла между направлениями шлифовки поверхности

2023. T.11. № 3. id 1416
Шмидт А.Г.   Алтухов А.А.   Фещенко В.С.   Шепелев В.А.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.020

Работа посвящена разработке алгоритма анализа изображений профилограмм, полученных с помощью оптического профилометра ZYGO ZeGage Pro HR, с целью определения некоторых параметров обработки поверхности материала: направлений шлифовки и угла между ними. Анализ таких данных позволяет устанавливать связь между применяемой технологией обработки материала и качеством получаемой поверхности. Необходимость автоматизации данного процесса является актуальной задачей, решение которой позволит сократить время анализа большого объема исследуемых образцов и ускорить проверку их качества. В данной исследовательской работе представлен процесс функционирования разработанного алгоритма, основанного на применении методов обнаружения геометрических объектов на изображениях. Алгоритм состоит из нескольких этапов, включая предварительную обработку входных данных, методы обнаружения прямых линий на изображении, выделение направлений шлифовки поверхности и определение угла между ними. Кроме того, в рамках исследования была предложена модификация алгоритма, основанная на частотном анализе изображений. Данная модификация позволяет устранить описанные в работе недостатки основной реализации, вызванные спецификой входных данных, и повысить эффективность работы программы. Также приведены выводы по результатам проверки точности разработанного алгоритма и его модификации, полученные на разных образцах исследуемых поверхностей.

Ключевые слова: анализ изображений, нахождение линий на изображении, вычисление углов, алмазная подложка, шлифовка поверхности

Разработка системы информационного поиска для сопоставления с уровнем техники

2023. T.11. № 3. id 1413
Бобунов А.В.   Коробкин Д.М.   Фоменков С.А.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.023

Актуальность данного исследования заключается в повышении эффективности извлечения ключевых фраз и слов из русскоязычного патентного массива. В настоящее время эксперты патентного ведомства вынуждены проводить анализ текста патентных заявок вручную, чтобы определить ключевые фразы и слова, которые затем используются для поиска патентов-аналогов. Этот процесс требует значительных временных затрат и может быть подвержен ошибкам. Другая проблема заключается в отсутствии системы, аналогичной Google Patents, но для русскоязычных патентов. В настоящее время не существует надежного и эффективного инструмента для автоматического определения ключевых патентных фраз и слов в русскоязычных патентах. Это ограничивает возможности экспертов при поиске и анализе патентных аналогов, а также при принятии решений о патентовании. Повышение эффективности извлечения ключевых фраз и слов из русскоязычного патентного массива имеет большое практическое значение. Это позволит сократить временные затраты на анализ патентных заявок, повысить точность поиска патентов-аналогов и обеспечить более надежные решения о патентовании. Такой инструмент будет полезен для патентных ведомств, юридических консультантов, инженеров и исследователей, которые работают с русскоязычными патентами. В целом данное исследование обусловлено необходимостью совершенствования и автоматизации процесса анализа патентных заявок, что приведет к повышению эффективности и точности работы с русскоязычным патентным массивом и сделает его более доступным и удобным для пользователей.

Ключевые слова: патенты, патентный поиск, извлечение ключевых фраз и слов, полнотекстовый поиск, HDFS, apache Solr, django, keyT5

Разработка алгоритмического аппарата по обеспечению безопасности дорожного движения

2023. T.11. № 3. id 1411
Арутюнян М.А.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.013

В настоящей статье представлен один из полученных автором научных результатов в ходе проводимого диссертационного исследования. Поднята рассматриваемая в исследовании проблема, а именно проблема обеспечения безопасности участников дорожного движения. Выявлено, что в мегаполисах установка «необходимого минимального пакета средств» соблюдается не во всех районах, что, в свою очередь, становится причиной нарушений со стороны участников дорожного движения. Рассмотрены существующие методы оценки и повышения безопасности участников дорожного движения, выделены ограничения. Предложен возможный инструмент решения анализируемой задачи исходя из выделенных ограничений – рациональное размещение технических средств организации дорожного движения. На основе алгоритма машинного обучения «Дерево принятия решений» разработан алгоритмический аппарат, позволяющий прогнозировать и рекомендовать целесообразные места для установки технических средств организации дорожного движения на тех улицах, на которых они расположены либо нерационально, либо отсутствуют вовсе. Предложен собственный метод подготовки входных данных с описанием этапов. Предложено использование метода семантического дифференциала для определения весов / важности атрибутов. Проведена апробация разработанного алгоритмического аппарата как на примере «модели», так и на примере реального участка. Отмечено, что предлагаемый алгоритм имеет возможность генерировать большой объем входных данных, что позволит в дальнейшем расширить алгоритм и учитывать еще больше различных факторов. Ожидается, что разработанный алгоритмический аппарат позволит существенно минимизировать количество дорожно-транспортных происшествий. Предполагается, что научные результаты, полученные в работе, позволят комплексно оценить проблематику организации дорожного движения на существующих застроенных территориях или планируемых к развитию участков.

Ключевые слова: технические средства организации дорожного движения, алгоритмический аппарат, метод, семантический дифференциал, алгоритм машинного обучения «Дерево принятия решений»

Разработка алгоритмов решения задач оптимизации производства для программного обеспечения системы поддержки принятия решений в сельском хозяйстве

2023. T.11. № 3. id 1410
Рахматуллин Р.Р.   Спешилов Е.А.   Чумаков А.А.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.012

Управление сельским хозяйством в условиях цифровой трансформации экономики приобретает дополнительный важный аспект при обеспечении конкурентных преимуществ нашей страны, особенно с учетом вызовов современной геополитической обстановки. Внедрение различного рода инноваций требует оперативных действий в направлении разработки отечественных технических, технологических и информационных продуктов. В статье рассматривается вопрос автоматизации обеспечения поддержки принятия решений при управлении подсистемами сельского хозяйства посредством использования разработанного программного продукта, обладающего адаптационными характеристиками и не требующего дополнительных цифровых и квалификационных ресурсов. Применялись методы системного анализа, логического подхода и синтеза, оптимизации, алгоритмизации и др. Использовались официальные статистические данные, на основе которых приведена динамика ряда показателей (посевная площадь и урожайность кормовых культур, поголовье коров и объем производства молока и пр.) сельскохозяйственного производства в России за период 2017–2021 гг. Сделан вывод об интенсификации производственной деятельности в сфере молочного скотоводства. Акцентировано внимание на разработке алгоритмов и их программной реализации для подбора рациона кормления дойных коров с учетом научно обоснованных требований, породных ограничений, норм и пр. Приведены блок-схемы создания пользовательского интерфейса и функции вычисления необходимого количества минеральных веществ, алгоритмы расчета потребности в энергии и протеине. Программа разработана на языке Python, учитывает выделенные параметры для расчета продуктивного рациона кормления коров и является составной частью разрабатываемой интеллектуальной системы. Позволяет посредством имитации подбирать наиболее подходящие значения выходных параметров для дальнейшего их использования в виде числовых ограничений при решении задачи минимизации себестоимости рациона кормления методами линейного программирования. Программа имеет универсальный характер относительно внедрения и использования сельхозтоваропроизводителями, обеспечивает автоматизацию системы поддержки принятия решений и не требует дополнительного трудоемкого обучения лиц, принимающих решения, направленные на эффективность функционирования отечественного сельского хозяйства.

Ключевые слова: разработка алгоритмов, задачи оптимизации, управление сельским хозяйством, система поддержки принятия решений, молочное скотоводство, рацион кормления, лицо принимающее решение, блок-схема, программа

Архитектура программного модуля сбора и обработки временных рядов зонтичной системы мониторинга ИТ-инфраструктуры

2023. T.11. № 3. id 1409
Каменев А.С.   Сахаров Ю.С.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.027

Статья посвящена проблеме сбора временных рядов зонтичной системы мониторинга ИТ-инфраструктуры с последующей обработкой полученных данных в режиме реального времени. Актуальность исследования обусловлена возрастающим интересом к системам подобного класса со стороны крупных предприятий и организаций с высокой степенью цифровизации производственных процессов. В свою очередь, организация процесса сбора такой информации обусловлена рядом особенностей: во-первых, программные модули должны проектироваться с учетом значительной нагрузки (сбор и обработка порядка 10 млн значений временных рядов в минуту); во-вторых, сбор данных зачастую осуществляется не с конечных устройств, а из других систем мониторинга. Также требуется учитывать современное состояние ИТ-инфраструктуры, характеризующееся своим динамизмом, вызванным развитием и повсеместным внедрением технологий аппаратной виртуализации, контейнеризации приложений и автоматизированного управления конфигурациями. На основе сравнения подходов к сбору и обработки временных рядов, реализованных в различных средствах мониторинга, в работе делается вывод о перспективности применения и развития в зонтичных системах мониторинга Prometheus-подхода. Авторы предлагают свой вариант адаптации и развития данного подхода. Отличительными чертами предложенного варианта являются мультистатусная модель порогов с временем жизни, а также опосредованная установка связей между объектами в ресурно-сервисной модели и собранной метрической информацией, что позволяет реализовать требуемую предприятиями функциональность сбора и обработки временных рядов для зонтичной системы мониторинга в условиях высокой нагрузки и динамизма современной ИТ-инфраструктуры. В завершении приводятся результаты предварительных испытаний разработанного программного модуля, а также делается заключение о возможности использования предложенного авторами подхода для реализации функции контроля степени покрытия мониторинга объектов. В настоящее время описанный вариант архитектуры используется в коммерческом программном продукте «MONQ» и проходит апробацию в ряде ключевых российских предприятий.

Ключевые слова: система мониторинга, временные ряды, ИТ-сервис, ресурсно-сервисная модель, система управления услугами, AIOps, big data

Модельное изучение процесса рассеяния электромагнитных волн на электродинамических структурах с нанесением диэлектрических материалов

2023. T.11. № 4. id 1408
Аветисян Т.В.   Львович Я.Е.   Преображенский А.П.   Преображенский Ю.П.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.020

Рассеиватели радиолокационных сигналов (радиолокационные цели космического, воздушного, наземного и водного базирования) и преобразователи энергии электромагнитных волн (транспаранты, средства уменьшения заметности в радиодиапазоне волн, антенные устройства в сверхвысокочастотном диапазоне волн) имеют сложную геометрию и большие электрические размеры, а также содержат поглощающие и нелинейные элементы. Анализ и синтез указанной электродинамической техники на базе грубых знаний о физических процессах, происходящих в этих объектах, может привести к существенным и трудно контролируемым погрешностям в оценке их основных характеристик, которые быстро изменяются при изменении частоты, вида поляризации и угла падения электромагнитных волн. В данной работе исследуется методический подход, направленный на оценку и оптимизацию характеристик рассеяния электромагнитных волн, которые возникают при взаимодействии электромагнитных полей с электродинамическими структурами, содержащими диэлектрические включения. Для расчета этих характеристик используется метод интегральных уравнений, а для их оптимизации применяется генетический алгоритм. Результаты исследования демонстрируют работоспособность предлагаемых подходов. Рассмотренный в работе методический подход может быть использован для улучшения электромагнитной совместимости устройств, уменьшения их радиолокационной заметности.

Ключевые слова: моделирование, оптимизация, рассеяние электромагнитных волн, интегральное уравнение, генетический алгоритм, радиосвязь

Межкомпонентное взаимодействие в мультиагентной системе

2023. T.11. № 3. id 1407
Бредихин А.В.   Веркошанский Д.В.   Неретин Е.О.   Собенина О.В.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.022

Статья посвящена изучению механизмов межкомпонентного взаимодействия в мультиагентных системах. В работе рассмотрены различные подходы к обмену сообщениями между компонентами, а также преимущества и недостатки каждого из них. Определены ключевые проблемы межкомпонентного взаимодействия и предложены их решения. Особое внимание уделено механизму обмена сообщениями на основе брокера сообщений. В статье описаны принципы работы программного брокера, его преимущества и недостатки, а также примеры использования в мультиагентных системах. Результаты исследования показали, что использование брокера сообщений позволяет создать гибкую и масштабируемую систему, способную эффективно обрабатывать большое количество сообщений и поддерживать высокую надежность в работе. В работе представлено описание разработанной структуры формата передачи данных между компонентами мультиагентной системы. Показаны схемы маршрутизации сообщений в рамках системы с использованием брокера сообщений. Описана настройка для реализации разработанных схем межкомпонентного взаимодействия. Предложен механизм кодирования сообщений на основе тэг-ключей, который позволяет проводить их идентификацию для дальнейшей обработки программными агентами. Этот подход может быть полезен при проектировании и разработке различных мультиагентных систем, где необходим обмен сообщениями между различными программными агентами.

Ключевые слова: мультиагентная система, брокер сообщений, формат данных, JSON, rabbitMQ, MAS, кодификация

Имитационное моделирование конвекционных процессов в теплообменных аппаратах

2023. T.11. № 4. id 1404
Чивилев Я.В.   Яуров С.В.   Скородумов Д.Г.   Тучков М.Ю.   Данилов А.Д.   Гусев К.Ю.   Равочкин Н.Н.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.018

В статье описывается методика расчета влияния конвекции на теплообмен в теплообменниках (ТО) со спирально-навитыми трубками, а также представлена модель, реализующая данный объект без учета потерь теплоты в атмосферу. Излагается информация о расчетном коде, его теплогидравлических блоках, а также представляются необходимые уравнения для идентификации влияния свободной и вынужденной конвекции на теплообмен в среде динамического моделирования SimInTech. Перед началом исследования была проведена верификация расчетной модели, где относительная погрешность составила 1,3 %, что является допустимым для данной модели. После успешной верификации были выполнены расчеты для ТО в проектных пределах и за его границами, по результатам которых можно сделать вывод о том, что скорость среды, при которой свободная конвекция не оказывает влияния на эффективность теплообменника, где 324 трубки составляет 1,08 м/с, для ТО с 93 трубками – 1,25 м/c. В последующем была разработана рекомендация для использования кожухотрубных теплообменных аппаратов со спирально-навитыми трубками. Согласно этой рекомендации, чтобы гарантировать эффективный теплообмен и минимизировать воздействие свободной и вынужденной конвекции, разработчикам следует стремиться к поддержанию средней скорости течения в трубках теплообменника не менее 1,0 м/с, если же поддержание данной скорости невозможно, то необходимо учитывать данное влияние и правильно располагать теплообменник, чтобы направление вынужденной и свободной конвекции совпадало.

Ключевые слова: конвекция, уравнение, расчетное моделирование, гидравлический канал, объем, температура, расход, средняя скорость, теплообмен

Анализ производительности подводной системы отражения видимого света

2023. T.11. № 4. id 1402
Али М.   Джаякоди Д.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.005

Подводная связь в видимом свете привлекла большое внимание к анализу беспроводных оптических сигналов для следующего поколения беспроводных операторов связи, соответствующих стандарту 5G и выше (5GB). Зависящие от глубины физико-химические свойства воды, такие как колебания температуры, давления, плотности и солености, формируют разные значения показателей преломления, а также турбулентности воды. Канальная турбулентность является узким местом для распространения оптических сигналов в водных средах, особенно в океанах, а также причиной некорректной работы приемопередатчиков по причине смещения сигнала или ошибки наведения. Настоящее исследование посвящено анализу производительности отражающего узла в системе подводной оптической связи, работающей в видимом свете. На основе экспериментальных данных, полученных при изучении океана, рассматриваются показатели отказоустойчивости и коэффициенты битовых ошибок при передаче сигнала. В предлагаемой модели системы показатели производительности получены в условиях канала слабой турбулентности в рамках схемы амплитудно-импульсной модуляции. Кроме того, аналитически выведено выражение в закрытой форме для характеристики простоя и точное асимптотическое выражение для коэффициента битовых ошибок при высоком отношении сигнал-шум, из которого можно извлечь данные о влиянии среды на параметры канала связи и системы в целом. Результаты моделирования показывают работоспособность модели системы подводной связи в видимом свете.

Ключевые слова: подводная беспроводная связь (UWC), подводная связь в видимом свете (UVLC), подводная отражающая связь, подводная турбулентность, общение между пловцами (D2D), отражательный полупроводниковый оптический усилитель (RSOA)

Моделирование процессов восстановления радиолокационных изображений

2023. T.11. № 4. id 1399
Аветисян Т.В.   Питолин М.В.   Преображенский Ю.П.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.43.4.008

При получении изображений наземных или воздушных объектов в системах активной или пассивной локации на базе радиолокационных станций миллиметрового диапазона осуществляется последовательное сканирование зоны обзора. После прохождения тракта первичной обработки принятые сигналы переводятся в соответствующие радиоизображения. Повышение разрешающей способности радиолокационного изображения достигается на основе его алгоритмической обработки с привлечением оптимальных методов решения обратной задачи восстановления изображений. В работе объект рассматривается в виде множества независимых источников. Проведен анализ восстановления амплитуды и фазы таких источников. Приведена схема обработки информации в информационной системе. Определены условия, при которых возможно восстановление фазы в радиолокационном изображении. Представлен алгоритм восстановления изображения. В алгоритме корреляционный интеграл, в который входят два индекса, показывает, какая существует связь между энергетическими характеристиками локальных источников и их координатами. Показаны результаты восстановления нескольких источников с заданными исходными данными. Кроме того, представлены результаты, когда в корреляционном интеграле один индекс, в таком случае осуществляется восстановление изображения на одну из осей. Результаты работы могут быть использованы при восстановлении различных радиоизображений.

Ключевые слова: моделирование, восстановление изображений, рассеяние радиоволн, электродинамика, радиолокация

К вопросу использования технологии дополненной реальности в реабилитации пациентов с нарушением функции равновесия

2023. T.11. № 3. id 1392
Галушка М.С.   Вишневецкий В.Ю.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.017

Анализ технических аспектов систем на основе дополненной реальности (AR-систем) для реабилитации пациентов с нарушением функции равновесия является важным вопросом в медицинской практике. Настоящее исследование представляет собой анализ работ, посвященных использованию AR-систем для реабилитации пациентов, имеющих проблемы с равновесием. В исследовании проанализирована 31 статья, опубликованная с 2018 года по 2023 год, об использовании различных AR-систем для реабилитации пациентов с проблемами баланса. Были рассмотрены технические характеристики AR-систем, такие как тип используемых устройств, функциональные возможности, доступность, удобство использования и эффективность в процессе реабилитации. Результаты анализа показали, что AR-системы могут быть эффективными в реабилитации пациентов с нарушением равновесия, особенно в случаях, когда традиционные методы лечения ограничены. Некоторые из систем могут использоваться дома, что позволяет сократить необходимость в больничных посещениях и уменьшить затраты на лечение. Однако многие из AR-систем все еще требуют доработок для повышения точности и удобства использования, а также улучшения доступности для широкого круга пациентов. Таким образом, AR-системы являются перспективным инструментом в реабилитации пациентов с нарушением функции равновесия, однако в целях повышения их эффективности следует рассмотреть вариант совместного использования AR-систем с другими устройствами для реабилитации, в частности, с силовыми платформами (стабилоплатформами).

Ключевые слова: дополненная реальность, реабилитация, равновесие, баланс

Оптимизация комплекса мероприятий по совершенствованию организационной культуры на основе сравнительного анализа региональных машиностроительных предприятий

2023. T.11. № 2. id 1391
Родионова В.О.   Федоркова Н.В.   Родионов О.В.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.41.2.029

Статья посвящена сравнительному анализу состояния организационной культуры региональных машиностроительных предприятий и на этой основе алгоритмизации оптимального выбора комплекса мероприятий по ее совершенствованию. Показано, что возможности совершенствования организационной культуры определяются степенью ее влияния на повышение эффективности различных аспектов деятельности предприятий. С другой стороны, выделяется значимость влияния социально-экономических факторов на состояние организационной культуры. Ее совершенствование предлагается осуществлять за счет проведения комплекса мероприятий по ряду признаков с неудовлетворительными оценками. Традиционно для этих целей используется экспертное оценивание. Рассматривается возможность совмещения экспертных и формализованных оценок с использованием оптимизационного подхода. Обоснована этапность интеграции экспертного оценивания и оптимизационного выбора. Информационной основой являются экспертные оценки влияния социально-экономических факторов на организационную культуру предприятия. Они позволяют выявить признаки с неудовлетворительными мнениями и сформировать комплекс мероприятий, направленных на совершенствование организационной культуры. Исходя из результатов экспертного оценивания по чувствительности положительного изменения этих признаков в зависимости от ресурсного обеспечения каждого мероприятия, предложена оптимизационная модель линейного булевого программирования, обеспечивающая получение оптимального решения. Рассмотрена реализация оптимизационного подхода на основе сравнительного анализа состояния организационной культуры региональных машиностроительных предприятий, позволившая выбрать комплекс мероприятий по ее совершенствованию.

Ключевые слова: организационная культура, машиностроительные предприятия, экспертное оценивание, оптимизация

Идентификация аварийных и предаварийных ситуаций при эксплуатации информационно-измерительной системы диагностики информативных параметров электрических цепей

2023. T.11. № 3. id 1390
Сайфуллин Р.Т.   Бычек В.С.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.008

В статье рассматриваются вопросы применения современных, с улучшенными метрологическими характеристиками составных частей информационно-измерительной системы для определения информативных параметров электрических цепей. Приведены результаты разработки и построения информационно-измерительной системы, позволяющей измерять все многообразие электрических параметров за временной промежуток, меньше периода входного сигнала. В основу работы системы положен метод, использующий определение информативных параметров по мгновенным значениям напряжения и тока входных и дополнительных сигналов, одновременно измеренных один раз за период. Представлены структурные, функциональные схемы составных компонентов системы, структуры командных кадров, ответных кадров и кадров данных, выбор электронной компонентной базы. Рассмотренную информационно-измерительную систему можно использовать в системах управления технологическими процессами для контроля и испытаний электрических цепей и приборов. Разработана электрическая схема, позволяющая реализовать логику работы и протоколы обмена в целях взаимодействия составных частей информационно-измерительной системы, в том числе, через интерфейс передачи данных Serial Peripheral Interface. Оценена погрешность измерения, рассчитанная на основе отклонения входного сигнала от гармонической модели с помощью оценки погрешности результатов измерения параметра как функции с приближенно заданными аргументами с погрешностью, соотносящейся с отклонением входного сигнала от модели.

Ключевые слова: информационно-измерительная система, универсальные измерительные преобразователи, дополнительные сигналы, мгновенные значения, фазосдвигающие блоки, последовательный периферийный интерфейс, синхронный формат передачи данных

Стандарт передачи характеристик товаров

2023. T.11. № 3. id 1388
Шишкин А.Г.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.007

Бизнес показатели любого интернет-магазина напрямую зависят от качества товарного контента. Получение такого контента часто пытаются автоматизировать, но на рынке пока не существует единого формата обмена такими данными. В итоге компании тратят большие ресурсы на интеграции с разными поставщиками и потребителями контента. Автор статьи предлагает формат для стандартизации процесса обмена данными с учетом особенности работы всех типов участников рынка электронной коммерции. Формат основан на опыте разработки технологической платформы для крупного интернет-магазина и его интеграции с партнерами. Учитываются особенности разных сегментов рынка, типов товаров, исторических данных, существующих форматов обмена, международных стандартов, тренда развития рынка. Формат разработан так, что любой представитель рынка может начинать его применять, не проводя серьезных доработок внутри имеющихся систем, используя модули-конверторы, базируемые на чтении нужной глубины детализации товарного контента. Подобная стандартизация позволит сокращать издержки всех участников рынка при обоюдной интеграции, быстро распространять качественный контент, верифицировать его, сокращать число ошибок. Это может привести к росту конкуренции, так как малые участники рынка смогут получать равный доступ к данным. Все это в конечном итоге позволит предложить покупателям более качественный сервис и снижение цен на товары и услуги.

Ключевые слова: товарный контент, база данных, аналитика контента, контроль ошибок контента, управление качеством, карточка товара, электронный паспорт товара, электронная коммерция, передача контента

Расчетное моделирование течения теплоносителя в каналах сложной формы при высоких параметрах среды

2023. T.11. № 3. id 1387
Росновский В.С.   Яуров С.В.   Данилов А.Д.   Гусев К.Ю.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.010

Моделирование течения среды в каналах сложной формы в настоящее время невозможно представить без применения численных методов. Под сложностью формы следует понимать невозможность формульного задания функции, которая бы описывала изменение формы и площади живого сечения потока. Тем не менее каналы сложной формы представляют интерес для практического использования в различных областях промышленности. Частным случаем такого канала является гидравлический диод. Основной целью работы является расчетное моделирование течения среды в гидравлическом диоде при повышенных параметрах среды с помощью методов конечных элементов. Актуальность работы заключается в отсутствии экспериментальных исследований и примеров работы гидравлических диодов при повышенных параметрах среды. В работе смоделирован гидравлический диод по чертежам физика Николы Теслы. Параметры среды задавались следующие: давление 16 МПа, температура 298 °С. По результатам расчетов, отношение гидравлических сопротивлений при разных направлениях течения среды составило 19–23. Было выяснено, что гидравлический диод неприменим в качестве обратного клапана в технологических системах, поскольку неспособен полностью блокировать обратный поток. Так же было выявлено, что гидравлический диод с физической точки зрения эффективнее классических ограничителей течи, поскольку имеет усилие реакции струи в режиме «малая течь» 24,5 кН против 220 кН наиболее близкого по параметрам классического ограничителя течи. Результаты работы свидетельствуют о сложном характере эффективности гидравлических диодов, а также позволяют оценить параметры и характер течения среды в каналах сложной формы при повышенных параметрах среды, могут быть использованы для оптимизации будущих расчетов и моделирования гидравлических диодов для различных технологических систем.

Ключевые слова: гидравлический диод, диодность, клапан Теслы, усилие реакции струи, вставка-ограничитель течи

Исследование коэффициента преломления морской воды при реализации подводной радиосвязи

2023. T.11. № 3. id 1385
Аветисян Т.В.   Львович Я.Е.   Преображенский А.П.   Преображенский Ю.П.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.025

Подводная радиосвязь необходима для обмена информацией с различными объектами, которые находятся под водой, в том числе и на большой глубине. Кроме того, в связи с возникновением радиоокеанографии появились возможности для того, чтобы осуществлять дистанционный мониторинг по большим акваториям в Мировом океане. Эффективность радиолокационных измерений будет сильно зависеть от учета различных процессов, которые влияют на взаимодействие радиоволн с морской поверхностью. Для этого необходимо разрабатывать различные модели. В данной работе рассматривается задача распространения электромагнитной волны через границу двух сред: воздуха и морской воды. Представлена модель отражения и преломления электромагнитной волны. Изучены разные случаи поляризации. Проведен анализ свойств воды, которая входит в состав морей и океанов. Показано, каким образом диэлектрическая проницаемость воды зависит от таких характеристик, как соленость и температура. Приведены значения солености Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Рассматривался случай падения сверхдлинной волны на границу воздуха и воды. Были проведены расчеты коэффициентов преломления электромагнитной волны в зависимости от угла ее первоначального распространения при заданных значениях солености и температуры.

Ключевые слова: распространение радиоволн, связь, коэффициент преломления, электродинамика

Алгоритм определения высшего приоритета абитуриентов при проведении приемной кампании 2023 года

2023. T.11. № 3. id 1384
Барышникова Н.Ю.   Федькин П.С.   Кныш Т.П.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.026

В 2023 году вступили в силу изменения в части процедуры организации и проведения приема на обучение по образовательным программам высшего образования – программам бакалавриата, программам специалитета, программам магистратуры на 2023/2024 учебный год. Основное нововведение будущей приемной кампании – зачисление абитуриентов на основании приоритетов. Расстановкой приоритетов поступающий демонстрирует свое желание быть зачисленным на конкретные направления подготовки/специальности в определенной последовательности. Авторами сделан вывод о существовании проблемы, связанной с отсутствием алгоритма, который позволяет автоматически определить высший приоритет абитуриента на каждом этапе зачисления. Таким образом, обозначена цель исследования – разработать соответствующий алгоритм. Рассмотрен алгоритм Гейла-Шепли и сферы его применения, в частности, возможность применения для установления паросочетаний между абитуриентами и конкурсными группами. Сделан вывод, что данный алгоритм не может быть использован образовательными организациями высшего образования при проведении приемной кампании 2023 года в связи с имеющимися допущениями в его работе. Предложены собственные методы решения задачи определения высшего приоритета в соответствии с утвержденными правилами приема на 2023/2024 учебный год. В статье представлена математическая модель задачи и разработанная вычислительная часть компьютерной программы на языке программирования Python. Апробация алгоритма будет осуществляться в ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова при проведении приемной кампании 2023 года. Материалы статьи представляют практическую ценность для приемных комиссий образовательных организаций.

Ключевые слова: образование, приемная комиссия, абитуриент, высший приоритет, зачисление, алгоритм, устойчивые паросочетания

Метрики семантической близости запроса пользователя как критерий безопасности в тематической иерархической модели управления доступом

2024. T.12. № 1. id 1382
Хвостов В.А.   Сыч Г.В.   Гулов В.П.   Чопоров О.Н.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2024.44.1.030

Расширение сферы применения мобильных технологий и устройств как элементов распределенных систем для повышения эффективности и удобства доступа к различным информационным системам и цифровым сервисам привело к необходимости совершенствования методов и механизмов защиты информации и информационной безопасности. Одним из основных механизмов защиты является управление доступом. Проведен анализ особенностей использования традиционных (дискреционных и мандатных) моделей управления доступом в распределенных информационных системах (ИС) при использовании мобильных систем (МС) в качестве элементов. В качестве наиболее эффективной модели, отвечающей требуемой политике безопасности, предложена тематическая иерархическая. Для данной модели управления доступом предложен онтологический метод формирования доверительных прав на доступ к объектам, основанный на использовании метрик семантической близости. При использовании традиционных тематически иерархических моделей управления доступа логическая информационная архитектура ресурсов ИС формирует собой тематический иерархический классификатор (рубрикатор). Диаграмма Хассе вводит отношения порядка в тематическом классификаторе на решетке безопасности для формирования доверительно-тематических полномочий пользователей ИС. Построение диаграмм Хассе на решетке безопасности, включающей несколько уровней безопасности, достаточно сложная алгоритмическая задача. При построении доверительно-тематических полномочий пользователей для избегания неопределенности при неполноте построенной диаграммы Хассе и завышения предоставленных полномочий при формировании прав доступа предлагается использовать семантическую близость запроса на доступ пользователя и тематической рубрики иерархического классификатора. Анализ существующих подходов к формированию метрик семантической близости показал, что в качестве наилучшей метрики для задания доверительных полномочий пользователя может использоваться меры близости, основанные на иерархии понятий.

Ключевые слова: мобильная система, управление доступом, иерархическая тематическая классификация, семантическая близость, семантическое расстояние

Формирование данных в фиксациях моделей нефтегазовых скважин на основе применения интеллектуального метода заполнения пропущенных значений

2023. T.11. № 2. id 1381
Шарифьянов Н.В.   Латыпова В.А.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.41.2.022

В нефтегазовой сфере уделяется много внимания вопросу повышения качества данных, так как низкое качество может повлечь за собой неверное видение ситуации и в дальнейшем принятие неверного решения. Мониторинг нефтедобычи и профилактическое обслуживание предполагают сбор данных от самых разных датчиков, которые нужно корректно обработать и «упаковать». Поэтому особое внимание уделяется повышению качества формируемых данных в фиксациях моделей нефтегазовых скважин. Фиксация моделей нефтегазовых скважин — это процесс сбора, анализа и сохранения информации о параметрах скважинной эксплуатации, таких как дебит жидкости, газа и нефти, давление, температура, состав флюидов и другие параметры, используемые для оптимизации процессов добычи и повышения эффективности работы скважин. Наличие пропусков при формировании моделей скважин чревато заметным понижением качества данных моделей, что может привести к неполному представлению общей картины работы скважины и снизить точность прогнозирования ее производительности. В статье предлагается интеллектуальный метод заполнения пропущенных значений для формирования данных в фиксациях моделей нефтегазовых скважин для решения данной проблемы. Метод успешно апробирован в нефтегазовой компании ПАО «Газпром нефть» на данных по дебиту жидкости скважин Вынгапурского месторождения.

Ключевые слова: интеллектуальный метод, заполнение пропущенных значений, метод ближайших соседей, качество данных, нефтегазовая скважина, фиксация модели скважины

Методика подбора режимов резания на основе контроля средней толщины стружки

2023. T.11. № 3. id 1378
Урманов М.Д.   Хусаинов Р.М.   Хисамутдинов Р.М.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.42.3.004

Управление темпом производства является актуальной проблемой для современного предприятия. Необходимо подбирать режущие инструменты и режимы резания согласно заданному графику. Ошибки в процессе производства могут привести к колоссальным затратам, как временным, так и денежным. Основная цель данной работы направлена на предоставление гибкого алгоритма, который позволит пользователю подобрать оптимальные сочетания режимов резания согласно темпу выпуска изделия. Разрабатываемый алгоритм также позволяет быстро реагировать на ошибки, возникающие в процессе производства. Теоретическая модель показывает пользователю риски при использовании того или иного темпа работы. Технолог сам сможет принять решение, взяв за основу данные о времени стойкости режущего инструмента и производительности. Представленный алгоритм основан на контроле средней толщины стружки. Это позволяет описать теоретическую «картину резания» для любой пары инструментального – обрабатываемого материала. В работе приведен сравнительный анализ алгоритма и табличных значений режимов резания, из которого видно, что представление, полученное методикой, используемой в данной работе, позволяет более детально разобрать рациональность выбора тех или иных режимов резания.

Ключевые слова: оптимальный износ инструмента, толщина стружки, подача на зуб, теоретическая сила резания, удельная сила резания, равнодействующая сила резания

Построение и отбор признаков для неинвазивной диагностики эндометриоза с использованием машинного обучения

2023. T.11. № 2. id 1375
Коротких И.Н.   Русинова А.К.   Усов Ю.И.  

DOI: 10.26102/2310-6018/2023.41.2.021

Эндометриоз является распространенным, но плохо изученным заболеванием. От появления первых симптомов до постановки диагноза порой проходит более десяти лет. Лечения, которое поможет навсегда избавиться от эндометриоза, до сих пор не существует. Вычислительные модели могут помочь в понимании механизмов, с помощью которых иммунные, гормональные и сосудистые нарушения проявляются при эндометриозе и усложняют лечение. Исследование связано с построением и отбором признаков риска развития эндометриоза, формированием математической модели с применением нескольких алгоритмов машинного обучения. При этом проводится анализ важности построенных признаков, при котором сокращается подмножество признаков, не ухудшающих характеристики производительности модели (точность, быстродействие, стабильность работы). Предложен метод, позволяющий производить отбор признаков для построения прогностической модели на основе селектора, содержащего фильтрующие методы значимости признаков для обрабатываемого набора данных. Голосование за включение признака осуществляется на основе мажоритарной функции. Качество построения и отбора признаков в предметной области неинвазивной диагностики эндометриоза оценивалось математической моделью прогнозирования риска развития эндометриоза на основе логистической регрессии с 30 признаками. Эффективность модели оценивали с использованием общих метрик машинного обучения: точность, чувствительность, специфичность, F1-score и площадь под ROC-кривой. Достигнут наилучший результат со значением AUC, равным 0,950. Материал представляет ценность для специалистов в области медицинской кибернетики.

Ключевые слова: машинное обучение, неинвазивная диагностика, логистическая регрессия, прогнозирование, эндометриоз