ivdon3@bk.ru
В статье представлен метод количественной оценки зигзагообразности траекторий движения транспортных средств, позволяюший выявить потенциально опасное поведение водителей. Алгоритм анализирует изменения направления движения между сегментами траектории и включает этапы предварительной обработки данных: слияние близко расположенных точек и упрощение траектории с использованием модифицированного алгоритма Рамера–Дугласа–Пекера. Эксперименты на сбалансированном наборе данных (20 траекторий) подтвердили эффективность метода: точность — 0.8, полнота — 1.0, F1-мера — 0.833. Разработанный подход может применяться в системах мониторинга движения, предупреждения аварий и обнаружения опасного вождения. Дальнейшие исследования направлены на повышение точности и адаптацию метода к реальным условиям.
Ключевые слова: траектория, анализ траекторий, зигзагообразность, упрощение траекторий, алгоритм Рамера–Дугласа–Пекера, yolo, обнаружение объектов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются современные цифровые и математические технологии, применяемые в системах поддержки принятия решений (СППР) для управления животноводческими предприятиями. Особое внимание уделено вопросам оптимизации кормления животных с использованием предиктивных алгоритмов, автоматизированных систем и анализа больших данных. Представлены архитектура СППР и примеры успешной интеграции. Определены ключевые рекомендаций по повышению эффективности управления в СППР, каждая из которых сопровождается методологическим обоснованием и практической значимостью.
Ключевые слова: система поддержки принятия решений, животноводство, оптимизация кормления, математические модели, большие данные, искусственный интеллект, автоматизация, предиктивные алгоритмы, интернет вещей, цифровое сельское хозяйство
В статье рассматривается математическая модель процесса распределения производственных заявок на платформе-агрегаторе. Предложен формальный подход на основе конечного автомата и сетей Петри для описания состояний заказов, их переходов и ограничений. Разработана комплексная модель, учитывающая критерии выбора исполнителя, отбора оборудования и анализа производственного процесса с учетом времени, стоимости и доступности ресурсов. Представленные подходы обеспечивают точность и эффективность при управлении заказами на цифровых производственных платформах.
Ключевые слова: математическое моделирование, конечный автомат, сеть Петри, цифровое производство, агрегатор услуг, выбор исполнителя
Разработан класс математических методов кодового разделения каналов на основе использования пар ортогональных кодирующих и декодирующих матриц, компонентами которых являются многочлены и целые числа. Представлены принципы построения схем реализации кодового объединения каналов на передающей стороне и арифметического кодового разделения каналов на приемной стороне системы связи и примеры таких схем. Предложенный подход позволит существенно упростить схемы построения кодирующих и декодирующих устройств, применяемых в системах космической и спутниковой связи.
Ключевые слова: системы телекоммуникаций, устройства телекоммуникаций, мультиплексирование, кодовое разделение каналов, матричный анализ, кодирующие матрицы, метод синтеза, ортогональные матрицы, целые числа
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Данная работа посвящена описанию разработки и интеграции двух ключевых подсистем инсектоморфного шестиногого робота: модуля управления походкой и системы компьютерного зрения для автономной навигации. Рассматриваются архитектурные решения, алгоритмические основы и практическая реализация компонентов, обеспечивающих стабильное передвижение и интеллектуальное взаимодействие робота с окружающим пространством.
Ключевые слова: инсектоморфный робот, модуль управления походкой, компьютерное зрение, автономная навигация, ROS2, SLAM, RTABMap, NAV2, OctoMap, триподная походка, Raspberry Pi, LiDAR
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматривается методика прогнозирования глобальной горизонтальной радиации на сутки вперёд, основанная на концепции характерных суток – типовых суточных профилей глобальной горизонтальной инсоляции. Метод ориентирован на использование в условиях отсутствия оперативной метеоинформации и предназначен как альтернативный (резервный) способ краткосрочного прогнозирования в автономных энергетических системах. В качестве тестового случая применены данные станции Мухрино (Ханты-Мансийский автономный округ), полученные из сервиса PVGIS на основе реанализа ERA5. Построены средние и медианные характерные сутки для каждого месяца и проведено сравнение точности прогнозов по метрикам RMSE, MAE, MdAE и R². Показано, что медианные профили обеспечивают более устойчивые результаты в условиях повышенной погодной изменчивости. Метод может использоваться для ориентировочного планирования работы фотоэлектрических установок в удалённых и северных регионах при ограниченном доступе к метеоданным.
Ключевые слова: солнечная радиация, глобальная горизонтальная инсоляция, ERA5, статистические методы прогнозирования, прогнозирование в энергетических системах, горизонт прогнозирования, прогнозирование на сутки вперёд, методы построения характерных суток
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье предлагается метод отслеживания звездного датчика без звездной библиотеки на основе алгоритма цепочки угловых расстояний, направленный на решение проблемы, заключающейся в том, что традиционные звездные датчики полагаются на фиксированную звездную библиотеку и должны быть настроены на работу с несколькими устройствами в режиме отслеживания. Этот метод обеспечивает сопоставление звездной карты путем динамической генерации цепочек угловых расстояний, избегая зависимости от глобальной библиотеки звезд. Эксперименты показывают, что время распознавания алгоритма в режиме отслеживания сокращается до миллисекунд, а максимальная ошибка определения позы не превышает 0,035°, что подтверждает его эффективность и надежность. Исследование обеспечивает ключевую техническую поддержку для разработки недорогих и легких звездных датчиков, которые подходят для таких сценариев, как исследование дальнего космоса и околоземных спутниковых скоплений.
Ключевые слова: алгоритм цепочки угловых расстояний, звездный датчик без звездной библиотеки, распознавание звездной карты, режим отслеживания, ориентация, динамическое сопоставление, исследование дальнего космоса
1.3.1 - Физика космоса, астрономия , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Предложен способ каскадного соединения кодирующих и декодирующих устройств для осуществления кодового разделения каналов. Показано, что за счет увеличения числа уровней каскадирования существенно упрощается их реализация и уменьшается число производимых операций. При этом одновременно обмениваться информацией могут столько пар абонентов, каков минимальный порядок кодирующего и декодирующего устройства в системе. Предложенный подход позволит существенно упростить схемы построения кодирующих и декодирующих устройств, применяемых в системах космической и спутниковой связи.
Ключевые слова: системы телекоммуникаций, устройства телекоммуникаций, мультиплексирование, кодовое разделение каналов, ортогональные матрицы, целые числа, каскадное соединение
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Эффективным методом исследования и прогнозирования численности сотрудников структурных подразделений является регрессионный анализ, основанный на использовании статистических данных и их обработке специальными методами. В данной работе на основе статистической информации по 81 региональному отделению Социального фонда России проведен регрессионный анализ укомплектованности отдельных подразделений по защите информации с учетом общей площади и численности населения регионов. Показано, что для ряда субъектов имеет место недоукомплектованность штатного кадрового состава, а для некоторых их них, напротив, его перенасыщенность.
Ключевые слова: защита информации, регрессионная модель, критерии адекватности, прогнозирование, анализ штатной численности, подразделения по защите информации
В работе разработан алгоритм построения оптимального оператора фильтрации с запаздыванием для L-марковского процесса. Явная формула оператора фильтрации получена на основе методов вычисления стохастических интегралов и теории аналитических функций комплексного переменного с привлечением спектрального анализа и теории L-марковских процессов. Рассмотрен интересный пример оптимального оператора фильтрации с запаздыванием для L-марковского процесса, применение которого возможно для моделирования и управления сложными стохастическими системами. Показано, что этот оператор представляется в виде линейной комбинации значений принимаемого сигнала и интеграла с экспоненциально затухающей функцией.
Ключевые слова: случайный процесс, L-марковский процесс, шум, фильтрация с запаздыванием, спектральная характеристика, оператор фильтрации
1.1.1 - Вещественный, комплексный и функциональный анализ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается эффективность использования передовых алгоритмов дефектовки дорожного покрытия в зависимости от применяемых устройств сбора данных, таких как камеры, георадары, LiDAR и IMU датчики, установленные в смартфонах. Рациональное использование данных программно-аппаратных средств позволит коммунальным службам своевременно выявлять и устранять дефекты дорожного покрытия, тем самым повышая безопасность дорожного движения.
Ключевые слова: транспортный сектор, дефектовка дорожного покрытия, передвижные дорожные лаборатории, нейросетевые алгоритмы, компьютерное зрение
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматриваются вопросы разработки базы данных объектов деревянного зодчества Карелии. База данных включает 1009 атрибутированных фотографий, полученных в рамках комплексной экспедиции Министерства культуры Карелии 1979-1980 гг. и комплексной экспедиции в Сямозерье 2000-2001 гг. Экспедиционные исследования выполнялись специалистами и студентами Петрозаводского государственного университета под руководством академика Вячеслава Петровича Орфинского. База данных разработана в системе управления базами данных MySQL. Приведена схема базы данных, дано описание таблиц, представлен пример фотографии с атрибутами. База данных позволяет хранить и редактировать материалы историко-архитектурных экспедиций и исследований сотрудников Петрозаводского государственного университета, а также выполнять поиск фотографий объектов деревянной архитектуры Карелии по различным критериям, включая дату, место съемки, тип объекта и автора.
Ключевые слова: деревянное зодчество, база данных, экспедиции, СУБД MySQL, фотографии объектов деревянной архитектуры
2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура) , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается Simulink-модель, позволяющая рассчитывать переходные процессы объектов, описываемых с помощью переходной функции при любом виде входного воздействия. Описывается алгоритм работы S-функции, выполняющей расчет с помощью интеграла Дюамеля. Приводятся результаты расчетов. Даются рекомендации по заданию параметров модели. Формулируется вывод о возможности применения модели для расчета динамических режимов.
Ключевые слова: имитационное моделирование, Simulink, переходная характеристика, ступенчатая функция, S-функция, интеграл Дюамеля, модельное время
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье исследуется применение нейронных сетей долгой краткосрочной памяти (Long Short-Term Memory, LSTM) для прогнозирования выпадения асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) при перекачке нефти по магистральным нефтепроводам. Авторами статьи обозначена актуальность проблемы образования АСПО в магистральном транспорте нефти, рассмотрены современные подходы математического моделирования прогнозирования выпадения отложений. С учетом особенностей различных видов нейронных сетей и имеющихся входных данных, была разработана соответствующая нейросетевая модель на базе LSTM. Разработанная модель демонстрирует достаточную степень точности прогнозирования и в то же время имеет перспективы для ее улучшения. Полученные результаты могут быть применимы операторами магистрального транспорта нефти для более точного прогнозирования и определения наиболее экономически эффективного периода очистки нефтепровода.
Ключевые слова: рекуррентная нейронная сеть, асфальтосмолопарафиновые отложения, нейронные сети, прогнозирование, сети кратковременной долгосрочной памяти, магистральный нефтепровод, транспорт нефти
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.8.5 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
Разработка, исследование и построение устройств, позволяющих ускорить процесс взаимодействия между различными модулями (например, Систем телеметрии и телеуправления), а в целом - Систем гибридных коммуникаций цифрового города включающих в себя разнообразные системы, применяемые в Интеллектуальном здании является актуальной проблемой. Одно из таких устройств, представленное в статье – разработанный оптимальный многочастотный модем. Помимо разработанного модема в статье представлены примеры разработок схожих видов устройств и систем, как российских, так и зарубежных исследователей. При этом авторами доказано, что применение предложенного модема обеспечивает выигрыш по спектрально-энергетической эффективности в сравнении с аналогами. Предложенный подход может быть использован для организации высокоскоростной передачи данных по частотно-ограниченным каналам связи на основе новых проводных технологий стандарта цифровой абонентской линии, а также беспроводных систем.
Ключевые слова: система телеметрии и телеуправления, интеллектуальное здание, система гибридных коммуникаций цифрового города, модем, многочастотная модуляция, цифровая абонентская линия, оптимальный финитный сигнал, модулятор, демодулятор, беспроводная система связи
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной статье описаны подходы к автоматизации полнотекстового поиска по ключевым фразам в области патентной информации. Автоматизация поиска по ключевым фразам (n-граммам) является существенно более сложной задачей, чем поиск по отдельным словам, кроме того требует проведения морфологического и синтаксического анализа текста. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: (а) проанализированы системы полнотекстового поиска: Apache Solr, ElasticSearch и ClickHouse; (б) проведено сравнение архитектур и основных возможностей каждой системы; (в) получены результаты поиска в Apache Solr, ElasticSearch и ClickHouse на одном и том же наборе данных. Были сделаны следующие выводы: (a) все рассмотренные системы осуществляют полнотекстовый поиск по ключевым фразам; (б) Apache Solr является системой с самой высокой производительностью, также у неё максимально удобные функции; (б) ElasticSearch обладает быстрой и мощной архитектурой; (в) ClickHouse имеет высокую скорость обработки данных.
Ключевые слова: поиск, ключевые фразы, патент, Apache Solr, Elasticsearch, ClickHouse
В статье рассматривается системный подход к внедрению и развитию инновационных информационных технологий в целях профилактики правонарушений, совершаемых иностранными гражданами. Основное внимание уделяется использованию современных технологий, таких как обработка больших данных, искусственный интеллект и геоинформационные системы, для повышения эффективности работы органов внутренних дел. Описывается создание единой информационной платформы для интеграции данных из различных источников, что способствует улучшению координации действий и повышению оперативности принятия решений. Также подчёркивается значимость стандартизации процессов и постоянного развития системы, обеспечивающего её адаптивность к изменениям в социальной и правовой среде. Основные выводы статьи заключаются в том, что применение комплексного подхода к использованию инновационных технологий позволяет значительно повысить эффективность профилактических мер и оперативность принятия управленческих решений.
Ключевые слова: системный подход, инновационные информационные технологии, профилактика правонарушений, иностранные граждане, большие данные, искусственный интеллект, геоинформационные системы, информационная платформа, стандартизация, органы внутренних дел, управление
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Показано, что специфические формы имитационной игры в сочетании с особенностями обучающих процедур в организационных системах предполагают построение адаптируемых имитационных моделей деловых ситуаций. Предложено в процессе проблемного анализа организационных систем использовать когнитивную модель, что позволит, находясь в рамках визуальных топологических описаний, совершать естественный переход от когнитивных к имитационным моделям. Для построения имитационной модели выбрана программная платформа AnyLogic, которая обеспечивает широкие возможности для построения виртуальной образовательной среды с элементами игровой имитации и искусственного интеллекта. Когнитивный анализ игрового процесса обучения показал, что последний должен содержать цикл деловой игры с двумя интерактивными узлами для включения в игру ведущего и игрока. Отмечено, что наиболее востребованы деловые игры, нацеленные на конструирование стилей руководства в условиях конфликта. Поэтому разработана имитационная модель для игрового обучения руководителя противодействию организационному конфликту в рамках вариативности авторитарного, демократического и либерального стилей руководства. Модель использует парадигму системной динамики и выполнена в нотации программной платформы AnyLogic. Для задания правил игры, ведущий в исходном состоянии или при запуске следующего игрового цикла имеет возможность в рамках управления оргструктурой установить характеристики динамики процесса, а также, изменять значения характеристик предконфликтной ситуации. В ответ на развитие конфликта игрок выполняет конструирование соответствующего стиля руководства с помощью доступных ему вспомогательных переменных. В принципе, модель не имеет ограничений для перечня заданий игровых ситуаций ведущим и апробируемых игроком вариантов решений.
Ключевые слова: диверсификация управления, диверсификации производства, финансово-экономические цели диверсификации, производственно-технические цели обеспечения гибкости производства
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
Архитектура многоагентной системы определяет основные принципы ее формирования и функционирования, включая формат организационной структуры, представляющей граф, в котором в качестве вершин выступают агенты, а связи между ними обозначают ребра. Общим недостатком существующих подходов к представлению архитектур многоагентных систем является поддержка не более двух типов организационных структур, среди которых может отсутствовать оптимальный для данных параметров окружающей среды. В данной работе предложен способ представления архитектуры многоагентной системы, реализованный путем заимствования механизмов живой природы, а именно принципов организации сообществ животных. Предложенных подход позволяет моделировать организационные структуры следующих типов: «коалиция», «команда», «иерархическая структура», «федерация», «конгрегация». Для определения оптимальной архитектуры многоагентной системы, оптимальной для конкретных условий окружающей среды, возможно применение «генетического алгоритма».
Ключевые слова: многоагентная система, архитектура, агент, организационная структура, оптимизация
Обсуждается актуальность применения нейронной сети Хопфилда для распознавания простых монохромных изображений небольшого объема в условиях их зашумленности. Приводится архитектура нейронной сети Хопфилда и алгоритм обучения. Демонстрируются примеры и результаты распознавания зашумленных монохромных изображений на примере дорожных знаков.
Ключевые слова: распознавание образов, рекуррентная нейронная сеть, зашумленное монохромное изображение, эталонный образец, обучение
Рассмотрена связь между «старыми» и «новыми» понятиями / метриками оценки качества статистических критериев обнаружения и бинарной классификации событий. Приведены оценки независимости и состоятельности анализируемых метрик относительно объема/состава исходных входных данных. Уточнены рекомендации по использованию «новых» метрик оценки качества статистических критериев обнаружения и бинарной классификации событий.
Ключевые слова: ошибки 1-го и 2-го рода, достоверность, полнота, специфичность, F-мера, ROC-кривая, интегральная метрика AUC
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В данной статье рассматриваются особенности разработки и применения нейроподобной автоматизированной системы управления микроклиматом тепличного комплекса. Актуальность темы обусловлена необходимостью повышения устойчивости сельскохозяйственного производства в условиях роста населения и климатических изменений. Представлена архитектура интеллектуальной системы, включающая иерархическую сенсорную сеть на базе микроконтроллеров STM32, модуль анализа на Raspberry Pi 5 с нейросетевой обработкой данных и распределённый исполнительный уровень. Описаны методы обработки телеметрии, алгоритмы адресации и опроса устройств, а также нейросетевые модели (YOLO и EfficientNetB3) для диагностики состояния растений. Проведён эксперимент по классификации заболеваний растений, продемонстрировавший высокую точность и возможность применения системы в режиме реального времени.
Ключевые слова: автоматизация теплиц, микроклимат, нейросетевой анализ, STM32, Raspberry Pi, глубокое обучение, YOLO, EfficientNet, IoT, классификация заболеваний растений
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассмотрена возможность интеграции традиционного народного промысла в современные дизайн-решения с использованием технологии 3D-моделирования. Рассматриваются цифровые инструменты, позволяющие реализовать объединение исторического цвета и современные формы. Описывается возможность использования стеклярусообразных элементов при декорировании одежды и роль цилиндрических элементов в современном дизайне. Представлены результаты созданных орнаментальных решений в палитре гжели на 3D-моделях одежды
Ключевые слова: цифровые инструменты, 3D-модели, визуализация, стеклярус, гжель, дизайн-решения, орнамент, культурное наследие
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.6.16 - Технология производства изделий текстильной и легкой промышленности
Статья посвящена проблематике сложности процесса разработки организационно-распорядительной документации с учетом отрасли работы организации, а также отделов, составляющих основную ее работу. Статья посвящена проблематике сложности процесса разработки организационно-распорядительной документации с учетом отрасли работы организации, а также отделов, составляющих основную ее работу. С учетом влияния меняющейся в стране экономики, организации постоянно подвержены изменениям с инициативы соответствующих регуляторов в конкретной области и нормативных документов в виде стандартов и законов. Выделены основные отрасли работы организаций, а также количество нормативных документов для регулирования их деятельности. Проведен разбор организации как системы на основе системного анализа. В качестве подхода для решения проблемы была выбрана методика Сагатовского. Согласно методике проведен разбор системы, состоящий из семи этапов. На каждом этапе выделены основные составляющие, а также приведены обоснования по каждой из них. Составлены схемы жизненных циклов заданных «видов конечных продуктов» с учетом направления работы отделов. Разработана схема процесса создания организационно-распорядительной документации сотрудниками и отделами организации. Анализ организации с точки зрения системного анализа позволит в дальнейшем разработать критерии создания комплекта организационно-распорядительной документации. Критерии создания организационно-распорядительной документации и методики их оценки помогут организациям заметно облегчить работу с основными регуляторами в какой-либо области, а также соответствовать заданным стандартам работы, что в дальнейшем поможет не только улучшить работу, но и избежать негативных последствий для самого предприятия.
Ключевые слова: метод Сагатовского, системный анализ, целеполагание, информационная безопасность
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье рассматривается проблема повышения безопасности и эффективности процесса сушки зеленого чая. Для обеспечения безопасной эксплуатации сушильных установок предложен алгоритм, использующий конечный автомат для диагностики неисправностей и предупреждения аварийных ситуаций. Представлены схемы управления и графы переходов состояний автомата Мура, который анализирует состояние оборудования и инициирует его отключение при выявлении опасных условий. Разработанная система позволяет не только повысить безопасность процесса сушки, предотвращая аварии, но и улучшить эффективность работы оборудования. Основные преимущества предложенной схемы заключаются в возможности своевременной диагностики неисправностей и предотвращении критических ситуаций, таких как перегрев или повышение давления в камере.
Ключевые слова: автоматика, система, процесс сушки, диагностики, конечный автомат