bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Development of optimization algorithms servicing requests for repair of elements integrated security system
Authors: Россихина Л.В. , Егоров Е.Ю.
Published: July 2024

В статье представлен алгоритм обслуживания наибольшего числа заявок на ремонт элементов интегрированной системы безопасности (ИСБ) в установленные директивные сроки. Особенность алгоритма заключается в том, что директивным сроком обслуживания является активное время восстановления работоспособности ИСБ, которое определено в ГОСТ Р 53704 2009 Системы безопасности комплексные и интегрированные. Общие технические требования . Также предложен алгоритм построения оптимальной последовательности обслуживания заявок на ремонт. Оптимальная последовательность определяется, исходя из наименьшего суммарного времени задержек в завершении обслуживания заявок в директивные сроки. Проанализирована задача построения расписаний обслуживания заявок с учетом заданных директивных сроков и штрафов за нарушение отдельных директивных сроков. Также были рассмотрены вопросы минимизации числа заявок, обслуживаемых с запаздыванием и обобщение интервалов очередности обслуживания заявок на ремонт элементов ИСБ. В статье представлены два подхода к оптимизации обслуживания заявок на ремонт элементов ИСБ. Первый алгоритм представляет возможность обслуживания наибольшего числа заявок на ремонт за активное время восстановления работоспособности ИСБ. Второй алгоритм представляет возможность получения оптимальной последовательности на обслуживание заявок на ремонт элементов ИСБ, с учетом суммарного времени задержек в завершении обслуживания в директивные сроки.

The article presents an algorithm for servicing the largest number of requests for repair of elements of the integrated security system (ICS) within the specified time frame. The peculiarity of the algorithm is that the Directive service period is the active recovery time of the HMB, which is defined in GOST R 53704-2009 Security systems are complex and integrated. General technical requirements . An algorithm for constructing an optimal sequence of servicing repair requests is also proposed. The optimal sequence is determined based on the lowest total delay time in completing service requests within the policy time frame. The task of building schedules for servicing requests is analyzed subject to specified policy deadlines and penalties for violating certain policy deadlines. The issues of minimizing the number of applications served were also considered with delay and generalization of priority intervals for servicing requests for repair of HMB elements. The article presents two approaches to optimizing service requests for repair of elements of the ISF. The first algorithm provides the ability to service the largest number of repair requests during the active recovery time of the HMB. The second algorithm provides an opportunity to obtain an optimal sequence for servicing requests for repair of HMB elements, taking into account the total delay time at the end of the service within the specified time frame.
Evaluation of storage and functioning characteristics of artificial neural networks on the basis of a neurocomputer device
Authors: Романчук В.А.
Published: July 2024

Актуальность исследования обусловлена недостаточно развитым математическим аппаратом для описания и анализа функционирования класса нейрокомпьютерных устройств при решении задач, представленных в нейросетевом логическом базисе. В связи с этим, данная статья направлена на решение задачи оценки некоторых временных и количественных характеристик хранения и обработки искусственных нейронных сетей на базе нейрокомпьютерных устройств. Основным подходом к решению задачи является подход, согласно которому искусственная нейронная сеть рассмотрена с использованием теоретико-множественного подхода, что позволило получить аналитические соотношения исходя из количества операций эмуляции нейрона и связей между нейронами в соответствии с топологией нейросети. В статье представлены наиболее популярные и используемые топологии искусственных нейронных сетей (однослойный и многослойный персептрон, сети Хопфилда, сети Хемминга, сети BAM, сети Джордана, сети Элмана, сети АРТ различных модификаций, звезда Гроссберга, сети Кохонена, радиально-базисные нейросети, сети встречного распространения, сверточные сети), для которых приведены временные и количественные аналитические соотношения, позволяющие оценить цикл обучения искусственной нейронной сети, объем необходимой памяти и объем передаваемых данных. Материалы статьи представляют практическую ценность для решения задачи оценки и последующего повышения эффективности функционирования нейрокомпьютерных устройств при решении задач, представленных в нейросетевом логическом базисе, а также для выбора наиболее рациональной модели нейрокомпьютерного устройства.

A solution is proposed for assessing the temporal and quantitative characteristics of the storage and processing of artificial neural networks based on a neurocomputer device. The most popular and used topologies of artificial neural networks are considered (single-layer and multi-layer perceptron, Hopfield networks, Hamming networks, BAM networks, Jordan networks, Elman networks, ART networks of various modifications, Grossberg star, Kohonen networks, radial basis neural networks, backward propagation networks, convolutional networks) for which analytical relationships are given to evaluate the training cycle of an artificial neural network, the amount of necessary memory and the amount of data transmitted. The difference between the proposed results is that to assess the functioning of artificial neural networks, approaches and characteristics inherent in the class of neuroprocessor devices are offered and only when implementing the calculations presented in the neural network logical basis, which allows to increase the efficiency of the task solution based on neurocomputer devices. An artificial neural network was considered using a set-theoretic approach, which allowed us to obtain analytical relationships based on the number of neuron emulation operations and connections between neurons in accordance with the topology of the neural network.
Models of evaluations of the cloud technology and fog computing
Authors: Файзуллин Р.В. , Херинг Ш. , Василенко К.А.
Published: July 2024

В статье рассматриваются основные подходы к промышленной автоматизации на основе облачных технологий с туманными вычислениями. Актуальность исследования связана с развитием облачных технологий промышленной автоматизации с элементами туманных вычислений, суть которых заключается в возможности управления промышленным процессом из облака. В литературе такой подход называется Internet of Everything . Технологии организации бизнеса, промышленного производства и управления smart-устройствами на уровне быта развиваются быстрыми темпами. Преимущества данных технологий очевидны, но высока стоимость использования при условии, что владельцами сервисов являются внешние провайдеры. Возникает необходимость расчета вычислительной стоимости и стоимости аренды сервисов. В статье представлен подход к расчету вычислительной стоимости применения туманных вычислений на расчетном примере. Моделирование выполняется на основе сервиса CloudSim. В среде моделирования реализован алгоритм FSMRA (Fog Stable Matching Resource Allocation), расчет на основе алгоритма может быть использован в задачах принятия решения по использованию облачных сервисов и туманных вычислений при автоматизации промышленных объектов, базирующихся на использовании большого числа датчиков и оконечных устройств в режиме реального времени. Результаты имитационного моделирования и расчеты вычислительной стоимости показывают, при каких комбинациях различных технологий можно получить максимальный выигрыш от использования облачных технологий и туманных вычислений.

This article explores key approaches to industrial automation based on cloud- computing. The relevance of the study is related to the development of cloud technologies of industrial automation with elements of foggy computing, the essence of which is the ability to manage the industrial process from the cloud. In literature, this approach is called Internet of Everything. Technology for business organization, industrial production and control of smart devices at the level of everyday life is developing rapidly. The benefits of these technologies are obvious, but the cost of use is high, provided that the service owners are external providers. There is a need to calculate the computational cost and cost of renting services. The article presents an approach to calculating the computational cost of using foggy computing on a calculated example. The simulation is based on CloudSim. In the simulation environment, the FSMRA (Fog Stable Matching Resource Allocation) algorithm has been implemented, and algorithm-based calculations can be used in the decision-making tasks for the use of cloud services and foggy computing when automating industrial objects based on use a large number of sensors and end devices in real time. Simulation results and computational cost calculations show where combinations of different technologies can maximize benefits from cloud and foggy computing.
Application of correlation analysis to identify factors from a woman's anamnesis influencing the results of pregnancy obtained by INF
Authors: Синотова С.Л. , Лимановская О.В. , Плаксина А.Н. , Макутина В.А.
Published: July 2024

В статье рассматривается поиск статистической взаимосвязи между заболеваниями мочеполовой системы, хроническими заболеваниями, проведенными хирургическими вмешательствами, и другими данными анамнеза жизни, наследственного анамнеза женщины и исходом беременности, полученной с помощью вспомогательных репродуктивных технологий (ЭКО). В качестве исхода выбраны, имеющиеся у рассматриваемой группы пациенток 338 женщин, сроки и способы родоразрешения, а также диагнозы их 402 детей на этапе родильного дома. В статье описан универсальный алгоритм приведения текстовых данных в пригодный для проведения анализа вид при помощи морфологического анализатора pymorphy2 и библиотеки Scikit-Learn Python 3.6. Для выявления значимых факторов использовался корреляционный анализ, выполненный с применением точного критерия Фишера, критерия согласия Хи-квадрат и интервальных оценок долей, Z-критерия для разности двух долей. Сила взаимосвязи факторов и исходов оценена критерием Крамера. Результатом анализа является выделение 56 значимых факторов и 34 значимых корреляций, которые будут учтены при разработке математической модели предсказания исхода беременности и оценки здоровья ребенка, зачатого при помощи ВРТ (ЭКО), на этапе планирования.

This article discusses the search for a statistical relationship between diseases of the genitourinary system, chronic diseases, surgical interventions and other data on the anamnesis, a womans heredity and pregnancy outcome obtained using assisted reproductive technologies (IVF). The study is conducted with the aim of developing a mathematical model for predicting pregnancy and assessing the health of a child conceived using ART (IVF) at the stage of planning. The conclusions are based on data on 338 women and the diagnoses of their 402 children at the stage of the maternity hospital. A research was made for the effect of 56 binary signs on the outcome of pregnancy, described by 38 characteristics. To identify significant factors, a correlation analysis was performed using Fishers exact test, Chi-square test, and using interval estimates of the shares, and the Z-criterion for the difference of two shares. As the outcomes, the terms and methods of delivery available to the patient group under consideration, as well as the diagnoses of children at the stage of the maternity hospital were selected. To assess the strength of the relationship, Cramers V is applied. The result of the analysis is the identification of 56 significant factors and 35 significant correlations, which will be taken into account in the future for the development of the regression model
Data mining the user's environment in the problem of remote control detection
Authors: Вульфин А.М.
Published: July 2024

Целью работы является совершенствование алгоритмов обнаружения удаленного управления пользовательским сеансом. Объект исследования – система обнаружения удаленного управления компьютером пользователя. Предмет исследования – алгоритмы интеллектуального анализа данных, собираемых с помощью инструментов и средств мониторинга в составе клиентской части Web-приложения на стороне браузера, предназначенные для анализа изменения паттернов динамических биометрических признаков в случае удаленного управления. Проанализированы подходы к обнаружению удаленного подключения. Разработана структура системы обнаружения удаленного доступа с современным подходом к сбору и анализу пользовательского окружения в сочетании с методами машинного обучения. Экспериментальная часть работы выполнена на основе анализа базы данных пользовательского окружения, собранных специально для тестирования программной реализации разработанных алгоритмов. Было рассмотрено 16 различных вариантов удаленного подключения с злоумышленника к устройству пользователя. Полученная выборка включала 178 замеров с разным количеством временных интервалов между промежуточными точками траектории движения курсора мыши. Наибольшую эффективность показал алгоритм классификации «случайный лес» с группой признаков, состоящих из временных интервалов между событиями движения курсора мыши. Доля верных предсказаний составила 93 % на тестовых данных.

The aim of the work is to improve the detection algorithms for remote control of a user session. Object of study - a system for detecting remote control of a user's computer. The subject of the study is data mining algorithms collected using tools and monitoring tools as part of the client side of the web application on the browser side, designed to analyze changes in the patterns of dynamic biometric features in the case of remote control. The approaches to detecting a remote connection are analyzed. The structure of the remote access detection system with a modern approach to the collection and analysis of the user environment in combination with machine learning methods has been developed. The experimental part of the work is based on an analysis of the user environment database, collected specifically for testing the software implementation of the developed algorithms. 16 different options for remote connection from an attacker to a user's device were considered. The obtained sample included 178 measurements with a different number of time intervals between intermediate points of the mouse cursor path. The highest efficiency was shown by the random forest classification algorithm with a group of features consisting of time intervals between mouse cursor movement events. The share of correct predictions was 93% on test data.
Mathematical model of the process of averaging the properties of bulk materials at their expiration
Authors: Мелехина К.А. , Ананьев П.П. , Плотникова А.В. , Шестак С.А.
Published: July 2024

Цель – прогнозирование свойств сыпучего материала, вытекающего из бункерного устройства. Актуальность исследования обусловлена недостатком входных данных для управления процессом усреднения на обогатительных фабриках. В связи с этим, данная статья направлена на выявление передаточной функции бункерного устройства и времени задержки между подачей и истечением материала, которая позволит спрогнозировать свойство сыпучего материала, а значит получить исходные данные для процесса усреднения, которые не всегда имеются. В данной статье представлен анализ существующих режимов истечения сыпучих материалов при истечении из бункерного устройства с одним и несколькими отверстиями, выведены уравнения, описывающие передаточную функцию бункерного устройства, а также временную задержку между подачей слоя и его истечением. На основе этих уравнений была построена математическая модель управления процессом усреднения, которая связывает относительные колебания и частоту смены свойства рудного материала, поступающего в бункер. Составленная математическая модель дает резервы для снижения относительных колебаний на фабрике. Материалы статьи представляют практическую ценность для управления процессом усреднения рудного материала на обогатительных фабриках.

The goal is to predict the properties of bulk material flowing from the hopper device. The relevance of the study is due to the lack of input data for controlling the averaging process at processing plants. In this regard, this article is aimed at identifying the transfer function of the hopper device, and the delay time between the feed and the expiration of the material, which will allow you to predict the property of the bulk material, and therefore get the initial data for the averaging process, which is not always available. This article presents an analysis of the existing flow modes of bulk materials when they flow out of a hopper device with one or more holes, the equations describing the transfer function of the hopper device, as well as the time delay between the layer feed and its expiration, are derived. Based on these equations, a mathematical model for controlling the averaging process was constructed, which relates the relative fluctuations and frequency of change in the properties of the ore material entering the hopper. The compiled mathematical model provides reserves for reducing relative fluctuations in the factory. The materials of the article are of practical value for managing the process of averaging ore material at processing plants.
Synthesis of a fuzzy controller of heating steam temperature during the process of care tires vulcanization under potentially hazardous conditions
Authors: Яхиауи Б. , Митрохин А.А. , Бурковский В.Л.
Published: July 2024

В данной работе рассматривается технологический процесс вулканизации автомобильных шин с точки зрения потенциально опасного процесса. В настоящее время, технологические процессы становятся все более сложными, из-за их функционирования большую часть времени в условиях неопределенности, неполноты и нечеткости информации, наличия внутренних и внешних возмущений, обусловленных многими факторами, а также наличия значительного числа параметров, которые прямо или косвенно влияют на функционирование технологических процессов. Таким образом, математическое описание технологических процессов методами классического моделирования становится все более неточным. Одним из наиболее распространенных на сегодняшний день методов управления технологическими процессами по-прежнему являются ПИД-регуляторы, благодаря своим удобствам внедрения, низкой стоимости и их удовлетворительных результатов при управлении линейными системами. Для адекватного управления потенциально опасными технологическими процессами необходимо разработать новые модели и алгоритмы, основанные на новых интеллектуальных подходах. Одним из наиболее перспективных подходов к управлению технологическими процессами являются модели, основанные на нечеткой логике и нечетких множествах. В работе представлена общая математическая структура системы управления процессом вулканизации. В статье представлен синтез нечеткого регулятора температуры греющего пара процесса вулканизации автомобильных шин.

This paper considers the technological process of vulcanization of automobile tires from the point of view of a potentially dangerous process. Currently, technological processes are becoming more complex, evolving most of the time in conditions of uncertainty, incompleteness and indistinctness of information. One of the most common methods of process control today is still PID controllers, due to their ease of implementation, low cost and their satisfactory results in the control of linear systems. In order to adequately control potentially dangerous technological processes, it is necessary to develop new models and algorithms based on new intelligent approaches. One of the most promising approaches to process control is models based on fuzzy logic and fuzzy sets. The paper presents the General mathematical structure of the vulcanization process control system. This paper presents the synthesis of a fuzzy controller of heating steam temperature of the car tire vulcanization process.
Development of an Information Model for Synthesis of Color Components of Metal-Plastic Dentures
Authors: Гафуров К.А.
Published: July 2024

Современная медицинская практика характеризуется всеобщим применением технических средств диагностики и лечения заболеваний. Одним из наиболее бурно развивающихся направлений в медицине является стоматология, в частности эстетическая стоматология. Наиболее ключевое место в эстетической стоматологии занимает подбор адекватной цветовой составляющей зубных протезов. Для решения данной задачи была разработана информационная модель синтеза цветовых составляющих металлопластмассовых зубных протезов. Был разработан граф выбора компонентов составляющих массы красителей подбора заданной спектральной составляющей лицевой части протезируемого зуба. В качестве основного метода анализа процесса синтеза порошков был использован регрессионный анализ, являющийся инструментом анализа данных, позволяющим исследовать влияние одной или нескольких независимых переменных на зависимую переменную. Таким образом, была разработана математическая модель регрессионного типа, в которой изменение цветовых составляющих происходит в корреляционной зависимости, поэтому возможно составление интерполяционных уравнений, а на их основе анализ и рассмотрение единой системы для всех подуровней цветовых градаций. Для проверки работы разработанной информационной модели были созданы алгоритм и специализированное программное обеспечение. Проведенные клинические исследования показали полную адекватность разработанной модели.

Modern medical practice is characterized by the universal use of technical means of diagnosis and treatment of diseases. One of the most rapidly developing trends in medicine is dentistry, in particular the aesthetic dentistry. The key problem in the aesthetic dentistry is the selection of an adequate color of dentures. To solve this problem, an information model was developed for synthesis of color components of metal-plastic dentures. A graph was developed to select the components that make up the mass of dyes for the selection of a given spectral component of the front part of prosthetic tooth. Regression analysis was used as the main method of analyzing the process of powder synthesis, which is a data analysis tool that allows investigate the influence of one or more independent variables on a dependent variable. Thus, a regression type mathematical model was developed in which the change of color components takes place in correlation; making it possible to compile interpolation equations and, based on them, to analyze and consider a single system for all sublevels of color gradations. To verify the operation of the developed information model, an algorithm and specialized software were developed. The conducted clinical studies have shown the full adequacy of the developed model.
Selection of ergatic systems elements functions to ensure their functioning under conditions of destructive influence
Authors: Меньших В.В. , Зверев Г.И.
Published: July 2024

Эргатические системы нашли своё применение тех областях науки и техники, где вмешательство оператора-человека в работу является необходимым условием обеспечения их успешного функционирования. Для эффективной работы систем и возможности оперативного решения возникающих нештатных ситуаций в сложившихся условиях необходимо выбрать оптимальный набор альтернативных функций многофункциональных элементов системы. Актуальность указанной проблемы заключается в том, что особое место среди эргатических систем занимают системы управления силами и средствами силовых ведомств, которые как раз и характеризуются наличием в своей структуре многофункциональных элементов. В качестве структурно-параметрических моделей указанных систем в данной работе предлагается использовать взвешенные гиперграфы. Вследствие различных деструктивных воздействий на систему возникает задача выбора оптимального набора функций элементов системы. Для решения поставленной задачи разработан оптимизационный алгоритм выбора, основанный на использовании схемы ветвей и границ, а для иллюстрации работы представленного метода в работе приведен численный пример. Дальнейшим развитием идей, изложенных в указанной статье, будет являться разработка методов оценки живучести эргатических систем рассмотренного вида при различных видах деструктивных воздействий на них.

Ergatic systems have found application in areas of science and technology where the intervention of a human operator in the work is a prerequisite for ensuring their successful functioning. For the effective operation of the systems and the ability to quickly solve emerging emergencies in the current conditions, it is necessary to choose the optimal set of alternative functions of the multifunctional system elements. The urgency of this problem lies in the fact that a special place among the ergatic systems is occupied by the systems of command and control of the power departments, which are precisely characterized by the presence of multifunctional elements in their structure. It is proposed to use weighted hypergraphs as structural-parametric models of these systems. Due to various destructive effects on the system, the problem arises of choosing the optimal set of functions of the elements of the system. To solve this problem, an optimization selection algorithm based on the use of the branch and bound scheme was developed, and a numerical example is given to illustrate the operation of the presented method. Further development of the ideas presented in this article will be the development of methods for assessing the survivability of ergatic systems of the considered type with various types of destructive effects on them.
Method for joint calibration of inertial sensors of an unmanned aerial vehicle using neural networks
Authors: Смирнов В.А. , Правидло М.Н. , Снедков А.Б.
Published: July 2024

В статье рассматриваются методы, а также технические средства контроля и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем, предназначенных для установки на беспилотный летательный аппарат. Рассматриваются принципы создания систем управления, построенных на инерциальных датчиках различных видов. Выявляются недостатки при использовании традиционных методов разработки основанных на прямом снятии показаний с датчиков при помощи программного обеспечения. Описываются конструкция современных инерциальных датчиков с указанием их составных элементов и частей. Определяется технология создания испытательного стенда для оценки точности калибровки датчиков. Приводятся формулы, на которых основана работа испытательного стенда, исходя из его геометрии. Указываются формулы используемые при традиционном методе вычисления значений по показаниям, получаемых с инерциальных датчиков. Описывается процесс обучения нейронной сети, позволяющий компенсировать недостатки присущие традиционному методу калибровки. Демонстрируется эксперимент по сопоставлению фактических значений со значениями, полученными в ходе расчётов. Проводится сравнительный анализ традиционного метода совместной калибровки инерциальный датчиков с методом, основанным на использовании нейронных сетей. Определяются преимущества использования данного метода калибровки инерциальных датчиков в условиях требований, предъявляемых к современным системам управления. Ключевые слова: датчики, гироскоп, акселерометр, калибровка, система управления

The article deals with methods and technical means of control and testing samples of information-measuring and control systems intended for installation on unmanned aerial vehicles. The principles of creation of control systems built on inertial sensors of various types are considered. Shortcomings are revealed in the use of traditional methods of development based on direct readings from sensors with the help of software. The design of modern inertial sensors with indication of their components and parts is described. The technology of creating a test bench for evaluating the accuracy of sensor calibration is defined. Formulas on which the work of the test bench is based on its geometry are given. Specifies formulas used in the traditional method of calculating values from inertial sensors. Describes the process of learning the neural network to compensate for the disadvantages inherent in a traditional calibration method. The experiment of comparing actual values with the values obtained during the calculations is demonstrated. The traditional method of joint inertial sensor calibration is compared with the method based on neural networks. The advantages of using this method of inertial sensor calibration under the requirements of modern control systems are determined.
Predicting coronary heart disease in locomotive crew employees based on hybrid fuzzy models
Authors: Кореневский Н.А. , Медников Д.А. , Родионова С.Н. , Стародубцев В.В.
Published: July 2024

Целью исследования является повышение качества прогнозирования ишемической болезни сердца у работников локомотивных бригад железнодорожного транспорта за счет разработки гибридных нечетких математических моделей работающих в условиях неполного и нечеткого описания объекта исследования. С учетом плохоформализуемой структуры исследуемого класса состояний в качестве базового математического аппарата выбрана технология мягких вычислений и, в частности, методология синтеза гибридных нечетких решающих правил, хорошо зарекомендовавшая себя при решении задач с аналогичной структурой данных и типом неопределенности. Выбранный метод синтеза позволяет учитывать мультипликативный эффект воздействия на организм человека разнородных и нестабильных эндогенных и экзогенных факторов риска в кабинах локомотива. Полученные математические модели прогнозирования ишемической болезни сердца, у работников локомотивных бригад в качестве исходных данных учитывают эргономику кабины, уровни психоэмоционального напряжения и утомления, смешанные электромагнитные поля в сочетании с индивидуальными факторами риска системного ишемического поражения. В ходе математического моделирования и экспертного оценивания было показано, что полученная прогностическая модель обеспечивает уверенность в правильном прогнозе не ниже 0,89, что является достаточно «хорошим» результатом для задач медицинской диагностики.

The aim of the study is to improve the quality of predicting coronary heart disease in railway locomotive crews by developing hybrid fuzzy mathematical models that work under conditions of incomplete and fuzzy description of the object of research. Taking into account the poorly formalized structure of the studied class of States, the technology of soft computing and, in particular, the methodology for the synthesis of hybrid fuzzy decision rules, which has proven itself well in solving problems with a similar data structure and type of uncertainty, is chosen as the basic mathematical apparatus. The chosen synthesis method allows us to take into account the multiplicative effect of heterogeneous and unstable endogenous and exogenous risk factors on the human body in the locomotive cabs. The obtained mathematical models for predicting ischemic heart disease in locomotive crew workers take into account cabin ergonomics, levels of psycho-emotional stress and fatigue, mixed electromagnetic fields in combination with individual risk factors for systemic ischemic damage as initial data. In the course of mathematical modeling and expert evaluation, it was shown that the obtained predictive model provides confidence in the correct forecast of at least 0.89, which is a fairly "good" result for medical diagnostics tasks.
Mathematical modeling of the thermal process shells of distributed electrical systems
Authors: Борисова А.И. , Бурковский В.Л.
Published: July 2024

В настоящее время проблематикой является неопределенность физических процессов сложноструктурированных электротехнических комплексов, требующая совокупности тепловых экспериментов на имитационных моделях, с целью определения теплофизических параметров отдельных частей и элементов для анализа взаимного влияния температурных полей в распределенных электротехнических комплексах. В тоже время, учитывая влияние внешних и внутренних воздействующих факторов, подход к решению задач такого теплообмена ограничивается сложностью протекания электромагнитных процессов в элементах с разнофизическими свойствами, а также трудностями учета совокупностей конструктива сложной конфигурации, что приводит к необходимостям новых более точных решений на принципах математического моделирования. При наличии достоверной тепловой математической модели появиться возможность разработки рациональной конструкции с использованием приемов и структур с учетом эффективного распределения тепловых потоков. В связи с этим, в ходе математического моделирования были учтены все имеющиеся поверхности электротехнического комплекса при формировании методики тепловых режимов. Проведенный анализ тепловой характеристики позволит прогнозировать поведение таких распределенных электротехнических комплексов на стадиях проектирования, что тесно увязывает за собой конструктивные приемы, обеспечивающие стойкость к дестабилизирующим факторам.

Currently, the problem is the uncertainty of the physical processes of complex-structured electrical complexes, which requires a set of thermal experiments on simulation models, in order to determine the thermophysical parameters of individual parts and elements for analyzing the mutual influence of temperature fields in distributed electrical complexes. At the same time, taking into account the influence of external and internal influencing factors, the approach to solving the problems of such heat exchange is limited by the complexity of electromagnetic processes in elements with various physical properties, as well as the difficulties of taking into account the sets of structures of a complex configuration, which leads to the need for new more accurate solutions on the principles of mathematical modeling. In the presence of a reliable thermal mathematical model, it will be possible to develop a rational design using techniques and structures, taking into account the effective distribution of heat flows. In this regard, in the course of mathematical modeling, all available surfaces of the electrical complex were taken into account when forming the thermal mode technique. The analysis of thermal characteristics will allow predicting the behavior of such distributed electrical complexes at the design stages, which closely links the design methods that ensure resistance to destabilizing factors.
The software for formation the matrix of technical functions performed by physical effects based on patent database analysis
Authors: Коробкин Д.М. , Шабанов Д.В. , Фоменков С.А. , Дворянкин А.М.
Published: July 2024

В статье представлена программная реализация метода формирования матрицы выполняемых физическими эффектами технических функций на основе анализа патентного массива. Для синтеза физического принципа действия новых технических систем могут использоваться физические эффекты из базы знаний, разработанной на кафедре САПРиПК ВогГТУ. Физические эффекты реализуют технические функции, которые в свою очередь составляют конструктивную функциональную структуру технической системы. На основе разработанного авторами метода извлечения описаний физических эффектов и технических функций из патентных документов США (USPTO) и Роспатента был сформирован метод автоматического построения таблицы технических функций, выполняемых физическими эффектами, основанный на выявлении латентных зависимостей в терм-документных матрицах «Физические эффекты-Патенты» и «Технические функции-Патенты». Автоматизированная система реализована на языке Python версии 3.7.2. Для морфологической разметки используется TreeTagger, для синтаксической разметки – UDPipe. Корректность работы алгоритмов была оценена на тестовой выборке, подготовленной вручную и состоящей из 60 патентных документов, описывающих 480 технических функций и 20 физических эффектов. Полученные результаты: метод извлечения ТФ показал на тестовой выборке точность – 0.87, полноту – 0.77 и F -меру – 0.82, поиск описания ФЭ функционирует с точностью - 0,92.

The article presents a software for forming a matrix of technical functions performed by physical effects based on the analysis of a patent database. For the synthesis of the physical operation principle of new technical systems, physical effects from the knowledge base developed at the CAD Department of VSTU can be used. Physical effects implement technical functions, which in turn constitute the constructive functional structure of the technical system. The automated system is implemented in Python version 3.7.2. TreeTagger is used for morphological analysis, UDPipe is used for syntactic analysis. The correctness of the algorithms was evaluated on a test sample prepared by hand and consisting of 60 patent documents describing 480 technical functions and 20 physical effects. The results obtained: the method for extracting TF showed an accuracy of 0.87 on the test sample, completeness - 0.77 and F-measure - 0.82, the search for the description of the FE functions with an accuracy of 0.92.
Approaches to statement of the resource distribution optimization problem in a computer network
Authors: Рожкова Т.С. , Афанасьев В.В. , Ветров И.И.
Published: July 2024

В статье рассматривается распределенная вычислительная система, представленная множеством мобильных терминалов, обеспечивающая возможность обслуживать запросы пользователей этих терминалов для выполнения программ, потребность в вычислительных ресурсах, которых превышает имеющиеся на этих терминалах локальные вычислительные ресурсы. Эта возможность обеспечивается путем реализации парадигмы кооперативных вычислений, поддерживающей процедуру динамического формирования кооперативного вычислительного ресурса множества мобильных терминалов, с учетом возможности их отключения и подключения к процедуре кооперативных вычислений. С использованием теоретико-множественного представления определяются такие параметры функционирования системы, как время отклика узла на запрос предоставления вычислительных ресурсов, а также период задержки в очереди для запросов, принадлежащих различным мобильным терминалам. На основе этих параметров, для указанных условий, в обобщенном виде ставится оптимизационная задача кооперативного использования вычислительных ресурсов. Детально рассматривается постановка частных задач оптимизации вычислительных ресурсов для системы, состоящей из двух мобильных терминалов, учитывающих различные условия их потребности в вычислительных ресурсах, а также текущего наличия вычислительных ресурсов в узлах системы. Подходы, полученные в результате постановки указанных частных задач, распространяются на систему, состоящую из множества мобильных терминалов.

The article discusses a distributed computing system, represented by a variety of mobile terminals, providing the ability to serve the requests of users of these terminals to run programs, the need for computing resources, which exceeds the local computing resources available on these terminals. This possibility is provided by the implementation of the cooperative computing paradigm, which supports the procedure for dynamic formation of the cooperative computing resource of a plurality of mobile terminals, taking into account the possibility of their disconnection and connection to the cooperative computing procedure. Using the set-theoretic representation, such parameters of the system functioning are determined as the response time of the node to the request for the provision of computing resources, as well as the delay period in the queue for requests belonging to different mobile terminals. On the basis of these parameters, for the specified conditions, an optimization problem of the cooperative use of computing resources is posed in a generalized form. The formulation of particular problems of optimization of computing resources for a system consisting of two mobile terminals is considered in detail, taking into account various conditions of their need for computing resources, as well as the current availability of computing resources in the nodes of the system. The approaches obtained as a result of the formulation of these particular problems are extended to a system consisting of many mobile terminals.
Method of software systems self-adaptation based on the technology of the computing process trace
Authors: Бершадский А.М. , Бождай А.С. , Евсеева Ю.И. , Гудков А.А.
Published: July 2024

В статье рассмотрены вопросы разработки метода самоадаптации программного обеспечения на основе технологии трассировки вычислительного процесса. Обосновывается актуальность проблемы создания методов синтеза самоадаптивного программного обеспечения, рассмотрены основные преимущества самоадаптивных программных систем., Приводится описание существующих средств трассировки, обоснован выбор Intel Processor Trace для создания метода самоадаптации программного обеспечения. Рассмотрено определение графа выполнения программы в качестве математического аппарата, лежащего в основе нового метода. Предложена математическая модель поведения самоадаптивной программы, основанная на рассмотренном определении графа вызовов и представляющая собой формализацию полученных с помощью Intel Processor Trace трасс. Рассмотрен алгоритм поиска паттернов в графах выполнения. На основе рассмотренного определения графа выполнения и алгоритма предложен новый метод самоадаптации программной системы, основанный на анализе хода выполнения программы: определяются и в дальнейшем оптимизируются наиболее часто выполняемый участки исходного кода программы (поведенческие паттерны системы). Полученный метод позволит оптимизировать производительность программы, сократив число вычисляемых в процессе выполнения условий.

The article deals with the development of a software self-adaptation method based on the technology of tracing the computational process. The urgency of the problem of creating methods for the synthesis of self-adaptive software is substantiated, the main advantages of self-adaptive software systems are considered., A description of the existing tracing tools is given, the choice of Intel Processor Trace for creating a method of self-adaptive software is justified. The definition of the program execution graph as the mathematical apparatus underlying the new method is considered. A mathematical model of the behavior of a self-adaptive program is proposed, based on the considered definition of the call graph and representing the formalization of the traces obtained using Intel Processor Trace. An algorithm for searching patterns in execution graphs is considered. On the basis of the considered definition of the execution graph and the algorithm, a new method of self-adaptation of a software system is proposed, based on the analysis of the program execution progress: the most frequently executed sections of the program source code (behavioral patterns of the system) are determined and further optimized. The resulting method will optimize the performance of the program by reducing the number of conditions calculated during the execution of conditions
Statistical algorithm for detecting computer security threats
Authors: Милосердов И.В. , Малышев В.А.
Published: July 2024

Рассматривается задача синтеза статистического алгоритма, построенного в подклассе дискретно-непрерывных случайных процессов предназначенного для прогнозирования и обнаружения начала DDos атаки по анализу изменений интенсивности принимаемого трафика. Для анализа и выявления угроз безопасности компьютерных сетей существуют системы мониторинга, ориентированные на анализ трафика, пакетов и протоколов. Все эти системы являются уязвимыми. Атаке подлежат практически все уровни модели ОSIобъекта, под которым понимается какого либо типа сервера или выбранные приложения, но первым признаком начинающейся атаки является аномальное поведение входного трафика. К перспективным методам обеспечения безопасности КС можно отнести методы, основанные на выявлении отклонений по изменениям вероятностных параметров данных. Их суть заключается в определении изменений статистических характеристик потоков данных. Разработанный алгоритм позволяет не только обнаружить угрозу безопасности сети, но и прогнозировать возможности начала DDоsатаки, удобен для применения на нижних уровнях модели OSI, например, для обнаружения интенсивности трафика и его отклонений Информация, выдаваемая разработанным алгоритмом, носит вероятностный характер, поэтому, она может быть комплексироваться с результатами получаемыми другими методами обнаружения угроз безопасности компьютерной сети.

The problem of synthesis of a statistical algorithm constructed in a subclass of discrete-continuous random processes designed to predict and detect the beginning of a DDos attack by analyzing changes in the intensity of received traffic is considered. To analyze and identify threats to the security of computer networks, there are monitoring systems that focus on analyzing traffic, packets, and protocols. All of these systems are vulnerable. Almost all levels of the object's OSI model, which is defined as any type of server or selected applications, are subject to attack, but the first sign of an attack is abnormal behavior of input traffic. Promising techniques to ensure safety of the COP include methods based on the detection of the deviation by the change of probabilistic data parameters. Their essence is to determine changes in the statistical characteristics of data flows. The developed algorithm allows not only detecting a network security threat, but also.
Scenario for searching, detecting and extinguishing a fire in a forest area
Authors: Мещеряков Р.В. , Саломатин А.А. , Сенчук Д.В. , Широков А.С.
Published: July 2024

В данной статье исследуется и описывается процесс построения алгоритма действий – сценария поиска, выявления и тушения очага пожара в лесном массиве беспилотными летательными аппаратами, разрабатываемый на первоначальном этапе при проектировании эксплуатации гетерогенных беспилотных авиационных систем в автоматическом режиме в целях оптимизации решения актуальной задачи, направленной на сохранение флоры и фауны, силами и средствами Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. Разработанный сценарий в случае реализации силами и средствами беспилотной авиации позволит достичь решения задачи силами гетерогенной беспилотной авиационной системы. На основе опыта подразделений, имеющих на вооружении и активно эксплуатирующих беспилотные летательные аппараты, разработаны и описаны ограничения для рассматриваемого упрощенного сценария. Также кратко рассматривается необходимая материально-техническая база, необходимая для обслуживания и эксплуатации беспилотной авиационной системы, выполняющей рассматриваемую задачу. Данный сценарий исследован с помощью математического аппарата, а именно построена многокритериальная задача оптимизации, позволяющая вычислить оптимальное число используемых беспилотных летательных аппаратов, общее время обследования и тушения пожара, стоимостные затраты, связанные с деревьями на участках возгораний, которые не были потушены.

This article examines and describes the process of constructing an algorithm of actions - a scenario for searching, detecting and extinguishing a fire in a forest with unmanned aerial vehicles, developed at the initial stage when designing the operation of heterogeneous unmanned aerial systems in an automatic mode in order to optimize the solution of an urgent problem aimed at preserving flora and fauna, by the forces and means of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of the Consequences of Natural Disasters. The developed scenario makes it possible to achieve the solution of this problem by the forces of a heterogeneous unmanned aircraft system. Based on the experience of units armed with and actively operating unmanned aerial vehicles, limitations for the considered simplified scenario have been developed and described. This scenario was investigated using a mathematical apparatus, namely, a multicriteria optimization problem was built, which allows calculating the optimal number of unmanned aerial vehicles used, the total time for examining and extinguishing a fire, and the cost costs associated with trees in areas of fire that have not been extinguished.