bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
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.
Estimation linear non-elementary regression models using ordinary least squares
Authors: Базилевский М.П. 
Published: July 2024

При построении регрессионных моделей проблема выбора структурной спецификации является первостепенной. На сегодняшний день таких спецификаций разработано великое множество. В данной работе приводится краткое описание следующих форм связи между переменными: линейная регрессия, линейно-элементарная регрессия, линейно-мультипликативная регрессия, производственная функция Леонтьева и индексная регрессия. Благодаря смешению линейной и кусочно-линейной регрессий сформулирована новая спецификация – линейно-неэлементарная регрессия, регрессорами в которой являются как входные переменные, так и бинарные операции всех возможных комбинаций их пар. Показано, что присваивание определенным параметрам таких моделей конкретных значений делает их квазилинейными, что позволяет оценивать их с помощью метода наименьших квадратов. Установлены области определения этих параметров. Разработан алгоритм приближенного оценивания линейно-неэлементарных регрессий с помощью метода наименьших квадратов. Работа алгоритма продемонстрирована на примере моделирования потребления электроэнергии в Иркутской области. Качество построенной линейно-неэлементарной регрессии по коэффициенту детерминации оказалась выше, чем у полученных ранее моделей. Показано, что в линейно-неэлементарных регрессиях с течением времени меняется характер влияния входных переменных на выходную.
When constructing regression models, the problem of choosing a structural specification is paramount. To date, a great variety of such specifications have been developed. This paper provides a brief description of the following forms of relationship between variables: linear regression, linear elementary regression, linear multiplicative regression, Leontief production function, and index regression. Due to the mixing of linear and piecewise linear regressions, a new specification has been formulated - linear non-elementary regression, in which regressors are both input variables and binary operations of all possible combinations of their pairs. It is shown that the assignment of specific values ​​to certain parameters of such models makes them quasilinear, which makes it possible to estimate them using the ordinary least squares. Areas of definition of these parameters are established. An algorithm for approximate estimation of linear non-elementary regressions using the ordinary least squares is developed. The operation of the algorithm is demonstrated by the example of modeling electricity consumption in the Irkutsk region. The quality of the constructed linear non-elementary regression by the coefficient of determination turned out to be higher than that of the previously obtained models. It is shown that in linear non-elementary regressions, the nature of the influence of input variables on the output changes over time.
Modeling the dynamics of the servers load by stochastic Petri nets with priorities (on the example of a video conferencing system)
Authors: Печенкин В.В. , Аль_Хазраджи А.Т.Н. , Гельбух С.С. 
Published: July 2024

Использование современных форм обучения в высших учебных заведениях определяет повышенную нагрузку на серверы учреждений высшего образования. Особенно это актуально для реализованных на базе университетской информационной инфраструктуры систем видеоконференцсвязи. Для повышения надежности и устойчивости этих систем необходим анализ распределения нагрузки на систему в целом и отдельные ее компоненты в соответствии с имеющимся расписанием занятий. Основной задачей статьи является предсказание пиков нагрузки, которые определяются расписанием, но зависят и от ряда случайных факторов. В работе предлагается динамическая модель, имитирующая формирование нагрузки на серверы системы видеоконференцсвязи в зависимости от имеющегося расписания занятий с учетом случайных факторов. Решение задачи моделирования и прогнозирования поведения динамической системы основано на использовании стохастического аппарата сетей Петри с приоритетами. В качестве дополнительного механизма обеспечения адекватности модели определяются временные интервалы переходов сети Петри, внутри которых они могут быть активными, что позволяет привязать функционирование всей сети к реальным временным интервалам в расписании занятий. Критерием адекватности модели является соответствие распределения прогнозируемой нагрузки на сервера по результатам вычислительного эксперимента реальным данным, полученным в ходе эксплуатации системы видеоконференцсвязи.
Modern forms of education in higher educational institutions determine the increased load on the servers of higher educational institutions. This is especially true for video conferencing systems implemented based on the University's information infrastructure. To improve the reliability and stability of these systems, it is necessary to analyze the load distribution on the system as a whole and its components following the existing schedule. The main task of the article is to predict the load peaks, which are determined by the graph, but also depend on several random factors. The article proposes a dynamic model that simulates the formation of the load on servers of the video conferencing system depending on the available schedule of classes, taking into account random factors. The solution to the problem of modeling and predicting the behavior of a dynamic system is based on the use of the stochastic apparatus of Petri nets with priorities. As an additional mechanism for ensuring the adequacy of the model, the time intervals of Petri net transitions are determined, within which they can be active. It allows linking the functioning of the entire network with real-time intervals in the class schedule. The adequacy of the proposed model is proved by the correspondence of the predicted load servers distribution based on the results of a computational experiment to real video conferencing system data.
Customer satisfaction assessment model based on online reviews using principal component analysis
Authors: Грибанова Е.Б. , Саулин В.В. 
Published: July 2024

Актуальность исследования обусловлена высокой популярностью интернет-сервисов для публикации отзывов о товарах / услугах, их влиянием на поведение покупателей, а также необходимостью автоматизации обработки данных таких сервисов из-за большого количества представленной информации. Разработана модель оценки удовлетворенности потребителей на основе их отзывов, учитывающая оценку товара потребителем, определяющую характер отзыва (отрицательный, положительный, нейтральный), и оценку отзыва другими участниками. Интегральный показатель оценки удовлетворенности формируется на основе нормированных значений средней оценки потребителей и суммарных оценок положительных, нейтральных и отрицательных отзывов. При этом определение весовых коэффициентов, используемых в расчете интегрального показателя, выполнено с помощью метода главных компонент. В статье представлены результаты расчета интегрального показателя для шести моделей видеокарт. На основе разработанной модели реализована программа, позволяющая автоматизировать сбор данных с интернет-сайта и выполнить расчет интегрального показателя. Реализация программы выполнена с помощью языка программирования Java и среды разработки IntelliJ IDEA. Разработанная модель и программа могут быть использованы как потенциальными покупателями, принимающими решение о покупке товаров, так и предприятиями, осуществляющими продажу товаров и стремящимися получить обратную связь, улучшить ассортимент и качество обслуживания.The relevance of the study is due to the high popularity of Internet services for publishing reviews of goods or services, their impact on consumer behavior, as well as the need to automate the processing of data from such services due to a large amount of information provided. A model for assessing customer satisfaction based on their feedback has been developed, taking into account the assessment of the product by the consumer, which determines the nature of the response (negative, positive, neutral) and the evaluation of the feedback by other participants. The integral indicator of satisfaction assessment is formed based on normalized values of the average merit of consumers and the validation of positive, neutral, and negative reviews. In this case, the weight determination of the coefficients used in the integral indicator calculation was carried out using the principal components method. The article presents the results of calculating the integrated indicator for six models of video cards. Based on the developed model, a program has been implemented. That allows automating data collection from the website and calculating the integral indicator. The program is implemented using the Java programming language and the IntelliJ IDEA development environment. The developed model and program can both be used by potential buyers who decide to purchase goods, as well as enterprises selling goods, and seeking to get feedback, identify weak and strong points, improve the range and quality of service.
The custom software application to generate a set of macroelements for the finite element approximations method
Authors: Троценко А.С. , Успехов А.А. , Чижов М.И. 
Published: July 2024

В современных условиях компьютерные системы инженерного анализа вынуждены работать с постоянно усложняющимися конфигурациями изделий. Наиболее популярный в этой среде метод конечных элементов (МКЭ) позволяет оперативно решать большинство ставящихся перед ним задач. Однако инженерный анализ изделий сложной конфигурации может потребовать либо применения суперкомпьютеров, либо упрощения модели изделия, что значительно повышает трудоемкость процесса. В связи с этим возникает потребность поиска более производительных методов расчета. Одним из таких методов является метод внешних конечноэлементных аппроксимаций (МВКА). Но несмотря на достоинства метода, отсутствие удобных средств препроцессирования затрудняет использование метода на практике. В данной статье рассмотрено программное средство препроцессора для МВКА, позволяющее генерировать множества макроэлементов (аналог конечных элементов в МКЭ) для трехмерных (3D) моделей изделий. Разработанный препроцессор обеспечивает генерацию множеств макроэлементов различной размерности путем простой настройки точности единственным параметром. Встроенные в препроцессор алгоритмы учета формы 3D моделей повышают регулярность распределения множества макроэлементов. Интерфейс программного средства позволяет использовать его как для решения исследовательских задач, так и в составе потенциальных систем инженерного анализа по МВКА.
Today the computer systems for engineering analysis are forced to work with ever more complex product configurations. The most popular in this area, the finite element method (FEM), allows solving most of the engineering tasks with good performance. However, the engineering analysis of products with complex configurations may require either using supercomputers or a product model simplification. It significantly increases the labor intensity of the process. In this regard, there is a need to search for more efficient methods. One of them is the external finite element approximation method (EFEAM). Despite the method advantages, the lack of convenient preprocessing tools makes it difficult to use by engineers. In this article, the preprocessor software for EFEAM is considered. It allows generating the macroelements sets (the same as finite elements in FEM) for product 3D models. The developed preprocessor provides generating of sets of macroelements with various sizes. It is reached by simply adjusting the accuracy with only one parameter. Algorithms built into the preprocessor for tracing the shape of 3D models increase the regularity of many macroelements distribution. The user interface of the developed software allows us to use it both for solving research problems and as part of engineering analysis systems for EFEAM.
Assessment of the risk of fire spreading to adjacent territories
Authors: Куприенко П.С. , Фурсов И.В. 
Published: July 2024

В статье решается задача количественной оценки риска распространения пожара от источника до объектов, находящихся на прилегающей территории с учетом вероятной динамики этого процесса. При этом риск отождествляется с вероятностями наступления неблагоприятных событий, связанных с возникновением начального и промежуточных источников пожара и созданием условий для распространения пожара на прилегающие территории. Для решения задачи использован математический аппарат дискретных цепей Маркова с двенадцатью вероятностными состояниями, два из которых являются поглощающими: возгорание и не возгорание объектов, размещенных на прилегающих территориях, и два – начальными: возникновение / отсутствие первичного источника пожара. Цепь Маркова формализуется в виде системы алгебраических уравнений, решение которой дает искомый результат. Особенность алгоритма заключается в том, что порядок проведения расчетов зависит от возможного сценария развития процесса распространения пожара. Причем, учитываются как прямые возгорания, когда пожар распространяется непосредственно от первичного источника к объекту возгорания, так и по цепочке, когда пожар распространяется последовательно от одного объекта к другому. Алгоритм может найти применение в муниципальных противопожарных службах.
The article solves the problem of a quantitative assessment of the risk of fire spread to objects adjacent to construction sites, considering the likely dynamics of this process. In this case, the risk identified occurring with the probabilities of adverse events associated with the occurrence of initial and intermediate sources of fire and the creation of conditions for the spread of fire to adjacent territories. The mathematical apparatus of discrete Markov chains with twelve states are used to solve the problem, two of which are absorbing: ignition and non-ignition of objects adjacent to construction sites. The Markov chain is formalized as a system of algebraic equations, the solution of which gives the desired result. The peculiarity of the algorithm is that the calculation procedure depends on the possible scenario of the development of the fire propagation process. Both direct fires are considered when the fire spreads directly from the primary source to the ignition object and along the chain when the fire propagates sequentially from one place to another. The algorithm can find applications in municipal fire services.
The multi-contour cutting application in algorithms of shortest cutting tool path generation
Authors: Таваева А.Ф. 
Published: July 2024

В статье рассматривается проблема маршрутизации режущего инструмента машин листовой резки с числовым программным управлением (далее по тексту ЧПУ). Даны классификация задач маршрутизации и описание алгоритмов решения. В работе предложен подход к решению задачи прерывистой резки (Intermittent Cutting Problem, ICP) с точки зрения применения мультиконтурной резки, когда несколько контуров вырезаются одним движением режущего инструмента. Предлагаемый в статье метод заключается в следующем: контуры деталей объединяются в «блоки», при этом вырезка контуров происходит с применением совмещенного реза с использованием зачастую одной точки врезки. В статье выделены три группы деталей (прямоугольные, треугольные и детали с наружным контуром типа трапеция), для которых применим предлагаемый метод. При этом допускается наличие отверстий и пазов внутри деталей. Детали изготавливаются из листового материала на технологическом оборудовании с ЧПУ. Приведены некоторые результаты численных экспериментов в сравнении с решением задачи с помощью алгоритма CCP-Relax, где применяется стандартная резка контуров. Расчет был выполнен для раскройных карт, взятых из открытой библиотеки тестовых примеров CPPLib.The cutting path problem for sheet cutting machines with computer numerical control (further - CNC) is considered in this article. The classification of routing problem is given and description of algorithms for solving this problem is given too. The method of Intermittent Cutting Problem is proposed. This method based on application of multi-contour cutting techniques, namely common cut (when several contours are cut by one motion of cutter). The proposed method is to be combined parts in «blocks» and cutting of contours is performed by common cut application usually with one piercing. The three classes of parts (rectangular, triangular and parts with outer contour type like trapezium) are highlighted for which the proposed method is applicable. At the same time presence of inner contours is allowed. The some results of computing experiments are given compared with problem solution obtained by CCP-Relax algorithm (where the standard cutting technique is used). The calculation was performed for nesting maps from open library CPPLib.
Emotion recognition in images and artificial immune systems
Authors: Нуриахметов А.И. , Богданова Д.Р. 
Published: July 2024

В статье приведены результаты применения одного из методов искусственных иммунных систем к задаче распознавания эмоций человека по его мимике на изображениях. Искусственные иммунные системы – специальная концепция, в основе которой лежат различные принципы естественной иммунной системы млекопитающих. За счет своего разнообразия, подобным системам удалось достигнуть высоких результатов во множестве различных задач. Поэтому весьма интересным является вопрос об их эффективности в такой задаче, как распознавание эмоций. Так, в данном исследовании, используя один из методов искусственных иммунных систем, удалось достигнуть максимальной точности в 80 % для задачи распознавания 7 базовых эмоций Пола Экмана. Эти показатели были достигнуты на наборе данных Cohn–Kanade+. Для построения подобной системы, в исследовательской работе были рассмотрены наиболее популярные подходы к распознаванию эмоций на изображениях, а также ключевые концепции типизации эмоций. В предлагаемой модели использовался подход на основе компьютерного зрения, с использованием лицевой разметки по 68 точкам. Полученные координаты точек лица были преобразованы в 136 вещественных признаков, а затем, их число было сокращено до 25 признаков при помощи метода главных компонент. Дальнейшим направлением исследования будет являться поиск наиболее эффективного метода из класса методов искусственных иммунных систем для задачи распознавания эмоций на изображениях.
This research paper presents the results of applying a method of artificial immune systems to the problem of recognizing human emotions by facial expressions in images. Artificial immune systems are a special concept based on a different principles of the natural immune system in mammals. Due to their diversity, artificial immune systems have managed to achieve high results in many different tasks. Therefore, the question of their effectiveness in such tasks as the problem of emotions recognition is very interesting. In this study, using a method of artificial immune systems, it was possible to achieve a maximum accuracy of 80% for the task of recognizing Paul’s Ekman 7 basic emotions. These metrics were achieved on the Cohn–Kanade+ dataset. To build such a system, the research work considered the most popular approaches of recognizing emotions in images along with the key concepts of emotion classification. In the proposed model, a computer vision-based approach was utilised using 68-point facial landmarks. The obtained coordinates of the points on the face were transformed into 136 real features, and then, their number was reduced to 25 features with the means of principal components method. A further direction of research will be the search for the most effective method of artificial immune systems for emotion recognition in images.