bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
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.