bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Mathematical models of data transmission process in telecommunication networks with control operations
Authors: Перепелкин Д.А. , Нгуен А.З. , Фам А.М. 
Published: July 2024

Целью настоящей работы является разработка математического обеспечения проектирования процесса передачи данных на основе метода коммутации пакетов с учетом контрольных операций, определяющихся функциональной зависимостью времени передачи пакетов в телекоммуникационных сетях. На основе метода коммутации пакетов передаваемое сообщение в узле отправителя разбивается на некоторые пакеты, передающиеся по некоторым маршрутам к узлу получателя. На каждом маршруте добавляются контрольные операции передаваемых пакетов и обратные сообщения или квитанции (контроль правильности передаваемых пакетов на маршрутах). Время контрольных операций определяется функциональной зависимостью случайных величин времени передачи пакета соответствующих маршрутов. Для получения распределения времени передачи контрольных сообщений и распределения времени на каждом маршруте предложено использовать теорию вычетов. На основе математических выражений предложена методика нахождения распределения времени начала сборки пакетов на узле получателя как максимальной из нескольких случайных величин времени передачи данных. Полученная плотность распределения времени передачи данных в сетях позволяет рассчитать функцию распределения времени сборки пакетов в узле получателя.
The purpose of this work is to develop mathematical support for the design of the data transmission process based on the packet switching method, taking into account control operations determined by the functional dependence of the packet transmission time in telecommunication networks. Based on the packet switching method, the transmitted message at the source node was split into some packets that are transmitted along some routes to the destination node. On each route, control operations of transmitted packets and return messages or receipts (control of the correctness of transmitted packets on routes) were added. The time of control operations was determined by the functional dependence of the random variables of the packet transmission time of the corresponding routes. To obtain the distribution of the transmission time of control messages and the distribution of time on each route, it was proposed to use the theory of residues. On the basis of mathematical expressions, a method is proposed for finding the distribution of the start time of packet assembly at the recipient's node as the maximum of several random variables of the data transmission time. The obtained distribution density of data transmission time in networks allows calculating the distribution function of the packet assembly time at the receiver's node.
Multicriteria choice modeling of a variant of the logistic process management structure in the organizational system
Authors: Борзова А.С. , Львович Я.Е. , Муха В.В. 
Published: July 2024

В статье исследуется формализованное описание выбора варианта структуры цифрового управления логистическим процессом в организационной системе. Рассматривается три типа структур взаимодействия цифровых платформ управляющего центра и компонентов логистического процесса: централизованная, децентрализованная, кластерная. Каждый вариант структуры соответствует определенной степени децентрализации цифрового управления и характеризуется достигнутыми значениями экономических, временных и надежностных показателей. Отмечено, что в этом случае задача выбора представляется многокритериальной. Принятие решения об оптимальном варианте структуры цифрового управления требует перехода к интегральному оцениванию на множестве показателей. Предлагается вместо априорной оценки экспертами весовых коэффициентов интегральной оценки ввести адаптивную схему диалога с экспертами, позволяющую построить итерационный алгоритм с тремя уровнями вопросно-ответного процесса диалога с экспертом. Формализация мнений с использованием знаковых характеристик и лингвистических переменных позволяет осуществить адаптивную настройку весовых коэффициентов интегральной оценки с использованием рандомизированной схемы организации диалога с экспертом. Окончательный выбор варианта структуры цифрового управления осуществляется по завершению итерационного процесса и перехода к сглаженной интегральной функции.
The article examines a formalized choice description of a structural variant of digital management of the logistics process in the organizational system. Three types of interaction structures between digital platforms of the control center and components of the logistics process are considered: centralized, decentralized, and cluster. Each structural variant corresponds to a certain degree of decentralization of digital management and is characterized by the achieved values of economic, time, and reliability indicators. It is shown that in this case, the selection problem is multicriterial. Deciding on the optimal variant of the digital control structure requires a transition to integrated assessment on a set of indicators. It is proposed to introduce an adaptive scheme of dialogue with experts, which allows constructing an iterative algorithm with three levels of the question-answer process of dialogue with an expert, instead of a priori assessment by experts of the integrated assessment weighting coefficients. Formalization of opinions using sign characteristics and linguistic variables allows for adaptive adjustment of the integral assessment weights using a randomized scheme for organizing a dialogue with an expert. The final choice of a structural variant of digital control is carried out upon iterative process completion and transition to a smoothed integral function.
Radar system power output amplifier development
Authors: Коновалова В.С. , Сергеев А.А. 
Published: July 2024

В настоящее время во всех странах уделяется самое серьезное внимание безопасности воздушных перелетов, что вызвано повышением объемов перевозок, обновлением авиапарка и смену поколений специалистов, обслуживающих и разрабатывающих новую авиационную технику. Одним из важнейших элементов обеспечения безопасности является работа системы бортового радиоэлектронного оборудования, предназначенного для обнаружения разнообразных объектов. В данной статье рассматривается разработка одного из элементов данной системы – усилителя мощности импульсной радиолокационной системы с заданными параметрами входной и выходной мощности (Pвых = 1 кВт, при Pвх = 1 Вт). Снижение количества каскадов усиления, а соответственно и минимизация стоимости устройства, достигается за счет использования при проектировании усилителя мощности связки металл-окись-полупроводниковых и биполярных транзисторов. При разработке принципиальной электрической схемы, кроме требований по мощности, также учитывались стоимостные и массогабаритные показатели конструктивных элементов. Для рассчитанного усилителя мощности разработана принципиальная схема, произведен выбор элементной базы, обоснован и осуществлен выбор подложки печатной платы, произведен расчет согласующих цепей и разработана конструкция усилителя мощности. Предложенная конструкция полностью обеспечивает требуемые показатели сигнала на выходе.
The possibility of a power amplifier development for a pulsed radar system with specified input and output power parameters (Pin = 1 kW, with Pout = 1 W) is considered. Reducing the number of amplification stages and consequently minimizing the cost of the device is achieved by using a bunch of metal-oxide-semiconductor and bipolar transistors in the design of the power amplifier. When developing the basic electrical circuit, in addition to the power requirements, the cost, weight, and structural elements size indicators were also taken into account. For the calculated power amplifier, a schematic diagram was developed, the element base was selected, the printed circuit board substrate was selected, the matching circuits were calculated, and the power amplifier design was developed. The proposed design fully provides the required output signal parameters.
Explainable artificial intelligence and methods for interpreting results
Authors: Шевская Н.В. 
Published: July 2024

Системы искусственного интеллекта используются во многих сферах обеспечения жизни человека, будь то, например, финансы или медицина. С каждым годом интеллектуальные системы обрабатывают все больше и больше данных и принимают все больше и больше решений. Эти решения оказывают большее влияние на судьбы людей. Краеугольным камнем становится недоверие к полностью нечеловеческим, автономным системам искусственного интеллекта. Ключ недоверия кроется в непонимании того, почему интеллектуальные системы принимают то или иное решение, исходя из каких убеждений такие системы действуют (и есть ли у них свои собственные убеждения или только те, что им передали разработчики). Для решения проблемы «недоверия» к таким системам стали применять методы объяснимого искусственного интеллекта. В этой статье представлен краткий обзор методов, получивших наибольшую популярность в академической среде (методы PDP, SHAP, LIME, DeepLIFT, permutation importance, ICE plots). На примере практических упражнений продемонстрирована легкость применения методов PDP и SHAP, а также удобство «чтения» графических результатов работы этих методов, которые объясняют построенные дерево решений и случайный лес на примере небольшого набора данных о продажах.
Artificial intelligence systems are used in many areas of human life support, for example, finance or medicine. Every year intelligent systems process more and more data and make more and more decisions. All these decisions have an increasing impact on the fate of people. The cornerstone is a distrust of completely non-human, autonomous artificial intelligence systems. The key to not believing lies in the misunderstanding of why intelligent systems make this or that decision, based on what beliefs such systems operate (and whether they have their views or only those given them by the developers). The methods of explainable artificial intelligence have been used to solve the problem of distrust in such systems. This article provides a brief overview of the most popular technics in the academic environment, such as PDP, SHAP, LIME, DeepLIFT, permutation importance, ICE plots. Practical exercises demonstrate the ease of application of PDP and SHAP methods, as well as the convenience of "reading" the graphical results of these methods, which explain the constructed decision tree model and random forest model on the example of a small set of sales data
Optimization of the work distribution process for managing activities in IT companies using machine learning
Authors: Корчагин С.Г. , Львович Я.Е. 
Published: July 2024

Целью данной работы является оптимизация процесса распределения работ при управлении командной деятельностью в IT-компаниях с использованием алгоритмов машинного обучения, позволяющая снизить нагрузку на ключевого члена команды – менеджера, который является scrum-мастером. Рассматривается управление командой в scrumпо модели Такмана с выделением 5 стадий развития: формирование, конфликтная, нормирующая, исполнительная, расставание. Для увеличения времени на микро-менеджмент внутри команды предложено автоматизировать рутинные процессы с использованием оптимизационного подхода. Показано, что наиболее времязатратной частью данного процесса является определение типа задач. Для этого необходимо детализировать техническое задание, отнести его компоненты (задачи) к определенному типу и поручить выполнение разработчику, который за самое короткое время достигнет требуемого результата. Рассмотрена структура оптимизационной модели распределения задач между разработчиками. Обосновано, что для формирования параметров критерия оптимизации требуется предварительная классификация этих задач по категориям с учетом возможностей членов команды. Обоснован выбор сверточной нейронной сети и применения машинного обучения для решения задачи классификации. В качестве исходных данных при обучении сети на начальных стадиях развития команды предлагается использовать тексты тестовых заданий и их распределение по категориям проектных задач.
This work aims to optimize the task distribution process when working in an IT company using machine learning algorithms, which intends to reduce the load on the key team member - the manager, who is the Scrum Master. We consider a team in scrum according to the Takman model, highlighting five stages of development: formation, conflict, normalizing, executive, separation. To increase the time for micro-management within the team, it is proposed to automate routine processes using an optimization approach. It is shown that the most time-consuming part of this definition is the definition of the type of tasks. It is necessary to define the terms of reference, assign its components - tasks - to a specific type and entrust the implementation to the developer who will achieve the required result in the shortest possible time to do this. The structure of the optimization model for the distribution of tasks between developers is considered. Preliminary classification of tasks by category is required, taking into account the capabilities of the team members. The choice of a convolutional neural network and the use of deep machine learning for solving the classification problem has been substantiated. As the initial data when training the network at the initial stages of team development, it is proposed to use the texts of test tasks and their distribution by categories of project tasks.
Gas stock amount regression analysis based approach to solving the gas balance problem
Authors: Лашманова Н.В. , Петрова А.К. , Синица А.М. 
Published: July 2024

В работе рассматривается технологический процесс учета расхода газа в газотранспортной системе. Одной из проблем системы учета является небаланс газа, возникающий вследствие влияния множества изменяющихся величин, в том числе таких, как нелинейно зависимые характеристики рабочей среды (природного газа), оборудования, трубопровода и окружающей среды. Одной из составляющих небаланса является величина запаса газа в магистральном трубопроводе, на которую, в числе прочих факторов, влияет температура грунта на глубине заложения газопровода, обновляющаяся ежемесячно по статистическим данным. В работе предложен подход к расчету величины запаса на основе значений температуры грунта, обновляющихся в режиме реального времени, а также предложено прогнозирование величины запаса газа в трубопроводе с применением регрессионного анализа; использованы различные методы машинного обучения с использованием среды Matlab, осуществлено сравнение результатов регрессии на основе применения этих методов, выявлены наиболее значимые при расчете запаса газа параметры, применена кластеризация для определения знака величины запаса газа в трубопроводе. Современный математический аппарат и вычислительные средства могут быть использованы с целью разработки программного обеспечения и последующей интеграцией в комплексных вычислительных системах.
This paper is concerned with the technological process of accounting for gas consumption in the gas transmission system. Among the problems of the metering system is the gas imbalance (imbalance) arising from the influence of many changing quantities such as nonlinearly dependent characteristics of the working medium (natural gas), equipment, pipelines and the environment. One of the imbalance components is the amount of gas in the main pipeline, which, among other factors, is influenced by the soil temperature at the depth of the gas pipeline, which is updated monthly according to statistical data. The paper proposes an approach to calculating the value of the reserve based on the soil temperature, which is updated daily, and also proposes forecasting the value of the gas reserve in the pipeline using regression analysis; various machine learning methods were utilized using the Matlab environment, the regression results were compared based on the application of these methods, the most significant parameters in calculating the gas reserve were identified, clustering was applied to determine the sign of the gas reserve in the pipeline. Modern mathematical apparatus and computing facilities can be used for software development and with subsequent integration into complex computing systems.
Hybrid neuroevolution as a way to train neural networks by the example to solve the maze problem
Authors: Березина В.А. , Мезенцева О.С. 
Published: July 2024

В данном исследовании нейронная сеть, обученная гибридной нейроэволюцией, решает задачу поиска пути в лабиринте. Гибридная нейроэволюция сочетает в себе дифференциальную эволюцию с поиском новинок. Поиск новинок – это относительно недавний подход к обучению нейронных сетей, который фокусируется на поиске нового поведения, а не лучшего, с точки зрения целевой функции. Новизна недолговечна в том смысле, что ничто не остается новым бесконечно. Алгоритмы, которые сохраняют лучшие решения, сталкиваются с проблемой, заключающейся в том, что оценки новизны этих архивных решений не будут меняться от поколения к поколению. Данное исследование направлено на решение этой проблемы, предлагая два метода корректировки оценок новизны решений: деструкция новизны и актуализация оценок новизны. Деструкция новизны позволяет уменьшать новизну со временем, тем самым помогая алгоритму поиска развиваться, в то время как актуализация оценок новизны обновляет новизну этих решений в каждом поколении. При тестировании на проблеме навигации в лабиринте было замечено, что деструкция новизны и обновление оценок новизны сходятся быстрее, чем только стандартный поиск по целевой функции и поиск новинок. Ключевые слова: нейроэволюция, нейронные сети, лабиринт, поиск новинок, дифференциальная эволюция.
In this research, a neural network trained by hybrid neuroevolution solves the maze problem. Hybrid neuroevolution combines differential evolution with the novelty search. The novelty search is a relatively recent approach to training neural networks that focuses on finding new behaviors rather than on the best solutions of fitness function. Novelty is short-lived in the sense that nothing remains new indefinitely. Algorithms that preserve the best solutions face the problem of novelty estimates for these archival solutions not changing from generation to generation. This article aims to address this issue by proposing two methods for adjusting estimates of the solutions novelty: novelty destruction and actualization of novelty rates. The novelty destruction allows novelty to diminish over time, thereby allowing the search algorithm to evolve, while the actualization of novelty rates updates the novelty of these solutions in each generation. When testing by the problem of navigation in the maze, it was noticed that the novelty destruction and the actualization of novelty rates converged faster than just the standard search by objective function and novelty search.
Finding lexicographically maximin strategies of one of the players in a two-person noncooperative game that models a process of purchasing protection means for a computer system
Authors: Сушкин В.В. 
Published: July 2024

В статье рассматривается бескоалиционная игра двух лиц, моделирующая процесс закупки средств защиты для компьютерной системы. Одним из игроков в этой игре является сторона, ответственная за обеспечение безопасности данной системы. Обладая определенным объемом денежных средств, которые могут быть потрачены на приобретение средств защиты, данная сторона определяет, какие именно из этих средств следует приобретать. Действиями другого игрока (а это внешний мир по отношению к компьютерной системе) являются реализуемые через сеть атаки на компьютерную систему. Для каждого из средств защиты, которые могут быть приобретены, а также для каждого из типов атак, которые могут быть использованы при нападении на компьютерную систему, известной является вероятность, с которой атака будет отражена средством защиты. Выбирая средства защиты, сторона, ответственная за безопасность, стремится к минимизации общих потерь, включающих в себя, во-первых, стоимость закупаемых средств защиты, а во-вторых, ущерб, ожидаемый от применения другой стороной атак на компьютерную систему. Проводится исследование принципа оптимальности, реализациями которого являются лексикографически максиминные стратегии игрока, представляющего собой сторону, ответственную за обеспечение безопасности системы. Результатом данного исследования являются утверждения, определяющие способ отыскания всех лексикографически максиминных стратегий указанного игрока.A two-person noncooperative game that models a process of purchasing protection means for a computer system is considered. One of the players in this game is a party responsible for the security of the system. Having a certain amount of money that can be spent on the purchase of the protection means this party determines which of these funds should be purchased. Attacks on the computer system implemented via the network (and it's the external world in relation to the computer system) are the actions of the other player. For each of the protection means that can be purchased as well as for each of the types of attacks that can be used in an assault on the computer system, a probability that the attack will be repelled by the protection mean is known. By choosing the protection means, a party responsible for the security seeks to minimize overall losses which include, firstly, a cost of the purchased protection means and, secondly, a damage expected from the use of the attacks on the computer system by the other party. A study of an optimality principle implementations that appear as lexicographically maximin strategies of a player which is a party responsible for ensuring the security of the system is carried out. A result of this study are statements that determine a method of finding all lexicographically maximin strategies of the specified player.