Найти
Результаты поиска
-
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ВРЕДОНОСНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Л.К. Бабенко , А.С. Кириллов153-1672021-10-05Аннотация ▼При проведении исследований в области обнаружения вредоносного программного обеспечения основной фокус делается именно на методах, игнорируя то, как эти методы практически могли бы быть реализованы. С другой стороны, есть работы, которые раскрывают некоторые технические подробности реализации или оптимизации процесса анализа исследуемого образца и сбора данных о его работе. Однако, необходимо соединять результаты концепций экспериментальных систем и те возможности реализации, которые имеются. Целью работы является описание реализации автоматизированной системы обнаружения вредоносного программного обеспечения на основе предложенного ранее авторами метода, таким образом, дополняя результаты прошлых исследований и реализуя на практике предложенный метод обнаружения и кластеризации вредоносного программного обеспечения. В результате, раскрыты технические требования к проектируемой системе обнаружения вредоносного программного обеспечения, обусловленные предложенным ранее методом обнаружения и кластеризации. Произведено сравнение существующих средств поведенческого анализа, в качестве наиболее подходящей выбрана Сuckoo Sandbox, основным ее достоинством является открытость исходных текстов, что обеспечило возможность доработки как ее клиентской части, так и серверной части. В частности выполнено расширение списка контролируемых системных функций, определение модуля-источника вызова, определение контекста вызова. Так же, на основе Сuckoo Sandbox было разработано расширение, которое реализует предложенный авторами метод. Далее в статье раскрывается возможность портирования описанной системы для работы с образцами вредоносного программного обеспечения, разработанными под различные плат-формы. В частности, показано, что предложенные методы, могут быть адаптированы под такие платформы как .NET или Android, при этом доработки носят технический, а не принципиальных характер. С практический точки зрения, система представляет из себя программный комплекс для специалиста по безопасности и позволяет осуществлять оперативное обнаружение неизвестных ранее угроз и вместе с тем, за счет проведения кластеризации, идентифицировать конкретную угрозу для реализации наиболее подходящих мер защиты от этой угрозы. В предложенном виде, может быть использована как часть инфраструктуры предприятия для обеспечения антивирусной безопасности
-
ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ В РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЕ С УЧЕТОМ РЕЖИМА ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Н. К. Полуянович , М. Н. Дубяго2022-05-26Аннотация ▼Статья посвящена исследованиям вопросов оценки воздействующих факторов и про-
гнозирования электропотребления в региональной энергосистеме с учетом режимов ее
эксплуатации. Проведен анализ существующих методов прогнозирования энергопотребле-
ния. Обоснован выбор метода прогнозирования с использованием искусственной нейронной
сети. Рассмотрен алгоритм создания нейросети для краткосрочного прогноза электриче-
ской нагрузки. Актуальность работы обусловлена требованиями действующего законода-
тельства к прогнозированию электропотребления для решения задачи поддержания балан-
са мощностей между генерирующей стороной и потреблением электрической энергии.
При этом одной из основных задач, связанных с генерацией электрической энергии и ее
потреблением, является задача поддержания баланса мощностей. С одной стороны, при
увеличении плановой нагрузки могут возникнуть перебои в поставке электроэнергии, с дру-
гой стороны, уменьшение электропотребления приведет так же к уменьшению КПД элек-
тростанций, и в конечном счете – к повышению стоимости на электроэнергию как для
субъекта оптового рынка электроэнергии, так и для конечного потребителя. Разработан-
ная нейросетевая модель (НС) модель сводит задачу краткосрочного прогнозирования
электропотребления к поиску матрицы свободных коэффициентов посредством обучения
на имеющихся статистических данных (активная и реактивная мощность, температура
окружающей среды, дата и индекс дня). Полученная НС модель краткосрочного прогнози-
рования электропотребления участка районной электрической сети 10 кВ, учитывает
факторы: – времени, – метеорологических условий, – отключений отдельных питающих
линий электропередач, – режима работы потребителей электроэнергии. Получены про-
гнозные оценки электропотребления энергосистемы по данным потребляемой электро-
энергии наружной температуры, типу дня и т.д. Модель прогнозирования величины, по-
требляемой активной и реактивной мощности вполне работоспособна, однако на данном
этапе все еще имеет довольно высокий уровень погрешности прогнозирования. Для повы-
шения точности прогнозирования необходимо увеличить базу данных, составляющих обу-
чающую выборку, т.к. на данный момент имеющиеся данные охватывают временной про-
межуток длиной лишь 3–4 месяца. Результаты анализа показали, что наибольшие трудно-
сти вызывает прогнозирование потребления реактивной мощности. -
ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕКСТОНЕЗАВИСИМОЙ ГОЛОСОВОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ
Ю. А. Брюхомицкий6-132022-05-26Аннотация ▼Предлагается иммунологическая модель клональной селекции с положительным от-
бором, которая основана на принципах массово-параллельной обработки данных, наблю-
даемых в искусственной иммунной системе. Модель предназначена для текстонезависимой
идентификации личности по голосу. В отличие от известных парольных систем иденти-
фикации голоса, предлагаемая модель реализует децентрализованное распознавание голо-
совых данных путем их сопоставления с детекторами, моделирующими иммунокомпе-
тентные клетки иммунной системы. Исходные голосовые признаки формируются в линей-
ном предсказателе речи и представляются кепстральными коэффициентами. Последова-
тельность кепстральных коэффициентов расчленяется далее на равные временные участ-
ки – морфемы, представляющие собой абстрактные языковые единицы, объединяющие
фонемы. Морфемы несут индивидуальную окраску воспроизводимых голосом последова-
тельных временных участков речи, что позволяет продуктивно использовать их в качест-
ве идентификационных признаков голоса. Сопоставление голосовых морфем с детектора-
ми осуществляется по принципу позитивной селекции на основе меры близости Евклида.
Принятие моделью идентификационного решения «свой-чужой» реализуется на основе
статистического подхода по частоте срабатывания детекторов. Предлагаемая модель
реализует идентификацию личности говорящего в темпе поступления его голосовых дан-
ных. При этом идентификация личности инвариантна языку, объему и содержанию речи.
Преимущество модели – полная защищенность от атак воспроизведения. Эффективная
реализация модели, точность и скорость идентификации обусловлены возможностью
организации высокоскоростного анализа больших объемов голосовых данных, что в пер-
спективе согласуется с темпами разработки и применения вычислительных систем высо-
кой производительности. -
СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ И ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ
К. А. Бойков2022-03-02Аннотация ▼Преимуществом перспективного метода пассивной радиосенсорной технической ди-
агностики (ПР Д) над существующими на сегодняшний день способами определения тех-
нического состояния (виброметрия, тепловой контроль, JTAG-тестирование, оптический
контроль) являются: отсутствие инерции, отсутствие затрат процессорного времени,
отсутствие гальванического контакта с объектом исследования. В современной научнойлитературе практически не уделяется внимания численным моделям электронных уст-
ройств, в том числе на биполярных транзисторах (БП ), которые описывают процесс
колебательного перераспределения энергии и излучения, используемого в ПР Д. Поэтому
целью данного исследования является развитие метода ПР Д посредством разработки,
анализа и сравнения схемотехнической и электродинамической моделей колебательного
перераспределения энергии в БП . В работе представлены и проанализированы упрощен-
ные схемотехническая и электродинамическая модели колебательного перераспределения
энергии в БП . Рассчитаны параметры моделей, получены численные сигнальные радио-
профили (СРП) электрической составляющей электромагнитных излучений, созданных
самим радиоэлектронным узлом, построенном на БП . Показаны способы корректировки
справочных параметров в зависимости от реальных условий включения БП . Установлено,
что взаимная корреляционная функция СРП, полученных в результате схемотехнического и
электродинамического моделирования, не ниже 0,93, что говорит о высоком сходстве
представленных моделей. На практике использование разработанных моделей при анализе
СРП, полученных путем регистрации собственных излучений радиотехнических узлов
электронных устройств, позволит с достаточно высокой точностью определить режим
функционирования БП и его быстродействие. Данный анализ может быть использован в
ПР Д, указывая на неисправности сигнальных цепей, либо на деградацию параметров са-
мого элемента на ранних стадиях. -
МЕТОДИКА АНАЛИЗА ОТКАЗОБЕЗОПАСНОСТИ СИСТЕМ И АГРЕГАТОВ МУЛЬТИАГЕНТТНОЙ ГРУППЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
А. С. Болдырев , А.Л. Веревкин , Л.С. Веревкина2022-01-31Аннотация ▼Областями применения CALS-технологий принято считать: совершенствование
деятельности в области разнородных процессов, происходящих на всех этапах жизненного
цикла (ЖЦ) продукции; управление цепочками поставок в течение всего ЖЦ продукции (от
создания концепции изделия до его утилизации); электронная интеграция организаций(предприятий), участвующих в этих процессах на различных этапах ЖЦ; управление под-
держкой ЖЦ продукции Одними из актуальных направлений развития в авиационной от-
расли являются: мултиагентные технологии повышения эффективности летательных
аппаратов (ЛА разного типа в группе и единой миссии) и CALS-технологии. В статье пред-
ложена методика анализа отказобезопасности систем и агрегатов мультиагенттной
группы ЛА в целом, по типам ЛА, их системам, агрегатам. Методика дана на примере
статистических данных АП и ПАП 16 систем: пилотажно-навигационной, выхлопа, зажи-
гания, топливной, управления, электроснабжения, кондиционирования; гидравлической,
радиоаппаратуры связи, приборов контроля, и агрегатов: двигатель, воздушные винты,
крылья, окна, фонарь, десяти самолетов Ан-2, Л-410, Як-40, Ан-24, Ту-134, Як-42, Ту-154,
Ил-62, Ил-62М, Ил-86. В предложенной методике анализа статистических данных АП и
ПАП используются преобразования с матрицами, которые позволяют не ограничиваться
числом систем, агрегатов, и самих ЛА. Рассчитано время работы до функционального
отказа систем и агрегатов по типам ЛА Определена средняя вероятность функционально-
го отказа каждой из систем и агрегатов в мультиагентной группе, и время до функцио-
нального отказа в целом мультиагентной группы из 10 ЛА, которое составило 132,5 часа и
определено, что ПАП и АП с большей вероятностью произойдут с шасси и двигателем ЛА.
Приведенная методика позволяет: соотносить количественные требования по надежно-
сти к системам и агрегатам с учетом случайных факторов и факторов неопределенно-
сти; давать оценку выполнимости установленных требований к надежности; проводить
сравнительный анализ и обоснование выбора рационального варианта состава группы ЛА. -
РАЗРАБОТКА РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ УПРАЛВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМИ ПРОЦЕССАМИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА
А.Л. Ляшенко2021-12-24Аннотация ▼Рассмотрена необходимость регулирования температуры теплоносителя в гидрав-
лических прессах, обеспечивающих горячее склеивание фанеры, регулирование давления в
каналах пресса и поддержания технологических параметров на заданном уровне. В качест-
ве объекта управления рассмотрен колонный гидравлический пресс П-714-Б для горячего
склеивания фанеры, установленный на Усть-Ижорском фанерном комбинате. В статье
представлено описание колонного гидравлического пресса. Для мониторинга параметров
представленной установки фанерного производства, предлагается рассмотреть нагрева-
тельные плиты пресса и пакеты фанеры как объект с распределенными параметрами.
Для разработки математической модели объекта управления была рассмотрена функцио-
нальная схема данного устройства с основным оборудованием и технологическими пото-
ками теплоносителя. Разработана методика моделирования объектов данного класса как
объектов с распределёнными параметрами. Рассмотрение процессов, протекающих в каналах нагревательных плит, позволило составить дифференциальные уравнения движения,
описывающие течение рабочей среды в системе каналов. Разработанная методика мате-
матического моделирования распространения тепла в нагревательных плитах пресса и
пакетах фанеры позволила составить математическую модель для рассматриваемого
объекта. Данная математическая модель получилась достаточно сложной, и решить
полученную систему дифференциальных уравнений в частных производных аналитически
(выделить передаточную функцию) не представляется возможным. Для численного анали-
за рассматриваемого объекта управления были составлены дискретная модель уравнений
и вычислительный алгоритм. В процессе составления дискретных моделей были решены
задачи «стыковки» граничных условий, обеспечения устойчивости вычислительной схемы и
выбраны шаги дискретизации по пространственным переменным. Для компьютерного
моделирования было специально разработано программное обеспечение. С его помощью
были рассчитаны значения температур в контрольных точках. Представленная матема-
тическая модель позволила произвести численный эксперимент, в результате которого
были получены частотные характеристики исследуемого объекта. Данные характеристи-
ки были использованы при синтезе распределенного высокоточного регулятора. -
ТРАНСФОРМАЦИЯ И АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИИ ПРИ СОЗДАНИИ БАЗЫ ДАННЫХ УЧАСТНИКОВ ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ 1941–1945 ГОДОВ МЕМОРИАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА «ДОРОГА ПАМЯТИ» ГЛАВНОГО ХРАМА ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦ
С.А. Боцвин С.А., В.А. Хватков2021-11-14Аннотация ▼Сохранение исторической памяти об участниках Великой Отечественной войны
1941–1945 годов является задачей мирового уровня, которая должна сберечь правду о са-
мой страшной войне и подвиге нашего народа. В современных условиях привлечение инте-
реса к истории, традициям и наконец признанию своего долга перед ушедшими поколения-
ми требует современных методов. Одним из таких методов является трансформация
информация, которая позволяет представить эту информацию в таком виде, чтобы она
могла быть использована наиболее эффективно. При этом основной целью при трансфор-
мации исторических данных заключается в оптимизации их представлений и форматов и
не изменении информационного содержания. Представленные алгоритмы трансформации
и анализа информации при создании базы данных участников Великой Отечественной вой-
ны были направлены на максимальное сохранение исторической ценности и достоверности
информации. Для достижения этой цели рассмотрены компьютерные методы обработки
информации для нормализации и консолидации персональных данных, полученных из различ-
ных источников. Проведен анализ содержания сведений в архивных документах с пред-
ставлением статистических данных по количеству документов (записей) из различных
источников (архивов, базах данных, информационных ресурсов и т.п.) и описан порядок
перевода информации из архивных документов в электронный вид, который был применен
на практике. На основании анализа сведений построены диаграммы содержания
персональных сведений в архивных источниках, представлены этапы систематизации и
приведения к единому формату записей обобщенного информационного массива, а также
порядок объединения и удаления дублирующих записей. Для возможности использования
вдругих проектах подробно изложен алгоритм консолидации данных, полученных из
различных источников, и постороена его блок-схема. Кроме того описаны примененные
алгоритмы нечеткого поиска, которые позволили минимизировать ошибки в записях, а
также алгоритмы сравнения изображений для поиска дубликатов по фотографиям. Все
приведенные алгоритмы позволили собрать воедино информацию, содержащуюся на раз-
личных носителях, имеющую разные структуры и географическое положение. Созданный
информационный ресурс позволяет колоссально сократить ресурсы необходимые для поиска нужных сведений, в том числе доступ к которым был ограничен или вообще отсутст-
вовал. Дальнейшее усовершенствование алгоритмов нормализации и консолидации инфор-
мации может послужить основой для миграции данных из устаревших в перспективные
системы, а также для формирования информационных ресурсов из имеющихся разнород-
ных архивных фондов. -
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА АНАЛИЗА ТОНАЛЬНОСТИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОЯЛЬНОСТИ ПОКУПАТЕЛЕЙ И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ, ОСНОВАННАЯ НА НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКЕ
Е. М. Герасименко , В. В. Стеценко2021-11-14Аннотация ▼Представлен интеллектуальный подход к измерению лояльности клиентов к кон-
кретному продукту, основанный на анализе комментариев. Общий анализ тональности в
твитах и сообщениях проводится довольно часто, однако ориентированный на задачи
анализ мнений пользователей и измерение уровня их лояльности является новой идеей.
Сложность в проведении ориентированного на задачу анализа тональности сообщений
заключается в измерении лояльности клиента к конкретному продукту на основе мнения
клиентов об этом самом продукте. Полученные данные об уровне лояльности клиента к
продукту смогут помочь новому клиенту принять решение о конкретном товаре, учиты-
вая его различные особенности и отзывы предыдущих клиентов. В качестве набора данных
был использован большой массив данных, состоящих из онлайн-отзывов клиентов с
Amazon.com. Набор исходных данных представляет собой совокупность отзывов, из кото-
рых предлагаемый подход формирует агрегированную оценку мнений, далее используется
модель нечеткой логики для измерения лояльности клиента к продукту. В предложенном
подходе входной текст сначала обрабатывается с помощью таких методов как токениза-
ция, удаления стоп-слов, лемматизация, затем происходит маркировка частей речи и осу-
ществляется анализ полярности отзывов, затем, к полученным агрегированным оценкам
применяются методы нечеткой логики, чтобы определить степень лояльности клиентов к
продукту. В этой работе использовались различные библиотеки с открытыми API, такие
как SentiWordNet, Stanford CoreNLP и т.д. Используемый подход фокусируется на выявле-
нии тональности обзоров, которые могут быть положительными, отрицательными и
нейтральными. В нашем исследовании мы использовали треугольную функцию принадлеж-
ности, также известную как trimf, потому что она поддерживает три переменные и соз-
дает связь между ними. Реализация подхода обеспечивает высокую точность определения
лояльности к продуктам электронной коммерции, которая превосходит предыдущие под-
ходы, а применение нечеткой логик позволило значительно повысить значения таких пока-
зателей как точность, полнота и F-мера. -
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ЖЕСТКИХ СИСТЕМ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ
С.Г. Буланов2021-08-11Аннотация ▼Предложен метод анализа устойчивости в смысле Ляпунова систем обыкновенных
дифференциальных уравнений. Метод базируется на критериях устойчивости в виде необхо-
димых и достаточных условий, полученных на основе векторно-матричных преобразований
разностных схем численного интегрирования. Представлены разновидности критериев в
мультипликативной, аддитивной и матричной форме. Конструкция критериев влечет воз-
можность их программной реализации. Для повышения достоверности анализа устойчиво-
сти приближения решения, входящего в конструкцию критериев, находятся на основе кусоч-
но-интерполяционной аппроксимации полиномами Лагранжа, преобразованными к форме с
числовыми коэффициентами. Проведен программный и численный эксперимент по анализу
устойчивости модели периодической реакции Белоусова-Жаботинского, относящейся к классу жестких систем, при заданных начальных условиях. Анализ выполняется на основе пред-
ставленных критериев и по результатам работы программы однозначно определяется ха-
рактер устойчивости в режиме реального времени. На основе результатов эксперимента
можно утверждать, что замена разностных приближений решения на кусочно-
интерполяционные приближения повышает достоверность анализа устойчивости, сокраща-
ет время исследования, позволяет определять асимптотические свойства решения. В целом
предложенный подход является альтернативой методам качественной теории дифференци-
альных уравнений и дает возможность в режиме реального времени достоверно установить
характер устойчивости жестких систем обыкновенных дифференциальных уравнений. -
ВОЗМОЖНОСТИ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И ДИАГНОСТИКИ ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
А.В. Логунов , А. Л. Береснев2021-04-04Аннотация ▼Работа посвящена проблеме диагностирования подвески транспортных средств.
Проблема контроля состояния подвески сейчас наиболее актуально из-за постоянного
роста автопарка и ужесточения требований к безопасной эксплуатации. Своевременный и
точный контроль состояния подвески способен предотвратить выход из строя целых уз-
лов транспортного средства, а также избежать таких серьезных последствий как до-
рожно-транспортное происшествие. В работе подробно рассмотрены современные сред-
ства диагностики, выделены принципы работы, достоинства и недостатки, представлено
обоснование выбора из существующих методов такого, который способен помочь наибо-
лее точно и быстро обнаружить неисправность. С появлением современных технологий
давно известный метод оценки состояния подвески по звуку может стать самым передо-
вым, поскольку исключается человеческий фактор, для обработки сигнала применяется
вычислительная техника анализ звукового спектра в которой осуществляется с помощью
компьютерных технологий. В статье рассмотрены механизмы, которые способны генери-
ровать звуковые сигналы. Предложенный способ диагностики позволяет выделить «полез-
ные» звуки из общего числа шумов подвески, после сравнительного анализа указать на узел
звук которого отличается от эталонного, исправного. Данное решение в диагностике по-
зволяет существенно снизить общую трудоемкость за счет исключения частичной или
полной разборки подвески, как результат несмотря на упрощение, точность обнаружениянеисправностей только возрастет. Целью работы является исследование виброакустиче-
ских сигналов, излучаемых узлами подвески. С помощью датчиков сигналы считываются,
далее происходит математическая обработка на ЭВМ. В результате исследований разра-
ботан способ диагностики, позволяющий обнаружить скрытые дефекты узлов подвески и
определяющий степень износа. Научная новизна состоит в том, что процесс диагностики
становится автоматизированным, все сигналы, снятые датчиками, обрабатывается в
ЭВМ или специальном сканере, на дисплей выводятся информация о состоянии тех или
иных узлов, в отличие от существующих методов, где диагностика осуществляется визу-
ально или на слух, таким образом, становится возможным избежать ошибок. -
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ДОСЫЛА АРТИЛЛЕРИЙСКОГО СНАРЯДА В КАМОРУ ОРУДИЯ
В.А. Шурыгин, В.А. Серов, С. А. Устинов, А. В. Леонард, С. Е. Червонцев, В.Н. Платонов, С. С. Мазлов2020-07-10Аннотация ▼Целью работы является разработка и исследование метода контроля досыла артилле-рийского снаряда в камору орудия и интеллектуальной системы контроля досыла по акусти-ческому портрету. Существующий метод контроля досыла артиллерийского боеприпаса в камору орудия при раздельном способе заряжания основан на измерении скорости одного из элементов досылателя. Такой подход к контролю досыла не дает гарантированной надеж-ности ввиду невозможности измерения скорости на конечном отрезке движения снаряда по инерции. Суть предложенного в статье метода заключается в возбуждении акустических колебаний в системе «снаряд – камора орудия» и выделении характерных акустических портретов (сигнатур) с их последующем анализом.Для исследования данного метода разра-ботан экспериментальный стенд, имитирующий ствол орудия с каморой, и имитатор сна-ряда с различными обтюраторными поясками. Удар снаряда в момент заклинивания в конусе каморы или нанесенный извне возбуждает характерные акустические колебания, которые различаются для случаев надежного и недостаточного досыла.Для однозначной классифика-ции событий надежного заклинивания и недостаточного досыла необходим выбор опти-мального вектора признаков акустического портрета полученных аудиозаписей. Обычное спектральное преобразование позволяет выделить характерные частоты, однако использо-вание набора таких спектральных составляющих в качестве классификационных признаков нецелесообразно ввиду избыточного массива данных.В качестве классификационных призна-ков выбраны мел-частотные кепстральные коэффициенты. На основании набора таких ко-эффициентов с использованием искусственной нейронной сети осуществляется классифика-ция степени заклинивания имитатора снаряда в стенде на три категории: «снаряд не закли-нен», «недостаточный досыл снаряда», «снаряд заклинен». В результате обучения нейронной сети на значительной выборке аудиозаписей была достигнута точность классификации более 90%.Разработанный метод может быть применен в робототехнических комплексах, оснащенных артиллерийским вооружением, а также в других отраслях, например, в нефте-газовой промышленности для контроля стыковки сочленяемых труб.
-
СЕМАНТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТЕГОРИЙ АСПЕКТОВ В ЗАДАЧАХ СЕНТИМЕНТ-АНАЛИЗА
А.О. Корней, Е.Н. Крючкова2021-02-13Аннотация ▼В современном мире одним из ключевых каналов коммуникации является Интернет.
Через электронные площадки осуществляется торговля, продвижение услуг. Социальные
сети и мессенджеры становятся важнейшим каналом общения и мощным инструментом
воздействия на общественное мнение. Весомую долю во всем публикуемом контенте зани-
мают тексты, написанные на естественном языке. Поэтому проблемы обработки и по-
нимания естественных языков (ЕЯ) на сегодняшний день являются одними из ключевых.
Под влиянием коммерческих интересов активно развивается область автоматического
анализа тональности на основе аспектов. Данная задача существенно зависит от кон-
кретных предметных областей, и поэтому вопрос быстрой и эффективной адаптации
существующих моделей к новым доменам стоит весьма остро. В работе предлагается
гибридный метод аспектно-ориентированного анализа тональности текстов, основанный
на данных, извлеченных как из общеупотребительных словарей, так и из домен-
ориентированных текстов. Предложен метод построения конденсированного семантиче-
ского графа на основе неструктурированных домен-зависимых текстов. Введены числен-
ные метрики, позволяющие оценивать значимость отдельных терминов в пределе всего
домена. Предложен алгоритм категоризации текстов, основанный на выделении семанти-
ческих кластеров в пределах конденсированного домен-специфического графа. Предложен
метод оценки тональности домен-ориентированных текстов, основанный на статисти-
ческих данных, включая совместное использования тонального словаря и сконденсирован-
ного домен-специализированного графа. Приведены результаты экспериментов, позволяю-
щие оценить качество работы алгоритмов. -
ТРАНСФОРМИРОВАНИЕ ОПЫТА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СИТУАЦИЯХ
С. Л. Беляков , М. Л. Белякова, С.А. Зубков , Н. А. Голова, К.С. Яворчук2021-01-19Аннотация ▼Рассматривается задача переноса опыта принятия решений в ситуационном анали-
зе, использующим геоинформационные системы. Необходимость интеллектуальной под-
держки со стороны геоинформационной системы обусловлена тем, что пространствен-
ные объекты и связи реального мира чрезвычайно динамичны. Применять в этих условиях
аналитические модели процессов и явлений не удается из-за неполноты и противоречиво-
сти описывающей их информации. Статистические модели зависят от большого числа
факторов, которое варьируется при изменении географического положения ситуации.
Альтернативой может стать использование опыта экспертов, способных принимать
эффективные решения в локальных пространственных ситуациях. Неконтролируемость
повторного использования опыта является проблемой. Знания, полученные при выработке
решений в одной местности, могут привести к неадекватным решениям в другой местно-
сти. Опыт решения проблемы в одной и той же местности теряет свою значимость с
течением времени. В работе предлагается представление знаний в виде образа, состояще-
го из центра и допустимых преобразований центра. Вводятся функции трансформирова-
ния образов, выполняющие перенос знаний. Анализируются свойства функций трансфор-
мирования, которые несут в себе процедурное знание об образах ситуаций. Рассматрива-
ется использование выявленных свойств для формирования плана тестирования программ-
ных процедур трансформирования. Изучаются критерии успешного трансформирования.
Формулируется оптимизационная задача поиска наилучшей функции трансформирования в
базе знаний ГИС. Предлагается обобщенная методика трансформирования опыта. Приво-
дится пример синтеза методов трансформирования для выбора центра оперативного
обслуживания вызовов. Образ ситуации принятия решения о выборе земельного участка
для центра обслуживания, трансформируется в заданную область на карте ГИС. -
ПРИМЕНЕНИЕ ЗАПРЕЩЕННЫХ ФИГУР В ЗАДАЧЕ РАСКРАСКИ ГРАФА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
В. И. Потапов2021-01-19Аннотация ▼Проектирование конструкции печатных плат в виде плоских структур без перемы-
чек является одной из самых сложных задач на этапе схемотехнического проектирования.
Задача в такой постановке особенно актуальна микросборок и для электронных модулей
контрольно-проверочной, бортовой аппаратуры, выполненных по технологии поверхност-
ного монтажа, где, например, по причине металлического теплоотвода или керамического
основания, структура соединений возможна только в одном слое. В работе рассматрива-
ется задача проектирования печатных плат в виде синтеза плоских структур электрон-
ных схем. Целью является расположение соединений на печатной плате без пересечений,
что облегчает условия проведения трасс любому трассировщику современных программ
проектировании. Для её решения предложено большое число различных алгоритмов, основ-
ным недостатком которых является заложенный в них принцип последовательного и
фрагментарного просмотра коммутационного пространства. Сложность алгоритмов
синтеза подобных структур обусловлена также необходимостью учета большого числа
различных требований, связанных со спецификой их изготовления и особенностями разра-
батываемого конструктивно-технологического решения. В настоящей работе предлага-
ется выполнить проектирование печатной платы с высокой эффективностью трассиров-
ки соединений за счет решения задачи расслоения исходного графа-схемы и построения
плоского графа-схемы как на стороне установки ЭРЭ, так и на обратной стороне платы -
стороне пайки, исключая запрещенные фигуры по теореме Потрягина-Куратовского.
Критерием является минимизация переходных отверстий, а также минимизация провод-
ников (ребер) на одной стороне печатной платы. Задача расслоения представляет собой
задачу раскраски графа в два цвета с использованием принципов характеризационного
управления, решение которой базируется на теореме Кенига, определяющей запрещенную
фигуру в виде циклов нечетной длины. Для проектирования печатных плат разработаны
алгоритм и методика построения планарных графов и расслоения графа на две стороны
печатной платы с уменьшением количества неразведенных ребер. Точное решение прини-
мает вид полиномиальной зависимости не выше 5-й степени, позволяет получить резуль-
тат за приемлемое время и повысить эффективность трассировки на 5–15 %. -
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОПУЩЕННЫХ ДАННЫХ
А. А. Сорокин , А. В. Дагаев , И. М. Бородянский2020-11-22Аннотация ▼В последние десятилетия качественно развиваются методы системного анализа,
что связано с увеличением скорости технического развития, уплотнением временных про-
цессов, быстрым ростом накапливаемой информации и новыми возможностями вычисли-
тельной техники. К этим методам относятся методы анализа большого объема данных,
методы добычи данных, методы аналитического моделирования, методы параллельной
обработки данных, нейросетевые методы, методы прогнозирования и другие. Представ-
ленные методы позволяют быстро и качественно обрабатывать разнородные кластеры
информации, аккумулировать и синтезировать данные, обобщать и классифицировать
информацию. К последним из представленных методов относятся методы интерполяции и
экстраполяции потерянной, поврежденной или неполученной информации. Данные методы
позволяют структурировать, восстанавливать и моделировать информацию на основе
статистических данных, математических и алгоритмических методов. Таким образом в
статье рассматривается проблема восстановления пропущенных данных в графических и
сложных объектах. Приводятся литературные источники по рассматриваемым задачам.
В них приводится обширная информация по рассматриваемой тематике: представлены
генетические алгоритмы используемые для пространственной интерполяции; рассмотре-
но решение задач неоднородности интерполяции сейсмических данных; описано использование сплайн-аппроксимации для расчета характеристик нелинейных электронных компо-
нентов; разобран метод построения модели трехмерных параметрических рациональных
тел с помощью обобщенной интерполяции Безье, что позволяет моделировать форму тела
и анизотропное пространство; описаны методы применяющие нечеткие линейные уравне-
ния, которые широко распространены в компьютерном зрении; исследован метод адап-
тивной интерполяции на основе градиента учитывающий локальный градиент исходного
изображения. В статье выполняется сравнение нескольких распространенных методов
интерполяции и реставрации данных, таких как: билинейная интерполяция, поверхность
Безье. Кратко описывается каждый метод и особенности его применения в рамках прове-
денного эксперимента. Приводится результат серии экспериментов с представленными
методами с различным количеством испытаний. В заключении делаются выводы о рацио-
нальности выбора одного из предложенных методов без применения длительного натурно-
го эксперимента в каждом случае -
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ МЕТОД ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗНАНИЙ НА ОСНОВЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОНАЛЬНОСТИ ОТЗЫВОВ
Е.М. Герасименко , В. В. Стеценко2020-11-22Аннотация ▼В этой работе исследуется влияние возраста и пола при анализе тональности отзы-
вов, поскольку эти данные могут помочь ретейлерам электронной коммерции увеличить
продажи, ориентируясь на определенные демографические группы, а также увеличить
удовлетворение потребностей людей разных возрастных и гендерных групп. Используемый
набор данных сформирован путем сбора отзывов о книгах. Был создан вопросник, содер-
жащий информацию о предпочтениях книжных носителей (мнения пользователей об элек-
тронных книгах, книгах в мягкой и твердой обложках, изображениях и аудиокнигах), а
также данные о возрастной группе и гендерной принадлежности. Помимо этого, вопрос-
ник также содержит информацию о положительном либо отрицательном мнении касае-
мо предпочтений, которая послужила основой достоверности для классификаторов.
В результате, было получено 900 анкет, которые были разделены на группы по половому
признаку и возрасту. Каждая конкретная группа данных была разделена на обучающую и
тестовую. Были проанализированы сегментированные данные на предмет настроений в
зависимости от каждой возрастной группы и пола. Возрастная группа «старше 50 лет»
продемонстрировала лучшие результаты по сравнению со всеми другими возрастными
группами во всех классификаторах; данные в женской группе показали более высокую точ-
ность по сравнению с данными из групп без информации о гендерной принадлежности.
Высокие результаты, показанные этими группами, показывают, что подходы к анализу
тональности способны предсказать настроения в этих группах лучше, чем в других. Анализ
тональности проводился с использованием различных подходов машинного обучения (ML),
включая максимальную энтропию, метод опорных векторов, сверточную нейронную сеть и
долгую краткосрочную память. -
МЕТОД ПОИСКА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПАТТЕРНОВ ПОВЕДЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ В ИНТЕРНЕТ-ПРОСТРАНСТВЕ
В.В. Курейчик, В.В. Бова, Ю.А. Кравченко2020-11-22Аннотация ▼Одной из важных задач интеллектуального анализа данных является выделение зако-
номерностей и обнаружение связанных событий в последовательных данных на основе
анализа последовательных паттернов. В статье исследуются возможность применения
последовательных паттернов для анализа событий поисково-познавательной деятельно-
сти пользователей при взаимодействии с Интернет-ресурсами открытой информационно-
образовательной среды. Поиск последовательных паттернов является сложной вычисли-
тельной задачей, цель которой состоит в извлечении всех частых последовательностей,
отражающих потенциальные связи внутри элементов из транзакционной базы данных
последовательностей событий поисковой активности при заданной минимальной под-
держке. Для ее решения в статье предлагается метод поиска закономерностей в последо-
вательностях событий для обнаружения скрытых закономерностей, указывающих с воз-
можные уровни уязвимости при выполнении задач информационного поиска в Интернет-
пространстве. Описана математическая модель поведения пользователей в поисковой
сессии, основанная на теории последовательных паттернов. Для повышения вычислитель-
ной эффективности метода разработан модифицированный алгоритм генерации последо-
вательных паттернов, на первом этапе которого выполняется AprioriAll, формирующий
частые последовательности-кандидаты всевозможных длин, а на втором - генетический
алгоритм оптимизации входных параметров признакового пространства сгенерированного
множества для поиска максимальных паттернов. Проведены серии вычислительных экс-
периментов на тестовых данных корпуса MSNBC, библиотеки интеллектуального анализа
данных с открытым исходным кодом SPMF. Сравнительной анализ проводился с алгорит-
мами VMSP и GSP. Результаты исследований подтвердили эффективность поиска макси-
мальных последовательных паттернов предложенным алгоритмом с точки зрения времени
выполнения и количества извлеченных паттернов. Результаты проведенных эксперимен-
тальных исследований метода показали, что для увеличения стабильности и точности
работы размер выборки, полученной в результате работы ГА, позволит сократить необ-
ходимое число сканирований базы данных паттернов, обеспечивая приемлемые вычисли-
тельные затраты, сопоставимые с алгоритмом VMSP и превосходящий по времени поиска
последовательных паттернов алгоритм GSP в среднем более чем на 150%. -
РАСПОЗНАВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, РАСТЕНИЙ И ЛЕСНЫХ МАССИВОВ
И. Б. Аббасов , Ратнадип Р. Дешмух2020-10-11Аннотация ▼Представлен обзор некоторых исследований по проблеме распознавания изображе-
ний сельскохозяйственных культур, растений и лесных массивов. В этих системах распо-
знавания изображений используются различные методы предварительной обработки,
компьютерного зрения, глубокого обучения. В последнее время увеличиваются системы
распознавания на основе мобильных устройств, что повышает их доступность и широкое
распространение. Рассмотрены статьи по распознаванию, классификации плодов и фрук-
тов в садах, создание банка данных этих аграрных продуктов (яблоки, груши, киви) для
оценки созревания и урожайности. Описаны работы посвященные автоматизации сбора
урожая зерновых культур на примере работы уборочного комбайна с применением машин-
ного зрения. Растениеводство играет важную роль при обеспечении кормов для животно-
водства, анализированы статьи по распознаванию сельскохозяйственных растений на
основе изображений листьев. Также по состоянию листьев картофельных кустов можно
определить их болезни, оценить состояние почвы. Приведены работы по разработке мо-
бильных систем контроля и распознавания процесса выращивания грибов на основе техно-
логии «зеленый дом» для фермерских хозяйств. С помощью дистанционной диагностики
можно анализировать и контролировать состояние поверхности суши и морей. Для дис-
танционного экологического мониторинга ландшафта земной поверхности описаны рабо-
ты по распознаванию, классификации лесных массивов, водных ресурсов с применением
гиперспектрального анализа спутниковых изображений. -
ИДЕНТИФИКАЦИЯ НЕЯВНЫХ УГРОЗ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА АКТИВНОСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ В ИНТЕРНЕТ-ПРОСТРАНСТВЕ
В. В. Бова , Д.Ю. Запорожец , Ю.А. Кравченко , Э. В. Кулиев , В.В. Курейчик , Н. А. Лызь2020-10-11Аннотация ▼Статья посвящена проблеме идентификации неявных информационных угроз п о-
исковой деятельности пользователя в Интернет-пространстве на основе анализа его
активности в процессе данного взаимодействия. Применение знаний, хранящихся в
интернет-пространстве, для реализации преступных намерений несет в себе угрозу
для всего общества. Выявление злого умысла в действиях пользователей глобаль ной
информационной сети не всегда является тривиальной задачей. Отработанные техн о-
логии анализа контекста интересов пользователя дают сбой в случае осторожных
грамотных действий злоумышленников, которые в явном виде не демонстрируют пр е-
следуемой ими цели. В работе проведен анализ угроз, связанных с определенными сц е-
нариями реализации поисковых процедур, проявляющихся в поисковой деятельности.
Описаны критерии оценки неэффективных и эффективного сценариев поиска. Среди
признаков, указывающих на возможность наличия угрозы, выделены следующие основ-
ные: уход от решения задачи в бесцельную навигацию или к привлекательным ресурсам,
поверхностный поиск, отсутствие смыслового погружения в решение поисковой зад а-
чи, хаотичные действия при поиске. Для определения налич ия неблагоприятных при-
знаков построена система показателей. Сформулированы признаки эффективного
сценария организации поиска в Интернет-пространстве, описаны варианты наличия
неявных угроз для подобной ситуации. Представлен подход идентификации описанных
угроз с учетом заданных критериев оценки различных сценариев поведения пользоват е-
ля в глобальном информационном пространстве. Разработан алгоритм машинного
обучения для идентификации проблемных сценариев путем сравнения с ключевыми
паттернами поведения. Создана программная реализация подсистемы идентификации
информационных угроз, проведены экспериментальные исследования для подтвержд ения эффективности подсистемы. Экспериментальные исследования проводились на основе обработки открытых данных из социальных сетей, а также с применением
анализа поисковой деятельности пользователей в университетской корпоративной
информационной среде. -
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ МАСШТАБИРУЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С УЧЕТОМ ВРЕМЕНИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
В.А. Павский, К. В. Павский2020-07-20Аннотация ▼Основной особенностью масштабируемых вычислительных систем является мо-
дульность. Наращивание производительности в таких системах достигается за счет уве-
личения однотипных элементов, элементарных машин (например, вычислительный узел).
В результате отказов, производительность системы изменяется. Таким образом, мас-
штабируемость вычислительных систем (ВС), с одной стороны, увеличивает производи-
тельность, но с другой стороны, наращивание ресурса обостряет проблему надежности и
увеличивает сложность организации эффективного функционирования. Анализ надежно-
сти и потенциальных возможностей вычислительных систем по-прежнему остается ак-
туальной задачей. Для количественного анализа функционирования масштабируемых вы-
числительных систем используют показатели живучести, связанные с надежностью. На-
пример, показатели потенциальной живучести ВС учитывают то обстоятельство, что
при решении задач используются все исправные элементарные машины, количество кото-
рых изменяется во времени в результате отказов и восстановлений. При анализе надежно-
сти популярными в теории вычислительных систем, являются модели, основанные на тео-
рии марковских процессов и теории массового обслуживания (ТМО). Большинство анали-
тических моделей ТМО не учитывают время переключения (реконфигурации) в отдельном
параметре, ввиду сложности решения. Обычно ограничиваются тем, что время восста-
новления и переключения объединяют в один параметр. В работе, на примере одной модели
ТМО, получены аналитические решения системы дифференциальных уравнений с тремя
параметрами (отказ, восстановление и переключение) для расчета показателей надежно-
сти и потенциальной живучести. Тем самым предоставляется возможность пользовате-
лю самому определить, стоит ли учитывать временя переключения. Показано, что реше-
ния трехпараметрической модели сводятся к решениям двух параметрической модели,
если время переключения не берется в рассмотрение. -
КОМПЬЮТЕРНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ
С.Г. Буланов2021-02-13Аннотация ▼Предложен подход к анализу устойчивости в смысле Ляпунова систем обыкн о-
венных дифференциальных уравнений. В основе подхода лежат критерии устойчив о-
сти в виде необходимых и достаточных условий, полученные на основе матричных
мультипликативных преобразований разностных схем численного интегрирования.
Матричная, мультипликативная форма критериев влечет возможность их цикличе-
ской программной реализации в виде цикла по числу сомножителей. Математически
обосновано, что необходимая в процессе программирования замена бесконечного
матричного произведения на конечное произведение, сохраняет достоверность анал и-
за устойчивости по предложенным критериям. Проведено исследование зависимости
достоверности компьютерного анализа устойчивости от погрешности разностного
решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений. С целью повышения
точности разностных приближений решения и линеаризации системы используется
метод варьируемого кусочно-полиномиального приближения решения. Метод дает
непрерывные и непрерывно-дифференцируемые приближения искомых решений на
всем промежутке интегрирования. Требуемые приближения получаются на осно ве
кусочно-полиномиальной аппроксимации интерполяционными полиномами Ньютона,
преобразованными к форме полинома с числовыми коэффициентами. Компьютерная
аппроксимация подынтегральных функций повышает точность вычисления интегр а-
ла. Тем самым повышается точность вычисления выражений в каждом сомножите-
ле матричных произведений, как следствие повышается достоверность анализа по
критериям устойчивости. Проведен программный и численный эксперимент по анал и-
зу устойчивости системы Лоренца при заданных начальных усл овиях и вариации па-
раметров. На основе численных данных, полученных в ходе эксперимента, однозначно
установлен характер устойчивости исследуемой системы. В целом предложенный
подход дает возможность выполнить анализ устойчивости произвольной системы
обыкновенных дифференциальных уравнений в режиме реального времени без обращ е-
ния к методам качественной теории дифференциальных уравнений и системам ко м-
пьютерной математики. -
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АГЕНТНО-МОДУЛЬНОГО ПОДХОДА ПРИ ПОСТРОЕНИИ И РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
А.Ф. Зайцев179-1892025-12-30Аннотация ▼Информационно-вычислительные системы играют ключевую роль в обработке и анализе больших объемов данных, обеспечивая эффективное функционирование производства, предоставления, а также получения различных цифровых товаров и услуг. В условиях интеллектуализации и увеличения разнообразия функциональных требований, предъявляемых к информационным системам, возникает потребность в разработке новых подходов для их построения и реализации.
В работе рассмотрены основные особенности применения предложенного агентно-модульного подхода, предполагающего построение гибких и масштабируемых информационно-вычислительных систем, способных функционировать в распределенной среде. Агентно-модульный подход представляет собой методологический подход к построению информационно-вычислительных систем, на основе интеграции методов системного анализа, а также агентного и модульного принципов организации систем. Цель работы – исследовать теоретические и практические аспекты использования предложенного агентно-модульного подхода, проанализировать его преимущества в сравнении с другими существующими подходами (объектным, компонентным, сервисным), а также представить пример построения информационной системы на основе его применения. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: – исследовать теоретические основы и выявить специфику практического применения предложенного агентно-модульного подхода; – выполнить анализ отличий и описать преимущества предложенного подхода при его сравнении с другими подходами; – представить пример построения информационно-вычислительной системы с использованием предложенного подхода. В процессе исследования были использованы следующие общенаучные методы: декомпозиция, анализ, синтез, сравнение, описание, формализация, структуризация, моделирование, проектирование, а также основные принципы модульного и агентного подходов. В качестве материалов исследования использовались компьютеры, инструментальные средства и программное обеспечение вычислительных систем.
В результате исследования были рассмотрены основные теоретические и практические аспекты применения предложенного подхода. Агентно-модульный подход может быть использован для построения различных информационных систем на этапах, связанных с их моделированием и проектированием. Предложенный подход позволяет описывать структуру, функционирование, а также взаимодействие различных составных частей информационно-вычислительных систем -
МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ, ОСНОВАННЫЙ НА КОГНИТИВНОМ НЕЧЕТКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ И РЕГРЕССИОННОМ АНАЛИЗЕ
А.И. Гусева , Р.М. Романов157-1782025-12-30Аннотация ▼Актуальность исследования определяется низкой эффективностью традиционных методов прогнозирования временных рядов в условиях высокой неопределённости и ограниченного объёма данных, характерных для слабо формализованных систем. Цель работы заключается в разработке и обосновании метода прогнозирования временных рядов на основе гибридного подхода, объединяющего когнитивное нечеткое моделирование, регрессионный анализ и метод аналитических сетей. В рамках исследования проведён системный обзор и сравнительный анализ существующих методов прогнозирования, включая подходы на основе нечеткой логики, нейросетевого и когнитивного моделирования, ансамблевых и гибридных методов, и выявлены их ограничения при работе с малыми выборками, нелинейными зависимостями и неопределённостью. Разработанный метод включает: построение нечетких когнитивных карт, дефаззификацию лингвистических оценок, кластеризацию факторов, применение метода аналитических сетей для определения приоритетов и формирование взвешенной регрессионной модели. Модель проходит статистическую валидацию по метрикам , , и , а также проверку предпосылок регрессионного анализа, включая тесты на мультиколлинеарность и автокорреляцию. Применение метода обеспечило снижение с 0,38 до 0,22, с 0,30 до 0,18 и с 11,65 % до 7,12 %, что подтверждает повышение точности и устойчивости прогнозов при ограниченном объёме данных по сравнению с классической многофакторной регрессией. Новизна разработанного метода заключается в интеграции когнитивного моделирования, регрессионного анализа и метода аналитических сетей, при которой преимущества каждого компонента компенсируют их индивидуальные ограничения, обеспечивая более точное и устойчивое прогнозирование в условиях неопределённости исследуемой системы. Практическая значимость работы состоит в возможности применения предложенного метода для поддержки принятия решений и повышения обоснованности прогнозов в различных предметных областях и ситуациях, где имеется ограниченный объёма наблюдений, а существенную роль играют экспертные оценки, а также сложная структура причинно-следственных связей между показателями во времени
-
МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ СПЛАЙНОВЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОСТИ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
А.А. Дорофеев90-1052025-12-30Аннотация ▼Математическое моделирование широко применяется в различных сферах деятельности, однако в случаях, когда имеющейся численной информации недостаточно для получения полного представления об объекте, построение математической модели затруднено или может привести к заведомо недостоверному результату. Существуют подходы к решению задач моделирования в условиях недостатка данных, при этом для получения необходимого результата может возникнуть необходимость использования методов, имеющих сложную математическую структуру.
В связи с этим актуальной является задача адаптации математических методов к условиям недостатка данных. В данной работе рассмотрено решение задачи интерполяции с использованием сплайн-функций – одного из наиболее широко используемых методов как в математической теории, так и в прикладной математике. Разработана методика, позволяющая адаптировать сплайновые методы к условиям недостатка исходных числовых данных; применение этой методики к построению модели образующей цилиндра с эллиптическими днищами обеспечило гладкую стыковку фрагментов и отсутствие перегибов. Выполнение требований точности и гладкости модели было достигнуто за счёт последовательного уточнения числовых данных посредством введения в модель дополнительных узлов интерполяции и корректировки их расположения. В результате построения и анализа модели установлено, что сплайновые методы могут быть применены к решению задач интерполяции практически любой сложности. При этом наличие аналитического обоснования каждого шага процесса моделирования позволяет полностью автоматизировать вычисления. Рассматриваемая в статье задача связана с изготовлением изделий на станках с числовым программным управлением. Однако в силу своей универсальности данная методика может быть применена на практике к решению задач в различных отраслях деятельности. Практическая ценность разработанной методики состоит в возможности её применения ко многим задачам, имеющим прикладную направленность, а её включение в состав современных систем проектирования и пакетов прикладных программ позволит расширить их функциональность за счёт предоставления пользователю возможности введения дополнительных ограничений, накладываемых на модель исходя из практической точки зрения, что может обеспечить высокую степень гибкости реализации -
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К МОНИТОРИНГУ И ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ПРИРОДНЫХ ПОЖАРОВ: ОБЗОР И КОНЦЕПЦИЯ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ БПЛА
Н.Д. Болдырев , В. В. Гилка , А.С. Кузнецова , Д.А. Морозов58-802025-12-30Аннотация ▼Природные пожары ежегодно наносят серьёзный урон экосистемам, экономике и безопасности населения, а своевременное обнаружение возгораний и прогнозирование их развития повышает оперативность реагирования на угрозу и позволяет оптимально распределять ресурсы при ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС). Существующие методы мониторинга ограничены скоростью обнаружения очагов возгорания и оперативностью их дальнейшего распростанения, что снижает эффективность действий спасательных служб. Для решения данной проблемы могут использоваться гетерогенные источники данных, включая беспилотные летательные аппараты (БПЛА), распределённые датчиковые сети, мобильные комплексы полевого наблюдения, наземные тепловизионные станции и т.д., которые могут способствовать проведению более точного анализа текущей обстановки и повышению достоверности прогнозных моделей распространения пожаров. Целью исследования стала разработка концепции автоматизированного подхода к мониторингу и прогнозированию природных пожаров на основе беспилотных летательных аппаратов. Мы считаем, что такой подход сумеет повысить оперативность обнаружения очагов возгорания и точность прогнозирования их распространения. Задачи включают анализ существующих методов мониторинга, формирование концепции системы, интегрирующей многоспектральную съёмку, оптимизированную передачу данных, автоматическую сегментацию и прогнозирование на основе машинного обучения, а также обеспечивающей взаимодействие оператора и специалистов по оповещению. В работе использовались методы сбора, анализа и передачи данных с БПЛА, обработка многоспектральных изображений, машинное обучение и нейронные сети для детекции очагов возгорания, алгоритмы сегментации изображений и имитационное моделирование для прогнозирования распространения огня, визуализация данных для поддержки принятия решений оператором и администратором, логирование и анализ результатов для обучения моделей, программная инженерия и технологии человеко-машинного взаимодействия. Система сократит время обнаружения и прогнозирования пожаров, предоставит возможность оператору запускать несколько дронов одновременно и автоматизирует обработку получаемых с них данных. Автоматизация процессов позволит сократить время реакции на ЧС и численность персонала, улучшить распределение ресурсов, повысить точность прогнозов и своевременность информирования экстренных служб. Это поможет снизить ущерб от природных пожаров и повысить безопасность населения и экосистем. Несмотря на существующие успехи, достигнутые в решении этой задачи, комплексная система, концепция которой описывается в данной статье, пока не существует в полной мере ни в России и странах СНГ, ни в западных и азиатских странах. Хотя отдельные компоненты, такие как БПЛА для мониторинга и искусственный интеллект (ИИ) для анализа данных, уже активно используются, интегрированного решения, которое бы объединяло все элементы (управление дронами, прогнозирование распространения огня в режиме, приближенном к реальному времени, передача данных и взаимодействие с экстренными службами), на данный момент нет. Эта концепция представляет собой новый подход, который может стать прорывной технологией для борьбы с природными катастрофами








