№ 4 (2025)

Целью данной работы является оценка временных затрат на умножение квадратных бинарных матриц размером n × n устройства с конвейеризацией операции чтения данных из специализированной многопортовой памяти и ее сравнение с временными затратами прототипа. В данной работе использовались методы математической логики, теории множеств и графов, дискретных систем и устройств ЭВМ, теории проектирования конечных автоматов. В результате исследования было показано, что использование конвейеризации операции чтения данных из специализированной многопортовой памяти позволяет снизить временные затраты на обработку квадратных бинарных матриц размером n ≤ 2048 до 206,3 раза. Из полученных данных видно, что время загрузки и выгрузки исходных и результирующих данных для предложенного устройства существенно выше времени умножения матриц, ввиду чего частые загрузки и выгрузки матриц нецелесообразны. Например, при выполнении операции транзитивного замыкания бинарного отношения, представленного в виде бинарной матрицы, производится однократная загрузка исходной матрицы с последующей серией ее возведения в квадрат, что эффективно реализуется предложенным устройством. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что предложенное устройство для умножения квадратных бинарных матриц с конвейеризацией операции чтения данных из специализированной многопортовой памяти обеспечивает существенный выигрыш во времени обработки и умножения квадратных бинарных матриц по сравнению с прототипом. Кроме того, результаты показали, что частые загрузки и выгрузки матриц нецелесообразны для предложенного устройства с конвейеризацией операции чтения из специализированной многопортовой памяти, так как затрачиваемое время на загрузку и выгрузку исходных и результирующих данных существенно превышает время на операцию умножения матриц

Целью работы является разработка и исследование методов биоинспирированного поиска для решения задач одномерной упаковки в одинаковые контейнеры на базе эффективных алгоритмов кодирования и декодирования решений, композитного критерия и двухуровневой структуры эволюционной памяти. В работе предложена структура упорядоченного кода упаковки одномерных элементов в одинаковые контейнеры главное достоинство которого заключается в том, что одному решению упаковки соответствует один код и наоборот. Поисковая процедура базируется на модифицированной метаэвристике муравьиного алгоритма. На каждой итерации алгоритм одномерной упаковки имеет многостадийную структуру. Стадии выполняются последовательно одна за другой, начиная с первой. Каждая стадия С_k включает процедуры, выполняемые агентом z_k. Число стадий равно числу агентов в популяции плюс заключительная стадия итерации. Основная задача, решаемая конструктивным алгоритмом на стадии С_k, заключается в построении кода R_k упаковки множества элементов X в одинаковые контейнеры. Стадия делится на периоды по числу формируемых агентом z_k  списков X_jк. Период делится на этапы. На каждом периоде последовательно по этапам решаются следующие задачи: агент z_k конструктивным алгоритмом формирует набор R_k упорядоченных списков X_jк одномерной упаковки в одинаковые контейнеры; рассчитываются оценки f_jk упаковки каждого контейнера O_j элементами списка <X_jк>; рассчитывается количество λ_jk феромона, пропорциональное оценке f_jk; рассчитывается оценка W_k=∑_i(f_jk) одномерной упаковки множества элементов X в H одинаковых контейнеров; производится отложение феромона на ребрах графа G, соответствующих списку X_jк в ячейки накопительной матрицы памяти E второго уровня. После формирования всеми агентами z_k популяции Z упорядоченных списков R_k, накопленный феромон добавляется в основную матрицу памяти Φ первого уровня. Для каждого R_k рассчитывается общий показатель F_k качества упаковки множества элементов X. Заключительная операция на итерации ‒ испарение феромона на ребрах графа G и фиксация z_k c лучшим F_k. Проведены экспериментальные исследования заключающиеся в выяснении качества работы метода на тестовых наборах большой размерности. Для сравнения разработанного алгоритма с известными методами и с приближенными алгоритмами авторами было выбрано несколько групп бенчмарок из различных источников

Рассматриваются вопросы устойчивости каскадных интегратор-гребенчатых (CIC – cascade integrator-comb) фильтров, используемых в цифровой обработке сигналов, в том числе для децимации и интерполяции. Проведен краткий обзор современных публикаций, касающихся архитектурной оптимизации CIC-фильтров. Основное внимание уделено повышению устойчивости фильтров к переполнению разрядной сетки, анализу их устойчивости и методу синтеза рекурсивных
КИХ-фильтров (фильтров с конечной импульсной характеристикой). Для лучшего понимания природы устойчивости CIC-фильтров в работе приведены математические выкладки, иллюстрирующие особенности накопления постоянной составляющей при различных конфигурациях блоков. Предложено изменение структуры CIC-фильтра, заключающееся в перестановке блоков интегратора и гребенчатого фильтра. Доказано, что такое изменение предотвращает накопление постоянной составляющей сигнала в интеграторах и, следовательно, исключает переполнение разрядной сетки вследствие накопления постоянной составляющей в интеграторе. Этот подход базируется на свойстве линейных фильтров, согласно которому изменение порядка включения не влияет на передаточную функцию. амплитудно-частотную характеристику, но в случае цифровых реализаций позволяет существенно снизить вероятность переполнения. Возможности аппаратной и программной реализации таких структур рассматриваются с точки зрения минимизации потерь точности и увеличения надежности работы систем цифровой обработки сигналов. Предложено использование целых чисел или чисел с фиксированной точкой для устранения накопления ошибок квантования. Кроме того, была разработана программа на языке Python, реализующая CIC-фильтр с учетом устойчивости к постоянной составляющей во входном сигнале и точным выполнением операций. Полученные результаты сопоставлены с современными подходами, представленными в научных исследованиях последних лет. Предложенные решения могут быть полезны при разработке цифровых фильтров для систем с ограниченными вычислительными ресурсами и повышенными требованиями к стабильности.

Оценка работоспособности технического объекта в режиме реального времени важна для устойчивого и безаварийного функционирования объекта в процессе его эксплуатации. Ранее была предложена модель классификации скорости изменения параметра на основе специализированной обработки облака точек участка временного ряда без извлечения тренда. Однако, некоторые предложения, например, связанные с невключением части точек ряда в процедуру построения модели, не были достаточно обоснованы и являются неочевидной попыткой избавиться от аномальных значений временного ряда. Некоторые этапы реализации модели, например, построение эллипса на преобразованном облаке точек, требуют детального представления, что важно для дальнейшего обучения модели и проведения классификации.  В статье в рамках предварительной подготовки данных предложена процедура выявления и отсеивания аномальных значений временного ряда параметра, основанная на модификации метода Ирвина. Кроме того, представлена уточненная схема оценки значений критерия в модели классификации состояния параметра технического объекта. За критерий оценки взят коэффициент сжатия эллипса, который строится на облаке точек диаграммы рассеяния, вырезанных скользящим временным окном из временного ряда параметра. Для этого разработана итерационная процедура построения эллипса. Новая процедура обеспечивает более обоснованную и точную оценку критерия. Таким образом, построена модифицированная модель, которая позволит оценить в реальном времени появления нештатной ситуации на ранней стадии ее развития. Процедура оценки может быть реализована в составе программно-аппаратных средств системы мониторинга технического объекта

Показана важность интеграции больших языковых моделей (БЯМ) в процессы центров мониторинга информационной безопасности (SOC) для повышения их эффективности в условиях растущих киберугроз. Цель исследования – разработка методики интеграции БЯМ в SOC, направленной на автоматизацию процессов анализа данных и реагирования на инциденты. Задачи исследования включают теоретическое обоснование и разработку платформы для безопасного внедрения БЯМ, а также оценку существующих процессов и технической инфраструктуры SOC. В статье анализируются ключевые метрики эффективности работы SOC, такие как среднее время обнаружения инцидента и количество нерешенных инцидентов, и предлагается использование подхода GQM (Goal-Question-Metric) для разработки этих метрик. Рассматривается также необходимость оценки рисков, связанных с использованием БЯМ, с учетом уязвимостей и угроз, а также методов их минимизации, включая использование списка критических уязвимостей от OWASP. В статье предложены основные этапы разработки и внедрения системы, включая инвентаризацию существующих ресурсов, анализ сложности интеграции и развертывание системы. Рассматриваются ключевые аспекты, такие как оценка сложности интеграции, эксплуатационные и поддерживающие факторы, а также оценка рисков, связанных с внедрением новых технологий в инфраструктуру SOC. В заключение подчеркивается актуальность использования БЯМ для улучшения оперативности и качества работы SOC, что способствует повышению уровня информационной безопасности и ускорению реакции на киберугрозы. Внедрение таких технологий позволит SOC не только быстрее реагировать на инциденты, но и повысить точность анализа данных, снижая риски, связанные с человеческим фактором

Представлена распределённая программно-аппаратная система для автоматизированного распознавания штрихкодов на движущихся объектах в условиях производственной среды. Целью исследования является разработка надёжного и адаптивного решения, обеспечивающего устойчивое считывание штрихкодов вне зависимости от положения, скорости или высоты объектов, перемещающихся по транспортной ленте. Основной акцент сделан не на максимальной скорости обработки, а на обеспечении широкого угла обзора и надёжности распознавания при движении объектов. В отличие от традиционных сканеров, требующих точного позиционирования и дорогостоящего оборудования, предложенное решение базируется на использовании одной сетевой камеры и сервера с нейросетевыми модулями обработки. Это делает систему более универсальной и доступной для широкого круга предприятий. Ключевым элементом архитектуры выступает нейросетевой модуль восстановления изображений, основанный на модели MPRNet, способной устранять размытие и оптические искажения в кадрах видеопотока. После этапа предобработки изображения поступают в модуль детекции объектов, построенный на базе архитектуры YOLO, адаптированной под задачи распознавания штрихкодов. Распознанные данные сохраняются в базе с использованием ORM-интерфейса, что обеспечивает гибкую интеграцию в существующие информационные системы. Для предотвращения потери кадров и обеспечения высокой пропускной способности используется система асинхронной обработки с применением потоков и буферизованных очередей. Актуальность исследования обусловлена широкой распространённостью штрихкодов как основного средства промышленной маркировки и необходимостью автоматизации процессов учёта и отслеживания продукции в условиях гибкого производства. Несмотря на наличие решений в области сканирования и компьютерного зрения, большинство из них не рассчитаны на работу с нестабильным или низкокачественным видеопотоком. Предложенная система демонстрирует устойчивость к ряду искажений и может быть реализована на бюджетном оборудовании, что открывает перспективы для её применения в промышленности, логистике и складском хозяйстве

Рассматривается задача проектирования безопасной системы защиты от НСД. В частности анализируются иерархические системы защиты данных с криптографическим распределением ключей, а именно задача организации доступа к файловым хранилищам. Несмотря на то, что криптографическое распределение ключей позволяет обеспечить безопасность информации от пользователей, не имеющих к ней доступ, иерархическая система управления доступом изначально не предназначена для решения задачи защиты информации от недобросовестных действий самого пользователя. Таким образом целью исследования является совершенствование иерархической системы защиты от НСД с криптографическим распределением ключей сверху-вниз для предотвращения несанкционированного обмена информацией между пользователями различного уровня доступа. Для достижения поставленной цели автором ранее было предложено использовать задачи Диофантового анализа, в частности задачи о рюкзаке. На основании требований, предъявляемых к иерархическим системам с криптографическим распределением ключей в своих работах автор сформулировал требования к рюкзачному вектору для возможности его применения, а также сформулировал и доказал условия, при которых эти требования будут выполнятся, в частности, условия инъективности мультипликативного рюкзачного вектора и условия сохранения сложности задачи о мультипликативном рюкзаке. В данной статье разработан рекурсивный алгоритм построения рюкзачного вектора, удовлетворяющего этим условиям. Показано, что мультипликативные рюкзачные векторы, удовлетворяющие общеизвестным достаточным критериям инъективности являются частным случаем рюкзачного вектора, построенного с помощью разработанного алгоритма. Проведен анализ известных алгоритмов построения инъективных рюкзачных векторов как для мультипликативного, так и для аддитивного случая, и показано, что существующие алгоритмы построения рюкзачных векторов можно применять, как составные части разработанного алгоритма. Далее автор показывает применение разработанного алгоритма для совершенствования иерархической системы защиты от НСД с криптографическим распределением ключей сверху-вниз

При разработке алгоритмов планирования путей роботов, образующих группу, возникает проблема обеспечения гарантированного их не столкновения друг с другом и с возможными препятствиями. Кроме того, для группы может действовать требование поддержания заданного шаблона строя там, на тех участках движения группы, где это возможно с учетом препятствий. Однако часто образуется узкий пространственный коридор допустимого движения группы, который может быть обусловлен как исходными требованиями к траектории (например, условие нахождения ее в некоторой окрестности заданной точки), так и наличием препятствий и прочих помеховых воздействий. Наличие такого ограничительного коридора может привести к вынужденному сближению и даже пересечению пространственных траекторий движения отдельных роботов группы. Одним из возможных решений указанной проблемы является задание или корректировка временных параметрических представлений этих индивидуальных траекторий так, чтобы два робота с близко подходящими друг к другу пространственными траекториями в наиболее близких их точках находились в разное время. Причем интервал времени, отделяющий моменты нахождения этих двух роботов в этих точках, должен выбираться в зависимости от скорости роботов и их габаритов.
На этой идее основан развиваемый метод пространственно-временного разнесения траекторий отдельных роботов группы. Метод подразумевает формирование и решение специальной задачи линейного программирования относительно целевых моментов времени ранее выделенных узлов пространственной траектории каждого ведомого робота. Ограничивающим фактором на изменение этих моментов выступает максимально возможная скорость перемещения робота. Для каждого робота производится предварительное выделение набора траекторий других роботов группы, от которых далее необходимо отстроиться в пространстве-времени. Это происходит в зависимости от приоритета роботов в группе. Приводятся примеры численной реализации алгоритма на базе предлагаемого метода, подтверждающие его эффективность

Разработана интегративная модель, синтезирующая методы календарного планирования с функционалом ПО (Excel, MS Project) для многоуровневой оптимизации проектов. Центральное внимание уделяется трем взаимодополняющим методикам: диаграмме Ганта, сетевому графику и анализу критического пути, формирующим концептуальную основу эффективной координации проектных процессов. Исследование детализирует алгоритм создания диаграммы Ганта, визуализирующей временные рамки и последовательность задач, с акцентом на функциональные возможности специализированных программных решений, включая Microsoft Project и Excel, обеспечивающих автоматизацию построения и корректировки графиков. Раскрывается принцип конструирования сетевого графика, интерпретируемого как ориентированный граф с ребрами (работами) и вершинами (событиями). Данный подход позволяет идентифицировать логические зависимости между этапами проекта и выявить критический путь – последовательность операций с нулевым временным резервом, определяющую минимальную продолжительность проекта. Практическая иллюстрация расчета критического пути подкрепляется примерами, демонстрирующими его роль в оптимизации временных ресурсов. Важным аспектом исследования становится анализ резервов времени, направленный на минимизацию рисков срыва сроков через рациональное перераспределение ресурсов. Методологический аппарат дополняется инструментами визуализации: графиками потребности и диаграммами загрузки ресурсов, обеспечивающими оперативный контроль над материальными и кадровыми активами на всех фазах проекта. Финальным элементом системы планирования выступает календарный план, структурирующий данные о наименованиях работ, их хронологических интервалах и ресурсоемкости. Этот документ служит интеграционной основой для синхронизации операционной деятельности, гарантирующей соблюдение установленных сроков. Практическая ценность исследования заключается в адаптации теоретических принципов проектного менеджмента к реальным условиям: представленные кейсы и методики могут быть имплементированы в деятельность управленческих команд, экономистов и отраслевых специалистов для повышения эффективности реализации комплексных проектов в мультидисциплинарных контекстах

Рассмотрен вопрос моделирования информационного процесса распределения вычислительных ресурсов в геораспределенных гетерогенных динамичных вычислительных средах. Актуальность работы обусловлена тем, что к настоящему времени «облачные» системы обработки данных становятся недостаточными в силу необходимости обработки больших объемов данных в режиме реального времени. В связи с этим расширяется применение «туманных» и «краевых» вычислений, что подразумевает локализацию обработки данных с целью сокращения требующегося для этого времени, с одной стороны, а с другой – ограничения на вычислительные мощности устройств приводит к необходимости распределенного решения вычислительных задач в гетерогенной, динамичной и распределенной в географическом смысле среде. Это влечет необходимость разработки новых методов и алгоритмов распределения вычислительных ресурсов, поскольку ранее разработанные методы не учитывали свойств географической распределенности и динамики вычислительных сред. Также разработанные ранее модели распределения вычислительных ресурсов не учитывают перечисленные свойства, что ставит вопрос о необходимости разработки новой модели. Предложенная в данной работе модель информационного процесса распределения вычислительных ресурсов включает параметры ресурсной стоимости передаваемых по сети данных индивидуально для узлов-участников маршрута передачи данных, а также процесса распределения вычислительных ресурсов, чем и отличается от аналогов. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают целесообразность использования предлагаемой модели при распределении вычислительных ресурсов в георапределенных гетерогенных динамичных вычислительных средах. Практическая значимость заключается в снижении ресурсоемкости процесса распределения вычислительных ресурсов и процесса решения вычислительной задачи

Дан краткий обзор публикаций по применению при математическом моделировании сложных систем комбинированных конструкций, содержащих в качестве составных элементов известные модельные формы. В частности, рассмотрены: алгоритм оценки параметров для создания математических моделей динамических систем; структурированные математические модели кислородного электрода и биологической очистки сточных вод; комбинированная модель, включающая ионный обмен между кальцием и медью; объединение нестандартных конечно-разностных схем и метода экстраполяции Ричардсона для получения численных решений двух моделей биологических систем; математическая формулировка задачи и эвристический подход к оптимальному планирования маршрутов доставки в мультимодальной системе; математическая модель оптимизации стратегических и тактических решений во всех видах цепочек поставок на основе биомассы; метод разработки моделей различных типов для элементов химико-технологических систем с учетом различных видов имеющейся информации и объединении этих моделей в единый комплекс. Сформулированы два варианта постановки задачи вычисления оценок параметров комбинированной кусочно-линейной регрессии – при непустом и пустом пересечении индексных множеств, задающих состав независимых переменных в линейной и кусочно-линейной компонентах модели. Показано, что в обоих случаях при выборе в качестве функции потерь суммы абсолютных отклонений ошибок аппроксимации эти варианты сводятся к задачам линейно-булева программирования. Построены две версии комбинированной кусочно-линейной регрессионной модели выручки горно-металлургической компании «Северсталь». В качестве независимых переменных модели использованы объемы производства: горячекатанного, холоднокатанного и оцинкованого  листа, листа с другим металлическим покрытием, листа с полимерным покрытием, сортового проката, метизной продукции

Рассмотрено влияние различных факторов на точность прогноза генерации ветроэнергетической установкой (ВЭУ). Определен оптимальный набор входных параметров (день, месяц, время, скорость ветра, температура воздуха, атмосферное давление и расчетная вырабатываемая мощность ВЭУ) для прогнозирования, обоснованы методы их обработки. Проведено исследование влияния воздействующих факторов на точность прогнозирования генерируемой мощности ВЭУ. Построены профили входных данных для прогнозирования электрогенерации ВЭУ. Рассмотрены особенности метеорологических условий за год, определены часто встречающаяся значения скорости ветра, и др., для выбора оптимальной ВЭУ. Показано, что метеорологических условия удовлетворяют паспортным требованиям выбранной для рассматриваемого региона ВЭУ. Рассмотрены нейросетевые (НС) модели для прогнозирования генерации мощности ВЭУ, выбрана оптимальная НС, построена структура и разработан алгоритм НС для прогнозирование генерируемой мощности ВЭУ. Разработанная математическая модель генерации мощности ВЭУ направлена на повышение точности и адаптивности благодаря учету ключевых динамических факторов (скорость и изменение направления ветра, температура и плотность воздуха и др.).  Выбран комбинированный метод управления генерацией ВЭУ (MPPT + Pitch) обеспечивает баланс между эффективностью и безопасностью. На основании расчетной генерируемой мощности ВЭУ, и метеорологических условий в месте расположения нейросетевая модель показала высокую точность прогнозирования мощности ВЭУ. Показано, что выбранный тип ВЭУ сочетает в себе технологическую надежность, рентабельность и соответствие современным тенденциям ветроэнергетики. НС-модель позволяет поддерживать баланс между вырабатываемой и потребляемой электроэнергией, а, следовательно, повышает КПД, снижает паразитные потери в микросети, а также снижает износ оборудования

Рассматривается задача целераспределения в рамках многоагентной системы, где каждый агент представляется автономным роботом, а каждая задача соответствует позиции в двухмерной среде, которую должен посетить один из агентов. Эта задача по своей сути схожа с многоагентной версией классической задачи коммивояжёра, где вместо одного участника задействуется несколько агентов. Каждый из них должен пройти уникальный маршрут, охватывающий определённое множество городов. В связи с этим проводится исследование многоагентной задачи коммивояжёра как одного из форматов постановки задачи целерапределения. Эта задача имеет большое значение в области маршрутизации и оптимального распределения задач. Её решение включает две тесно связанные подзадачи: определение набора точек, закрепляемых за каждым агентом, и построение оптимального маршрута их посещения. В научной литературе представлены три основных подхода к решению этой задачи: подход одновременной оптимизации, при котором обе подзадачи решаются совместно; подход Cluster-First, Route-Second, где сначала распределяются города между агентами, а затем определяется порядок посещения городов каждого агента; подход Route-First, Cluster-Second, предполагающий изначальную оптимизацию порядка посещения всех городов с последующим его делением между агентами без изменения порядка посещения. В данной работе предлагается гибридный метод, сочетающий элементы подходов Cluster-First, Route-Second и Route-First, Cluster-Second. Цель – объединить сильные стороны обеих подходов и избавится от их недостатков. Для проверки эффективности разработанного метода проведено сравнительное исследование с методами, реализующие подходов Cluster-First, Route-Second и Route-First, Cluster-Second. Оценка проводилась по трём основным метрикам: время, затраченное на построение решения, суммарная длина всех маршрутов, а также максимальная длина маршрута среди всех агентов. Результаты экспериментов показали, что применение предложенного метода позволяет сократить максимальную длину маршрута (тем самым снизив дисбаланс нагрузки между агентами) в среднем на 26%.

Целью исследования является разработка и проверка методов оценки темпоральной структуры интернет-дискуссий, основанных на анализе количества и продолжительности взаимодействий пользователей в интернете (в социальных сетях, на форумах и т.п.). Описываются разработанные в рамках данной работы новые методы оценки темпоральной структуры интернет-дискуссий, основанные на анализе количества и продолжительности взаимодействий пользователей в интернете. Особое внимание уделяется методам определения интенсивности и длительности дискуссий, что позволяет получить более точную оценку динамики обсуждений в реальном времени. Оценка интенсивности дискуссии производится через соотношение количества взаимодействий (таких, например, как комментарии, реплаи, лайки) и продолжительности онлайнового обсуждения. Предложен метод корректного определения длительности дискуссии, в котором производится учет не только время с момента публикации поста, но также и активность пользователей в процессе обсуждения, что делает данный метод более гибким и точным. Для проверки разработанных методов использовались реальные данные из сообществ ВКонтакте городов Таганрога и Сарова. Результаты практических исследований подтвердили существование ожидаемых закономерностей, таких, например, как суточные колебания в уровнях активности пользователей и всплески активности, связанные с различными важными общественными и политическими событиями. Разработанные методы оценки темпоральной структуры интернет-дискуссий на основе количества и продолжительности взаимодействий пользователей позволяют эффективно анализировать динамику вовлеченности участников дискуссий, выявлять ключевые моменты, а также значимые события в процессе онлайн-общения. Данные методы могут быть полезными в различных областях, таких как социальные исследования, маркетинг, политический анализ, управление репутационными рисками и другие, где требуется анализ активности и вовлеченности в интернете.

Статья посвящена решению основной обратной задачи спектральной теории графов – определении основных параметров графа по спектру его собственных значений. В данной работе нас интересуют когнитивные причинные графовые модели сложных систем, динамика переменных которых недоступна. Мы рассматриваем нестохастические графовые модели, которые имеют нечисловые значения узлов и связей, а также плохо определенные системные факторы. При отсутствии исходных данных решение обратной задачи для направленного взвешенного знакового графа становится значительно более сложным. Когда графы имеют одинаковую топологию, но разные веса на дугах, то их спектры образуют в пространстве решений некоторое множество нечетких коллинеарных векторов. Линии этих векторов расходятся в пространстве векторов из-за их направленности к разным вершинам. В данной работе предлагается использовать алгоритм, позволяющий точно восстановить веса когнитивного графа, когда известен условный главный собственный вектор и топологический шаблон матрицы смежности. Данный алгоритм учитывает важную особенность матрицы смежности графа – направление главного собственного вектора к целевой вершине, что позволяет найти правильное решение из набора нечетких коллинеарных векторов в пространстве решений. Для того, чтобы добиться полного восстановления весов графа с приемлемой точностью предлагается объединить спектр графа и модель эффективную управления с задачей комбинаторной оптимизации. Восстанавливая веса матрицы смежности с использованием нашего подхода, мы сравниваем их с заданным графом. При сравнении учитываются такие параметры графа, как спектр графа, коэффициенты подобия для реконструированной матрицы, векторы отклика и управления

С целью снижения потребляемой мощности и повышения энергетической эффективности в КМОП интегральных схемах используется подпороговый режим работы транзисторов. При этом напряжение питания снижается до уровня меньше пороговых напряжений МОП-транзисторов, резко уменьшаются токи транзисторов и падает быстродействие устройств. Однако, в ряде применений значительное снижение потребляемой мощности оказывается более важным, чем низкое быстродействие. Поэтому КМОП интегральные схемы в подпороговом режиме нашли применение там, где определяющим требованием является радикальное уменьшение потребляемой мощности.
К настоящему времени в разной степени освоения фирмами в мире используются субмикронные КМОП-технологии с минимальными проектными размерами элементов от 500 до 3 нм, причем большая часть продукции приходится на КМОП СБИС уровня 90–20 нм. В работе проведен анализ особенностей характеристик низковольтных цифровых схем на основе КМОП-технологий уровня 90–20 нм с целью выработки рекомендаций по проектированию энергоэффективных устройств на их основе. Рассмотрена методика определения ключевых параметров предиктивных моделей МОП-транзистора в подпороговом режиме. Получены выражения характеристик КМОП-инвертора в подпороговой области. Анализ результатов расчетов показывает существенное ухудшение характеристик КМОП-элементов в подпороговом режиме при уменьшении минимальных проектных размеров менее 90 нм. Это объясняется тем, что при разработке конструкции и технологии изготовления СБИС уровня 90–20 нм все меры были направлены на снижение токов утечки закрытых транзисторов в надпороговом режиме с целью уменьшения статической составляющей потребляемой мощности. Для повышения характеристик КМОП-элементов в подпороговом режиме необходимо оптимизировать конструкцию и технологию с целью снижения величин подпорогового размаха, DIBL-коэффициента и увеличения характеристического тока. Результаты могут быть полезны для разработчиков энергоэффективной аппаратуры

Проводится всесторонний анализ эффективности традиционных и современных технологий мониторинга линий электропередач (ЛЭП). Линии электропередач являются критически важным элементом энергетической инфраструктуры, и их надежная эксплуатация напрямую влияет на экономическую стабильность и безопасность. Традиционные методы мониторинга, такие как визуальные осмотры и механические устройства, долгое время оставались основными инструментами контроля, однако их ограниченная точность, высокая зависимость от человеческого фактора и невозможность оперативного выявления скрытых дефектов делают их менее эффективными в условиях возрастающих нагрузок на энергосистемы. Современные технологии, включая беспилотные летательные аппараты (БПЛА), интернет вещей (IoT), автоматизированные системы мониторинга и цифровые двойники, предлагают принципиально новые возможности для контроля состояния ЛЭП. Они обеспечивают высокую точность диагностики, непрерывный сбор данных в реальном времени, снижение эксплуатационных затрат и повышение безопасности персонала. В статье представлена классификация как традиционных, так и современных методов, а также проведен их сравнительный анализ по ключевым параметрам: точность, скорость реагирования, стоимость, безопасность и влияние на эксплуатацию. Результаты исследования демонстрируют, что современные технологии превосходят традиционные подходы по всем рассмотренным критериям. В частности, использование IoT и БПЛА позволяет минимизировать человеческий фактор, сократить время инспекций и повысить детализацию данных. Системы цифровых двойников дают возможность прогнозировать возможные аварии и оптимизировать плановое обслуживание. Однако успешное внедрение инновационных решений требует дополнительных инвестиций, обучения персонала и интеграции с существующими системами управления. В заключении делается вывод о стратегической важности перехода на современные технологии мониторинга ЛЭП для повышения надежности и устойчивости энергетической инфраструктуры. Несмотря на высокие первоначальные затраты, их долгосрочные преимущества, включая снижение аварийности, экономию ресурсов и повышение безопасности, полностью оправдывают инвестиции. Авторы подчеркивают необходимость дальнейшего развития цифровых технологий в энергетике для обеспечения стабильного и эффективного функционирования электросетей

Для расчета химического состава дымовых газов горелки на углеводородном топливе с комбинированным формированием факела предложен удобный и надежный алгоритм, основанный на методах математического программирования. Обеспечение устойчивости вычислительного процесса достигается использованием метода констант равновесия в целях снизить размерность системы определяющих уравнений при надлежащем выборе номенклатуры реагентов и базисных веществ. В модели рассматриваются двадцать два реагента, значительная доля которых токсичны, а базисными веществами выбраны СО, Н₂,О₂ и N₂. Вычисление констант равновесия осуществляется на основании оригинальной аппроксимации температурной зависимости теплоемкости всех компонентов. Предложенная аппроксимация, в отличие от стандартных полиномиальных, не только дает физически обоснованные пределы в области низких и высоких температур, но и содержит вдвое меньше подгоночных параметров. Отработана методика расчета этих параметров по известным табличным значениям. Предварительное тестирование модели выполнялось для отдельных химических блоков (номенклатурных подмножеств) путем сравнения результатов расчета с данными, получаемыми при помощи химического калькулятора JANAF. Расчеты токсичности дымовых газов опытного горелочного устройства с формированием факела посредством электрической дуги и подачи перегретого пара выполнены в диапазоне рабочих параметров, расширенном по сравнению с предполагаемым эксплуатационным. Результат обобщен методами математического программирования с учетом взвешенной токсичности дымовых газов. Выполнена оценка погрешности формульного представления токсичности. Предложен интерполяционный алгоритм, позволяющий уточнить взвешенную токсичность дымовых газов во всем диапазоне сценарного моделирования. Результаты компьютерного моделирования сопоставлялись с данными технических испытаний опытной горелки: установлено их согласие в пределах множителя 2, что соответствует методической и приборной погрешности измерений. Полученные в вычислительном эксперименте результаты позволяют оптимизировать конструкцию и рабочие параметры инновационных горелочных устройств с комбинированным механизмом формирования факела. Расчетами показано и экспериментально подтверждено, что подача перегретого пара в зону горения гомогенизирует факел, выравнивает скорость окисления водорода и углерода в составе нефтяного топлива, чем сокращает выбросы продуктов неполного сгорания и оксидов азота. Разработка предлагается для использования в проектировании, технических испытаниях и доводке перспективных горелочных устройств на нефтяном, спиртовом и биотопливе

Представлены результаты разработки и экспериментального исследования двух конструкций безэховых камер, предназначенных для активной радиосенсорной технической диагностики (АРТД). Цель работы заключалась в создании условий для получения достоверного сигнального радиопрофиля (СРП) исследуемого объекта с минимальными искажениями за счет эффективного подавления внешних электромагнитных наводок и отражений. В рамках исследования были реализованы две конфигурации экранированных объемов: первая – на основе многослойной фольгированной отражающей структуры, вторая – с использованием высококачественной ткани Фарадея. Проведено сравнительно оценочное тестирование эффективности экранирования при разных состояниях СВЧ элемента. Состояние СВЧ элемента менялось за счёт изменения схемы СВЧ смесителя, путем выпаивания ключевых элементов. Для верификации функциональных характеристик выполнены серии измерений с помощью зондирования поверхности исследуемого
СВЧ-смесителя сверкороткими импульсами (СКИ). Получаемый СРП регистрировался с помощью осциллографа и принимающей антенны. Для обработки результатов использовался корреляционный анализ Пирсона, который показал свою эффективность в количественной оценке различий СРП объекта в исправном и дефектном состояниях. Полученные экспериментальные данные позволили оценить качество и перспективы материалов по ключевым параметрам: степень подавления паразитных сигналов, устойчивость к внешним помехам в различных условиях эксплуатации, механическая долговечность при циклических нагрузках и экономическая целесообразность реализации с учетом себестоимости материалов и трудоемкости сборки. Результаты исследования демонстрируют практическую применимость обеих конструкций в задачах прецизионных радиоизмерений, при этом выбор конкретного материала определяется оптимальным компромиссом между стоимостью производства, эксплуатационными характеристиками в различных климатических условиях и требуемым уровнем экранирования для конкретного применения. Полученные данные могут быть успешно использованы при проектировании как стационарных лабораторных комплексов, так и мобильных систем АРТД в условиях ограниченных ресурсов, включая полевые измерения и промышленный мониторинг. Исследования показали перспективность обоих подходов для достижения максимальных характеристик экранирования в широком частотном диапазоне

Проблема повышения помехоустойчивости декаметровых радиолиний (ДКМ) в современных отечественных системах радиосвязи, включая коротковолновую (КВ) связь, остается значимой и востребованной, несмотря на наличие многочисленных классических исследований. В качестве объекта нашего анализа выбраны именно системы ДКМ радиосвязи. Конкретно, система Р-016, используемая в качестве прототипа, сталкивается с такими ограничениями, как диапазон частот, что сказывается на ее эффективности в условиях изменчивости ионосферных характеристик, негативно влияющих на уровень сигналов. Проблемы обработки сигналов в прототипах могут привести к возникновению битовых ошибок, достигающих уровня ошибок (BER) в 10^-3, даже при отсутствии значительных помех. Основная задача исследования заключается в оценке влияния различных факторов, таких как изменение длины преамбулы и внедрение адаптивных фильтров, на помехоустойчивость систем. Анализ результатов указывает на то, что увеличение длины преамбулы способствует улучшению помехоустойчивости декаметровых радиолиний. Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности повышения помехоустойчивости существующих систем ДКМ радиосвязи, функционирующих в условиях варьирующихся ионосферных характеристик. В данной работе также рассматривается научно обоснованный выбор конфигурации эквалайзера для декаметровых радиолиний с целью увеличения дальности связи и улучшения помехоустойчивости. Разработанные методы обеспечивают научное обоснование эффективных настроек эквалайзера, что позволяет достигать максимальных показателей дальности. Для проверки различных конфигураций эквалайзера в условиях рэлеевского канала используется имитационное моделирование в среде Simulink, что подтверждает правильность выбранных параметров. Экспериментальная апробация модели ДКМ радиолинии включает исследование различных длин преамбул, а анализ отношений сигнал/шум (ОСШ) на входе приемника позволяет адаптировать эти параметры. Таким образом, результаты исследования показывают, что увеличение длины преамбулы положительно сказывается на помехоустойчивости системы. Работа сосредоточена на моделировании и методах функционирования радиолиний ДКМ, а полученные результаты имеют практическое значение для активной адаптации существующих радиосистем в условиях изменяющейся ионосферы.

Современные системы связи часто работают в условиях сложной помехово-сигнальной обстановки, при этом существуют разные способы уменьшения ошибки восстановленного сигнала. Часть способов касается непосредственно математических алгоритмов обработки в приемнике, таких, однако есть и другие подходы, основанные на пространственной фильтрации сигналов.
В частности, в последние годы активно получил развитие подход, основанный на весовой обработке сигналов, полученных с разных антенн, с использованием корреляционной матрицы входного сигнала, что позволяет более эффективно использовать информацию с антенн за счет выбора антенны с максимальным уровнем полезного сигнала и более низкими уровнями шумов и помех, что представляет собой физически формирование эквивалентной диаграммы направленности приемной антенной решетки с максимумом на путь с максимальным уровнем полезного сигнала и минимумами на другие. Применение этого подхода представляет практический интерес, особенно в системах с наличием активных помех, например, от станций радиоэлектронной борьбы, так как способно повысить качество восстановления сигнала. Отдельно следует отметить, что в случае наличия активных помех для выбора собственного вектора для весовой обработки следует использовать метод, основанный на минимуме среднеквадратической ошибке восстановления пилот-тонов (что возможно в OFDM), так как в случае выбора максимального собственного числа неизвестно – оно будет являться сигнальным или помеховым в случае ее большого уровня. В настоящей работе приводится экспериментальное исследование адаптивного алгоритма обработки пространственно-временных сигналов для системы связи MIMO-OFDM с различными уровнями активной помехи от станции радиоэлектронной борьбы (РЭБ). При этом эксперименты проводятся как в нисходящем (Downlink, от базовой станции к мобильной), так и восходящем (Uplink, от мобильной станции к базовой станции) канале с применением адаптации как на стороне БС, так и на стороне МС, и обоих. Показано, что применение алгоритма способно улучшить качество обработки сигнала и снизить уровень вероятности ошибки битов (BER – bit error rate) для широкого диапазона отношений сигнал-шум (SNR – signal-to-noise ratio) даже при неидеальной оценке канала (по пилот-поднесущим).

Алгоритмы машинного обучения играют жизненно важную роль в повышении производительности промышленных систем, обеспечивая высокую точность и операционную эффективность в режиме реального времени. В системах управления серводвигателями эти алгоритмы способствуют снижению шума и вибраций, что повышает эффективность работы и продлевает срок службы оборудования. В данной статье рассматриваются различные типы возникающих шумов и их негативное воздействие на промышленные процессы. Основной целью исследования является оптимизация параметров ПИД-регулятора (PID) в сервосистемах с использованием комбинированного алгоритма, сочетающего нейронные сети и генетические алгоритмы. В отличие от традиционных методов, таких как генетические алгоритмы (GA) и метод роя частиц (PSO), которые отличаются медленной сходимостью и риском повреждения двигателей, предложенное решение основано на программной платформе управления. Эта платформа обеспечивает безопасное взаимодействие с серводвигателем в режиме реального времени. Разработана система управления на основе CAN Bus, которая позволяет разработчикам: считывать все параметры серводвигателя (скорость, ток, напряжение, положение энкодера); изменять коэффициенты ПИД-регулятора одним нажатием, исключая необходимость ручной настройки, как в MOTO-MASTER. Применение разработанной системы управления позволило использовать обученный нейронный классификатор для ограничения параметров PID в безопасных пределах, что сокращает пространство поиска и ускоряет процесс оптимизации. Экспериментальные результаты на серводвигателях SPH-S показали значительное снижение шума и механических вибраций при работе в реальном времени, с сохранением стабильности в широком диапазоне скоростей (0–1500 об/мин).

В настоящее время большое количество процессов связано с большими объёмами данных, которые необходимо анализировать. С увеличением объёма информации её анализ становится более объёмной и сложной задачей. Возникает проблема поиска инструмента, который поможет компаниям и учреждениям в сборе, анализе и прогнозировании данных. Машинное обучение является областью искусственного интеллекта, которая находит закономерности в базе данных и на их основе пытается спрогнозировать результат. Ещё одной областью применения машинного обучения является детектирование сайтов-мошенников. В настоящее время с развитием информационных технологий цифровые преступления стали серьёзной угрозой для конфиденциальной информации и данных пользователей. Искусственный интеллект способен анализировать параметры сайтов и определять наличие угроз для информации. Исследование направлено на систематизацию знаний о фишинговых атаках и исследовании методов машинного обучения для обнаружения сайтов-мошенников. В ходе выполнения исследования были разработаны методы машинного обучения по обнаружения фишинговых сайтов, построены схемы, которые позволяют моделям машинного обучения правильно преобразовывать данные для подачи их в модели. Анализ данных, предоставленных в датасете, позволил преобразовать данные для корректной работы моделей, что позволило избежать ошибок. Была решена проблема переобучения моделей машинного обучения. Детальное изучения датасета позволило отфильтровать данные, которые могли вызывать ошибки в работе модели и понизить качество прогнозирования. В результате работы разработаны методы поиска фишинговых атак с использованием моделей машинного обучения, которые были протестированы на имеющихся данных, на основе полученных результатов построены графики изменения точности обнаружения нелегитимных сайтов от изменения настроек моделей. Был проведён анализ исследования и подведены результаты проведённой работы.

Активное увеличение доли крупных сетевых магазинов в торговом секторе повышает спрос на сотрудников подобных сетей. При этом, с ростом оборота крупных магазинов растут и требования к своевременной выкладке товара на стеллажах. По оценкам самих ритейлеров, потери от неправильной или несвоевременной выкладки товара могут достигать 5% от общего годового оборота. Учитывая значительный объем оборота крупных сетевых ретейлеров, и заметную текучесть кадров, проблему автоматизации выкладки товара в сетевых магазинах можно считать актуальной. В данной работе представлены результаты разработки автономной робототехнической системы, которая может обеспечить бесперебойный контроль заполнения стеллажей и своевременную выкладку товара.
По результатам опроса представителей крупных торговых сетей определены требования к автономной системе контроля и расстановки товаров в магазине. В частности, определены требования к возможностям интеллектуальной системы управления роботом, особенности конструкции и аппаратной реализации роботов, требования к возможностям системы взаимодействия с сотрудниками и покупателями в магазине и предпочтения к внешнему виду и пользовательскому интерфейсу робота.
На основе выявленных требований ритейлеров разработан прототип автономного робота для работы в торговых залах. Основа робота представляет собой транспортный модуль с двумя мотор-колесами и парой рулевых колес, на котором установлен антропоморфный узел с двумя манипуляторами. Манипуляторы выполнены в виде рук человека и имеют весь набор необходимых степеней свободы. Кроме того, в статье представлена архитектура системы управления автономным роботом.
За управление роботом отвечает интеллектуальная система принятия решений и управления, основанной на базе мультиагентной нейрокогнитивной архитектуры, моделирующей процессы, протекающие в головном мозге человека. Конструкция и мехатронная часть робота были протестированы в реальных условиях: в торговых залах розничного магазина в г. Нальчик в присутствии продавцов-консультантов и покупателей. В дальнейшем планируются работы по доработке и обучению интеллектуальной системы принятия решений

Задача навигации мобильной робототехнической платформы в известном окружении достаточно давно и качественно решается с использованием плоской карты, которая строится с использованием лидара. Тем не менее, регулярно возникают ситуации, когда платформа по тем или иным причинам не оснащена лидаром или иными активными средствами навигации. При этом на платформе обычно установлена камера, предназначенная для визуального контроля обстановки оператором, которая также может быть использована для навигации при перемещении робота в известной среде. Хорошо известны примеры алгоритмов навигации, основанных на использовании последовательности ключевых кадров, например, визуальный SLAM. При этом в качестве ключевых кадров рассматриваются различные варианты видеоизображений (размытые, маскированные и т.д.). В данной работе в качестве базы для навигации рассматривается когнитивная (не-метрическая, непространственная) карта ключевых кадров, представляющих собой спайковое представление наблюдаемых изображений. В работе проанализирована возможность использования разработанных в ЦНИИ РТК нейроморфных информационно-управляющих элементов для выполнения процедуры сопоставления текущего спайкового изображения со спайковыми изображениями ключевой последовательности. Показано, что путем такого сопоставления может быть определен ближайший к текущему ключевой кадр, а также могут быть подобраны параметры сдвига спайковых представлений, что для когнитивной карты является аналогом локализации и навигации. Приведено описание программного средства эмуляции построения карты и перемещения в ней для экспериментальной отработки предложенных алгоритмов. Выполнен сбор данных и экспериментальное исследование качества работы алгоритмов локализации и навигации. Для чего собрано несколько карт ключевых кадров с различным характером перемещения между кадрами. При определении положения кадра в карте получено качество от 70 до 98 %, при определении направления смещения между кадрами точность составила от 94 до 97 %. Полученные результаты оценены как достаточные для решения поставленных перед алгоритмом задач

Представлено исследование по разработке и интеграции рекуррентной нейронной сети (RNN) для повышения точности и отказоустойчивости модели влагопереноса в системе «Умный сад». Проблема контроля влажности почвы становится особенно актуальной в современных условиях сельского хозяйства и экологического мониторинга, где требуется высокая точность для управления водными ресурсами, прогнозирования урожайности и предотвращения засушливых периодов. Традиционные методы, такие как дистанционное зондирование и модели влагопереноса, имеют существенные ограничения: низкая точность, сложность вычислений, зависимость от точных данных сенсоров и сложность применения в реальных полевых условиях. Для решения этих проблем в исследовании предлагается использование RNN, способной эффективно обрабатывать временные ряды данных и прогнозировать влажность почвы даже при наличии неполных, неточных или искажённых входных данных. В качестве исходных данных использованы глобальный датасет влажности почвы GSSM и погодные данные платформы Meteostat, что позволило учесть климатические особенности регионов с разными типами почвы. Модель включает слой долговременной краткосрочной памяти (LSTM) и полносвязный слой для финального прогнозирования. Особое внимание уделено предобработке данных, включая расчёт среднедневных, среднемесячных и среднегодовых значений, а также коррекцию данных с учётом характеристик различных типов почв. Проведённое исследование показало, что разработанная модель RNN обладает высокой устойчивостью к сбоям в работе сенсоров, минимальной зависимостью от объёма входных данных и способностью адаптироваться к разным климатическим и почвенным условиям. Предлагаемое решение позволяет улучшить точность мониторинга влажности почвы в системе «Умный сад», оптимизировать использование водных ресурсов и повысить стабильность работы системы в условиях изменяющихся внешних факторов. Таким образом, интеграция RNN открывает новые возможности для развития сельского хозяйства и экологии, обеспечивая более эффективное управление водными ресурсами и повышение производительности агросистем