ivdon3@bk.ru
Оптимизация автоматизированных систем управления комплексами защиты объектов не теряет своей актуальности. В данной статье представлен обзор инструментов для организации отдельных процессов мониторинга: опроса устройств, обработки полученных данных и передачу данных в пользовательский интерфейс. На основе анализа рассмотренной информации планируется сформировать базу решений для системы управления комплексом технических средств. В ходе исследования удалось выявить, что многопоточная архитектура сетевого менеджера в комбинации с адаптивным алгоритмом позволяет осуществить крупномасштабный опрос, алгоритмы кластеризации и настройка платформ обработки большого объема данных повышают производительность, а протокол WebSocket эффективен при передаче данных. Результатом оценки стал набор средств для разработки программно-аппаратного комплекса.
Ключевые слова: датчик, система управления, мониторинг, менеджер SNMP, кластеризация, Hadoop, MapReduce, Spark, Apache Kafka, WebSocket
В работе рассмотрено текущее состояние рынка промышленного Интернета вещей в России и в мире, основные области его применения, а также перспективы и вызовы, с которыми предстоит столкнуться бизнесу и промышленным предприятиям на пути внедрения этой технологии. Особое внимание уделено преимуществам внедрения IIoT, таким как повышение производительности, снижение издержек, улучшение безопасности и прозрачности процессов. Обсуждаются барьеры, характерные для российского рынка, включая вопросы кибербезопасности, совместимости оборудования и значительные начальные затраты. Приведены примеры успешных реализаций технологий IIoT в различных отраслях, таких как нефтегазовая промышленность, логистика и химическое производство. Сделан акцент на необходимости государственной поддержки и адаптации нормативной базы для ускорения внедрения. В статье подчеркивается значимость комплексного подхода к реализации IIoT, включая использование международного опыта и консолидацию усилий для развития цифровой экономики в условиях глобальных и локальных вызовов.
Ключевые слова: промышленный интернет вещей, IIoT, индустрия 4.0, 5G, автоматизация производства, цифровая трансформация
В статье рассматривается применение беспилотного комплекса для поиска и выявления дефектов при строительстве зданий и сооружений. Приведено применение беспилотных комплексов, интегрированных в практику для контроля качества строительных работ бетонных и стальных поверхностей, а также для регулярных инспекций зданий, изоляций или вентиляционных систем. Подтверждена перспективность использования беспилотных комплексов для проведения ремонтных работ, способствующая повышению показателей работы строительной организации.
Ключевые слова: искусственный интеллект, машинное зрение, программное обеспечение, беспилотный комплекс, обследование, дефект
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В данной статье мы рассмотрели проницаемость бетона и влияние коррозийных процессов на долговечность и надежность железобетонных конструкций. Внимание уделяется не только причинам и механизмам коррозии, но и предоставляются современные методы и стратегии защиты от неё бетонных и железобетонных конструкций, направленные на продление их срока службы и обеспечение безопасности эксплуатации. Данные знания позволят инженерам и строителям более эффективно планировать и реализовывать проекты, снижая риски и экономические потери, связанные с коррозионными процессами.
Ключевые слова: коррозия бетона, коррозия стальной арматуры, проницаемость, железобетон, долговечность, прочность, надёжность
В данной статье раскрываются особенности работы информационно-измерительных систем при транспортировке газа. Отражаемые в статье вопросы приобретают особую актуальность в условиях необходимости достижения эффективности работы информационно-измерительных систем в нефтегазовой отрасли. Цель научного исследования состоит в разработке подхода к информационно-измерительным системам в нефтегазовых организациях на основе модели цифрового двойника. Для достижения поставленной цели в статье проанализированы практические кейсы работы информационно-измерительных систем в нефтегазовых организациях, отражены особенности сертификации информационно-измерительных систем, применяемых в нефтегазовых организациях, представлены результаты разработки подхода к информационно-измерительным системам в нефтегазовых организациях на основе модели цифрового двойника.
Ключевые слова: информационно-измерительные системы; нефтегазовая отрасль; сертификация; модель цифрового двойника; транспортировка газа; подход; эффективность работы
2.3.4 - Управление в организационных системах , 2.8.5 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
В статье проведён комплексный анализ дефектов монолитных железобетонных конструкций, распространённых при возведении многоэтажных зданий. Рассмотрены основные виды дефектов и повреждений, такие как трещины, сколы бетона, разрушение защитного слоя, оголение и коррозия арматурных стержней, образование раковин, наплывы бетона, щебенистость, геометрические отклонения и холодные швы бетонирования. Дано их общее описание, представлены причины их возникновения, классификации, параметры, а также последствия для эксплуатационных характеристик конструкций. Особое внимание уделено современным методам диагностики и технологиям ремонта, что позволяет существенно продлить срок службы зданий и повысить их безопасность в процессе их жизненного цикла. Представленные результаты могут быть использованы инженерами-проектировщиками, строителями и специалистами по ремонту для оптимизации строительных процессов, контроля качества работ и своевременного устранения выявленных дефектов.
Ключевые слова: обследование строительных конструкций, железобетон, дефекты монолитных конструкций, трещины, коррозия арматуры, ремонт, качество бетона, холодный шов, монолитное строительство, качество бетонной поверхности
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
Проект представляет собой единую систему, взаимосвязанную сеть элементов: участников, ресурсов, процессов и целей. Эта взаимосвязь критически важна для успешной реализации службой технического заказчика. Процессы, четко определенные и управляемые, обеспечивают последовательность и эффективность работы. Поэтому, проектирование и управление проектом требует системного подхода, учитывающего все взаимосвязи и стремящегося к оптимизации каждого элемента для достижения общей цели. Системный подход — это метод, который рассматривает проблему или задачу в части ее взаимосвязей и взаимодействий всех элементов системы. В контексте службы технического заказчика этот подход может быть особенно полезен для управления проектами, оптимизации процессов и повышения эффективности работы.
Ключевые слова: проект строительства, технический заказчик, планирование, технологии, риски, системный подход, управление проектом, документирование процессов, объект строительства, система
Атаки нулевого дня представляют одну из наиболее опасных угроз для безопасности современных систем, приложений и инфраструктуры поскольку они являются непредсказуемыми. Традиционные средства защиты, основанные на сигнатурах, не способны выявить атаки "нулевого дня", из-за неизвестных средствам защиты сигнатур подобных атак. Для противодействия таким атакам в сетях IoT, необходимы как углубленные исследования, так и внедрение практических мер. Представленный обзор современных исследований, направленных на обнаружение атак "нулевого дня" показал, что наилучшую эффективность в выявлении атак и ботнетов "нулевого дня" в сетях IoT демонстрируют методы глубокого обучения. Эти подходы позволяют анализировать аномалии в сетевом трафике и выявлять новые угрозы, а также атаки "нулевого дня", минимизируя количество ложных срабатываний.
Ключевые слова: атака нулевого дня, уязвимость, интернет вещей, машинное обучение, аномалия, сигнатурный метод защиты, автоэнкодер, сетевой трафик
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В данной статье представлены методы решения задачи линейного раскроя (ЗЛР) с критерием минимизации числа отходов и перестановок ножей. Задача линейного раскроя в общем виде представляет собой оптимизационную задачу, которая заключается в размещении заданных видов материала (рулонов) так, чтобы минимизировать отходы и/или максимизировать использование исходных материалов с учетом ограничений по количеству ножей, ширины тамбура и требуемых заказов. Рассматривается частный случай задачи с дополнительным условием по минимизации перестановок ножей и следующие подходы для его решения: метод полного перебора, а также случайный поиск на основе генетических и эволюционных алгоритмов. Для различных методов решения ЗЛР представлен псевдокод. Проведено сравнение по алгоритмической сложности, контролируемости времени исполнения и точности.
Ключевые слова: планирование производства бумаги, линейный раскрой, полный перебор, генетический алгоритм, минимизация отходов, минимизация перестановок ножей
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Стальные грузоподъемные канаты играют важную роль в металлургическом оборудовании, обеспечивая надежность и эффективность подъемных операций. Одной из ключевых особенностей их эксплуатации является высокий уровень загрязнений, характерный для металлургических производств. Металлургические процессы часто сопровождаются образованием пыли, металлических стружек и прочих абразивных частиц, которые могут существенно ухудшать состояние канатов, вызывая износ и коррозию. Для поддержания эффективной работы оборудования необходимо осуществлять мониторинг состояния грузоподъемных канатов в режиме реального времени, что делает актуальной задачу совершенствования автоматических систем контроля состояния канатов. В работе проведен обзор методов оптического контроля дефектов грузоподъемных стальных канатов, рассматриваются преимущества и ограничения различных подходов. Целью работы является обоснование эффективности разработанной авторами методики анализа изображений дефектов канатов с применением нейронных сетей относительно методики, основанной на дискретном преобразовании Фурье. Выявлено, что одним из наиболее перспективных с точки зрения технико-экономической эффективности способов контроля является применение системы технического зрения с обработкой изображения на основе технологии сверточных нейронных сетей, позволяющих эффективно выявлять дефекты в условиях сложных и изменяющихся эксплуатационных условий, таких как металлургическое и горно-обогатительное производство, где фон изображения может быть неоднородным, а расстояние между камерой и канатом изменяется.
Ключевые слова: грузоподъемные канаты, системы технического зрения, оптические методы контроля, быстрое преобразование Фурье, скрытые марковские модели, сверточные нейронные сети
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена созданию узкоспециализированной автоматизированной информационной системы автоматизированной обработки заказов на производство абразивного инструмента. Разработка подобных программных продуктов позволит повысить эффективность производства за счет перехода от позаказного производства к партионному.
Ключевые слова: автоматизированная информационная система, система обработки заказов на производство, диаграмма Раммлера-Брейча, ролевая система доступа к данным
Статья является результатом аналитического исследования на тему управления рисками при создании и модернизации бизнес процессов. В статье предлагаются методики по управлению рисками при помощи кадровых ресурсов организации и способы подготовки кадров c учетом тенденций на рынке труда. Отдельно отмечается эффект, от внедрения мероприятий по управлению рисками и способ оценки эффективности внедренного обучения.
Ключевые слова: управление рисками, кадровый ресурс, обучение сотрудников, эксперты, SWOT анализ
Отклонение лесозаготовительной техники от заданного маршрута приводит к экологическим, правовым и экономическим проблемам, таким как повреждение почвы, уничтожение деревьев и штрафы. Автономные системы корректировки маршрутов необходимы для решения этих проблем. Целью данного исследования является разработка системы обнаружения отклонений и расчета траектории для возврата на заданный маршрут. Система определяет текущее местоположение техники с использованием датчиков глобального позиционирования и инерциального измерительного устройства. Фильтр Калмана обеспечивает точность позиционирования, а алгоритм A* и методы сглаживания траектории используются для вычисления эффективных маршрутов с учетом препятствий и радиусов поворота. Предложенное решение эффективно обнаруживает отклонения и вычисляет траекторию для возврата на маршрут.
Ключевые слова: детектирование отклонений, корректировка маршрута, мобильное приложение, фильтр Калмана, лесосечные работы
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной работе рассматривается подход, позволяющий получить научно обоснованные управленческие решения по развитию организационных систем. Цель работы – показать на конкретном примере процесс разработки нечеткой когнитивной модели, провести анализ модели на устойчивость, определить комплексы активизирующих вершин. В основу инструментария описания и анализа нечеткой когнитивной модели, положены базовые понятия теории нечетких графов. Приведены результаты имитационного моделирования, посвященного разработке возможных сценариев развития ситуаций социально-экономической системы Ростовской области. Результаты наглядно проиллюстрированы примерами четырнадцати сценариев, сопоставление которых по основным факторам, позволило определить множество пессимистических и оптимистических, и дать рекомендации лицу, принимающему решение.
Ключевые слова: управление, организационная система, когнитивная модель, имитационное моделирование, нечеткий граф, устойчивость
В статье рассматриваются вопросы имитационного моделирования процессов перемешивания волокнистых материалов с использованием Марковских процессов. Правильное сочетание и перераспределение компонентов в двухкомпонентной смеси существенно влияет на их физические свойства, а разработанная модель дает возможность оптимизировать этот процесс. Авторами предложен алгоритм моделирования переходов между состояниями смеси, основанный на Марковских процессах.
Ключевые слова: моделирование, имитация, смесь, перемешивание, волокнистые материалы
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье представлены результаты анализа и оценки применимости различных критериев предоставления мандата на локализацию инцидента информационной безопасности в рамках реагирования. Мандат предоставляется средствам оркестрации или системам искусственного интеллекта для проведения локализации инцидента в автоматическом режиме, т. е. без участия сил групп реагирования. При проведении оценки применимости различных критериев предоставления мандата в отличие от известных оценивался уровень сложности определения значений для рассматриваемых критериев силами только групп реагирования. Предложены отдельные критерии и их значения, которые в отличие от известных выделяют область для локализации инцидентов информационной безопасности в автоматическом режиме, что позволяет сокращать время и силы, затрачиваемые группами реагирования на локализацию обнаруженных инцидентов.
Ключевые слова: группа реагирования, область реагирования, реагирование, автоматическая локализация, оркестрация, искусственный интеллект
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В работе исследуется применение рекуррентных нейронных сетей для прогнозирования уровня воды в реке Амур. Описаны преимущества использования таких сетей по сравнению с традиционными методами машинного обучения. Проведено сравнение различных архитектур рекуррентных сетей, выполнена оптимизация гиперпараметров модели. Разработанная модель, основанная на длинной краткосрочной памяти, продемонстрировала высокую точность прогнозирования, превосходящую традиционные методы. Полученные результаты могут быть использованы для повышения эффективности мониторинга водных ресурсов и предупреждения паводков.
Ключевые слова: анализ временных рядов, Амур, уровень воды, прогнозирование, нейронные сети, рекуррентная сеть
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Данная работа посвящена разработке нового подхода к решению задач оптимизации, основанного на синтезе генетических алгоритмов и искусственных нейронных сетей. Предложенная гибридная система включает в себя механизм динамической адаптации параметров эволюционного процесса на основе обучающейся нейронной сети, что позволяет эффективно решать задачи с многими локальными минимумами, шумными данными и изменяющимися условиями. В рамках исследования были проанализированы существующие методы эволюционного поиска, выявлены их ограничения и предложены решения, направленные на повышение эффективности оптимизации. Основной целью работы является создание алгоритма, который с помощью нейронной сети может изменять параметры мутации и кроссовера в процессе поиска, что позволяет избегать преждевременной сходимости и ускоряет нахождение глобального экстремума. Экспериментальная часть работы включает тестирование предложенного метода на примере функции Растригина, где показана эффективность гибридного подхода по сравнению с традиционными методами. Результаты демонстрируют, что динамическая настройка параметров, предложенная в данной работе, значительно улучшает результаты поиска в условиях многопараметрических задач и может быть использована для более сложных оптимизационных проблем. В заключение обсуждаются возможные направления дальнейших исследований и расширений предложенной методики.
Ключевые слова: генетический алгоритм, искусственная нейронная сеть, динамическая настройка, гибридный метод, глобальная оптимизация, адаптивный алгоритм
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается использование технологий компьютерного зрения для автоматизации процесса наблюдения за животными на открытых пространствах, с целью их подсчета и идентификации видов. Описываются методы детектирования и распознавания животных с помощью сверхточных нейронных сетей и способы решения проблем многократного подсчета животных на изображениях. Предлагаются два метода: анализ последовательностей видеоданных и индивидуальное распознавание животных. Рассматриваются плюсы и минусы каждого метода, а также возможность их комбинирования для повышения точности системы. Описан процесс обучения нейронной сети на основе датасета. Получены результаты тестирования, показывающие успешность предложенной системы. Подчеркивается перспективность рассмотренных технологий для мониторинга популяций животных и дальнейшего развития подобных систем в сельском хозяйстве.
Ключевые слова: алгоритм, компьютерное зрение, мониторинг, пастбищное, животноводство
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье будет представлен пакет mlreflect, написанный на языке Python, который представляет собой оптимизированный конвейер данных для автоматизированного анализа данных рефлектометрии с использованием машинного обучения. Этот пакет объединяет несколько методов обучения и обработки данных. Прогнозы, сделанные нейронной сетью, достаточно точны и надежны, для того чтобы служить хорошими отправными параметрами для последующей подгонки данных по методу наименьших средних квадратов (НСК). Для большого набора данных, состоящего из 250 кривых отражательной способности различных тонких пленок на кремниевых подложках, было продемонстрировано, что аналитический конвейер данных с высокой точностью находит минимум пленки, который очень близок к заданному исследователем с использованием физических знаний и тщательно подобранных граничных условий.
Ключевые слова: нейронная сеть, рентгенография, тонкие пленки, конвейер данных, машинное обучение
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Современные автоматизированные системы управления технологическими процессами программные комплексы мониторинга, диспетчеризации, обработки данных и управления промышленным оборудованием. Корректная работа этих систем зависит от предсказуемого и устойчивого развертывания программных компонентов, что требует детерминированного подхода к управлению конфигурацией. В данной работе предложена математическая модель управления конфигурацией программных средств, основанная на разностных уравнениях дискретных систем. Проведено численное моделирование в среде Octave, подтверждающее корректность предложенной модели и позволяющее анализировать влияние параметров управления на динамику процесса. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации стратегий автоматизированного развертывания программных комплексов в промышленных системах.
Ключевые слова: автоматизированное управление, программные комплексы, дискретные системы, разностные уравнения, устойчивость, диспетчеризация, мониторинг
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Данная работа посвящена применению метода Винограда для выполнения вейвлет-преобразования в задаче сжатия изображений. Применение данного метода позволяет снизить вычислительную сложность, а также повысить скорость вычислений за счет групповой обработки пикселей. В работе определяется минимальное количество бит, при котором обработанные изображения достигали высокого качества в результате выполнения дискретного вейвлет-преобразования в формате вычислений с фиксированной точкой. Результаты эксперимента показали, что для обработки фрагментов из 2 и 3 пикселей без потери точности по методу Винограда достаточно использовать 2 двоичных знака после запятой. Для получения качественного изображения при обработке групп из 4 и 5 пикселей достаточно использовать 4 и 7 двоичных знака после запятой, соответственно. Разработка аппаратных ускорителей предложенного метода сжатия изображений является перспективным направлением дальнейших исследований.
Ключевые слова: вейвлет-преобразование, метод Винограда, обработка изображений, цифровая фильтрация, свертка с шагом
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Представлены результаты исследования, направленного на разработку способа семантической сегментации тепловизионных изображений с применением модифицированного нейросетевого алгоритма, отличающегося от исходного нейросетевого алгоритма более высокой скоростью обработки графической информации. В рамках исследования выполнена модификация нейросетевого алгоритма семантической сегментации DeepLabv3+ за счет уменьшения количества параметров нейросетевой модели, что позволило увеличить скорость обработки графической информации на 48% с 27 до 40 кадров в секунду. Также представлена методика обучения, позволяющая повысить точность модифицированного нейросетевого алгоритма, при этом получено значение точности ниже точности исходного нейросетевого алгоритма на 5%.
Ключевые слова: нейросетевые алгоритмы, семантическая сегментация, машинное обучение, аугментация данных
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ