ivdon3@bk.ru
В статье рассматривается задача построения непрерывной траектории перемещения на основе данных обратной связи в системах управления с прогнозированием внешней нагрузки. Предлагается использование интерполяции кубическими сплайнами Фергюссона. Предложенный подход обладает вычислительной эффективностью и применим в системах адаптивного управления, включая управление вращательными движениями в недетерминированной среде.
Ключевые слова: управление, прогнозирующие модели, MPC, внешняя нагрузка, интерполяция, сплайн, траектория движения объекта управления
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Системы биометрической аутентификации на основе электрокардиограммы (ЭКГ) обладают высокой степенью защиты от подделки благодаря физиологической уникальности сердечного сигнала. Однако их эффективность в динамических условиях реального мира — таких как носимые устройства или состояния, вызванные стрессом — часто снижается из-за шума, смещения электродов и внутрисубъектной вариативности сигналов. В данной работе предложена новая гибридная архитектура, направленная на повышение устойчивости системы и обеспечение высокой точности и надежности аутентификации в неблагоприятных условиях. Метод основан на интеграции вейвлет-анализа для подавления шума и глубокой нейронной сети для адаптивного распознавания признаков. Система включает этапы предварительной обработки сигнала, детекции комплекса QRS, моделирования отклонений и статистического сравнения, которое количественно оценивает морфологическое сходство между ЭКГ-шаблонами по амплитудным и формным характеристикам. Для классификации используется многоуровневая нейронная сеть прямого распространения (MLP), обученная на извлечённых признаках ЭКГ для выявления сложных нелинейных взаимосвязей между морфологией сигнала и личностью пользователя. Это обеспечивает адаптацию модели к изменяющимся условиям регистрации сигнала. Экспериментальная проверка на базе датасета ECG-ID показала точность 98,8 %, чувствительность 95 %, площадь под кривой (AUC) – 0,98 и низкий уровень ложных срабатываний. Предложенная система превосходит типичные решения для носимых ЭКГ-устройств, где точность обычно находится в диапазоне 90–95 %. Среднее время обработки одного цикла составляет около 8 секунд, что позволяет использовать метод для почти реального времени аутентификации в медицинских информационных системах, телемедицине и IoT-средах управления доступом. Результаты исследования формируют масштабируемую, адаптивную и устойчивую к шумам основу для биометрической аутентификации следующего поколения в реальных условиях эксплуатации.
Ключевые слова: биометрия на основе электрокардиограммы, вейвлет-разложение, детекция QRS-комплекса, нейронная сеть прямого распространения, классификация с глубоким обучением, устойчивая к шуму аутентификация, биометрическая безопасность
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Предлагается комплексный метод системного анализа и обработки финансовой информации без предварительного обучения по пяти взаимодополняющим таксономиям (жанр, тип события, тональность, уровень влияния, временность) с одновременным извлечением сущностей. Метод основан на ансамбле из трех специализированных инструкций для локальной модели искусственного интеллекта с адаптированным алгоритмом мажоритарного голосования и двухуровневым механизмом объяснимых отказов. Протокол валидирован сравнительным тестированием 14 локальных моделей на 100 экспертно размеченных единицах информации, при этом модель достигла 90 % точности обработки. Система реализует принципы самосогласованности и селективной классификации, воспроизводится на стандартном оборудовании и не требует обучения на размеченных данных.
Ключевые слова: системный анализ, классификация без предварительного обучения, обработка финансовой информации, ансамблевые методы, мажоритарное голосование, селективная классификация, модели искусственного интеллекта, объяснимые отказы, оптимизация, статистический метод
В статье представлена модель поддержки принятия решений при реагировании на лесные пожары в горной местности с использованием аппарата нечеткой логики. Методы исследования включают применение метода Мамдани для построения системы нечеткого вывода, использование лингвистических переменных для описания состояния среды и факторов риска, а также формирование базы правил на основе экспертных знаний. Разработанная модель реализует принципы ситуационного управления и обеспечивает определение уровня пожарной опасности, выбор метода тушения, тактики реагирования и оптимальное распределение ресурсов. Практическая значимость заключается в возможности применения модели в системах поддержки решений подразделений МЧС России для оперативного планирования и прогнозирования при тушении лесных пожаров в сложных горных условиях.
Ключевые слова: лесные пожары, горная местность, нечеткая логика, поддержка принятия решений, интеллектуальные системы, ситуационное управление
В статье представлена архитектура и реализация интеллектуального программного комплекса (ИПК) для прогноза теплового сопротивления полупроводниковых приборов, в частности MOSFET-транзисторов, на этапе проектирования. Разработанная система сочетает физико-математическое моделирование многослойных теплопроводящих структур с методами машинного обучения, что позволяет осуществлять точный прогноз тепловых параметров на основе инженерных характеристик и конструкции корпуса. В ИПК реализован механизм автоматического дополнения неполных данных с использованием базы знаний о типовых параметрах отечественных и зарубежных приборов. Обучение моделей проведено на синтетически расширенной выборке, сформированной с учётом теплопроводностей конструктивных материалов и геометрии слоёв. Среди применённых алгоритмов — ансамбли случайных лесов и градиентного бустинга, а также нейросетевые модели. Проведён анализ важности признаков, выявлены ключевые параметры, определяющие, и продемонстрирована возможность применения ИПК для ранней оценки тепловых режимов в CAD- и CAE-средах.
Ключевые слова: тепловое сопротивление, MOSFET, машинное обучение, интеллектуальный программный комплекс, многослойная структура, предсказательная модель, CAD, теплопроводность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается проблема контроля и управления в транспортных системах на примере процессов эксплуатации пассажирского железнодорожного подвижного состава с использованием средств информатизации и автоматизации. Основными предлагаемыми методами повышения эффективности управления эксплуатацией транспортных средств являются применение цифрового моделирования объектов и процессов транспортного комплекса и автоматизация проведения вероятностно-статистического анализа данных о технических и эксплуатационных характеристиках системы. Основной задачей исследования является разработка общего подхода к применению методов цифрового моделирования и анализа данных для улучшения управления эксплуатацией пассажирского подвижного состава. Рассмотрено применение цифровых моделей единиц подвижного состава и цифровизация процесса ремонта. Предложено использование автоматизации методов статистического анализа потока данных о показателях эксплуатации и технического состояния пассажирских вагонов. Даны общие рекомендации по применению информационных инструментов для улучшения управления эксплуатацией пассажирским подвижным составом железнодорожного транспорта.
Ключевые слова: информационные технологии, цифровое моделирование, цифровой двойник, автоматизированное управление, системный анализ, процессный подход, надежность, эксплуатация подвижного состава, техническое обслуживание и ремонт, системы мониторинга
В работе исследуется природа экспоненциального поведения и выявляются условия, при которых вероятностное распределение срока завершения проекта отклоняется от экспоненциального. Для этого разработана модель, в которой эволюция проекта описывается как марковский процесс с матрицей переходов, содержащей константу во всех элементах первой строки. Такая структура соответствует ситуации, при которой проект может быть перезапущен в любой момент. Времена завершения проектов могут подчиняться различным статистическим распределениям, включая нормальное, экспоненциальное и более сложные формы. Примерами таких проектов могут быть исследовательские, разведывательные, венчурные и другие подобные проекты. Анализ динамики показывает, что модель надежно воспроизводит экспоненциальное распределение в случаях, когда вероятность перезапуска остается умеренной. Это указывает на предел применимости экспоненциального описания: оно адекватно при низкой и средней вероятности перезапуска, но теряет точность при высоком уровне неопределенности.
Ключевые слова: марковские процессы, управление проектами, экспоненциальное распределение, время завершения проекта, оценка рисков, вероятностное прогнозирование, неопределенность в проектах, риски допущений, динамика эволюции проекта
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Одной из основных причин повышения рисков проекта является нехватка ресурсов. Разработка методики, позволяющей проводить моделирование сетевых графиков в условиях ограниченности ресурсов, с учетом стохастического влияния рисков на сроки выполнения работ проекта является целью настоящего исследования. В работе проведен анализ инструментов для моделирования графиков работ проектов; приведено описание математической модели оценки стоимости проекта на основе сетевого графика в условиях ограниченности ресурсов; предложен способ моделирования сетевого графика в среде AnyLogic; разработан алгоритм моделирования параллельно-выполняемых ветвей графика работ проекта в условиях ограниченности ресурсов; описана методика моделирования сетевого графика работ проекта. Апробация проведена на основе сетевого графика проекта строительства контактной линии опоры. Методика может применяться для проектов, описываемых сетевыми графиками и позволит оптимизировать ресурсы, выделяемые на реализацию проекта с учетом времени и стоимости проекта, вырабатывать оптимальные решения по управлению рисками проекта.
Ключевые слова: сетевой график, план работ, имитационное моделирование, анализ рисков, время выполнения проекта, стоимость проекта
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Целью исследования является оценка экологической и экономической эффективности применения водородно-природных смесей в существующих топливных системах. Работа основана на стехиометрическом расчете объемов выбросов и сравнительном стоимостном анализе. Установлено, что линейная зависимость между долей водорода и снижением выбросов CO₂ позволяет сократить их на 30% для смеси с 30% об. H₂. Объем выбросов водяного пара также снижается на 15%, что объясняется разницей в стехиометрии горения метана и водорода. В статье обоснована экономическая целесообразность технологии в случае использования дешевого водорода, получаемого локально, например, при переработке отходов.
Ключевые слова: газ, природный газ, водород, парниковые газы, газовая смесь, углекислый газ
2.10.2 - Экологическая безопасность , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В статье рассматриваются особенности адаптивного проектирования в строительстве как базовый компонент обеспечения безопасности жизнедеятельности в зоне специально военной операции. Современный мир меняется с невероятной скоростью: климатические аномалии учащаются, технологические уклады сменяют друг друга за годы, а социальные и экономические условия претерпевают постоянные трансформации. Нигде эти вызовы не проявляются так остро и концентрированно, как в зоне проведения специальной военной операции (СВО). Именно здесь традиционный подход к строительству, ориентированный на создание статичных, «застывших» объектов, оказывается не просто неэффективным, но и опасным. На смену ему приходит адаптивное проектирование - философия и методология, рассматривающие здание или инфраструктурный объект не как конечный продукт, а как живой, изменяющийся организм, способный эволюционировать в ответ на прямую угрозу и меняющиеся оперативные условия. Адаптивное проектирование - это стратегия создания архитектурных объектов и градостроительных систем, которые могут быть легко модифицированы, трансформированы или перепрофилированы в ответ на изменение внешних или внутренних условий. В мирной жизни это ответ на меняющиеся рынки и технологии. В зоне специальной военной операции - это вопрос обеспечения безопасности жизнедеятельности. Это не просто ремонт или реконструкция постфактум, а изначальная способность объекта к мгновенному изменению своей функции и защитных свойств без кардинальной перестройки. Опыт зоны специальной военной операции открыто доказал, что адаптивное проектирование - это не абстрактная идея из учебников по строительству, а критически важная дисциплина, от которой зависят жизни людей и успех поставленной задачи. Те принципы гибкости, модульности и многофункциональности, которые сегодня отрабатываются в экстремальных условиях, завтра станут новым стандартом для всего строительного комплекса Российской Федерации. Они лягут в основу восстановления городов, создания устойчивой гражданской инфраструктуры и формирования новой, антикризисной архитектуры, способной выстоять перед вызовами как военного, так и мирного времени. Инвестируя в гибкость сегодня, мы строим не просто здания, а систему безопасного жизнеобеспечения, способную адаптироваться, выжить и победить. В зоне специальной военной операции проходит апробацию и создается архитектурно наследие, которое останется функциональным, востребованным и устойчивым завтра. Будущее строительства за теми, кто проектирует не на годы, а на возможности.
Ключевые слова: адаптивное строительство, современные тенденции, современные технологии проектирования, строительная отрасль, строительные процессы, специальная военная операция
Представлены результаты исследования усадки, механических свойств и долговечность шлакощелочного бетона модифицированным машинным и растительным маслом. Для определения влияния масел были протестированы физико-механические свойства (время схватывания, прочность на сжатие, автогенная усадка). Экспериментальные результаты показывают, что использование масла в качестве модификатора структуры шлакощелочного бетона может существенно снизить автогенную усадку шлакощелочного бетона за счёт уменьшения поверхностного натяжения и более плотной внутренней структуры. Установлено, что эмульгированные масла обеспечивают более высокие физико-механические свойства у бетонов по сравнению с не эмульгированными маслами. Время схватывания также выше, чем в составах без органического модификатора.
Ключевые слова: граншлак, органические вещества, масло моторное, эмульгирование, вяжущее, сроки схватывания, прочность, усадка
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В статье приведено численное моделирование делителей потока (сепаратора) с различными диаметрами отверстия (3,5 мм, 7,0 мм, 14,0 мм) с целью предотврещения кавитационного разрушения. Диаметры отверстий, количество и ряды в сепараторах имеют эквивалентное значение, так как они определяют распределение локальных скоростей и давлений в потоке. Все это приводит к минимизации риска образования паровых пузырьков и их последующего коллапса, который приводит к эрозии металлических поверхностей. С целью предотвращения кавитации авторами представлена конструкция "короткоходного" клапана в котором допускается использование делителей потока с увеличенными отверстиями.
Ключевые слова: клапан, кавитация, картина распределения, сепаратор, отверстия, вращение, моделирование, делитель потока
1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Представлен ансамбль моделей прогнозирования положения мобильного робота при движении в неструктурированной среде. Разработана архитектура, объединяющая кинематическую модель движения с обучаемыми моделями, использующими данные карты высот и семантической сегментации. Описаны принципы построения карты признаков пространства, включающей геометрические характеристики: индекс пересеченности местности, нечеткий индекс проходимости. Предложена модульная структура блоков: подготовки данных, вычисления геометрических свойств, сегментации, решающего элемента. Результаты тестов демонстрируют преимущество совмещения кинематических и сенсорных моделей для автономной навигации в сложных условиях.
Ключевые слова: модель проходимости, карта высот, облако точек, кинематическая модель, сегментация, машинное обучение, карта признаков
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.5.4 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы
Статья посвящена оценке влияния возможных неоднородностей в слоях дорожных одежд на результаты обратного расчета модулей упругости по данным испытаний установок динамического нагружения падающим грузом (УДН). В статье рассмотрены варианты влияния различного расположения теоретически заданных неоднородностей конструктивных слоев в пределах проезжей части. Дополнительно рассмотрено влияние расположения края дорожной одежды на результаты вычисления модулей упругости обратным расчетом. Проведенный численный эксперимент подтверждает, что возможные неоднородности дорожной одежды могут существенным образом влиять на результаты обратных расчетов, и как следствие, на принятие решений по назначению ремонтных мероприятий. Также определены границы при которых наличие обочины с конструкцией дорожной одежды, отличающейся от проезжей части, в значительной степени искажает получаемые результаты. В конце работы предложены пути по практическому учету неоднородностей и дальнейшему совершенствованию метода обратного расчета модулей упругости нежестких дорожных одежд.
Ключевые слова: установка динамического нагружения, дорожная одежда, конструктивные слои, чаша прогибов, асфальтобетон, модуль упругости, обратный расчет, неоднородность слоев, проезжая часть, обочина
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.8 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Расчет ветровых воздействий на навесные фасады и элементы их крепления для высотных зданий и сооружений по инженерной методике и различными численными методами остается актуальной задачей и по настоящее время. Особый интерес представляют угловые участки здания, где возникает наибольшее отрицательное ветровое давление. Неправильный расчет ветрового отсоса может привести к отрыву панелей при сильном ветре. В статье проводится расчет пиковой ветровой нагрузки численным способом для прямоугольного в плане здания с соотношением сторон 0.6. В ходе численных расчетов двумерного обтекания профиля здания в программе ANSYS Fluent c использованием модели турбулентности k-e Realizable были получены коэффициенты лобового сопротивления, поперечной силы и распределение коэффициента давления при максимальной поперечной силе. Расчеты показали, что ветровой отсос на кромке исследуемого здания превышает нормативное значение примерно на 30 %. Учет полученных в статье результатов при проектировании фасадных систем, для зданий прямоугольного в плане сечения с соотношением сторон 0.6, позволит выбрать более надежные элементы крепления.
Ключевые слова: пиковая ветровая нагрузка, ветровой отсос, прямоугольные в плане здания, пиковый отрицательный аэродинамический коэффициент давления
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В статье разработана аналитическая гидравлическая модель бокового патрубка трехходового пожарного разветвления с номинальным (условным) диаметром DN80. Модель основана на поэлементном расчете местных гидравлических сопротивлений, возникающих на участках с изменением геометрии потока: четырех поворотах (три под 45° и один под 90°), прямоточном вентиле, а также участках внезапного расширения и сужения. Вклад линейных потерь напора, как и в случае с центральным патрубком, был принят незначительным (6% от местных потерь), что подтверждает доминирующую роль местных сопротивлений в общей потере напора. Достоверность модели проверена путем сравнения с данными экспериментальных исследований по определению гидравлических сопротивлений каждого патрубка трехходового разветвления. Расхождение между теоретически рассчитанным значением потерь напора (6,86 м) и экспериментальным (6,97 м) составило всего 1,6 %. Ключевым результатом работы является расчет общего коэффициента местных сопротивлений бокового патрубка пожарного разветвления, который составил - 3,4.
Ключевые слова: системный подход, организационная система, пожаротушение, сетевые структуры, управление, цифровизация, трансформация, теория игр, оптимизация, критерии
1.1.9 - Механика жидкости, газа и плазмы , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена формализации критериев оценки качества в рамках разработки автоматизированной системы управления качеством на этапе конструкторской подготовки производства (КПП) машиностроительных изделий. Основной фокус внимания исследования в разработке технического задания (ТЗ). Автор предлагает формальные критерии для оценки качества ТЗ, направленные на формирование исчерпывающих требований к конструкции изделия и организации работ. Методология основана на системном анализе отечественной и зарубежной литературы, а также нормативных документов и формировании на их основе градуированной количественной шкалы для каждого критерия оценки. Выделены ключевые критерии оценки, каждому из которых присвоены характеристики и системы балльной оценки для количественного анализа и возможности последующего использования при создании автоматизированной системы управления качеством на этапе КПП Работа способствует повышению качества и конкурентоспособности продукции за счет систематической оценки начального этапа разработки и формирования правильных требований к инновационной продукции. Результаты исследования ориентированы как на исследования в научных рецензируемых журналах Российской Федерации, так и с вниманием к международному опыту, что позволяет объединить существующий опыт в предметной области.
Ключевые слова: конструкторская подготовка производства, оценка качества, формальные критерии, техническое задание
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Статья посвящена опыту перевода сайта электронной «Чувашской энциклопедии» с устаревшей платформы ASP.NET на современный фреймворк Laravel. В ней рассмотрены краткая история создания регионального сетевого научно-справочного ресурса, причины обновления его технической базы, включая проблемы с безопасностью, несовместимостью с современными браузерами и отсутствием технической поддержки, проанализированы ключевые этапы его перехода на новую платформу Laravel. Они включают в себя глубокий аудит старого сайта энциклопедии с фиксацией URL-адресов, проектирование новой архитектуры базы данных на современной платформе MySQL 8.0, которая была значительно оптимизирована по сравнению с устаревшей версией, а также миграцию базы данных из MSSQL в MySQL 8.0 и обработку базы данных с помощью консольных команд. Приведен пример разработанной консольной команды для автоматической замены URL-ссылок. Результатом работы явился запуск обновленного сайта электронной «Чувашской энциклопедии» в интернете по адресу http://chuvenc.ru, соответствующего современным стандартам безопасности и производительности. Осуществлена разработка новых решений для переноса устаревшего, но социально-значимого веб-ресурса на современную платформу с минимальными потерями данных и функциональности.
Ключевые слова: электронная «Чувашская энциклопедия», сайт, платформа ASP.NET, фреймворк Laravel, база данных, MySQL, миграция данных, автоматизация обработки данных, консольные команды
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.5 - Математическое и программное обеспечение вычислительных систем, комплексов и компьютерных сетей
В статье представлена краткая характеристика тепловой электростанции Березовской ГРЭС, подробно описан объект проектирования, и проведен анализ существующих систем автоматизации. По результатам анализа сделан вывод о том, что необходимо техническое перевооружение ОПО, подразумевающее под собой модернизацию применяемых на опасном производственном объекте технических устройств. Для проектируемой системы управления технологическим процессом выбрано необходимое оборудование. Создано архитектурное решение системы, обеспечивающее эффективное функционирование и высокий уровень надежности. Проведен расчет показателей надежности, подтвердивший соответствие нормативным требованиям и подтверждающий достаточную продолжительность безотказной работы.
Ключевые слова: удаленный контроль и управление, мазутное хозяйство, программирование ПЛК, импортозамещение, АРМ-оператора
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье рассмотрен подход к разработке архитектуры систем поддержки управленческих решений в предпринимательских структурах с использованием технологий искусственного интеллекта. Показано, что традиционные методы принятия решений не обеспечивают достаточной скорости и обоснованности управленческих действий в условиях высокой волатильности рынка и информационной перегрузки. Предложена многоуровневая архитектура, основанная на принципах модульности, гибридного взаимодействия человека и ИИ, объяснимости и инкрементального развития. Представлена структура системы, включающая четыре слоя. Особое внимание уделено роли человека в контуре управления и пороговому контролю решений. На примере компаний малого и среднего бизнеса показано, что предложенный подход повышает точность прогнозов, ускоряет управленческий цикл и способствует формированию культуры доверия к аналитике. Архитектура обеспечивает адаптивность, прозрачность и соответствие нормативным требованиям, что делает ее эффективным инструментом внедрения ИИ в предпринимательские структуры.
Ключевые слова: принятие управленческих решений, архитектура, искусственный интеллект, человек в контуре, цифровая трансформация, интеллектуальная поддержка