ivdon3@bk.ru
Вейвлеты широко используются в различных областях науки и техники для обработки одномерных сигналов и многомерных изображений. Однако технические устройства обработки информации развиваются медленнее, чем растет количество цифровых данных. Наиболее критичной характеристикой таких устройств является вычислительная задержка. В данной статье предлагается реализация метода Винограда для снижения вычислительной задержки при вейвлет-обработке изображений с шагом свертки 2. Предложенная схема для реализации вычислений сократила асимптотическую вычислительную сложность вейвлет-обработки двумерных изображений до 53%. Теоретическая оценка характеристик вычислительного устройства показал снижение задержки до 67%. Перспективных направлением дальнейших исследований является аппаратная реализация предложенного подхода на современных микроэлектронных устройствах.
Ключевые слова: обработка изображений, метод Винограда, цифровая фильтрация, вычислительная задержка, вейвлет-преобразование, свертка с шагом
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Данная статья посвящена анализу применения программно-аппаратного комплекса (ПАК) смешанной реальности и дополненной реальности «BRIO MRS» для изучения возможности цифровизации процесса строительного контроля в рамках компании АО «СИТИ - XXI век». В статье также рассмотрено конкретное применение смешанной реальности, которое заключается в проверке хода работ по постройке реального здания и соответствия его спроектированной цифровой информационной модели (ЦИМ) при помощи программно-аппаратного комплекса для дополненной и смешанной реальности. Комплекс, описанный в данной статье, фактически использовался и используется на строительной площадке. В работе описывается процедура использования программно-аппаратного комплекса для проверки соответствия хода строительных работ и цифровой информационной модели. Принцип работы комплекса, а также перспективы, которые были обнаружены во время реализации опыта использования системы смешанной и дополненной реальности являются предметом дальнейшего исследования, также описаны в статье. В заключении, на основании проведенного исследования выясняется, какие задачи позволяет решать описанный в статье комплекс, какие у него преимущества перед аналогами и какие преимущества принесет его внедрение в деятельность современной девелоперской компании.
Ключевые слова: смешанная реальность, дополненная реальность, цифровизация, цифровая информационная модель, современные стандарты, программно-аппаратный комплекс, строительный контроль
В работе рассматриваются вопросы, связанные с решением актуальной проблемы – переработки скоплений пластикового мусора в океане. Предлагается организация процесса переработки пластика непосредственно в океане на судах переработки. При этом продукты механической переработки и пиролиза могут использоваться для поддержки отраслей строительства, дорожного строительства, электроэнергетики прибрежных развивающихся стран Африки и Латинской Америки, возле которых сосредоточено самое большое количество пластикового мусора. Предлагается для сортировки и идентификации использовать как системы с искусственным интеллектом, обученным на распознавание и идентификацию пластика по форме, так и системы на основе спектрального анализа состава пластика.
Ключевые слова: пластиковый мусор, микропластик, переработка пластика в океане, судно переработки, распознавание типа пластика, использование переработанного пластика
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной статье рассматриваются особенности использования нейросетевых детекторов в задачах распознавания защитных шлемов и касок. В наши дни безопасность на рабочем месте становится все более актуальной темой, в особенности в отраслях с высоким уровнем травматизма. Наблюдаются несчастные случаи, вызванные нарушением правил и норм на рабочих площадках, среди них случаи, связанные с несоблюдением правил ношения защитных касок. В статье исследуются методы и алгоритмы для распознавания защитных шлемов и касок, оценивается их эффективность.
Ключевые слова: свёрточная нейронная сеть, распознавание объектов, защитные шлемы. каски, SSD, YOLOv5, Faster R-CNN, машинное обучение, глубокое обучение, классификация изображений
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В ходе исследования проведен анализ состояния мозаичного покрытия пола в различных условиях эксплуатации и на различных объектах. Выявлены основные достоинства и недостатки покрытий полов с использованием мрамора, особенности их эксплуатации. Цель исследования - упростить и подтвердить приемлемость технологии устройства мраморных полов с учетом факторов влияния и вида помещения. Основные задачи - провести исследование по износу покрытия пола во времени; определить сроки текущего ремонта покрытия пола; провести исследование сохранения отражающей способности (блеска) покрытий полов с использованием мрамора. Практическая значимость заключается в составлении графика зависимости износа пола от его типа и времени на основе анализа визуального осмотра и физических измерений.
Ключевые слова: пол с использованием мрамора, полировка, шлифовка, износ, брекчия, мозаичное покрытие, технология, профилограф, реставрация, бесшовность, цветные бетоны
В данной статье рассматривается практическая разработка адаптивной схемы преобразования внутренней среды во внешнюю на примере архитектурной единицы (модели) глэмпинга. Сформулирована особая классификация примененных на модели типов адаптивности. Целевое направление рассуждения строится на определении объекта адаптивной архитектуры, трансформация которого будет способна обеспечить гибкость и мобильность среды в зависимости от потребностей человека, а также на выявлении архитектурно-планировочных и конструктивных решений объекта для обеспечения прочной взаимосвязи между оптимально функциональной по наполнению схемой и конфигурацией прилегающей территории. Для достижения максимальных результатов в данном направлении на первый план выдвинуты принципы эффективности и простоты архитектурного сооружения в целом.предприятий, перераспределении инвестиций в интересах организации и освоения новой продукции на имеющихся производственных площадях.
Ключевые слова: трансформация, адаптивная архитектура, функция, архитектурный объем, конструктивный элемент, пластика фасадов, эксплуатация архитектурного сооружения
В данной статье рассматривается принципиальная возможность построения архитектурной формы единственным параметром. Сформулирован и разобран принцип подобного формообразования структурного элемента конструктивной схемы здания. Особое внимание уделено оценке рациональности и целесообразности использования формы в качестве общественной или жилой архитектуры. Сделан акцент на наличие достаточных площадей для проживания человека во внутреннем пространстве несмотря на первоначально неоднозначный визуальный эффект от внешнего облика здания. Главная идея рассуждения базируется на математическом обосновании гармонии в природе и архитектуре.
Ключевые слова: гармония, архитектурный объем, архитектурное проектирование, параметр, параметризм, монопараметризм, жесткость конструкции, прямая, точка, геометрическое тело
В статье рассматриваются вопросы особенности целей изучения и методики испытаний для определения характеристик различных зон контактов, организованных различными способами и требующих разного методологического подхода для изготовления и испытания образцов. Зона контакта стальной пластины и бетона, организованная выштамповкой на стальном листе, требует применения стальных форм для запрета горизонтального перемещения. Зона контакта двух деревянных брусков, организованная эпоксидным клеем с армирующим полотном, помещенным между слоями клея, испытывается на сдвиг без организации запрета горизонтального перемещения. Зона контакта, образовавшаяся при соединении стальной пластины и не полностью набравшего прочность бетона, с объединением стальными стержнями, имеет особенности фиксации фактической прочности бетонной части образца. Рассмотренные методики обладают рядом как общих особенностей, так и различий, которые учитываются в предложенных методиках изготовления и испытания.
Ключевые слова: контактная зона, характеристики контакта, методика испытания, испытания сдвиг, выштамповка, составная конструкция
В данной статье предлагается физико-информированная нейронная сеть, содержащая натуральный градиентный спуск, для решения краевой задачи уравнения Пуассона. Методы машинного обучения, использующийся в решении дифференциальных уравнений в частных производных, являются альтернативой по отношению методу конечных элементов. Традиционные численные методы решения дифференциальных уравнений не способны с эквивалентной эффективность решать произвольные задачи математической физики, в отличии от методов машинного обучения. За точность решения начальных и краевых задач уравнений в частных производных отвечает функция потерь нейронной сети. Чем эффективнее проходит минимизация функции потерь, тем более точное решение получается в итоге. Самым традиционным алгоритмом оптимизации является адаптивная оценка моментов, которая по сей день используется в глубоком обучении. Однако данный подход не гарантирует достижения глобального минимума функции потерь. В следствии чего, мы предлагаем использовать натуральный градиентный спуск с распределением Дирихле, который позволил повысить точность решения уравнения Пуассона.
Ключевые слова: натуральный градиентный спуск, уравнение Пуассона, матрица Фишера, метод конечных элементов, нейронные сети
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается метод обнаружения дефектов у протяженных изделий. Для нахождения дефектов применяется сканирование изделия по всей длине. В результате получается двумерный поток данных, который необходимо проанализировать. Задача обнаружения дефекта – это одна из задач обнаружения «полезного» сигнала на фоне «шума». Наиболее надежным методом является использование комплекса статистических критериев. Для сравнения средних значений были применены критерий Стьюдента и критерий Уилкоксона–Манна–Уитни, для сравнения величин рассеяния – критерий Фишера и критерий Ансари–Брэдли. Эффективности алгоритма была подтверждена с помощью компьютерной модели имитации двумерного однородного потока данных.
Ключевые слова: дефекты, протяженные изделия, компьютерная модель, имитация, статистический критерий
2.2.4 - Приборы и методы измерения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматриваются методы расчета и проектирования строительных конструкций позволяющие гарантировать вероятность безотказной работы в течение срока службы, а значит и уровень надежности. По показателю безотказности предлагается схема нормирования надежности проектируемых строительных конструкций и увязывается с оценкой показателей качества возводимых конструкций. Вводиться гарантированные с заданной вероятностью безотказной работы показатели качества конструкции, не связанные с прочностью: геометрические размеры, модуль деформации и упругости, с учетом вариативности свойств и технологии. Определяются соответствующие коэффициенты запаса, обеспечивающие требуемую вероятность безотказной работы. Развивается схема расчета проектирования конструкций с требуемым уровнем надежности в процессе проектирования, возведения и эксплуатации конструкций.
Ключевые слова: метод расчета конструкций, надежность, безотказность, коэффициент запаса, класс по прочности, индекс надежности, совершенствование расчета конструкций
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
Цель данного исследования состоит в том, чтобы представить оценку перспектив и рациональных сценариев развития лесопромышленного комплекса Республики Карелия и Мурманской области. На основе применения факторного и кластерного анализов 27 центральных лесничеств региона исследования были разделены на 9 однородных кластеров по 20 показателям. Выбранные показатели учитывали характеристики ресурсов древесины, природно-производственные условия и дорожную инфраструктуру. Основываясь на профилях кластеров, а также на данных топографических, климатических, почвенных карта и карт растительности предложены сценарии развития лесопромышленного комплекса региона исследования в разрезе полученных кластеров. Результаты исследования показали, что по мере движения с юга на север происходит постепенное оскудение ресурсов древесины. Усилия государства и бизнеса должны быть направлены на решение вопросов дорожной инфраструктуры, вовлечение в производственный оборот лиственной, тонкомерной, энергетической древесины. Учитывая природно-производственные условия, определяющиеся во многом переувлажненностью лесных почв и крайней уязвимости северных экосистем, в процессе лесозаготовок особо необходимо уделять внимание минимизации негативного влияния лесозаготовительных операций на почвенный покров.
Ключевые слова: районирование, лесная отрасль, факторный анализ, кластерный анализ, метод к-средних, лесозаготовки, управление лесами
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 4.1.6 - Лесоведение, лесоводство, лесные культуры, агролесомелиорация, озеленение, лесная пирология и таксация
В статье представлены способы повышения точности классификации нормативно-справочной информации при помощи алгоритмов иерархической кластеризации.
Ключевые слова: машинное обучение, искусственная нейронная сеть, сверточная нейронная сеть, нормативно-справочная информация, иерархическая кластеризация, DIANA
В данной статье рассмотрены условия и факторы, влияющие на безопасность информационных систем, функционирующих в условиях сетевой разведки. В основу разработанной модели положены техники, реализующие динамическую смену доменных имен, сетевых адресов и портов сетевым устройствам информационной системы и ложным сетевым информационным объектам, функционирующим в их составе. Произведена формализация задачи исследования. Теоретической основой разработанной модели являются теории вероятностей и случайных процессов. Приведены результаты расчета вероятностно-временных характеристик целевой системы в зависимости от действий сетевой разведки, позволяющих определить режим настройки разработанных мер защиты и осуществить оценку защищенности целевой системы при различных условиях ее функционирования.
Ключевые слова: информационная система ведомственного назначения, сетевая разведка, структурно-функциональная характеристика, ложный сетевой информационный объект
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В данной статье представлены разработанные составы сухих растворных смесей для приготовления мелкозернистых бетонов. Для приготовления указанных смесей была применена технология электромагнитного воздействия на сухие компоненты растворов. В результате использования магнитного поля для активизации и повышения реакционной способности смеси значительно улучшились физико-механические характеристики мелкозернистых бетонов. Увеличение предела прочности образцов на сжатие достигало более 70 % по сравнению с прочностью образцов, приготовленных по обычной технологии без применения магнитной обработки сухих компонентов смеси.
Ключевые слова: сухая смесь, магнитная обработка, линейно-индукционный вращатель, мелкозернистый бетон, прочность