ivdon3@bk.ru
В статье представлена методология решения проблемы дефицита размеченных промышленных данных для обучения глубоких нейросетей семантической сегментации. Предложена платформа синтетической генерации обучающих выборок облаков точек на основе минимального числа реальных сканов лазерного зондирования инженерных сетей. Алгоритм включает детектирование осей цилиндрических элементов методом случайного консенсуса, построение перпендикулярных плоскостей стыков и применение аффинных преобразований для создания сборок из 2–7 элементов. Обучающая выборка увеличена с 8 реальных сканов до 800+ синтетических примеров, что позволило повысить точность сегментации архитектуры глубокого иерархического обучения на облаках точек PointNet++ с 72% до 89% по метрике пересечения-объединения (Intersection over Union – IoU). Разработанная система обеспечивает автоматизированное создание BIM-моделей инженерной инфраструктуры с точностью 90–95% соответствия проектным параметрам.
Ключевые слова: синтетическая генерация данных, облака точек, семантическая сегментация, лазерное зондирование, метод случайного консенсуса, дефицит размеченных данных, BIM-моделирование, инженерные сети, глубокое обучение
В статье рассматриваются вопросы оценки робастности мемристорных элементов с целью повышения надежности систем искусственного интеллекта на основе наноэлектронных структур. Система нелинейных уравнений, описывающая ВАХ мемристора, входные сигналы которого могут сильно зависеть от различных параметров, не может быть решена методами, доступными стандартной математике.
Для достижения результата предлагается, чтобы система уравнений решалась методами интервальной арифметики. Ценность промежуточных решений заключается в том, что они обеспечивают доступ к наиболее надежным решениям базовых задач с учетом возможных изменений исходных и расчетных значений.
Основная задача интервального вычисления состоит в замене арифметических операций и вещественных функций над вещественными числами, интервальными операциями и функциями, преобразующими интервалы, содержащие эти числа. В интервальном вычислении основным объектом исследования является интервал, представляющий собой замкнутый числовой промежуток. Ценность интервальных вычислений заключается в том, что они содержат точные решения исходных задач. Методы интервального вычисления, развитые к настоящему времени, базируются на использовании арифметических операций с вещественными и комплексными числами.
Использование интервального вычисления может помочь уменьшить ошибки при вычислениях и хранении данных в электронных устройствах. Например, при использовании мемристоров для хранения информации, интервальное вычисление может помочь учесть факторы, влияющие на ошибки чтения и записи данных. Интервальная арифметика позволяет учесть возможные погрешности и неопределенности, которые могут возникнуть в ходе измерений и расчетов. Это помогает снизить вероятность ошибок и увеличить точность прогнозирования работы мемристоров.
Предлагаемый в статье алгоритм оценки робастности мемристора в режиме, учитывающий значительные с точки зрения надежности приращения нелинейностей электрических параметров позволяет рассчитать характеристики разрабатываемых схем и снизить время, потраченное на схемотехническое при поиске лучшего варианта.
Ключевые слова: мемристор, многополюсник, топологический граф, конечные приращения, структурно-параметрическая модель, алгоритм
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Предлагается алгоритм моделирования гладких гистерезисных нелинейностей, с учётом коэффициента наклона k и уровня насыщения c. Разработанная модель обеспечивает точность, и удобство настройки при сохранении интуитивно понятных физических параметров петли гистерезиса, что делает её эффективной для практического применения в задачах анализа и синтеза нелинейных систем управления.
Ключевые слова: однозначные нелинейности, гистерезис, систем автоматического управления, люфт с насыщением, неоднозначные нелинейности, алгоритм, моделирование систем автоматического управления, реле, статическая характеристика, аппроксимация
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В работе исследуется задача снижения вероятности развития аварийных ситуаций с участием беспилотных авиационных систем. Аварии рассматриваются как результат сочетания
относительно неопасных по отдельности событий. Причинно-следственные связи описываются
деревьями отказов, где корневой вершиной является авария, а листьями — базовые события, промежуточные узлы отражают их комбинации. Сценарии аварий соответствуют минимальным сечениям дерева отказов. Для определения способов предупреждения аварий рассматриваются пути успешного функционирования. Каждый такой путь представляет собой множество вершин, имеющее непустые пересечения со всеми минимальными сечениями. Предполагаем, что предотвращение всех событий, входящих в путь успешного функционирования, делает невозможным развитие аварийных сценариев.
Также в работе учитывается, что одно и то же полетное задание может выполняться по маршрутам различной сложности. Сложность маршрута влияет на оценки затрат при проведении мероприятий по предупреждению событий, составляющие аварийные комбинации.
В модельном примере описывается оценка сложности двух маршрутов, приводится таблица затрат на парирование базовых событий, а также выбор целесообразного варианта пути успешного функционирования для предупреждения аварии. Предложенная методика направлена на снижение вероятности реализации аварийных комбинаций событий до допустимого значения при соблюдении эксплуатационных ограничений и целевых условий полетного задания.
Ключевые слова: беспилотная авиационная система, аварийная комбинация событий, дерево отказов, сложность маршрутов, логико-вероятностный анализ безопасности
В работе рассматриваются ключевые признаки дипфейков и подходы к их распознаванию с помощью методов компьютерного зрения и машинного обучения. В ходе исследования были определены, проанализированы признаки детектирования дипфейков. На основе приоритетов были выделены признаки, обеспечивающие высокую точность распознавания и сделан вывод о значимости каждого признака.
Ключевые слова: генеративный искусственный интеллект, дезинформация, дипфейк, детектор дипфейков, кибербезопасность, мошенничество, признаки распознавания, анализ, вектора распознавания, машинное обучение, модель
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье рассматриваются интегрированные среды разработки на базе искусственного интеллекта как инновационный инструмент программирования, обеспечивающий автоматизацию рутинных задач разработки программного обеспечения. В качестве основного объекта исследования выступает среда разработки Cursor, разработанная компанией Anysphere. Проводится анализ архитектурных особенностей системы, включая агентный подход к взаимодействию с кодом, механизмы управления контекстом через генерацию с дополнением извлеченными данными, индексацию кодовой базы с использованием векторных представлений и деревьев Меркла для оптимизации обновлений. Выявлены ключевые ограничения современных интегрированных сред разработки на базе искусственного интеллекта: проблемы с размером контекстного окна, производительностью индексации больших репозиториев, точностью извлечения контекста, а также вопросы приватности и безопасности. Особое внимание уделяется человеческому фактору – недостаточной компетентности разработчиков в области эффективного управления контекстом и создания качественных промптов. Статья обосновывает необходимость создания предварительного агента для управления контекстом, способного технически оптимизировать процессы и направлять пользователей к эффективным практикам работы с интегрированными средами разработки на базе искусственного интеллекта.
Ключевые слова: интегрированная среда разработки, искусственный интеллект, среда разработки Cursor, большие языковые модели, управление контекстом, генерация с дополнением извлеченными данными, индексация кодовой базы, деревья Меркла, агентный подход
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Целью исследования является разработка решения, позволяющего оптимизировать численность и функционал специалистов подразделения по защите информации, участвующих в обеспечении информационной безопасности автоматизированной системы в защищённом исполнении организации. В работе анализируются существующие требования к персоналу, обслуживающему автоматизированную систему в защищенном исполнении, их функционалу и выполняемым трудовым действиям и выявляются недостатки действующих нормативно-методических документов, описывающих функционал персонала, обеспечивающего защиту информации объекта. Предлагается решение по оптимизации численности и функционала специалистов, участвующих в обеспечении информационной безопасности организации. Оно подчёркивает важность повышения квалификации и унификации компетенций работников информационной безопасности для обеспечения их взаимозаменяемости и снижения различных рисков, что позволит повысить устойчивость и эффективность системы защиты информации на предприятии.
Ключевые слова: информационная безопасность, администратор, штатная численность, функционал персонала информационной безопасности, автоматизированная система в защищенном исполнении
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье систематизированы методы усиления по принципу действия и применяемым материалам, также выявлены ключевые тенденции: доминирование технологий на основе композитных материалов внешнего армирования, активное развитие гибридных систем. Разработана классификационная схема, позволяющая обоснованно выбирать метод усиления в зависимости от технического состояния конструкции и требуемого результата.
Ключевые слова: усиление конструкций, эксплуатационная нагрузка, колонны, композитные материалы, углеволокно, сейсмостойкость, торкретирование, стальные обоймы, фибробетон, гибридное армирование
Работа сравнивает применение рекуррентных сетей и моделей на основе архитектуры трансформеров для решения задачи предсказания времени завершения бизнес-процесса. Модели по определению моделируют последовательность исполнения действий и способны учитывать множество атрибутов в определении целевых характеристик. Для сравнения были использованы рекуррентная модель долгой краткосрочной памяти и трансформер-энкодер собственной архитектуры, работа которых была опробована на открыто представленных реальных данных из логов службы поддержки. Обучение и тестирование моделей проводилось с помощью языка Python с помощью библиотек pandas, numpy, torch с одинаковой для обеих моделей подготовкой данных, формированием префиксов и разбиением по времени. Сравнение в результате экспериментов по средней абсолютной ошибке показало преимущество энкодера-трансформера; по среднеквадратичному отклонению зафиксирована примерно одинаковая точность моделей с незначительно большей точностью модели-транфсормера.
Ключевые слова: предиктивный мониторинг, журнал событий, машинное обучение, трансформер-энкодер, нейронные сети, подготовка данных, регрессионная модель, нормализация, паддинг, рекуррентная сеть, архитектура модели
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В работе рассматривается подробная математическая модель части автопилота летательного аппарата вертолетного типа, реализованная в среде моделирования Matlab/Simulink. Путем компьютерной имитации рассмотрено поведение системы без применения законов управления, подтверждающее необходимость коррекции. Для сравнения качества работы регуляторов рассматривается сравнение нечеткого логического регулятора пропорционально-дифференциального типа с линейным и нелинейным законами управления.
Ключевые слова: вертолет, управление высотой, нечеткий логический регулятор, система автоматического управления, безопасность полета
В статье рассматривается решение систем линейных алгебраических уравнений, возникающих при решении статических задач и задач на установившиеся колебания методом конечных элементов. Представлен формат блочно-разреженных матриц на основе CSR (формата сжатых строк), его реализация для GPU с использованием CUDA. Реализован стабилизированный метод сопряженных градиентов и решены модельные задачи различной размерности, проведено сравнение с референсной реализацией на языке MATLAB.
Ключевые слова: разреженные матрицы, метод конечных элементов, блочные матрицы, GPU, параллельные вычисления, системы линейных алгебраических уравнений, метод бисопряженных градиентов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Представлены два подхода к взвешиванию вершин в корневых деревьях иерархических классификаторов, характеризующих предметные области различных информационно-поисковых систем. Рассматривается весовые характеристики в зависимости от положения вершин в корневом дереве – от уровня, глубины, количества непосредственно подчиненных (клана «сыновей») вершин и количества подчиненных по иерархии листовых вершин. Иллюстрируются особенности взвешивания вершин корневого дерева на основе взвешенного суммирования уровневого, глубинного, кланового и листового веса вершин, и на основе иерархически-аддитивного суммирования листовых весовых характеристик.
Ключевые слова: информационно-поисковые системы, иерархические тематические классификаторы, иерархические рубрикаторы, тематическое индексирование, взвешивание вершин корневого дерева, уровневая весовая характеристика вершины, глубинная весовая характеристика вершины
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.8 - Информатика и информационные процессы
В статье представлен обзор наиболее актуальных вопросов, возникающих при массовом использовании светодиодных ламп в зданиях и сооружениях. Эта работа предваряет серию статей, посвященных исследованиям в данной области. Рассмотрены особенности эксплуатации применяемых в настоящее время в системах освещения электрических ламп. Показано влияние качества освещения на здоровье людей и воздействие ламп на электрическую сеть. Рассмотрены спектры излучений ламп и их ключевое отличие от естественного солнечного спектра. В статье представлено влияние характера нелинейности нагрузки электрических ламп на качество электропитания сети и её отдельных компонентов. Дана характеристика сроков службы энергосберегающих ламп.
Ключевые слова: освещение, светильники, лампы, спектр освещения, нелинейная нагрузка, гармонические искажения, продолжительность работы, светодиод, автоматический выключатель
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Рассматривается понимание искусственного интеллекта (ИИ), основные ключевые направления его использования в архитектурном проектировании: технологическое сопровождение проектов (2D- и 3D-проектирование, создание баз профессиональных библиотек архитектора) и виртуализация процесса проектирования (3D-моделирование, визуализация, виртуальная реальность, использование ИИ для творческого поиска и концептуального проектирования, моделирования фасадов, объемов), а также предпроектный анализ, разработка интеллектуальных систем зданий, оптимизация строительных процессов и пр. Особое внимание уделяется творческому процессу поиска архитектурной формы в диалоге «архитектор-компьютер – искусственный интеллект».
Ключевые слова: архитектурное проектирование, искусственный интеллект, нейросети, архитектура, пространственное моделирование, виртуальная реальность, информационные технологии
1.2.1 - Искусственный интеллект и машинное обучение , 2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура)
В статье представлены результаты комплексного анализа существующих методов и подходов к предотвращению прогрессирующего обрушения железобетонных конструкций. В рамках работы проведено систематическое изучение как теоретических основ явления прогрессирующего обрушения, так и практических методов обеспечения устойчивости конструкций. Теоретическую основу работы составили отечественные нормативно-технические документы, а также научные публикации и специализированные исследования в области живучести строительных конструкций. Практическая значимость исследования заключается в систематизации знаний о методах противодействия прогрессирующему обрушению, что представляет ценность для инженеров-проектировщиков, работающих над созданием безопасных и надёжных сооружений. Результаты исследования могут быть использованы для дальнейшего совершенствования подходов к проектированию конструкций с учётом требований устойчивости к прогрессирующему обрушению.
Ключевые слова: прогрессирующее обрушение, живучесть конструкции, строительство, железобетон, крупнопанельное здание, монолитное железобетонное здание, потеря устойчивости, первичная конструктивная система, вторичная конструктивная система