ivdon3@bk.ru
В работе рассматривается задача краткосрочного прогнозирования температуры льда в инженерных системах с высокой чувствительностью к тепловым нагрузкам. Предлагается трансформерная архитектура, дополненная физически-информированной функцией потерь, основанной на уравнении теплового баланса. Такой подход позволяет учесть инерционные свойства объекта и согласовать динамику прогнозируемой температуры с подаваемой мощностью и внешними условиями. Модель протестирована на данных с ледовой арены с минутной частотой измерений. Проведено сравнение с базовыми архитектурами LSTM, GRU, Transformer по метрикам MSE, MAE и MAPE. Результаты демонстрируют существенное улучшение точности в переходных режимах, а также устойчивость предсказаний к резким скачкам температуры, особенно после заливки льда. Предложенный метод может быть интегрирован в контуры интеллектуального управления инженерными объектами, обеспечивая не только высокую точность, но и физическую интерпретируемость модели. Работа подтверждает эффективность интеграции физического знания в нейросетевые прогнозные модели.
Ключевые слова: краткосрочное прогнозирование, временные ряды, трансформеры, машинное обучение, физически-информированная модель, предиктивное управление
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Данная работа посвящена построению системы визуально-инерциальной одометрии беспилотного автомобиля, использующей в качестве источника информации как бинокулярные камеры, так и инерциальные датчики, которая была бы способна одновременно определять собственное положение автомобиля и отслеживать относительное положение других участников дорожного движения. Для обеспечения точной и непрерывной локализации предлагается использовать инерциальную навигационную систему и два типа особых точек изображения. Модели глубокого обучения используются для точного и надежного отслеживания особых точек. Для достижения эффективного и надежного сопоставления объектов между двумя кадрами предлагается многоуровневый механизм ассоциации данных, учитывающий возможные ошибки различных компонентов системы. Результаты экспериментов демонстрируют осуществимость и потенциал применения предлагаемой системы.
Ключевые слова: многообъектная визуально-инерциальная одометрия, локализация, ассоциация данных, отслеживание 3D динамических объектов
Представлена двухуровневая иерархически организованная модель управления взаимодействием директора с персоналом в фирме, связанной с разработкой проектов в строительной сфере. В роли ведущего выступает директор, в роли ведомых – сотрудники компании. Оба субъекта управления стремятся к максимизации своих целевых функций, отражающих их доходы и расходы. Исследование модели проведено с учетом ее иерархической структуры. Разработан алгоритм построения решения Штакельберга при побуждении. Проведено численное исследование модели методом сценариев путем частичного перебора областей допустимых управлений субъектов с некоторым шагом. При проведении имитационных экспериментов в достаточно широком диапазоне варьировались все входные параметры модели. Результаты проведенных имитационных экспериментов проанализированы, выявлены некоторые закономерности развития системы.
Ключевые слова: иерархия, побуждение, система управления, алгоритм решения, равновесие Штакельберга, ведущий, ведомый, имитация, эксперимент, инвестиционный проект
Статья посвящена описанию и математическому обоснованию U-образного распределения долей тем, возникающего в модели латентного размещения Дирихле при симметричных гиперпараметрах. Показано, что бимодальная форма обусловлена сведением Дирихле-вектора к бета-распределению, что делает традиционные одномодальные аппроксимации некорректными. Предложена составная вероятностная модель, объединяющая бета-, гамма- и пуассоновские компоненты, а также ковариационный учёт семантической связности. Параметры модели определяются методом дифференциальной эволюции по критерию, включающему расстояние Васерштейна и дивергенции Дженсена–Шеннона и Кульбака–Лейблера. На корпусе текстов информационного поля Госкорпорации «Росатом» установлено, что новая модель точнее логнормальной, Парето, экспоненциальной и нормальной аппроксимаций, позволяя надёжно характеризовать тематические потоки и поддерживать решения в задачах мониторинга больших текстовых данных.
Ключевые слова: системный анализ, латентное размещение Дирихле, тематическое моделирование, латентное размещение Дирихле, интенсивность тематического сигнала, бета-распределение, гамма-распределение, пуассоновский процесс, дивергенция Дженсена–Шеннона
Целью исследования является анализ современных моделей и алгоритмов управления пожарно-спасательными подразделениями при спасении людей в разных типах общественных зданий. Методы исследования: общенаучные методы (анализа и синтеза информации, сравнения). В статье выполнен литературный обзор актуальных методов и алгоритмов управления пожарно-спасательными подразделениями при спасении людей. На основе прошлых исследований выделено три основных подхода: подходы на основе технического превосходства; подходы на основе математического моделирования; подходы на основе учета индивидуальных особенностей мест проведения пожарно-спасательных работ. Выделены преимущества и недостатки каждого подхода с точки зрения эффективности их использования при спасении людей в общественных зданиях. При анализе прошлых подходов сделан вывод о том, что на данный момент не представлена методика обоснования тактических возможностей звеньев газодымозащитной службы при проведении пожарно-спасательных работ в зависимости от технических особенностей помещения и количества людей. Комбинация математического моделирования и учета индивидуальных особенностей общественных зданий представляется наиболее эффективным методом управления пожарно-спасательными подразделениями. В исследовании сделан вывод о том, что требуется создание алгоритма движения звеньев газодымозащитной службы, который будет учитывать особенности зданий, продуктов горения и времени спасения людей. Научная новизна исследования обусловлена следующими элементами: предложена систематизации, а также выполнена оценка преимуществ и недостатков моделей и алгоритмов управления пожарно-спасательными службами; предложена схема мероприятий управления пожарно-спасательных подразделений, которая учитывает функциональные задачи пожарно-спасательного гарнизона, караульной службой и работы с населением. Схема управления пожарно-спасательными подразделениями предполагает, как работу со всем пожарно-спасательным гарнизоном, так и с отдельными караульными службами пожарной охраны, с населением и администрацией общественных зданий. Предложенная схема дополняет существующие теоретические знания об организации работы пожарно-спасательных подразделений и управления их работой при спасении людей в разных типах общественных зданий.
Ключевые слова: Ключевые слова: пожарно-спасательное подразделение, общественное здание, газодымозащитная служба, пожарная безопасность, метод, модель, алгоритм
В данной статье предлагается новая концепция управления производством холдинга химической промышленности как основы математического обеспечения автоматизированной системы управления. В основе концепции лежит использование как традиционных методов проактивного управления (превентивного и предиктивного), так и проактивного управления нового поколения, которое не только упреждает наступление нежелательных событий, но и обеспечивает снижение частоты появления подобных событий в будущем. Разработана система основных понятий (концептов) и принципов проактивного управления производством. Предложенная концепция позволит развить существующее математическое обеспечение автоматизированной системы управления производством и повысить его эффективность.
Ключевые слова: производство, автоматизированная система управления производством, математическое обеспечение, концепция, проактивность, стратегии, проактивное управление
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В данной работе рассматриваются методы оценки собственного положения по видеоизображению. Предлагается надежный двухэтапный алгоритм восстановления структуры сцены по ее наблюдаемым видеоизображениям. В предлагаемом алгоритме на этапе извлечения и сопоставления признаков используется случайная выборка на основе разрезов графа соседства для отбора наиболее вероятных совпадающих пар признаков, На этапе нелинейной оптимизации применяется улучшенный алгоритм оптимизации с адаптивным коэффициентом затухания и динамической регулировкой доверительной области. По сравнению с классическим алгоритмом Левенберга-Маркарда (Levenberg-Marquard, LM), глобальная и локальная сходимость могут быть лучше сбалансированы. Для упрощения решений системы на этапе групповой настройки используется метод дополнения Шура, позволяющий существенно сократить объем вычислений. Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность и эффективность предложенного алгоритма.
Ключевые слова: 3D-реконструкция, граф-разрез, структура из движения (SfM), RANSAC, оптимизация настройки пучка, алгоритм Левенберга-Марквардта, надежное сопоставление признаков
Статья посвящена разработке и экспериментальной проверке внешнего механизма балансировки нагрузки для кластеров серверов, обслуживающих распределённую образовательную сеть. Предложен гибридный подход, сочетающий классические методы (Round Robin, Least Connections) с эволюционным поиском на базе генетического алгоритма. На модельном уровне показано, как задача распределения сеансов пользователей формулируется через минимизацию максимальной загрузки и ограничение задержек. Разработанное решение реализовано целиком на отечественном технологическом стеке — кластерах серверов платформы «1С:Предприятие», контейнерах Docker и интеграционной шине «1С:Шина». Экспериментальное исследование демонстрирует, что новая логика распределения повышает устойчивость системы при колебаниях трафика, снижает задержки для пользователей и рациональнее использует резервные ресурсы, при этом не создавая заметной дополнительной нагрузки на управляющие узлы. Работа подтверждает практическую пригодность эволюционных методов в задачах онлайн-балансировки.
Ключевые слова: балансировка нагрузки, кластеры серверов, генетический алгоритм, имитационное моделирование, 1С:Шина
В работе рассмотрена облегченный модифицированный вариант нейронной сети YOLO-v5, который используется для распознавания объектов дорожной сцены в задаче управления беспилотным автомобилем. В предложенной модели слой субдискретизации (пулинга) заменён на модуль ADown с целью снижения сложности модели. Добавлен модуль C2f в качестве модуля извлечения признаков, чтобы повысить точность за счет объединения признаков. Приведены эксперименты с использованием сцен заснеженных дорог и показана эффективность предложенной модели для распознавания объектов.
Ключевые слова: Бобков А.В., Ду Кэхао, Дай Ифань, Ван Чжун, Чэнь Хао
Характеристики погружного асинхронного электродвигателя, с достаточной для практики достоверностью, описываются теорией многодвигательного электропривода. В этом случае классическая схема замещения погружного асинхронного электродвигателя представляет собой связанную систему из нескольких Т-образных схем замещения. В свою очередь это значительно увеличивает ее вычислительную сложность и снижает быстродействие АСУТП. Предлагается с помощью методов планирования эксперимента построить математическую модель погружного электродвигателя в виде полиномов с существенно большим быстродействием. В области применимости, расхождения в оценке энергетических показателей не превышают 1,1%, между предложенными моделями и классическими Т-образными схемами замещения.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, математическая модель, полином, средняя абсолютная процентная ошибка, вычислительная сложность, методы планирования эксперимента, диаграмма рассеяния, модальный интервал, погружной электродвигатель, пакет ротора
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Работа посвящена разработке автоматизированной системы для принятия градостроительных решений в рамках комплексной жилой застройки. Система ориентирована на достижение рентабельности для застройщика и максимальных социально-экономических эффектов для города. Исследование включает системный анализ взаимодействия ключевых сторон, создание модели многокритериальной оптимизации для баланса их интересов и формализацию выбора земельных участков. Применены предметно-ориентированное проектирование (DDD), метод анализа иерархий и методы оптимизации. Разработаны таксономическая модель взаимодействия и финансовая модель для оценки и автоматизации расчетов, формирующие основу стратегических решений.
Ключевые слова: автоматизированная система принятия решений, концептуальная таксономическая модель, математическая модель, экономическая модель, весовые коэффициенты, комплексная жилая застройка, рентабельность, дескрипционная логика
В статье представлена разработка автоматизированной кибер-физической системы кастомизации шоколадных изделий на базе лазерной гравировки с интегрированным модулем машинного зрения для контроля качества. Описан экспериментальный стенд, включающий CO₂-лазер мощностью до 30 Вт, прецизионную XYZ-систему позиционирования, конвейерную подачу и оптический блок с RGB-камерой и кольцевой подсветкой. Разработано программное обеспечение управления лазером, реализующее генерацию траекторий, автокалибровку фокуса и регулировку мощности/скорости, а также гибридный алгоритм визуального контроля на основе сверточных нейронных сетей. Интеграция осуществляется через Modbus/TCP и REST-API: результаты инспекции в реальном времени возвращаются в ПЛК для адаптивной корректировки параметров гравировки или автоматической отбраковки дефектных изделий. В ходе DoE-экспериментов модель показала снижение брака с 8,3 % до 1,7 % и рост пропускной способности с 25 до 36 шт./мин. Экономико-технический анализ подтвердил окупаемость решения менее чем за 6 месяцев при суточном объёме 10 000 плиток. Полученные результаты демонстрируют высокую надёжность и перспективы масштабирования на промышленные линии.
Ключевые слова: автоматизация, лазерная гравировка, шоколадные изделия, машинное зрение, контроль качества, кастомизация
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена проблемам интеграции и обработки разнородных данных в условиях цифровой трансформации как внутри одной компании, так и при организации взаимодействия между различными участниками бизнес-процессов. Основное внимание уделено вопросам совместной работы компаний-производителей оборудования и промышленных предприятий, подчеркивается важность согласования и преобразования данных при взаимодействии гетерогенных информационных систем. Рассматривается проблема интеграции исторических данных, сложности, возникающие при переходе на новую инфраструктуру, и предлагается способ решения по аналогии с принципами работы открытых стандартов, таких как OpenCL. Особое внимание уделяется необходимости предоставления полных и непротиворечивых данных, разработке эффективных механизмов семантической интеграции и использованию онтологических подходов для устранения трудностей при сопоставлении и интерпретации разнородных данных. Подчеркивается важность постоянного обновления словаря метаданных и формирования связей между различными источниками данных для обеспечения качественной и надежной интеграции. Рассматриваемые подходы направлены на создание устойчивых механизмов обмена информацией между различными участниками бизнеса для принятия управленческих решений.
Ключевые слова: цифровая трансформация, гетерогенные системы, онтология, семантическая интеграция, метаданные, маппинг данных
Смешанная реальность всё глубже и быстрее проникает во все аспекты нашей современной жизни. Влияние новых технологий не обошло стороной и современную архитектуру, которая направлена на создание не просто красивых, но и функциональных пространств и таким образом сочетает в себе искусство и науку. В статье, помимо исследования примеров успешных коллабораций художественных концепций и научных принципов в проектирование пространств, также будет рассматриваться внедрение смешанной реальности в архитектурные проекты. Изучим, как именно взаимодействуют между собой области искусства и науки. Эти две области взаимно дополняют друг друга, создавая гармоничное и практичное окружение для жизни, работы и отдыха. В данной статье рассматривается коллаборация искусства и науки в контексте архитектурных решений смешанной реальности.
Ключевые слова: архитектура, искусство, наука, коллаборация, смешанная реальность, платформа, Art&Science, взаимодействие, польза, цифровые объекты, визуальная составляющая, совместные проекты
Рассмотрена задача обоснования шага сетки электронной карты, используемой для установления факта попадания транспортного средства, координаты которого считываются с бортового GPS-датчика, в контрольную область Предлагаемая система поддержки принятия решений определяет максимально допустимый шаг разметки географической области для последующей обработки информации, при котором объём результирующих данных приближен к минимальному с учётом сохранения времени обработки и допустимого уровня погрешности данных для аналитики. Для решения задачи предлагается применить аппарат регрессионного анализа для определения зависимости ожидаемой ошибки вердикта от шага сетки электронный карты. Для доказательства применимости предлагаемого аппарата использован анализ остаточных дисперсий. Для оценки доверительного интервала ошибочных вердиктов использована формула Лапласа.
Ключевые слова: шаг сетки, доверительная вероятность, доля ошибочных вердиктов, регрессионный анализ, коэффициент детерминации