ivdon3@bk.ru
В статье описан опыт в сфере практико-ориентируемой и профориентационной деятельности, направленной на модернизацию современного инженерного образования с учетом междисциплинарного подхода. Приведен пример подготовки инженера новой формации на основе школьных инженерных классов. Уделено внимание проектной деятельности, способной вовлечь студентов, как в креативные, так и в производственные проекты. Освещены вопросы «профориентационной фильтрации», необходимой для отбора нужных профессиональных качеств студентов через цикл мини ознакомительно-обучающих кейсов. Сделан акцент на контактном и информационном доступе родителей и школьников в научно-исследовательский сектор университета.
Ключевые слова: управление инженерным образованием, проектная деятельность, инженерные классы, приоритет-2030, профориентационная деятельность
5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
В работе проведён обзор современных стохастических и расчетных моделей, описывающих влияние коррозионного износа арматуры на системную надежность и остаточную несущую способность железобетонных балок. Особое внимание уделено питтинговой форме коррозии, как доминирующему механизму деградации прочности арматуры. Обобщены методы оценки времени инициации и развития коррозии, проанализированы критерии перехода от пластического к хрупкому разрушению конструкции, а также методы расчёта потери способности к перераспределению моментов. Приведены практические рекомендации по корректировке коэффициентов надежности при проектировании и эксплуатации подобных конструкций в условиях высокой вариативности.
Ключевые слова: железобетон, арматура, коррозия, питтинг, системная надежность, деградация, распределение Гумбеля, коэффициент надежности, перераспределение моментов
В настоящей работе представлено всестороннее экспериментальное изучение инновационной методики усиления железобетонных колонн, основанной на совместном применении, стали и углеродного волокна. Представлено обоснование актуальности исследования посредством анализа существующих технологий усиления железобетонных элементов, подверженных сжатию, с акцентом на их ограничениях, учтенных при разработке нового подхода. Для оценки влияния масштабного фактора инновационного метода усиления на базе стали и композита спроектированы и испытаны на осевое и внецентренное сжатие до разрушения две группы образцов железобетонных колонн (общее количество – 46) различной гибкости. Ключевыми параметрами исследования являлись гибкость колонн, величина эксцентриситета нагрузки, наличие внутренней и внешней стальной арматуры, а также шаг и площадь поперечного сечения композитного усиления. Изучено воздействие перечисленных факторов на характер разрушения, предел прочности, максимальное напряжение и деформационные характеристики колонн, усиленных углепластиком - полимером, армированным углеродным волокном (carbon fiber reinforced polymer - CFRP). Результаты продемонстрировали, что железобетонные колонны, усиленные CFRP, при идентичных габаритах и одинаковых условиях нагружения, обладают различным приростом предельной прочности в сравнении с не усиленными аналогами. Пиковое напряжение возрастает с увеличением площади сечения стального усиления и снижается при увеличении шага композитных хомутов. Предельные осевые деформации усиленных образцов увеличиваются при уменьшении интервала между композитными хомутами. Различие в площади сечения композитного усиления не оказывает значительного влияния на несущую способность и предельные деформации усиленных железобетонных конструкций.
Ключевые слова: железобетон, колонна, металл, испытание, композитный материал, полимер армированный углеродным волокном, усиление
В настоящей работе освещается проблема определения долговечности систем водяного отопления на основе комплексного анализа кислородопроницаемости и коррозионных процессов. Основное внимание уделяется электрохимической коррозии стальных элементов системы. Рассматриваются такие виды коррозии как общая, локальная, питтинговая и язвенная. Проанализированы различные экспериментальные данные и из них получены количественные зависимости скорости коррозии, коррозионной проницаемости и глубины язвенной коррозии в зависимости от температуры теплоносителя и концентрации растворенного кислорода. Для систем водяного отопления с полимерными трубами без кислородного барьера предложена методика расчета динамики концентрации кислорода в теплоносителе. Разработан критерий оценки долговечности системы, связывающий накопленную глубину язвенной коррозии с толщиной стенки наиболее тонкостенного элемента. Показано, что долговечность системы напрямую зависит от начального содержания кислорода и кислородопроницаемости полимерных труб. Предложенный метод позволяет прогнозировать долговечность и планировать замену оборудования, предотвращая аварии.
Ключевые слова: коррозия, язвенная коррозия, системы отопления, полимерные трубы, теплоноситель, кислородопроницаемость, долговечность
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов , 2.1.3 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
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, скрытое распределение Дирихле, тематическое моделирование, латентное размещение Дирихле, интенсивность тематического сигнала, бета-распределение, гамма-распределение, пуассоновский процесс, дивергенция Дженсена–Шеннона
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
В работе представлены результаты исследования состояния деревянных конструкций чердачного перекрытия Санкт-Петербургской Духовной Академии Русской Православной Церкви. Указаны основные дефекты и повреждения элементов стропильной системы. Приведены заключения о физико-механических характеристиках балки возрастом более 200 лет. Сделаны выводы о мерах для сохранения работоспособности конструкций.
Ключевые слова: несущая способность деревянных конструкций, биодеструкторы, снижение прочности, стропильная система
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура)
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
Статья посвящена изучению возможностей автоматической транскрибации и анализа аудиозаписей телефонных разговоров сотрудников отдела продаж с клиентами. Актуальность исследования связана с ростом объема голосовых данных и потребностью в их быстрой обработке в организациях, деятельность которых тесно связана с продажей своих продуктов или услуг клиентам. Автоматическая обработка аудиозаписей позволит провести проверку качества работы сотрудников call-центров, определяя допущенные нарушения в скриптах разговоров с клиентами. Предложенное программное решение основано на использовании модели Whisper для распознавания речи, библиотеки pyannote.audio для диаризации спикеров, а также библиотеки RapidFuzz для организации нечёткого поиска при проведении анализа строк. В ходе экспериментального исследования, проведенного на базе разработанного программного решения, было подтверждено, что использование современных языковых моделей и алгоритмов позволяет добиться высокой степени автоматизации обработки аудиозаписей и может использоваться в качестве инструмента предварительного контроля без участия специалиста. Полученные результаты подтверждают практическую применимость используемого авторами подхода для решения задач контроля качества в отделах продаж или call-центрах.
Ключевые слова: call-центр, аудиофайл, распознавание речи, транскрибация, диаризация спикеров, классификация реплик, обработка аудиозаписей, Whisper, pyannote.audio, RapidFuzz
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
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
В статье приведен опыт пилотного проекта по интеграции календарно-сетевого планирования, BIM-моделирования и технологии виртуальной реальности для управления производственной деятельностью строительной организации. Для реализации поставленной цели представлена последовательность шагов интеграции технологий и выполнено совмещение технологий на базе единой цифровой платформы; приведены фрагменты разработанного календарно-сетевого графика и BIM-модели и результаты их совмещенного отображения в VR-очках.
Ключевые слова: календарно-сетевое планирование, календарно-сетевой график, BIM-моделирование, технология виртуальной реальности, VR-очки, единая цифровая платформа, TrinusVR
В статье приведены результаты исследования эффективности алгоритмов хеширования Argon2, Scrypt и Bcrypt в контексте разработки веб-приложений
с функциями регистрации и аутентификации пользователей. Основное внимание в данном исследовании уделено анализу устойчивости алгоритмов к атакам методом перебора, аппаратным атакам (GPU/ASIC), а также оценке их вычислительной производительности. Результаты экспериментов демонстрируют преимущества Scrypt в контексте баланса между временем выполнения и безопасностью. Предложены рекомендации по выбору алгоритмов в зависимости от требований к безопасности и производительности.
Ключевые слова: алгоритм хеширования, интерфейс регистрации пользователя, интерфейс аутентификации пользователя, защита конфиденциальных данных
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
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