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
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 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
В статье приводится описание разработанного метода автоматической оптимизации параметров интеллектуального регулятора на основе адаптивного генетического алгоритма. Ключевая цель разработки – совершенствование механизма формирования базы правил интеллектуального регулятора посредством многопараметрической оптимизации. Применение генетического алгоритма предназначено для устранения лингвистической неопределённости при конструировании систем управления на базе интеллектуальных регуляторов. Предложен оригинальный алгоритм, реализующий комплексную оптимизационную процедуру, которая структурирована в виде трёх последовательных этапов: идентификации оптимальных параметров систем управления, оптимизации структуры базы правил интеллектуального регулятора, имитационного моделирования процесса автоматической генерации и последующей оптимизации параметров интеллектуального регулятора. Реализация данного подхода обеспечивает оптимизацию весов правил базы нечёткой логики, центров функций принадлежности лингвистических переменных.
Ключевые слова: интеллектуальный регулятор, оптимизация, генетический алгоритм, неопределенность, терм-множество
В статье рассматривается задача количественной оценки защищённости объектов уголовно-исполнительной системы на основе математического моделирования. Авторы предлагают модифицированный генетический алгоритм, в котором традиционная функция приспособленности заменена на механизм «виртуального движения» особей в дискретном пространстве, что позволяет учитывать как индивидуальные характеристики мероприятий по обеспечению безопасности, так и их совокупное влияние. Приведён пошаговый пример применения алгоритма к выбору оптимального набора защитных мер на основе экспертных оценок по нескольким критериям. Результаты демонстрируют эффективность предложенного подхода для решения многокритериальных задач оценки и повышения уровня безопасности в условиях неопределённости и отсутствия явной аналитической зависимости между параметрами системы.
Ключевые слова: безопасность, уязвимость, мероприятие, уголовно-исполнительная система, генетический алгоритм, математическое моделирование, оптимизация, экспертная оценка, критерий, защищенность, режим безопасности, дискретное пространство, коалиция, скрещивание
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье представлен сравнительный анализ современных систем управления базами данных (PostgreSQL/PostGIS, Oracle Database, Microsoft SQL Server и MongoDB) в контексте реализации распределённого хранилища геопространственной информации. Рассмотрены особенности работы с векторными, растровыми данными и облаками точек, а также проведено тестирование производительности, масштабируемости и отказоустойчивости в условиях многонодовой архитектуры. На основе результатов экспериментов показано, что PostgreSQL/PostGIS является наиболее универсальной системой, обеспечивающей сбалансированное сочетание функциональности, открытости и масштабируемости. Oracle Database продемонстрировала высокую эффективность при работе с растровыми данными, Microsoft SQL Server подтвердил надёжность при работе с векторной информацией, а MongoDB показала целесообразность использования в задачах гибкого хранения метаданных. Полученные результаты могут быть использованы при выборе технологической платформы для построения геоинформационных систем различного назначения.
Ключевые слова: геоинформационная система, база данных, postgresql, postgis, oracle database, microsoft sql server, mongodb, вектор, растр, облако точек, масштабируемость, производительность, отказоустойчивость
В статье представлен анализ применения импульсных нейронных сетей третьего поколения для решения задач регрессии. Рассмотрены основные модели импульсных нейронов (LIF, Ижикевича, Ходжкина-Хаксли) с точки зрения их вычислительной сложности и применимости к регрессионным задачам. Проанализированы методы кодирования вещественных данных в последовательности импульсов: частотное, временное и популяционное кодирование. Особое внимание уделено методам декодирования выходных импульсов в непрерывные значения, включая частотное декодирование, декодирование по времени первого импульса, использование мембранного потенциала и популяционное голосование. Проведена оценка энергоэффективности различных подходов, продемонстрировано снижение энергопотребления в 100-200 раз по сравнению с традиционными нейронными сетями при сохранении приемлемой точности. Результаты исследования подтверждают перспективность применения импульсных сетей во встраиваемых системах и устройствах интернета вещей.
Ключевые слова: импульсные нейронные сети, модель импульсного нейрона, кодирование импульсами, регрессия, энергоэффективность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья направлена на анализ энергоэффективных современных технологий, применяемых в архитектуре и строительстве «здоровых» офисных зданий, их воздействия на сокращение углеродного следа и эксплуатационных затрат; также в статье будут рассмотрены такие ключевые аспекты, как применение возобновляемых источников энергии, энергоэффективных строительных материалов, умных систем управления.
Ключевые слова: строительство, архитектура, «здоровые» офисные здания, энергоэффективные технологии, возобновляемые источники энергии, энергоэффективные строительные материалы, умные системы управления
В статье приведены результаты исследования защищенности канала передачи команд управления беспилотных воздушных судов (БВС) на примере FPV-дрона. Исследования проводились в безэховой экранированной камере специализированного полигона сертифицированным измерительным оборудованием. Представлены результаты измерений спектральной панорамы и возможность пассивного перехвата сигналов в радиоэфире. Показана актуальность обеспечения безопасной эксплуатации БВС, а также уязвимость протокола ELRS к перехвату управления. Приведены рекомендации по использованию криптографических алгоритмов для нейтрализации угрозы безопасности.
Ключевые слова: беспилотное воздушное судно, БПЛА, FPV-дрон, ExpressLRS, FHSS, SDR-приемник, безопасная эксплуатация, защита информации, уязвимости, несанкционированный доступ, перехват управления, идентификационная фраза
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Предложена новая модель функционирования компьютерной сети, учитывающая взвешенные многозначные зависимости, для выявления редких аномальных событий в компьютерной сети. Модель учитывает ранее не встречаемые в исходных данных многозначные зависимости, позволяя «превентивно» оценивать их потенциальное деструктивное воздействие на сеть. Предложен алгоритм расчета потенциального урона от реализации многозначной зависимости. Предложенная модель применима для анализа редких событий широкого профиля информационной безопасности и разработки новых методов и алгоритмов защиты информации на основе многозначных закономерностей.
Ключевые слова: многозначная классификация, атрибутное пространство, компьютерные атак, информационная безопасность, классификация сетевого трафика, обнаружение атак, информативность атрибутов, энтропия
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье рассматриваются современные подходы к проектированию и реализации архитектур обработки данных в интеллектуальных транспортных системах (ИТС) с фокусом на обеспечение технологического суверенитета. Особое внимание уделяется интеграции практик машинного обучения для автоматизации полного жизненного цикла моделей машинного обучения: от подготовки и потоковой обработки данных до мониторинга и обновления моделей в реальном времени. Анализируются архитектурные решения с использованием распределённых вычислительных платформ, таких как Hadoop и Apache Spark, баз данных в оперативной памяти на Apache Ignite, а также брокеров обмена сообщениями Kafka для обеспечения надёжной передачи событий. Подчёркивается важность гибкости и масштабируемости инфраструктуры, поддержки параллельной работы множества моделей и надёжного управления доступом, включая вопросы обеспечения безопасности, и использование протоколов безопасности транспортного уровня. Приводятся рекомендации по организации системы логирования и мониторинга для оперативного реагирования на изменения и инциденты. Представленные решения ориентированы на обеспечение высокой отказоустойчивости, безопасности и соответствие требованиям промышленной эксплуатации, что позволяет поддерживать эффективную обработку больших объёмов транспортных данных и адаптацию систем ИТС к условиямимпортонезависимости.
Ключевые слова: обработка данных, интеллектуальные транспортные системы, ,распределенная обработка, масштабируемость, отказоустойчивость
В работе исследуются особенности цифровой реализации алгоритма управления синхронизацией роторов двухроторной вибрационной установки СВ-2М. С помощью компьютерного моделирования в MATLAB/Simulink оценено влияние периода дискретизации на устойчивость синхронного режима при учёте квантования по времени и экстраполятора нулевого порядка. Произведен сравнительный анализ цифровой и аналоговой версий алгоритма. Определены граничные значения периодов дискретности для разных значений заданной полной энергии системы. Достигнутые результаты подтверждают применимость предложенного подхода для цифровых систем управления вибрационными установками.
Ключевые слова: цифровое управление, синхронизация роторов, двухроторная виброустановка, скоростно-градиентный алгоритм, экстраполятор
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Рассматриваются вопросы моделирования транспортной сети на основе алгоритма Форда – Фалкерсона. Описывается процесс поиска минимального разреза с использованием созданных на языке программирования C# графического редактора и библиотеки. Приводятся основные понятия теории графов и сетей, поясняющие постановку задачи. Показан пример решения транспортной задачи с использованием разработанных программных средств, приводится сравнение результатов выполнения программы с контрольным примером.
Ключевые слова: транспортная сеть, задача о максимальном потоке, алгоритм Форда – Фалкерсона, минимальный разрез в сети, программная библиотека, графический редактор, язык программирования C#
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации