В статье использован математический аппарат теории линейно-квадратичных дифференциальных игр, а также метод качественно репрезентативных сценариев для построения математической модели взаимодействия ВУЗа и его индустриального партнёра. Получено аналитическое решение игры (равновесие Нэша), а также продемонстрировано численное решение задачи.

Ключевые слова: линейно-квадратичные дифференциальные игры, оптимизация, математическое моделирование, метод качественно репрезентативных сценариев, теория игр

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Предмет исследований – разработка сервиса для генерации различных форм заданного слова, исходя из анализа слов, найденных в словаре. Были изучены имеющиеся подходы к решению такой задачи и выбран наиболее релевантный. Сервис осуществляет поиск внутри файла словаря с текстовым содержимым с целью автоматизации процесса выделения нужных слов среди всего множества. Выполняется поиск основы слова, учитывающий морфологию. Выполняя морфологический разбор слова, находится общая для всех его грамматических форм основа, отсекая суффиксы и окончания. В результате алгоритм работы сервиса позволяет искать все формы слова по заданному ключевому слову, учитывая словоформы. При этом также анализируется к какой части речи относится слово, это позволяет задавать разные методики определения словоформ. Для каждого типа слова: глагол, существительное, прилагательное, наречие, используется свой алгоритм для выделения словоформ. Особенность сервиса в том, что он позволяет не только искать словоформы по словарю, но и позволяет генерировать наборы словоформ, исходя из типа заданного слова. Сервис функционирует на платформе Linux под управле-нием веб-сервера Apache. Для разработки использованы бесплатные программные инструменты. Разработка велась на языках JavaScript, HTML и CSS, так же использовался серверный язык программирования PHP7.

Ключевые слова: поисковая система, анализ документов, лингвистика, словоформы, морфология, генерация слов, веб-сервис

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной работе представлены результаты исследования взаимодействия шины колеса с опорной поверхностью опорно-ходового модуля при движении колесной машины. Приводится создание математической модели движения колеса по опорному основанию опорно-ходового модуля. Для этого была представлена расчетная схема движения колеса по опорной поверхности опорно-ходового модуля, а также приведены уравнения: динамики ведущего колеса; нормальной реакции и вектора реакции взаимодействия шины колеса с опорным основание; коэффициента трения частичного скольжения для связанных грунтов и коэффициента буксования. Имитационное моделирование осуществлено с помощью среды MATLAB Simulink, которая позволяет на основе заданной математической модели проводить исследования разрабатываемой системы.

Ключевые слова: шина колеса, опорно-ходовой модуль, колесная машина, MATLAB Simulink, математическая модель, моделирование

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматривается применение искусственной нейронной сети для моделирования системы управления тушением крупных пожаров в учреждениях УИС, рассматриваемой в качестве системы массового обслуживания, для расчета параметров которой может быть использована обученная нейронная сеть, позволяющая оперативно оценивать эффективность системы в быстро меняющихся условиях.

Ключевые слова: ликвидация чрезвычайной ситуации, пожарная безопасность, система массового обслуживания, искусственная нейронная сеть

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

При правильном подходе тепло, выделяемое чиллерами в крытом ледовом дворце, можно использовать для бытовых нужд. С целью накопления и последующего распределения тепловой энергии в здании можно использовать резервуар, аккумулирующий тепло. Змеевик нагревает воду, которая циркулирует в контуре отопления. Поскольку в течение дня нагрузка на лёд может меняться, отбор тепла будет происходить в различном количестве. Отсюда возникает необходимость использования регулятора, который будет устанавливать скорость движения антифриза в контуре теплоотвода так, что тепловая энергия будет забираться эффективно, при этом не нарушая температурный режим в технологическом процессе чиллера. Составлена математическая модель системы из конденсатора установки и бойлера с нагреваемой водой, выявлена зависимость от скорости движения теплоносителя (антифриза) и разницы температуры на входе и выходе в аккумулятор. При правильном подходе тепло, выделяемое чиллерами в крытом ледовом дворце, можно использовать для бытовых нужд. С целью накопления и последующего распределения тепловой энергии в здании можно использовать резервуар, аккумулирующий тепло. Змеевик нагревает воду, которая циркулирует в контуре отопления. Поскольку в течение дня нагрузка на лёд может меняться, отбор тепла будет происходить в различном количестве. Отсюда возникает необходимость использования регулятора, который будет устанавливать скорость движения антифриза в контуре теплоотвода так, что тепловая энергия будет забираться эффективно, при этом не нарушая температурный режим в технологическом процессе чиллера. Составлена математическая модель системы из конденсатора установки и бойлера с нагреваемой водой, выявлена зависимость от скорости движения теплоносителя (антифриза) и разницы температуры на входе и выходе в аккумулятор.

Ключевые слова: тепловой аккумулятор, регулирование температуры, кожухотрубный теплообменник, оптимальный регулятор, фреон

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе представлен принцип работы алгоритма трансляции графического представления нейросетевых моделей в программный код в рамках репозитория нейронных сетей. На основе полученной структуры данных можно осуществить последовательную генерацию программного кода на языке программирования общего назначения.

Ключевые слова: нейросетевая модель, нейронная сеть, репозиторий, графовая модель, программирование, трансляция, пространственные данные, алгоритм, топология, архитектура

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассматриваются вопросы сбора, обработки и анализа информационных потоков в каналах оперативной связи противопожарной службы МЧС России на примере территориального пожарно-спасательного гарнизона Волгоградской области.

Ключевые слова: оперативная связь, пожарно-спасательный гарнизон, центр управления в кризисных ситуациях, диспетчер, информационная нагрузка, спецлиния «01», информационно-телекоммуникационных технологии, отряд ФПС, подразделения пожарной охраны

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Мета-и гиперграфовые представления позволяют сократить объем обрабатываемых данных без потерь исходной информации. Это преимущество определяет наиболее перспективную сферу для их применения: задачи анализа больших данных, при условии, что эти данные могут быть описаны с использованием графового представления. В статье предложен подход к моделированию иерархических систем, на основе вложенных метаграфов. Для устранения неоднозначности в трактовке понятий используется теория категорий. Даны формализованные описания статического и динамического вложенных метаграфов, методы их задания, а также основные операции. Основу понятий, вложенных метаграфов составляет моноид, как информационные объект, который характеризуется внутренней формой, внутренним и внешним содержаниями. Таким образом, моноид является обобщением графовой структуры и интерпретируется как вершина обобщенного графа.

Ключевые слова: вложенный метаграф, моноид метаграфа, матрица смежности метаграфа, операции над вложенными метаграфами

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Статья посвящена проблеме формирования комплекса корректирующих мероприятий по работе с совокупностью договоров просроченной задолженности банка. Рассматриваемая проблема является актуальной практически для каждого банка. Формируемый комплекс мероприятий должен быть адаптирован к временным и ресурсным возможностям сотрудников специализированного подразделения банка, к прогнозируемой эффективности применения мероприятий и к требованиям политики лояльности банка к своим клиентам. Предложенный метод решения поставленной задачи управления портфелем договоров просроченной задолженности базируется на многокритериальной оптимизационной модели. Многокритериальность объясняется необходимостью учесть различные критерии эффективности и прогнозируемой результативности формируемого комплекса корректирующих мероприятий. Для нахождения оптимального решения поставленной многокритериальной задачи разработан специальный генетический алгоритм, который формирует набор недоминируемых альтернативных вариантов решений, выбор из которых может осуществить лицо принимающее решение. В статье рассматривается краткое описание основных этапов предложенного генетического алгоритма и вычислительного эксперимента на базе разработанного программного обеспечения.

Ключевые слова: портфель просроченной задолженности, многокритериальная оптимизационная модель, комплекс корректирующих мероприятий, генетический алгоритм, множество Парето-оптимальных решений

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В настоящее время особое внимание уделяется системам искусственного интеллекта на транспорте. Одним из актуальных направлений является разработка автономных автомобилей. Однако существует и промежуточный подход. Когда управление является не полностью автоматическим и автоматизированным. В таких системах человеку отводится важная роль, однако система, анализируя данные из окружающей среды позволяет формировать разного рода рекомендации. Более того, такие системы позволяют работать на предупреждение в некоторых ситуациях. В частности, некоторые системы мониторинга водителей позволяют обнаруживать факт курения за рулем, отвода глаз от дороги. В данной работе особое внимание уделяется системы анализа состояния глаз водителя. В первую очередь, результаты такого анализа могут быть использованы для определения факта засыпания. Однако анализируя, частоту морганий, можно прогнозировать сон. Тем не менее, для построения такой системы необходимы вычислительные мощности. В данной работе быстродействие достигается за счет применения каскадов Хаара и метода Виолы-Джонса в обнаружении глаз. Обнаруженные на видео глаза представляют собой изображения гораздо меньшего размера по сравнению с целым кадром видеопоследовательности, за счет чего достигается высокая производительность при их обработке сверточной сетью на следующем этапе. Структурно система состоит из двух нейронных сетей, параллельно работающих для левого и правого глаза. Полученные значения полноты достигают порядка 90%.

Ключевые слова: компьютерное зрение, искусственный интеллект, система безопасности, детектор лиц, глубокое обучение, пропуск цели, доля верных распознаваний, мониторинг водителей, распознавание глаз, метод Виолы-Джонса, каскады Хаара, оптимизация

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе с использованием аппарата теории массового обслуживания построена математическая модель управления надежностью программного обеспечения и компьютерных сетей специального назначения, используемых в системе обеспечения комплексной безопасности учреждений и органов УИС. Задача оптимизации рассматриваемой управляемой системы массового обслуживания с динамической дисциплиной обслуживания заявок сформулирована в виде задачи оптимального управления с фазовыми ограничениями.

Ключевые слова: программное обеспечение специального назначения, управляемая система массового обслуживания, схема Эйлера, оптимальное управление, метод быстрого автоматического дифференцирования

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассмотрен вариант формализации задачи определения востребованности направлений подготовки и возможных сфер трудоустройства выпускников через сопоставление получаемых в рамках обучения навыков и требований рынка труда на основе семантического анализа описаний вакансий. Формализованная модель используется для дальнейшей алгоритмизации решения и программной реализации в рамках модуля комплексного инструментария дистанционной профориентации.

Ключевые слова: запросы к API, вакансии, востребованность направлений подготовки, профориентация, цифровизация профориентационной деятельности, формализованная модель

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе предложена методика автоматической классификации дорог, основанная на применении свёрточной нейронной сети Mask-R-CNN. Разработанная методика позволяет осуществить автоматизацию задачи категорирования автомобильных дорог, которая является основополагающей при перераспределении транспортных потоков, поскольку знание категории дороги позволяет определить её максимальную пропускную способность. Статья содержит описание этапов обучения нейронной сети, а также результаты, получаемые при её использовании. Предложенная в работе методика автоматической классификации дорог, показала хорошие результаты, как при классификации дорог на основе спутниковых снимков, так и при классификации дорог на основе фотографий участков дорог. При расширении тестового набора количество классов распознаваемых дорог может быть увеличено до полного совпадения с категориями автомобильных дорог по СП 34.13330.2021. Кроме того, данная методика (в части сегментирования объектов на фотографиях) может быть использована для контроля качества дорожного полотна.

Ключевые слова: категории автомобильных дорог, свёрточные нейронные сети, спутниковые снимки, сегментация изображений, Mask R-CNN, распознание изображений, компьютерное зрение

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства

На основе разработанных оригинальных алгоритмов приведены результаты имитационного моделирования основных наукометрических показателей вуза и определения его места в рейтинге научной деятельности. Анализируется влияние входных управляющих параметров системы на выходные интегральные показатели функционирования вуза, что позволяет предложить проекты управленческих решений для достижения плановых значений показателей научной деятельности.

Ключевые слова: имитационное моделирование, показатели эффективности, вузы, научная деятельность, публикационная активность, Web of Science, Scopus, РИНЦ

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Автоматизация генерации тестовых вопросов состоит из четырех основных этапов. Первым этапом является определение целевого предложения, из которого можно будет сгенерировать тестовый вопрос. В данной статье исследуются существующие методы по определению целевого предложения. Рассматриваются, как и иностранные, так и русскоязычные источники. В работе рассмотрены такие методы, как автоматическое реферирование тестов, сходство синтаксического анализа, метод основанный на правилах, метод основанный на ранжировании, по ключевым словам, алгоритм обобщения документов основанный на частотности слов.

Ключевые слова: автоматическая генерация тестовых вопросов, автоматическая обработка текста, обработка естественного языка, автоматическое реферирование, аннотирование

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В этой статье сообщается о применении HPAW при сварке AHSS в обрабатывающей промышленности. Исследована усталостная долговечность сварных соединений с использованием этих двух методов. Кроме того, чтобы выяснить разницу в усталостной долговечности, проводится анализ как под оптическим микроскопом, так и под электронным микроскопом.

Ключевые слова: высокопрочная сталь, гибридная плазменно-дуговая сварка, газовая дуговая сварка металла, усталость, остаточные напряжения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Одной из важнейших проблем современности является чрезмерный выброс углекислого газа в атмосферу. В статье предложена математическая модель системы контроля за выбросом углекислого газа в атмосферу. Модель является двухуровневой иерархически организованной. В качестве субъекта управления нижнего уровня выступают промышленные предприятия, а в качестве субъекта верхнего уровня – государство или его уполномоченный орган. Все субъекты управления нижнего уровня стремятся только к максимизации своего выигрыша. Основной целью субъекта верхнего уровня является поддержания качества атмосферного воздуха в заданном диапазоне. Задача рассматривается в игровой постановке. Строится равновесие Штакельберга. Указан алгоритм построения, и он программно реализован. Дан анализ полученных результатов, сделан ряд выводов.

Ключевые слова: равновесие Штакельберга, двухуровневая иерархическая модель, ведущий, ведомый, углекислый газ, Росприроднадзор, Федеральная служба по надзору в сфере природопользования

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В настоящей статье предложено использование локальной дифференциальной системы (ЛДС) ведомственного назначения в качестве средства для контроля доступности навигационных определений ГЛОНАСС/GPS координатных систем интервального регулирования движения поездов (ИРДП). Рассмотрены метод дифференциальной коррекции псевдодальностей и метод прямой дифференциальной коррекции координат. Проведен анализ эффективности работы этих методов в программном комплексе Mathlab, используя суточные дальномерные измерения стационарных GPS-станциий, расположенных в Канаде.

Ключевые слова: cпутниковая радионавигация, контроль доступности требуемых навигационных характеристик, точность позиционирования на транспорте

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Исходя из модели движения доменных границ и реологической модели, получены уравнения зависимости поляризации от приложенной механической, электрической или одновременной электромеханической нагрузки. Показано, что нелинейность тока в сегнетокерамике обусловлена зависимостью коэффициентов модели от тока сквозной проводимости и тока, связанного с эмиссией зарядов из ловушек. Полученные коэффициенты позволяют переходить от поляризации (макроскопического параметра) к доменным границам (мезоскопическому масштабу). Параметры модели зависят от изменения доменной структуры, ее взаимодействия с дефектами, поэтому время релаксации тока в сегнетокерамике описаны изменением соответствующих времен для 180°– доменов и не 180°– доменов. Выбранная реологическая модель и подход с учетом механизмов движения доменных границ даст возможность описывать скорость изменения поляризации, используя поведение дефектов (дислокаций, доменных границ). Модель позволит с единой точки зрения описать экспериментальные закономерности поведения токов, при электромеханическом воздействии.

Ключевые слова: сегнетокерамика, компьютерное моделирование, реологическая модель, ток поляризации, плотность тока поляризации, доменная граница, 1800– домены, не 1800– домены, механическая нагрузка, электрическая нагрузка, время релаксации

01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассмотрен процесс абсорбции при противотоке фаз с хаотичными насадками. В нижнюю часть колонны поступает газ на разделение, в верхнюю часть колонны подается жидкость на орошение насадки. В слое насадки происходит пленочное течение жидкой фазы по поверхности контактных элементов, а в каналах сложной геометрии в противотоке движется газовый поток. Причем, пленочное течение, как правило, ламинарное волновое, а движение газовой фазы – турбулентное. Через межфазную поверхность газ-жидкость происходит обмен импульсом, массой и энергией. В качестве насадки могут использоваться регулярные и нерегулярные (хаотичные) элементы различных конструкций и размеров. Первоначальный выбор конструкции насадки выполняется, исходя из предельных нагрузок, которые обеспечивают пленочный режим, а затем уточняются, согласно полученной эффективности процесса, который должен удовлетворять требованиям технического задания на проектирование или модернизацию аппарата. Для того, чтобы учесть межфазный перенос к системам дифференциальных уравнений переноса, применяются граничные условия четвертого рода на поверхности раздела. Однако, такой подход возможен, если распределение площади межфазной поверхности в пространстве фиксировано и известно, например, для пленочных контактах устройств и некоторых регулярных насадок. Выполнены расчеты процесса увлажнения воздуха водой с применением уравнения массопереноса (все сопротивление в газовой фазе) в колонне с трубчатой насадкой с интенсификаторами. Дано сравнение эффективности массообмена, полученного из численного решения, с экспериментальными данными, а также расчеты по модели идеального вытеснения газа. Установлено, что с учетом турбулентности газового потока расчет эффективности адекватно согласуется с экспериментом, а модель идеального вытеснения немного завышает значения эффективности разделения.

Ключевые слова: абсорбция, математическая модель, колонна, насадка с интенсификаторами

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматриваются методы повышения эффективности периметровых систем охраны за счет использования нейросетевых технологий обработки сигналов, служащих повышению информативности данных, поступающих от охранных извещателей. Предложенный подход позволяет не только своевременно устанавливать факт противоправных действий по преодолению периметра объекта, но и классифицировать нарушителя при минимальном уровне ложных срабатываний. Отдельное внимание уделено вопросам оптимального управления надежностью работы блоков обработки сигналов с логическим нейросетевым анализатором, рассматриваемых в качестве систем массового обслуживания.

Ключевые слова: комплексная безопасность, охранный извещатель, зона обнаружения, блок обработки сигналов, искусственная нейронная сеть, нейросетевая обработка сигналов, надежность, система массового обслуживания, оптимальное управление, принцип максимума

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье описывается реализация программного комплекса ориентирования для мобильного робота с построением карты местности и последующим её анализом. Проведена разработка программного модуля для мобильного робота с использованием лазерного дальномера (лидара), для получения данных с лидара используется микрокомпьютер Raspberry Pi 3B+ с установленной на него робототехнической операционной системой ROS. Описывается алгоритм движения мобильного робототехнического комплекса в пространстве с построением карты местности в режиме реального времени. Подобные комплексы в настоящее время находят широкое применение, позволяют значительно снизить необходимость участия человека в тяжелой и опасной работе.

Ключевые слова: мобильный робот, робототехнический комплекс, лазерный дальномер, лидар, ультразвуковой датчик, система технического зрения

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Автоматизация закупочной деятельности считается одним из наиболее известных применений ИТ-решений, так как проведение закупок является неотъемлемым элементом работы любой организации и обязана быть целостным, системным процессом, обеспечивающим возможность с наименьшими расходами запасов сил и средств вовремя получить все те продукты, работы, предложения и услуги, которые так важны организации. В статье выделен перечень функциональных возможностей различных систем и описаны результаты формализованного анализа функциональной полноты этих систем закупочной сессии. В анализ вошла и условная система с желаемым функционалом, по которому и будет понятно, насколько та или иная система подходит для заказчика.

Ключевые слова: закупочная сессия, закупочная деятельность, сравнительный анализ по функциональной полноте, аукцион, редукцион, лот, ставка, анализ соответствия требований пользователя к системам, схожесть систем

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассматривается проблематика определения знаков дорожного движения для управления автотранспортным средством с использованием аппарата искусственной нейронной сети. Описана актуальность исследований на данный момент времени, а также преимущества использования нейронных сетей при определении знаков дорожного движения. Представлены входные данные при определении знаков дорожного движения для сверточных нейронных сетей. Сформирована архитектура сверточной нейронной сети классификации, в частности, рассматривается последовательность слоев сети классификации изображений. Дано математическое описание моделирования функции ошибки и метода стохастического градиентного спуска. Представлена математическая модель процесса обучения искусственной нейронной сети, а также функций активации: линейной функции и сигмоиды. Предложен алгоритм формирования модели искусственной нейронной сети. Визуализирован на графике процесс обучения данной функции. Представлен результат обучения.

Ключевые слова: искусственные нейронные сети, классификация, сверточные нейронные сети, deep learning, big data, математическое моделирование, информатика

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Статья посвящена обзору моделей планирования производства продовольственной продукции, анализу их особенностей. С этой целью была рассмотрена классификация моделей, в которую вошли модели с детерминированными и интервальными параметрами, а также учтено влияние природных и техногенных событий. В статье рассмотрена модель оптимизации функционирования агропромышленного кластера, представлены модели оптимизации производства продовольственной продукции в агропромышленных кластерах Иркутской области.

Ключевые слова: методы оптимизации, модель планирования аграрного производства, детерминированные и интервальные параметры

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ