В статье авторы отмечают, что в настоящее время угрозы, вызовы и риски и связанные с ними глобальные проблемы, и уже острая необходимость в использовании возобновляемых источников энергии выходит на первый план в жизнедеятельности современных обществ. Отдельно отмечается, что в российском обществе необходимо измерять технологический прогресс в сравнении с тем, что наука считает необходимым, а также надо сказать, что в настоящее время нужно учитывать то, что текущая политика в области обеспечения соглашений по климату подвержена правовой неопределенности. Авторами проводится когнитивное моделирование и строится когнитивная модель.

Ключевые слова: глобальные проблемы современности, информационные технологии, когнитивное моделирование, кибероперации

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматривается модель управления техническим обслуживанием транспортного парка территориального органа уголовно-исполнительной системы Российской Федерации. С применением теории массового обслуживания выделены возможные состояния системы, построен граф состояний, приведена система дифференциальных уравнений, описывающих динамику рассматриваемого процесса с учетом применения схемы расстановки приоритетов при проведении работ по обслуживанию и ремонту транспортных средств. В целях уточнения модели для вычисления интенсивностей отказов и восстановления спецавтомобилей предложено применять нейросетевую модель (многослойный персептрон). Приведены расчетные формулы для реализации алгоритма обучения рассматриваемой искусственной нейронной сети методом обратного распространения ошибки. Предложенная в работе модель может быть использована для построения автоматизированных систем поддержки принятия решений в сфере эксплуатации и ремонтов, а также совершенствования материально-технического обеспечения учреждений и органов уголовно-исполнительной системы Российской Федерации.

Ключевые слова: интеллектуальное видеонаблюдение, комплексная безопасность, надёжность, многофазная система массового обслуживания, охраняемые объекты уголовно-исполнительной системы

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Предлагается вариант математической модели задачи оптимального раскроя полубесконечной полосы материала с возможностью поворота заготовок на 90 градусов. Рассматриваются двумерные заготовки, близкие к форме прямоугольника или вписанные в прямоугольник. Формализован процесс пересчета базовых размеров заготовок. Показано, что приращения длины и ширины прямоугольной заготовки могут быть определены различными способами. Разработанные математические модели ориентированы в основном на решение проблем небольших предприятий и производство несложных по форме изделий. Даны рекомендации по программной реализации модели раскроя.

Ключевые слова: математическая модель, оптимизация, оптимальный раскрой полубесконечной полосы, прямоугольные заготовки, пересчет размеров заготовок, поворот заготовок на 90 градусов

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается компьютерный тренажер для подготовки операторов технологического процесса гранулирования аммофоса в барабанном грануляторе-сушилке. Кратко описан технологический объект и требования к управлению процессом гранулирования. Приведены функции тренажера, структура его математического и алгоритмического обеспечения. Программная реализация тренажера выполнена в среде Visual Basic.

Ключевые слова: компьютерный тренажер, математическая модель, алгоритмическое обеспечение, подготовка операторов технологического процесса, гранулирование, барабанный гранулятор-сушилка, диаметр гранул, аммофосная пульпа

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Исследование проблемы фреттинг-повреждения механического узла, скрепленного болтами в трех измерениях, требует анализа полей напряжений в декартовых координатах по углу и радиусу контактных площадок. Это также требует определения положения зарождения и распространения трещины. В этом исследовании мы сосредоточимся на численном моделировании с использованием ANSYS. Результаты, полученные в виде узловых решений, детально показывают положения концентраций напряжений и формирование болтового узла. Контактная поверхность между пластинами (или контактными элементами) характеризуется контактным давлением, сцеплением и зазором. Полученные результаты позволили определить напряжение, вызвавшее зарождение и распространение трещины, а также положение поврежденного участка фреттингом.

Ключевые слова: болтовой узел, контактное моделирование, зона повреждения, фреттинг, закон Рамберга-Осгуда, напряжения Фон Мизеса

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика

В работе рассматривается использование машинного обучения применительно к обработке естественного языка (сентимент-анализа, анализа семантической близости) для построения рекомендательной системы по выбору парфюмерной продукции. Тема работы актуальна ввиду роста спектра выпускаемой парфюмерной продукции и сложности выбора её потребителями и продвижения производителями. Предлагаемые подходы релевантны для решения данной проблемы ввиду наличия накопленных текстовых отзывов и обзоров парфюмерной продукции на различных веб-сайтах, включая интернет-магазины.

Ключевые слова: машинное обучение, обработка естественного языка, сентимент-анализ, дистрибутивная семантика, word2vec, рекомендательные системы

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Приведены результаты анализа токов утечки в зависимости от времени в образцах поликристаллической сегнетоэлектрической керамики ЦТСНВ- 1 (твердых растворов титаната-цирконата свинца с примесями натрия и висмута) при условии приложения постоянного электрического поля. Рассматривались партии образцов, которые с разными условиями хранения, поэтому одна группа керамических образцов оказалась стандартной, а вторая – дефектной. В этих группах электрофизические параметры не имели отличий, за исключением большой разницы в значениях тангенса диэлектрических потерь - tgδ. При измерении временных зависимостей флуктуаций тока была использована схема Мерца. Определен характер временных зависимостей тока утечки с ростом электрического поля, прикладываемого к образцам с отличными значениями tgδ. Экспоненциальный спад сопровождается случайными скачками изменениями величины тока утечки.

Ключевые слова: мобильные роботы, поляризация, деполяризация, сегнетоэлектрики, ток поляризации, остаточная поляризация, диэлектрические потери, электрическая нагрузка, доменная структура, электрический пробой, механическое разрушение

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

В статье рассматривается решение задачи одностороннего контакта с трением на примере водопропускной арочной трубы в грунте. Односторонний контакт моделируется в виде линейной задачи дополнительности, которая решается с помощью метода Лемке. Показаны особенности решения подобных задач. Приведено сравнение с современными подходами, указаны преимущества и недостатки предлагаемого метода.

Ключевые слова: конструктивная нелинейность, контакт с трением, односторонние связи, линейная задача дополнительности, численные модели, метод конечных элементов, нарастающая нагрузка

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

В статье рассматриваются аспекты применения программного пакета ANSYS WORKBENCH к расчету конструкций на упругом основании. Применение программ информационного и компьютерного моделирования, а также использование возможностей современных компьютеров позволяет получить более точное решение таких задач. С использованием метода конечных элементов и программного пакета ANSYS произведен расчет деформаций балки, лежащей на упругом винклеровском основании. Предлагаемая методика может быть использована для расчета осадок фундаментов реальных зданий и сооружений

Ключевые слова: ANSYS WORKBENCH, упругое основание, балка, компьютерное моделирование, деформация, метод конечных элементов, гипотеза Винклера

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

В работе рассматривается модель управления надежностью системы интеллектуального видеонаблюдения охраняемого объекта. Для построения модели работы системы охранного телевидения с модулями видеоаналитики использована схема многофазной системы массового обслуживания. Описан процесс построения компьютерной модели для оценки показателей качества обработки поступающей в систему информации. Приведенная компьютерная модель обеспечивает возможность оценки надежности рассматриваемой системы в широком диапазоне параметров и может быть использована при проектировании, эксплуатации и модернизации систем интеллектуального видеонаблюдения для повышения их надежности и обеспечения возможности принятия эффективных управленческих решений.

Ключевые слова: интеллектуальное видеонаблюдение, комплексная безопасность, надёжность, многофазная система массового обслуживания, охраняемые объекты уголовно-исполнительной системы

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В ряде отраслей аграрного производства, включая земледелие, мелиорацию и др., существуют проблемы, решение которых требует использования искусственного интеллекта. В частности, оценка мелиоративного состояния сельскохозяйственных полей на значительных площадях, является весьма трудоемкой задачей, даже при задействовании беспилотных летательных аппаратов. Для автоматизации этих интеллектуальных подходов эффективно применять искусственные нейронные сети (ИНС), реализуемые в виде компьютерных программ. Использование программного обеспечения, как услуги (SaaS), является современным подходом к компьютерной поддержке различных интеллектуальных процессов производства, включая сельскохозяйственное. Сельское хозяйство является перспективной отраслью для внедрения таких технологий. Цель исследования - разработка методики и создание облачной SaaS-системы для выявления проблемных участков сельскохозяйственных полей с помощью ИНС. Развитие нейросетевых технологий и облачных сервисов позволяет обрабатывать большой объем информации в облаке и обеспечивать доступ пользователя к вычислительным мощностям. В статье описывается методология построения сервисной архитектуры для распознавания проблемных зон культивированных сельскохозяйственных полей, подготовки данных, обучения сети, разработки клиентской и серверной частей. Такая реализация возможна с применением таких технологий и инструментария, как CUDA, CNN, PyTorch. В результате решена задача распознавания RGB-изображений дефектных зон сельскохозяйственных полей. Установлено, что ИНС классификационного типа способны решать задачи распознавания мелиоративного состояния полей, а современные информационные технологии позволяют перенести вычисления в облако, при этом облачный сервис можно монетизировать в качестве модели SaaS.

Ключевые слова: сельское хозяйство, цветные изображения, SaaS-система, искусственная нейронная сеть, классификация изображений

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

Для решения проблем аграрного производства могут применяться методы искусственного интеллекта. Оценка состояния посевов сельскохозяйственных культур на значительных площадях, даже при задействовании беспилотных летательных аппаратов, является трудоемкой задачей. Особенностью задачи такой оценки является многофакторность анализируемых структур, требующих применения системного подхода на всех этапах исследования от формирования баз данных (БД) цветных изображений до интеллектуального решения задач их анализа. Представлены результаты анализа U-net архитектуры искусственных нейронных сетей (ИНС) и ее ограниченности для задачи сегментации изображений. Целью исследования является обоснование архитектуры разработки сегментационной искусственной нейросети (ИНС) для выявления проблемных участков сельскохозяйственных полей. Проверка гипотезы преимущества сегментационной сети проводилась на архитектуре DeepLabV3 ResNet50. Численными экспериментами установлено, что повышение точности сегментации изображений участков сельскохозяйственных полей сдерживается ограниченным разрешением и точностью ручной разметки dataset. Построенные архитектуры могут использоваться в качестве алгоритмического ядра для создания SaaS-систем, при этом быстродействие используемой конфигурации ИНС может иметь решающее значение.

Ключевые слова: сельское хозяйство, цветные изображения, SaaS-система, искусственная нейронная сеть, классификация изображений

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

Рассматривается применение результатов измерении твердости и его моделировании в CAD в качестве 3Д модели. Были применены разные режимы сварки и качестве расходных материалов использовали электроды ЦТ-15, ОЗЛ-8 и ЦЛ-11. Испытуемый материал горячекатаная труба диметром 159 мм из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т толщиной 6 мм. Электроды сплавляли до половины его длины и снимали его с электрододержателя, после остывания остатка электрода его применяли повторно. Для сканирующего измерения микротвёрдости образцов с нагрузкой 100 г, шаг сканирования был применен 0,5 мм. Применение современных программного обеспечения смогли более точно смоделировать результаты испытания на 3D модели. Образцы сваренные электродами ЦТ-15 при максимальном токе 100 А. твердость свыше 450-550 HV не зависимо какой был проход. Так же и при сварки электродом марки ОЗЛ-8 но только при низких токах твердость превышает 450 HV.В обоих электродах твердость повышена. При использовании электродами ОЗЛ-8 образцы сваренные на высоких токах твердость меньше чем при низких токах. При сварки этими электродами возможно применение в определенных проходах например при наплавки корневого слоя шва. В случае с полным проплавлением в режимах повышенным током с электродами ЦТ-15 мало отличается результат как при низких режимах.

Ключевые слова: сталь 12Х18Н10Т, многопроходная сварка, сварка аустенитных сталей, труба, покрытые электроды, режимы сварки, механические свойства, макроструктура. Exel, Autodesk Inventor, ЦТ-15 , ОЗЛ-8, ЦЛ-11,сила тока

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

В работе рассматривается модель управления надежностью охранного оборудования с применением методов оптимального управления и интеллектуального анализа данных. Приводится алгоритм нахождения стратегии управления техническим обслуживанием и ремонтом, обеспечивающей поддержку принятия решений в широком диапазоне изменения параметров системы. Исследована возможность автоматизации поиска оптимальных решений задачи повышения надежности охранного оборудования на примере информационной системы анализа и предиктивной диагностики технических объектов ИС «Аналитик», а также рассмотрены перспективы применения нейроуправления в задачах повышения надежности сложных технических систем.

Ключевые слова: система охраны, надёжность технических систем, оптимальное управление, необходимые условия оптимальности, нейроуправлние

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Широкое распространение Educational Data Mining (EDM) позволяет осуществлять сбор данных в образовательной сфере для анализа и корректировки образовательного процесса. На основе выполненного анализа направлений подготовки троительных специальностей был сделан выбор запросов вакансий с сайта hh.ru. Построена цепочка узлов в программе Knime для анализа вакансий строительных специальностей. На основе запросов Knime проведён семантический анализ требований работодателей по строительным специальностям. Была рассмотрена зависимость результата анализа требований работодателей от количества терминов в теме. Была проведена подготовка материала для сравнения данных полученных из рабочих программ с данными, извлечёнными с сайта для поиска вакансий hh.ru.

Ключевые слова: анализ, данные, рабочая программа, образование, запрос, термин, таблица, требование работодателя

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 построения сверточных нейронных сетей для определения дорожных объектов. Представлена общая актуальность и постановка проблемы определения дорожных объектов. Сформировано обоснование применения искусственных нейронных сетей для определения дорожных объектов. В качестве основной архитектуры искусственной нейронной сети для определения дорожных объектов использована архитектура сети Retinanet. Визуализирована общая концепция данной архитектуры и основные подсети. Описаны функции ошибки для основных подсетей сети Retinanet. Дано проектное описание алгоритмов построения аннотации данных для обучения искусственной нейронной сети, а также алгоритмов построения архитектуры нейронной сети классификации, регрессии и пирамиды признаков. Определена динамика изменения общей функции ошибки при определении дорожных объектов. Представлен результат обучения искусственной нейронной сети.

Ключевые слова: сверточные нейронные сети, классификация, регрессия, сверточные нейронные сети, deep learning, big data, математическое моделирование, информатика, архитектура RetinaNet

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

Работа посвящена анализу частотных характеристик кусочно-однородной коаксиальной брэгговской СВЧ структуры с нерегулярностями внутреннего проводника. В статье приведены разновидности кусочно-однородных брэгговских коаксиальных СВЧ структур, их варианты практического применения и реализации, а также возможность их модернизации., а также рассматривается рекуррентный метод расчета кусочно-однородной линии передачи. Рассмотрена возможность применения сосредоточенных емкостей в эквивалентной схеме и произведено моделирование в программе электродинамического моделирования с исходными параметрами. По результатам проделанной работы сделан вывод, что влияние сосредоточенных емкостей, включенных в эквивалентную схему кусочно-однородной коаксиальной брэгговской СВЧ структуры, значительно улучшает частотные характеристики одноволнового расчета в сравнении с полноволновым моделированием. При приближении к условиям, благоприятным для распространения первой высшей моды, необходимо включать в расчет эффекты ее распространения.

Ключевые слова: брэгговская СВЧ структура, реактивность, диэлектрическая проницаемость, коаксиальный кабель, СВЧ диапазон

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье представлены результаты исследования экономической эффективности результатов НИИОКР. Исследуются возможности использования математических моделей для оценки научной продукции, возможностей ее внедрения в хозяйственную практику

Ключевые слова: математические модели, прогноз, экономическая эффективность, хозяйственно-ценные признаки, сорта

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

Температурные режимы нагрева и охлаждения при трехмерной печати являются наиболее значимой частью технологического решения при производстве изделий любой отрасли: от печати деталей для авиации и ракетостроения до строительства зданий или изготовления протезов человеческих костей. В работе рассматривается простой и достоверный способ получения расчетных значений нестационарных температур и тепловых потоков при послойной печати изделий с различными теплофизическими свойствами и неидеальным контактом между слоями, не требующий специальных программных оболочек и больших машинных ресурсов для вычислений.

Ключевые слова: нестационарный теплоперенос, многослойная печать, аддитивное производство, 3D-печать изделий, нагрев и охлаждение многослойных изделий, послойное наплавление, оптимизация температурного режима печати изделий, температурный режим, скорость экструзии

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматривается модель управления надежностью сети передачи данных, используемой органом исполнительной власти для организации доступа к государственным информационным ресурсам. Описан процесс построения компьютерной модели системы для оценки коэффициента готовности. Построенная компьютерная модель обеспечивает возможность оценки надежности рассматриваемой системы в широком диапазоне параметров и может быть использована при проектировании, эксплуатации и модернизации информационно-телекоммуникационной сети организации для повышения ее надежности.

Ключевые слова: информационно-телекоммуникационная сеть, провайдер, маршрутизация, надёжность, государственный информационный ресурс

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В процессе ведения информационной деятельности скапливается большой набор данных, который отражает специфические особенности производимой работы. Не всегда хранимая информация находится в упорядоченном и понятном виде, благодаря чему с ней очень тяжело работать. Это затрудняет выполнение анализа, увеличивает сроки обработки. Решить эту проблему в силах нейросети. Сегодня нейронные сети повсеместно используются во многих сферах деятельности, за счёт их применения, например, появляется возможность более тщательно анализировать ситуацию на рынке и принимать соответствующие решения, прямо влияющие на успех. Благодаря использованию нейросети можно провести набор информации в удобный для анализа вид. В статье будет приведен перечень информации о самоорганизующейся карте Кохонена, касающийся принципов работы нейронной сети. Рассмотрена обработка тестовых данных с визуализацией карт.

Ключевые слова: самоорганизующаяся карта Кохонена, сети Кохонена, нейронные сети, кластер, обработка, Self Organizing Map, SOM

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

Разработан алгоритм планирования оптимальной траектории мобильных объектов, с помощью которого минимизируются затраты энергии при передвижении по холмистой местности. Для определения оптимальной траектории находится минимум функционала работы сил трения качения. Поиск оптимальной траектории, на которой работа сил трения минимальна, осуществляется методом динамического программирования. Предло-женный алгоритм планирования оптимальной траектории можно использовать для уменьшения расхода энергии в процессе передвижения по холмистой местности не только автономных робототехнических систем, но и других транспортных средств.

Ключевые слова: алгоритмы планирования, работа силы трения качения, динамическое программирование, оптимизация по выбранному критерию

05.02.05 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье исследуется вопрос расчета глубины залеганий напряжений сжатия при применении сферического индентора с целью повышения усталостной прочности деталей из стали. Выведена зависимость для предварительной оценки залегания остаточных напряжений в зависимости от диаметра лунки после вдавливания сферического индентора. Приведены результаты расчетов аналитических и численных методов для диаметров сферического индентора 4, 6, 8, 10 мм и различной степени пластической деформирования для определения глубины залегания напряжений сжатия, сопоставлены с известными данными, вычислена погрешность.

Ключевые слова: сферический индентор, билинейная диаграмма деформирования, пластическое деформирование, глубина вдавливания, напряжение сжатия

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

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