ivdon3@bk.ru
В статье описывается методика разработки клиент-серверного приложения, предназначенного для конструирования виртуального музея. Подробно рассмотрено создание серверной части приложения с функциями обработки и выполнения запросов клиентский части, а также создание базы данных и взаимодействия с ней. Клиентская часть разработана при помощи фреймворка Angular и языка TypeScript, трехмерная реализация основывается на библиотеке three.js, которая является надстройкой технологии WebGL. Серверная часть разработана на платформе ASP.NET Core на языке C#. Схема база данных основана на подходе Code-First с использованием Entity Framework Core. В качестве системы управления базы данных используется Microsoft SQL Server.
Ключевые слова: клиент-серверное приложение, конструктор виртуального тура, виртуальный музей, библиотека three.js, фреймворк, Angular, ASP.NET Core, Entity Framework Core, Code First, WebGL
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной статье представлено исследование о подходе к разработке системы поддержки принятия врачебных решений для выбора формул при расчете оптической силы интраокулярных линз (ИОЛ), применяемых в хирургическом лечении катаракты. Система основана на методах построения рекомендательных систем, что позволяет автоматизировать процесс выбора ИОЛ и минимизировать риск человеческой ошибки. От внедрения системы в практику медицинских организаций ожидается высокая точность и эффективность, значительное сокращение времени, отпущенного на принятие решений, а также улучшение результатов хирургических вмешательств.
Ключевые слова: интраокулярная линза, офтальмология, формулы расчета оптической силы, веб-приложение, машинное обучение, параметры глаза, прогностическая модель, рекомендательная система, точность прогнозирования, врачебное решение
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Современное проектирование имитационных моделей не обходится без широкого круга специалистов разных отраслей. Дополнительных ресурсов требует также разработка программного кода и его отладка. Исследование направлено на демонстрацию возможностей больших языковых моделей (БЯМ) применения на всех этапах создания и использования начиная с этапа формализации моделей динамических систем, а также на оценку вклада этих технологий в ускорение создания имитационных моделей и уменьшение их сложности. Методика разработки модели включает этапы формализации, верификации и создания математической модели на основе диалогов с БЯМ. Эксперименты проводились на примере создания модели мультиагентного сообщества роботов с использованием гибридных автоматов. Результаты экспериментов показали, что модель, созданная с помощью БЯМ, демонстрирует идентичные результаты по сравнению с моделью, созданной в специализированной среде моделирования. На основе анализа результатов эксперимента можно сделать вывод о значительном потенциале применения БЯМ для ускорения и упрощения процесса создания сложных имитационных моделей.
Ключевые слова: имитационное моделирование, формализация, большая языковая модель, нейронная сеть, GPT-4, математическая модель
Растущая популярность больших языковых моделей в различных сферах научной и индустриальной деятельности приводит к появлению решений, применяющих эти технологий для совершенно разных задач. В данной статье предлагается использовать языковые модели BERT, GPT и GPT-2 для обнаружения вредоносного программного кода. Предварительно обученная на естественных текстах нейросетевая модель дообучается на предобработанном датасете, содержащим программные файлы с вредоносным и безвредным кодом. Предобработка датасета заключается в том, что программные файлы в виде машинных инструкций транслируется в текстовое описание на формализованном языке. Дообученная таким образом модель используется для задачи классификации программного обеспечения на основе признака содержания в нем вредоносного кода. В статье приводится информация о проведенном эксперименте по использованию предложенной модели. Оценивается качество применения такого подхода в сравнении с существующими антивирусными технологиями. Предлагаются также пути улучшения характеристик модели.
Ключевые слова: антивирус, нейросеть, языковые модели, вредоносный код, машинное обучение, дообучение моделей, тонкая настройка, BERT, GPT, GPT-2
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье рассматривается применение нейросетевого автокодировщика в задаче колоризации монохромных изображений. Приводится описание архитектуры сети, применяемый метод обучения и способ формирования обучающих и проверочных данных. При обучении использовался набор данных, состоящий из 540 изображений природного ландшафта с разрешением 256 на 256 пикселей. В результате была проведена оценка качества выводов полученной модели и были вычислены усредненные коэффициенты метрик, а также среднеквадратическая ошибка выводов модели VGG.
Ключевые слова: нейронные сети, машинное обучение, автокодировщик, анализ качества изображений, колоризация, CIELAB
Статья посвящена разработке алгоритма трехмерной реконструкции местности на основе одиночных спутниковых снимков. Предлагаемый метод основан на алгоритмическом формировании трехмерных моделей на основе выходных данных двух моделей глубокого обучения для решения задач восстановления высот и инстанс-сегментации соответственно. В работе также представлены методы обработки больших спутниковых изображений моделями глубокого обучения. Предложенный в рамках работы алгоритм позволяет значительно снизить требования к входным данным в задаче трехмерной реконструкции.
Ключевые слова: трехмерная реконструкция, глубокое обучение, компьютерное зрение, восстановление высот, сегментация, определение глубины, аппроксимация контуров
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Эта статья представляет собой исследование применения программной среды Matlab Simulink в качестве инструмента разработки для микроконтроллеров семейства STM32. В работе рассматриваются возможности Simulink для моделирования и тестирования алгоритмов управления, а также для генерации кода, который может быть напрямую интегрирован с микроконтроллерами. Статья предназначена для инженеров и разработчиков, работающих в области электроники и автоматизации, и может служить полезным ресурсом для тех, кто стремится оптимизировать свои процессы разработки микроконтроллерных систем.
Ключевые слова: модельно-ориентированное программирование, MatLab, Simulink, STM32, микроконтроллер, генерация кода, система автоматического управления, двигатель постоянного тока
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Статья посвящена созданию узкоспециализированной автоматизированной информационной системы учета параметров технологического процесса производства промышленного предприятия. Разработка подобных программных продуктов позволит упростить и ускорить работу технологов и уменьшить влияние человеческого фактора при сборе и обработке данных.
Ключевые слова: автоматизированная информационная система, система учета параметров технологического процесса производства, диаграмма Раммлера-Брейча, ролевая система доступа к данным
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.5 - Математическое и программное обеспечение вычислительных систем, комплексов и компьютерных сетей
В работе предложен гибридный мультиагентный алгоритм поиска решений, содержащего процедуры, моделирующие поведение пчелиной колонии, роя агентов и методов ко-эволюции, с реконфигурируемой архитектурой. В основу разработанного гибридного алгоритма, положен иерархический много популяционный подход, позволяющий с помощью разнообразия совокупности решений, расширять области поиска решений. Представлены формулировки метаэвристики пчелиной колонии и роя агентов канонического вида. В качестве меры сходства двух решений используется аффинность – мера эквивалентности, родственности (сходства, близости) двух решений. Раскрыт принцип действия и применения оператора направленной мутации. Приведено описание модифицированной парадигмы хромосомного роя, который, обеспечивает возможность поиска решений с целочисленными значениями параметров в отличие от канонических методов. Временная сложность алгоритма составляет О(n2)-О(n3).
Ключевые слова: рой агентов, пчелиная колония, ко-эволюция, пространство поиска, гибридизация, реконфигурируемая архитектура
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Информационные технологии применяются во всех сферах современной жизнедеятельности общества. Базы данных, документооборот в организациях должны быть четко организованы, упорядочены, а также обеспечена взаимосвязанная работа отделов и служб компаний для сбора и обработки информационных потоков и принятия эффективных управленческих решений. В статье отражено место этапов планирования и проектирования информационных технологий и методов их разработки в алгоритме формирования стратегии ИТ-проекта организации. Показаны подходы к формированию автоматизированных рабочих мест на примере организационно-управленческой структуры предприятия. Выделены службы и отделы организации, отвечающие за планирование, учет, анализ и контроль ее финансовых результатов, что обусловило вывод о направлениях повышения качества разработки ИТ-проекта.
Ключевые слова: информационная система, ИТ-проект, планирование, проектирование, моделирование, автоматизированные рабочие места
В статье предложен алгоритм поиска паттернов взаиморасположения зданий, используемых при анализе рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере города. Проанализировано влияние конфигурации застройки на рассеяние загрязняющих веществ в городской среде. Определены паттерны взаиморасположения зданий. Проведен анализ методов и алгоритмов распознавания зданий. Рассмотрены результаты определения паттернов взаиморасположения зданий с использованием предложенного алгоритма.
Ключевые слова: паттерны взаиморасположения зданий, геоинформационные технологии, ГИС, геоинформационные системы, атмосферный воздух
2.10.2 - Экологическая безопасность , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Данная статья посвящена разработке метода диагностики депрессии с использованием анализа поведения пользователя в видеоигре на платформе Unity. Метод предполагает использование машинного обучения для обучения моделей классификации на основе данных об игровых сессиях пользователей с подтвержденным диагнозом депрессии. В рамках исследования пользователи привлекаются к прохождению видеоигры, в которой их внутриигровое поведение анализируется с использованием определенных критериев депрессии, взятых из диагностического руководства DSM-5. Затем эти данные используются для обучения и оценки моделей машинного обучения, способных классифицировать пользователей на основе их поведения в игре. Использование видеоигр в качестве инструмента диагностики позволяет создать более доступный и привлекательный подход к выявлению психических расстройств, что может повысить уровень осведомленности и помочь в борьбе с депрессией в обществе.
Ключевые слова: видеоигра, unity, психиатрическая диагностика, депрессия, машинное обучение, классификация, анализ поведения, внутриигровое поведение, диагностика, виртуальное пространство
Малые космические аппараты, включая спутники формата CubeSat, стали популярными благодаря тенденции на ускорение, удешевление разработки и производства и упрощение использования аппаратуры космического назначения. Основной проблемой конструирования CubeSat является их миниатюризация. В настоящей статье представлены результаты разработки оптической ячейки сбора и обработки видеоинформации для систем дистанционного зондирования Земли спутника формата CubeSat 3U, направленной на получение максимально возможных характеристик изображения при имеющихся ограничениях массогабаритных показателей малых космических аппаратов.
Ключевые слова: аппаратура космического назначения, дистанционное зондирование Земли, малый космический аппарат, наноспутник, печатная плата, тенденция развития малых спутников, топология печатной платы, CubeSat
В статье рассматриваются многокритериальные задачи математического программирования, нацеленные на оптимизацию производства продовольственной продукции. Одна из моделей однопараметрического программирования связана с решением задачи сочетания растениеводства, животноводства и переработка продукции. В качестве основного параметра предложено использовать фактор времени, поскольку некоторые производственно-экономические характеристики могут быть описаны значимыми трендами. Вторая многокритериальная модель параметрического программирования позволяет оптимизировать производство сельскохозяйственной продукции и заготовку дикоросов. применительно муниципальному образованию, что имеет значение для территорий с развитым сельским хозяйством и высоким потенциалом пищевых лесных ресурсов.
Ключевые слова: параметрическое программирование, аграрное производство, двухкритериальная модель
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Применение имитационного и статистического моделирования требует проведения большого количества имитаций и времени вычислений. Сократить время расчета в сложных системах имитационного и статистического моделирования позволяет внедрение технологий параллельного программирования в реализуемые модели. В настоящей работе ставиться задача распараллеливания алгоритма имитационного моделирования динамики некоторого показателя (на примере модели динамики объема груза на складе хранения), описываемого моделью, представленной в виде линейной комбинации входных и выходных потоков, заданных в виде: моделей авторегрессии скользящего среднего с трендовыми составляющими; потоков описываемых процессами, заданными по принципу суммы произведений интенсивности на объем (размер) исследуемого параметра, при условии стационарности каждого из них. Предложена схема распараллеливания алгоритма с применением технологии OpenMP. Проведены вычислительные эксперименты, оценены показатели эффективности параллельного алгоритма в зависимости от числа имитационных экспериментов.
Ключевые слова: имитационное моделирование, параллельное программирование, эффективность параллельного алгоритма, модель загрузки склада, технология OpenMP
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье представлен систематический обзор научных работ отечественных и зарубежных авторов, посвященных математическому моделированию пожаров в тоннелях различного назначения. Используя результаты поиска в базах научных публикаций eLIBRARY.RU и Google Scholar, выделены 30 наиболее релевантных статей, содержащих эмпирические данные, полученные по результатам исследования пожаров в транспортных тоннелях, а также горных выработках. Выполнена классификация публикаций по видам тоннельных сооружений, форме поперечного сечения, предмету исследования, применяемой математической модели для описания процессов тепломассопереноса в газовой среде и прогрева ограждающих конструкций при пожаре и другим аспектам. Установлено, что слабо изученной является проблема прогнозирования динамики пожара в тоннельных сооружениях глубокого заложения, а также математического моделирования пожара в тоннеле с учетом работы систем противопожарной защиты.
Ключевые слова: моделирование пожара, тоннель, математическая модель, прогнозирование пожара, теплоперенос, конструкции, систематический обзор
2.1.8 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Идентификация клиентов является важнейшим аспектом современных бизнес-операций, обеспечивающим персонализированный маркетинг, адресное обслуживание клиентов и эффективное управление взаимоотношениями с клиентами. В этой статье представлен обзор подходов и технологий разработки программного обеспечения, используемых для идентификации клиентов. Эволюция этих систем, их текущие применения и будущие тенденции. Мы обсуждаем традиционные методы, последние достижения, проблемы и будущие направления в этой быстро развивающейся области.
Ключевые слова: программное обеспечение, идентификация клиента, традиционные методы, машинное обучение, искусственный интеллект, эволюция ПО идентификации, будущие тенденции
Рассмотрены возможности использования технологий виртуальной реальности для организации противопожарных тренировок школьников. Представлена функциональная модель виртуального тренажера, построенная на основе методологии структурного анализа и проектирования, описывающая процесс разработки виртуального пространства с интерактивными элементами и организации тренировок по эвакуации учащихся на его основе. Дано смысловое описание сигналов управления функциональной модели, ее входов, механизмов и выходов. Раскрыто содержание подсистем модели. Сформулированы требования к программно-аппаратному и методическому обеспечению обучения с использованием технологий виртуальной реальности при проведении противопожарных тренировок. Приведены примеры совершенствования виртуального пространства путем использования результатов математического моделирования пожара. Обосновано применение интерактивных элементов, а также визуализации дыма и пламени в виртуальном пространстве во избежание возникновения панических состояний детей при эвакуации в условиях пожара.
Ключевые слова: виртуальная реальность, виртуальный тренажер, виртуальное пространство, пожарная безопасность, эвакуация, противопожарная тренировка, математическое моделирование пожара, образовательные технологии, функциональное моделирование
Данная статья посвящена разработке метода обнаружения дефектов на поверхности изделия на основе методов выявления аномалий с использованием экстрактора признаков, основанного на сверточной нейронной сети. Метод предполагает использование машинного обучения для обучения моделей классификации на основе полученных признаков со слоя предварительно обученной нейросети U-Net. В рамках исследования происходит обучение автоэнкодера на основе модели U-Net на данных, не содержащих изображений дефектов. Полученные из нейросети признаки классифицируются с помощью классических алгоритмов выявления аномалий в данных. Данный метод позволяет локализовать области аномалий в тестовой выборке данных, когда для обучения доступны только образцы без аномалий. Предлагаемый метод не только предоставляет возможность обнаружения аномалий, но и обладает высоким потенциалом для автоматизации процессов контроля качества в различных отраслях промышленности, включая производство, медицину и информационную безопасность. Благодаря преимуществам моделей машинного обучения без учителя, таких как устойчивость к неизвестным формам аномалий, данный метод может значительно улучшить эффективность контроля качества и диагностику, что в свою очередь сократит расходы и повысит производительность. Предполагается, что дальнейшие исследования в этой области приведут к еще более точным и надежным методам выявления аномалий, что будет способствовать развитию индустрии и науки.
Ключевые слова: U-Net, нейросеть, классификация, аномалия, дефект, классификация новых признаков, автоэнкодер, машинное обучение, изображение, качество изделия, производительность
Рассмотрена задача планирования отправки сообщений в сети сотовой связи в пункты назначения c известными потребностями. Предполагается, что затраты на передачу информации с одной стороны пропорциональны передаваемым объёмам и стоимости передачи единицы информации по выбранным каналам связи в случаях превышения трафика, установленного договором с сотовым оператором, а с другой стороны связаны с фиксированной абонентской платой за использование каналов, не зависящей от объёма передаваемой информации. Показателем качества плана при такой постановке являются суммарные затраты на отправку всего запланированного объёма сообщений. Предложена процедура сведения сформулированной задачи к линейной транспортной задаче. Проведена оценка точности решения, получаемого на основе предложенного алгоритма.
Ключевые слова: функция единичного скачка, транспортная задача, критерий минимума суммарных затрат, вычислительная сложность алгоритма, доверительный интервал
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Статья посвящена разработке автоматизированной системы, направленной на составление программы работ по обслуживанию покрытия автомобильных дорог. В основе системы лежат данные диагностики и оценки технического состояния автомобильных дорог, в частности данные оценки международного индекса ровности (international roughness index – IRI). Составление программы работ по обслуживанию покрытия автомобильных дорог осуществляется на основе анализа оценки IRI как в краткосрочной перспективе, так и на временной горизонт работы подрядчика по контракту. Система разработана по принципу модульного программирования, где один из модулей использует полиномиальную регрессию для прогнозирования оценки IRI на несколько лет вперед. Анализ отклонения прогнозируемого значения IRI от фактического – является основой для выбора работ, включаемых в программу. Финансовый модуль позволяет системе соблюдать бюджетные рамки, ограниченные контрактом, и дает возможность оценить эффективность планирования путем вычисления разницы между затратами на обслуживание покрытия автомобильных дорог и стоимостью контракта. Практические исследования демонстрируют, что система способна эффективно и оперативно осуществлять планирование работ по обслуживанию покрытия автомобильных дорог в соответствии с установленными сроками контракта.
Ключевые слова: дорожное покрытие, автоматизированная система, модульное программирование, машинное обучение, рекуррентная нейронная сеть, состояние автомобильной дороги, международный индекс ровности, диагностика дороги, планирование дорожной работы, программа дорожной
В статье описаны аспекты интеграции Telegram-бота, реализованного на платформе «1С:Предприятие», в информационную систему обработки результатов спортивных соревнований. Рассмотрен основной функционал взаимодействия пользователя с ботом. Приведена диаграмма состояний системы в процессе взаимодействия пользователя с ботом, иллюстрирующая возможные состояния перехода при выборе пользователем определенных команд или кнопок. Представлена диаграмма последовательности процесса регистрации участников мероприятий с помощью Telegram-бота, иллюстрирующая передачу сообщений с использованием post- и get-запросов.
Ключевые слова: обработка результатов спортивных соревнований, Telegram-бот, мессенджер, платформа «1С:Предприятие», обработка состояний, информационные системы в сфере спорта
В статье рассмотрены математические модели по сбору и обработке голосового контента, на основании которых разработана принципиально-логическая схема системы прогнозирования синтетических голосовых дипфейков. Проведены эксперименты выбранных математических формул и наборов библиотек языка программирования python, позволяющих проводить в режиме реального времени анализ звукового контента в организации. Рассмотрены программные возможности нейронных сетей по выявлению голосовых фальшивок и сгенерированной синтетической (искусственной) речи и определены основные критерии исследования голосовых сообщений. По результатам проведенных экспериментов сформирован математический аппарат, необходимый для положительных решений задач по выявлению голосовых дипфейков. Сформирован перечень технических стандартов, рекомендованных для сбора голосовой информации и повышению качества информационной безопасности в организации.
Ключевые слова: нейронные сети, выявление голосовых дипфейков, информационная безопасность, синтетическая голосовая речь, голосовые дипфейки, технические стандарты сбора голосовой информации, алгоритмы выявления аудио дипфейков, клонирование голоса
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Одним из ключевых направлений развития интеллектуальных транспортных сетей (ИТС) является внедрение автоматизированных систем управления дорожным движением. В контексте этих систем особое внимание уделяется эффективному управлению светофорами, представляющими важный элемент автоматизированных систем управления дорожным движением. Статья посвящена разработке автоматизированной системы, направленной на составление оптимальной программы сигналов светофора на определенном участке дорожной сети. В качестве средства моделирования был выбран пакет моделирования трафика Simulation of Urban Mobility (SUMO), в качестве алгоритма оптимизации BFGS (Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno), в качестве метода машинного обучения использовался градиентный бустинг. Результаты практических исследований показывают, что разработанная система способна быстро и эффективно оптимизировать параметры фаз и длительности светофорных циклов, что значительно улучшает управление трафиком на соответствующем участке дорожной сети.
Ключевые слова: интеллектуальная транспортная сеть, управление трафиком, машинное обучение, пробка, светофор, фаза светофорного цикла, дорожный поток, моделирование дорожной сети, python, моделирование городской мобильности
Предложено использовать туманные расчеты для обеспечения снижения нагрузки на устройства передачи данных и вычислительной системы в ГИС. Для повышения точности оценки оперативности туманных вычислений используется не Марковская модель многоканальной системы с очередями, «прогреванием» и «охлаждением». Предложен метод расчета вероятностно-временных характеристик не Марковской системы с очередями и с распределениями Кокса длительности «прогревания» и «охлаждения». Создана программа вычисления характеристик оперативности туманных расчетов. Решение может быть использовано в качестве программного средства прогнозной оценки характеристик оперативности доступа к геоинформационным системам с учетом особенностей технологии туманных вычислений и затрат на обеспечение информационной безопасности.
Ключевые слова: туманные вычисления, модель многоканальной системы обслуживания с очередями, «прогревание», «остужение», геоинформационные системы, распределение Кокса
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации