Архив рубрики: 2019 год

ОПТИМИЗАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ РЕСУРСНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ


УДК 681.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.024

Я.Е. Львович, Б.А. Чернышов, О.Н. Чопоров


В статье рассматривается последовательность действий по формированию оптимизационной модели и алгоритма интеллектуальной поддержки процесса рейтингового управления распределением ресурсного обеспечения в организационной системе. Структура системы рейтингового управления определяется набором признаков, позволяющих установить последовательность частных задач управления, которые образуют единый цикл принятия решений. Оптимизационная модель формирует экстремальные и граничные требования при согласовании интересов управляющего центра системы и администрации входящих в нее объектов при распределении ресурсного обеспечения, которое выделено на каждое направление деятельности, способствующее изменение показателей эффективности для улучшения позиции объекта в рейтинге. Объединение формализованных требований приводит к блочной задаче линейного программирования. Алгоритм интеллектуальной поддержки основан на игровом подходе к решению блочной задачи линейного программирования. С этой целью осуществлен переход к векторно-матричной форме записи прямой и двойственной задач линейного программирования и итерационному поиску седловой точки функции Лангража с предварительным разделением матрицы коэффициентов и вектор ограничений на две части.

Ключевые слова: организационная система, рейтинговое управление, оптимизация, интеллектуальная поддержка, линейное блочное программирование.

Полный текст статьи:
LvovichSoavtori_4_19_1.pdf

ФОРМИРОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ГРАФИКА ИЗУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В ЭЛЕКТРОННОЙ СРЕДЕ
В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОГО ВРЕМЕНИ ОБУЧЕНИЯ


УДК 004.85
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.023

М.А. Аникьева


В работе представлена методика персонализации в электронной образовательной среде графика изучения учебных материалов в рамках учебной дисциплины. Для решения поставленной задачи рассмотрены подходы к персонализации обучения, используемые в электронном обучении. Центральным аспектом исследования являлась возможность эффективно использовать выделенное для обучения время, что особенно актуально при обучении в вузе, по общему учебному плану. Были выявлены факторы, обуславливающие необходимость построения индивидуального графика обучения. К ним можно отнести различную начальную подготовленность обучающегося, личностные качества, разные подходы обучающихся к организации своей работы. Была отмечена взаимосвязь названных факторов со скоростью работы обучающегося и разработана функциональная схема процесса адаптивного управления учебной деятельностью обучающегося. Предлагаемая методика предполагает динамически изменять требования к уровню освоения учебного материала, в зависимости от текущих достижений обучающегося. Изучение учебного материала даже на уровне ниже запланированного, даст обучающемуся целостное представление об изучаемой предметной области. Анализ результатов практического применения методики в электронном образовательном курсе на платформе Moodle показывает, что обучающиеся за отведенное время на обучение в целом осваивают всю программу по учебной дисциплине.

Ключевые слова: электронное обучение, электронная образовательная система, персонализация обучения, индивидуальный график, уровень освоения учебного материала, учебная дисциплина, деятельность обучающегося, темп работы обучающегося.

Полный текст статьи:
Anikieva_4_19_1.pdf

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ СКРЫТНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В СИСТЕМАХ РАДИООХРАНЫ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ СКРЫТНОСТИ ДЛЯ НИХ


УДК 004.94
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.022

А.А. Гавришев


Для контроля больших территорий в настоящее время используются системы радиоохраны (беспроводные системы безопасности), обеспечивающие сбор информации с распределенных по территории объекта датчиков с радиоизвещением. При попадании в зону действия датчика человека или постороннего предмета датчик фиксирует факт возникновения внештатной ситуации и посылает по радиоканалу на пульт управления системой сигнал тревоги. Вместе с тем из литературы известно, что системы радиоохраны сами подвержены воздействию деструктивных факторов, направленных на нарушение их работоспособности. В данной работе автором на основе ранее предложенной математической модели и обобщения известной литературы разработана математическая модель процесса обеспечения скрытного информационного обмена в системах радиоохраны, учитывающая в своем составе деструктивные воздействия (например, навязывание ложных данных или подавление помехами) на передаваемые сигналы в канале связи. Так же разработан вычислительный метод оценки скрытности информационного обмена в системах радиоохраны на основе нечеткой логики, применение которого в условиях слабоструктурированности и трудноформализуемости исходных данных, а также в условиях комплекса деструктивных воздействий, потенциально может помочь более адекватно оценить скрытность систем радиоохраны. Полученные результаты возможно использовать для исследования скрытности известных и перспективных систем радиоохраны. Так же полученные результаты возможно использовать для повышения скрытности известных и перспективных систем радиоохраны.

Ключевые слова: математическая модель, вычислительный метод, скрытность, радиоканал, системы радиоохраны.

Полный текст статьи:
Gavrishev_4_19_1.pdf

АРХИТЕКТУРА ОБЛАЧНОЙ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТЕНТА
В КИБЕРФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ


УДК 004.75
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.027

Д.К. Левоневский


Доставка контента потребителю – одна из важных задач информационных систем. Для эффективной доставки контента необходимо выполнение ряда условий, связанных с надёжностью, управляемостью, согласованностью процессов доставки. Возможность обеспечения этих условий зависит от концепции и архитектуры системы распределения контента. В данной статье рассматривается подход к построению облачной системы распределения мультимедийного контента в киберфизическом окружении. Проанализированы процессы доставки контента в киберфизических системах и сценарии взаимодействия этих систем с пользователями. Отмечено, что процессы доставки контента при интерактивном человеко-машинном взаимодействии с использованием многомодальных интерфейсов исследованы недостаточно. Поэтому предложена общая концепция системы, учитывающая использование многомодальных интерфейсов, детализированы роли участников процесса распределения контента, их типовые действия определены с помощью диаграмм прецедентов. Построены диаграммы классов, описывающие структуру модулей управления и трансляции контента. Предложена архитектура системы на основе общей шины данных. Рассмотрены преимущества данной архитектуры, связанные с надёжностью, оперативностью выявления сбоев, управляемостью, простотой подключения сторонних источников и получателей данных. Рассмотрен пример реализации сервиса корпоративного телевидения на основе предложенной архитектуры, определены компоненты этого сервиса и порядок их взаимодействия.

Ключевые слова: мультимедиа, человеко-машинное взаимодействие, распределённые системы, системы доставки контента, киберфизические системы, шина данных.

Полный текст статьи:
Levonevskiy_4_19_1.pdf

АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ КОРПОРАТИВНОГО ИНФОРМИРОВАНИЯ В РАМКАХ КИБЕРФИЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ


УДК 004.75, 004.58
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.026

И.В. Ватаманюк, Р.Н. Яковлев


В статье рассмотрена архитектура системы корпоративного информирования, которая обеспечивает информационную поддержку сотрудников организации и является частью киберфизической системы предприятия. В задачи, выполняемые данной системой, входит отображение информационных материалов на мобильные пользовательские устройства и стационарные экраны; управление информационным контентом и процессами его предоставления; приоритезация информации на персонифицированной основе. Предлагаемая система корпоративного информирования ориентирована на отображение цифрового контента и объединяет в себе следующие компоненты: серверный компонент – основной функциональный модуль, размещенный на сервере приложений киберфизической системы организации, включающий в себя в том числе и программные модули для взаимодействия с хранилищами, а также программные компоненты, интегрированные с ПО стационарных экранов. Рассмотрены сценарии взаимодействия стационарных экранов и серверного компонента подсистемы корпоративного информирования для реализации управления расписаниями, событиями, а также загруженным в систему контентом. Предложена алгоритмическая модель динамического формирования и приоритезации пользовательских уведомлений на основе тематических классификационных групп, уровня доступа пользователей, перечня актуальных событий и сроков их актуальности. Предлагаемая система корпоративного информирования использует стандартные сетевые технологии и не привязана к конкретным программно-аппаратным платформам. Она соответствует критериям расширяемости и переносимости и пригодна для интеграции в качестве компонента киберфизической системы организации.

Ключевые слова: киберфизическая система, информационная система, сервис-ориентированная архитектура, архитектура предприятия, алгоритмическая модель, приоритезация уведомлений, персонификация сервисов.

Полный текст статьи:
VatamanukSoavtori_4_19_1.pdf

РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ СЕНСОРНЫХ КОМПЛЕКСОВ


УДК 004.42
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.025

А.В. Денисов


В данной работе предложено решение актуальной научно-технической задачи сокращения временных ресурсов на проектирование сетей беспроводной передачи данных на основе программных средств расчета расположения гетерогенных сенсорных элементов и мобильных роботизированных устройств, имеющей существенное значение для развития цифровых технологий в области сельского хозяйства. Разработана рекомендательная программная система AgroWiNet для организации беспроводного информационного взаимодействия в сенсорной сети с применением дополнительных радиомодулей, учитывающая при работе заданные требования по скорости передачи данных между узлами сети и обеспечивающая развертывание сети гетерогенных сенсорных элементов и мобильных роботизированных устройств на обслуживаемой территории. Сформулированы рекомендации по применению разработанной программной системы в сельскохозяйственных робототехнических системах, специализирующихся на аграрных задачах открытого грунта. На сегодняшний день сети ретрансляторов проектируются вручную, а иногда устанавливаются без предварительного расчета, что влечет за собой как излишние трудозатраты на проектирование, так и неоптимальные, с точки зрения энергоэффективности, решения. Разработанное программное обеспечение рекомендательной системы позволяет сократить проектирование таких сетей до нескольких часов и предлагает оптимальное расположение меньшего количества ретрансляторов, а также отличается масштабируемостью и энергоэффективностью.

Ключевые слова: сенсорные сети, алгоритмы определения координат, ретрансляторы, роботизированные устройства, картографирование, распределенные системы.

Полный текст статьи:
Denisov_4_19_1.pdf

РАЗРАБОТКА МЕТОДА САМОАДАПТАЦИИ ПРИКЛАДНОЙ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ


УДК 004.4
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.021

А.М. Бершадский, А.С. Бождай, Ю.И. Евсеева, А.А. Гудков


В статье рассмотрены вопросы разработки метода самоадаптации прикладных программных систем на основе технологии машинного обучения. Рассмотрены различия между Model-Based и Model-Free подходами в обучении с подкреплением, обоснован выбор Model-Based подхода для создания метода самоадаптации программного обеспечения. Рассмотрено определение расширенного марковского процесса принятия решений, учитывающего роль ситуации в ходе самоадаптации программы. Предложена математическая модель пространства состояний программной системы, основанная на гиперграфовой формализации модели характеристик. На основе расширенного определения марковского процесса принятия решений, предложенной модели пространства состояний системы и концепции Model-Based подхода к машинному обучению с подкреплением разработан новый метод самоадаптации программного обеспечения, учитывающий влияние действий, производимых системой, на состояние окружающей среды. Приведен практический пример использования метода.

Ключевые слова: самоадаптивные программные системы, машинное обучение, обучение с подкреплением, искусственный интеллект.

Полный текст статьи:
BershadskySoavtors_4_19_1.pdf

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ МНОГОВАРИАНТНОГО СИНТЕЗА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АРХИТЕКТУРЫ РАЗВИВАЮЩИХСЯ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ


УДК 004.7
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.020

А.А.Рындин, Н.А.Рындин, С.В. Сапегин


В статье рассматриваются модели и алгоритмы синтеза проектных решений в процессе разработки развивающихся программных систем, базирующиеся на подходе многовариантной интеграции. Проблеме эволюции программного обеспечения, как и проблеме проектирования и контроля эволюционной траектории программных систем в настоящее время уделяется большое внимание. Различают различные виды систем, имеющих разные характер и продолжительность эволюционного цикла, однако общей задачей является рациональное проектирование жизненного цикла ПО, включая стадию его разработки. Представив проектируемое ПО, как динамическую развивающуюся систему, мы можем выразить процесс построения программного комплекса в виде маршрута проектирования, состоящего из последовательности задач многокритериального выбора, причем результат каждого выбора влияет на траекторию последующего развития системы. Разделяя компоненты ИС на организационные решения, информационную инфраструктуру и пользовательские сервисы, и применяя методы многовариантной интеграции, мы можем в численном виде решить задачу рационального выбора вариантов на каждом из этапов принятия решений в процессе развития ПО и, таким образом, осуществлять разработку программных средств и компонентов в условиях современной инновационной экономики.

Ключевые слова: многовариантный синтез проектных решений, программная архитектура, развивающиеся программные системы.

Полный текст статьи:
RyndinSoavtors_4_19_1.pdf

РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ РЕПОЗИТОРИЯ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МУЛЬТИМОДАЛЬНЫХ ДАННЫХ


УДК 004.6
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.019

О.А. Белякова, П.Н. Махнин, С.В. Сапегин


В статье рассматриваются основные особенности проектирования и разработки платформенного решения для организации исследовательской работы, основанной на мультимодальных данных. В условиях кратного увеличения исследовательских данных, собираемых в экспериментах из различных источников, а также повышения интереса к проведению междисциплинарных исследований в последние годы стало актуальным развитие средств, осуществляющих сбор, хранение и обработку мультимодальных данных. При этом, в качестве изначального источника данных рассматривается коммуникативный процесс, включающий в себя аудио-, видео-, семантическую модальность, а также модальности, получаемые от различных датчиков. На основе проведенного исследования в статье сформулированы требования к репозиторию, а также предложена модель его архитектуры. Рассмотрены особенности цифрового представления мультимодальных данных в виде линейной комбинации модальностей, представлен подход к реализации и развитию репозитория, базирующийся на принципах микросервисной архитектуры. Реализуемая платформа предназначена для управления и совместной обработки данных в междисциплинарных коллективных исследованиях, в том числе с использованием удаленных рабочих мест. Построение архитектуры осуществлено с использования парадигмы реактивного взаимодействия компонентов системы, а также принципов асинхронного доступа.

Ключевые слова: мультимодальные данные, репозиторий, организация исследовательской работы, распределенная платформа, междисциплинарные исследования.

Полный текст статьи:
BelyakovaSoavtors_4_19_1.pdf

ПРИМЕНЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ В ЗАДАЧАХ УПРАВЛЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИМ АЛГОРИТМОМ


УДК 519.876.2
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.27.4.016

Д.А. Петросов, Р.А. Ващенко, А.А. Степовой, Н.В. Петросова, А.Н. Зеленина


В современных интеллектуальных системах поддержки принятия решений по-прежнему сохраняется проблема, связанная с повышения быстродействия в задачах структурно-параметрического синтеза больших дискретных систем с заданным поведением на основе генетических алгоритмов. В настоящее время существует два основных направления исследований, которые рассчитаны на математическое или аппаратное повышение быстродействия. Одним из способов аппаратного повышение быстродействия является применение параллельных вычислений, к которым относится технология GPGPU (General-purpose computing on graphics processing units). В данной работе рассматривается возможность повышения быстродействия интеллектуальных систем с использованием математического инструмента искусственных нейронных сетей за счет введения модуля управления генетическим алгоритмом непосредственно при выполнении синтеза решений. Управление процессом структурно-параметрического синтеза достигается путем прогноза и оценки состояния генетического алгоритма (сходимости, затухания, нахождения популяции в локальных экстремумах) с применением искусственных нейронных сетей. Это позволяет изменять параметры работы операторов непосредственно в процессе синтеза решений, изменяя их разрушающую способность относительно бинарной строки, что приводит к изменению траектории движения популяции в пространстве решений, и как следствие, должно способствовать повышению быстродействия интеллектуальных систем поддержки принятия решений.

Ключевые слова: генетический алгоритм, интеллектуальные информационные системы, искусственные нейронные сети, системный анализ.

Полный текст статьи:
PetrosovSoavtori_4_19_1.pdf