Архив рубрики: 2020 год

ЦЕЛЕВОЙ ЧАТ-БОТ НА ОСНОВЕ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ


УДК 004.89
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.041

Т.М.Ч. Нгуен, М.В. Щербаков


В настоящее время чат-боты становятся очень популярными во многих областях, таких как бизнес, банковское дело, здравоохранение, учеба, путешествия и т.д. Популярность платформ обмена сообщениями, таких как Telegram, Messenger, Whatsapp и других сделала чат-ботов не только популярными, но и стало тенденцией в будущем. С конца декабря 2019 года из-за начала пандемии COVID-19 наступил серьезный кризис в области здравоохранения во всем мире. В связи с этим крайне важно предоставлять информацию об эпидемии всем людям. Многие правительства и организации запустили чат-ботов для информирования населения о COVID-19. Однако эти чат-боты ограничены, так как основаны на правилах, и понимают ограниченный набор вопросов, введенных пользователем. Таким образом, создание чат-бота на основе машинного обучения для информации о коронавирусе представляет собой актуальную задачу. Целью исследования является разработка чат-бота для поиска информации про коронавирусную инфекцию COVID-19. Описан метод проектирования и разработка чат-бота на фреймворке RASA, а также испытания разработанного прототипа. Созданы три модели чат-бота: базовая модель (B), базовая модель с синонимами (BS), базовая модель с синонимами и шумами (BSS). Проведена оценка эффективности трех моделей по показателям: доля, точность и F-мера. Результаты анализа показали, что модели BS и BSS лучше, чем модель B.

Ключевые слова: чат-бот, обработка естественного языка, бесcерверная архитектура, намерение, сущности, RASA, COVID-19

Полный текст статьи:
NguyenShcherbakov_2_20_1.pdf

МОДЕЛЬ КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ УГРОЗАМ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В СЕТЯХ СВЯЗИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ


УДК 004.056.53
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.040

О.И. Бокова, Д.А. Жайворонок, С.В. Канавин, Н.С. Хохлов


В настоящее время сети связи специального назначения получили большое распространение в органах государственной власти, органах, осуществляющих функции обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка. В связи с особенностями функционирования инфокоммуникационных систем и сетей связи специального назначения, необходимо учитывать, что они развернуты и обеспечивают управление и взаимодействие в рамках существующих ведомственных и межведомственных систем связи. В статье предложена модель формирования комплекса средств противодействия угрозам информационной безопасности в сетях связи специального назначения. Приведено описание подобных комплексов, рассмотрены ситуации и основания для их применения. Обращается внимание на выявление общих технологических особенностей формирования комплекса средств противодействия угрозам информационной безопасности в сетях связи специального назначения. Для формирования требований к комплексам средств противодействия угрозам информационной безопасности в сетях связи специального назначения составлена база правил, на основании которых будут выбираться определенные средства противодействия. Авторами проведено моделирование функционирования комплекса средств противодействия с применением аппарата лингвистических переменных и нечетких экспертных систем. На основе полученных результатов могут быть предложены требования к созданию комплекса средств противодействия угрозам информационной безопасности в сетях связи специального назначения. Математический аппарат, использованный в данной статье, основан на применении лингвистических переменных и нечетких экспертных систем, может в полной мере характеризовать зависимость эффективности средств противодействия от совокупности реализуемых мер защиты.

Ключевые слова: противодействие угрозам информационной безопасности, сети связи специального назначения, комплексный подход, нечеткие экспертные системы, управление информационной безопасностью.

Полный текст статьи:
BokovaSoavtors_2_20_1.pdf

СПОСОБ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ ДЕСТРУКТИВНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ, ОСНОВАННЫЙ НА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ МОДУЛЯЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В СЕТЯХ СВЯЗИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ


УДК 654.16
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.039

Гилев И.В, Канавин С.В, Попов А.В, Хохлов Н.С. Способ


В статье рассмотрен способ противодействия деструктивным электромагнитным воздействиям, основанный на переносе спектра сигнала при помощи вейвлет-преобразований в сетях связи специального назначения (СС СН), функционирующих на основе стандарта мобильного широкополосного доступа WIMAX. В качестве модели деструктивного электромагнитного воздействия, оказывающего влияние на работу сети связи специального назначения выбран гауссовский биполярный импульс. При воздействии помехи такого типа на сигнал системы WIMAX, нарушается режим нормального функционирования СС СН. В качестве модулирующей функции был выбран MHAT-вейвлет, поскольку он описывается в частотно-временной полуплоскости и его параметры зависят от определенных коэффициентов масштабирующего множителя и временного сдвига. Таким образом, можно менять параметры модулированного сигнала путем изменения коэффициентов вейвлет-функции, которой он модулируется. MHAT-вейвлет, получается в результате двукратного дифференцирования функции Гаусса. Данный способ находит свое применение в первую очередь из-за того, что вейвлет функционирует в частотно-временной полуплоскости и его параметры зависят от определенных коэффициентов (масштабирующего множителя и временного сдвига). Таким образом, можно менять параметры модулированного сигнала путем изменения коэффициентов вейвлет-функции, которой он модулируется. Результатами данного способа являются перенос спектра сигнала WIMAX в другую полосу частот, где так же функционирует СС СН, с помощью модуляции вейвлет-функцией, а также увеличение его мощности и расширение спектра

Ключевые слова: широкополосная система связи; системы связи стандарта WIMAX; моделирование функционирования в условиях деструктивных электромагнитных воздействиях; способ противодействия деструктивным электромагнитным воздействиям с применением вейвлет-преобразования, MHAT-вейвлет.

Полный текст статьи:
GilevSoavtors_2_20_1.pdf

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ПРОТОКОЛА МАРШРУТИЗАЦИИ В БЕСПРОВОДНЫХ СЕНСОРНЫХ СЕТЯХ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ


УДК 681.518
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.038

В.О. Ключников


В связи с бурным развитием беспроводных технологий, оптимальный выбор типов сетей и протоколов маршрутизации является актуальной задачей. Рассматривается современное состояние моделей трафика с точки зрения протоколов маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях (БСС). Класс соответствующих сетей с низким энергопотреблением (LLN) обеспечивает эффективную маршрутизацию при передаче пакетов данных в небольших локальных сетях. Протокол динамической маршрутизации AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector) в БСС минимизирует длину маршрута трафика. Моделирование трафика в БСС рассмотрено на примере передачи цветных изображений. Для агрегированных разнородных потоков трафика в сети применен критерий Колмогорова, и получены зависимости позволяющие рассчитать коэффициент Хёрста с помощью анализа вариации дисперсии H=0,768. Этот же параметр рассчитан как оптимальный для пакета изображений на сенсорном поле 50×50 м2 в зависимости от количества передающих узлов и равен . Для БСС рассмотрены различные варианты подключений с азличными вариантами подключения клиента и оператора при наличии или отсутствии базовой станции. Также для беспроводных сенсорных сетей выполнено сравнение протоколов RPL и AODV путем моделирования. Показано, первый является оптимальным. С точки зрения перспектив сетей
5-го поколения возможно применение D2D (device-to-device) подключения. В этом варианте из двух протоколов (AODV, DSDV) AODV более предпочтителен как по минимуму времени общей задержки, так и по минимуму количества шагов при передаче данных. Развитие беспроводных сетей 5-го поколения выведет трафик на уровень широкополосного проводного Интернета и обеспечит качественно новый уровень возможностей для клиентов этих сетей.

Ключевые слова: беспроводная сенсорная сеть, RPL-протокол, AODV-протокол, D2D-подключения, коэффициент Хёрста, критерий Колмогорова, сеть 5G

Полный текст статьи:
Klyuchnikov_2_20_1.pdf

КЛАССИФИКАЦИОННЫЙ ПОДХОД НА ОСНОВЕ КОМБИНАЦИИ ГЛУБОКИХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОТКАЗОВ СЛОЖНЫХ МНОГООБЪЕКТНЫХ СИСТЕМ


УДК 004.02
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.037

В.К. Сай, М.В. Щербаков


Научно-технический прогресс способствовал бурному росту сложности систем и выполняемых ими функций, что особенно характерно для различных отраслей современной примышленности. Здесь цена отказа или сбоя оборудования может быть очень высокой а иногда и привести к неоценимым потерям, связанным с гибелью людей. Обслуживание подобных систем требует высоких материальных затрат, и всё же не исключает возможного возникновения сбоев. Это свидетельствует о том, что задача обеспечения надежности сложных многообъектных систем еще далека от своего решения. В связи с этим в настоящее время на первое место выходит задача обеспечения надежного функционирования систем при минимизации затрат на их содержание и техническое обслуживание. Решение которой невозможно без разработки и внедрения интеллектуальных систем, выполняющих функции предсказательной аналитики и предсказательного технического обслуживания. В данной статье предлагается гибридная нейросетевая модель прогнозирования отказов сложных многообъектных систем на основе классификационного подхода, направленная на повышение эксплуатационной надежности оборудования при минимальных затратах. Представлены результаты вычислительных экспериментов, подтверждающие высокую эффективность предложенного решения.

Ключевые слова: прогнозирование отказов, методы на основе данных данных, глубокие нейронные сети, LSTM, CNN.

Полный текст статьи:
SaiShcherbakov_2_20_1.pdf

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ СИНТЕЗА ЦВЕТОВЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ МЕТАЛЛОПЛАСТМАССОВЫХ ЗУБНЫХ ПРОТЕЗОВ


УДК 004:621.391(004:9)
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.036

К.А. Гафуров


Современная медицинская практика характеризуется всеобщим применением технических средств диагностики и лечения заболеваний. Одним из наиболее бурно развивающихся направлений в медицине является стоматология, в частности эстетическая стоматология. Наиболее ключевое место в эстетической стоматологии занимает подбор адекватной цветовой составляющей зубных протезов. Для решения данной задачи была разработана информационная модель синтеза цветовых составляющих металлопластмассовых зубных протезов. Был разработан граф выбора компонентов составляющих массы красителей подбора заданной спектральной составляющей лицевой части протезируемого зуба. В качестве основного метода анализа процесса синтеза порошков был использован регрессионный анализ, являющийся инструментом анализа данных, позволяющим исследовать влияние одной или нескольких независимых переменных на зависимую переменную. Таким образом, была разработана математическая модель регрессионного типа, в которой изменение цветовых составляющих происходит в корреляционной зависимости, поэтому возможно составление интерполяционных уравнений, а на их основе анализ и рассмотрение единой системы для всех подуровней цветовых градаций. Для проверки работы разработанной информационной модели были созданы алгоритм и специализированное программное обеспечение. Проведенные клинические исследования показали полную адекватность разработанной модели.

Ключевые слова: моделирование, информатика, граф, регрессионная модель, алгоритм, стоматология, зубной протез, эстетика.

Полный текст статьи:
Gafurov_2_20_1.pdf

АДАПТАЦИЯ К ВОВЛЕЧЕННОСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ В АДАПТИВНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ ИГРЕ


УДК 004.4
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.035

О.А. Шабалина, А.В. Катаев, А.А. Воронина


Вовлеченность пользователя – это один из ключевых показателей качества интерактивного программного обеспечения (ПО), для которого характерно интенсивное взаимодействие пользователя с системой. Обучающее ПО относится к категории продуктов, которые, по определению, основаны на взаимодействии с пользователем, поэтому вовлеченность пользователя в процессе его взаимодействия с обучающей системой напрямую влияет на качество системы. Современные тенденции развития обучающего ПО связаны с персонификацией процессов взаимодействия пользователя с системой, что привело к появлению адаптивных обучающих систем, способных наблюдать за действиями пользователей и приспосабливаться к их возможностям и потребностям. Вовлеченность пользователя оказывает значительное влияние на обучение и напрямую влияет на результат, поэтому уровень вовлеченности пользователя в процессе его взаимодействия с обучающей системой, как опосредованная оценка уровня знаний пользователя, применима в качестве характеристики модели адаптации при разработке адаптивных обучающих систем. Результаты анализа вовлеченности могут быть использованы для адаптации системы, направленной на удержание и повышение вовлеченности пользователя в процессе его взаимодействия с системой, и повышения, таким образом, ее качества. В работе рассмотрены методы оценки вовлеченности и возможности их применения к оценке качества обучающего ПО на разных этапах его жизненного цикла. Показаны особенности применения online-оценки вовлеченности для адаптации процесса обучения к пользователю в адаптивных обучающих играх, связанные с необходимостью различения вовлеченности в игру и вовлеченности в процесс обучения, и корреляции вовлеченности и успешности освоения знаний в игре. Предложены некоторые возможные комбинации оценок вовлеченности и результативности уровня знаний пользователя в процессе взаимодействия с обучающей игрой и их возможные интерпретации.

Ключевые слова: вовлеченность, оценка вовлеченности, качество обучающего ПО, обучающая система, online-оценка вовлеченности, адаптивная обучающая игра.

Полный текст статьи:
ShabalinaSoavtori_2_20_1.pdf

CИНТЕЗ НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРА ТЕМПЕРАТУРЫ ГРЕЮЩЕГО ПАРА ПРОЦЕССА ВУЛКАНИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН В УСЛОВИЯХ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО УПРАВЛЕНИЯ


УДК 681.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.034

Б. Яхиауи, А.А. Митрохин, В.Л. Бурковский


В данной работе рассматривается технологический процесс вулканизации автомобильных шин с точки зрения потенциально опасного процесса. В настоящее время, технологические процессы становятся все более сложными, из-за их функционирования большую часть времени в условиях неопределенности, неполноты и нечеткости информации, наличия внутренних и внешних возмущений, обусловленных многими факторами, а также наличия значительного числа параметров, которые прямо или косвенно влияют на функционирование технологических процессов. Таким образом, математическое описание технологических процессов методами классического моделирования становится все более неточным. Одним из наиболее распространенных на сегодняшний день методов управления технологическими процессами по-прежнему являются ПИД-регуляторы, благодаря своим удобствам внедрения, низкой стоимости и их удовлетворительных результатов при управлении линейными системами. Для адекватного управления потенциально опасными технологическими процессами необходимо разработать новые модели и алгоритмы, основанные на новых интеллектуальных подходах. Одним из наиболее перспективных подходов к управлению технологическими процессами являются модели, основанные на нечеткой логике и нечетких множествах. В работе представлена общая математическая структура системы управления процессом вулканизации. В статье представлен синтез нечеткого регулятора температуры греющего пара процесса вулканизации автомобильных шин.

Ключевые слова: cистема нечеткого вывода (FIS), нечеткая логика, вулканизация, технологический процесс, потенциально опасные объекты.

Полный текст статьи:
YahiaouiSoavtors_2_20_1.pdf

ПОДХОД К АНАЛИЗУ МАРШРУТОВ СЕТЕВОЙ АТАКИ


УДК 004.56
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.033

И.А. Кузнецов, В.С. Оладько


В статье затрагиваются актуальные на сегодняшний день проблемы и инструментарий анализа процессов обеспечения безопасности информации сетевой инфраструктуры. Проанализированы современные тенденции нарушений информационной безопасности в 2018-2019 годах, сделан вывод об актуальности противодействия угрозам, связанным с несанкционированным доступом к сетевым ресурсам и объектам. Проведен анализ организации типовой сетевой инфраструктуры, выделены основные элементы: субъекты, объекты и ресурсы доступа. Сделан вывод, что наиболее важными элементами с точки зрения безопасности является сетевое и серверное оборудование. Выделены основные источники угроз нарушения безопасности сети, составлена и описана цепочка реализации угрозы сетевой безопасности, показана значимость угроз источниками которых являются внешние и внутренние нарушители. Приведен пример схемы реализации сетевой атаки при эксплуатации уязвимости BDU:2017-02494. Предложен подход к построению маршрутов сетевой атаки для внутреннего и внешнего нарушителя безопасности. Показано, что маршрут сетевой атаки представляет порядок преодоления технических, а также логических устройств, содержащих меры защиты при реализации атаки на объект сетевой инфраструктуры. Разработан алгоритм построения сетевой атаки. Сделан вывод о возможности применения подхода к построению маршрута сетевой атаки в задачах мониторинга безопасности, оценки защищенности и планирования защитных мер.

Ключевые слова: уязвимость, сетевая безопасность, событие безопасности, вектор атаки, нарушитель.

Полный текст статьи:
KuznetsovOladko_2_20_1.pdf

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ, ПРОВОЦИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА МАЛОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ


УДК 616.5-002.4
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.032

Н.А. Кореневский, А.В. Титова, Т.Н. Говорухина, Д.А. Медников


В работе предлагаются математические модели прогнозирования и диагностики заболеваний, провоцируемых воздействием электромагнитных полей радиочастотного диапазона, позволяющие контролировать текущее состояние человека с целью дальнейшего принятия решений о возможной коррекцией функций организма, в случае необходимости. С учетом неполного и нечеткого описания исследуемого класса заболеваний в качестве базового математического аппарата выбрана технология мягких вычислений, и, в частности, методология синтеза гибридных нечетких решающих правил, хорошо зарекомендовавшая себя при решении задач с аналогичной структурой данных и типом неопределенности. Выбранный метод синтеза позволяет учитывать мультипликативный эффект воздействия на организм человека электромагнитных полей (ЭМП) различной модальности и интенсивности с учетом других эндогенных и экзогенных факторов риска. Для мощных и стабильных ЭМП предлагается использовать модификацию известных моделей, полученных для промышленных энергосетей. Для оценки влияния низкоинтенсивных, нестабильных ЭМП радиочастотного диапазона на организм человека предлагается использовать нечеткие табличные модели и ряд чувствительных к действию ЭМП радиочастотного диапазона индикаторов. К таким индикаторам относятся состояние внимания, памяти, мышления, а также динамика изменения энергетического состояния биологически активных точек, связанных с исследуемой патологией. На примере машинистов электропоездов получены математические модели прогнозирования и ранней диагностики появления и развития заболеваний нервной системы. Показано, что если с электромагнитными факторами риска использовать дополнительную информацию о состоянии здоровья обследуемых, то уверенность в правильном прогнозе достигает величины 0,85, а наличии ранних стадий заболеваний нервной системы – 0,95.

Ключевые слова: прогнозирование, диагностика, электромагнитное поле, радиочастотный диапазон, предельно допустимый уровень, организм человека, нечеткое решающее правило
Полный текст статьи:
KorenevskySoavtors_2_20_1.pdf