Архив рубрики: Выпуск №2(29)

РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ТУРИСТИЧЕСКИХ МАРШРУТОВ В ОПТИМИЗАЦИОННОЙ ПОСТАНОВКЕ


УДК 004.9
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.021

И.Ю. Коцюба, А.Е. Назаренко


В статье рассматривается актуальность использования интеллектуальных информационных технологий в вопросах планирования туристической деятельности как для индивидуального, так и для коллективного использования. В связи с этим, данная статья направлена на раскрытие комплекса проблем применения рекомендательных информационных систем для генерации туристических маршрутов в оптимизационной постановке. Процесс описания сведений о туристической достопримечательности и процесс генерации туристического маршрута представлены в виде формальной модели лингвистического описания для информационной системы и задачи принятия решений, соответственно. Предложенная авторами методика базируется на методах многокритериальной оптимизации целочисленного программирования и методах объектно-ориентированного программирования. В статье представлены функциональная модель процесса разработки туристического маршрута в нотации потоков данных, а также модели системной и программной архитектур с использованием диаграммы последовательностей и диаграммы компонентов, модель данных разработанного программного комплекса с использованием модели «сущность-связь». Представленное методического и программное обеспечение позволяет сокращать трудоемкость проектирования туристических маршрутов, учитывать мнения различных категорий экспертов при его составлении. Приведена специфика и результаты экспериментальной апробации использования разработки для целей образовательного туризма.

Ключевые слова: информационные технологии в туризме, образовательный туризм, многокритериальная оптимизация

Полный текст статьи:
KotsyubaNazarenko_2_20_1.pdf

РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АДАПТИВНОЙ АУТЕНТИФИКАЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЭГ ИНТЕРФЕЙСА


УДК 004.056.53
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.020

А.Ю. Исхаков, А.М. Смирнов


В работе предлагается методическое обеспечение для объектов критической информационной инфраструктуры, предусматривающее систематизацию основных шагов для формирования алгоритмов адаптивной аутентификации в том числе с применением биометрического фактора, заключающегося в проверке электроэнцефалограммы субъекта доступа. Предлагаемый подход устраняет недостатки существующих традиционных методов аутентификации, основанных на использовании явных способов проверки, связанных с тем, что для установления подлинности пользователя применяются опознавательные характеристики, которые могут быть скомпрометированы злоумышленниками. В ходе выполнения исследования была реализована подсистема аутентификации с помощью интерфейса мозг-компьютер. Несмотря на устойчивость к ошибкам второго рода, недостаточные результаты коэффициента ложного отказа в доступе, полученные на этапе проведения эксперимента, не позволяют осуществить «бесшовное» внедрение подобных механизмов биометрической аутентификации в действующие объекты критической информационной инфраструктуры. При этом, эффективность сформированных на основе предложенного в работе подхода адаптационных механизмов проверки пользовательского профиля свидетельствует о возможности их использования на реальных объектах с применением разносторонних факторов и критериев аутентификации. Таким образом, в рамках данной статьи был рассмотрен один из аспектов комплексного подхода по обеспечению безопасности функционирования технологических процессов, а также противодействию мошенничеству и хищению информации за счет формирования алгоритмов адаптивной аутентификации.

Ключевые слова: аутентификация, электроэнцефалограмма, нейроинтерфейс, критическая информационная инфраструктура, информационная безопасность

Полный текст статьи:
IskhakovSmirnov_2_20_1.pdf

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ КРИВОЙ РАМСЕЯ


УДК 519.254.1
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.019

Д.В. Иванов


Кривые логистики широко используются в различных областях экономики, технологии, биологии, химии. Оценка параметров логистических тенденций по результатам наблюдений за динамическим процессом в экономической системе с целью достоверного анализа экономических показателей и прогнозирования их будущего поведения является одной из основных задач в экономике. Одной из логистических моделей является функция Рамсея. Преимущество этой функции заключается в возможности использовать линейное разностное уравнение для оценки его параметров. В то же время нелинейные преобразования данных не требуются, как для логистических функций Ферхюльста или Гомперца и других S-образных кривых. Оценивание при наличии помехи наблюдения параметров авторегрессии с помощью классического МНК дает смещенные оценки. Предложены модификации двухступенчатого алгоритма оценивания, основанные на применении метода обобщенных полных наименьших квадратов (ОПМНК) и метода расширенных инструментальных переменных (РИВ), для оценки параметров кривой Рамсея. Численные эксперименты показали, что точность оценки параметров с помощью предложенных модификаций выше, чем точность оценки, полученной с применением классического метода наименьших квадратов (МНК).

Ключевые слова: метод полных наименьших квадратов, логистические кривые, функция Рамсея, оценивание параметров

Полный текст статьи:
Ivanov_2_20_1.pdf

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ПРОАКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ КОМПОНЕНТОВ КИБЕРФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ


УДК 004.75
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.018

В.Е. Гвоздев, М.Б. Гузаиров, О.Я. Бежаева, Р.Р. Курунова, Р.А. Насырова


Обеспечение функциональной безопасности киберфизических систем является необходимым условием их внедрения в области, в которых надежное и предсказуемое поведение узлов распределенных систем киберфизического управления является критическим требованием. В литературе с начала 90-х годов прошлого столетия в рамках теории управления рисками обсуждается подход к обеспечению функциональной безопасности субъектоцентрических систем. Концептуальную основу этого подхода составляет положение о неизбежности наличия в сложных технических системах латентных дефектов разной природы, условия активизации которых предсказать невозможно. Из этого вытекает необходимость создания барьеров, препятствующих преобразованию опасности в инцидент. Предлагаемый в настоящей работе подход к построению системы структурных моделей на основе аппарата схем сопряжения и таблиц истинности функциональных компонентов следует рассматривать с позиций информационной поддержки формирования барьеров. Основу рассматриваемого подхода к построению структурных моделей, позволяющих выполнять сценарный анализ показателей функциональной безопасности узлов киберфизических систем, составляет аппарат схем сопряжения и таблиц истинности. Показано, что предлагаемый подход позволяет в качестве частных решений получать модели, соответствующие Failure Tree Analysis, Root Cause Analysis, а также совокупность моделей, получаемых в рамках концепции профилей.

Ключевые слова: функциональная безопасность, киберфизические системы, надежность, информационный сервис, профиль

Полный текст статьи:
GvozdevSoavtors_2_20_1.pdf

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ДОЗИРОВОК МЕДИКАМЕНТОВ В ТЕХНОЛОГИИ ЛЕЧЕНИЯ ПРЕЭКЛАМПСИИ БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН


УДК 004.891
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.017

М.В. Гранков, И.А. Тарасова


Проблема преэклампсии является одной из актуальных в современном акушерстве, так как это заболевание является наиболее распространенным и тяжелым осложнением беременности, а проблема лечения тяжелых форм преэклампсии – одна из самых трудных в акушерской анестезиологии и реаниматологии. Высокая частота смертности основана на отсутствии точных знаний о патогенезе заболевания, который зависит от множества факторов, диагностических критериев, что приводит к неадекватной терапии и различным осложнениям, зависящим от своевременности и метода родоразрешения, объема анестезиологической и реанимационной помощи. В связи с этим, исследование методов построения автоматизированных и экспертных систем, использующих современные методы искусственного интеллекта и позволяющих повысить эффективность процесса лечения преэклампсии беременных, является актуальным. В данной статье рассматривается разработка системы поддержки принятия решений при определении дозировок медикаментов в технологии лечения преэклампсии беременных женщин на основе функций принадлежности нескольких аргументов.В результате опытных испытаний установлено, что относительное отклонение дозировок, рассчитанных системой поддержки принятия решений, от дозировок, устанавливаемых в сравнительных испытаниях квалифицированным врачом, не превышает пяти процентов. При этом использование результатов работы позволило повысить количество тяжелых пациентов, обслуживаемых одним врачом-реаниматологом, не менее чем в два раза, за счет уменьшения времени для установления диагноза.

Ключевые слова: система поддержки принятия решений, диагностика, технология лечения, преэклампсия беременных женщин, функция принадлежности нескольких аргументов

Полный текст статьи:
GrankovTarasova_2_20_1.pdf

КУСОЧНО-НЕЙРОННАЯ МОДЕЛЬ НА БАЗЕ РАСЩЕПЛЕННЫХ СИГНАЛОВ
ДЛЯ МЕМРИСТОРОВ БЕРНУЛЛИ


УДК 519.65; 621.3.01
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.016

Е.Б. Соловьева, А.А. Гарчук


Актуальность исследования обусловлена сложностью математического моделирования нелинейных динамических устройств, поскольку аналитические решения систем нелинейных дифференциальных уравнений высокой размерности не всегда удается получить, а численные решения часто сопровождаются проблемой плохой обусловленности. В данной ситуации эффективно поведенческое моделирование, когда объект исследования представляется в виде «черного или серого ящика», и его математическая модель строится с применением множеств входных и выходных сигналов. Поведенческое моделирование важно в условиях ограниченности информации о новых элементах и технологиях, а также при сложности и разнообразии моделей, построенных на компонентном уровне. В статье рассмотрено поведенческое моделирование мемристивных устройств, активно развиваемых с использованием нанотехнологий для энергосберегающей техники. Предложен метод поведенческого моделирования передаточных характеристик мемристивных устройств с помощью кусочно-нейронных моделей на базе расщепленных сигналов. Для понижения размерности задачи аппроксимации нелинейных операторов и, следовательно, для упрощения математических моделей применены: аппарат нейронных сетей, метод расщепления сигналов, позволяющий адаптировать модель к классу входных сигналов, а также способ кусочной аппроксимации операторов нелинейных динамических систем. На основе предложенного метода построена кусочно-нейронная модель, включающая пять трехслойных нейронных сетей простой структуры (3x2x1, 100 параметров) и обеспечивающая существенно более высокую точность моделирования передаточной характеристики мемристоров, динамика тока в которых описывается дифференциальным уравнением Бернулли, по сравнению с двухслойной кусочно-нейронной и кусочно-полиномиальной моделями. Материалы статьи представляют практическую ценность для поведенческого моделирования мемристоров и мемристивных устройств различного функционального назначения, а также других нелинейных динамических систем, поскольку развивают универсальный аппарат аппроксимации нелинейных операторов на основе нейронных сетей.

Ключевые слова: нелинейная динамическая система, математическое моделирование, нелинейный оператор, нелинейная модель, аппроксимация, нейронная сеть, мемристор.

Полный текст статьи:
SolovyevaHarchuk_2_20_1.pdf

КОНТРОЛЛЕР ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕЙРО-АДАПТИВНОЙ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКОЙ УПРАВЛЕНИЯ


УДК 004.67
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.015

Хан Мьо Хтун, А.Н. Якунин


Разработка контроллеров двигательных приводов является актуальной задачей в промышленных и роботизированных манипуляторах. Контроллеры двигателей постоянного тока (ДПТ) могут применяться в различных задачах, так как их использование даёт гибкие возможности для развития алгоритмов управления. Многие известные контроллеры, использующие обратную связь, не могут поддерживать эффективность системы на приемлемом уровне. В работе предлагается разработка нового контроллера ДПТ, который позволяет увеличить эффективность его управления за счёт уменьшения tn (времени нарастания), σ (перерегулирования) и tp (времени регулирования) при сравнении с другими известными котроллерами (пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) контроллером и контроллером нечёткой (НЛ) логики). В статье рассматривается разработка контроллера на основе адаптивной системы с нейро-нечеткой логикой (АСНЛ) для эффективного управления скоростью ДПТ с нагрузкой. Реализована математическая модель разработанного контроллера в среде Matlab-Simulink. Сравнение предложенного контроллера с другими известными контроллерами выполнено по следующим критериям: tn, tp и σ. Для подтверждения эффективности предложенного АСНЛ-контроллера выполнено его сравнение с известными контроллерами. Результаты моделирования показали, что разработанный АСНЛ-контроллер снижает tn по сравнению с ПИД-контроллером на 5% и по сравнению с НЛ-контроллером на 17%, tp по сравнению с ПИД-контроллером на 37% и по сравнению с НЛ-контроллером на 17%, и σ по сравнению с ПИД-контроллером на 6% с нагрузкой.

Ключевые слова: двигатели постоянного тока (ДПТ), пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД), нечёткая логика (НЛ), адаптивная система нейро-нечеткого вывода (АСНЛ).

Полный текст статьи:
HanYakunin_2_20_1.pdf

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ЖИЗНИ НАСЕЛЕНИЯ РЕГИОНОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


УДК 519.237.8
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.014

Н.А. Щукина, А.В. Голубь


Исследование посвящено вопросу оценки уровня и качества жизни населения регионов Российской Федерации в период 2010-2018 гг. В качестве индикатора оценки уровня жизни населения выступает интегральный показатель, который формируется на основе значений 33 социально-экономических показателей, объединенных в семь групп индикаторов, отражающих уровень доходов населения, уровень развития потребительского рынка, уровень обеспеченности населения жильем и качество жилищных условий, уровень развития и доступности здравоохранения и образования, демографические показатели, индикаторы уровня занятости и безработицы, а также состояние окружающей среды. Информационную базу исследования составляют официальные статистические данные за 2010-2018 гг. По результатам вычислений интегрального показателя получено распределение регионов России по уровню жизни населения. Динамика изменений среднероссийского интегрального показателя свидетельствует о снижении уровня жизни населения за рассматриваемый период. Для проведения сравнительного анализа изменения уровня жизни в субъектах РФ для каждого региона были получены суммарные приращения интегрального показателя и его компонент. Эти данные сформировали признаковое пространство для выделения однородных групп регионов по суммарному приращению каждого из семи индикаторов методами кластерного анализа. В результате проведения процедуры устойчивой классификации все субъекты РФ были разделены на три однородных группы и выявлены 13 нетипичных регионов. Нетипичные регионы отличаются нехарактерными для выделенных групп значениями приращений подындексов за рассматриваемый период. Выявленная диспропорция в темпах изменения уровня жизни населения характеризует недостаточную результативность государственного планирования и реализации социальных программ на региональном уровне.

Ключевые слова: уровень жизни населения, интегральный показатель, ранжирование, классификация регионов, кластерный анализ

Полный текст статьи:
ShchukinaGolub_2_20_1.pdf

СИТУАЦИОННО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ БАЗЫ ДАННЫХ: ФОРМИРОВАНИЕ ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННЫХ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ УЧЕБНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ


УДК 004.65
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.013

В.В. Миронов, А.С. Гусаренко, Г.А. Тугузбаев


Рассматривается задача создания персонализированных заготовок для проектных документов в форматах офисной графики. Под персонализированными заготовками понимаются документы, заполненные конкретными проектными данными, чтобы освободить разработчика от рутинных действий при последующем проектировании. Отмечается два уровня сложности графической персонализации: параметрический и структурный. Формирование персонализированных заготовок выполняется в два этапа: разработка шаблона; персонализация шаблона. На первом этапе в среде графического редактора вручную разрабатывается шаблон заготовки с предварительной разметкой точек персонализации. На втором этапе выполняется программная обработка шаблона, при которой в шаблоне отыскиваются точки персонализации и в них размещаются персональные данные из базы данных. Обсуждается персонализация на основе ситуационно-ориентированных баз данных — интегратора разнородных данных на основе информационного процессора, управляемого встроенной высоко абстрактной иерархической ситуационной моделью. Доступ к разнородным данным задается в ситуационной модели в виде виртуальных документов, которые отображаются на разнородные реальные данные. Рассматриваются особенности отображения виртуального документа на документы в форматах VDX и FODG, а также VSDX и ODG. Если в первом случае требуется отображение на XML-файл, то во втором — на ZIP-архив, в папках которого размещены XML-файлы. Рассматриваются фрагменты ситуационных моделей, обеспечивающие персонализацию на основе: поиска в дереве XML-документа узлов, содержащих идентификационные метки, и замены их данными базы. В сравнении с традиционным подходом это дает более простое задание процесса. Обсуждается практическое использование результатов для информационной поддержки учебного проектирования по дисциплине «Базы данных». Отмечается снижение трудоемкости выполнения рутинной части проекта, увеличение возможностей творческой деятельности в процессе учебного проектирования.

Ключевые слова: персонализированные документы, ситуационно-ориентированная база данных, иерархическая ситуационная модель, виртуальный документ, VDX, VSDX, ODG, FODG.

Полный текст статьи:
MironovSoavtors_2_20_1.pdf

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА В ПАКЕТЕ ПРОГРАММ MATLAB


УДК 519.6, 621.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.012

С.А. Заголило, А.С. Семёнов, М.Н. Семёнова, И.А. Якушев


Рассмотрена многодвигательная система электропривода добычного комбайна. Произведено компьютерное моделирование в пакете программ MatLab при помощи библиотеки блоков Simulink и приложения SimPowerSystems. Для исследования выбран добычной комбайн AM-75. Приведено описание силовой схемы основного электрооборудования комбайна, к которому относятся двигатели стреловидного рабочего органа, поворотного скребкового конвейера, подборщика с двумя нагребающими лапами. Для проведения моделирования в программе Mathcad были рассчитаны дополнительные параметры асинхронных двигателей, к которым относятся активные сопротивления и индуктивности обмоток статора и ротора, взаимоиндукция, приведенная мощность, номинальный ток, конструктивный и обмоточный коэффициенты двигателей. Разработана компьютерная модель прямого пуска всех асинхронных двигателей с взаимосвязью по технологическому процессу. Получены результаты моделирования в виде графиков временных зависимостей основных параметров двигателей: угловой частоты вращения и электромагнитного момента. Были получены графики напряжения и тока питающей сети, а также график потребления активной мощности. Произведена качественная оценка полученных результатов путем определения относительной погрешности смоделированных параметров и рассчитанных данных. В ходе оценки и анализа результатов моделирования выявлены незначительные погрешности в параметрах двигателей, что свидетельствует о точной реализации компьютерной модели и возможность её использования для инженерных расчетов.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, MatLab, Simulink, асинхронный двигатель, многодвигательный электропривод, добычной комбайн, угловая скорость вращения, электромагнитный момент, погрешность.

Полный текст статьи:
ZagoliloSoavtors_2_20_1.pdf