ivdon3@bk.ru
Рассматривается задача о сложных (гибких) колебаниях защемленной по контуру прямоугольной ортоторпной пластины. Общее решение задачи, тождественно удовлетворяющее уравнению колебаний, строится на основе метода суперпозиции в форме двух рядов Фурье. Граничные условия полного защемления приводят к однородной бесконечной системе линейных алгебраических уравнений относительно неопределенных коэффициентов в общем решении. Доказывается единственность ограниченного нетривиального решения бесконечной системы на собственной частоте колебаний, находится асимптотика неизвестных, строится эффективный алгоритм решения. Приводятся примеры численной реализации разработанного алгоритма для вычисления собственных частот и собственных форм колебаний пластины.
Ключевые слова: пластина, колебания, собственные частоты, планарные силы, метод суперпозиции, бесконечная система линейных уравнений, асимптотика
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассматривается вариант решения задачи переноса стилей изображений с помощью сверточной нейронной сети. Вначале рассматривается общая математическая концепция алгоритма переноса стилей изображений, а затем реализация данного алгоритма с использованием Keras и TensorFlow – библиотек для языка программирования Python, а также сверточной нейронной сети VGG19, входящей в состав данных библиотек.
Ключевые слова: машинное творчество, перенос стиля изображения, сверточная нейронная сеть, библиотека Keras, библиотека TensorFlow, язык программирования Python, сеть VGG19
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье представлено исследование, направленное на разработку методов и алгоритмов анализа пространственных данных для диагностики состояния геосистем. Показано, что объединение моделей машинного обучения в ансамбль позволяет повысить устойчивость анализирующей системы: точность решений, принимаемых ансамблем, имеет тенденцию стремиться к точности наиболее эффективного моноклассификатора системы. Расчет и консолидация территориальных дескрипторов при этом позволяют снизить размерность анализируемых данных, облегчить допустимую емкость модели машинного обучения, повысить ее устойчивость к переобучению, не допустить значительного снижения точности классификации в рамках конкретной решаемой задачи.
Ключевые слова: метагеосистемы, пространственные данные, тестовые полигоны, территориальные дескрипторы, ансамбли
Рассмотрена методика определения трещинообразующих усилий, основанная на нормативном подходе. Проведены экспериментальные и теоретические исследования железобетонных балок из обычно тяжелого бетона, самоуплотняющегося бетона с модификатором и бетона каркасной структуры. Приведены формулы для определения предела прочности на растяжение в зависимости от предела прочности сжатие для каждого из рассмотренных видов бетона. Даны расчетные значения предельной растяжимости, определенные по различным методикам. Получены коэффициенты к формуле, связывающей приведенный и начальный модули упругости различных видов бетона. Проанализировано влияние точности экспериментального определения момента трещинообразования на изменение расчетных зависимостей.
Ключевые слова: момент трещинообразования, прочность на растяжение при изгибе, бетон каркасной структуры, самоуплотняющийся бетон с модификатором
Захоронение отработанных автопокрышек на полигоне ТБО является крайне неэффективным способом их утилизации, влекущим за собой увеличение площади мусорных полигонов и рост негативного воздействия на окружающую среду. Наименее финансово- и трудозатратным способом переработки автомобильных покрышек является измельчение на фракционную крошку. В статье предлагается ее использование в качестве связующего вещества при прокладке автомобильных дорог. Проведены исследования показателей, влияющих на эксплуатационные параметры асфальтового покрытия при различных значениях массы резиновой крошки в сравнении с чистой пробой и определена оптимальная масса добавляемой крошки.
Ключевые слова: резиновая крошка, покрышки, асфальтовая смесь, оптимальная масса
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В настоящее время ведутся попытки реализации темпоральной системы управления базами данных, учитывающие все возможности темпоральной поддержки. В представленной статье рассматриваются способы построения темпоральных баз данных. На примере создания темпоральной базы данных для организации, занимающейся проектной деятельностью, показана реализация временной модели для темпоральных надстроек системы управления баз данных. Разработана диаграмма сущностей, отражающая таблицы базы данных и связи между ними. Созданы классы сущностей, соответствующие таблицам из баз данных в отдельных файлах. Представлены методы, транслирующие темпоральные запросы в реляционные.
Ключевые слова: система управления базами данных, темпоральная база данных, темпоральные запросы, реляционные модели баз данных, темпоральные модели баз данных, темпоральная надстройка
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена исследованию и разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом получения кишечной палочки. Кишечная палочка относится к грамотрицательным палочковидным бактериям семейства энтеробактерии факультативных анаэробов. Она является наиболее известным микробом в мире и имеет различные виды штаммов. Комменсальные E.coli безвредны и часто встречаются в природе. В настоящее время огромное внимание уделяется использованию модифицированной E.coli для получения рекомбинантных белков, аминокислот. Приведены результаты математического моделирования автоматизированной системы. Моделирование произведено с помощью программных средств SimInTech и MathCAD. Объектом управления является емкость культивирования. В качестве регулируемого технологического параметра принята температура кишечной палочки, управление которой осуществляется за счет изменения степени открытия клапана. Для построения автоматизированной системы управления применен метод пассивного эксперимента. Получены основные параметры объекта управления.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, технологический процесс, кишечная палочка, математическое моделирование, объект управления, передаточная функция, параметры управления
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
С развитием промышленности и науки растет размер патентной базы, а так же растет и количество патентных заявок, поступающих в ведомства, регулирующие вопросы по выдаче патентов. Каждую патентную заявку необходимо проверить на уникальность патентируемой технологии, для этого эксперту патентного бюро необходимо провести поиск по патентной базе и найти патенты-аналоги. В случае отсутствия патентов-аналогов данную технологию можно считать уникальной и принимать на патентирование. Поскольку базы патентов различных ведомств могут насчитывать десятки миллионов патентов, то такой патентный поиск и оценка уникальности патентируемой технологии может занимать очень длительное время. Существующие системы не удовлетворяют всем требованиям и не имеют полного необходимого функционала. В этой статье описывается разработка автоматизированной системы поиска патентов-аналогов в патентном массиве.
Ключевые слова: патент, база данных, поиск, патент-аналог, Hadoop, Solr, Django, Python, Haystack, HDFS
Технологии трёхмерной интеграции на основе высокоинтегрированных подложек и бескорпусных микросхем позволяют решить задачу миниатюризации сложно-функциональных устройств. Однако, увеличение сложности и уменьшение массогабаритных параметров изделий приводит к проблемам эффективного распределения и отвода тепла от бескорпусных микросхем. В статье рассмотрены особенности и проблемы теплового анализа 3D вычислительной микросистемы на основе нескольких модулей с бескорпусными микросхемами, а также показана важность моделирования реального тепловыделения программируемых логических интегральных схем.
Ключевые слова: микросборка, микросистема, бескорпусная микросхема, программируемая логическая интегральная схема, тепловой анализ, система автоматизированного проектирования, метод конечных элементов, моделирование теплообмена, печатная плата, трёхмерная интеграция
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В рамках работы исследовалось влияние типа вертикальных соединений на уровень термомеханических напряжений и температурной деформации в трёхмерной микросборке. Рассматривались три варианта модели микросборки с наиболее распространёнными типами вертикальных соединений: шариками припоя в отверстиях корпуса, металлизированными отверстиями в корпусе и торцевыми коммутационными дорожками. Для каждой из трёх моделей дополнительно исследовалось влияние на термомеханическую нагрузку параметров герметизирующего компаунда.
Ключевые слова: микросборка, корпусирование, электронная компонентная база, трёхмерная интеграция, вертикальная коммутация, термомеханическое напряжение, термомеханическая деформация, температурный коэффициент линейного расширения, термомеханическое моделирование
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена применению среды Unity для геометрического моделирования движения поездов по существующим направлениям в соответствии с заданным маршрутом по известному расписанию. В качестве объекта моделирования рассматриваются маршруты Московского железнодорожного узла. Полученные результаты предполагается использовать для исследования пропускной способности участков железных дорог и оптимизации расписаний движения подвижного состава.
Ключевые слова: моделирование, геометрическое моделирование, транспортная модель, Unity, Unity3D, железнодорожный транспорт, Московский железнодорожный узел
В работе рассматривается математическая модель искусственной нейронной сети с запаздыванием в аргументах функций состояния и управления, предназначенной для управления робототехническим комплексом при проведении аварийно-спасательных операций в экстремальных условиях. Процесс обучения рассматриваемой искусственной нейронной сети описан задачей оптимального управления с запаздыванием. С использованием принципа максимума Понтрягина и метода быстрого автоматического дифференцирования разработан метод решения полученной задачи оптимального управления. Приведены результаты работы программного средства, при создании которого использован алгоритм построения приближенного оптимального управления рассматриваемой задачи.
Ключевые слова: аварийно-спасательные работы, искусственная нейронная сеть, нейроуправление, робототехника, принцип максимума, безопасность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рост популярности использования групповой робототехники, в том числе роевых робототехнических систем (РРТС), актуализирует вопросы обеспечения информационной безопасности. Известные подходы к выявлению вредоносного поведения агентов или вредоносной информации не учитывают свойства масштабируемости и децентрализации РРТС, что не позволяет обеспечить целостность информации, циркулирующей по каналам связи внутри РРТС. В свою очередь, распространение вредоносной информации в процессе распределения задач между агентами РРТС изначально снижает эффективность выполнения этих задач, то есть осуществляется атака на самый первый и наиболее ответственный этап функционирования системы. Целью настоящей работы является повышение эффективности функционирования агентов РРТС при наличии вредоносных агентов за счет разработки метода выявления и противодействия распространению вредоносной информации. К элементам научной новизны данной работы относится следующее. В рамках решения поставленной задачи предложены ряд специфических критериев, учитывающих особенности распределения задач в РРТС, а также классификатор на основе искусственной нейронной сети для выявления вредоносной информации. Для повышения точности выявления и противодействия распространению вредоносной информации в РРТС предложена модификация механизма репутации. Отличительной особенностью модификации является не только формирование показателя истинности информации сообщения в процессе распределения задач, но и оценка влияния вредоносных агентов на процесс формирования этого показателя. Представленное решение реализовано в виде программного обеспечения на языке программирования Python, которое может быть использовано при моделировании децентрализованных систем управления РРТС.
Ключевые слова: роевые робототехнические системы, распределение задач, искусственные нейронные сети, механизм доверия и репутации
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье представлена методика многофакторного анализа межкомпонентных связей в геосистемах, реализованная на основе двух стратегий: использования численных, в том числе статистических, методов для оценки степени влияния различных параметров на состояние модели геосистем и применения имитационного моделирования для оценки динамических свойств геосистем и решения задачи пространственного прогнозирования. Алгоритм оценки важности геосистемных параметров позволяет оценить влияние различных параметров на целевой показатель в рамках решения проектных задач. Дана характеристика концепции построения систем имитационного моделирования для решения задачи оценки динамики и прогнозирования развития метагеосистем.
Ключевые слова: метагеосистемы, пространственные данные, моделирование, межкомпонентные связи
В настоящей работе описан вопрос выбора платформы распределенного реестра при проектировании информационных систем финансового сектора экономики. Актуальность данных исследований обуславливается все возрастающим ростом спроса на информационные системы финансового сектора экономики, сформированные с использованием технологии распределенного реестра. Рост заинтересованности данной технологией связан с необходимостью обеспечения надежного хранения информации, изменение которой будет отслеживаться участниками данной транзакции. Целью данной работы является определение наиболее подходящей платформы с использованием метода анализа иерархий. В ходе выполнения работы были выявлены основные платформы распределенного реестра, а также определены ключевые критерии данных фреймворков с учетом требований участников бизнес-процессов. Данные критерии были подвергнуты оценке. Для каждой матрицы оценки альтернатив по отдельным критериям были определены показатели вектора максимального собственного значения, а также доказана согласованность суждения, включая определение индекса согласованности, индекса локального приоритета и отношения согласованности. Проведен синтетический анализ рассматриваемых критериев. На основе полученных в ходе синтетического анализа данных проведен выбор наиболее перспективной платформы. Сформированы выводы по оцениваемым системам.
Ключевые слова: распределенный реестр, метод анализа иерархий, системный анализ, информационные системы, информатика