ivdon3@bk.ru
В данной статье предлагается алгоритм статистического моделирования фона на основе сегментации границ для обнаружения движущихся границ с использованием статической камеры. В отличие от традиционных подходов, описанный метод строит модель фона на основе обучающих кадров, которые могут содержать движущиеся объекты, не оставляя призраков. Также предложенный подход использует адаптивные пороги для каждого распределения границ фона. Это делает предлагаемое решение устойчивым к изменению освещения и движению фона. Метод также использует информацию о перемещении и наложении границ для обеспечения точности обнаружения. Эксперименты показывают, что предлагаемый метод превосходит другие аналогичные техники и может эффективно обнаруживать движущиеся границы, несмотря на вышеупомянутые трудности.
Ключевые слова: распознавание движения, граница, детектор границ canny, гауссиан цвета, гауссиан величины градиента, нормальное распределение, адаптивный порог, статистическая карта
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается модель прогнозирования уровня воды для предотвращения чрезвычайных ситуаций для близлежащих территорий. Построение, анализ и оценка построенное регрессионной модели прогнозирующей уровень воды в реке Ия, Иркутская область. Полученная модель имеет высокую степень достоверности, согласно рассчитанным данным, и позволяет с высокой долей вероятностью предсказать уровень воды на основе данных полученных за предыдущие месяцы. Также произведен анализ существующих статей по моделированию различных параметров водных ресурсов.
Ключевые слова: модель, моделирование, река, уровень воды, наводнение, чрезвычайное происшествие, прогноз, статистика, мониторинг, анализ, река Ия, Иркутская область
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассматривается комбинаторная задача – задача нахождения множества всех формальных понятий формального понятий. Вычислительная сложность задачи состоит в том, что число формальных понятий экспоненциально зависит от размера исходного формального контекста. В статье для решения данной задачи приводится алгоритм фрагментации и дефрагментации формального контекста, основанный на методе декомпозиции формального контекста на фрагменты. Суть метода заключается в том, что исходный формальный контекст разделяется на различные фрагменты. Фрагменты имеют разные размеры и непустое пересечение. Каждый фрагмент в дальнейшем рассматривается как формальный контекст и вновь может подвергаться к декомпозицию. В итоге формируется конечное множество фрагментов. Затем в каждом фрагменте находятся формальные понятия и объединяются, образуя искомое множество всех формальных понятий формального контекста. Метод является «неискажающим»: при разделении контекста на фрагменты не образуются новые формальные понятия и не теряются искомые понятия. Приводятся результаты вычислительных экспериментов, показывающие эффективность разработанного алгоритма.
Ключевые слова: анализ формальных понятий, алгоритм фрагментации, формальный контекст, объектно-признаковая таблица, комбинаторная задача, задача нахождения множества всех формальных понятий
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данном исследовании проведен анализ временного ряда с использованием класса сдвиговых функций для арифметических и геометрических прогрессий, а также их синхронизации с использованием логарифмического декремента. В качестве рассматриваемых данных были взяты стоимость акций компании IBM на закрытии, каждый торговый день. С помощью сдвиговых функций геометрических и арифметических прогрессий были обнаружены почти-пропорции и почти-периоды в рассматриваемых данных. Эти обнаруженные паттерны подчеркивают важность применения сдвиговых функций для анализа временных рядов, позволяя выделить внутренние закономерности и периодические колебания, которые могли бы остаться незамеченными при стандартных методах анализа. Вычисление минимумов и соответствующих значений геометрической прогрессии дали возможность определить почти-периоды в данных. Эти результаты не только подтвердили визуальные наблюдения, но улучшили наше понимание внутренних закономерностей временного ряда. Полученные выводы подчеркивают эффективность применения методов анализа временных рядов на основе почти-пропорций и метрических методов. Эти подходы играют ключевую роль в выявлении скрытых паттернов и незаметных периодичностей в данных, что является фундаментальным условием для более точного анализа и успешного прогнозирования.
Ключевые слова: почти-пропорции, синхронизация геометрической прогрессии, эмпирические данные, геометрическая прогрессия, сдвиговые функции
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В работе рассматривается задача автоматического обнаружения дефектов геометрических параметров стальных канатов лифтовых систем с использованием методов компьютерного зрения. Анализируются особенности дефектоскопии движущихся стальных канатов на основе видеоряда, связанные с фрагментарностью изображения некоторых дефектов на смежных кадрах и изменчивостью видимых камерой геометрических размеров каната и характеристик дефекта вследствие колебаний каната во время движения. С учетом рассмотренных особенностей предложено два алгоритма – для определения дефекта утолщения/утонения диаметра каната и дефекта волнистости. В работе приводятся результаты экспериментальной апробации алгоритмов на специальном тестовом стенде и рассчитываются показатели надежности обнаружения дефектов предложенными алгоритмами в форме точности и полноты обнаружения каждого дефекта по отдельности, а также средних точности и полноты обнаружения обоих рассмотренных дефектов геометрических параметров каната в целом.
Ключевые слова: дефект стального каната, инструментальный контроль, бесконтактная дефектоскопия, компьютерное зрение
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной статье исследованы модели арифметических устройств нейронных сетей конечного кольца второго и третьего порядков. Исследуемые арифметические устройства были синтезированы на программируемой логической интегральной схеме. Получены оценки аппаратных затрат и быстродействия вычислителей для модулей системы остаточных классов разной разрядности. Предложена структура нейронной сети конечного кольца с динамическими связями, эффективность которой в части аппаратных затрат наблюдается с ростом разрядности модуля системы остаточных классов. Преимущество нейронной сети конечного кольца с динамическими связями установлено для модулей разрядностью равной 64 бита и выше.
Ключевые слова: нейронные сети, система остаточных классов, группа точек эллиптической кривой, ПЛИС, умножитель, сумматор
В данной статье освещены теоретические результаты аналитических исследований в области применения привязных аэростатов в качестве носителей сетей заграждения, которые можно применять, как пассивную защиту особо важных гражданских и промышленных объектов от беспилотных летательных аппаратов и других низколетящих средств воздушного нападения. Приведена схема аэростатной системы заграждения, теоретически способная противодействовать средствам воздушного нападения. Приведены элементы методики определения вероятности поражения летательных аппаратов от средств воздушного заграждения тросового типа.
Ключевые слова: аэростатная система воздушного заграждения, беспилотные летательные аппараты, привязные аэростаты, воздушная защита наземных объектов
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.5.16 - Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Производство азота из воздуха с помощью процессов мембранного разделения газов широко используется во многих отраслях промышленности. Проблема управления процессом газоразделения связана с многоконтурным регулированием с использованием управления несколькими переменными. Для построения модели газоразделителя в работе проведен подробный анализ процесса газоразделения. В данной статье предлагается контроллер, построенный с применением нечеткой логики, используемый для согласования колебаний давления и расхода воздуха газоразделителя. Эффективность предлагаемого контроллера оценивалась в сравнении с традиционными регулятором. Предложенный нечетко-логический регулятор позволяет повысить точность системы управления газоразделением, сократить длительность переходных процессов.
Ключевые слова: нечеткая логика, контроллер, разделение газов, мембранная технология, азот, система управления
В статье рассмотрен способ автоматизированного формирования обучающего набора данных для алгоритмов машинного обучения классификации электронных документов, отличающийся от известных формированием обучающих наборов данных на основе синтеза методов кластеризации и аугментации данных на основе расчета расстояния между объектами в многомерных пространствах.
Ключевые слова: обучение с учителем, кластеризация, распознавание образов, алгоритм машинного обучения, электронный документ, векторизация, формализованные документы
В данной статье подробно исследуется технологическая эволюция и текущее состояние вопросно-ответных систем (Q&A). На примере задачи обслуживания клиентов авиакомпании разработана модель на основе BERT-модели, способная распознавать намерения пользователей и извлекать именованные сущности. В работе предоставлено подробное описание подготовки набора данных, методов анализа данных и методов исследования данных в рамках проекта. Представлено описание модели и настроек параметров во время процесса настройки модели и процесса ее обучения. Разработанная в этом проекте модель названа RNEEMAviCS-BERT, которая достигла точности распознавания намерений 98,2% и точности распознавания именованных сущностей 83%. Мы создали модуль семантического анализа для системы вопросов и ответов. Следующим этапом нашей работы будет интеграция набора данных для завершения компонентов “запрос-ответ” и “генерация ответа” системы вопросов и ответов.
Ключевые слова: вопросно-ответные системы, ChatGPT, BERT, машинное обучение, нейронные сети, предобученные модели, распознавание намерений, распознавание именованных сущностей, анализ данных, обучение модели
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В настоящей статье рассмотрен алгоритм обработки гидроакустических сигналов в частотной области с использованием вейвлетов. Приводятся доводы в пользу схожести структуры гидроакустических сигналов с структурой вибрационных. Описана структура гидроакустических сигналов, при этом подчеркивается актуальность вейвлет анализа над анализом с применением преобразований Фурье. Алгоритм может быть применен для оценки спектральной плотности с использованием периодограммы Фурье и оценки энергии в различных диапазонах частот. Представлен способ жестокого порога сглаживания коэффициентов и представлены преимущества такого подхода над мягким порогом. Расписан поэтапный алгоритм фильтрации гидроакустического сигнала. Одним из применений алгоритма является оценка параметров вибрационного сигнала с использованием параллельной реализации алгоритма.
Ключевые слова: частотная область, спектральная плотность; вейвлеты; обработка вибрационных сигналов
Исследовано влияние загустителя и замедлителя схватывания на технологические свойства ГШС START. Разработаны полнофакторные планы двухфакторной модели, при минимальном (0,1%; 0,005%) и максимальном (0,2%; 0,05%) уровне дозировки порообразующей и водоудерживающей добавок соответственно. Получены уравнения регрессии выходных параметров в виде полинома второй степени с применением регрессионного и корреляционного анализа экспериментальных данных. Проанализированы значения частных коэффициентов корреляции. При увеличении дозы водоудерживающих и порообразующих добавок от 0,1% до 0,2% и от 0,005% до 0,05% вяжущего вещества, соответственно, для всех возможных сочетаний дозировки загустителя и замедлителя схватывания наблюдается увеличение времени схватывания на 10…72%, а раздвижки на 33…80 %. Наименее чувствительной к увеличению водоудерживающих и порообразующих добавок оказалась смесь, в которой количество загустителя 0,2% (на верхнем уровне), а количество замедлителя 0,04% (на нижнем уровне).
Ключевые слова: технологические свойства, организационно-технологические решения, сухие строительные смеси, функциональные добавки, загуститель, схватывание, замедлитель, двухфакторный эксперимент, коэффициент детерминации, регрессионный анализ, корреляционный анализ
2.1.7 - Технология и организация строительства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной статье на примере реки Силинка в городе Комсомольск-на-Амуре оценивается влияние различных факторов на процессы образования и транспортировки донных отложений в реке, таких как осадки, растворенные вещества, такие как валовая форма цинка. В работе использована модель множественной регрессии для выявления влияния некоторых внешних факторов на уровень загрязнения донных отложений цинком и представляют результаты численного моделирования, позволяющие оценить изменения в системе «вода – донные отложения» под воздействием различных факторов. Работа имеет значение для понимания экологических процессов в реках и может быть использована для разработки методов управления и защиты водных ресурсов.
Ключевые слова: множественная регрессия, городская территория, экологическое состояние, массообменные процессы, водные ресурсы, донные отложения, моделирование, река Силинка, город Комсомольск-на-Амуре, экологические процессы, численное моделирование
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В настоящее время в системах видеонаблюдения и видеоаналитики центральное место занимает трассировка перемещений различных объектов (в частности, человека). Она представляет собой систему отслеживания перемещений людей путем локализации их позиций на каждом кадре в рамках всего видеопотока и является основой множества интеллектуальных систем компьютерного зрения. Цель данной статьи - разработка нового алгоритма трассировки перемещений человека в видеопотоке с возможностью отображения траекторий движения. Основные этапы работы алгоритма включают в себя: разделение видео на кадры с разницей в одну секунду, выбор исследуемого человека в видеопотоке, осуществление процесса цифровой обработки, основой которого является распознавание одежды исследуемого человека и получение ее цветовой гистограммы, прогнозирование локализации и распознавание исследуемого человека на всех последующих кадрах видеопотока с помощью разработанной методики прогнозирования направления движения данного объекта. Выходные данные предложенного алгоритма применяются в процедуре формирования и отображения общей картины перемещения конкретного человека в рамках всего видеопотока. Информация и материалы, содержащиеся в данной статье, могут представлять интерес для специалистов и экспертов, которые в своих работах особое внимание уделяют обработке данных при анализе фрагментов видеопотока.
Ключевые слова: камеры наблюдения, нейронная сеть u2 – net, библиотека rembg, распознавание образов, распознавание одежды, дельта E, трассировка, прогнозирование направления движения, обнаружение объектов, трекинг, математическая статистика, прогнозируемая область
В статье представлен обзор анализа и диагностики дефектов поверхности изделий, оцениваемый с помощью цифровой обработки изображений. Поиск научных публикаций проведен преимущественно в наукометрических базах Scopus и РИНЦ за период 2019-2023 годы. Целью данной статьи является определение наиболее оптимальных методов оценки деструкции материалов при помощи цифровых изображений. Рассмотрены основные методы обработки и анализа цифровых изображений. Показана перспективность унификации режимов сегментации по источникам получения цифровых изображений и совмещение изображений от различных источников регистрации для получения объективной информации о характере разрушения материала. Для сокращения времени оценки степени разрушения материалов предлагается поэтапно использовать методы сегментации, фильтрации цифровых изображений дефектов металлических изделий с последующим расчетом нейронной сетью.
Ключевые слова: дефект, контроль, цифровое изображение, нейронная сеть
2.1.5 - Строительные материалы и изделия , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Представлен новый подход к повышению эффективности систем экстремального управления путем совершенствования метода поиска экстремума целевой функции. При ее многомерной нелинейной оптимизации вместо традиционного линейного поиска вдоль однократно выбранного направления используется исследующий поиск, направление которого на каждом шаге адаптируется к топологии целевой функции. Это позволяет максимально быстро локализовать экстремум и существенно сократить время его определения. Предложен алгоритм интерполяционного поиска экстремума в найденном интервале. Целевая функция моделируется сегментом кубического сплайна на основе информации о ее векторе-градиенте в граничных точках интервала, в результате чего количество шагов интерполяционного поиска существенно сокращается. Рассмотрена возможность упрощенной негладкой интерполяции сплайнами первого порядка в области экстремума. Результаты численного эксперимента подтверждают высокую эффективность нового метода при решении различных задач.
Ключевые слова: системы экстремального управления, нелинейная оптимизация, ускорение поиска экстремума, квазиньютоновский метод, полиномиальная интерполяция, негладкая интерполяция
Рассматривается проблема уменьшения коммуникативного взаимодействия в цепочке между сообщением на естественном языке и моделью BPMN. Для этого рядом авторов предложена специальная нотация, называемая механизмом. Рассмотрена процедура построения механизма по заданной модели BPMN. Показана возможность построения механизма только для моделей BPMN, удовлетворяющих определенным условиям: модель должна содержать хотя бы один артефакт, связанный с одним из действий шлюза; шлюзы не должны содержать более двух вариантов выбора; модель не должна заканчиваться шлюзом; модель не должна содержать шлюза по типу И-ИЛИ. Рассмотрена процедура построения модели BPMN по заданному механизму. Показана возможность такого преобразования при выполнении следующих условий: наличие взаимно-однозначного соответствия элементов и функций механизма, использование в механизме единственного инструмента и единственной полосы. Для моделей, не удовлетворяющих этим условиям, использованием механизма проблематично.
Ключевые слова: BPMN, коммуникация, бизнес-модель, моделирование, механизмы, естественный язык, перевод в BPMN
Разработка и внедрение систем поддержки принятия решений (СППР) на основе современных методов обработки, хранения и анализа данных, является актуальной задачей. В рамках данной работы разработаны алгоритм оптимизации бизнес-процессов ИТ-компании и модель функционирования СППР. Реализация предложенных методов позволит повысить эффективность деятельности ИТ-компаний.
Ключевые слова: система поддержки принятия решений, бизнес-процесс, оптимизация, алгоритм, ИТ-компания, анализ данных, программное обеспечение, программный код
В работе представлен новый подход к оценке уровня загрязнения тяжелыми металлами почвоподобной фракции со свалок с использованием моделирования методом Монте-Карло на примере свалок, расположенных в границах Волгограда. Установлено, что с вероятностью 36,2% уровень загрязнения почвоподобной фракции со свалки, расположенной в Ворошиловском районе, будет соответствовать умеренно опасному, а с вероятностью 63,8% - опасному. Экономически обосновано выделение почвоподобной фракции с менышим уровнем загрязнения с целью ее детоксикации и дальнейшего использования при рекультивации территории. Для почвоподобной фракции со свалки, расположенной в Тракторозаводском районе, уровень загрязнения определен как чрезвычайно опасный и опасный с вероятностью 87,1% и 3,1%, соответственно. Показано, что из почвоподобной фракции нельзя выделить полезную и возможную к использованию часть. Данная почвоподобная фракция должна быть обезврежена и размещена на объектах размещения отходов. Представленный подход позволяет повысить точность оценок уровня загрязнения и эффективность управления почвоподобной фракцией при ликвидации свалок.
Ключевые слова: свалка, почвоподобная фракция, тяжелые металлы, уровень загрязнения, метод Монте-Карло, моделирование
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассматривается метод обнаружения дефектов у протяженных изделий. Для нахождения дефектов применяется сканирование изделия по всей длине. В результате получается двумерный поток данных, который необходимо проанализировать. Задача обнаружения дефекта – это одна из задач обнаружения «полезного» сигнала на фоне «шума». Наиболее надежным методом является использование комплекса статистических критериев. Для сравнения средних значений были применены критерий Стьюдента и критерий Уилкоксона–Манна–Уитни, для сравнения величин рассеяния – критерий Фишера и критерий Ансари–Брэдли. Эффективности алгоритма была подтверждена с помощью компьютерной модели имитации двумерного однородного потока данных.
Ключевые слова: дефекты, протяженные изделия, компьютерная модель, имитация, статистический критерий
2.2.4 - Приборы и методы измерения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Цель данного исследования состоит в том, чтобы представить оценку перспектив и рациональных сценариев развития лесопромышленного комплекса Республики Карелия и Мурманской области. На основе применения факторного и кластерного анализов 27 центральных лесничеств региона исследования были разделены на 9 однородных кластеров по 20 показателям. Выбранные показатели учитывали характеристики ресурсов древесины, природно-производственные условия и дорожную инфраструктуру. Основываясь на профилях кластеров, а также на данных топографических, климатических, почвенных карта и карт растительности предложены сценарии развития лесопромышленного комплекса региона исследования в разрезе полученных кластеров. Результаты исследования показали, что по мере движения с юга на север происходит постепенное оскудение ресурсов древесины. Усилия государства и бизнеса должны быть направлены на решение вопросов дорожной инфраструктуры, вовлечение в производственный оборот лиственной, тонкомерной, энергетической древесины. Учитывая природно-производственные условия, определяющиеся во многом переувлажненностью лесных почв и крайней уязвимости северных экосистем, в процессе лесозаготовок особо необходимо уделять внимание минимизации негативного влияния лесозаготовительных операций на почвенный покров.
Ключевые слова: районирование, лесная отрасль, факторный анализ, кластерный анализ, метод к-средних, лесозаготовки, управление лесами
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 4.1.6 - Лесоведение, лесоводство, лесные культуры, агролесомелиорация, озеленение, лесная пирология и таксация
В данной работе решается задача повышения эффективности образовательной деятельности за счет прогнозирования успеваемости обучающихся на основе внешних и внутренних факторов. Для решения данной задачи построена модель прогнозирования успеваемости обучающихся с использованием языка программирования Python. Исходные данные для построения модели дерева решений взяты с платформы UCI Machine Learning Repository и предварительно обработаны с помощью аналитической платформы Deductor Studio Academic. Приведены результаты работы модели и проведено исследование для оценки эффективности прогнозирования успеваемости обучающихся.
Ключевые слова: прогнозирование, дерево решений, успеваемость обучающихся, влияние факторов, оценка эффективности
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
В статье представлены способы повышения точности классификации нормативно-справочной информации при помощи алгоритмов иерархической кластеризации.
Ключевые слова: машинное обучение, искусственная нейронная сеть, сверточная нейронная сеть, нормативно-справочная информация, иерархическая кластеризация, DIANA
Дороги имеют огромное влияние на жизнь современного человека. Одной из ключевых характеристик дорожного полотна является его качество. Для оценки качества дорожного покрытия существует множество систем. Такие технологии работают лучше с изображениями высокого разрешения (ИВР), поскольку на них проще выделять какие-либо признаки. Для улучшения разрешения фотографий существует достаточное количество способов, среди которых числятся и нейронные сети. Однако каждая нейросеть обладает определенными характеристиками. Например, для некоторых нейронных сетей достаточно проблематично работать с фотографиями большого исходного размера. Чтобы понять, насколько эффективна конкретная нейронная сеть, необходим сравнительный анализ. В данном исследовании за основной показатель эффективности берется среднее время получения ИВР. В качестве нейронных сетей выбраны EDSR, ESPCN, ESRGAN, FSRCNN и LapSRN, каждая из которых увеличивает ширину и высоту изображения в 4 раза (количество пикселей возрастает в 16 раз). Исходным материалом являются 5 фотографий 5 различных размеров (141x141, 200x200, 245x245, 283x283, 316x316) форматов png, jpg и bmp. Наилучшие показатели эффективности согласно предложенной методологии, демонстрирует ESPCN, нейросеть FSRCNN также обладает хорошими результатами. Поэтому они являются более предпочтительными для решения задачи по улучшению разрешения изображений.
Ключевые слова: сравнение, зависимость, эффективность, нейронная сеть, нейросеть, улучшение разрешения, изображение, фотография, формат, размер, дорожная поверхность
2.1.8 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье описаны результаты разработки информационной системы обработки результатов спортивных соревнований на платформе «1С:Предприятие» для информационной поддержки спортивного социального проекта «Донская семейная лига», вовлекающего в занятия спортом и физкультурой целые семьи. Приведена объектная модель данных конфигурации, позволившая структурировать предметную область, выделить основные прикладные объекты, их реквизиты и взаимосвязи между ними, что в дальнейшем было использовано для алгоритмизации решения и программной реализации комплексного инструментария на платформе «1С:Предприятие». Программный комплекс прошел апробацию в рамках информационной поддержки мероприятий проекта «Донская семейная лига» в период с июля 2022 г. по июль 2023 г. и показал высокую эффективность.
Ключевые слова: Всероссийский физкультурно-спортивный комплекс «Готов к труду и обороне», проект «Донская семейная лига», обработка результатов спортивных соревнований, рейтинг индивидуального зачета, рейтинг семейного зачета, рейтинг командного зачета