Введение: Современные сложные технические системы часто бывают критически важными. Критичность обусловлена последствиями нарушения функционирования таких систем, не выполнением ими требуемого перечня функций и задач. Процесс контроля и управления такими системами осуществляется с использованием систем и сетей связи, которые становятся для них критичными. Возникает потребность в обеспечении устойчивого функционирования, как самих сложных технических систем, так и их систем управления, контроля, систем и сетей связи. В работе предложена методика обеспечения функциональной устойчивости системы связи, основой которой является процесс выявления и устранения в ней конфликтов, обусловленных отличием профиля функционирования и профиля процесса функционирования системы. Предложенная модель процесса функционирования системы связи позволяет на основе анализа интенсивностей воздействия дестабилизирующих факторов на систему, выявления конфликтов и их устранения, определить вероятность обеспечения функциональной устойчивости системы. Цель исследования: разработка методики обеспечения функциональной устойчивости системы связи в условиях воздействия дестабилизирующих факторов и возникновения конфликтов, а также модели процесса функционирования системы связи, позволяющей определять вероятность нахождения системы в функционально устойчивом состоянии. Методы теории графов и теории матриц, теории Марковских процессов. Результаты: предложена модель процесса функционирования системы связи в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, позволяющая определять вероятность нарушения функционирования системы, разработана методика обеспечения функциональной устойчивости системы связи. Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы при проектировании и построении сложных технических систем, а также в системах поддержки принятия решений, контроля, связи и управления.
В последнее время предпринимались различные попытки охарактеризовать угрозы информационной безопасности, особенно в промышленном секторе. Тем не менее, существует ряд загадочных угроз, которые могут поставить под угрозу безопасность данных, информации и ресурсов пищевой промышленности. Целью данного исследования было изучение рисков для информационной безопасности в информационной системе пищевой промышленности, а участниками этого исследования были эксперты исполнительного руководства, штатный персонал, технические и активные операторы, сторонние консалтинговые компании и управление рисками, специалисты пищевой промышленности в информационной системе стран Африки к югу от Сахары. Анкета и интервью с различными вопросами с использованием подходов качественного и количественного анализа рисков были использованы для сбора идентификаций рисков, а также метод системы нечётких выводов, приманенный для анализа фактора риска в этой статье. Выводы показали, что среди проблем информационной безопасности электронные данные в угрозе кражи данных имеют высокий риск 75,67%, а управление человеческими ресурсами (HRM) в угрозе социальной инженерии имеет низкий риск воздействия 26,67%. В результате факторы риска с высокой вероятностью требуют оперативных действий. Компоненты риска с высокой вероятностью требуют быстрых корректирующих действий. В результате необходимо выявить и контролировать первопричины таких угроз до того, как возникнут пагубные последствия. Также важно отметить, что при изучении информационной безопасности в промышленных информационных системах пищевой промышленности необходимо принимать во внимание основные интересы и глобальную политику.
Исследования чат-ботов значительно продвинулись за эти годы. Предприятия изучают, как улучшить производительность, принятие и внедрение этих инструментов, чтобы общаться с клиентами или внутренними командами через социальные сети. Кроме того, предприятия также хотят обращать внимание на качественные отзывы клиентов в социальных сетях о продуктах, доступных на рынке. Оттуда, пожалуйста, выберите новый метод для улучшения качества обслуживания своих продуктов, а затем отправьте его в издательские агентства для публикации на основе потребностей и оценки общества. Несмотря на то, что в последнее время было проведено множество исследований, не все из них затрагивают вопрос оценки мнений о системе чат-ботов. Основная цель исследования в этой статье — оценить человеческие комментарии на английском языке с помощью системы чат-ботов. Документы системы предварительно обрабатываются и сопоставляются мнения, чтобы предоставить заключения на основе комментариев на английском языке. Основанная на практических потребностях и социальных условиях, эта методология направлена на развитие контента чат-бота на основе взаимодействия с пользователем, что позволяет осуществлять циклический и контролируемый человеком процесс со следующими этапами оценки комментариев на английском языке. Сначала мы предварительно обрабатываем входные данные, собирая комментарии в социальных сетях, а затем наша система анализирует эти комментарии в соответствии с рейтингом просмотров по каждой затронутой теме. Наконец, данная система будет давать рейтинг и результат комментариев для каждого комментария, введенного в систему. Эксперименты показывают, что данный метод может повысить точность на 78,53% лучше, чем упомянутые методы.
В работе рассмотрена задача анализа безопасного сеанса на физическом уровне беспроводной системы связи в условиях многолучевого канала распространения сигнала и наличия канала утечки информации. Для обобщения эффектов распространения была выбрана модель канала Beaulieu-Xie с затенениями. Для описания безопасности процесса передачи информации использовалась такая метрика, как вероятность прерывания безопасного сеанса связи. В рамках исследования было получено аналитическое выражение вероятности прерывания связи. Проведён анализ её поведения в зависимости от характеристик канала и системы связи: среднего значения отношения сигнал-шум в основном канале и канале утечки, эффективного значение показателя потерь на пути распространения сигнала, относительного расстояния между законным приемником и прослушивающим приёмником и пороговой пропускной способности, нормированной на пропускную способность гладкого гауссова канала. Рассмотрены совокупности параметров, которые покрывают важные сценарии функционирования беспроводных систем связи. К ним относятся как глубокие замирания (отвечающие гиперрэлеевскому сценарию), так и малые замирания. Учитываются условия наличия существенной по величине компоненты прямой видимости и значительного количества многопутевых кластеров, затенения доминантной компоненты и многопутевость волн, а также всевозможные промежуточные варианты. Обнаружено, что величина энергетического потенциала, необходимого для гарантированной безопасной связи с заданной скоростью, определяется в первую очередь мощностью многопутевых компонент, а также наличие неснижаемой вероятности прерывания безопасного сеанса связи с ростом для каналов с сильным общим затенением компонент сигнала, что с практической точки зрения важно учитывать при предъявлении требований к величинам отношения сигнал/шум и скорости передачи данных в прямом канале, обеспечивающим желаемую степень безопасности беспроводного сеанса связи.
Одной из значимых проблем исследования процессов и явлений в окружающей среде является характерная для технических средств их регистрации пространственно-временная анизотропия. Причиной тому является зачастую крайне неравномерное распределение средств мониторинга по земной поверхности, а также многочисленные выбросы и пропуски в данных, обусловленные как несовершенством используемого оборудования, так и человеческим фактором. Одним из вариантов решения проблемы является применение многоуровневой системы цифровых двойников, базирующихся на соответствующих отраслевых моделях и пополняемой базе архивных данных, что в совокупности с физическими прототипами технических систем обеспечивает высокую плотность покрытия земной поверхности и возможность восстановления соответствующих данных. Вместе с тем нерешенным по-прежнему остается вопрос организации информационного взаимодействия между уровнями системы цифровых двойников, что в значительной степени усугубляется постоянно растущим объемом данных и их неоднородным характером. В работе предлагается организация информационного взаимодействия в системе цифровых двойников на основе формализованного механизма пакетирования пространственно-временной информации, при котором идентификация источников данных выполняется посредством иерархической системы бинарной токенизации. На примере технических систем мониторинга параметров геомагнитного поля и его вариаций рассматриваются особенности практической реализации такого подхода, отличительной особенностью которого является комбинирование традиционной клиент-серверной и инновационной бессерверной архитектур, для реализации высоконагруженного реактивного веб-приложения для работы с анализируемыми данными. Результаты проведенных вычислительных экспериментов подтвердили эффективность предложенных решений, выраженной как в повышении реактивности клиент-ориентированных приложений, так и в увеличении вычислительной скорости формирования и заполнения информационных хранилищ, агрегирующих информацию из распределенных гетерогенных источников.
Рассмотрена задача анализа характеристик процесса передачи информации многоэлементными системами связи в условиях многолучевого канала распространения сигнала. Для обобщения эффектов распространения была выбрана модель канала κ–μ с коррелированными затенениями, а в качестве используемой технологии организации многоэлементной системы – SIMO система, использующая дифференциально-взвешенное комбинирование сигнала на приёмной стороне. Для описания характеристик процесса передачи информации использовался подход на основе статистик высшего порядка эргодической пропускной способности. В рамках исследования были получены аналитические выражения для статистик произвольного порядка для рассматриваемой модели канала. Проведён анализ поведения первых четырёх статистик (эргодической пропускной способности, величины надёжности, коэффициентов асимметрии и эксцесса) в зависимости от характеристик канала (количества многопутевых кластеров распространения, доли мощности, приходящейся на доминантные компоненты, степени затенения доминантных компонент и коэффициента корреляции затенений). В рамках исследования были рассмотрены 4 ситуации поведения исследуемой модели канала, существенно различающиеся по своим свойствам. Отмечено, что в отличие от пропускной способности, статистики высшего порядка оказываются существенно более чувствительными к параметрам канала и, как следствие, являются более значимыми индикаторами флуктуации скорости передачи информации в канале связи. Обнаружено наличие ярко выраженного экстремума (минимума) зависимости надёжности эргодической пропускной способности от среднего соотношения сигнал/шум, что с практической точки зрения важно учитывать при предъявлении требований к величине отношения сигнал/шум в канале, обеспечивающей желаемое качество функционирования системы связи.
Для решения задач наблюдения за обстановкой на водной поверхности, примыкающей к приграничным районам суши, используют загоризонтные радиолокационные средства поверхностной волны. Основным достоинством указанных средств является возможность обнаружения надводных объектов за пределами оптического горизонта за счет распространения электромагнитной волны вдоль морской поверхности в дифракционной зоне. Однако точностные характеристики подобных наблюдений оказываются крайне низкими в силу малых отношений сигнал/шум отраженного сигнала, которые обусловлены, в свою очередь, широкой диаграммой направленности существующих антенных систем. Это приводит к превалированию в облученной области отражения от фона над радиоэхом лоцируемого объекта. По этой же причине оказываются необнаруживаемыми неподвижные цели, по которым отсутствует доплеровский сдвиг частот в спектре отраженного сигнала. Единственным способом увеличения отношения сигнал/шум является сужение диаграммы направленности (увеличение коэффициента направленного действия антенной системы). Предлагается решение поставленной задачи по пути последовательного накапливания отраженных сигналов и их суммирования по принципу оптимизационного подбора фазовых соотношений для соседних импульсов (синтезируемых апертур), которые соответствуют эвентуальному фронту электромагнитных волн, сфокусированному в направлении гипотетической цели. Решение данной задачи позволит существенно сузить диаграмму направленности антенны, что открывает возможности устранения влияния фона за счет радикального уменьшения площади облучаемой поверхности в процессе фокусировки луча при синтезировании виртуальной апертуры. При этом нет необходимости в изменении конструкции антенных решеток. Выполнено компьютерное моделирование синтезированной антенной решетки и построена ее диаграмма направленности. Проведена количественная оценка степени повышения углового разрешения по сравнению с потенциально возможным, определенным по критерию Релея. Данное обстоятельство поз воляет рассмотреть возможность использования береговых загоризонтных радиолокационных станций поверхностной волны для обнаружения «невидимых» существующими локаторами неподвижных объектов.
В последнее время в аэрокосмическом сообществе, включая космические агентства, предприятия и научные центры, резко возрос интерес к небольшим спутникам, таким как CubeSats, из-за их экономичной работы. Также наблюдается проблема обеспечения точности работы спутников с минимальными затратами и энергопотреблением. Для маневренности CubeSat оснащен топливным баком, в котором топливо должно поддерживаться в соответствующем температурном режиме. Одновременно должно быть максимально увеличено производство энергии, чтобы другие компоненты спутника не перегревались. В целях удовлетворения технологическим требованиям предлагается многокритериальная схема оптимального управления с использованием нелинейной динамической тепловой модели системы CubeSat. Схема управления ПИД-регулятора с компенсацией интегрального насыщения используется для оценки минимального теплового потока, необходимого для поддержания заданной эталонной температуры топливного бака, а контроллер на основе линеаризации предназначен для контроля температурного режима. Оптимизация площади солнечного элемента и управления ограничением температуры представляется как проблема управления с прогнозирующими интегрированными нелинейными моделями с использованием формы квазилинейного регулирования параметров уравнений состояния. Для оценки положительных и отрицательных сторон конструкции управления и применимости подхода приведены несколько сценариев моделирования для разных пределов мощности и случаев покрытия солнечных элементов.
Широкое использование многомодальных интерфейсов, обусловленное многомодальностью традиционного межличностного общения, переход к полимодальному представлению информации и систем ее обработки позволили по-новому взглянуть на ряд инфокоммуникационных технологий и сервисов и предложить подход к их реализации на основе распределенных терминальных систем. Предложен подход к синтезу топологической структуры таких систем, реализуемый в два этапа: на первом определяется минимальная совокупность узлов коммуникации и их размещение на основе требований к доступности узлов коммуникации для различных категорий пользователей и глобальности распределенной терминальной системы, на втором — варианты построения узлов коммуникации и связей между ними, которые обеспечивают выполнение функций коммуникации пользователей локальных информационных пространств при обеспечении непрерываемости связи для различных категорий пользователей. Представлен модельный пример задачи синтеза распределенной терминальной системы для аудиомониторинга двух категорий пользователей (взрослые и дети) в локальном информационном пространстве (доме), голосового управления подсистемами «умного» дома. Для ее решения на каждом этапе синтеза определены исходные данные, осуществлена формальная постановка задачи синтеза, представлен алгоритм решения и получаемые результаты. Так задача первого этапа синтеза представляет собой линейную целочисленную задачу математического программирования, решенную в модельном примере симплекс-методом. Решение задачи второго этапа основано на альтернативно-графовой формализации и методе «ветвей и границ». Полученные результаты демонстрируют возможности предложенного научно-методического инструментария синтеза топологической структуры распределенных терминальных систем и перспективность его использования во вновь возникающих задачах технической реализации новых инфокоммуникационных технологий и сервисов.
Развивается методический и математический аппарат формирования множества диагностических параметров сложных технических систем, содержание которого заключается в обработке траекторий выходных процессов системы с привлечением теории функциональных пространств. Траектории выходных переменных рассматриваются как измеримые по Лебегу функции. Это обеспечивает единство подхода к получению диагностических параметров вне зависимости от физической природы данных переменных и множества их скачкообразных изменений (конечных разрывов траекторий). Тем самым адекватно учитывается сложность построения, разнообразие физических принципов и алгоритмов функционирования систем. На множествах траекторий задается структура фактор-пространств измеримых функций, квадратично интегрируемых по Лебегу (пространства ). Свойства данных пространств позволяют раскладывать траектории по счетному множеству взаимно ортогональных направлений и представлять их в виде сходящегося ряда. Обоснован выбор множества диагностических параметров как упорядоченной последовательности коэффициентов разложения траекторий в частичные суммы рядов Фурье. Изложена усовершенствованная по сравнению с начальными вариантами процедура формирования множества диагностических параметров системы при разложении траектории в частичную сумму ряда Фурье по ортонормированному базису Лежандра. Предложен способ численного определения мощности такого множества.
Раскрываются новые аспекты получения диагностической информации из вибрационных процессов системы. На множествах вибротраекторий задается структура пространств непрерывных функций, квадратично интегрируемых по Риману (пространства ). Поскольку они являются подпространствами в упомянутых выше фактор-пространствах , общеметодологические основы преобразования вибротраекторий остаются неизменными. Однако алгоритмическая составляющая выбора диагностических параметров становится более конкретной и обозримой. Это показано посредством реализации численной процедуры разложения вибротраекторий по ортогональному тригонометрическому базису, который содержится в пространствах . Приводится обработка результатов экспериментальных исследований вибрационного процесса и задание на данной основе подмножества диагностических параметров в одной из контрольных точек системы.
Материалы статьи представляют собой вклад в теорию получения информации о техническом состоянии сложных систем. Прикладное значение предложенных разработок — возможность их применения для синтеза алгоритмического обеспечения автоматизированных средств диагностирования.
Сохранение культурного и исторического наследия разных народов мира и их тщательное изложение - это долгосрочное обязательство ученых и исследователей, работающих во многих областях. На протяжении веков каждое поколение стремится вести учет своего труда, чтобы его могли пересмотреть и изучить следующие поколения. За последние пару лет были разработаны новые информационные и мультимедийные технологии, которые представили новые методы сохранения, обслуживания и распространения огромного количества собранного материала. Эта статья призвана представить виртуальный музей, передовую систему, управляющую разнообразными коллекциями цифровых объектов, которые по-разному организованы с помощью сложной специализированной функциональности. Управление цифровым содержанием требует хорошо продуманной архитектуры, которая включает в себя сервисы для представления, управления и администрирования содержания. Все элементы архитектуры системы взаимосвязаны, поэтому точность каждого элемента имеет большое значение. Эти системы страдают от недостатка инструментов для интеллектуального курирования данных с возможностью проверки данных из разных источников и повышения ценности данных. В этой статье предлагается решение для интеллектуального курирования данных, которое может быть реализовано в виртуальном музее, чтобы предоставить возможность надлежащим образом наблюдать ценные исторические образцы. Решение сфокусировано на процессах валидации и верификации, чтобы предотвратить дублирование записей цифровых объектов, чтобы гарантировать целость данных и более точный поиск знаний.
В результате анализа выявлено, что социальные сети (Вконтакте, Facebook), тематические сообщества в сетях микроблогинга (Twitter), ресурсы для путешественников (TripAdvisor), транспортные порталы (Autostrada) являются источником актуальной и оперативной информации о дорожно-транспортной обстановке, качестве предоставляемых транспортных услуг и степени удовлетворенности пассажиров уровнем транспортного обслуживания. Однако существующие системы транспортного мониторинга не содержат программных инструментов, способных осуществлять сбор и анализ дорожно-транспортной информации в среде Интернет. В настоящей работе рассматривается задача построения системы автоматического извлечения и классификации дорожно-транспортной информации с транспортных интернет-порталов и апробация разработанной системы для анализа транспортных сетей Крыма и города Севастополя. Для решения этой задачи проанализированы библиотеки с открытым исходным кодом для тематического сбора и исследования данных. Разработан алгоритм для извлечения и анализа текстов. Осуществлена разработка краулера с использованием пакета Scrapy на языке Python3 и собраны отзывы пользователей с портала http://autostrada.info/ru о состоянии транспортной системы Крыма и города Севастополя. Для лемматизации текстов и векторного преобразования текстов были рассмотрены методы tf, idf, tf-idf и их реализация в библиотеке Scikit-Learn: CountVectorizer и TF-IDF Vectorizer. Для обработки текстов были рассмотрены методы Bag-of-Words и n-gram. В ходе разработки модели классификатора рассмотрены наивный байесовский алгоритм (MultinomialNB) и модель линейного классификатора с оптимизацией стохастического градиентного спуска (SGDClassifier). В качестве обучающей выборки использовался корпус объемом 225 тысяч размеченных текстов с ресурса Twitter. Проведено обучение классификатора, в ходе которого использовалась стратегия кросс-валидации и метод ShuffleSplit. Проведено тестирование и сравнение результатов тоновой классификации. По результатам валидации лучшей оказалась линейная модель со схемой n-грамм [1, 3] и векторизатором TF-IDF. В ходе апробации разработанной системы был проведен сбор и анализ отзывов, относящихся к качеству транспортных сетей республики Крым и города Севастополя. Сделаны выводы и определены перспективы дальнейшего функционального развития разрабатываемого инструментария.
На сегодняшний день перечень прикладных задач, требующих точного оперативного позиционирования, постоянно растёт. К таким задачам относятся: задачи управления группами автономных мобильных роботов, геодезические задачи высокоточного позиционирования, задачи навигации и мониторинга в интеллектуальных транспортных системах. Источником данных для оперативного позиционирования в таких задачах являются спутниковые навигационные системы. На сегодняшний день активно используются глобальные и локальные спутниковые навигационные системы: GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo. Их характеризует разная полнота развёртывания спутниковой группировки, что определяет точность оперативного позиционирования в конкретной географической точке, которая зависит числа доступных для наблюдения спутников, а также характеристик приёмника, особенностей ландшафта, погодных условий и возможности использования дифференциальных поправок.
Повсеместное использование дифференциальных поправок на данный момент невозможно ввиду того что количество стабильно работающих опорных станций ограничено - Земля покрыта ими неравномерно; надёжные сети передачи данных, необходимые для передачи дифференциальных поправок также развёрнуты не повсеместно; широкое применение нашли бюджетные версии одноканальных приёмников навигационного сигнала, не позволяющие использовать дифференциальные поправки. В этом случае возникает задача оперативного выбора системы или комбинации систем спутникового позиционирования, предоставляющей наиболее точные навигационные данные. В данной работе приведено сравнение статического и динамического методов выбора системы или комбинации систем спутникового позиционирования, обеспечивающих наиболее точное определение собственных координат объекта при использовании одноканального приёмника навигационных сигналов в автономном режиме (без использования сторонних поправок). Выбор осуществляется на основе статистического анализа данных, получаемых от систем спутникового позиционирования. При проведении анализа выполнялось сравнение результатов, сформированных при постобработке данных, полученных от спутниковых навигационных систем и уточнённых с применением дифференциальных поправок навигационных данных.
Математические модели земной системы служат мощным и эффективным инструментом, используемым для изучения поведения процессов, протекающих в сферических оболочках нашей планеты, в прошлом, настоящем и для прогнозирования их в будущем, учитывая внешние воздействия. Качество моделирования и прогнозирования природных процессов с применением соответствующих математических моделей в значительной степени зависит от информации об исходном состоянии рассматриваемой системы. Данная информация является результатом измерений, осуществляемых на сети наблюдательных станций и с помощью средств дистанционного зондирования. Поскольку развитие средств наблюдения является очень дорогостоящим мероприятием, представляется очень важным иметь возможность оценивать эффективность как существующей так и планируемой наблюдательной сети. Цель настоящей работы состоит в том, чтобы, с одной стороны, рассмотреть подход, основанный на сопряженных уравнениях, позволяющий оценивать влияние различных наблюдений на точность прогнозирования эволюции основных компонентов земной системы (атмосферы и океана) и, с другой стороны, проиллюстрировать применение этого подхода на примере двух хаотических малопараметрических динамических систем и глобальной модели ACCESS (моделирование австралийского климата и земной системы), используемой в Австралийском метеорологическом бюро для моделирования и прогнозирования погоды и климата. Результаты численных экспериментов демонстрируют высокие возможности метода сопряженных уравнений, который позволяет ранжировать измерительную информацию, получаемую с помощью различных технических средств, по степени ее важности, а также оценить влияние наблюдений на качество прогнозов.
Сети Интернета вещей в настоящее время находят свое применение во многих областях жизни людей. Краеугольным камнем в вопросе возможности дальнейшего распространения и использования таких сетей является аспект обеспечения их безопасности. Однако особенности сетей данного вида таковы, что использование в них традиционных средств и систем компьютерной защиты затруднено или невозможно. Одной из таких особенностей является необходимость в режиме реального времени и с минимальными вычислительными затратами анализировать очень большие объемы данных, разнородных по своей природе. С учетом особенностей вычислительных мощностей сети Интернета вещей предлагается архитектура системы параллельной обработки больших данных, основанная на использовании технологии обработки потоков данных Complex Event Processing и платформы параллельных вычислений Hadoop. Рассматриваются вопросы, непосредственно связанные с архитектурой системы, а также с реализацией следующих ее основных компонентов: сбора данных, хранения данных, нормализации и анализа данных и визуализации данных. Взаимосвязь между компонентами обеспечивается с помощью распределенной файловой системы Hadoop, которая является основой для построения распределенного хранилища данных. Компонент сбора данных организует распределенный прием данных и их хранение в компоненте хранилища данных. Компонент нормализации и анализа данных преобразует их к единому формату и обрабатывает с помощью правил корреляции. Компонент визуализации данных представляет данные в графическом виде, более удобном для дальнейшего восприятия оператором. Обсуждаются результаты экспериментальной оценки производительности системы, подтверждающие вывод о ее высокой эффективности.
В статье рассматриваются методологические основы организационно-технологического управления (ОТУ) защитой информационного ресурса (ЗИР) систем электронного документооборота (СЭД) на базе программных средств (ПСр) защиты информации. Разработана концептуальная модель управления ЗИР СЭД на основе концептуальной проработки аспектов формирования методологии ОТУ ЗИР СЭД на базе ПСр ЗИР, обладающая широкими возможностями по ее использованию для разработки способов решения управленческих задач. Представлена методика управления эффективностью функционирования подсистемы защиты информационного ресурса (ПЗИР) в СЭД, предполагающая оптимизацию управляемых параметров подсистемы, обеспечивающих максимизацию интегрального показателя эффективности функционирования ПЗИР, и соответ-ственно, выполнение требований, предъявляемых к подсистеме. Приведен алгоритм определения оптимальных значений управляемых параметров ПЗИР и оптимального значения интегрального показателя эффективности функционирования подсистемы, обеспечивающий возможность создания конкретных подсистем автоматизированного управления эффективностью функционирования ПЗИР в СЭД. Анализируются результаты расчетов по исследованию показателя временной неконфликтности функционирования ПЗИР.
В этой статье представлена всеобъемлющая архитектура эмоционального и аффективного процесса, происходящего в виртуальном агенте. Соединяя визуальные, аудио- и текстовые эмоции пользователей как аффективные источники в системе, виртуальный агент может оценивать настроение клиентов. С целью имитации воздействия гормонов человека в виртуальном агенте в предлагаемой системе используется искусственная эндокринная система (ИЭС) для выявления настроения и биологических потребностей посредством контроля уровня концентрации воздействующих гормонов. Аффективный процессор агента задействует модули ИЭС, параметров личности и настроения для управления внутренним состоянием. Интеллектуальный виртуальный агент взаимодействует с клиентами в соответствии со своими аффективными состояниями.
Предлагаемая система представляет собой полную платформу для захвата каналов эмоций в сети с целью анализа и обработки их в аффективном движке для определения эмоциональной окраски ответа.
В работе предлагается алгоритм синтеза устройства управления непрерывным техническим объектом с неопределенными параметрами, заданными в интервальной форме, доставляющего системе параметрическую робастность. Для обеспечения робастности проектируемой системы использована концепция относительной интер-вальности интервальных математических объектов: скаляр, вектор, численная характе-ристика матрицы, в качестве которой в алгоритме синтеза использован ее след. Задача решается методом медианного модального управления на медианные значения стан-дартных показателей качества системы, дополненного контролем относительной интер-вальности следа матрицы состояния спроектированной системы, представляющего собой аддитивную композицию ее собственных чисел, что гарантирует требуемые значения относительной интервальности интервальных значений стандартных показателей системы. Показано, что, если желаемое медианное поведение проектируемой системы задается с помощью модели, матрица состояния которой имеет кратные собственные числа кратности равной размерности вектора состояния, то относительная интервальность следа матрицы проектируемой системы совпадает с относительной интервальностью кратного числа. При этом появляется возможность изменения относительной интервальности интервального следа матрицы состояния проектируемой системы с помощью механизма изменения его медианной составляющей, реализуемого введением обратной связи по вектору состояния непрерывного технического объекта. Полученные результаты иллюстрируются примером.
Представлен анализ современного состояния исследований по проблеме борьбы с астероидной опасностью, который показал необходимость создания многоуровневой системы поражения астероидов. Приведены разработанные авторами математические модели и исследованы характеристики окололунной системы поражения астероидов. Получены оценки пространственно-временных характеристик и вероятностей поражения астероидов в узловых точках для одного космического аппарата-перехватчика (КАП), на основе которых сделаны выводы о потенциальной эффективности создания такой системы и указаны основные направления дальнейших исследований. Предложена оригинальная динамическая модель планирования применения окололунной системы поражения астероидов группировкой КАП. Проанализированы и обоснованы подходы к решению задач моделирования и планирования ее применения, базирующиеся на комбинированном использовании математического аппарата современной теории оптимального управления и исследования операций. Показано, что разработанное к настоящему времени модельно-алгоритмическое обеспечение можно использовать не только для окололунной, но и на других уровнях системы поражения астероидов.
Предложен алгоритм формирования системы эффективных классификационных характеристик, основанный на концепции усеченного перебора и использовании информации об индивидуальных показателях классификации при выборе гранул. Его вычислительная эффективность обеспечивается применением операций простого сравнения результатов классификации отдельных классов при выборе наиболее информативной гранулы на очередной итерации и использованием технологии параллельных вычислений на графических процессорах.
Рассмотрены известные методы усеченного перебора для формирования систем эффективных классификационных характеристик. Обсуждаются результаты поиска информативных признаков на примере решения задачи классификации облачности на основе применения вероятностной нейронной сети и информации о текстуре спутниковых снимков MODIS. Представлено описание используемого классификатора и статистического подхода к описанию текстуры изображений.
Определены наиболее эффективные классификационные характеристики облачности путем сравнения комбинаций текстурных признаков, полученных с помощью методов усеченного перебора. Показаны результаты исследования динамики изменения оценки правильно проклассифицированных облаков при выполнении различных алгоритмов поиска информативных признаков. Установлено, что разработанный в данной работе метод позволяет уменьшить разброс значений вероятности правильной классификации отдельных классов.
Интеллектуальное пространство представляет собой сервис-ориентированную инфраструктуру для возможности обеспечения общего доступа к информации различными устройствами. Статья описывает процесс организации интеллектуальных пространств путем интеграции платформы Smart-M3 и устройства функционирующего на базе операционной системы DD-WRT. Smart-M3 представляет собой платформу с открытыми исходными кодами, реализующую концепцию интеллектуального пространства. В качестве устройства для интеграции был выбран Wi-Fi маршрутизатор, что позволяет использовать его одновременно и для организации интеллектуального пространства, и для обеспечения беспроводной связи между устройствами. Использование Wi-Fi маршрутизатора упрощает развертывание сценариев с небольшим количеством участников. Статья подробно описывает процесс компиляции и установки платформы Smart-M3 для операционной системы DD-WRT. Компиляция пакетов с исходным кодом платформы происходит на маршрутизаторе. Измерение быстродействия стандартных операций платформы Smart-M3 на маршрутизаторе показало, что интеллектуальное пространство организованное таким образом может успешно использоваться для сценариев с небольшим количеством участников. Авторами был разработан веб-сервис «Smart-M3 Control Panel», который позволяет пользователям управлять платформой Smart-M3 посредствам графического веб интерфейса. С использованием этого сервиса пользователь получает возможность просматривать текущий статус платформы; запускать, останавливать или перезапускать платформу; просматривать содержимое информационного хранилища; загружать лог-файлы и менять параметры запуска платформы Smart-M3. Интерактивное взаимодействие с пользователем было реализовано при помощи протокола SocketIO.
В статье рассматриваются экспертная система и алгоритм управления квазистатической ходьбой экзоскелета, гарантирующие устойчивость устройства в вертикальном положении; на их основе проводится математическое моделирование движения объекта. В работе предложена расчетная схема устройства в виде одиннадцатизвенного механизма, звенья которого соединены между собой однокоординатными цилиндрическими шарнирами, описано движение экзоскелета в сагиттальной и фронтальной плоскостях, определено положение центра масс, координаты которого изменяются в зависимости от положения ног и корпуса. Разработаны логические правила, образующие экспертную систему и обеспечивающие устойчивую походку экзоскелета за счет расположения его центра масс внутри опорной площадки. Получены результаты численного моделирования шага системы на специально разработанном виртуальном симуляторе.
Данная статья посвящена отбору и оценке речевых признаков, используемых в задаче автоматической текстонезависимой верификации диктора. Для решения поставленной задачи была использована система верификации диктора, основанная на модели Гауссовых смесей и универсальной фоновой модели (GMM-UBM система).
Рассмотрены область применения и проблемы современных систем автоматической идентификации диктора. Произведен обзор современных методов идентификации диктора, основных речевых признаков, используемых при решении задачи идентификации диктора, а также рассмотрен процесс извлечения признаков, использованных далее. К рассмотренным признакам относятся мел-кепстральные коэффициенты (MFCC), пары линейного спектра (LSP), кепстральные коэффициенты перцептивного линейного предсказания (PLP), кратковременная энергия, формантные частоты, частота основного тона, вероятность вокализации (voicing probability), частота пересечения нуля (ZCR), джиттер и шиммер.
Произведена экспериментальная оценка GMM-UBM системы с применением различных наборов речевых признаков на речевом корпусе, включающем в себя записи 50 дикторов. Признаки отобраны с помощью генетического алгоритма и алгоритма жадного добавления-удаления.
Используя 256-компонентные Гауссовы смеси и полученный вектор из 28 признаков, была получена равная ошибка 1-го и 2-го рода (EER), составляющая 0,579 %. По сравнению со стандартным вектором, состоящим из 14 мел-кепстральных коэффициентов, ошибка EER была уменьшена на 42,1 %.
В статье предлагается новый подход к моделированию и проектированию инфокоммуникационных систем, в которых предусмотрена иерархическая многоуровневая маршрутизация. Рассмотрены элементы теоретико-множественного базиса и системы моделей инфокоммуникационной системы, оперирующие не только традиционными модельными элементами — двухполюсными сетями связи, — но и кратными сегментами типа цепь, звезда, кольцо и дерево. С использованием положений теории множеств основным понятиям и процедурам эталонной модели взаимодействия открытых систем ставятся в соответствие математические объекты, обеспечивающие строгое формальное описание инфокоммуникационной системы, в которой реализуются многопутевые многоадресные физические и логические соединения «точка-многоточка», «многоточка-точка», «многоточка-многоточка». На примере моделирования свойства структурной надежности конкретной инфокоммуникационной системы показаны конструктивность, наглядность и системность разработанного подхода.
С точки зрения информационной безопасности встроенные устройства представляют собой элементы сложных киберфизических систем, работающих в потенциально враждебном окружении. Поэтому разработка таких устройств является сложной задачей, часто требующей экспертных решений. Сложность задачи разработки защищенных встроенных устройств обуславливается различными типами угроз и атак, которым может быть подвержено устройство, а также тем, что на практике вопросы безопасности встроенных устройств обычно рассматриваются на финальной стадии процесса разработки в виде добавления дополнительных функций защиты. В статье предлагается методика проектирования, применение которой будет способствовать разработке безопасных и энергоэффективных киберфизических и встроенных устройств. Данная методика организует поиск наилучших комбинаций компонентов защиты на основе решения оптимизационной задачи. Работоспособность предлагаемой методики демонстрируется на основе разработки прототипа защищенной системы охраны периметра помещения.
В докладе представлена разработка методики проектирования однопозиционных модулей активного радиовидения для систем радиолокационного контроля различных объектов и обеспечения систем технического зрения в условиях плохой видимости, которая также может быть использована для визуализации скрытых под одеждой человека опасных предметов в условиях интенсивного пассажиропотока. В основу заложена технология управляемой фокусировки излучения с использованием интеграции линзы Люнеберга и автодинных датчиков.
Объектом исследования является мобильная робототехническая система (МРТС) для проведения геологической разведки на поверхности Луны. Цель работы — определение технического облика и тактико-технических характеристик МРТС, оснащенной каротажно-буровой установкой, исследование сценариев применения МРТС в ходе проведения геологической разведки на поверхности Луны. Результаты исследования могут быть полезны в ходе дальнейших работ по разработке МРТС для проведения геологической разведки на поверхности Луны, а также при проведении работ по другим видам напланетных робототехнических и транспортных средств, предназначенных для работы на поверхности Луны и Марса.
Данная работа посвящена определению максимального возможного числа датчиков, подключаемых к одному из локальных серверов автоматизированной системы мониторинга технического состояния искусственных сооружений. В статье приводятся нестационарные вероятностные модели с детерминированным входным потоком заявок и гипердельтным распределением времени обслуживания заявок. Обосновывается применение гипердельтного распределения в имитационной модели сравнением результатов имитационного моделирования с результатами, полученными с помощью аналитической модели. На основе результатов моделирования выбирается система управления базой данных для локального сервера.
В статье предлагается подход к построению и применению ассоциативно-рефлекторной памяти киберсистемы, способной формировать сценарии упреждающего поведения на уровне условных рефлексов.
Разработан подход к формированию устойчивой разнородной системы КА. Сформировано требование обеспечения кратности квазисинхронных орбит. Произведена декомпозиция задачи формирования орбит с заданным циклом замыкания трассы. Разработана методика формирования кратных квазисинхронных орбит различных геометрических характеристик с единым циклом замыкания трассы в заданных условиях движения.
Для сложных промышленных объектов обеспечение комплексной безопасности является крайне важной проблемой и особо актуальной для современных аэропортовых комплексов (АК). Особенностями АК являются учет значительного множества требований: авиационной безопасности (АБ), безопасности персонала, сохранности воздушных судов (ВС), а также инженерной инфраструктуры. Для обеспечения безопасного функционирования АК применяются комплексные системы управления, в состав которых входят системы менеджмента (СМ), соответствующие различным стандартам, в т.ч. международным (ISAGO, ISO, ISO/IEC и пр.). Оценка результативности таких СМ представляет известную проблему. Поставленную задачу представляется целесообразным рассмотреть на основе модели ИСМ, дополненной блоком проведения комплексных аудитов с учетом специфики АБ. В публикации приведены результаты расчетов по представленной модели ИСМ с учетом расширенного состава критериев для АК. По согласованному мнению экспертов, требования «базовых» стандартов ISO значительно уступают по приоритету «профильным» для АК требованиям ISAGO (IATA).
В статье проведен обзор существующих систем компьютерного сурдоперевода, выявлены их преимущества и недостатки. Рассматривается общий случай перевода (в обе стороны): со звучащего русского на русский язык жестов и наоборот. Предложен новый способ построения семантического блока системы компьютерного сурдоперевода. Для установления соответствия «слово-жест» определены лексические значения слов. Среди множества альтернатив на основе алгоритма семантического анализа за каждым словом закрепляется единственное лексическое значение. Для простых предложений разработаны и реализованы алгоритмы семантического анализа. Предложен способ перевода русского текста на русский жестовый язык на основе сопоставления синтаксических конструкций. Разработана соответствующая библиотека для определения синтаксических конструкций. Для создания архитектуры будущей системы распознавания жестов были рассмотрены существующие аппаратно-программные средства.
Анализ рисков информационной безопасности в настоящее время является особо актуальной темой, поскольку как страховые компании хотят иметь возможно более точные характеристики о вероятном размере ущерба и необходимой сумме страхования, так и компании, желающие застраховать свои информационные риски, также хотят понимать, за что именно и насколько обоснованно платятся те или иные суммы при заключении договора страхования. Кроме того, ни одна из названных сторон не хочет терять собственные ресурсы. Таким образом, необходимо научиться получать адекватные, но в то же время комплексные, агрегированные оценки защищенности информационных систем. Для этого необходим всесторонний анализ защищенности как программно-технической составляющей системы, так и персонала таких систем (их социо-технической составляющей). Целью настоящей статьи является развитие и совершенствование рассмотренного ранее варианта задания основных отношений в комплексе «персонал – информационная система – критичные документы» при социо-инженерной атаке злоумышленника.
В статье приводится описание общей архитектуры системы интеллектуальных сервисов защиты информации (СИСЗИ), предназначенной для использования в критически важных инфраструктурах, а также входящих в ее состав компонентов. В общей архитектуре СИСЗИ выделяются три уровня: данных, событий и прикладной. Рассматриваются структурная и функциональная модели общей архитектуры СИСЗИ, позволяющие определить основные функциональные механизмы для выделенных уровней. В качестве основных компонентов СИСЗИ, для которых приводится более детальное описание их архитектурного построения, рассматриваются модуль управления корреляцией событий, прогностический анализатор безопасности, компонент моделирования атак и поведения системы защиты, компонент поддержки решений и реагирования, модуль визуализации и репозиторий.
Произведен анализ структурной устойчивости системы КА, состоящей из разнотипных КА. Введено понятие временно-устойчивой структуры разнородной системы КА. Произведена декомпозиция задачи обеспечения временно устойчивой структуры на две подзадачи, а именно обеспечение устойчивости относительного положения плоскостей орбит КА и обеспечение устойчивого взаимного положения КА на орбитахза заданное время. Сформулированы критерии структурной устойчивости разнородной системы КА.
В статье предложен вариант архитектуры субпоисковой системы для реализации функции аналитического мониторинга, отличающийся формированием собственной базы данных и собственного поискового индекса. При этом для ускорения процесса сбора потенциально интересующих пользователя документов на начальной стадии в системе используются внешние Интернет-поисковые системы.
Описываются методики решения задач оценки надежности систем, состоящих из элементов с тремя состояниями. Показано, что развитие логико-вероятностных методов (ЛВМ), позволяет устранить такие недостатки ЛВМ, как анализ лишь двух состояний у элементов системы и только в предположении их независимости. На примере двух моделей влияния отказов элементов на надежность системы рассматривается методика решения задач с использованием ПК АРБИТР, программно реализующего возможности аппарата групп несовместных событий (ГНС), разработанного в рамках общего логико-вероятностного метода (ОЛВМ). В приложениях доказаны и описаны преобразования логических и вероятностных функций для несовместных событий.
Рассмотрен подход к расширению функциональных возможностей ассоциативных интеллектуальных систем. Раскрыты особенности управления ассоциативным взаимодействием сигналов в этих системах и наделения их второй сигнальной системой. Сформулированы предложения по аналоговой реализации таких систем.
Многомодальность традиционной межличностной коммуникации указывает на целесообразность использования полимодального диалога в процессе коммуникативного взаимодействия абонентов инфокоммуникационных систем. Возможность создания полимодальных систем коммуникации обусловлена развитием когнитивной науки и существующими наработками в области проектирования многомодальных интерфейсов. Применение имеющихся и ожидаемых решений задач обработки сигналов различных модальностей при синтезе полимодальных систем обеспечит все стороны общения, а их дальнейшая интеллектуализация позволит приблизить инфокоммуникационное взаимодействие абонентов к традиционному межличностному общению.
В статье рассматриваются особенности построения и функционирования автоматизированных систем железнодорожного транспорта. В качестве основных отличительных факторов выделены достаточно большое многообразие и разнородность таких систем, их взаимная связность и связность с сетями общего пользования и сильная разнородность внутренних пользователей. Представлена и рассмотрена архитектура многоуровневой системы обеспечения информационной безопасности, которая предложена для защиты информации в автоматизированных системах железнодорожного транспорта. Для хранения данных о безопасности в многоуровневой интеллектуальной системе защиты предложено использование гибридного онтологического репозитория. Для интеллектуальных сервисов анализа данных, находящихся на верхнем уровне рассматриваемой системы защиты, предложены формальные постановки задачи. Анализ этих постановок показал, что разработка интеллектуальных сервисов управления корреляцией, анализа защищенности и моделирования атак следует относить к задачам анализа. Интеллектуальные сервисы поддержки принятия решений и визуального анализа данных относятся к задачам синтеза.
В статье рассмотрен алгоритм функциональной реконфигурации измерительных приборов системы управления движением для обеспечения целевой эффективности непилотируемых космических аппаратов.
Проведен анализ современного состояния МГНСС ГЛОНАСС, выявлен круг проблемных вопросов, основной из которых — обеспечение качественного функционирования системы. С целью повышения точности определения местоположения потребителей системы предложена концепция развития МГНСС ГЛОНАСС на основе принципов квалитологии и использования современных информационных технологий за счет взаимосогласованной обработки информации в интересах качественного эфемеридного и частотно-временного обеспечения.
В статье рассматривается задача коррекции планов работы информационной системы наземно-космического мониторинга с учетом текущей информации, приводится обобщенный алгоритм программно-позиционного управления и результаты его работы на численном примере.
Предложен многомодельный (полимодельный) подход к описанию процессов функционирования информационной системы наземно-космического мониторинга (ИС НКМ) эколого-технологических объектов в условиях, когда их параметры и структуры изменяются под действием объективных (субъективных), внешних (внутренних) причин. Данные процессы в статье названы процессами управления структурной динамикой ИС НКМ. На основе разработанной ранее концепции активного подвижного объекта (АПО) проводится содержательная постановка рассматриваемого класса задач управления и её теоретико-множественное описание.
В статье описывается общая архитектура системы верификации правил фильтрации межсетевого экрана, а также рассматриваются аспекты программной реали- зации этой системы. Реализация выполнена на основе применения метода «проверки на модели» (Model Checking). В качестве верификатора используется программная система SPIN. Также был разработан пользовательский интерфейс, который позволяет загружать данные о верифицируемой системе, правила политики фильтрации, управлять процессом верификации, а также в удобном виде представлять ее результаты. Кроме того, в предлагаемой системе реализована возможность применения различных стратегий разрешения аномалий.
В статье рассматривается задача построения модели данных на основе он- тологического подхода для системы моделирования сетевых атак, являющейся частью SIEM-системы. Приводится общая схема данных для данной системы, построенная на базе SCAP-протокола. Выполнен анализ релевантных работ, в которых рассматриваются использование онтологий для различных систем защиты информации. Более подробно в работе рассматривается построение онтологий для SCAP-протокола. В качестве при- мера реализации модели данных для системы моделирования сетевых атак предлагается онтология для представления модели уязвимостей.
Для обеспечения деятельности специалистов в области информационной безопасности необходимо разработать научно-обоснованные и отражающие специфику предметной области математические методы и модели, позволяющие автоматизировать анализ защищенности пользователей информационных систем от социо-инженерных атак. Целью настоящей работы является рассмотрение метода поиска вероятности успеха социо-инженерного атакующего воздействия на каждого пользователя в комплексе «персонал - информационная система – критичные документы», пользователи которого и связи между ними представлены виде графа. Алгоритм предполагает поиск всевозможных ациклических путей между двумя пользователями.
В статье приводится анализ наиболее известных и развитых в настоящее время систем хранения данных в части их использования для построения репозитория перспективных систем мониторинга и управления безопасностью информации (SIEM–систем). Анализу подвергаются реляционные СУБД, XML–базы данных и хранилища триплетов. Предложена и прокомментирована реляционная схема данных, интегрирующая аналитические модули SIEM–системы. Приведена классификация и характеристика известных средств построения и использования XML–баз данных. Среди хранилищ триплетов сделан выбор в пользу системы Virtuoso, обеспечивающей гибридный подход к построению репозитория в перспективных SIEM–системах, который был апробирован на решении задач моделирования атак и анализа защищенности.
Статья посвящена описанию разработки и программной реализации системы планирования лесопильным производством. Лесопильное производство является одной из важнейших отраслей деревообрабатывающей промышленности. Цель технологического процесса лесопиления состоит в получении пиломатериалов различного назначения и технологической щепы из круглых лесоматериалов. Задачи, связанные с планированием раскроя сырья, могут быть эффективно решены с использованием системы планирования, что позволяет повысить объемный сортовой, спецификационный и ценностный выход пиломатериалов; а также оперативность составления и корректирования планов раскроя сырья. В статье приводится описание задачи составления объемного плана раскроя пиловочного сырья, позволяющего наиболее эффективно выполнить спецификационное задание с учетом параметров производственного оборудования и особенностей заказов. Для расчета плана применяются методы и алгоритмы решения сложных оптимизационных задач с большим количеством ограничений, реализованные в виде специального программного модуля. В статье также приводится описание прототипа программной системы.
Мы рассматриваем задачу построения байесовской рейтинг-системы, в которой из результатов отдельных матчей/турниров (упорядочиваний на небольшом множестве) обучается единая ранжирующая функция. Расширяя результаты [9], мы строим рейтинг-систему, которая может учитывать дополнительную численную информацию о результатах турниров. Статья содержит подробные описания моделей байесовских рейтинг-систем, алгоритмы вывода и результаты экспериментов.
Кибернетическое противоборство знаменует собой новый уровень информационного противоборства, имеющего место в компьютерной инфраструктуре. Новым и достаточно перспективным направлением в защите информации в условиях киберпротивоборства является построение системы интеллектуальных сервисов защиты информации. Система интеллектуальных сервисов защиты информации использует технологию управления информацией и событиями безопасности, что позволяет ей успешно противостоять кибератакам и кибертерроризму и обеспечивать необходимый уровень кибербезопасности защищаемой инфраструктуры. В статье рассматриваются основные положения по построению системы интеллектуальных сервисов защиты и ее отдельных компонентов. На основании результатов рассмотрения общих положений по построению системы интеллектуальных сервисов защиты информации представлены подходы к реализации ряда базовых интеллектуальных сервисов защиты, таких как сервисы сбора, преобразования и хранения информации о событиях безопасности, сервисы моделирования атак и поведения защищаемой системы, сервисы поддержки принятия решений в области обеспечения безопасности и сервисы визуализации информации о безопасности.
Анализ рисков информационной безопасности в настоящее время является особо актуальной темой, в силу того, что и страховые компании хотят иметь возможно более точные характеристики о вероятном размере ущерба и необходимой сумме страхования, и компании, желающие застраховать свои информационные риски, также хотят понимать, за что именно и насколько обоснованно платятся те или иные суммы при заключении договора страхования. Кроме того, ни одна из названных сторон не хочет терять собственные ресурсы. Таким образом, необходимо научиться получать адекватные, но в то же время комплексные, агрегированные оценки защищенности информационных систем. Целью настоящей статьи является рассмотрение варианта задания основных отношений в комплексе «персонал - информационная система – критичные документы» при социо-инженерной атаке злоумышленника, а затем иллюстрация работы принципов вероятностно-реляционного подхода на упрощенном (для доступности и краткости изложения) примере. Будем использовать смешанную терминологию, заимствованную из теории отношений и теории реляционных БД.
В статье рассматривается обобщенная динамическая модель управления корпоративной информационной системой (КИС), предлагается для коррекции планов ее работы использовать позиционные управления, построенные с использованием метода позиционной оптимизации, приводится обобщенный алгоритм программно-позиционного управления КИС.
Статья посвящена получению оценок числа шагов логико-предметных алгоритмов распознавания сложных изображений на экране дисплея. Доказана полиномиальность задачи выделения и распознавания эталонного изображения на сложной сцене. Для задачи выделения и распознавания объекта из класса, описание которого содержит только характерные признаки этого класса, доказана её принадлежность классу. Для уменьшения числа шагов работы алгоритма предложено понятие размытого изображения. Рассмотрена задача инвариантного (относительно изменения масштаба) распознавания изображения
В статье представлен обзор систем, применяемых для ассистивного интеллектуального пространства. Также описывается разработанная многомодальная ассистивная система для интеллектуального жилого пространства, которая состоит из двух комплексов средств. Первый комплекс выполняет обработку видеопотоков для определения положения пользователя и слежения за его перемещением, а также анализа его действий. Ко второму комплексу относится система обработки аудиопотоков, предназначенная для автоматического распознавания речевых команд и акустических событий. Разработанная система автоматического распознавания речи многоязычна и позволяет распознавать слова, произнесенные на английском или русском. В процессе проведения экспериментов было записано 2811 аудиофайлов, содержащих речь и акустические события, средняя точность распознавания составила 96,5% и 93,8% соответственно.
Предложена модель и основные алгоритмы обработки пространственных данных с использованием экспертной системы. Показана принципиальная возможность повышения эффективности функционирования геоинформационных систем на их основе
В статье рассматривается применение концепции интеллектуальных пространств для разработки логистической системы поиска попутчиков для водителей. Система базируется на онтологии информационного пространства, образованного мобильными устройствами участников дорожного движения и информационными каналами связи между этими устройствами. В статье представлено детальное описание архитектуры логистической системы поиска попутчиков для водителей. В описании архитектуры особое внимание уделено алгоритмам поиска совпадающих путей и точек встречи. Ввиду достаточно большой размерности задачи для ее решения предлагается использование эвристик, позволяющих снизить размерность задачи, что дает возможность существенно сократить время работы системы. Для демонстрации возможностей системы был разработан прототип, базирующийся на предложенной архитектуре, алгоритмах и онтологии системы.
В работе рассматривается вопрос формирования процедуры функционально-параметрического анализа, лежащего в основе проведения расчета эффективности работы многофункционального комплекса при решении оперативных задач, предлагаются соотношения для расчета, отмечается целесообразность введения в комплексы устройств информационной поддержки.
В статье дан аналитический обзор особенностей русского жестового языка и калькирующей жестовой речи, в том числе жестовых лексиконов и грамматических конструкций данного языка, а также возможных методов формализованного представления элементов словаря жестов. В ходе междисциплинарных исследований была адаптирована для задачи синтеза русского жестового языка виртуальная трехмерная модель аватара человека и предложена модель универсального многомодального аудиовизуального синтезатора русской звучащей речи и калькирующей жестовой речи по тексту.
Представлены результаты развития метода векторных функций Ляпунова и принципа сравнения на класс интервальных систем управления. Представлена процедура построения и исследования динамических свойств агрегатированной системы сравнения для многомерной интервальной системы управления.
Рассматривается вариант системы интерактивного телевидения, использующей многомодальный интерфейс для заказа мультимедийного контента, интересующего пользователя, и управления стандартными функциями телевизора. Разработанная диалоговая модель на основе аннотированной базы данных по телепередачам и каналам обеспечивает поиск и выбор необходимой передачи с ее последующей трансляцией.
Рассматриваются вопросы разработки методического обеспечения и программно-аппаратных средств, повышающих возможности удаленного обучения с применением мобильных устройств. Анализ текущего состояния аудио-, видео-, презентационного оборудования используется при формировании актуального контента пользовательского Web-интерфейса, адаптивного к характеристикам клиентского устройства.
Изложен подход к использованию средств языка XML для спецификации межзадачных и внешних интерфейсов в программных приложениях реального времени. Спецификации позволяют представлять множество задач, составляющих программное приложение; последовательность сегментов кода в каждой из задач; множество интерфейсных элементов, обеспечивающих межзадачные связи; множество датчиков и эффекторов, реализующих связь программного приложения с внешним оборудованием. Элементы спецификации снабжаются динамическими характеристиками исполнения моделируемых объектов. Обработка спецификаций позволяет проверять гарантии своевременности выполнения функций системы реального времени.
Предлагается комплексный подход к моделированию, оцениванию и анализу сценариев деградации и восстановления структурных состояний катастрофоустойчивой информационной системы (КАИС). Разработано модельно-алгоритмическое обеспечение решения задач определения и реконфигурации структурных состояний КАИС, оценивания и анализа топологии структурных состояний с позиции вероятностного и нечетко-возможностного подходов.
В статье рассматриваются вопросы практического использования многоагентных технологий. Приводится описание специфических свойств многоагентных систем, определяющих области их практического применения, а также – примеры успешного использования многоагентного подхода для решения нескольких важных практических задач. Основное внимание в статье уделяется проблеме взаимодействия агентов с внешней средой. В связи с этим приводится описание примеров внешней среды нескольких многоагентных систем. Статья также содержит описание среды MASDK, поддерживающей полный жизненный цикл разработки прикладных многоагентных систем. С учетом направленности статьи основное внимание при описании среды также уделяется описанию предлагаемых в ней решений, используемых для реализации механизмов взаимодействия агентов с внешней средой.
Рассматривается применение вариационного подхода для решения задач статистического оценивания параметров состояния нелинейных динамических систем по критерию наименьших квадратов. Обсуждаются вопросы регуляризации оценок.
В работе даётся обзор существующих систем query-by-humming (поиска музыкальных композиций по напетому пользователем фрагменту), использующих извлечение признаков. Кроме того, даётся полное описание наиболее популярных методов извлечения признаков (CENS и MFCC), а также предлагается схема системы для проведения экспериментов, направленных на сравнение разных наборов признаков, методов построения словаря, индексации и поиска.
Предложена концептуальная модель системы управления знаниями для автоматизации взаимодействия участников производственной сети. Система управления знаниями основана на использовании онтологической модели предметной области, технологий профилирования пользователей, технологии управления компетенциями участников производственной сети и имеет распределённую архитектуру. Профили пользователей позволяют специфицировать и дополнять необходимой информацией запрос пользователя и персонифицировать поток информации и знаний от системы управления знаниями к пользователю. Профили компетенций участников производственной сети позволяют наиболее точно подобрать участника для выполнения требуемой операции или производства/поставки необходимых компонент.
Рассматривается пример построения многоагентной модели популяции животных, которая используется для моделирования как численности популяции, так и пространственного размещения особей. Определяется структура модели и функции отдельных агентов. Приводятся наиболее известные архитектуры интеллектуальных агентов. Определяются архитектуры агентов в модели популяции.
В настоящее время в рамках интенсивно развиваемой теории управления структурной динамики (УСД) информационных систем (ИС) особую актуальность приобретают задачи расчета и анализа показателей целевых и информационно-технологических возможностей указанных систем, задачи анализа устойчивости их функционирования. Проведенные исследования показали, что для эффективного решения данных задач целесообразно использовать множества достижимости (МД), которые ставятся в соответствие тем динамическим моделям, с помощью которых описывается структурная динамика ИС. В статье предлагаются оригинальные методы и алгоритмы построения и аппроксимации МД, позволяющие повысить оперативность расчета и анализа различных показателей, характеризующих УСД ИС.
Рассматриваются существующие модели и системы имитационного моделирования распространения сетевых червей. Приводится описание программных систем имитационного моделирования DDosVax, NWS, SSF.App.Worm, GTNetS, PDNS и DIB:S/TRAFEN. Представлены достоинства и недостатки применения указанных систем для исследования распространения сетевых червей.
В статье развивается модель растрового изображения, в которой атрибутом сигнала считается «виртуальная» цифровая память, подобная памяти компьютера. В дополнение к операции модификации вводится операция фиксирования («прошивания») значений запоминающих элементов виртуальной памяти. Перечисляются используемые в модели представления изображения и поясняется их практический смысл.
Описывается подход к интеллектуальной поддержке принятия решений, основанный на интеграции информации и знаний в контекст, описывающий задачу пользователя или требуемую ситуацию и учитывающий динамику окружающей среды. Используются контексты двух типов: абстрактный и оперативный. Задача пользователя моделируется объектно-ориентированной сетью ограничений и решается как динамическая задача удовлетворения ограничений. Совместимость с онтологической моделью представления знаний обеспечивается применением формализма объектно-ориентированных сетей ограничений для описания знаний. В основе подхода лежит двухуровневая схема поддержки принятия решений, состоящая из подготовительного и основного уровней. Для реализации подхода предполагается использовать технологию Web-сервисов.
В статье предложен подход исследования динамического свойства экспоненциальной устойчивости нелинейной интервальной динамической системы с нелинейностью квадратичного типа на основе прямого метода Ляпунова. Построена внутренняя оценка области притяжения начала координат для рассматриваемого класса интервальных систем.
В статье рассмотрены вопросы, касающиеся проектирования и реализации системы проактивного мониторинга выполнения политики безопасности в компьютерных сетях. Предлагаемый подход к мониторингу основан на моделировании действий пользователя в исследуемой компьютерной сети. Описаны обобщенная архитектура системы проактивного мониторинга и методики ее функционирования, рассмотрены проблемы, связанные с работой в реальной компьютерной сети, и их возможные решения. Статья содержит описание реализации прототипа системы проактивного мониторинга и пример применения прототипа для тестирования политики безопасности компьютерной сети.
Приведена технология построения функциональной модели системы защиты в IDEF и дальнейшей автоматизированной трансформации в UML. Также рассмотрен переход от построенной модели к программному коду.
Качество подготовки специалиста во многом определяется реализуемой программой его обучения и, в частности, главным документом этой программ — учебным планом высшего учебного заведения. Процесс подготовки специалистов, отвечающих современным запросам, влечет за собой необходимость непрерывного совершенствования учебных планов и как следствие применения средств автоматизации для их составления и корректировки. В статье рассматриваются вопросы целесообразной организации автоматизированной информационной системы «Учебно-методический комплекс кафедры» с учетом личностно-ориентированного характера современных образовательных программ.
Обсуждаются принципы построения когнитивных систем, уровень развития которых в настоящее время характеризует современное состояние информатики и искусственного интеллекта. Описываются методы представления, обработки и формирования когнитивных функций, отношений и процессов. Рассматриваются нейрологические средства для их реализации. Обсуждаются вопросы организации когнитивных агентов и многоагентных систем. Приводятся примеры применения когнитивных агентов и систем в играх и системах управления антропоморфных роботов.
В работе предложена методика исследования и получены достаточные условия асимптотической устойчивости с использованием функционала Ляпунова-Красовского и методов интервального анализа для нелинейной интервальной системы с запаздывающим аргументом.
Приведена технология построения функциональной модели объекта, оценки её трудоёмкости и циклической сложности. Кратко рассмотрены соответствующие инструментальные средства.
Вводная статья и краткое описание системы поддержки принятия решений для корректировки и анализа алгоритмических моделей в электронных таблицах.
Одними из перспективных механизмов, дополняющих существующие механизмы защиты информационных ресурсов в компьютерных сетях, являются механизмы введения в заблуждение (обмана) нарушителей информационной безопасности. Эти механизмы предназначены для повышения защищенности целевых информационных систем за счет привлечения злоумышленников к ложным информационным целям, введения в заблуждение, идентификации их действий и разоблачения. Механизмы введения в заблуждение нарушителей реализуются посредством разработки и использования обманных систем (ОбС) или компонентов, называемых также ложными информационными системами, имитаторами информационных систем или ловушками. В статье определены назначение, функции и структура ОбС, дана их классификация, представлен предлагаемый подход к построению перспективной ОбС, предложены схемы реализации замаскированного противодействия сетевым атакам и архитектура разработанного прототипа ОбС, приведено краткое описание экспериментов, проводимых с прототипом.
Система Deep Data Diver использует новую технологию поиска ассоциативных правил, основанную на модифицированном аппарате линейной алгебры с использованием процедуры самоорганизации данных и эффекта информационного структурного резонанса. Уникальные свойства системы позволяют находить в данных высокоточные ассоциации элементов исходного множества транзакций с заданным элементом. Эти множества образуют корзину с высоким уровнем обеспечения (support) и длинным набором элементов (long itemsets). В статье дается общая характеристика системы Deep Data Diver и приводятся сравнительные результаты решения конкретной задачи анализа рыночных корзин.
Обсуждаются проблемы, возникающие при разработке и реализации систем принятия решения, использующих распределенные источники данных и предлагаются пути их решения. Обсуждаются и сравниваются основные принципы, а также предлагается архитектура совместной интеллектуальной обработки распределенных данных для обучения системы.
В статье представлен обзор таксономий атак на компьютерные системы. Проведен анализ следующих типов таксономий: списки терминов атак; списки категорий атак; категории результатов атак; эмпирические списки; матрицы уязвимостей; таксономии, базирующиеся на действиях; таксономии атак, основанные на их сигнатурах; таксономии дефектов и уязвимостей защиты; таксономии инцидентов.
В настоящей статье аппарат алгебраических байесовских сетей (АБС) привлекается для построения эффективной модели прогноза надежности узлов структурно-сложной системы, с которых невозможно снимать показания о надежности. АБС обеспечивает контроль за ошибкой прогноза поведения функции надежности.
Предлагаются новые программно-технические решения, учитывающие реальные успехи и возможности отечественной науки в области аналитических систем. Обсуждаются возможности создания эффективных стратегических аналитических систем «партнерского» класса, не имеющих мировых аналогов.
В статье описывается общая концепция построения коллаборативных систем поддержки принятия решений, в которых коллективы, осуществляющие поддержку принятия решений, а) формируются гибко в соответствии с задачей и б) состоят как из людей-экспертов, так и из интеллектуальных агентов, реализующих те или иные методы искусственного интеллекта. Проводится анализ ключевых проблем создания коллаборативных систем поддержки принятия решений, основанных на взаимодействии человека и искусственного интеллекта. В частности, выделены следующие проблемы: обеспечение интероперабельности (взаимопонимания) между разнородными участниками коллектива, согласование различающихся позиций участников, обеспечение доверия между участниками, обеспечение эффективности планирования совместных действий и соблюдение баланса между предопределенными потоками работ и самоорганизацией. Сформированы принципы построения подобных систем, предлагающие решения выделенных проблем. В частности, предлагается онтолого-ориентированное представление информации о проблеме (в частности, применение мультиаспектных онтологий), набор методов для мониторинга деятельности команды, схема репутации, элементы объяснимого искусственного интеллекта, а также применение механизма ограниченной самоорганизации. Предложенная концепция положена в основу программной платформы для создания коллаборативных систем поддержки принятия решений, основные архитектурные положения которой также представлены в статье. Применение платформы иллюстрируется на примере из области рационального управления дорожной инфраструктурой и создания коллаборативной системы поддержки принятия решений для разработки мероприятий по снижению аварийности.
Целью данного исследования является определение связи энтропии временных параметров сигналов в робастной системе управления с величиной дискретизации системного времени (в развитие работ trspy 1185, trspy 1274). В качестве примера объекта исследования рассмотрен процесс и его сигналы экстренного торможения высокоскоростного состава при наличии скольжения колёс по рельсам. Решена задача нахождения абсолютной погрешности ступенчатой и линейной интерполяции сигнала управления по равномерным выборкам из него с применением моделей составных гармонических полуволн. Предварительно, при обследовании объекта управления, определяются максимальные величины параметров сигнала и полуволн: скорость, ускорение и резкость. Параметры спектра отсутствуют по причине большой инерционности объектов управления, процессов и сигналов. Для определения величин интервалов равномерной дискретизации времени рассмотрены две группы моделей «гармонических полуволн». Первая группа моделей описывается гармоническими функциями времени, параметры которых согласованы. Вторая группа моделей описывается составными гармоническими функциями времени, тем самым согласуются временные параметры сигналов. Доказано, что при увеличении энтропии максимальных величин параметров сигналов увеличивается величина интервала дискретизации времени без увеличения погрешности интерполяции. Таким образом, величина энтропии параметров сигналов служит индикатором их рассогласованности. Приведены результаты моделирования и графики, полученные в среде математического пакета MathCAD. Результаты предназначены для оптимизации загрузки задачами ввода и первичной обработки информации процессоров в робастных системах автоматики реального времени, например, используемых для управления высокоскоростными поездами при штатном экстренном торможении и экстренном торможении в условиях скольжения или юза.
В качестве маркера, характеризующего загрязнение воздуха в приземном слое атмосферы современных городов, часто используется уровень концентрации твердых частиц диаметром 2.5 микрона и меньше (Particulate Matter, PM2.5). В работе обсуждается практика применения для измерения концентрации PM2.5 в условиях городской среды относительно дешевого оптического датчика, входящего в состав станции CityAir. В статье предложена статистически обоснованная корректировка получаемых станциями CityAir первичных данных о значениях концентрации взвешенных частиц PM2.5 в приземном слое атмосферы г. Красноярска. Для построения регрессионных моделей эталонными считались измерения, получаемые от анализаторов E-BAM, расположенных на тех же постах наблюдения, что и корректируемые датчики. Для анализа использовались первичные данные 1) с 9 автоматизированных постов наблюдения краевой ведомственной информационно-аналитической системы данных о состоянии окружающей среды Красноярского края (КВИАС); 2) с 21-й станции CityAir системы мониторинга Красноярского научного центра СО РАН. В работе продемонстрировано, что при корректировке показаний датчиков необходимо учитывать метеорологические показатели. Кроме того, показано, что коэффициенты регрессии существенно зависят от сезона. Проведено сравнение методов обучения с учителем для решения задачи корректировки показаний недорогих датчиков. Дополнительная информация по результатам анализа данных, не вошедшая в текст статьи, размещена на электронном ресурсе https://asm.krasn.ru/ .
Статья посвящена исследованию одноканальной системы массового обслуживания. На вход системы подаются два стационарных пуассоновских потока заявок. Первый из них обладает абсолютным приоритетом по отношению ко второму. Емкость системы ограничена k заявками. В системе присутствует вероятностный выталкивающий механизм: если подошедшая высокоприоритетная заявка застает все места в накопителе занятыми, то она с заданной вероятностью выталкивания a может вытеснить из накопителя одну низкоприоритетную заявку, если таковые в нем имеются. Все заявки обслуживаются по одному и тому же показательному закону. Заявки, не сумевшие попасть в систему из-за ограниченности объема накопителя, а также вытесненные из накопителя при срабатывании выталкивающего механизма, не теряются сразу безвозвратно, а направляются в особую часть системы, называемую орбитой и предназначенную для сохранения повторных заявок. На орбите формируются две отдельные неограниченные очереди, состоящие, соответственно, из низкоприоритетных и высокоприоритетных повторных заявок. При отсутствии свободного места в накопителе вновь подошедшие заявки с заданной вероятностью настойчивости q присоединяются к соответствующей орбитальной очереди. Время пребывания повторных заявок на орбите распределено по показательному закону, параметр этого закона различается для разных типов требований. После ожидания на орбите вторичные заявки вновь направляются в систему. Вероятностные характеристики описанной системы рассчитываются методом производящих функций, ранее предложенным авторами для расчета аналогичных систем без повторных требований. Детально исследуется зависимость вероятностей потери обоих типов заявок от параметров системы, прежде всего от вероятности выталкивания a , емкости системы k и вероятности повторного обращения (вероятности настойчивости) q . Показано, что ранее выявленные в аналогичных задачах без повторных обращений эффект запирания системы и эффект линейности закона потерь сохраняют свою силу и при наличии вторичных заявок. Теоретические результаты подкрепляются численными расчетами. Построены области запирания системы и области действия линейного закона потерь. Исследуется влияние вероятности повторного обращения q на форму этих областей, а также на кривые зависимости вероятностей потери обоих типов заявок от вероятности выталкивания a .
Современные методы планирования процессов в конвейерных системах с буферами определенного размера между обрабатывающими приборами позволяют оптимизировать расписания выполнения единичных заданий либо фиксированных пакетов заданий при их ограниченном количестве и ограниченном количестве приборов. Применение математических моделей процессов выполнения единичных заданий (пакетов заданий), используемых этими методами, при оптимизации составов пакетов и расписаний их выполнения в системах с произвольным количеством пакетов и приборов является невозможным. В то же время математические модели процессов выполнения пакетов заданий в конвейерных системах при наличии буферов ограниченных размеров между приборами являются основой для разработки методов оптимизации их (пакетов) составов и расписаний реализации действий с ними на приборах конвейерных систем. В связи с этим в статье разработаны математические модели многостадийных процессов выполнения произвольного количества пакетов заданий в конвейерных системах при наличии промежуточных буферов ограниченных размеров для двух и трех приборов, а также для произвольного количества приборов. Использование этих моделей позволяет определять моменты времени начала выполнения пакетов заданий на приборах конвейерных систем с учетом ограниченных размеров промежуточных буферов, а также длительности интервалов времени использования этих ресурсов и эффективность их использования в течение времени. Также разработан алгоритм математического моделирования процессов выполнения пакетов заданий в конвейерных системах при наличии промежуточных буферов ограниченных размеров, осуществляющий на основе заданного порядка реализации действий с пакетами заданий на приборах конвейерных систем вычисление временных характеристик этих процессов. Осуществлена разработка приложения, реализующего синтезированные математические модели процессов выполнения пакетов заданий в конвейерных системах с промежуточными буферами ограниченных размеров и соответствующий метод моделирования этих процессов. Разностороннее тестирование разработанного приложения показало, что полученные математические модели и метод моделирования адекватно описывают ход многостадийных процессов выполнения пакетов заданий в конвейерных системах, задаваемый с использованием различных значений их (процессов) параметров.
Данный исследовательский обзор сосредоточен на мониторинге надежности вычислительных систем в режиме реального времени на стороне пользователя. В условиях гетерогенной и распределенной вычислительной среды, где отсутствует централизованный контроль, исследуется использование моделей искусственного интеллекта для поддержки процессов принятия решений в мониторинге надежности системы. Методология исследования основана на систематическом отображении предыдущих исследований, опубликованных в научных базах данных IEEE и Scopus. Анализ проведен на основе 50 научных статей, опубликованных с 2013 по 2022 годы, показал растущий научный интерес к данной области. Основное применение исследуемого метода связано с сетевыми технологиями и здравоохранением. Данный метод нацелен на интеграцию сети медицинских сенсоров и управляющих данных с пользовательскими вычислительными устройствами. Однако этот метод также применяется в промышленном и экологическом мониторинге. Выводы исследования показывают, что мониторинг надежности пользовательских вычислительных устройств в режиме реального времени находится на начальной стадии развития. Он не имеет стандартов, но за последние два года приобрел значительное значение и интерес. Большинство исследуемых статей сосредоточены на методах сбора данных с использованием уведомлений для поддержки централизованных стратегий принятия решений. Однако, существует множество возможностей для дальнейшего развития данного метода, таких как совместимость данных, федеративные и совместные модели принятия решений, формализация экспериментального дизайна, суверенитет данных, систематизация базы данных для использования предыдущих знаний и опыта, стратегии калибровки и повторной корректировки для источников данных.
Исследование посвящено повышению точности цифровых датчиков с запаздыванием по времени. Актуальность темы обусловлена широким распространением датчиков этого типа, что во многом обусловлено резким повышением требований к точности датчиков, а также расширяющимся применением цифровых технологий для обработки информации в системах управления, связи, мониторинга и многих других. Для устранения ошибок, обусловленных временной задержкой цифровых датчиков, предлагается использовать астатический быстродействующий корректор. Целесообразность применения этот корректора обосновывается свойствами дискретных динамических систем. В связи с этим сначала рассматриваются условия, при которых дискретные системы являются физически реализуемыми и имеют конечную длительность переходных процессов, поскольку в этом последнем случае они являются наиболее быстродействующими. Также показано, что для измерения полиномиального сигнала ограниченной интенсивности с нулевой ошибкой в установившемся режиме, датчик должен иметь порядок астатизма на единицу больше степени этого сигнала. На основе приведенных условий доказывается основной результат статьи – теорема, в которой устанавливаются условия существования астатического быстродействующего корректора. При включении этого корректора на выходе цифрового датчика или коррекции программного обеспечения последнего образуется модернизированный датчик, ошибка которого в установившемся режиме будет равна нулю. Это происходит вследствие того, что корректор устраняет ошибку цифрового датчика, обусловленную имевшейся в нём задержкой по времени, которая предполагается кратной периоду дискретизации. Порядок корректора как системы определяется целочисленным решением полученного в работе уравнения, которое связывает степень измеряемого полиномиального сигнала, запаздывание цифрового датчика, допустимое перерегулирование модернизированного датчика и относительный порядок искомого корректора. Это уравнение решено для случаев, когда степень измеряемого сигнала не больше единицы, перерегулирование равно часто назначаемым значениям, а задержка по времени не превышает четырёх периодов дискретизации. Порядки соответствующих модернизированных цифровых датчиков приведены в табличной форме. Это позволяет находить необходимый корректор без решения указанного уравнения во многих практических случаях. Эффективность предлагаемого подхода к повышению точности цифровых датчиков показана на численном примере. Нулевое значение ошибки модернизированного датчика подтверждается как путем компьютерного моделирования, так и численным расчетом. Полученные результаты могут использоваться при разработке высокоточных цифровых датчиков различных физических величин.
Эффективность экономики обусловлена оперативностью пресечения незаконного поведения хозяйствующих субъектов. В условиях ускорения деловой активности важной частью данного условия становится выявление рыночных сговоров на основе статистики электронных следов. В статье представлено решение этой задачи на основе кванто-теоретического подхода к моделированию принятия решений. А именно, когнитивные состояния субъектов представляются комплекснозначными векторами в пространстве, образованном базисными поведенческими альтернативами, тогда как вероятности принятия решений определяются проекциями этих состояний на соответствующие направления. Согласованность многостороннего поведения при этом соответствует запутанности порождающего когнитивного состояния, степень которой измеряется стандартными квантово-теоретическими метриками. Высокое значение метрики свидетельствует о вероятном наличии сговора между рассматриваемыми субъектами. Полученный таким образом метод выявления поведенческой координации апробирован на открытых данных об участии юридических лиц в государственных закупках за период с 2015 по 2020 годы, доступных на федеральном портале https://zakupki.gov.ru. Для использованной выборки построены квантовые модели примерно 80 тысяч уникальных пар и 10 миллионов уникальных троек ИНН. Достоверность выявления сговоров определялась сравнением подозреваемых с открытыми данными Федеральной антимонопольной службы https://br.fas.gov.ru. Согласно полученным функциям ошибок, половина известных парных сговоров выявляется с достоверностью более 50%, что сравнимо с методами выявления на основе классической корреляции и классической взаимной информации. В трёхстороннем случае, напротив, квантовая модель оказывается практически безальтернативной в силу ограниченности классических метрик двусторонней корреляцией. Половина таких сговоров выявляется с достоверностью 40%. Полученные результаты свидетельствуют об эффективности квантово-вероятностного подхода к моделированию многостороннего экономического поведения. Разработанные метрики могут быть использованы в качестве информативных признаков для аналитических систем и алгоритмов машинного обучения подобной направленности.
В статье рассматривается задача формирования цифровой тени процесса перемещения человека. Проведен анализ предметной области, который показал необходимость формализации процесса создания цифровых теней для имитации движений человека в виртуальном пространстве, тестировании программно-аппаратных комплексов, функционирующих на основе действий человека, а также в различных системах опорно-двигательной реабилитации. Выявлено, что среди существующих подходов к захвату движений человека нельзя выделить универсальный и стабильно работающий при различных условиях внешней среды. Разработан метод формирования цифровой тени на основе комбинирования и синхронизации данных из трех систем захвата движений (трекеры виртуальной реальности, костюм motion capture и камеры с использованием технологий компьютерного зрения). Объединение перечисленных систем позволяет получить комплексную оценку положения и состояния человека независимо от условий внешней среды (электромагнитные помехи, освещенность). Для реализации предложенного метода проведена формализация цифровой тени процесса перемещения человека, включающая описание механизмов сбора и обработки данных от различных систем захвата движений, а также этапы объединения, фильтрации и синхронизации данных. Научная новизна метода заключается в формализации процесса сбора данных о перемещении человека, объединении и синхронизации аппаратного обеспечения используемых систем захвата движений для создания цифровых теней процесса перемещения человека. Полученные теоретические результаты будут использоваться в качестве основы для программной абстракции цифровой тени в информационных системах для решения задач тестирования, имитации человека и моделирования его реакции на внешние раздражители за счет обобщения собранных массивов данных о его перемещении.
В статье представлен аналитический обзор исследований в области аффективных вычислений. Это направление является составляющей искусственного интеллекта, и изучает методы, алгоритмы и системы для анализа аффективных состояний человека при его взаимодействии с другими людьми, компьютерными системами или роботами. В области интеллектуального анализа данных под аффектом подразумевается проявление психологических реакций на возбуждаемое событие, которое может протекать как в краткосрочном, так и в долгосрочном периоде, а также иметь различную интенсивность переживаний. Аффекты в рассматриваемой области разделены на 4 вида: аффективные эмоции, базовые эмоции, настроение и аффективные расстройства. Проявление аффективных состояний отражается в вербальных данных и невербальных характеристиках поведения: акустических и лингвистических характеристиках речи, мимике, жестах и позах человека. В обзоре приводится сравнительный анализ существующего информационного обеспечения для автоматического распознавания аффективных состояний человека на примере эмоций, сентимента, агрессии и депрессии. Немногочисленные русскоязычные аффективные базы данных пока существенно уступают по объему и качеству электронным ресурсам на других мировых языках, что обуславливает необходимость рассмотрения широкого спектра дополнительных подходов, методов и алгоритмов, применяемых в условиях ограниченного объема обучающих и тестовых данных, и ставит задачу разработки новых подходов к аугментации данных, переносу обучения моделей и адаптации иноязычных ресурсов. В статье приводится описание методов анализа одномодальной визуальной, акустической и лингвистической информации, а также многомодальных подходов к распознаванию аффективных состояний. Многомодальный подход к автоматическому анализу аффективных состояний позволяет повысить точность распознавания рассматриваемых явлений относительно одномодальных решений. В обзоре отмечена тенденция современных исследований, заключающаяся в том, что нейросетевые методы постепенно вытесняют классические детерминированные методы благодаря лучшему качеству распознавания состояний и оперативной обработке большого объема данных. В статье рассматриваются методы анализа аффективных состояний. Преимуществом использования многозадачных иерархических подходов является возможность извлекать новые типы знаний, в том числе о влиянии, корреляции и взаимодействии нескольких аффективных состояний друг на друга, что потенциально влечет к улучшению качества распознавания. Приводятся потенциальные требования к разрабатываемым системам анализа аффективных состояний и основные направления дальнейших исследований.
Рассматриваются варианты применения сегментной спайковой модели нейрона с возможностью структурной адаптации для решения задач классификации. Проводится анализ современного состояния спайковых нейронных сетей. Делается вывод о крайне низком количестве работ по исследованию сегментных моделей нейрона. В качестве модели нейрона для данной работы обосновывается выбор сегментной спайковой модели. Приводится краткое описание такой модели, отмечены её основные особенности, позволяющие производить её структурное реконфигурирование. Описывается способ структурной адаптации модели ко входному паттерну импульсов. Приводится общая схема организации сегментных спайковых нейронов в сеть для решения задачи классификации. В качестве кодирования числовой информации в паттерны импульсов выбирается временное кодирование. Приводятся краткие результаты экспериментов по решению задачи классификации на общедоступных наборах данных ( Iris , MNIST). Делается вывод о сопоставимости полученных результатов с результатами, полученными классическими методами. Кроме того, приводится подробное пошаговое описание экспериментов по определению состояния телеуправляемого необитаемого подводного аппарата: определение расстояния такого аппарата до дна и определение характера его движения. Показано соответствие полученных результатов реальному состоянию телеуправляемого необитаемого подводного аппарата. Сделан вывод о перспективности применения спайковых сегментных моделей нейрона с возможностью структурной адаптации при решении задач классификации. Рассмотрены дальнейшие перспективные продолжения исследований основанных на сегментных спайковых моделях нейрона.
При построении автономных систем реального времени (СРВ) необходимо решать задачу оптимальной многозадачной загрузки ряда параллельно функционирующих цифровых сигнальных процессоров. Одним из резервов достижения необходимого результата выступает реализация выборок из сигналов датчиков информации о величине сигнала наиболее редко во времени. При этом необходимо обеспечивать линейную или ступенчатую аппроксимацию сигнала по выборкам с допустимой погрешностью восстановления. Одной из системных задач этих процессоров является фильтрация сигналов или ограничение спектра до частоты среза. Отличительной особенностью предлагаемого в статье подхода является выполнение условия: если измерение этой частоты затруднено (например, в электромеханических средствах СРВ), то для таких сигналов предложено согласовывать максимальные величины параметров гармонической полуволны: погрешность аппроксимации, скорость и ускорение. Исследование открывает перспективу применения новых подходов по дискретизации времени сигналов в амплитудно-временной области и определение для таких сигналов эквивалентной частоты среза спектра сигнала. В настоящей статье получены зависимости величины единицы системного времени ввода-вывода данных от степени согласования между собой максимальных величин параметров сигнала. Математическая модель экстремального поведения сигнала между двумя соседними выборками задана в виде гармонической полуволны. Исследование распространено также на выпуклые составные гармонические функции, по которым сигнал может отклоняться от результатов линейной или ступенчатой аппроксимации сигнала по этим выборкам. Проведено сравнение моделей по величине относительных интервалов дискретизации времени, зависящих от степени согласования максимальных параметров гармонической полуволны. При сравнении, кроме этих максимальных параметров, учтена связь максимальной скорости сигнала с погрешностью аппроксимации выборок ступеньками и связь максимального ускорения сигнала с максимальной погрешностью линейной аппроксимации. Результаты позволяют определять длительности интервалов равномерной дискретизации времени сигнала по результатам обследования объекта управления, обосновывают существенное увеличение интервала дискретизации времени или аналогичное увеличение числа решаемых задач в единицу системного времени.
Рассматривается вопрос моделирования поведенческих функций животных, в частности, моделирование и реализация условного рефлекса. Производится анализ современного состояния нейронных сетей с возможностью структурного реконфигурирования. Моделирование осуществляется посредством нейронных сетей, которые строятся на основе сегментной спайковой модели нейрона с возможностью структурной адаптации к входному паттерну импульсов. Сегментная спайковая модель нейрона способна изменять свою структуру (размер тела клетки, количество и длина дендритов, количество синапсов) в зависимости от поступающего на её входы паттерна импульсов. Приведено краткое описание сегментной спайковой модели нейрона, отмечены её основные особенности с точки зрения возможности её структурного реконфигурирования. Описывается способ структурной адаптации сегментной спайковой модели нейрона к входному паттерну импульсов. Для исследования работы предложенной модели нейрона в сети, в качестве примера обосновывается выбор условного рефлекса, как частного случая формирования ассоциативных связей. Приведено описание структурной схемы и алгоритма формирования условного рефлекса как с положительным, так и с отрицательным подкреплением. Представлено пошаговое описание экспериментов по формированию ассоциативных связей вообще и условного рефлекса (как с положительным, так и с отрицательным подкреплением), в частности. Сделан вывод о перспективности применения спайковых сегментных моделей нейронов для повышения эффективности реализации поведенческих функций в нейроморфных системах управления. Рассмотрены дальнейшие перспективные направления развития нейроморфных систем, основанных на спайковых сегментных моделях нейрона.
Предлагается способ комплексирования разноракурсных изображений с применением алгоритма квазиоптимальной кластеризации пикселей к исходным снимкам земной поверхности. Исходные разноракурсные изображения, сформированные бортовой аппаратурой многопозиционных локационных систем, состыковываются в единый составной снимок и при помощи высокоскоростного алгоритма квазиоптимальной кластеризации пикселей редуцируются до нескольких цветов с сохранением характерных границ. Особенность алгоритма квазиоптимальной кластеризации заключается в генерации серии разбиений с постепенно увеличивающейся детализацией за счет переменного числа кластеров. Эта особенность позволяет выбрать подходящие разбиения пар состыкованных изображений из серии сгенерированных. На паре изображений из выбранного разбиения состыкованного снимка осуществляется поиск опорных точек выделенных контуров. Для этих точек определяется функциональное преобразование и после его применения к исходным снимкам осуществляется оценка степени корреляции комплексированного изображения. Как положение опорных точек контура, так и само искомое функциональное преобразование уточняется до тех пор, пока оценка качества комплексирования не будет приемлемой. Вид функционального преобразования подбирается по редуцированным по цвету изображениям, а затем применяется к исходным снимкам. Этот процесс повторяется для кластеризованных изображений с большей детализацией в том случае, если оценка качества комплексирования не является приемлемой. Целью настоящего исследования является разработка способа, позволяющего сформировать комплексное изображение земной поверхности из разноформатных и разнородных снимков.
В работе представлены следующие особенности способа комплексирования. Первая особенность заключается в обработке единого составного изображения из пары состыкованных исходных снимков алгоритмом кластеризации пикселей, что позволяет подобным образом выделить одинаковые области на его различных частях. Вторая особенность заключается в определении функционального преобразования по выделенным точкам контура на обработанной паре кластеризованных снимков, которое и применяется к исходным изображениям для их комплексирования. В работе представлены результаты формирования комплексного изображения как по однородным (оптическим) снимкам, так и по разнородным (радиолокационным и оптическим) снимкам. Отличительной чертой предлагаемого способа является улучшение качества формирования, повышение точности и информативности итогового комплексного изображения земной поверхности.
данные на основе встраивания растровых цифровых водяных знаков. Метод сочетает оригинальные авторские идеи, а именно: подход к встраиванию скрытой защитной информации в графические данные, не искажающей координатную информацию векторных объектов, и синтез шумоподобных изображений, выступающих в качестве контейнера для битовой последовательности цифровых водяных знаков. Шумоподобный сигнал кодирует биты цифровых водяных знаков в виде синусоидальных функций и таким образом отображает бинарную последовательность в растровое изображение, непосредственно встраиваемое в защищаемые данные. Применение шумоподобных сигналов в качестве цифровых водяных знаков значительно упрощает процедуру верификации, а также позволяет обеспечить устойчивость скрытой битовой последовательности при различных искажениях изображения цифровых водяных знаков, в том числе при интерполяции.
Целью экспериментальных исследований являлась оценка достижимой вероятности правильного извлечения двоичной последовательности цифровых водяных знаков при различных параметрах и условиях встраивания.
Исследование информационной емкости показало, что потенциальный объем информации, встраиваемый в каждый полигон без искажения битовой последовательности цифровых водяных знаков, зависит от типа карты, а именно от количества вершин, составляющих каждый полигон.
Проведено экспериментальное исследование стойкости полученного метода к потенциально возможным преобразованиям, направленным на злоумышленное удаление цифровых водяных знаков из векторной карты. Разработанный метод демонстрирует стойкость к аффинным преобразованиям, кадрированию, добавлению, удалению и переупорядочиванию вершин/объектов, и может применяться в качестве решения задачи защиты авторских прав на векторные данные.
Проведен анализ качества метода по критериям точности, стойкости, информационной емкости, вычислительной сложности. Результаты всех проведенных исследований подтверждают возможность использования и эффективность предложенного метода защиты векторных картографических данных, а также его преимущества перед существующими методами встраивания цифровых водяных знаков.
Разрабатывается контекстно-управляемый подход к интеллектуальной поддержке принятия решений на основе цифровых следов пользователей. Рассматриваются вопросы использования концепции жизни человека в цифровой среде при интеллектуальной поддержке принятия решений. Исследуются цели обращения к цифровым следам человека в различных проблемных областях и выявляются подходы к моделированию жизни человека в цифровой среде. Предлагается подход к интеллектуальной поддержке принятия решений, в котором цифровые следы служат источником информации для выявления предпочтений пользователей и их поведения при принятии решений. Развиваются взгляды на поддержку принятия решений на основе учета следов пользователей в цифровой среде. Результатами исследования являются спецификация требований к интеллектуальной поддержке принятия решений на основе цифровых следов пользователя, принципы, концептуальная и информационная модели такой поддержки.
Представлены результаты исследования особенностей обнаружения ошибок в информационных векторах кодами с суммированием. В такой постановке задача актуальна, прежде всего, для использования кодов с суммированием при реализации контролепригодных дискретных систем и технических средств диагностирования их компонентов. Приводится краткий обзор работ в области построения кодов с суммированием и описание способов их построения. Выделены коды, для которых при формировании контрольного вектора единожды учитываются значения всех информационных разрядов путем операций суммирования их значений или значений весовых коэффициентов разрядов, а также коды, которые формируются при первоначальном разбиении информационных векторов на подмножества, в частности на два подмножества. Предложено расширение класса кодов с суммированием, получаемых за счет выделения двух независимых частей в контрольных векторах, а также взвешивания разрядов информационных векторов на этапе построения кода.
Приведен обобщенный алгоритм построения двухмодульных взвешенных кодов, а также описаны особенности некоторых из кодов, полученных при взвешивании неединичными весовыми коэффициентами по одному информационному разряду в каждом из подвекторов, по которым осуществляется подсчет суммарного веса. Особое внимание уделено двухмодульным взвешенным кодам с суммированием, для которых определяется суммарный вес информационного вектора в кольце вычетов по модулю M =4. Показано, что установление неравноправия между разрядами информационного вектора в некоторых случаях дает улучшение в характеристиках обнаружения ошибок по сравнению с известными двухмодульными кодами. Описываются некоторые модификации предложенных двухмодульных взвешенных кодов. Предложен способ подсчета общего числа необнаруживаемых ошибок в двухмодульных кодах с суммированием в кольце вычетов по модулю M =4 с одним взвешенным разрядом в каждом из подмножеств. Приведены подробные характеристики обнаружения ошибок рассматриваемыми кодами как по кратностям необнаруживаемых ошибок, так и по их видам (монотонные, симметричные и асимметричные ошибки). Проведено сравнение с известными кодами. Предложен способ синтеза кодеров двухмодульных кодов с суммированием на стандартной элементной базе сумматоров единичных сигналов. Дана классификация двухмодульных кодов с суммированием.
Предприятия для управления производством и передачи данных между подразделениями используют сетевые технологии. К преимуществам этих технологий можно отнести оперативность и возможность автоматизации операционных процессов, однако в то же время увеличивается риск сетевых атак на автоматизированные системы управления. Следовательно, возникает необходимость в разработке автоматических средств мониторинга, позволяющих обнаружить несанкционированное воздействие и оперативно отреагировать на него. Система информационной безопасности предприятия должна реализовывать процессы взаимодействия компонентов и самовосстановления на протяжении всего жизненного цикла.
Предложены частные модели функционирования автоматизированных систем управления предприятием в условиях информационных угроз, учитывающие параметры состояний предприятия на разных уровнях, реализацию сетевых угроз, управляющие воздействия и так далее. Для каждой модели формируется пространство состояний предприятия и на основании проведенных испытаний определяются параметры переходов, что дает возможность представить модель в виде размеченного графа. Последовательности состояний также допускают возможность моделирования с помощью аппарата полумарковских процессов. Вероятности переходов определяются при численном решении соответствующей системы интегральных уравнений методом Лапласа – Стилтьеса.
В серии экспериментов рассмотрен процесс передачи данных как в штатном режиме функционирования, так и в условиях атаки сканирования сети. Продемонстрировано применение аппарата полумарковских процессов для выявления несанкционированной активности и создания эффективного перечня мероприятий по обеспечению безопасности. На основе вычисленных значений вероятностей переходов состояний возможно построение интегрального показателя безопасности, что способствует повышению эффективности работы предприятия.
Событийно-управляемые программные системы в научной литературе относят к классу систем со сложным поведением, называемых реагирующими системами (reactive systems), то есть систем, которые на одно и то же входное воздействие реагируют по-разному в зависимости от своего состояния и предыстории. Такие системы удобно описывать с помощью автоматных моделей с использованием специальных языковых средств – как графических, так и текстовых. Представлена методика автоматизированного построения систем со сложным поведением с использованием разработанного авторами языка CIAO (Cooperative Interaction of Automata Objects), который позволяет на основе неформального описания реагирующей системы формально специфицировать требуемое поведение. Описание реагирующей системы может быть задано словесно на естественном языке или иным способом, принятым в конкретной предметной области. Далее по этой спецификации на языке CIAO специальным преобразователем генерируется программная система взаимодействующих автоматов на языке программирования С++. Сгенерированная программа реализует поведение, гарантированно соответствующее заданной спецификации и исходному неформальному описанию. Для языка CIAO предусмотрена как графическая, так и текстовая нотация. Графическая нотация основана на расширенной нотации диаграмм автомата и диаграмм компонентов унифицированного языка моделирования UML, которые хорошо зарекомендовали себя в описании поведения управляемых событиями систем. Текстовый синтаксис языка CIAO описан контекстно-свободной грамматикой в регулярной форме. Автоматически генерируемый код на языке С++ допускает использование как библиотечных, так и любых внешних функций, написанных вручную. При этом доказательное соответствие формальной спецификации и сгенерированного кода сохраняется при условии соответствия внешних функций своим спецификациям. В качестве примера предложено оригинальное решение задачи Д. Кнута о реагирующей системе управления лифтом. Продемонстрирована действенность предлагаемой методики, поскольку сам автомат-преобразователь, генерирующий код на С++, представлен как реагирующая система, специфицирован на языке CIAO и реализован методом раскрутки. Проведено сравнение предлагаемой методики с другими известными формальными методами описания систем со сложным поведением.
Рассматривается проблема безопасности Интернета вещей (Internet of Things), которая не относится к традиционной проблеме кибербезопасности, так как представляет собой локальный или распределенный мониторинг и/или контроль состояния физических систем, подключенных через Интернет. Предыдущее исследование авторов рассматривало архитектуру системы диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA). Благодаря внедрению систем SCADA, были проанализированы уязвимости и различные варианты кибератак на них. В качестве исследовательского примера было рассмотрено тематическое исследование, основанное на деревьях, результаты которого были обобщены и визуализированы.
Цель настоящей статьи – сравнить новую индустриальную технологию Интернета вещей (промышленный Интернет вещей, Industrial Internet of Things) с ранее исследованными традиционными системами SCADA.
Промышленный Интернет вещей (Industrial Internet of Things) – это сеть устройств, которые связаны между собой с помощью коммуникационных технологий. В настоящей статье представлены некоторые из наиболее распространенных проблем безопасности устройств промышленного Интернета вещей.
Представлен краткий обзор структуры промышленного Интернета вещей, описываются основные принципы безопасности и основные проблемы, которые могут возникать с устройствами Интернета вещей. Основываясь на исследованиях и анализе риска угроз в области промышленного Интернета вещей, в качестве главного подхода рассмотрен конкретный случай деструктивного воздействия, основанный на древовидном анализе. Дается описание создания значений каждого конечного узла дерева атак, а также приводится анализ полученных результатов. Анализ сценария изменения электронной записи был выполнен для увеличения скорости инфузионного насоса с использованием индекса сложности. Последствия были сравнены с предыдущим исследованием систем SCADA и представлены результаты и выводы.
Задача редуцирования линейной динамической системы с постоянными коэффициентами рассматривается как задача аппроксимации ее исходной дробно-рациональной передаточной функции аналогичной функцией более низкого порядка. Ошибка аппроксимации определяется как интегральная квадратичная норма отклонения переходных характеристик исходной и редуцированной передаточной функции во временной области. Рассмотрены формулировки двух основных типов аппроксимационных задач: а) традиционная задача минимизации ошибки аппроксимации при заданном порядке редуцированной модели; б) задача минимизации порядка передаточной функции при заданном допуске на погрешность аппроксимации.
Разработаны алгоритмы решения задач аппроксимации, основанные на итерационном процессе Гаусса – Ньютона. На шаге итерации производится линеаризация текущего отклонения переходных характеристик по коэффициентам знаменателя редуцируемой передаточной функции. Линеаризованное отклонение используется для получения новых значений коэффициентов передаточной функции с помощью метода наименьших квадратов в функциональном пространстве на основе ортогонализации Грама – Шмидта. В работе получен общий вид выражений, представляющих линеаризованное отклонение переходных характеристик.
Для решения задачи минимизации порядка передаточной функции в рамках алгоритма метода наименьших квадратов также используется процесс Грама – Шмидта, условием завершения которого является достижение заданной допустимой нормы ошибки. Показано, что последовательность шагов процесса, соответствующая чередованию коэффициентов полиномов числителя и знаменателя передаточной функции, обеспечивает минимальный порядок передаточной функции.
Дается обзор разработанных алгоритмов на случай векторной передаточной функции с общим знаменателем. Представлен алгоритм с заданием ошибки аппроксимации в виде геометрической суммы скалярных ошибок. Обсуждается использование минимаксной формы для оценки ошибки и возможность распространения предложенного подхода на задачу редуцирования нерациональной исходной передаточной функции.
Разработана экспериментальная программа, реализующая предложенные алгоритмы, и получены результаты численных расчетов на тестовых примерах различных типов.
Успешное решение задач практической космонавтики во многом обеспечивается современными достижениями в области измерительной и вычислительной техники, а также совершенством методов первичной и вторичной обработки тракторных измерений. Поэтому в перспективных программах освоения космического пространства и развития космической техники большое внимание уделяется совершенствованию существующих и разработки новых алгоритмических и технических средств навигационного обеспечения полетов космических объектов в интересах расширения возможностей и повышения эффективности систем автономной навигации космических аппаратов, а также наземных и перспективных орбитальных систем контроля космического пространства. В настоящее время ведется активная работа по модернизации и развитию перспективных комплексов специализированных оптико-электронных средств для мониторинга околоземного космического пространства на основе проводимых угловых измерений. Рассматривается применение вариационного подхода для решения задач статистического оценивания параметров траектории движения орбитального объекта по результатам угловых измерений, проводимых наземными оптико-электронными средствами, входящими в состав современной системы контроля космического пространства. Приводятся модели и алгоритмы определения оценок параметров орбиты, реализующие вариационный вариант метода максимального правдоподобия, а также результаты тестовых расчетов, связанные с итерационным решением двухточечной краевой задачи вариационного оценивания.
Основная цель численных расчетов заключалась в исследовании сходимости предлагаемого алгоритма оценивания, а также влияния ошибок измерений на смещение получаемых оценок относительно их точных значений.
Приведенные в статье результаты моделирования соответствуют условиям орбитального движения космического аппарата METEOR PRIRODA и получены с использованием эфемеридных данных каталога NORAD в TLE-элементах.
Анализ тенденции развития военно-технического противоборства в воздушно-космической сфере позволяет выделить ряд направлений, непосредственно влияющих на информационно-управляющую сторону функционирования авиационных систем радиоуправления, к которым, прежде всего, относятся: групповое применение как средств нападения, так и защиты; качественное усложнение законов взаимного пространственного перемещения летательных аппаратов; высокая динамичность, нестационарность обстановки; широкое использование режимов управления и информационного обеспечения на грани потери устойчивости, характерных для сверхманевренных летательных аппаратов и систем сопровождения интенсивно маневрирующих целей; несоответствие динамических свойств воздушно-космических целей и авиационных перехватчиков; растущее усложнение информационного обеспечения систем наведения.
Для эффективного функционирования в рамках этих направлений математический аппарат синтеза авиационных систем радиоуправления должен обеспечивать: эффективное наведение на цели, маневрирующие по сложным законам, в том числе и со сменой знаков производных; гарантированный увод от границ устойчивой (опасной) работы, в том числе для предотвращения столкновений при групповом применении; учет несоответствия динамических свойств цели и перехватчика; возможность перераспределения приоритетов управления в процессе наведения; универсальность формирования методов наведения; реализуемость алгоритмов информационного обеспечения.
Анализ возможностей классических способов оптимизации, основанных на минимизации квадратичных функционалов качества показал, что они не способны удовлетворить совокупности этих требований и необходимы новые подходы к решению задач оптимизации систем радиоуправления.
В качестве такого подхода предложено использовать синтез сигналов управления, оптимальных по минимуму квадратично-биквадратных функционалов качества.
Рассмотрена методика использования такого подхода в рамках экономичной в вычислительном отношении локальной оптимизации.
Приведен пример синтеза метода наведения, иллюстрирующий возможности формирования сигналов управления, обеспечивающих наведение инерционных летательных аппаратов на интенсивно маневрирующие цели на основе учета как линейных, так и нелинейных зависимостей от ошибок функционирования, и учета несоответствия динамических характеристик цели и перехватчика и проведен его анализ.
Одной из важнейших задач современной робототехники является разработка роботов для выполнения рутинных, вредных и опасных видов работ без непосредственного участия человека. Несмотря на активное развитие технологий искусственного интеллекта, на данный момент робототехнические системы не способны заменить человека при решении сложных задач в динамической среде. Наиболее перспективными для применения в ближайшее время являются роботы, реализующие копирующий тип управления, или так называемое виртуальное присутствие оператора. Принцип копирующего управления построен на захвате движения удаленно находящегося оператора и формировании управляющих сигналов для приводов робота. Для управления приводами могут использоваться следящие системы или системы на основе планирования движения. Следящие системы более просты, однако системы на основе планирования движения позволяют добиться большей плавности движения и меньшего износа деталей объекта управления. Для реализации управления на основе планирования движения вводится искусственная задержка между движениями оператора и объекта управления для накопления необходимых данных.
Цель исследования — устранение задержки, возникающей при управлении приводами антропоморфного манипулятора на основе решения обратной задачи динамики при копирующем типе управления в масштабе реального времени. Предлагается использовать для планирования движения не измеренные, а прогнозные значения обобщенных координат руки оператора. На основе измеренных значений обобщенных координат руки оператора формируются временные ряды и выполняется их прогнозирование. Прогнозные значения обобщенных координат используются при планировании траектории движения антропоморфного манипулятора и решении обратной задачи динамики. Прогнозирование осуществляется методом линейной регрессии, имеющим относительно малую вычислительную сложность, что является важным критерием для работы системы в масштабе реального времени.
Разработанный математический аппарат позволяет на основе параметров прогнозирования и максимальных допустимых ускорений движения приводов манипулятора найти теоретическую оценку пределов значений ошибки прогнозирования траектории движения руки оператора при использовании предлагаемого подхода для конкретных задач.
Проведенная программная симуляция в среде Matlab подтвердила адекватность полученной теоретической оценки максимального значения ошибки прогнозирования, а также перспективность предлагаемого подхода для проверки на практике.
Приводится краткий обзор основных направлений исследований в области управляемых виброзащитных систем. Показано, что виброзащитные системы с непрямым управлением процессами колебаний позволяют с минимальными затратами энергии обеспечить программируемые переключения параметров и структур, при которых диссипативные, восстанавливающие и инерционные силы формируются по принципу активного воздействия. В рамках синтеза непрямого управления получены цепочки новых вспомогательных математических конструкций для нахождения оптимальных синтезирующих функций управления параметрами упругодемпфирующих звеньев, что позволило выделить базовую модель с прерывистым демпфированием и базовую модель с импульсной ловушкой. В результате исследования, на основе метода гармонического баланса, динамических свойств базовой модели с прерывистым демпфированием получены расчетные формулы для определения параметров компенсационного воздействия и расчета коэффициента динамичности. Установлено, что при оптимальной последовательности переключений демпфирования резонансные явления устраняются, а переходные процессы затухают в пределах одного периода кинематического возмущения. Базовая модель с импульсной ловушкой имитирует предельный вариант прерывистого демпфирования и реализует процесс наложения удерживающих связей, последовательность и длительность которых являются новыми переменными, существенно повышающими управляемость. Причем для непрямого импульсного управления характерен определенный минимум энергозатрат не зависящий от достигаемого эффекта виброзащиты. Регламентированное увеличение продолжительности наложения удерживающей связи в области низких частот и уменьшение этой продолжительности в области высоких частот обеспечивает монотонно-убывающую зависимость для коэффициентов динамичности на всем диапазоне частот. Рассмотрен пример решения оптимизационной задачи управления процессом демпфирования для базовой модели системы виброизоляции. Установлено, что прерывистое демпфирование является необходимым признаком оптимальности системы виброизоляции: демпфер включается в работу при смене знака скорости объекта и выключается из работы при смене знака смещения объекта.
Представлен разностно-дальномерный метод определения местоположения современных земных станций с узкими диаграммами направленности. Координаты земной станции предложено вычислять с применением метода максимального правдоподобия путем решения системы из трех дифференциальных уравнений одним из численных методов. При этом дополнительные оценки параметра положения, получаемые результате измерения взаимной задержки сигналов земной станции, ретранслированных через космический аппарат на геостационарной орбите и подвижный ретранслятор на беспилотном летательном аппарате, позволяют повысить точность оценивания координат земной станции.
Для разработанного метода получены аналитические выражения потенциальной точности вычисления координат земной станции на основе нижней границы Рао-Крамера. Получены аналитические выражения для элементов матрицы Фишера.
Чтобы оценить точность определения местоположения земных станций предложено использовать эллипсоид ошибок, соответствующий положению источника радиоизлучения в пространстве с заданной вероятностью.
Проведен анализ типовых маршрутов движения ретранслятора на беспилотном летательном аппарате и сделан вывод о том, что наилучшая точность при наименьшей протяженности маршрута достигается при движении беспилотного летательного аппарата по окружности, описывающей район контроля.
Выполнен расчет потенциальной точности определения местоположения земной станции для района размером 50 на 50 км. Показано, что погрешность оценок, полученных в результате статистических испытаний, с заданной вероятностью не превосходит размера большой полуоси эллипсоида ошибок, найденного с применением аналитических выражений.
Применение разработанного метода возможно при реализации программной части комплексов радиоэлектронного контроля для противодействия нелегитимному использованию частотного ресурса космических аппаратов-ретрансляторов спутниковых систем связи.
В настоящее время создаются и постепенно наращиваются орбитальные группировки космических аппаратов с возможностью приема, обработки и ретрансляции сигналов системы ADS-B (от англ. «Automatic Dependent Surveillance — Broadcast» — автоматическое зависимое наблюдение — широковещание), обеспечивающие глобальность и непрерывность наблюдения за воздушным движением. В соответствии с концепцией использования технологии ADS-B каждый участник воздушного движения передает в широковещательном режиме свои идентификационные данные, местоположение, и параметры состояния. Так как при разработке системы не предполагалось принимать сигналы на борту космического аппарата, существуют определенные проблемы, связанные с их энергетической доступностью, наличием коллизий сообщений от разных источников, влиянием эффекта Доплера и другими факторами. Разработана имитационная модель системы наблюдения за воздушным движением на основе приема сигналов, содержащих идентификационную и навигационную информацию и передающихся по радиоканалу в широковещательном режиме. Программно реализованные алгоритмы имитационного моделирования позволяют задавать различные ограничения и допущения (используя различные модели распределения источников излучений, пунктов приема сигналов авиационных систем связи, канала передачи информации, распределения частоты и длительности сигналов) и получать оценки целевых показателей функционирования космических и наземных систем обеспечения безопасности движения воздушных судов с учетом различных пространственных и энергетических факторов и условий распространения радиосигналов, а также реального размещения контролируемых объектов и динамики их движения в мировом воздушном пространстве. Приведены методики и примеры использования имитационной модели для расчета целевых показателей функционирования космических и наземных систем авиационного наблюдения.
Объектами данного исследования являются существующие и перспективные информационные технологии, формирующие основу концепций «Индустрия 4.0» и кибер-физических систем (КФС), и соответствующие предприятия, на которых они внедряются. В статье в качестве примеров таких предприятий рассматриваются транспортно-логистические и промышленные предприятия. Цель проведенных исследований состоит в анализе влияния интеллектуальных информационных технологий (ИИТ), разрабатываемых в рамках проектов «Индустрия 4.0» и соответствующих кибер-физических систем, на изменения принципов и способов управления указанными предприятиями в настоящее время и в ближайшем будущем. В статье на конкретных практических примерах проводится иллюстрация происходящих изменений, вызванных внедрением ИИТ. Анализ литературы и практических примеров Индустрии 4.0 показал, что наряду с развитием информационных и инженерных технологий Индустрии 4.0 в экономической части управления транспортно-логистическими и промышленными предприятиями отсутствует четкое понимание и описание бизнес-моделей, в рамках которых эти технологии могут применяться. Проанализированные примеры из практики позволяют сделать вывод, что технологии Индустрии 4.0 и киберфизических систем используются контекстно в виде лишь ограниченного набора той или иной функциональности. Основная же идея Индустрии 4.0 и КФС — создание самоорганизующихся и самоадаптирующихся динамических сетевых структур поставок на протяжении всего жизненного цикла изделий для реализации максимально гибкого индивидуального производства с затратами массового поточного производства — на данный момент реализована лишь в ряде исследовательских проектов. В статье предложена оригинальная интерпретация сервис-ориентированного подхода к описанию и решению задач оценивания и выбора эффективных стратегий использования ИИТ на существующих и перспективных предприятиях. Данная интерпретация базируется на разрабатываемой авторами статьи теории управления структурной динамикой сложных объектов.
Предлагается конструктивный метод многокритериальной оптимизации процессов управления детерминированными и не полностью определенными управляемыми системами с распределенными параметрами, описываемыми линейными многомерными уравнениями в частных производных параболического типа с внутренними и граничными управляющими воздействиями в условиях заданной точности приближения конечного состояния объекта к требуемому пространственному распределению управляемой величины. Предлагаемый в статье подход базируется на однокритериальной версии в виде минимаксной свертки нормализуемых критериев качества и последующем переходе к эквивалентной форме типовой вариационной задачи с ограничениями. Анализ проводится применительно к детерминированной модели объекта, описываемой бесконечной системой дифференциальных уравнений относительно временных мод разложения управляемой величины в ряд по собственным функциям начально-краевой задачи. Дальнейшие процедуры предварительной параметризации управляющих воздействий на основе аналитических условий оптимальности и редукции к задачам полубесконечного программирования позволяют найти искомые экстремали с использованием их чебышёвских свойств и фундаментальных закономерностей предметной области в типичных для приложений условиях оценки в равномерной метрике точности приближения конечного состояния объекта к требуемому. Полученные результаты распространяются на задачи программного управления по принципу гарантированного результата ансамблями траекторий движения объекта в условиях интервальной неопределенности параметрических характеристик распределенной системы и множественных внешних возмущений. Приводится представляющий самостоятельный интерес пример решения предлагаемым методом задачи многокритериальной оптимизации передовой технологии индукционного нагрева металлических полуфабрикатов перед последующей обработкой давлением. В качестве компонент векторного критерия оптимизации рассматриваются расход энергии на нагрев, потери металла на термохимические взаимодействия и точность достижения заданной конечной температуры нагрева.
В статье представлен краткий исторический очерк исследования эффективности целенаправленных процессов функционирования систем, выполнен обзор некоторых актуальных задач исследования операционных свойств, решаемых за рубежом. На основе анализа особенностей исследования эффективности целенаправленных процессов функционирования систем и ряда других операционных свойств отечественными и зарубежными авторами сделан вывод об актуальности решения современных задач исследования операционных свойств на основе аналитического оценивания их показателей. Описаны новые направления исследований операционных свойств систем и процессов их функционирования, таких как потенциал систем и операционные свойства использования информационных технологий. Приведены особенности совершенствуемых систем и процессов их функционирования, а также роль информационных технологий при функционировании совершенствуемых систем.
Описаны особенности целенаправленных изменений систем и переходных процессов при функционировании совершенствуемых систем. Объяснена роль информационных технологий при изменениях функционирования систем. Полученные результаты позволили исследовать операционные свойства совершенствуемых систем и использования информационных технологий. Предложены примеры моделей формирования эффектов функционирования совершенствуемой системы. Модели разработаны с учетом реализации информационных и неинформационных действий при функционировании такой системы. Для унифицированного оценивания показателей операционных свойств предложен метод аналитического оценивания, который основан на применении последовательности вводимых унифицированных схем оценивания. Предложена последовательность из трех таких схем, позволяющая оценить все описанные операционные свойства. Раскрыты особенности оценивания с использованием предложенных схем. Полученные результаты должны позволить перейти к решению задач исследования на математических моделях. Полученные результаты проиллюстрированы на примере расчета показателей операционных свойств использования информационных технологий.
В настоящее время в условиях нестабильной экономики организациям крайне важно эффективно управлять кадровыми ресурсами и знаниями, которыми обладают сотрудники. Для управления знаниями кадровых ресурсов в последние годы широко применяются соответствующие информационные системы (системы управления компетенциями). Такие системы активно используются для автоматизации процесса поиска экспертов при совместном решении задач. Целью данной статьи является анализ существующих систем управления компетенциями: выявление основных сценариев использования таких систем и требований к ним, а также разработка концептуальной модели системы контекстно-ориентированного управления компетенциями в экспертных сетях. В результате анализа существующих систем был сформулирован список основных требований к системам управления компетенциями, разработана концептуальная модель системы контекстно-ориентированного управления компетенциями в экспертных сетях, а также произведена классификация видов контекста, используемого для формализации текущей ситуации в экспертной сети. В статье была предложена модель контекста в рамках которой различается: контекст участника, контекст актива и контекст проекта. Для оценки эффективности предложенной концептуальной модели системы контекстно-ориентированного управления компетенциями в экспертных сетях в статье была рассмотрена задача поиска группы экспертов с необходимым набором компетенций. Анализ показал, что при небольшом количестве экспертов в системе управления компетенциями эффективна будет классическая система, но с ростом количества экспертов предложенная система показывает лучшие результаты. Представ-ленная в статье концептуальная модель системы контекстно-ориентированного управления компетенциями является многообещающей для использования для современных организаций как в России, так и за рубежом.
В настоящее время системы, разрабатываемые для интеграции реальных физических процессов и виртуальных вычислительных процессов — киберфизических систем (КФС), используются во многих областях промышленности и национальной инфраструктуры, таких как производство, медицина, управление транспортом и безопасность, автомобилестроение, управление промышленными процессами, энергосбережение, экологический менеджмент, промышленные роботы, управление технической инфраструктурой, распределенные роботизированные системы, целевые системы защиты, технологии нанотехнологий и биологических систем. При широком использовании подобных систем уровень ИТ-рисков и киберрисков резко возрастает, в результате чего атаки против КФС могут привести к неуправляемым и непредсказуемым последствиям. Таким образом, существует необходимость в хорошо продуманной системе оценки рисков КФС, что обеспечит общее представление о состоянии безопасности КФС, а также эффективное распределение защищаемых ресурсов. Характер КФС отличается от ИТ-систем главным образом потребностью в операциях реального времени, поэтому традиционный метод оценки рисков для ИТ-систем может быть адаптирован для условий работы КФС. Разработка языка моделирования доменов (“domain specific language”, DSL), основанного на унифицированном языке моделирования UML и описанного в данной статье, обеспечивает синергизм широко используемой в ИТ-индустрии методики с используемыми в конкретных областях подходами к управлению рисками. В отличие от традиционного использования UML для целей имитационного моделирования, описанный в статье язык моделирования DSL обогащен набором стохастических атрибутов моделируемых процессов. Подобные стохастические атрибуты можно использовать для дальнейшей реализации дискретно-событийных симуляторов.
Приведен аналитический обзор разновидностей интегральных (end-to-end) систем для распознавания речи, методов их построения, обучения и оптимизации. Рассмотрены варианты моделей на основе коннекционной временной классификации (CTC) в качестве функции потерь для нейронной сети, модели на основе механизма внимания и шифратор-дешифратор моделей. Также рассмотрены нейронные сети, построенные с использованием условных случайных полей (CRF), которые являются обобщением скрытых марковских моделей, что позволяет исправить многие недостатки стандартных гибридных систем распознавания речи, например, предположение о том, что элементы входных последовательностей звуков речи являются независимыми случайными величинами. Также описаны возможности интеграции с языковыми моделями на этапе декодирования, демонстрирующие существенное сокращение ошибки распознавания для интеграционных моделей. Описаны различные модификации и улучшения стандартных интегральных архитектур систем распознавания речи, как, например, обобщение коннекционной классификации и использовании регуляризации в моделях, основанных на механизмах внимания. Обзор исследований, проводимых в данной предметной области, показывает, что интегральные системы распознавания речи позволяют достичь результатов, сравнимых с результатами стандартных систем, использующих скрытые марковские модели, но с применением более простой конфигурации и быстрой работой системы распознавания как при обучении, так и при декодировании. Рассмотрены наиболее популярные и развивающиеся библиотеки и инструментарии для построения интегральных систем распознавания речи, такие как TensorFlow, Eesen, Kaldi и другие. Проведено сравнение описанных инструментариев по критериям простоты и доступности их использования для реализации интегральных систем распознавания речи.
В настоящее время все большее распространение получают крауд-вычисления, то есть, привлечение к задачам обработки информации широкого круга людей, взаимодействующих посредством инфокоммуникационных технологий. Тем не менее, практическое применение этой технологии в значительной мере сдерживается неопределенностью качества получаемых результатов. В этих условиях задача систематизации сведений об используемых на данный момент методах обеспечения качества и идентификации перспективных направлений их развития является особенно актуальной. В статье обсуждаются результаты систематического обзора журнальных публикаций полнотекстовых баз ScienceDirect и IEEE Xplore, вышедших после 2012 года. Выделены наиболее распространенные на данный момент направления в обеспечении качества, используемые модели и принимаемые допущения, обозначены границы применимости методов. Отмечено, в частности, что наибольшее распространение получили методы, основанные на согласовании оценок, полученных от разных участников, и методы, основанные на применении теоретико-игровых моделей.
В статье рассматривается подход к построению системы сбора, хранения и обработки информации и событий безопасности на основе средств Elastic Stack. Анализируются задачи мониторинга и управления инцидентами безопасности, исследуются архитектуры систем мониторинга, выявляются требования к ним, и предлагается архитектура системы сбора, хранения и обработки информации и событий безопасности. Описывается разработанный программный прототип системы и представляются результаты экспериментов с разработанным прототипом.
Современные средства обработки потока видеоданных для цветового кодирования используют принцип постоянной яркости, предложенный при разработке аналоговой системы цветного телевидения NTSC. Этот принцип, как и его реализации, не свободен от недостатков: потеря информации о четкости кодируемых цветных изображений, ухудшение различимости ахроматических деталей по мере увеличения насыщенности цветов и другие. Кроме того, применение прореживания цветоразностных компонентов (4:2:2, 4:2:0, 4:1:1) в цифровых системах обработки видеоданных также искажает декодируемое видеоизображение.
Для кодирования цветовой видеоинформации существует альтернативный подход — применение принципа постоянной цветовой яркости. В работе представлен сравнительный анализ принципов постоянной яркости и постоянной цветовой яркости. Показано, что при использовании принципа постоянной цветовой яркости можно получить выигрыш более 6 дБ.
В работе предлагаются вещественная и целочисленные реализации принципа постоянной цветовой яркости. Выполнен сравнительный анализ разработанных реализаций и целочисленной реализации принципа постоянной яркости, показавший преимущество использования принципа постоянной цветовой яркости для некоторых современных процессоров.
Повышения качества декодируемых изображений в цифровых системах кодирования видеоинформации можно достичь, применив принцип постоянной цветовой яркости.
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космического базирования доставляются на орбиту в сложенном состоянии, в следствии чего встает задача их надежного раскрытия. В данной статье предлагается использовать в качестве исполнительного органа привод в виде электрической машины. Применение данного вида актюатора позволит управлять процессом раскрытия.
В качестве крупногабаритной трансформируемой конструкции рассматривается рефлектор космического базирования. В настоящее время перевод аппаратов из сложенного состояния в рабочее осуществляется поэтапно. В работе рассмотрено совместное выполнение двух этапов: разворот корневого звена спицы и выдвижение промежуточного звена. Разработаны математические модели для вращательного и поступательного видов движений, учитывающие такие параметры как изгиб и сжатие спицы. Проведено моделирование и проанализированы результаты различных вариантов совместного раскрытия элементов рефлектора: использование двигателя на каждую из компонент движения и использование центробежной силы для выдвижения спицы.
Рассмотрено применение алгоритма коррекции параметров структуры управления. Одним из важных достоинств алгоритма является возможность построения управления в режиме реального времени. Его можно использовать для вычисления опорного управления в алгоритмах, основанных на принципе двухканальности.
Исследования являются частью работ по созданию маломерного робо-тизированного научно-исследовательского судна для комплексного экологического мониторинга морской прибрежной акватории Черного моря, а также озер и рек, с базированием в г. Севастополе. На основе сформированной аналитической нелинейной модели судна катамаранного типа с двумя винто-рулевыми колонками, учитывающей его массогабаритные и тяговые характеристики, разработаны первоначальный и упрощенный способы управления угловой скоростью и курсом судна при «сильных» маневрах с использованием метода конечных состояний. Под «сильными» маневрами в судовождении понимаются маневры с большими углами перекладки рулей, когда линеаризованные модели судов неприменимы. Разработанные способы управления имеют вид простых структур, явно зависящих от задающего воздействия, длины судна, упоров винто-рулевых колонок, момента инерции судна, а также известных нелинейных функций текущего состояния – скоростей по продольной и поперечной осям судна, угловой скорости и угла поворота винто-рулевых колонок. В упрощенном способе значения измерений скоростей не используются.
В ряду вопросов, возникающих в ходе разработки программных комплексов для СРВ, необходимо решать как общие для многозадачных систем вопросы обеспечения логической корректности создаваемой системы (сохранение целостности информационных ресурсов, исключения возможности взаимного блокирования задач), так и специфические для СРВ вопросы динамической корректности (своевременности исполнения задач). Решение этих вопросов в конечном счете сводится к проверке корректности размещения в теле каждой из задач синхронизирующих операторов, обеспечивающих согласованное исполнение задач. Такая проверка корректности осуществляется статически. С этой целью строятся модели, отражающие размещение синхронизирующих операторов в задачах приложения.
В настоящей статье предлагаются методы обработки таких моделей посредством построения специальных многодольных графов — графов зависимостей синхронизирующих операторов. Представляются две разновидности таких графов: а) графы связок, обеспечивающие проверку логической корректности многозадачных приложений, (корректность пересечений пар критических интервалов); и б) графы связок и критических интервалов, обеспечивающие проверку динамической корректности приложений для СРВ.
В статье представлена методика обоснования требований к системе технического зрения робототехнического комплекса. Система технического зрения робототехнического комплекса рассматривается как совокупность двух подсистем: измерения и распознавания. Для реализации методики разработаны: методики расчетов частных критериев оптимальности для решения задачи обоснования технических требований и оценки области поиска оптимальных значений характеристик измерительных средств системы технического зрения робототехнического комплекса; рекурсивная процедура выбора оптимальных значений характеристик измерительного средства системы технического зрения робототехнического комплекса; схема компромисса для оценки оптимальных технических характеристик перспективных измерительных средств системы технического зрения робототехнического комплекса в различных технико-экономических концепциях.
Поиск оптимального решения производится по частным критериям: эффективность распознавания, стоимость и риск создания измерительного средства. Для построения рекурсивной процедуры на основе сформулированных допущений и утверждения синтезирован критерий, обеспечивающий поиск Парето-оптимальных решений. Разработанная методика при выборе решения из компромиссной области позволяет учитывать существующую (желательную) технико-экономическую концепцию создания робототехнического комплекса.
Рассмотрена задача построения методологии оценки эффективности информационных систем и технологий, позволяющая количественно оценить результативность их применения. Особенностью информационных систем является их сервисный характер, что приводит к необходимости косвенного оценивания их эффективности через терминальный положительный эффект метасистемы, в интересах которой данная система была создана или адаптирована.
Приведен краткий обзор существующих подходов и методик к оцениванию эффективности информационных систем и технологий. Установлена неоднозначность используемых определений эффективности, и как следствие, сложности построения формализованной количественной методики ее оценивания.
Предложены количественные оценки эффективности информационной системы, учитывающие вероятностную природу исходных данных, используемых для построения этих оценок. Представлены варианты необходимых и достаточных критериев эффективности информационных систем, выраженные через эффективность метасистем, в интересах которых они функционируют.
В статье рассматривается история развития технологий построения ре-конфигурируемых вычислительных систем на основе кристаллов ПЛИС различных семейств. Описано пять поколений реконфигурируемых вычислительных систем с высокой плотностью компоновки, созданных на основе ПЛИС, начиная с Xilinx Virtex-E и заканчивая современными ПЛИС Virtex UltraScale. Представлены последние достижения в области проектирования энергоэффективных реконфигурируемых вычислительных систем с высокой реальной производительностью – разработанная система жидкостного охлаждения для кристаллов Virtex UltraScale, которая обеспечивает автономную циркуляцию охлаждающей жидкости в вычислительном модуле с размерами 3U на 19" для охлаждения 96-128 кристаллов ПЛИС с выделяемой суммарной тепловой мощностью 9,6-12,8 кВт. Отличительными характеристиками разработанной погружной системы жидкостного охлаждения являются высокая эффективность охлаждения с резервом мощности для проектируемых перспективных семейств ПЛИС, нечувствительностью к протечкам и их последствиям и совместимость с традиционными системами водяного охлаждения на базе промышленных чиллеров.
Статья является продолжением описания исследований, посвященных анализу методов корреляции событий безопасности в системах управления информацией и событиями безопасности (SIEM-системах). В данной части рассматриваются методы непосредственной корреляции событий безопасности, применяемых на этапах, описанных в предыдущей статье. Приводится классификация рассматриваемых методов корреляции и результаты анализа их достоинств и недостатков, а также оценивается эффективность их применения на различных этапах процесса корреляции.
Для систем облачных вычислений с веб-интерфейсом предлагается ряд вероятностных моделей. При этом рассматриваются модели Java-приложений с веб-интерфейсом, построенных на основе сервлетов и фильтров. Эти модели основаны на теории массового обслуживания и расширяют ее приложения путем изучения многоканальных систем с «разогревом», «охлаждением» и аппроксимирующими распределениями фазового типа для Марковских и немарковских процессов. Приводятся примеры диаграмм и матриц переходов между микросостояниями систем массового обслуживания, являющихся моделями приложений с веб-интерфейсом, а также разрабатывается схема для вычисления стационарного распределения числа заявок в системе, времени ожидания в очереди и пребывания в системе. В статье обсуждаются результаты численных расчетов, полученные с помощью предлагаемого подхода и их применение для оценки оперативности функционирования облачных систем с приложениями на основе сервлетов и фильтров.
Предложен математический метод, основанный на использовании комплексных статусных функций, приписываемых состоянию объекта. Метод ориентирован на непосредственное описание математической модели канала обратной связи эргатических систем. Статусные функции формируются как оптимальный, ортонормированный базис системы. Введены правила работы со статусными функциями, представлена их интерпретация. Предложен метод формирования оператора преобразования сигналов, представленных статусными функциями. Таким образом, осуществлено совершенствование математического обеспечения анализа взаимодействия в интегрированной образовательной среде на основе моделирования компетентностного портрета участников процесса обучения, которое отличается использованием статусных функций, что позволило осуществить формирование многокомпонентной оценки компетенций в форме комплекснозначных функций.
Статья посвящена анализу методов корреляции событий безопасности в системах управления информацией и событиями безопасности (SIEM-системах). Процесс корреляции событий безопасности рассматривается в виде многоуровневой иерархии этапов, цель каждого из которых заключается в выполнении определенных операций над обрабатываемыми данными безопасности. На основе результатов проведенного анализа в работе приводится описание каждого этапа процесса корреляции и схемы их взаимодействия.
В статье предложены математические модели визуализации данных в SIEM-системах. Модели визуализации служат для формализации трех основных этапов процесса визуализации. На первом этапе предлагаются модели, с помощью которых происходит унификация сведений об объектах компьютерной сети, имеющих разнородные структуры и различные источники. На втором этапе на базе построенных моделей формируется многомерная матрица связей. На третьем этапе предлагается унифицированный подход к визуализации различных аспектов безопасности компьютерной сети на основе построенной матрицы.
В статье предлагается вариант применения положений теории множеств и теории иерархических систем для формального описания элементов открытых систем, реализующих взаимосвязанные многоуровневые процессы маршрутизации. В качестве реальных прототипов таких открытых систем могут служить инфраструктурные объекты, в которых реализуется распределение материальных ресурсов, энергии или информации с использованием иерархически вложенных функций управления потоками и/или маршрутизации.
Приведены краткие сведения о существующих интегральных схемах (ИС) базового матричного (БМК) и базового структурного (БСК) кристаллов отечественного и иностранного производства, ориентированных на применение в датчиковых системах, в том числе роботов различного назначения и летательных аппаратах.
Рассмотрены структуры новых микросхем БМК (АБМК-2.1) и БСК (MH2XA010), а также перспективы проектирования на их основе радиационно-стойких ИС для аналоговой обработки сигналов и интерфейсов датчиков различной физической природы.
В статье рассматривается метод модернизации информационных систем на основе анализа их функциональной нагрузки. Рассмотрены оценки структурно-функционального состава информационных систем экологического мониторинга для реализации и поиска оптимальных вариантов решения задач реструктуризации.
Рассматриваются методы контроля доступа задач к разделяемым ресурсам в программных приложениях для систем реального времени. Приводится детальное представление двух процедур наследования приоритетов задач: непосредственной и транзитивной. Сформулированы достаточные условия, при которых применение непосредственной процедуры предотвращает инверсию приоритетов. Предложена модификация транзитивной процедуры снимающая известные ограничения на структуру приложения, накладываемые ее традиционной реализацией. Эта модификация, кроме того, обеспечивает динамическое обнаружение некорректных ситуаций типа взаимного блокирования задач с возможностью запланированной реакции на такие ситуации.
В статье рассмотрены основные концепты и принципы исследования операционных свойств использования информационных технологий. Исследование предполагается осуществить путем решения математических задач оценивания, анализа и синтеза по показателям операционных свойств, определяемых на основе прогнозных математических моделей эффектов использования информационных технологий на практике. Для определения таких показателей выполнен обзор подходов к описанию операционных свойств использования информационных технологий в литературе, анализ существующих практик исследования таких свойств, вскрыты основные закономерности проявления исследуемых свойств, обоснованы основные концепты и принципы исследования операционных свойств использования информационных технологий, разработана схема формирования эффектов использования информационных технологий, обоснована концептуальная схема оценивания исследуемых свойств. Полученные результаты позволяют перейти к определению необходимых показателей, рассчитываемых на математических моделях, к разработке концептуальной и математической постановок задач исследования и к их решению, как математических задач оценивания, анализа и синтеза.
В статье рассмотрены общие черты, особенности, перспективы использования различных видов операционных свойств в теории эффективности целенаправленных процессов, теории потенциала систем, при решении задач системной инженерии, задач военной науки, задач эконометрики. Показано, что использование предложенных общих подходов к использованию операционных свойств на основе прогнозирования соответствия характеристик эффектов характеристикам целей в разных условиях, на основе прогнозных математических моделей должно позволить решать значительный спектр имеющихся и новых задач в разных областях. Предложена шкала отношений порядка операционных свойств, позволяющая определить отношения между различными операционными свойствами на основе определения того, насколько полно передаются при исследовании этих свойств соответствия характеристик эффектов и целей функционирования.
Предлагается использование нейросетевой аппроксимации для расчета вероятностно-временных характеристик многоканальных систем массового обслуживания (СМО) и неограниченной емкостью очереди. Приводятся результаты численных экспериментов, показывающие, что по сравнению с численными итерационными алгоритмами достигается существенное снижение трудоемкости вычислений вероятностно-временных характеристик многоканальных СМО с «разогревом» при незначительной погрешности расчета характеристик. Обоснованы целесообразность применения метода Байесовской регуляризации для обучения нейросети и наилучшее число нейронов
В статье описаны основы построения и практическая реализация систем оперативного прогнозирования речных наводнений, базирующиеся на интегрированном использовании современных разработок в области информационных технологий и комплексного упреждающего (проактивного) моделирования. Отличительными особенностями предлагаемого междисциплинарного подхода являются: a) широкое использование разнородных данных, получаемых от сети гидропостов и от космических аппаратов дистанционного зондирование Земли, б) реализация систем прогнозирования на базе сервис-ориентированной архитектуры, в) создание интеллектуального интерфейса для выбора типа и настройки параметров гидрологических моделей, и обеспечение удобного представления и доступности результатов прогноза, в том числе в виде Веб-сервисов. Практическая апробация созданного программного прототипа системы подтвердила возможность получения в автоматическом режиме высокоточного оперативного (от нескольких часов до нескольких суток) прогноза зон и глубин затоплений участков речных долин.
Для решения задач проектирования и оперативного управления волоконно-оптическими системами передачи информации необходимо значение вероятности ошибки в додетекторной области. Оптимизация систем передачи по этому параметру особенно актуальна для фрагментов полностью оптических сетей связи. В статье представлена оценка вероятности битовой ошибки для наихудшего случая при оптической обработке сигнала. Полученная аналитическая модель легла в основу способа оценивания возможности применения многоуровневых оптических сигналов в волоконно-оптических системах передачи. Способ позволяет определить пригодность системы передачи с требуемой достоверностью принимать сигналы с заданным размером ансамбля.
В статье рассматривается проблема выбора алгоритмов и структур данных для эффективной обработки событий, производимых системами обнаружения вторжений. Предложен подход к выполнению операций добавления и поиска записей с использованием сбалансированных бинарных деревьев. Приведено теоретическое и экспериментальное подтверждение эффективности разработанного подхода.
В статье описывается численно-аналитический метод расчёта моделей нестационарных систем обслуживания. Находится решение системы уравнений Чепмена — Колмогорова в аналитическом виде. Приводится алгоритм построения решения и особенности его программной реализации на языке Java. Также приводятся результаты сравнения времени работы и точности выходных данных метода со временем работы и точностью выходных данных численного метода типа Рунге — Кутты, который используется в Matlab для решения аналогичных задач.
Ряд актуальных физико-химических задач в области исследования растворов высокомолекулярных соединений и биофизике требует регистрации пространственного распределения низкомолекулярных ионов в режиме реального времени. В данной статье предложено устройство, позволяющее проводить исследования пространственного распределения низкомолекулярных ионов кондуктометрическим методом, основанным на высокочастотном переключении измерительных электродных пар в режиме искусственной бегущей волны. Описаны технические особенности, преимущества и области применения устройства, а также результаты его тестирования.
Анализ методик систем обнаружения сетевых атак является перспективным направлением в области защиты сетей и сетевых систем. В статье рассматривается подход к оценке алгоритмов и механизмов обнаружения атак. Новизна предлагаемой методики заключается в возможности создания самообучающихся систем для обнаружения вторжения. В статье рассмотрены основные элементы алгоритмов обнаружения атак.
Статья предлагает метод и комплекс типовых моделей для решения проблемы согласования онтологий, обозначенной в предыдущей публикации автора. Предложенный метод объединяет лексический, структурный и семантический подходы. Представленные типовые модели интеграции знаний и согласования элементов онтологий могут существенно ускорить процессы интеграции знаний и согласования онтологий за счет использования схем, основанных на знании типовых решений.
В статье на примере задач, возникающих при исследовании свойств продукции военного назначения, выпускающейся на предприятиях оборонно-промышленного комплекса, описаны задачи исследования операционных и обменных свойств сложных технических систем. Операционные свойства систем характеризуют результаты (эффекты) функционирования систем (к операционным свойствам, в частности, отнесены эффективность функционирования системы для достижения заданной цели, потенциал системы), а обменные свойства характеризуют обмен результатами функционирования (к таким свойствам отнесены конкурентоспособность изделия, конкурентоспособность предприятия). Показано, что обменные свойства систем целесообразно изучать, используя концепцию и методологию оценивания операционных свойств систем. Введены показатели оценивания операционных свойств и на их основе введены показатели обменных свойств систем, допускающие свое прогнозное оценивание на математических моделях, что дает возможность решать спектр актуальных задач исследования операционных и обменных свойств систем. На примере одной из решаемого класса задач выполнена постановка задач исследования операционных и обменных свойств систем.
В статье предложен подход к организации управления гибридными системами на основе технологии интеллектуальных пространств. Предложенный подход обладает двумя основными характеристиками, во-первых, управление гибридной системой децентрализовано и различные функции управления выполняются различными сервисами, взаимодействующими через онтолого-ориентированное интеллектуальное пространство; во-вторых, сами сервисы описываются с помощью формализма гибридных автоматов, что позволяет использовать аппарат модельно-управляемой разработки для создания гибридных систем управления. Рассмотрен сценарий взаимодействия различных физических устройств на примере системы «умный дом».
Фундаментальное свойство пространственно-угловой симметрии полей излучения плоского однородного слоя конечной оптической толщины используется для усовершенствования численно-аналитических методов и упрощения соответствующих алгоритмов классической теории переноса излучения. Вводится новое понятие этой теории (фотометрические инварианты), с помощью которого формулируется принцип зеркального отображения (симметрии) полей излучения природных сред. Для применения этого принципа модифицируется основная краевая задача теории переноса излучения для плоских однородных сред в терминах введенных величин. Упрощения алгоритмов численного моделирования скалярных полей излучения таких сред проведено для хорошо известных методов сферических гармоник, дискретных ординат, а также методов Гаусса-Зайделя, Кейза и Ханта-Гранта. Показано, что использование фотометрических инвариантов скалярных полей излучения существенно повышает эффективность их численного моделирования.
Рассматривается метод избыточных переменных для контроля и коррекции вычислительных процессов в реальном времени, что необходимо для повышения на-дежности вычислительных процессов. Рассматриваются вопросы эквивалентности ис-ходных и расширенных систем, повышения помехоустойчивости, коррекции вперед. Приводится сравнение метода избыточных переменных с другими известными методами контроля, диагностики и коррекции вычислительных систем.
В статье показаны достоинства и недостатки прямых и итерационных методов решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) большой размерности (БР). Предложен новый «прямой» метод (алгоритм) решения СЛАУ с варьируемыми параметрами для матриц БР на основе учета разреженности матрицы и информации о решении базовой СЛАУ. Это позволяет существенно повысить быстродействие расчетных алгоритмов за счет уменьшения количества вычислительных операций; снизить требования к объемам оперативной памяти ЭВМ.
В статье рассмотрены и предложены пути решения проблемы анализа электронного документа и его семантического описания с использованием онтологии предметной области
Представлена модель регулирования теплового баланса организма северного оленя в зависимости от поведения животного, физиологического состояния и воздействия внешних метеорологических и актинометрических факторов. Приведены соответствующие расчетные формулы и результаты идентификационных экспериментов. Модель может быть использована для исследования теплообмена животных и определения границ благоприятных для их существования зон.
По мнению многих исследователей, одним из наиболее действенных способов повышения качества рекомендующих систем является использование этими системами информации о текущем контексте. В статье произведен обзор основных методов использования информации о контексте в системах коллаборативной фильтрации. Особое внимание уделено разновидностям метода предварительной контекстной фильтрации и метода разложения матрицы предпочтений в связи с их перспективностью и широким распространением.
Проведен анализ современного состояния исследований в области информационных технологий проектирования автоматизированных систем мониторинга для сложных организационно-технических систем, решающих широкий спектр возложенных на них задач, эффективное функционирование которых немыслимо без наличия автоматизированной системы управления ими. Предложен подход к созданию распреде- ленной системы информации о контроле состояния космических объектов и объектов наземной космической инфраструктуры на основе современных информационных тех- нологий автоматизированного сбора, интеграции и комплексного анализа всех видов информации, циркулирующей в контуре как отдельных автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами, так и АСУ подготовки и пуска и АСУ космодрома в целом, и создания многоуровневой АСУ космодрома с использованием современных принципов организации корпоративных информационных систем.
На примерах инфокоммуникационных многофункциональных систем демонстрируется возможность использования теории категорий к их описанию
Одним из подходов к обнаружению сетевых аномалий является анализ рядов показателей функционирования сети. Характеристики, рассчитанные по вейвлет-коэффициентам, действительно, более чувствительны к изменениям ряда, чем характеристики, рассчитанные непосредственно по ряду, но при этом требуют большего объема вычислений, поэтому спектрально-временные алгоритмы, безусловно, подлежат оптимизации для применения в системах реального времени. Кроме того, существуют различные подходы к выполнению вейвлет-разложений, каждый из которых занимает свое место по информативности (по количеству уточняющих коэффициентов), области достоверных значений, вычислительной сложности преобразований. В статье предлагается обоснованный подход к выполнению таких алгоритмов для применения в режиме реального времени в системах обнаружения аномалий телекоммуникационных данных.
В статье рассматривается способ обработки данных биометрических измерений, в частности методы цифровой обработки рукописного текста, предназначенных для аутентификации пользователя по рукописному почерку в системах контроля доступа. Техническим результатом является повышение надежности доступа во всех системах, требующих использования средств идентификации личности.
На рынке инструментальных средств создания нейросетевых интеллектуальных систем представлено большое количество программных средств, что объясняется многоплановостью задач интеллектуальной обработки информации. В работе предлагается обзор инструментальных средств, применимых для создания нейросетевых компонент интеллектуальных систем защиты информации.
Рассматривается метод избыточных переменных для контроля и коррекции вычислительных процессов в реальном времени, что необходимо для повышения на¬дежности вычислительных процессов. Синтезируются и анализируются системы с кор¬рекцией по воспроизводимой функции. Приводятся результаты моделирования для раз¬личных методов интегрирования. Показано, что применение метода избыточных пере¬менных позволяет существенно повысить точность вычислений.
В работе описываются разработанные авторами инструментальные средства и комплексный подход на их основе, при котором методы и средства анализа и верификации обеспечены для представителей всех четырех основных классов языков, на которых обычно описываются телекоммуникационные приложения: языки выполняемых спецификаций общего назначения (SDL), языки для описания и анализа укрупненных образцов поведения и выявления зависимостей между ними в сложных системах (UCM), специализированные языки, ориентированные на верификацию спецификаций телекоммуникационных систем (язык интерпретированных MSC диаграмм, язык взаимодействующих конечных автоматов, язык Dynamic-REAL) и индустриальные императивные языки (C/С++). Верификация спецификаций дополняется автоматизированным построением тестовых наборов, обеспечивающих заданную степень покрытия исходных поведенческих требований, причем эти тестовые наборы оптимизированы по заданным критериям производительности. Исполнение тестов происходит в среде автоматизированного тестирования на моделях систем, либо непосредственно на их реализациях, погруженных в соответствующие программные оболочки, обеспечивающие взаимодействие тестируемой системы с тестовым окружением. Тестовая оболочка позволяет одновременно с прогоном тестов проводить автоматизированный анализ результатов тестирования.
Обсуждается смысл терминов «биоинформатика», «медицинская информатика», «биомедицинская информатика» применительно к целям, задачам и методам последней. Обосновывается наиболее полное на наш взгляд определение биомедицинской информатики. Приводятся вехи истории биомедицинской информатики в России и основные научные школы по этому направлению, возглавляемые лидерами отечественной науки. Рассматриваются деятельность лаборатории биомедицинской информатики и особенности решения задач биомедицинской информатики в СПИИРАН
Экспозиция музея знакомит посетителей со средствами вычислительной техники середины XX - начала XXI вв. Посетители могут увидеть экспонаты, представляющие историю информатики, вычислительной техники и средств связи. Экспозиция отражает происхождение и развитие вычислительной техники в стране, процесс возникновения информатики как фундаментальной науки
В статье приводится аналитический обзор перспективных направлений исследований по результатам докладов ведущих зарубежных и отечественных специалистов в области обеспечения безопасности компьютерных сетей, сделанных на шестой Международной конференции «Математические модели, методы и архитектуры для защиты компьютерных сетей» (MMM–ACNS–2012), проходившей в Санкт-Петербурге с 17 по 19 октября 2012 года. С приглашенными докладами выступили такие известные в мире ученые, как А. Ставро, Б. Лившиц, Л. Кхан и Ф. Мартинелли. На секциях конференции были рассмотрены актуальные вопросы, связанные с предотвращением, обнаружением и реагированием на вторжения, противодействием вредоносному программному обеспечению, прикладной криптографией и протоколами безопасности, разграничением доступа и защитой информации, управлением событиями и информацией безопасности, моделированием защиты информации и безопасностью облачных вычислений, политиками безопасности.
Предлагается формализм для описания помеченных систем переходов, который унифицируют формат состояний системы переходов, формат инструкций компьютерных языков, представляемых метками системы переходов, и формат и семантику правил перехода и, тем самым, делает процесс разработки операционной семантики компьютерных языков более технологичным.
Определяются операционные свойства – свойства систем и процессов их функционирования, характеризующие их приспособленность к достижению целей деятельности. Рассмотрены классы практических задач, ведущих к необходимости оценивания операционных свойств – таких, как потенциал систем, эффективность, результативность, экономичность использования систем и других аналогичных операционных свойств. Вскрыта проблема исследования операционных свойств систем и процессов их функционирования, предложена концепция ее решения. Концепция основывается на использовании синтетических отношений – взаимосвязанных, вложенных и иерархичных – и на использовании метода исследования на основе построения таких синтетических отношений. В рамках концепции предложены унифицированные концептуальные схемы оценивания операционных свойств, используемых в отечественной практике, таких, как потенциал систем, эффективность, экономичность и аналогов используемых за рубежом свойств efficacy, performance, efficiency, effectiveness, capabilities. Предложена концепция моделирования в задачах исследования операционных свойств систем и процессов их функционирования. Приведены модели синтетических отношений и их использование для оценивания показателей операционных свойств систем и процессов их функционирования.
Актуальность проблемы защиты информационно-телекоммуникационных систем обусловлена ростом сложности программного и аппаратного обеспечения, высокой динамикой их развития, распределенной и разнородной структурой и множеством других факторов. Очевидна аналогия между эволюцией и естественным отбором в природе и в информационно-телекоммуникационных системах, в том числе системах защиты информации. В работе предлагается концепция адаптивной защиты информационно- телекоммуникационных систем на основе гибридных механизмов, сочетающих парадигмы нервных и нейронных сетей.
Представлен метод оценки продолжительности обработки внешних событий программными приложениями в распределенных системах реального времени. Показано, что на выполнимость таких приложений могут влиять вариации продолжительности исполнения отдельных задач и передачи отдельных сообщений. Такое влияние необходимо учитывать при оценке выполнимости цепочек задач, участвующих в реакции на конкретные типы внешних событий.
Рассмотрены основные требования к авиационному бортовому оборудованию спутниковой навигации, основанные на действующих российских и международных нормативных документах. Описаны функции бортового оборудования для обеспечения полетов воздушных судов в соответствии с современной концепцией навигации, основанной на характеристиках.
Работа посвящена анализу проблем моделирования атак в больших компьютерных сетях с использованием различных моделей, методов и инструментальных средств. На основании особенностей больших сетей как объектов информационной безопасности и объектов атак детально рассмотрены известные модели, а также методы и средства моделирования атак, а также приведены направления их дальнейшего развития. Показана роль требований к информационной безопасности в итерациях моделирования атак. Приведены примеры исследований проблем моделирования атак, связанных с различными видами НЕ-факторов.
В статье рассматриваются проблемы поддержки принятия решений при конфигурировании гибких сетевых организаций. Показано, что одним из наиболее перспективных форм поддержки принятия решений в данной области являются групповые рекомендующие системы. Такие системы предлагают некоторые решения (связанные с изделиями, услугами, технологиями, инструментами, материалами и бизнес-моделями) на основе требований групп пользователей, их предпочтений, и желании идти на компромисс и предлагать свои идеи. Рассмотрены особенности групповых рекомендующих систем и основные проблемы, которые необходимо решить для повышения эффективности работы таких систем. Предложены подходы для решения вышеуказанных проблем.
Рассматривается процесс решения задач исследования потенциала систем и эффективности их функционирования и автоматизация процессов решения этих задач. Задачи исследования потенциала систем относятся к классу новых задач, решение которых должно улучшить функционирование ряда систем, в состав которых входят взаимодействующие коллективы людей и комплексы технических устройств. Приведены примеры практически важных задач исследования потенциала систем и эффективности процессов их функционирования и источники проблемности при их решении. Вскрыта проблема решения задач исследования потенциала систем и эффективности их функционирования. Введен основной принцип исследования – принцип «погружения». На основе использования принципа «погружения» обоснованы требования к моделированию в задачах исследования потенциала систем и эффективности их функционирования, к методам и к информационным технологиям решения этих задач.
Установление психологически комфортных условий взаимодействия является одним из основных требований при разработке пользовательских интерфейсов к социальным роботам. Естественность внешнего вида человекоподобных роботов и способов их коммуникации способствует самораскрытию пользователя и повышению эффективности диалога. В статье проанализированы способы оценивания успешности диалога, а также средства регистрации и анализа предпочтений пользователей, необходимые для настройки профиля пользователя и персонифицированного обслуживания информационным роботом.
Статья посвящена вопросам оценки качества жизни пациентов, страдающих заболеваниями органов голосообразования. Предлагается введение обобщенной математической оценки для определения качества жизни лиц с дисфонией, а также программное обеспечение, автоматизирующее процесс оценки.
Статья посвящена использованию современных компьютерных речевых технологий в системах массового обслуживания населения. Рассматриваются проблемы разработки эффективного и удобного речевого интерфейса, методы обнаружения и коррекции ошибок распознавания, модели для сравнительного анализа сценариев речевого диалога, математические модели для вычисления характеристик обслуживания заявок и оптимизации функционирования контакт центров с сервисами самообслуживания на базе распознавания речи.
На сегодняшний день различные информационные технологии все больше и больше становятся неотъемлемой частью повседневной жизни человека. Офисы, квартиры, транспорт, дороги общего пользования и т.п., оснащаются всевозможными сенсорами, датчиками, камерами и др. приборами для наблюдения за изменяющейся окружщей средой вокруг них. Целью внедрения таких технических средств является обеспечение для человека более удобного и прозрачного использования техники и различных устройств в рамках его окружения. Такие окружения принято называть интеллектуальными пространствами. Действия человека фиксируются в контексте интеллектуального пространства, в котором он находится, и обрабатываются различными системами, использующими этот контекст, для того чтобы более адекватно реагировать на взаимодействие человека с техническими устройствами. В данной работе представлен анализ современных контекстно-ориентированных систем, в ходе которого были рассмотрены их архитектуры, проанализированы достоинства и недостатки рассмотренных архитектур, и выведены общие принципы их построения.
Методы оценки схожести музыкальных произведений позволяют реализовать полностью автоматическую рекомендательную систему для музыки, ориентированную на содержание (наподобие Pandora, но без ручного труда экспертов-музыковедов). В статье предлагается новый метод оценки схожести гармонии композиций на основе оригинальной графической вероятностной модели. Модель включает в себя информацию об аккорде и ладе для некоторого момента времени звучания композиции; мы вводим скрытую переменную, стиль, от которой зависит вероятность использования определенного аккорда в контексте определенного лада, и предлагаем сравнивать композиции как векторы-параметры распределений для стилей. По аналогии с некоторыми методами извлечения аккордов рассматриваемая модель не включает ни ритмическую информацию, ни зависимости между соседними аккордами. Описывается реализация модели в системе Infer.NET и осуществляется проверка модели на искусственных данных. Результат работы на реальных данных отрицателен, что свидетельствует о том, что простые модели не подходят для задачи оценки схожести.
Рассматривается задача планирования инновационной деятельности, которая приводит к модернизации производства. Введены определения новации, инновации, инновационной деятельности. Обоснованы показатели качества инновационной деятельности. Определен план инновационной деятельности, сформулировано понятие инновационного потенциала системы, выполнена постановка задачи планирования инновационной деятельности. Предложено решать задачу как оптимизационную задачу распределения ресурсов. Разработан комплекс моделей, позволяющий получить рекуррентные соотношения для расчета значений целевой функции, а затем – пересчитывать эти значения при изменении плана инновационной деятельности. Предложен метод фрагментарно контролируемого случайного поиска, использующий особенности разработанных моделей и решаемой задачи. Описаны алгоритмы пересчета характеристик эффектов инновационной деятельности при решении задачи планирования. Рассмотрен порядок сбора, подготовки исходных данных и интерпретации результатов решения задачи.
В работе анализируются процессы и механизмы деятельности общества, определяющие сложность управления в современных социальных системах (в частных и государственных предприятиях, высокотехнологичных программах, структурах государственного управления-регулирования экономических процессов). Показано, что основная причина современной сложности управления состоит в управлении многообразием не полностью формализуемых технологий деятельности социальных систем. Современными особенностями управления в сложных социальных системах являются существенное влияние технологий рынка, которые принципиально не регулируются нормами и институтами, и существенное влияние природных ограничений мыслительных возможностей человека управлять. Влияние слабоуправляемых в рынке технологий можно уменьшать путем использования сетевых, организационных, коллективных, информационных и иных развитых технологий обеспечения управления и путем использования интегрирующих научных методов. А для уменьшения влияния ментальных ограничений дополнительно требуется создание новых когнитивных технологий управления, позволяющих разделять функции управления на уровне мышления.
Цель статьи — познакомить читателя с современным состоянием дел в области автоматического анализа музыкальной гармонии. Мотивацией для исследований в этой области может являться создание автоматических систем рекомендации музыки, ориентированных на содержание (наподобие Pandora, но без ручного труда экспертов-музыковедов). Основное внимание уделено графическим вероятностным моделям как одному из наиболее перспективных подходов, но описываются и альтернативные методы. Рассмотрены работы, использующие марковские цепи, скрытые марковские модели, многоуровневые графические модели. Приведены как работы, моделирующие только гармонию — последовательности аккордов, в некоторых случаях и тональность, — так и работы, включающие в себя информацию о структуре анализируемого произведения (ритмической, голосовой).
В обзоре на основе отечественной и зарубежной литературы, а также результатов проектов, выполненных по заказу РФФИ, проведен анализ современного состояния исследований проблем интеграции и комплексной автоматизации процессов управления основными и вспомогательными производственными, логистическими и сервисными организационно-техническими системами, обеспечивающими поддержку жизненного цикла (ЖЦ) конкретного изделия. Также сделан анализ проблем создания, использования и развития интеллектуальных информационных технологий, в том числе технологий повсеместных вычислений и коммуникаций и многомодальных пользовательских интерфейсов; проблем многокритериального оценивания и анализа вкладов информационных технологий и систем в основную деятельность предприятий (фирм), в том числе при выборе и реализации эффективных технологий управления ЖЦ изделий (ЖЦИ). Главная особенность данного обзора состоит в том, что все перечисленные проблемы рассмотрены на основе новой кибернетической парадигмы XXI века, связанной с концепцией управления сложностью.
Настоящая статья описывает сравнение современных систем оптического распознавания, проводимого с целью определить системы, наиболее точно выполняющих сегментацию документов по заранее заданным критериям; а также возможности систем по выделению различных типов областей. Анализируются результаты работы методов сегментации OCR-систем, оценивается эффективность сегментации. На основе результатов исследования и сделанных наблюдений составлен список рекомендаций по выбору OCR-систем и методов для обработки различных типов документов.
Построен графический формализм «маршрутные сети» для представления структуры программных приложений реального времени. Формализм ориентирован на проверку корректности межзадачных интерфейсов. Определены границы применимости методов анализа корректности межзадачных связей на основе использования графов состояний и переходов. На основе введения понятия профиля задачи построен метод оценки значений фактора блокирования в системах со сцепленными критическими интервалами доступа к разделяемым ресурсам.
Использование большого словаря необходимо для задачи стенографирования флективных языков, поскольку эти языки характеризуются наличием множества словоформ, образующих парадигму слова. В статье представлен обзор существующих систем распознавания речи, использующих большой и сверхбольшой словари, описаны методы и модели, применяемые в этих системах, приведены данные об их точности распознавания.
Различные методы сводных показателей нашли широкое применение в математическом аппарате систем мониторинга и управления для распознания типовых ситуаций и потенциальных опасностей (в терминологии JDL-модели слияния информации). Распознание опасности не является самоцелью процесса слияния информации. Вершиной этого процесса выступает выработка решения о предотвращении выявленных опасностей. В предлагаемой статьерассматривается методологический аппарат выбора варианта стратегии предотвращения выявленной опасности, основанный на интерпретации метода сводных показателей в методах аналитического планирования.
В статье дан анализ современного состояния и перспективы междисциплинарной области знаний, включающей в себя информатику, информационные технологии, теорию управлению и IT-приложения. Рассматриваются научно-методологические и прикладные проблемы интеграции IT с существующими и будущими промышленными и социально-экономическими структурами.
Все более актуальным становится получение разнообразных представлений информации на основе одних и тех же наборов данных, прежде всего в Интернете и в интранет-системах. Одним из перспективных способов получения таких представлений является выполнение многоуровневых метапреобразований исходных данных в соответствии с динамически задаваемыми требованиями.
Рассмотрен класс задач в социально-экономических системах, для решения которых необходимо оценивать свойство потенциала этих систем. Вскрыта проблема оценивания потенциала систем. Показана необходимость аналитического оценивания потенциала на основе использования системологических концепций. Введено понятие потенциала системы, обоснована актуальность решения задач исследования потенциала. Предложена концепция решения задач исследования потенциала, обоснованы показатели оценивания потенциала. Рассмотрены постановки ряда задач исследования потенциала в социально-экономических системах.
Анализируются известные подходы к описанию и формированию контекста в различных информационных средах. Предлагается двухуровневая модель управления контекстом для организации интеллектуальной поддержки принятия решений в динамических структурированных областях. Приводится модель описания ресурсов открытой информационной среды для моделирования текущей ситуации. Определена технологическая модель контекстно-управляемой системы интеллектуальной поддержки принятия решений.
Рассматривается применение вариационного подхода для решения задач статистического оценивания параметров моделей нелинейных динамических систем по критерию наименьших квадратов с использованием дискретных и дискретно- непрерывных измерений. Обсуждаются вопросы регуляризации оценок.
Метаподход позволяет рассматривать информационные системы, в т.ч. языки и системы программирования, а также данные в различных форматах как многоуровневые развиваемые системы и строить для них соответствующие преобразователи. В статье рассматриваются традиционные и специальные языки программирования и представления данных с точки зрения метаподхода, языки делятся на классы с внутренней либо с внешней метафункциональностью, показываются примеры записи и преобразований между языками, указываются некоторые сложности, возникающие при этом, и пути их преодоления, даются оценки эффективности применения различных языков, делаются выводы о полезности использования рассмотренных языков и подхода в целом для решения типовых задач и представления информации.
Описывается опыт применения методов интеллектуального анализа данных для решения задачи прогнозирования риска оперативного вмешательства у больных ИБС. Приводятся результаты сравнения разработанной системы прогнозирования риска с известными системами.
В статье рассматривается возможность инструментального подхода к определению психосоматического статуса человека, основанного на совместной обработке разнотипных биометрических данных, полученных в результате измерения пульса, регистрации микродвижений лица и проведения психологического тестирования. Описывается минимальный состав программно-измерительного комплекса. Рассматриваются вопросы создания базы разнотипных биометрических данных.
Дан краткий перечень ключевых результатов по анализу выполнимости приложений реального времени, реализуемых на многоядерных процессорах с исполь- зованием различных дисциплин планирования. Для дисциплин планирования со стати- ческими приоритетами задач предложен метод оценки времени отклика задач. Для дис- циплин пропорционального планирования с квантованием и без квантования времени даны оценки числа точек перепланирования и числа переключений контекста.