Современные инновации, системы и технологии
Статьи журнала - Современные инновации, системы и технологии
Все статьи: 235
Статья
Гидроакустическая среда передачи данных характеризуется высоким уровнем шума, многолучевым распространением сигнала и ограниченной пропускной способностью, что затрудняет реализацию надежных и скрытых каналов связи. В данной работе рассматривается задача оценки устойчивости методов стеганографического кодирования информации при передаче по гидроакустическому каналу в условиях воздействия аддитивного белого шума. Объектом исследования выступают три метода: внедрение информации в наименее значащие биты отсчётов, фазовое кодирование и метод расширения спектра. Проведена серия экспериментов с варьированием уровня шума, при которых для каждого метода определялась средняя точность восстановления скрытого сообщения. Получены зависимости качества декодирования от отношения сигнал/шум, на основании которых проведён сравнительный анализ устойчивости методов к шумовым искажениям. Показано, что фазовое кодирование и метод расширения спектра демонстрируют высокую устойчивость в условиях низкого и среднего уровня шума, в то время как метод наименее значащего бита теряет работоспособность при малейших искажениях. Результаты позволяют сформулировать рекомендации по выбору методов стеганографической передачи информации в зависимости от ожидаемых условий распространения сигнала в гидроакустической среде.
Бесплатно
Статья
В данной научной статье проведен полнофакторный эксперимент по оцениванию качественных показателей шерстяных волокон, хранившихся, сортированных и промываемых в разные сроки и при различных условиях. Представлены уравнения регрессии на основе входных и выходных факторов при обработке результатов эксперимента по показателям качества шерстяного волокна. Входными факторами приняты: скорость разрыхлительного вала, расстояние передачи волокна и скорость регулятора волокна. В качестве выходных факторов принимались: разрывная прочность шерстяного волокна, относительное удлинение волокна при разрыве, масса отделяемого волокна и время падения волокна.
Бесплатно
Статья
В статье рассматривается проблема обеспечения транзакционной надежности многокомпонентного информационного обеспечения BIM-систем (Building Information Modeling), которые выступают технологическим стандартом в архитектурном проектировании, инженерных расчетах и управлении строительными процессами. Особое внимание уделяется необходимости интеграции разнородных данных и синхронизации распределённых компонентов в условиях параллельного доступа и высокой нагрузки, что критично для проектов масштаба «умных городов» и сложных инфраструктурных объектов. Показано, что традиционные подходы к управлению транзакциями, применяемые в классических СУБД, не обеспечивают должного уровня надежности в BIM-средах из-за долговременности операций, распределённости хранения данных и необходимости учёта семантики строительных объектов при откатах изменений. В работе обоснована необходимость архитектурного моделирования транзакционной структуры (ТС) на ранних этапах проектирования BIM-систем, что позволяет формализовать иерархию транзакций, определить зависимости между компонентами, а также разработать эффективные стратегии восстановления после сбоев. В качестве методологической базы предложено использовать многоверсионные алгоритмы управления параллелизмом (MV2PL, ROMV, MVSG) и динамическую оценку надежности на основе анализа операционных профилей и коэффициента избыточности данных. Экспериментально подтверждена эффективность внедрения многоверсионных протоколов: сокращение числа конфликтов транзакций, повышение отказоустойчивости и снижение времени восстановления системы. Проведён сравнительный анализ с традиционными СУБД, выявлены преимущества предложенного подхода по ключевым метрикам (время восстановления, параллелизм, коэффициент избыточности).
Бесплатно
Статья
В статье рассматриваются особенности эксплуатации систем экологического мониторинга. Определяется ряд факторов, влияющих на организацию аппаратно-программной поддержки таких систем. Основными факторами являются: работа аппаратуры в реальном масштабе времени, различные воздействия окружающей среды, специфика состава датчиков и связей, а также сложная технология обслуживания аппаратуры в агрессивной технологической среде. Перечисленные факторы влияют на структуру, программное обеспечение, элементную базу и конструкцию систем экологического мониторинга. При создании любых сложных систем распределение работ во времени приводит к выделению различных этапов проектирования, а представления о проектируемой системе, отражающие ее существенные свойства с той или иной степенью подробности, определяют составные части процесса проектирования. Показана специфика этапов для систем мониторинга тепловых электростанций, определяемая как общими особенностями этих систем, так и особенностями их применения в технологических процессах тепловых электростанций, среди которых главными являются: разнородность входящих блоков и устройств, а также технологических объектов электростанций; работа в реальном масштабе времени; программируемая логика работы интеллектуальных датчиков и многофункциональное назначение компонентов системы; возможность возникновения отказов, приводящих к изменению алгоритма функционирования, с использованием мультиверсионной методологии; наличие взаимосвязанных требований по точности и скорости передачи информации. В работе показано содержание работ по этапам проектирования систем мониторинга с учетом специфики их разработки. Эта специфика наиболее существенно проявляется при разработке технического предложения и эскизного проекта. При поэтапном проектировании после окончания каждого этапа выполняется оценка основных полученных результатов путем сравнения их с требуемыми по техническому заданию. В статье представлен экспертный анализ, который позволяет определить допустимый вариант реализации операционной системы реального времени для аппаратно-программной поддержки технологий экологического мониторинга. Рассмотрены операционные системы реального времени Phar Lap ETS, VxWorks и NI Linux Real-Time.
Бесплатно
Статья
В статье рассмотрена проблема проектирования структуры сети беззапросных измерительных средств наземного комплекса управления космической системы. Выполнен анализ различных подходов к проблеме выбора и формирования структуры систем подобного класса на этапе проектирования. Показано, что реализация методов структурного построения модернизированной сети беззапросных измерительных средств наземного комплекса управления навигационных станций космического комплекса требует совместного использования оптимизационных и имитационных моделей. Для комбинации моделей предлагается многоатрибутивный оптимизационно-имитационный подход, обоснованность применения которого подтверждается результатами компьютерных экспериментов по формированию и оптимизации топологической структуры распределенной сети навигационных станций.
Бесплатно
Статья
В статье рассматривается подход к формированию базовой структуры системы управления беспилотными летательными объектами, основанный на существующих системных решениях, типовых спецификациях плат разработчика. Дана характеристика беспилотному летательному объекту как воздушного, так и космического класса. Сформированы общие требования к аппаратного обеспечению и периферийным устройствам беспилотных летательных объектов согласно их базовым режимам работы. На основании полученной и обобщенной информации о платах разработчика представлена блочно-модульная структура системы управления беспилотных летательных объектов. Она включает в себя все основные элементы системы и может расширяться за счет подключения дополнительных плат. Преимуществом данной структуры для целей отладки может служить наличие ПЛИС на плате разработчика.
Бесплатно
К технологии получения растительного моллюскоцида
Статья
В настоящее время обширный спектр гельминтозов сельскохозяйственных рыб и животных наносит значительный экономический ущерб. К одним из важных звеньев борьбы с этими болезнями относится эффективная профилактика. Результативным способом профилактики гельминтозов является уничтожение химическими средствами моллюсков – промежуточных хозяев гельминтов. Моллюскоцидными свойствами обладает отвар из листьев, стеблей и корней мыльнянки лекарственной (Saponária officinalis). В статье изложено описание особенности методики получения моллюскоцидного средства из этого растения путем холодной спиртовой экстракции (мацерации). В работе использовался высушенный сбор корней, листьев, стеблей, цветков и семян мыльнянки лекарственной S. officinalis, который измельчался в ступке до образования порошка (размеры частиц 1…3 мм). Порошок помещали в сосуд ферментера BioFlo, в который добавлялся 96 %-ный этиловый спирт (1 г высушенного сбора на 100 мл жидкости). Скорость вращения импеллера составляла 150 об/мин. Внутри сосуда температура составляла 25±2°С. Процесс экстрагирования проводился в течение 24 часов. Предлагаемая технология позволяет получать субстанцию, обладающую высокой селективной токсичностью по отношению к моллюскам. Ее применение в виде 1 %-го раствора вызывает гибель лимнеид в течение 24 часов на обработанной территории. В перспективе на основе получаемого экстракта возможно создание профилактического моллюскоцидного препарата недорогого в производстве и имеющего малую токсичность для человека и животных.
Бесплатно
Классификация текстов с использованием методов NLP в условиях несбалансированных классов
Статья
В данной статье рассматривается задача классификации текстов в условиях несбалансированных классов с использованием методов обработки естественного языка (NLP). В исследовании применялись основные этапы предварительной обработки текста – токенизация, лемматизация, стемминг, удаление стоп-слов, а также методы векторизации Bag of Words (BoW) и TF–IDF. В качестве моделей были выбраны классические алгоритмы машинного обучения – логистическая регрессия (LogReg) и метод опорных векторов (SVM). Для снижения влияния несбалансированности классов использовались такие стратегии, как oversampling, undersampling и назначение весов классам. Экспериментальные результаты показали, что классификация текстов на основе NLP может быть эффективной даже в условиях несбалансированных классов, а комбинация TF–IDF + SVM обеспечивает высокую точность и устойчивость. Результаты исследования имеют практическую значимость для улучшения процесса автоматической классификации текстовых документов.
Бесплатно
Комплексный обзор моделей извлечения контуров: классических и основанных на подходах ИИ
Статья
Извлечение контуров является основной задачей в компьютерном зрении, служащей основой для обнаружения объектов, сегментации и понимания сцены в различных приложениях, включая автономные транспортные средства, медицинскую визуализацию и промышленную автоматизацию. В этой статье представлен углубленный обзор как классических, так и современных моделей извлечения контуров на основе искусственного интеллекта (ИИ). В ней рассматриваются классические методы, такие как детекторы краев и операторы на основе градиентов, а также передовые модели ИИ, включая сверточные нейронные сети и архитектуры семантической сегментации. Изучая сильные стороны, ограничения и применимость каждой модели к различным реальным задачам, мы стремимся предложить всеобъемлющее руководство по извлечению контуров, выделить ключевые проблемы и предложить потенциальные направления исследований в этой развивающейся области.
Бесплатно
Контактные задачи теории валкового отжима кожи
Статья
В статье решены основные контактные задачи теории валкового отжима кожи. Разработаны математические модели формы кривых контакта валков, напряжений трения и представлены закономерности распределения контактных напряжений по кривым контакта валков. Выявлено, что формы кривых контакта валков двухвалкового модуля не зависят от изменения влажности кожи в зоне контакта валков. Установлено, что модель напряжений трения в двухвалковом модуле отжима кожи не зависит от угла наклона обрабатываемого материала относительно линии центров.
Бесплатно
Контактные напряжения в двухвалковом модуле отжима кожи
Статья
В статье приведены результаты моделирования контактных напряжений в двухвалковом модуле отжима кожи. Получены модели распределения контактных напряжений по кривым контакта валков. Найдены выражения угла, определяющие точку максимума нормального напряжения и нейтрального угла в двухвалковом модуле. Выявлено, что точка максимума эпюр нормальных контактных напряжений смещена в сторону начала контакта валков и не совпадает с нейтральной точкой, которая в приводном валке находится на стороне входа слоя материала в зону контакта валков, а в свободном ‒ на стороне выхода.
Бесплатно
Контактные углы двухвалковых модулей
Статья
Задачи контактного взаимодействия в двухвалковых модулях зависят главным образом от величины контактных углов, так как они определяют граничные условия этих задач. Определены контактные углы и условия для их оценки в установившемся процессе обобщенного двухвалкового модуля, в котором учтены всевозможные асимметричности взаимодействия слоя материала с парами валков технологических машин. Установлено, что сумма углов захвата при установившемся процессе не зависит от наклона подачи слоя материала относительно линии центров и от наклона верхнего валка относительно вертикали.
Бесплатно
Критерии и алгоритмы ранней диагностики эндокринных заболеваний
Статья
В статье освещены критерии и алгоритмы ранней диагностики эндокринных заболеваний, при этом критерии ранней диагностики представлены в полном объеме. Приведены основные критерии и рекомендации по выявлению сахарного диабета на ранних стадиях, что позволяет предотвратить развитие осложнений и улучшить качество жизни пациента. Также представлена подробная информация об алгоритмах ранней диагностики эндокринных заболеваний, отражен системный подход к постановке диагноза сахарного диабета. Описан поэтапный алгоритм разработки программного продукта для выявления сахарного диабета, включающий ввод данных пользователем, обработку информации и вывод результатов.
Бесплатно
Статья
Интернационализация ИТ-бизнеса создала культурно разнообразные команды, что несёт как преимущества, так и риски. В статье рассматриваются культурный интеллект (CQ) и инклюзивное лидерство (IL) как ключевые факторы успешного сотрудничества в таких коллективах. На основе смешанного исследования с участием 600 сотрудников ИТ-компаний представлен алгоритм CQL-IncluNet для оценки эффективности командной работы. Результаты показывают, что сочетание CQ и IL значительно повышает производительность, инновационность и удовлетворённость сотрудников. Работа предлагает теоретические модели для прогнозирования состава команды и новые подходы к оценке лидерства, а также рекомендует развитие лидерских навыков и ИИ-решения для поддержки межкультурного взаимодействия в ИТ.
Бесплатно
Линейные поперечные колебания вязкой магнитоупругой пластины
Статья
В данной работе рассматриваются линейные поперечные колебания магнитоупругой пластины. Решена задача о вынужденных колебаниях магнитоупругой пластины в магнитном поле. Найдены асимптотические и эмпирические плотности частот линейных поперечных колебаний пластины под действием магнитного поля. С помощью асимптотического метода получили решения динамического краевого эффекта в поперечных и продольных магнитных полей. Для сопоставления асимптотических оценок были проведены исследования и расчеты с использованием методов численного моделирования.
Бесплатно
Статья
Классификация, сегментация и идентификация области инфекции на МРТ-изображениях опухолей головного мозга являются трудоемкими и итеративными процессами. Многочисленные анатомические структуры человеческого тела можно представить с помощью теории обработки изображений. С помощью базовых методов визуализации сложно увидеть аномальную структуру человеческого мозга. Неврологическую структуру человеческого мозга можно различить и уточнить с помощью метода магнитно-резонансной томографии. Подход МРТ использует ряд методов визуализации для оценки и регистрации внутренних особенностей человеческого мозга. В этом исследовании мы сосредоточились на стратегиях удаления шума, извлечении признаков из матрицы совместной встречаемости на уровне серого (GLCM) и сегментации областей опухоли головного мозга на основе дискретного вейвлет-преобразования (DWT) для минимизации сложности и повышения производительности. В свою очередь, это уменьшает любой шум, который мог остаться после сегментации из-за морфологической фильтрации. Сканирование МРТ головного мозга использовалось для проверки точности классификации и местоположения опухоли с использованием вероятностных классификаторов нейронных сетей. Точность классификатора и определение положения были проверены с помощью МРТ головного мозга. Эффективность предложенного подхода подтверждается экспериментальными результатами, которые показали, что нормальные и больные ткани можно отличить друг от друга на МРТ головного мозга с точностью около 100%.
Бесплатно
Статья
На сегодняшний день вычислительные машины применяются в каждой сфере деятельности человека (от научно-исследовательской деятельности и до сферы обслуживания). В данной статье раскрыта тема возрастания актуальности надежности программного обеспечения в связи важностью сохранения надежной и отказоустойчивой работы программного обеспечения в критически важных для человека отраслях науки и техники. В работе описаны такие способы повышения надёжности программного обеспечения и его защиты от влияния ошибок, как метод блоков восстановления и методы, основанные на избыточности, в частности, мультиверсионное программирование. Описан принцип работы, и приведена схема метода блоков восстановления. Проведено сравнение метода мультиверсионного программирования и метода блоков восстановления с последующим теоретическим анализом достоинств и недостатков метода блоков восстановления. Представлены результаты проведения эксперимента по сравнению этих двух подходов
Бесплатно
Метод воздушного посева семян пустынных растений и использование моторных дельтапланов для посева
Статья
В статье анализируются площади пустынь в мире и Узбекистане, их состояние и деградация, методы посева семян пустынных растений и технические средства для их реализации. Согласно данным, текущая площадь пустынь в мире составляет 21,0 млн квадратных километров, а в Узбекистане — 32,0 млн гектаров, при этом около 40% пустынь испытывают различные степени деградации. Одним из способов улучшения растительного покрова пустынь для предотвращения их расширения и повышения питательной ценности пастбищ является дополнительный посев семян пустынных растений. На основе анализа состояния и особенностей пустынь сделан вывод о том, что воздушный посев семян пустынных растений является наиболее эффективным методом для холмистых и неровных территорий пустынь. Для реализации этого метода с минимальными затратами предлагается использовать моторные дельтапланы. В связи с этим разработан метод посева семян пустынных растений с использованием дельтапланов, оснащенных устройствами для посева семян. Применение данного метода и технических средств обеспечивает выполнение технологического процесса в соответствии с установленными стандартами при высокой эффективности работы и снижении затрат.
Бесплатно
Метод и инструментарий верификации кроссплатформенного бортового программного обеспечения
Статья
Представлен разработанный метод и инструментарий верификации и подтверждения бортового программного обеспечения, гарантирующие его соответствие всем установленным функциональным и нефункциональным требованиям в течение всего цикла жизни кроссплатформенного бортового программного обеспечения. Данный подход позволяет не только повысить отказоустойчивость программного обеспечения системы управления в процессе эксплуатации, но также позволяет собрать статистику работы программных компонент в процессе реального функционирования всех подсистем. Эта информация позволяет выявить возможные ситуации, при которых проявляются программные сбои, что позволяет разрабатывать более надежные программные компоненты в дальнейшем. Представлены результаты работы функции контроля версий бортового программного обеспечения в имитационной среде моделирования, описан процесс сбора статистики, обеспечивающий выявление сбойных версий.
Бесплатно
Метод мониторинга для оценки влияния одежды на психоэмоциональное состояние подростков
Статья
В данной статье рассматривается влияние использования национальных орнаментов и этнических элементов в подростковой одежде на их психоэмоциональное состояние. Авторы прослеживают исторические корни этностиля в моде, начиная с начала XX века, и показывают его развитие в современном дизайне. Особое внимание уделено культурному значению узоров и их роли в формировании идентичности, уверенности в себе и эмоционального благополучия подростков. Анализируются психологические аспекты воздействия одежды с этническими мотивами на личность и социальную адаптацию молодёжи. Приводятся данные, подтверждающие положительное влияние национальных элементов на когнитивное, эмоциональное и эстетическое развитие подростков. В данной статье представлен всесторонний анализ психологических, эмоциональных и социальных эффектов включения национальных орнаментов и этнических мотивов в одежду старших подростков. В исследовании подчеркивается двойная функция этнических узоров – как эстетических украшений и как носителей культурного наследия – в формировании идентичности подростков, их самооценки и эмоциональной устойчивости. Прослеживается историческая эволюция этнического стиля в моде – от начала XX века до современных дизайнерских тенденций – с отсылкой к работам знаковых модельеров и мировых стилевых направлений. В исследовании применены социологические методы опроса, включая структурированные и полуструктурированные анкеты, для выявления предпочтений подростков в стилях одежды, цветах и размещении орнаментов. Статистический анализ выявил пропорциональное влияние различных факторов дизайна, таких как эстетическая гармония, функциональное размещение, культурная и смысловая значимость, эмоциональное воздействие и интеграция с современными текстильными технологиями. Результаты показали, что этнические орнаменты вносят значительный вклад в развитие самоуважения, культурной гордости и социальной приемлемости среди подростков, одновременно снижая уровень стресса и повышая психологическую устойчивость.
Бесплатно
