Современные инновации, системы и технологии
Статьи журнала - Современные инновации, системы и технологии
Все статьи: 203
Применение алгоритма муравьиной колонии для решения задачи календарного планирования
Статья
Алгоритм муравьиной колонии впервые был представлен М. Дориго, В. Маньеццо и А. Колорни в 1991 году. Данный алгоритм основывается на поведении реальной колонии муравьев при поиске пищи. Основной областью применения алгоритма является задача комбинаторной оптимизации. В данной работе описываются реализация алгоритма, настройка параметров, а также рассматривается его эффективность при решении задачи календарного планирования.
Бесплатно
Применение кибербезопасности в инновациях «умного города»: аспект искусственного интеллекта
Статья
Интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (AI) и машинное обучение (ML) способствуют развитию «умных городов», улучшая инфраструктуру и управление, но одновременно создают новые риски кибербезопасности. В статье рассматривается использование цифровых двойников на основе IoT, AI и ML для анализа и снижения уязвимостей в городских системах и цепочках поставок. Предлагается применять виртуальные копии для моделирования угроз, выявления слабых мест и оценки последствий кибератак. Делается вывод о необходимости приоритизации кибербезопасности при проектировании и управлении умными городами.
Бесплатно
Применение метода линейной регрессии для прогнозирования расхода топлива автомобиля
Статья
В данной статье рассматривается использование метода машинного обучения для прогнозирования расхода топлива автомобиля. Для этой задачи применяется линейная регрессия. Описаны этапы подготовки данных, включая обработку данных и устранение пропусков, а также процессы обучения и тестирования модели. Проведен анализ данных и построена визуализация тепловой карты корреляций. Построена модель линейной регрессии на основе признаков, влияющих на расход топлива автомобиля. Проведена оценка эффективности модели с использованием метрик RMSE и R². Основное внимание уделено практическому применению модели для предсказания расхода топлива на основе реальных данных.
Бесплатно
Применение метода наименьших квадратов для нахождения прогнозируемых значений
Статья
Метод наименьших квадратов применяется для анализа экспериментально полученных данных. Целью данного метода является нахождение функции, которая наиболее приближенна к результатам, полученных на практике. Этот метод имеет смысл использовать при построении краткосрочного прогноза. Таким образом, необходимо пересчитывать полученные теоретически значения при поступлении новых данных. К преимуществам рассмотренного метода можно отнести относительную простоту реализации, его эффективность и универсальность. Другими словами, этот метод может быть применен в различных задачах, в которых необходимо получить предварительный прогноз, по которому можно оценить рассматриваемую систему. В ходе работы были выведены формулы по нахождению параметров, которые используются для расчета теоретических значений. Их вывод состоит в минимизации функции линейной регрессии, которая произведена путем приравнивания ее частных производных к нулю. Однако, стоит отметить, что метод наименьших квадратов позволяет найти функции только для линейно зависимых величин. Метод наименьших квадратов не используется для поиска нелинейных кривых. Более того, перед использованием метода наименьших квадратов необходимо проверить исходные значение на предмет выбросов. Под выбросами понимается значительно отличающиеся значения от общего значения.
Бесплатно
Статья
Задача календарного планирования распределенных предприятий заключается в назначении заданий территориально удаленным предприятиям и определении удобного рабочего графика для каждого из предприятий. Целью решения данной задачи является минимизация общего времени изготовления на всех предприятиях. Данная статья является первым шагом к решению задачи календарного планирования с использованием различных версий алгоритма муравьиной колонии: классический муравьиный алгоритм, алгоритм системы муравьиных колоний и модифицированный алгоритм муравьиной колонии.
Бесплатно
Применение сложных сигналов для определения свойств анизотропных сред над углеводородами
Статья
В статье проведено исследование распространения амплитудно-частотно-модулированных сигналов над анизотропными средами, расположенными над залежами нефти и газа. Исследование проведено на основе квазигидродинамического подхода. Проанализировано поведение компонентов тензоров диэлектрической проницаемости и поверхностного импеданса среды над углеводородами. Проведено моделирование характеристик среды над скоплениями углеводородов для амплитудно-частотно-модулированных сигналов от диэлектрической проницаемости, индекса модуляции, коэффициента амплитудной модуляции и проводимости диэлектрического наполнителя вмещающих пород. Для анализа использованы экспериментально полученные параметры среды над залежами углеводородов. Установлены закономерности изменения фазы комбинационной составляющей для электромагнитных волн с правой поляризацией от частоты несущего колебания. Определен диапазон проводимостей среды над углеводородами, который оказывает влияние на мнимую компоненту диэлектрической проницаемости для электромагнитных волн с правой поляризацией. Установлены значения индекса частотной модуляции, при которых фазовая составляющая для электромагнитных волн с правой поляризацией имеет точку перехода через нуль. Даны рекомендации по совершенствованию электромагнитных методов и аппаратуры для их реализации с целью повышения точности определения границ залежей углеводородов на основе сложных сигналов. Показаны способы повышения информативности электромагнитных методов электроразведки. Результаты исследований могут быть применены в системах поисковой геофизики.
Бесплатно
Принципы разработки пользовательских интерфейсов
Статья
В мире коммерциализации интернета уже несколько десятилетий подряд все большую популярность набирает создание уникальных программных обеспечений. И в этом процессе немаловажную роль играют создания пользовательских интерфейсов, которые требуют соблюдения определенных правил, которые должны обеспечивать их успех у той аудитории, для которой он создаётся. Одним из главных факторов является пригодность интерфейса – его интуитивность, простота и уникальность при работе с конкретным приложением и удовлетворённость конечного пользователя программного продукта после достижения целей его использования. Существуют некоторые принципы, которые можно рассматривать как универсальные, не зависящие от используемых устройств или операционных систем. Авторы данной статьи ставили перед собой единую цель – проанализировать принципы, сформулированные ведущими специалистами в области разработки систем, сохранённые в международных единых стандартах, и на этой основе предложить список правил, сгруппированных по различным признакам.
Бесплатно
Принципы функционирования GPS-приемника и методы обработки получаемых данных
Статья
Данная статья посвящена исследованию принципов функционирования GPS-приемников и методологии анализа получаемых ими данных. В работе рассматривается обоснование необходимости глобальной системы определения местоположения и приводится краткий исторический обзор развития GPS. Исследование фокусируется на фундаментальных принципах работы системы глобального позиционирования, включая определение геометрической позиции спутников, методы вычисления координат и времени, а также учет и коррекцию погрешностей измерений расстояния и времени между спутником и приемником. В статье детально анализируется процесс расчета координат точки с использованием метода триангуляции на основе "сфер", формируемых спутниками. Особое внимание уделяется многоэтапному процессу обработки спутниковых сигналов, включающему измерение времени, коррекцию орбитальных ошибок и определение местоположения. Исследуются характеристики информации, передаваемой спутниками, и ее динамика. Авторы рассматривают ключевые проблемы, возникающие при вычислении координат приемника на земной поверхности, и описывают основные алгоритмы, применяемые в GPS-приемниках для повышения точности позиционирования. В работе также анализируются принципы обработки GPS-данных и специфика работы с GPX-файлами, включая обзор основных стандартов их создания.
Бесплатно
Проблема отсутствия единого справочного приложения для системы маркировки лекарственных средств
Статья
Несколько лет назад в России начался эксперимент по маркировке лекарственных средств. Стремительное развитие данного эксперимента заставило участников оборота лекарственных средств столкнуться с рядом трудностей. Это вызвано незнанием порядка взаимодействия с системой маркировки, а также случающимися время от времени сбоями или ошибками. В результате описанных событий несколько компаний столкнулись с огромным потоком обращений к специалистам службы поддержки, что создало проблему для пользователей с нетипичными вопросами. В статье приведено описание данной проблемы, а также рассмотрена проблема отсутствия единого справочного приложения, собирающего в себе большинство наиболее частых вопросов, поступающих специалистам поддержки. Проведён обзор аналогов, способных претендовать на роль данной справочной системы, сделан вывод о необходимости разработки новой справочной системы. Для неё предложена платформа, основные блоки и принцип взаимодействия. Кроме того, в статье продемонстрирован алгоритм взаимодействия с данным справочным приложением, представлены диаграммы последовательности «as is» и «to be», из которых видно чёткое разделение спрашивающих на две группы, что позволит существенно снизить нагрузку на специалистов. Построена диаграмма Ганта, демонстрирующая, что сроки проектирования и разработки данной справочной системы в целом незначительны. Кроме того, разработан прототип данного приложения, способный отразить все описанные блоки и функции системы. Сделан вывод о необходимости и полезности подобной системы как в рассматриваемой сфере, так и в других сферах, где требуется массовая поддержка пользователей.
Бесплатно
Статья
В данной статье рассматривается проблема оптического распознавания символов (OCR) и методы его улучшения с использованием технологий глубокого обучения и постобработки. Особое внимание уделено применению различных алгоритмов, таких как сверточные нейронные сети (CNN), для повышения точности распознавания текста. Также рассматриваются современные подходы к интеграции OCR-систем с другими интеллектуальными системами, а также методы коррекции ошибок в процессе распознавания. В статье представлена подробная методология и результаты экспериментов, подтверждающие эффективность предложенных решений. Целью работы является создание системы для автоматического преобразования изображений в текстовый формат с минимальными ошибками, что может быть полезно в различных областях, включая медицинские исследования, архивирование документов и обработку изображений.
Бесплатно
Проектирование подвески гоночного болида
Статья
Рассмотрены преимущества и недостатки различных типов подвесок. Определено, что для гоночного болида, разрабатываемого в рамках проекта Formula Student, для обеспечения точного контроля положения колёс относительно дорожного полотна оптимальным типом подвески будет система на двойных поперечных рычагах. Представлены требования регламента проекта по конструктивным ограничениям гоночного болида, соблюдение которых является обязательным для прохождения технического регламента. Представлены критерии выбора параметров колесной базы автомобиля, соблюдение которых позволило облегчить компоновку автомобиля при сохранении динамики и маневренности. Рассмотрены преимущества и недостатки разных вариантов ширины колеи гоночного болида. Рассмотрены критерии выбора размера колесных дисков. В качестве оптимального варианта выбраны шины Hoosier 20×7,5-13 в сочетании с магниевыми трёхсоставными дисками Keizer. Определены необходимые углы поворота управляемых колес для минимизации потерь сцепления и улучшения траектории прохождения поворотов. Представлены критерии выбора коэффициента Аккермана, который определяет степень дифференциации углов поворота колес. Произведён анализ деформации шин при разном давлении при варьировании вертикальных и горизонтальных нагрузок. Представлены параметры боковой деформации шин. Представлен алгоритм определения статического развала.
Бесплатно
Статья
В данной статье представлены производственные испытания дисковых пил после ионно-плазменного азотирования. Практическая реализация выполнена для дисковых пил, изготовленных из стали У8Г. Разработана новая методика двухстороннего упрочнения поверхностей ионно-плазменным азотированием с последующей лазерной закалкой зубьев пильных дисков волокноотделительных машин. Теоретически определен рациональный способ ионно-плазменного азотирования и лазерной закалки зубьев дисковой пилы джина с переменными параметрами режима упрочнения. Представлены полученные результаты по производственному испытанию.
Бесплатно
Протокол безопасности локализации беспроводных сенсорных сетей: анализ и производительность
Статья
Беспроводные сенсорные сети (WSN) требуют обеспечения безопасности для защиты данных в условиях ограниченных ресурсов и неблагоприятных сред. В статье представлен новый механизм безопасности, основанный на использовании MAC (Message Authentication Code) для аутентификации, который защищает передачу данных на базовую станцию от атак вредоносных узлов.
Бесплатно
Статья
В данной работе освещены несколько ключевых тем, касающихся седиментационной устойчивости противопригарных покрытий. Важным аспектом является прочность к истиранию, которая может служить дополнительным фактором, влияющим на долговечность покрытий. Оптимизация реологических свойств противопригарных покрытий является еще одной важной темой. Правильный выбор наполнителей и их размеров, а также соотношение компонентов в составе покрытия могут значительно улучшить его характеристики. В частности, использование наполнителей с размерами частиц менее 100 мкм, особенно в диапазоне 20-50 мкм, может привести к улучшению седиментационной устойчивости и снижению расхода связующего. Это, в свою очередь, позволяет достичь оптимальных реологических свойств, что является важным для обеспечения качественного нанесения покрытия.
Бесплатно
Прямое восстановление измельченной железо-марганцевой руды в среде водорода
Статья
В статье представлены результаты проведенного дробления и измельчения образцов, а также восстановления размолотой руды в водородной среде. Рентгеноспектральный анализ показал, что руда содержит 4 основных элемента и соответствует требованиям ГОСТ по содержанию вредных примесей. После восстановления руды содержание кислорода уменьшилось на 3%, а содержание железа повысилось при увеличении класса крупности частиц. Окисленность рудного материала увеличивается с уменьшением размера частиц.
Бесплатно
Пути повышения производительности пильного джина
Статья
В статье исследованы пути повышения производительности пильного джина за счет модернизации конструкции колкового барабана в лабораторном 30-пильном джине-питателе-очистителе 5ДП-130. Цель работы - сокращение простоев, улучшение качества волокна и семян, а также повышение эффективности очистки хлопка. Проведены сравнительные испытания модернизированной модели с существующим аналогом при обработке хлопка влажностью 7,7% с содержанием сорных примесей 1,38%. Результаты показали, что использование усовершенствованного колкового барабана с зазором ячеек 14–18 мм снизило содержание сорных примесей в хлопке до 1,20–1,25% (против 1,38% исходно) и улучшило качество волокна на 0,01 абс.%. Эффективность очистки повысилась на 3,2 абс.%, обеспечив стабильную работу джина без накопления сырья в устье камеры. Зафиксировано ускорение выхода семян из рабочей зоны при сохранении их тонкости на уровне 10,5%. Степень повреждения семян уменьшилась с 3,14% до 2,89%, а при использовании 30-пильного джина - с 0,05 абс.% до 0,11 абс.%. Модернизация конструкции подтвердила возможность оптимизации технологических параметров джина для повышения его производительности и снижения потерь. Результаты могут быть применены в хлопкоочистительной промышленности для минимизации простоев и улучшения качества конечной продукции.
Бесплатно
Развитие информационных технологий в туристической сфере
Статья
В статье представлены основные характеристики развития зарубежных и российских туристских информационных центров. Отмечается экстенсивное наращивание сети российских центров, разнообразие их деятельности, накопление ряда нерешенных проблем. Предлагается вектор преобразований отечественных туристских информационных центров на основе формулирования трех гипотез: дальнейшего увеличения туристской подвижности населения; структурных сдвигов в туристском потоке: снижение доли организованных туристов и увеличение доли самодеятельных туристов; расширение информационных возможностей центров. Рассматривается развитие системы туристических информационных центров как на территории Российской Федерации, так и в мире. Это является актуальной проблемой с точки зрения формирования позитивного имиджа регионов в сфере международного и внутреннего туризма. При наличии развитой сети туристских фирм, занимающихся организацией регионального туризма, количество информационных туристских центров небольшое, а их развитие нуждается в системной координации. Системный подход к построению сети туристских информационных центров в российских регионах поможет решить главную задачу региональной политики - формирование условий для более эффективного и гармоничного развития регионов и обеспечения роста благосостояния населения страны. представлено описание концептуальных основ и экономико-организационных принципов создания и развития туристских информационных центров. Обобщен зарубежный и отечественный опыт в данной области. Выявлены различные подходы к организации и оценке эффективности формируемой системы туристских информационных центров. Сделан выводы о необходимости совершенствования действующей системы туристских информационных центров и оценки перспектив его использования в российской практике в современных условиях.
Бесплатно
Статья
В данной статье представлена разработка программы "Алгоритм обнаружения заболеваний через медицинские изображения", ориентированной на раннюю диагностику рака молочной железы с помощью маммографических изображений. Рак молочной железы является одним из наиболее распространенных онкологических заболеваний среди женщин, и раннее выявление опухоли существенно влияет на выживаемость пациентов. В рамках работы предложено использование Python и таких библиотек, как Tkinter, OpenCV, Pillow и NumPy, для создания эффективной системы диагностики. Важной частью работы является описание структуры молочной железы и роль различных типов тканей в диагностике опухолей. Также рассматриваются методы обработки изображений, такие как обнаружение краев, фильтрация и анализ текстур, которые применяются для повышения точности диагностики. Использование современных библиотек и алгоритмов для анализа изображений позволяет повысить точность и надежность диагностики рака молочной железы, а также снизить вероятность ошибок, связанных с человеческим фактором.
Бесплатно
Разработка имитационных моделей с помощью AnyLogic
Статья
Цель статьи заключается в реализации имитационного моделирования с применением программного обеспечения AnyLogic. Для достижения поставленной цели были изучены подходы имитационного моделирования: системная динамика, дискретно-событийное и агентное моделирование, инструмент AnyLogic и его возможности. Научная новизна работы заключается в применении совокупности подходов моделирования (многоподходное моделирование), отраслевых библиотек и оптимизационного эксперимента, предлагаемых AnyLogic. В результате работы смоделированы 2 системы: модель диффузии бассов - с применением элементов системной динамики и агентного моделирования; модель аэропорта - с использованием отраслевых библиотек (дискретно-событийное моделирование) и агентного моделирования. Продемонстрированы визуализации поведения системы в 2D и 3D, ее анализ и оптимизация с помощью экспериментов, предоставляемых данной средой. Итогом проведенной работы стало заключение, что AnyLogic представляет из себя удобную единую систему для имитационного моделирования за счет объединения в своей библиотеки элементов разных подходов и узконаправленных элементов, применение которых в совокупности позволяет максимально приближенно описать систему, а также наличия дополнительных средств по ее анализу и оптимизации. Что подходит для использования в любой организации, исключая потребность в применении нескольких узконаправленных инструментов.
Бесплатно
Разработка рационального пакета материалов спецодежды для работников нефтедобычи
Статья
Значительные отличия климатических условий пустынных районов Узбекистана от условий других нефтегазодобывающих стран делают актуальной разработку новых видов спецодежды для работников нефтегазовой отрасли. Исследована ткань спецодежды для промышленных рабочих, используемая в швейной промышленности. Учитывая, что из этих тканей изготавливают рабочую одежду, были проведены исследования на соответствие тканей требованиям государственного стандарта. При этом учитываются качественные показатели текстильных тканей из хлопчатобумажных и смесовых тканей. В статье изучались физико-механические свойства каждой текстильной ткани и результаты обобщались в специальной лаборатории на основании нескольких показателей.
Бесплатно
