Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании» @journal-sanse
Статьи журнала - Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании»
Все статьи: 435
Методы и способы обеспечения экологической безопасности на объектах АПК
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы обеспечения экологической безопасности на объектах агропромышленного комплекса (АПК), рациональные и эффективные средства защиты объектов АПК с учетом возникновения чрезвычайных ситуаций экологического и техногенного характера. Задачей настоящих исследований является выявление методов и способов обеспечения экологической безопасности на объектах АПК. При этом наиболее эффективным является разработка способов решения проблем безопасности на стадии обоснования и проектирования. Поэтому в данной статье рассматриваются рациональные и эффективные способы защиты объектов АПК, работающих в различных условиях испытаний, в том числе при возникновении чрезвычайных ситуаций экологического и техногенного характера. Методами исследования, применяемыми в работе, являются общие методы системного анализа, декомпозиции и формализации, на основе которых получены следующие результаты: существенным недостатком является несоответствие существующих требований безопасности труда и жизнедеятельности современным требованиям, а также нуждается в доработке нормативно-техническая база сертификации технологий и средств электрификации, существует проблема низкой эффективности научных разработок и недостаточное использование научного отечественного и зарубежного опыта в области с.-х. производства. Сделан вывод, что наиболее эффективным способом обеспечения экологической безопасности на объектах АПК является разработка решений проблем безопасности на начальных стадиях проекта: стадиях обоснования и проектирования, в том время, как устранение чрезвычайных ситуаций в АПК экологического и техногенного характера является сложным и дорогостоящим, а также несет экологический ущерб и риски.
Бесплатно
Механизм управления процессом сходимости итерационного метода Ньютона
Статья научная
В работе приведен краткий обзор итерационных численных схем, основанных на методе Ньютона. Проведено сравнение различных численных методов ньютоновского типа. Исследовано влияние итерационного параметра в непрерывном аналоге метода Ньютона на область и скорость сходимости. Предложен подход к оптимизации процесса сходимости непрерывного аналога метода Ньютона (НАМН). На основании данного подхода разработан механизм управления скоростью сходимости непрерывного аналога метода Ньютона с использованием в качестве управляющего параметра - коэффициента изменения шага разностной схемы для численного решения дифференциального уравнения НАМН. На основе разработанного механизма управления процессом сходимости была предложена модификация непрерывного аналога метода Ньютона.
Бесплатно
Статья научная
При решении сложных задач автоматизации в проекте «Индустрия 4.0» с использованием не-скольких интеллектуальных автономных робототехнических систем возникает необходимость определения механизмов обмена информации и передачи знаний от одной робототехнической си-стемы к другой (типа системы «master – slave»). Существует множество механизмов сетевого взаимодействия, при котором каждый элемент имеет свои сильные и слабые стороны. При разработке интеллектуальных робототехнических систем на испытательном полигоне в лаборатории информационных технологий ОИЯИ (МЛИТ), было выявлено несколько основных задач взаимодействия, требующих выбора специальных механизмов и протоколов передачи данных и знаний. В статье рассмотрены основные механизмы обмена информацией, описаны основные преимущества и недостатки. Представлены задачи, требующие выбора механизма взаимодействия, а также приведены результаты решения этих задач.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается проблема резкого роста нагрузки на образовательные платформы в пиковые периоды активности во время экзаменов и начала учебного года, что приводит к перебоям в работе сервисов. В ходе исследования проведен анализ основных причин деградации производительности и предложены механизмы поддержания стабильной работы системы: резервирование ресурсов, автоматическое масштабирование в облаке, трехуровневое кэширование и оптимизация стратегий хранения и обработки данных. Особое внимание уделено возможностям внедрения описанных механизмов в архитектуру существующих систем. Реализация предложенного решения позволит устранить проблемные места и увеличит надежность и производительность образовательной платформы, при этом экономично затрачивая ресурсы.
Бесплатно
Мини-робот как базис развития образовательного процесса в интеллектуальной робототехнике
Статья научная
В статье рассматривается мини-робот как базис образовательного процесса в робототехнике для школьников организованного в университете «Дубна». Рассмотрена связь концепции интеллектуального тренажера с образовательным процессом. Представлена реализация робота дистанционного управления. Рассматривается разработанныйметодологический базис образовательного процесса.
Бесплатно
Статья научная
В статье изложен авторский взгляд на проблему управления дискретно-непрерывными технологическими процессами производства (организаций) промышленных комплексов (корпораций) с позиции социотехнических систем. Традиционные задачи управления техническими системами (стабилизации, оптимизации, программного управления, экстремального управления) в диффузных системах значительно сложнее, так как необходимо учитывать человеческий фактор, как составляющую структурно-функциональной организации системы управления. Кроме того, масштабная инноватика совершенствования производств влияет на природную и социальную среду, что требует решения прогностических задач последствий инновационной деятельности. Для анализа и решения проблем предложено моделирования на основе многоагентного имитационно-событийного подхода.
Бесплатно
Мобильное приложение централизованного сбора информации для сотрудников скорой помощи
Статья научная
Настоящая статья посвящена разработке мобильного приложения для централизованного сбора информации для сотрудников скорой помощи. Это приложение призвано уменьшить время, которое сотрудники скорой помощи тратят на заполнение отчетов. Для достижения нужного результата были проведены несколько интервью с заказчиком, на которых он высказал свои пожелания по тому, как приложение должно работать и как оно должно выглядеть. В результате была разработана информационная система, которая включает в себя как мобильное приложение, так и сервер для хранения информации и генерации отчетов.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен анализ математических методов, применяемых для персонализации системы управления разработкой профессиональных образовательных программ (ПОП). Рассматриваются методы машинного обучения, теория нечетких множеств, методы оптимизации и алгоритмы рекомендательных систем. Предложена интегральная математическая модель, формализующая процесс адаптивного проектирования ПОП на основе данных о потребностях стейкхолдеров. Результатом исследования является систематизация математического аппарата, позволяющего перейти от эвристических к формализованным методам управления разработкой образовательных программ.
Бесплатно
Модели и принципы построения системы адаптивного обучения
Статья научная
Адаптивное обучение в современных условиях имеет важную роль в организации образовательной деятельности. На данный момент разработано множество систем обучения с претензией на адаптивность. Для разработки системы адаптивного обучения необходимо разработать общие принципы построения таких систем. Авторы статьи на основе исследования существующих адаптивных моделей обучения выделяют принципы построения системы адаптивного обучения.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены принципы и методы построения моделей квантового «сильного» вычислительного интеллекта на основе инструментария квантового глубокого обучения с применением квантовых нейронных сетей и квантового генетического алгоритма. Обсуждаются дополнительные особенности моделей квантового перцептрона и модели инженерии квантового глубокого обучения при применении инструментария оптимизации баз знаний интеллектуальных регуляторов на основе QCOptKBTM в задачах квантового интеллектуального управления роботизированными социотехническими системами в проектах «Индустрия 4.0 / 5.0 /6.0». Описание особенностей квантового глубокого обучения позволяет точнее и глубже освоить возможности инструментария QCOptKBTM, который включает в себя этапы обучения и извлечения (из исходных данных) сигнала обучения за счет инструментария SCOptKBTM на технологии мягких вычислений, и далее рассматривается как классические данные. За счет операторов квантовых вычислений классические данные кодируются кубитами, осуществляется оптимальный выбор квантовой корреляции между искомыми решениями и применением конструктивной интерференции извлекается искомый результат путем измерения. Таким образом, разработанный интеллектуальный инструментарий SCOptKBTM и QCOptKBTM включает принципы квантового глубокого обучения, и также как в случае технологии мягких вычислений, формирует оптимальную структуру теперь квантовой нейронной сети, а за счет применения квантового генетического алгоритма ускоряет поиск искомого решения.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена цель машинного обучения состоит в том, чтобы обучить компьютер извлекать определенные свойства из заданного набора данных без явного кодирования или набора правил, а затем использовать полученные результаты для изучения этих свойств в новых данных в целях прогнозирования, классификации или построения модели исследуемого объекта. Обсуждаются наиболее популярные модели машинного обучения такие как контролируемое обучение (supervised learning) или обучение с учителем, при котором машина предварительно обучается с использованием некоторых помеченных данных. Другие формы обучения, такие как неконтролируемое и с подкреплением (unsupervised and reinforced), также широко изучались и применялись в различных областях. Тремя наиболее широко используемыми алгоритмами контролируемого машинного обучения, относящимися к квантовым вычислениям, являются (a) нейронная сеть (NN - neural networks) для синтеза квантовой логики, физического отображения и декодирования квантовых ошибок, протокол QKD (quantum key distribution), квантовый ускоритель ML, квантовые нейронные сети (QNN - quantum neural networks); (б) Обучение с подкреплением (RL) для декодирования квантовых ошибок и (в) Метод опорных векторов (или SVM - support vector machine) для квантового машинного обучения. В исследовании также обсуждаются различные модели обучения ML, включая метод случайного поиска для квантовой коммуникации. Работа рассчитана на повышение квалификации ИТ - специалистов, применяющих методы «сильного» ИИ.
Бесплатно
Моделирование адаптивных систем управления городским трафиком
Статья научная
Приоритетным направлением развития городской улично-дорожной сети (УДС) является внедрение автоматизированных систем управления дорожным движением (АСУДД). Одним из ключевых элементов АСУДД является эффективное управление светофорными объектами. В условиях максимальной загрузки проезжей части транспортными средствами реализовать такое управление возможно путем внедрения адаптивной системы регулирования транспортных потоков. Авторами проведен анализ существующих средств моделирования транспортных потоков. Исходя из возможностей использования адаптивных средств регулирования дорожного движения в качестве инструмента моделирования предлагается использовать комплекс Simulation of urban mobility (SUMO). По результатам экспериментов простроены основные диаграммы транспортных потоков. На языке Python написан скрипт для интерпретации результатов моделирования и наглядного представления основных диаграмм транспортного потока. Результаты показывают, что применение адаптивных средств регулирования дорожного движения даже на отдельных перекрестках дает увеличение пропускной способности по всей УДС на 20-30 %. Предложенные результаты могут быть использованы при моделировании функционирования УДС сетей различного типа с использованием адаптивных светофорных объектов.
Бесплатно
Моделирование и прогноз заболеваемости ВИЧ-инфекцией в Пермском крае
Статья научная
Произведено моделирование заболеваемости ВИЧ-инфекцией в Пермском крае с использованием линейной многофакторной модели, модели в пространстве состояний и авторегрессионной модели 3 порядка, а также оценка возможностей прогнозирования этих моделей для дальнейшей поддержки принятия решений.
Бесплатно
Моделирование музыкального творчества: исторический обзор
Статья научная
В данной статье приведен обзор существующих методов моделирования музыкального творчества. При этом для более общей картины рассмотрены не только компьютерные методы, но и их предшественники. Помимо этого, в статье рассмотрены основные направления, вовлеченные в тематику моделирования музыкального творчества и то, какое влияние каждое из них они оказали друг на друга.
Бесплатно
Моделирование профессиональных и личностно-ориентированных компетенций в сфере ИТ
Статья научная
В данной статье проведен анализ требований к профессии «руководитель проектами в области информационных технологий».
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается проблема моделирования сложных организационных систем, особенно в контексте хэндлинговых компаний. Авторы предлагают гибридную методологию моделирования, объединяющую преимущества различных подходов (ARIS, EEPC, BPMN, IDEF и других). В статье также обсуждаются инструментальные средства моделирования и возможности виртуальной компьютерной лаборатории для исследования, оптимизации и развития организационных систем. Результаты исследования могут быть полезны для управления, аналитиков и специалистов по моделированию бизнес-процессов, желающих повысить эффективность своих организаций и обеспечить успешное функционирование хэндлинговых компаний.
Бесплатно
Статья научная
В статье дан обзор возможных ситуаций несанкционированного съема конфиденциальной информации по техническому каналу. Рассмотрены способы защиты от утечки информации при помощи моделирования данных ситуаций с использованием имитаторов сигналов. Представлен обзор существующих имитаторов сигналов, их технические характеристики и функциональные возможности. Рассмотрены возможные ситуации утечки информации и способы их обнаружения с использованием программно-аппаратного комплекса «Кассандра К6».
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена анализу проявлений кластеризации в редких многотельных распадах тяжелых ядер. Совместно с физиками из ЛЯР ОИЯИ была разработана компьютерная модель тонкой структуры, найденной ими на основе экспериментов с трансурановым элементом калифорний. Для проверки гипотезы о том, что найденная структура объективно существует, а не является шумовым артефактом, было предложено применить глубокую сверточную сеть в качестве бинарного классификатора, обученного на большой выборке из модельных и шумовых изображений. Предварительные результаты применения разработанного нейроклассификатора показывают перспективность предложенного подхода.
Бесплатно
Моделирование химических реакций с использованием клеточных автоматов
Статья научная
В работе рассматриваются основные методы применения клеточных автоматов в области химического моделирования. Приводится описание клеточных автоматов, различных сеток, ячеек и правил. Исследуются программные возможности моделирования клеточных автоматов с применением языка Python и его библиотек для клеточных автоматов, находящихся в открытом доступе. Проводится моделирование простейших химических реакций первого порядка с использованием языка Python, демонстрируется их визуализация и изменение объема ингредиентов в клеточных автоматах со временем, сравнивается с аналитическим решением уравнений об изменении объема ингредиентов.
Бесплатно
Моделирование центров хранения и обработки данных с учетом экономических составляющих
Статья научная
В статье представлен обзор существующих и разрабатываемых в настоящее время методов моделирования центров хранения и обработки данных с учетом затрат на оборудование, электроснабжение, телекоммуникации и многое другое. Главной целью рассматриваемых методов и соответствующих программных средств является поиск оптимальной конфигурации необходимого оборудования для масштабирования центров с учетом экономических факторов. На основании результатов моделирования станет возможным оптимизировать расходы на организацию массовой обработки данных, которая стала необходима в связи с ростом вычислительных потребностей для обработки и хранения данных экспериментов во всех областях науки, в частности, физики высоких энергий. Рассмотрены средства стоимостного моделирования, разрабатываемые в ОИЯИ и CERN.
Бесплатно
