В данной работе рассматривается задача управления колесным роботом на плоской поверхности без препятствий. В основе сборки робота лежит платформа Arduino. Исследуется оптимальный класс управлений, впервые возникший еще в классической задаче Эйлера об эластиках. В конце работы приведено несколько примеров перемещения робота вдоль эластик Эйлера, изучена проблема ухода траектории от эластики и возможные пути её решения.

Бесплатно

Ускорение алгоритма сегментации мультиспектральных снимков дистанционного зондирования Земли, основанного на использовании сверточных нейронных сетей

Иванов Егор Сергеевич, Смирнов Александр Владимирович

Статья научная

Предложен усовершенствованный подход к сегментации мультиспектральных снимков с использованием сверточных нейронных сетей (СНС). Оригинальный алгоритм учитывал некоторые погрешности, которые могли возникать в ходе обработки снимков СНС при помощи скользящего окна, и построен так, что устраняет эти проблемы. В предлагаемой модификации помимо классического поиска объектов СНС, использованы индексы \smallsf{NDVI} и \smallsf{NDWI}, которые имеют большой коэффициент корреляции с реальными объектами, присутствующими на снимках, а также пирамиды изображений. Все это в совокупности дает ускорение при обработке изображений.

Бесплатно

Устойчивая алгоритмическая привязка к произвольному участку кода программы

Головешкин Алексей Валерьевич, Михалкович Станислав Станиславович

Статья научная

При работе над задачей программист наиболее активно взаимодействует с~конечным набором фрагментов кода. Информация об их расположении важна для быстрого перемещения между ними, для других разработчиков и как разновидность документации. Интегрированные среды разработки (IDE) позволяют связывать метки с~участками кода, просматривать список меток и использовать их для быстрой навигации, однако связь между меткой и помеченным местом может теряться при редактировании кода, особенно при изменении за пределами IDE. В предыдущих работах авторами предлагается интегрируемый в~IDE инструмент, позволяющий устойчиво к~изменению кода помечать крупные синтаксические сущности программы («привязываться» к~ним). Описание помечаемого элемента строится по~абстрактному синтаксическому дереву (АСД) программы и используется для алгоритмического поиска этого элемента в~отредактированном позднее коде. Поиск осуществляется с~успешностью от 99 до 100.. Целью настоящей работы является устойчивая алгоритмическая привязка к~произвольному участку кода. Для привязки к~однострочному фрагменту кода предложены расширение модели, описывающей помечаемый фрагмент, и дополнительный алгоритм поиска. Введена необходимая формализация и предложен алгоритм встраивания в~АСД узлов, соответствующих многострочным фрагментам; показано, что в~результате такого встраивания не нарушается корректность АСД. В~коде трёх крупных проектов на~языке C. произведены привязки к~случайно выбранным строкам. Ручной проверкой результатов поиска этих строк в~отредактированном коде подтверждено, что привязка устойчива к~редактированию кода.

Бесплатно

Фрактальная модель макросистем

Амелькин С.А.

Статья научная

Рассмотрена математическая модель макросистемы произвольной природы в виде фрактального графа. Такое представление позволяет вывести феноменологические закономерности макросистем, не основываясь на свойствах элементарных объектов, формирующих макросистему. Показано, что на множестве стационарных процессов можно ввести метрику; метрическими свойствами обладает производство энтропии в макросистеме.

Бесплатно

Фронтальный алгоритм решения SAT задачи

Сметанин Юрий Михайлович

Статья научная

Алгоритм вычисления семантического значения конъюнктивных формул вида $U = F(X_1, X_2,..., X_n)$ в неклассической пропозициональной логике $L_{S_{2}}$ также вычисляет множество всех решений логического уравнения $F({x_1}, {x_2},..., {x_n})= 1,$ где $F(X_1, X_2,..., X_n)$ - формула булевой алгебры множеств, составляющих дискретную диаграмму Венна. Элементы этих множеств являются неотрицательными целыми числами. На основе этого алгоритма строится новый алгоритм для решения задачи $ SAT$. Существенная разница между ним и семейством алгоритмов, основанных на $ DPLL $, и $ CDCL $, - замена булевых переменных множествами. Это позволяет эффективно проверить выполнимость не одного, а многих наборов значений логических переменных ${x_1}, {x_2},..., {x_n}$.

Бесплатно

Цветные сети Петри и язык распределенного программирования UPL: их сравнение и перевод

Климов А.В.

Статья научная

Сети Петри широко используются как средство моделирования распределенных мультиагентых систем. Существуют инструменты работы с расширенными сетями Петри, в которых токены нагружены произвольными данными. В частности, CPN Tools позволяет описывать, проигрывать и исследовать цветные сети Петри (Coloured Petri Nets, CPN). Ставится вопрос о возможности использовать этот инструмент для разработки, прототипирования и исследования параллельных распределенных вычислительных алгоритмов, в идеале - превращения их в работающие эффективные параллельные программы. У нас есть опыт экспериментального программирования разных алгоритмов в нашем графическом языке UPL, который пока существует как бы «на бумаге». Его сравнение с CPN показывает, что в их семантиках много общего. В статье оба языка определяются, сравниваются на примерах и через правила перевода из одного в другой. Также описываются средства управления распределением вычислений для UPL. Интересен вопрос об их переносе в CPN, где им пока аналога нет.

Бесплатно

Цифровое представление в виртуальной реальности места происшествия как инструмент уголовного судопроизводства

Кугуракова Влада Владимировна, Антонов Игорь Олегович, Гончаренко Богдан Викторович, Чайбар Артыш Алимович

Статья научная

Представлены новые возможности таких технологий, как фотограмметрия и виртуальная реальность, для применения в уголовном судопроизводстве. Описана концепция построения «на лету» трёхмерной цифровой копии происшествия непосредственно на его месте. Концепция апробирована с применением конкретных технологических подходов создания цифровой копии происшествия с серверной обработкой первоначальной информации из набора фотоснимков места происшествия с нескольких ракурсов. Разработана архитектура программно-аппаратного комплекса, описан функционал мобильного решения и приложения виртуальной реальности. Показано, как цифровая копия происшествия может быть использована, в частности, при доказательствах по уголовному делу как субъектами обвинения, так и субъектами защиты. Сегодня использование в судопроизводстве технологии виртуальной реальности в обозначенном аспекте является одним из новых и весьма перспективных направлений. Известно об использовании отечественными криминалистами технологий изготовления компьютерных сферических панорам и виртуальных туров мест происшествий. Авторы предлагают свои варианты решения ряда проблем в этой области и аргументируют поэтапное внедрение предложенных технологий в судебно-следственную практику.

Бесплатно

Численное моделирование процесса обледенения в условиях крупных переохлажденных капель

Горячев А.В., Горячев П.А., Горячев Д.А., Нуриев М.В., Николаев А.А., Рыбаков А.А.

Статья научная

Предложен усовершенствованный метод, позволяющий повысить точность выполнения трехмерных расчетов процесса формирования льда на поверхностях летательного аппарата в атмосферных условиях крупных переохлажденных капель (SLD). Формирование ледяного нароста, описывается с использованием математических моделей течения жидких пленок SWIM, а также модели осаждения и разбрызгивания крупных капель при ударе о поверхность льда. Предложено усовершенствование модели, позволяющее рассчитать процесс разбрызгивания как для сухих, так и для влажных поверхностей. Валидация предложенного метода выполнена путем сравнения результатов расчетов с имеющимися экспериментальными данными, полученными на модельном профиле NACA 0012 в условиях SLD. Данные расчетов показали лучшее соответствие с экспериментом по форме, размерам и локализации образующихся ледяных наростов по сравнению с результатами, полученными с использованием программного комплекса Ansys Fensap-Ice.

Бесплатно

Чувствительность решения некоторых возмущенных задач оптимизации

Блинов Александр Олегович, Дмитриев Михаил Геннадьевич

Статья научная

Рассматриваются возмущенные задачи оптимизации, формально представляющие собой задачи поиска экстремума функций многих переменных, возникающие при применении методов линейной свертки и идеальной точки, где часть весовых коэффициентов зависят от малого параметра. На основе асимптотического анализа задачи описывается чувствительность решения к изменению малого параметра, позволяющая построить коррекцию решения

Бесплатно

Шаблоны в модуле визуализации Web-интерфейса системы мониторинга BotikMon

Стоцкий Максим Викторович, Шевчук Юрий Владимирович

Ред. заметка

Статья посвящена системе мониторинга BotikMon, разработанной в ИПС им.~А.~К.~Айламазяна РАН. Система предназначена для архивации и визуализации информации, полученной от большого числа датчиков. В данной статье рассматривается вопрос разработки структур данных для страниц «избранное» в графическом интерфейсе пользователя системы BotikMon. Страницы «избранное» дают возможность сводить на одну страницу выбранные оператором данные и настраивать режимы отображения для них. Предлагается подход, основанный на использовании объектов\=/шаблонов, для которых поддерживается механизм наследования.

Бесплатно

Школа-семинар «Модели, оптимизация и приложения импульсных и гибридных систем»

Трушкова Екатерина Александровна

Статья

Бесплатно

Школа-семинар «Приближенные методы оптимального управления в параллельных вычислениях»

Гурман Владимир Иосифович

Статья

Бесплатно

Эволюционный подход к обеспечению преемственности медицинской помощи в адаптивной и многоагентной цифровой экосистеме

Белышев Д.В., Михеев А.Е.

Статья научная

Статья отвечает на вызовы современного здравоохранения, связанные с неэффективностью централизованных моделей обмена данными. Преемственность медицинской помощи представлена горизонтальной и вертикальной интеграцией различных медицинских технологических процессов в сложной адаптивной децентрализованной и многоагентной экосистеме на основе совместного использования данных о пациенте. Материалы и методы: на основе анализа зарубежного и отечественного опыта и собственной практики, эволюционный подход предполагает децентрализованную цифровую медицинской экосистемы. Общая коммуникационная платформа обеспечивает обмен данными, включая неструктурированные. Взаимодействующие автономные и полуавтономные ИИ-агенты интеллектуализируют процессы на принципах информационной логистики. Эффективность подхода оценивается анализом гипотетического клинического сценария взаимодействия медицинских организаций. Результаты: Представлена целевая концепция медицинской экосистемы, фокусирующейся на данных и генерировании новых знаний о здоровьесбережении. Сформулированы фундаментальные принципы создания и управления экосистемой, а также ее элементами — отдельными МО-участниками. Большая открытость и слабая связанность системы позволяет участникам использовать полученные знания и данные по-своему в отдельных экосистемах МО-участников или их объединений. В такой архитектуре цифровой медицинской экосистемы стратегическая роль отводится не хранилищу, а общей коммуникационной платформе. Предложена гибридная архитектура экосистемы, в которой централизованные системы (например, ЕГИСЗ) становятся инфраструктурными катализаторами экосистемы здравоохранения. Они предоставляют сервисы реестров, доверенной аутентификации, аудита и хостинга, в то время как актуальные данные и экспертиза остаются в источниках (медицинских организациях) и доступны через децентрализованные запросы. Доказана техническая осуществимость модели. Её экономическая эффективность вытекает из практической результативности без предварительной семантической унификации всех систем. Заключение: предложенный эволюционный подход открывает путь к бесшовному здравоохранению через последовательные итерации без революционной ломки процессов. Симбиоз коммуникационной платформы и многоагентной системы создает устойчивую, ориентированную на пациента среду, где преемственность помощи обеспечивается за счет активного, интеллектуального взаимодействия между врачами и системами.

Бесплатно

Эволюция выразительных способностей языка OWL

Трофимов Игорь Владимирович

Статья научная

Рассматриваются языковые конструкции диалектов языка OWL, как средства спецификации предметных онтологий. Затрагивается проблема представления n-арных предметных отношений. Анализируется характер и значимость нововведений в синтаксисе.

Бесплатно

Эволюция и перспективы приближенных методов оптимального управления

Гурман Владимир Иосифович, Расина Ирина Викторовна, Блинов Александр Олегович

Статья научная

В статье дан краткий обзор приближенных методов оптимального управления и идей, лежащих в их основе. Изложение ведется в терминах постановок задач оптимизации и улучшения управления в стандартной форме для дискретных и непрерывных управляемых систем. Рассмотрены методы первого и второго порядков, улучшение сложных процессов. Освещены алгоритмы, основанные на исследовании множеств достижимости и на многомерных аппроксимациях. Приведен обширный список литературы, содержащий основные полученные теоретические и прикладные результаты, что дает возможность разработчикам новых методов оценить состояние дел в рассматриваемой области. Обозначены возможные направления дальнейшего развития приближенных методов оптимального управления в соответствии с прогрессом в сфере высокопроизводительной вычислительной техники.

Бесплатно

Эвристический алгоритм для одной нелинейной задачи оптимального управления

Расина И.В., Гусева И.С.

Статья научная

Рассматривается задача оптимального управления для одного из вариантов квазилинейной системы. Для ее решения используется идея профессора В. И. Гурмана, предложившего сочетать два варианта принципа расширения. Один из них, традиционный подход Кротова, а второй - метод штрафных функций. Выбранный класс систем позволяет провести аналитическое исследование лагранжиана Кротова, что в свою очередь приводит к формулировке алгоритма. Полученный алгоритм апробирован на двух иллюстративных примерах, для которых построены минимизирующие последовательности. Трудоемкость расчетов сопоставима с методами, основанными на традиционном принципе расширения. Результаты расчетов проиллюстрированы таблицами и графиками.

Бесплатно

Экономическая эффективность продажи программного обеспечения при наличии пиратского рынка

Иванова Ольга Сергеевна, Амелькин Сергей Анатольевич

Статья научная

В экономических системах достаточно хорошо изучены привычные нам виды ресурсов, такие как труд, капитал и прочие. Однако в последнее время информационные ресурсы набирают все большую популярность. В данной работе рассмотрена задача установления оптимальной цены для извлечения максимальной прибыли фирмой при продаже такого информационного ресурса как программное обеспечение. Рассматривалась экономическая система, состоящая из фирмы-продавца программного обеспечения и покупателей. При этом учитывалось два случая: продажа программного обеспечения при наличии и отсутствии теневого рынка. В обоих случаях были составлены уравнения баланса и получены условия оптимальности выбора цены продажи в зависимости от числа проданных экземпляров.

Бесплатно

Экосистема коммуникаций в медицинской организации: практическая процессно-ориентированная модель

Белышев Д.В., Михеев А.Е., Ованесян А.А.

Статья научная

Стремительная цифровизация отечественного здравоохранения и фрагментированность рынка медицинских информационных систем (МИС) обостряют проблему неэффективных профессиональных коммуникаций в медицинских организациях (МО). Использование публичных мессенджеров создает риски для безопасности персональных данных и повышает когнитивную нагрузку на врачей, что требует внедрения специализированных, встроенных в МИС решений. В работе продолжены исследования, начатые в первой статье этого выпуска. Цель исследования. Выявить и проанализировать ключевые сценарии использования модулей коммуникаций в МИС для оценки их влияния на эффективность работы медицинского персонала, безопасность пациентов и оптимизацию бизнес-процессов МО. Материалы и методы. На основе анализа зарубежного и отечественного опыта, а также собственной практики разработки, предложена процессно-ориентированная эволюционная модель интеграции коммуникаций в МИС. Модель апробирована через описание типовых сценариев использования: менторство, обмен сообщениями, управление уведомлениями, задачами и инцидентами, проиллюстрированных на примере МИС Интерин PROMIS Alpha PG. Результаты. Определена ключевая роль встроенного в МИС коммуникационного модуля не как лишь инструмента общения, а как средства выявления, поддержки на этапе становления и последующей трансформации клинико-административных процессов в BPM-сценарии, реализуемые средствами МИС. Сформулированы три принципа модели: процессный детерминизм, эволюционная поэтапность и контекстная интеграция. Показано, что низкий уровень использования встроенного мессенджера свидетельствует о высокой зрелости МИС, средствами которой поддерживаются процессы МО. Выявлены ограничения, связанные с человеческим фактором и организационными барьерами. Доказано, что общая коммуникационная платформа является практичным решением для обеспечения интероперабельности в экосистеме разнородных МО. Заключение. Предложенная модель позволяет трансформировать коммуникационные каналы сотрудников из источника хаоса в управляемый инструмент развития внутренних процессов в МО. Практическая значимость работы заключается в предоставлении руководителям МО и разработчикам МИС структурированного руководства по поэтапному внедрению, основанному на комплексном подходе «технологии-процессы-культура». Переход к процессно-ориентированным коммуникациям в МИС является ключевым фактором повышения качества, безопасности и экономической эффективности медицинской помощи.

Бесплатно

Экосистемный подход к организации профессиональных коммуникаций в информационной системе медицинской организации

Белышев Д.В., Михеев А.Е.

Статья научная

Эффективные профессиональные коммуникации являются критическим фактором безопасности пациентов, операционной эффективности и устойчивого развития медицинских организаций (МО). При этом широкое использование публичных мессенджеров создает серьезные риски, наиболее серьезные из которых связаны с конфиденциальностью данных и отсутствием интеграции в рабочие процессы (контекста обсуждений), что требует перехода к специализированным решениям. Цель исследования. Обосновать необходимость и раскрыть преимущества экосистемного подхода к организации коммуникаций в медицинской организации на основе развития внутренних средств коммуникаций и интеграции защищенных систем обмена сообщениями в медицинские информационные системы (МИС). Материалы и методы. Проведен анализ существующих практик, проблем и рисков использования средств коммуникации в МО, а также обзор специализированных платформ. Рассмотрены функциональные возможности и архитектурные принципы построения встроенных в МИС модулей коммуникации. Результаты. Показано, что встроенные в МИС системы коммуникаций кроме собственно обмена информацией обеспечивают безопасность, контекст взаимодействия (привязка к ЭМК пациента), юридическую значимость и аудит. Ключевым преимуществом является и возможность реализации «социальной интеграции» — внедрения принципов социальных сетей в рабочие процессы МО для преодоления организационной разобщенности и повышения командной эффективности. Выводы. Переход от публичных мессенджеров к специализированным встроенным в МИС средствам коммуникаций является необходимым условием повышения качества медицинской помощи. Экосистемный подход к организации общения позволяет создать целостную коммуникационную среду, объединяющую медицинский персонал, пациентов и партнеров. Перспективы дальнейшего развития коммуникационной среды связаны с интеграцией искусственного интеллекта для создания «цифровых штабов» и дальнейшей формализации моделей взаимодействия.

Бесплатно

Эксафлопсные суперЭВМ. 1 контуры архитектуры

Степаненко Сергей Александрович, Южаков Василий Васильевич

Статья научная

Исследованы архитектурные аспекты вычислительных систем эксафлопной производительности. Оценены параметры вычислительной и коммуникационной сред. Показано, что для достижения эксафлопной производительности необходимы гибридные системы. Процессорные элементы этих систем содержат ядра универсальных процессоров и арифметические ускорители. Они реализуют MIMD и SIMD дисциплины вычислений соответственно. Эффективное задействование эксафлопных гибридных систем требует принципиально нового программного обеспечения и средств архитектурного масштабирования эффективности. Применение перечисленных средств иллюстрируется на примерах тестовых программ молекулярной динамики и NPB LU. В результате достигается динамическая адаптируемость архитектуры к особенностям исполняемой программы, что в свою очередь обеспечивает эффективность применения эксафлопных суперЭВМ.

Бесплатно

Журнал