Информатика и управление. Рубрика в журнале - Труды Московского физико-технического института
Оценка параметров дыхательной активности пациента на основе данных фотоплетизмографии
Статья научная
Частота дыхательных движений является одним из основных индикаторов функционального состояния пациента и используется в качестве независимого предиктора внезапной остановки сердца. Метод фотоплетизмографии широко используется для неинвазивного мониторинга уровня сатурации гемоглобина крови кислородом путем измерения интенсивности поглощения света, проходящего через исследуемый участок ткани с пульсирующей кровью. В качестве клинически доказанного и эффективного метода фотоплетизмография используется для объективной оценки состояния сердечно-сосудистой и респираторной систем, а оценка параметров изменения пульсовой волны эффективно применяется для диагностики синдрома обструктивного апноэ сна. В данной работе предлагается метод расчета частоты дыхательной активности, основанный на гармоническом анализе данных фотоплетизмограммы при помощи параметрической оценки спектральной плотности функции коррентропии регистрируемого сигнала. Применение данного подхода обеспечивает улучшенное спектральное разрешение в сравнении с традиционными методами анализа Фурье и позволяет эффективно выявить модулированные паттерны фотоплетизмографического сигнала при наличии различного рода нестационарных помех.
Бесплатно
Оценка экономической целесообразности разработки газового месторождения
Статья научная
Описывается непрерывная агрегированная динамическая модель газового месторождения. Исследуются три стратегии разработки газового месторождения при различных эксплуатационных условиях. Ставится и решается задача оптимального управления на максимум дисконтированной прибыли. Доказывается, что найденное решение является единственным. Предлагается численный алгоритм его поиска. Определяется критерий экономической целесообразности разработки газового месторождения.Основным математическим аппаратом является принцип максимума Понтрягина в форме Эрроу.
Бесплатно
Передача двухкомпонентных кодов по бинарному симметричному каналу без памяти
Статья научная
Рассмотрена система передачи двухкомпонентных подпространственных кодов по бинарному симметричному каналу без памяти. Проведено моделирование по программе Matlab. Выполнено декодирование по принципу минимума Хэммингова расстояния. Получены характеристики: относительные частоты событий - ошибочных решений, правильных решений и отказов. Проведены теоретические расчёты вероятностей этих событий. Осуществлено сравнение теоретических и экспериментальных данных моделирования.
Бесплатно
Планирование распределения ресурсов вышки мобильной связи
Статья научная
Рассматривается задача составления расписания распределения (временных) ресурсов базовой станции (сотовой вышки), осуществляющей взаимодействие клиентов (пользователей беспроводных мобильных устройств, имеющих доступ в Интернет) и серверов, с которых они закачивают web-страницы (в общем случае файлы).
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача класификации объектов наблюдения по поляризационным характеристикам. В целях повышения эффективности классификации объектов наблюдения предложено использование когерентного накопления компонент отраженного от объекта наблюдения поля. В качестве одного из перспективных принципов когерентного накопления рассмотрен принцип инверсного синтеза апертуры радара. Представлены результаты моделирования, иллюстрирующие преимущества классификации объектов наблюдения по поляризационным характеристикам с использованием когерентного накопления.
Бесплатно
Поиск в модели газовых месторождений максимальной длины их общей "полки"
Статья научная
Рассматривается непрерывная агрегированная динамическая модель группы газовых месторождений. Ставится и решается задача максимизации длины общей «полки» газовых месторождений. Предлагаемые к исследованию задачи относятся к классу задач оптимального управления со смешанными ограничениями с нефиксированным временем и подвижным правым концом. Основным математическим аппаратом является принцип максимума Понтрягина в форме Эрроу, в котором используются множители Лагранжа. Полученные результаты анализируются.
Бесплатно
Поиск штриховых кодов на изображениях с использованием слабо размеченных данных
Статья научная
Штриховые коды используются во многих областях и позволяют кодировать различное количество полезной информации. Важно быстро и точно находить их местоположение на изображениях для корректного распознавания. В данной работе предложен метод поиска штриховых кодов на основе нейронных сетей с использованием слабо-размеченных данных. Данный метод не только может находить штрихкоды, но и умеет классифицировать их. Предлагаемый подход не требует наличия в разметке точных регионов объектов, что сильно упрощает процесс получения данных для обучения нейросетевой модели. Предложенный подход показывает высокое качество поиска штрихкодов на изображениях: 0,725 precision, 0,674 recall, 0,698 F1.
Бесплатно
Полностью регулярные коды в треугольной решетке
Статья научная
Перечислены все полностью регулярные коды в бесконечном графе треугольной решетки.
Бесплатно
Полноцветные справедливые раскраски простых однородных гиперграфов
Статья научная
В статье изучается задача о полноцветных справедливых раскрасках простых однородных гиперграфов. Пусть H = (V, E) - гиперграф, раскраска в r цветов множества вершин V называется полноцветной, если в ней каждое ребро из E содержит вершины всех r цветов. Также раскраска множества вершин в r цветов называется полноцветной справедливой, если она полноцветная и мощности любых двух цветовых классов отличаются не более чем на один. Доказана новая оценка максимальной степени вершины, которая гарантирует существование полноцветной справедливой 3-раскраски в простом n-однородном гиперграфе.
Бесплатно
Статья научная
В работе предлагается динамическая стохастическая модель общего равновесия с двумя исчерпаемыми источниками энергии (ресурсами): с низкими издержками добычи (нефть) и высокими (уголь). При этом будущий спрос на данные ресурсы является стохастическим, что в модели реализуется за счет стохастического улучшения в технологии производства альтернативных источников энергии. На основе численного имитационного анализа показывается, что если в детерминированной и стохастической задачах центрального планирования оптимальным является последовательное извлечение природных ресурсов, когда первым извлекается ресурс с низкими издержками добычи, то в модели рыночного равновесия с несколькими экономическими агентами, гетерогенными относительно прав собственности на природный ресурс и не разделяющими между собой риски, на рынке одновременно торгуются ресурсы с высокими и низкими издержками добычи.
Бесплатно
Постановка и исследование динамических задач в модели разработки газового месторождения
Статья научная
Рассматривается непрерывная агрегированная динамическая модель разработки газового месторождения. Ставятся, решаются и исследуются две математические задачи. Одна является прямой задачей оптимального управления с фиксированным временем и со свободным правым концом. Другая - обратная задача. При фиксированном оптимальном управлении осуществляется поиск горизонтов планирования. Предлагается алгоритм численного поиска всех горизонтов планирования.Задачи подвергаются всестороннему анализу. Основным математическим аппаратом является принцип максимума Понтрягина. Используется теорема существования и дифференцируемости неявной функции.
Бесплатно
Статья научная
Представлен метод извлечения диалогового графа из текстового корпуса. Диалоговый граф визуализирует основные темы для каждого шага в диалоге и переходы между ними. Предложенный метод извлечения диалогового графа использует набор различных алгоритмов кластеризации вместе с эвристиками. Метод применим для корпусов разных тематик и размеров. Рассмотрена визуализация полученных диалоговых графов для нескольких корпусов. В качестве демонстрации приведен пример использования признаков, извлеченных из диалогового графа в генеративной нейронной сети. Их применение повысило оценку качества BLEU на корпусе MultiWOZ 2 в задаче генерации ответов на 15%.
Бесплатно
Построение оптимальных древовидных сетей
Статья научная
Рассматриваются точный и приближенный алгоритмы построения оптимальных сетей с разрывной функцией стоимости в зависимости от потока на ребрах. Установлены свойства оптимального решения задачи, описан алгоритм формирования всех деревьев и однокорневых поддеревьев графа, на базе которого построен алгоритм направленного перебора для поиска оптимального и приближенных решений задачи. Описаны алгоритмы получения приближенного решения и его корректировки.
Бесплатно
Практическое применение языка Alloy для распознавания тактических ситуаций
Статья научная
В статье рассматривается подход к обнаружению тактических ситуаций на осно- ве анализа формальных утверждений, формируемых путем обработки потока сообще- ний о событиях и угрозах в формализованном виде в информационной системе ситу- ационного центра. Для анализа используется язык Alloy и аналитическое приложение Alloy Analyzer. Рассмотрен пример анализа типичной ситуации обнаружения паводко- вой угрозы.
Бесплатно
Применение автокодировщика с дополненным контекстом в задаче прогнозирования льдов в Арктике
Статья научная
На примере задачи прогнозирования ледовой обстановки в Арктике в регионе Баренцева и Карского морей мы проводим исследование важности применения современных техник обучения глубоких нейросетевых моделей. На базе автокодировщика с дополненным контекстом мы показываем важность распутанности внутренних представлений модели в контексте этой задачи. Кроме того, мы показываем преимущества использования предобученной контрольной точки сети, демонстрируя более быструю сходимость процесса обучения к более оптимальному экстремуму. В качестве практического результата мы получаем систему прогнозирования ледовой обстановки, основанную на данных, используя новые архитектурные принципы - использование сети LSTM на внутренних представлениях автокодировщика для прогнозирования двумерных ледовых карт.
Бесплатно
Применение блокчейна для контроля за оборотом пластиковых труб
Статья научная
Представлена архитектура системы по контролю за оборотом пластиковых труб на основе блокчейна. Приведена бизнес-логика используемого решения, а также его описание и результаты пилотного внедрения.
Бесплатно
Статья научная
При численном решении задач сейсмики сеточно-характеристическим методом с использованием наложенных сеток возникает вопрос сшивки расчетных сеток. Необходимо обеспечивать перенос значений между сетками, для чего используется интерполяция. Переход от двумерного случая к трехмерному в интерполяции сопровождается возникновением определенных трудностей. Некоторые методы, применимые в двумерном случае, не подходят для трехмерного случая, а некоторые ограничения необходимо ослаблять, поскольку в трехмерном случае они значительно усложняют построение сеток. В этой работе проводится сравнение интерполяции двумерных и трехмерных сеток, рассматриваются основные проблемы, возникающие в трехмерном случае, и предлагаются методы их решения.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе представлено исследование зависимости номинального обменного курса рубля к доллару от цены на нефть при помощи модели коррекции ошибок с марковскими переключениями режимов и индексов потребительских цен и цен производителей. Показано, что для номинального обменного курса в течение 2003-2019 годов можно выделить два разных режима: с высокой и низкой скоростью реверсии для стремления процесса номинального обменного курса рубля к долгосрочному равновесию в ответ на нефтяные шоки. В ходе исследования на основе информационных критериев выявлена оптимальная марковская модель. Не отвергается гипотеза о равном тренде для двух указанных режимов. В последнее время преобладает первый режим, в котором зависимость обменного курса от нефтяных цен ниже, а время сходимости к долгосрочному равновесию больше. Рассмотрено поведение модели в 2020 году и выявлено, что, несмотря на существенное падение цены на нефть в марте-апреле 2020 года, обменный курс с большой вероятностью находится в первом режиме с низкой скоростью реверсии в отличие от, например, ситуации в 2014 году.
Бесплатно
Принципы проектирования сетевых протоколов распределения ключей для квантовых сетей
Статья научная
В работе рассматриваются вопросы проектирования протоколов выработки общих ключей в квантовых сетях на основе доверенных промежуточных узлов. Невозможность на практике выработки в таких сетях квантовых ключей для произвольных пар абонентов определяет необходимость к переходу к так называемым квантовозащищенным ключам. Базовый протокол для выработки квантовозащищенных ключей - защищённая передача случайных ключевых компонент, из которых с помощью подходящей функции выработки формируется итоговый общий ключ, причём защита при передаче реализуется с использованием квантовых ключей, доступных на каждом сегменте пути передачи ключевых компонент. Для борьбы с дополнительными угрозами базовый протокол симметризуется, обеспечивая равноправное участие в протоколе обоих абонентов. Повышение надежности реализуется путём процесса гибридизации итогового общего ключа, при котором в выработке участвуют не только компоненты, переданные под защитой квантовых ключей, но и переданные с помощью альтернативных каналов, не использующих квантовые ключи.
Бесплатно
Проблемы проведения экспериментов и воспроизводимости исследований в науках о данных
Статья научная
Приводится тезисное изложение результатов круглого стола по проблемам проведения экспериментов и воспроизводимости исследований в науках о данных. Указывается на различие форматов результатов научных и прикладных исследований, поясняется, в чем суть воспроизводимости результатов. Рассматриваются критерии качества результатов обоих видов исследований, в чем суть воспроизводимости результатов в каждом случае. Определяются направления дальнейшего развития методологии разработки предсказательных моделей, разработки алгоритмов и проведения экспериментов. Сформулированные рекомендации полезны для развития программ учебных курсов по машинному обучению.
Бесплатно
