Информатика и управление. Рубрика в журнале - Труды Московского физико-технического института
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
Прогнозирование посещаемости кафе методами машинного обучения
Статья научная
При развитии сферы обслуживания каждому владельцу ресторана важно максимизировать свой доход. Для этого нужно правильно распределять трудовые ресурсы и производить закупки. Чтобы это сделать, необходимо производить оценку потока покупателей. В данной работе было произведено исследование для предсказаний количества посетителей методами машинного обучения.
Бесплатно
Программная платформа и информационная модель ситуационного центра
Статья научная
В статье рассматриваются стандарты сообщений для передачи информации о чрез- вычайных ситуациях и программная платформа для обмена сообщениями между всеми государственными структурами и организациями, связанными с чрезвычайными ситу- ациями.
Бесплатно
Статья научная
С развитием вычислительной техники меняется как поведение участников дорожного движения, так и структура самого потока. На улично-дорожной сети появляются разные уровни автономности транспортного средства, вносящие свои корректировки в поведение водителя на дорогах. Устройство автомобилей становится более сложным, появляется много элементов электроники, которые, с одной стороны, помогают водителю, с другой - требуют последовательности в действиях, для реализации которых необходимо безошибочное выполнение маневров. В связи с этим возникает потребность в оценке не только опыта вождения, но и состояния, а также настроения водителя. Возникает надобность в классификации поведения водителя на дороге и разработке методов мониторинга и оценки опасного вождения. Психофизическое состояние во многом влияет на стиль вождения. Таким образом, актуальна разработка подходов к исследованию зависимости вероятности принятия решения водителем от собственного состояния. Предлагаемый подход основан на проведении тестов с использованием игровых технологий и статистического анализа результатов экспериментов. Такой анализ во многом может помочь при прогнозировании поведения на дороге полностью автономных транспортных средств. В настоящей статье предложен подход к исследованию психофизических свойств участника автодорожного движения, а именно водителя, при разработке информационной системы с использованием гейминг-технологий.
Бесплатно
Программная реализация физически неклонируемых функций
Статья научная
Рассматривается задача моделирования физически неклонируемых функций на основе схемы на полевых транзисторах. Предлагается метод программной интерпретации задержек прохождения сигнала через физическую систему и делается оценка стабильности и устойчивости полученных моделей.
Бесплатно
Разработка алгоритма укладки паллет на полностью автоматизированном складе
Статья научная
Решается задача трехмерной укладки коробок в паллету, относящаяся к классу NP-полных задач. Предложено несколько эвристических подходов к ее решению: на основе эвристик слоев и на основе генетического алгоритма. Предложен подход к оценке качества укладки на основе коэффициента перколяции и коэффициента устойчивости. Показана слабая зависимость качества укладки от точности задания размеров коробок.
Бесплатно
Разработка инструментария для динамического анализа вредоносного программного обеспечения
Статья научная
Рассматривается разработка инструментов для глубокого динамического анализа вредоносного программного обеспечения. Наша основная идея - обеспечить полный контроль над исполнением образца программного обеспечения на тестовом сервере. Для этого мы отделяем код приложения от системного кода путём составления карты памяти и контроля над доступом к её участкам. Модуль, осуществляющий глубокий динамический анализ, следит за внутренними событиями исследуемого образца, при этом используя инвазивные методы исследования, такие как перехват вызовов систем- ных функций или патч исполняемого файла. В работе описаны ключевые стадии созда- ния базового прототипа модуля глубокого динамического анализа, а также некоторые технические идеи решения проблем анализа многопоточных приложений, маскиров- ки аналитических инструментов и снижения нагрузки на операционную систему. В будущем авторы собираются применить разрабатываемые инструменты для детекти- рования вредоносной активности и определения подозрительных паттернов поведения с использованием модели машинного обучения.
Бесплатно
Разработка математической модели интеллектуальной транспортной системы
Статья научная
В статье описывается подход к созданию комплексной имитационной модели дорож- ного движения в современном городе. Имитационная модель разрабатывается с целью отработки алгоритма управления дорожным движением, который учитывает маршрут и график движения каждого транспортного средства в масштабах города в целом.
Бесплатно
Разработка надёжного программного обеспечения для малых спутников с одноплатным бортовым компьютером
Статья научная
В этой статье мы представим наш подход для решения проблемы отсутствия строгого и надежного способа разработки программного обеспечения для малых спутников, основанный на фреймворке Behavior-Interaction-Priorities (BIP), а также обсудим возможность его использования на одноплатных бортовых компьютерах и решим возникающие при этом подходе сложности и задачи.
Бесплатно
Статья научная
Современные компиляторы реализуют значительное количество оптимизационных проходов, и существенно повлиять на характеристики полученного в результате компиляции бинарного файла может последовательность, в которой они применяются. Однако любое ПО, использующее GCC как систему компиляции, не может настраивать последовательность оптимизаций ввиду отсутствия поддержки такой возможности со стороны компилятора. В данной работе рассматривается разработка способа и имплементация программного комплекса на базе GCC, позволяющего автоматически настраивать последовательности применения оптимизационных проходов компилятора при изначально заданной целевой функции. Комплекс включает в себя программы для взаимодействия непосредственно с компонентами компилятора и его оптимизационными проходами, а также ПО для интеграции с уже существующими библиотеками машинного обучения. С использованием разработанной инфраструктуры авторами реализовано два подхода для автонастройки компилятора: на основе генетического алгоритма и на основе обучения с подкреплением. Для тестирования подходов был сформирован набор открытых бенчмарков, состоящий из утилит с открытым исходным кодом, программ моделирования и уже существующих открытых бенчмарков. В ходе экспериментального сравнения подходов был получен и проанализирован выигрыш в размере бинарных файлов набора открытых бенчмарков без увеличения времени исполнения.
Бесплатно
Раскраски би-однородных гиперграфов
Статья научная
Рассматриваются би-однородные гиперграфы, т.е. такие гиперграфы, в которых размеры ребер бывают двух типов. Для гиперграфа H пусть f(H) равно математическому ожиданию количества одноцветных ребер, когда синий и красный цвет присваивается каждой вершине независимо с вероятностью 1/2. Известно, что если минимальный размер ребра в неоднородном гиперграфе равен k и f(H) C log k, то такой гиперграф H можно правильно раскрасить в два цвета. В работе мы улучшаем оценку на функцию f(H) рассматривая раскраску, при которой в би-однородном гиперграфе H = (V, E1, E2) нет красных ребер из E1 и одновременно нет синих ребер из E2.
Бесплатно
Реализация блочного шифра "кузнечик" с использованием векторных инструкций
Статья научная
Целью данной работы является создание оптимизированной программной реали- зации блочного шифра ГОСТ Р 34.12 2015, известного как «Кузнечик». В ходе ис- следования был проведён анализ возможных средств улучшения скорости работы шифра. Основное внимание уделено использованию SIMD (Single Instruction MultipleData) инструкций и учёту строения Execution Engine процессоров Intel➤CoreTM.Отличительной особенностью статьи является то, что в ней представлены измерения скорости зашифрования и расшифрования в режимах ECB, CBC, CFB, OFB на процес- сорах четырёх различных поколений, в открытом доступе выложен исходный код высо- коскоростной реализации. Предлагается использование 256-битных регистров ymm для ускорения зашифрования и расшифрования в режиме ECB, расшифрования в режиме CFB.
Бесплатно
Регулирование частот в ЭЭС на основе аппроксимации возмущений
Статья научная
Регулирование частоты в электроэнергетических системах (ЭЭС) является одной из наиболее важных проблем электроэнергетики. Частота является индикатором баланса мощности в ЭЭС, и любые нарушения баланса приводят к отклонениям частоты от номинального значения (50 Гц), что может привести к повреждению оборудования или полному отключению сети. В рамках данной работы представлена схема регулирования частоты, основанная на аппроксимации возмущений в сети. Численные эксперименты показывают, что разработанная схема является более эффективной, чем используемое на сегодняшний день регулирование, так как в случае возникновения возмущений возвращает частоты к номинальному значению значительно быстрее.
Бесплатно
Решение оптимизационных задач при формировании стратегий разработки группы газовых месторождений
Статья научная
Рассматриваются математический аппарат и программные средства, обеспечивающие формирование наилучших стратегий разработки группы газовых месторождений на основе совместного использования имитационного моделирования, сеточных методов, дискретной и многокритериальной оптимизации. Непрерывная задача максимизации накопленной добычи для группы газовых месторождений сводится к дискретной за счет введения равномерной сетки и решается при помощи метода ветвей и границ. Помимо приближенного оптимального, находятся все близкие к нему решения, что позволяет решать задачи многокритериальной оптимизации.
Бесплатно
