Скачать книги серии «Прикладная информатика: Научные статьи»

Статья посвящена моделированию участков и элементов электрических сетей для тестирования логики работы терминалов релейной защиты и автоматики с целью их проверки, настройки и дальнейшего ввода в эксплуатацию. При большом разнообразии устройств появляется проблема наладки их взаимодействия в реальных условиях. Авторами предлагается решение данной проблемы путем создания верифицированной модели на базе цифрового двойника участка электроэнергетической сети в программном комплексе MatLab и изучения функционирования исследуемых комплектов защит в номинальных, ремонтных, аварийных и послеаварийных режимах работы оборудования. Для выбранной подстанции была создана модель, отображающая все требуемые для исследования свойства оригинала, и произведен анализ требований к работе основного и резервного комплектов защит для трехобмоточных трансформаторов. В качестве основного комплекта использована дифференциальная релейная защита трансформатора, а резервного – максимальная токовая защита в количестве трех комплектов на один защищаемый объект: в цепи высшего, среднего и низшего напряжений. Модель позволяет производить анализ селективности работы релейных защит путем проверки текущих уставок, загружая их из XML-документов, выгруженных из действующих терминалов, а также благодаря оценке правильности расчета новых уставок с возможностью их ручного ввода в модель. В результате моделирования для исследуемого объекта был проведен трехэтапный анализ работы дифференциальной и максимальной токовой защит, который показал их селективную работу как в случае номинальных, так и ненормальных режимов, в том числе и при неисправности основного комплекта защиты трансформатора. Данная методика может быть распространена на другие объекты электроэнергетической сети.

Современное развитие средств обеспечения информационной безопасности, наряду с усовершенствованием методик удаленного доступа, позволяет производить аудит программно-аппаратных компонентов без необходимости прямого доступа к тестируемой системе. В рамках данного направления развития выделяется подход, позволяющий интегрировать дистрибутивы на базе ядра Linux представлением виртуального контейнера chroot в системе на базе Android OS и, как следствие, осуществлять тестирование на проникновение без необходимости использования персональных компьютеров. Примером реализации данного подхода является дистрибутив Kali NetHunter, позволяющий за счет модуля KeX реализовать функционал удаленного администрирования системой. Кроме очевидных преимуществ KeX функционала также следует выделить ряд недостатков – низкая скорость обработки графической оболочки за счет трансляции на удаленных хост и необходимость поддержки трансляции на уровне операционной системы. Вторая проблема – затраты энергоресурсов при использовании возможностей рабочего стола в KeX модуле. Для решения указанных проблем была разработана система виртуализации энергоэффективного контейнера тестирования уязвимостей критически важных информационных объектов, основной принцип действия которой – мультиконтейнеризация. Программная составляющая представлена двумя элементами: модулем интеграции контейнера chroot в среду DeX и модулем обеспечения энергоэффективности за счет использования предиктивных моделей нейронных сетей. В результате сравнения эффективности существующих и реализованного подхода при тестировании на проникновение отмечено, что предлагаемая система может быть использована при тестировании безопасности различных информационных объектов.

Исследуется актуальная проблема адекватного математического описания трендов глобальных процессов мирового развития на примере роста населения Земли и производства (потребления) электрической энергии. Рассматриваются различные модели, используемые для описания прошлого, настоящего и будущего различных процессов в природе, технике и экономике. Показано, что эти процессы хорошо описываются уравнениями, полученными при решении дифференциальных моделей с экспоненциально затухающими во времени темпами роста. Эти модели учитывают принятую в настоящее время доктрину устойчивого развития мировой системы с использованием технологий энергосбережения, сохранения экологической безопасности и использования возобновляемых источников энергии. Установлено подобие исследуемых глобальных процессов и возможность их описания одним критериальным уравнением. При этом их динамика характеризуется разной скоростью. Первый период характеризуется быстрым ростом. После точки перегиба темпы роста замедляются, однако объемы существенно возрастают и происходит постепенное насыщение. Выполнена оценка влияния параметров моделей на характер исследуемых процессов на фазовой плоскости, что существенно упрощает их анализ. Показано, что процесс роста населения Земли прошел точку перегиба в 1990 году и опережает рост мирового производства электроэнергии на 29 лет. Но темпы роста производства электроэнергии и ее душевого потребления существенно выше. Таким образом, предложены новые математические модели для описания рядов динамики роста населения Земли, мирового производства и душевого потребления электрической энергии.

Современная система управления производственными рисками на предприятиях базируется на принципах, заложенных в стандартах производственной безопасности и охраны труда, и предполагает в основном долгосрочное прецедентное управление рисками: реагирование на их наступление, анализ результатов, выполнение мероприятий по снижению рисков. При этом, за редким исключением, за скобками остается управление экстремально быстро развивающимися риск-ситуациями, выполняемое в ходе их развития. Например, выход из строя некоторых станков или их частей может быть заблаговременно предсказан по параметрам их работы (характеру и уровню шума, вибрации, температурным параметрам и т. д.). Ранее управление такими риск-ситуациями было осложнено отсутствием или дороговизной автоматизированных систем, способных реагировать с требуемыми задержками.

Благодаря активной информатизации и автоматизации производственных процессов, внедрению технологий Индустрии 4.0 появляется технологическая возможность управления риск-ситуациями, развивающимися экстремально быстро: разрушением вращающихся частей станков и механизмов. Средства интеллектуальной обработки потоковых данных позволят создать системы оперативной идентификации рисков, что значительно сократит цикл управления рисками и позволит своевременно реагировать на быстро развивающиеся риск-ситуации. В статье рассмотрены особенности управления рисками экстремально быстро развивающихся риск-ситуаций. Проведен сравнительный анализ современных брокеров сообщений, подходящих для построения систем интеллектуального управления рисками в условиях неопределенности. Предложена архитектура программных средств для интеллектуального управления рисками в условиях неопределенности на основе брокера сообщений Apache Kafka. Проведен сравнительный анализ реализации обработки нечетких данных на базе Kafka Streams в рамках Apache Kafka и отдельным приложением вне Apache Kafka.

Развитие цифровой экономики в современном мире требует решения вопроса безопасности приложений Industrial lnternet of Things (IIoT). Большое количество распределенных, передающих данные по сети устройств IIoT, управляемых интеллектуальными программами (программными агентами), требуют защиты. Успешная атака на любое устройство IIoT приведет ко взлому приложения IIoT и к большим финансовым потерям, а также к прекращению функционирования приложения IIoT, следовательно, тема исследования актуальна. Цель написания статьи – кардинальное решение проблемы безопасности приложения IIoT путем разработки его блокчейн-архитектуры. Перед авторами стояли задачи исследования всех аспектов блокчейн-системы, обеспечивающих безопасность устройств приложения IIoT. Особенность блокчейн-системы состоит в том, что ее участниками являются программные агенты, управляющие устройствами приложения. В результате исследования предложена концепция блокчейн-архитектуры приложения IIoT. Исследованы механизмы консенсуса интеллектуальных программ устройств IIoT как равноправных активных участников блокчейн-сети. Механизм консенсуса и криптографическая система распределенного реестра сети блокчейн повышают информационную безопасность приложения IIoT. Синергетический эффект блокчейн-системы и интеллектуальных систем программных агентов устройств приложения IIoT существенно повышает эффективность решения. Интеллектуальные системы программных агентов устройств приложения IIoT эффективно обучаются на блокчейн-платформе, и в результате получается децентрализованный суперкомпьютер в виде блокчейн-системы. Предложенное решение может быть использовано для разработки и внедрения проектов промышленного Интернета вещей.

Развитие прикладного программного обеспечения киберфизических систем зданий подразумевает широкое использование интеграционных платформ Интернета вещей (IoT). На практике гибкая функциональность IoT-платформ часто приводит к дополнительным затратам на программную доработку существующих и подключение новых блоков, в частности цифровых двойников. В статье предложено технологическое решение по программной имплементации цифрового двойника процесса проветривания в состав контура IoT управления системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) для зданий и промышленных сооружений.

Рассматривается реализация и исполнение цифрового двойника в виде динамической имитационной модели на языке объектно-ориентированного моделирования Modelica в среде OpenModelica. В качестве примера интеграционной среды рассматривается IoT-платформа InfluxData на базе стека TICK. Это горизонтально-ориентированная платформа Интернета вещей, которая содержит механизм сбора данных с устройств и базу данных временных рядов InfluxDB для хранения метрик. Для интеграции имитационных моделей на Modelica с InfluxDB предложено использовать сервер OMPython. В этом случае управляющие и интерфейсные сценарии выполняются на языке Python, что в результате в значительной степени расширяет традиционные возможности IoT-платформы до уровня системы управления с цифровым двойником. Такое управление HVAC предусматривает адаптацию контуров управления за счет учета динамики процесса воздухораспределения по вентиляционной сети, оценки и компенсации инерционности процессов. Публикация подготовлена в ходе проведения исследования (№ 21–04–039) в рамках программы «Научный фонд Национального исследовательского университета „Высшая школа экономики (НИУ ВШЭ)“» в 2020–2021 гг.

Вопросы обеспечения финансовой устойчивости финансовых организаций, под которой понимается достаточность активов для выполнения обязательств, имеют первостепенное значение как для клиентов и управляющего звена финансовой организации, так и для экономики страны в целом. Зачастую это связано с недостатком денежных средств для выплат по обязательствам, поэтому важно отслеживать динамику денежного капитала организаций, оценивать их финансовые риски, в том числе в условиях инвестирования. Цель исследования: разработка инструментария для оценки рисков финансовых организаций. Постановка задачи: разработать имитационную модель, позволяющую исследовать динамику капитала организации, финансовые ресурсы которой формируются за счет неоднородных потоков поступления и оттока денежных средств и инвестирования, в том числе в рисковые активы, в условиях инфляции. В работе предложен алгоритм моделирования, который позволяет на основе данных о потоках денежных средств по разным видам договоров и доходностях (темпах роста) активов, представленных в форме статистических данных и/или характеристик моделей временных рядов, оценить в динамике денежный капитал финансовых организаций, собрать описательную статистику распределений финансовых ресурсов, исследовать «достаточность» средств компании для выполнения финансовых обязательств. Описана разработанная программа. Проведен вычислительный эксперимент на основе данных о потоках поступления и оттока денежных средств негосударственного пенсионного фонда по программе негосударственного пенсионного обеспечения. Представлена описательная статистика для построенных в результате моделирования распределений размеров денежных средств организации. Оценены вероятность разорения организации в динамике и риск вступления в зону финансовой ненадежности. Предложенный инструментарий обладает научной новизной в сфере конструирования имитационных моделей и систем поддержки принятия решений для анализа деятельности финансовых организаций и определения эффективных направлений их развития.

Все предприятия, осуществляющие геологоразведочные работы на территории РФ, сталкиваются с необходимостью формирования задач для маркшейдерской службы и контроля выполнения поставленных задач. Это отражается в процессах документооборота предприятий. В данной связи существует проблема организации эффективной обработки документов в системах электронного документооборота – своевременного выявления документов, содержащих маркшейдерские данные. В статье представлено возможное решение указанной проблемы – автоматизированная система классификации документов в СЭД в виде рекомендательной надстройки над системой 1С:Документооборот. В рамках создания системы классификации был разработан и реализован сценарий предварительной обработки первичных текстов документов, включающий очистку, лемматизацию и удаление стоп-слов, а также подготовку входных признаков для классификатора. Исследована применимость различных алгоритмов машинного обучения к решению рассматриваемой задачи классификации, определены значения гиперпараметров, обеспечивающие наибольшее значение метрики ROC AUC. Выполнена оценка качества всех полученных моделей с использованием метрик Precision, Recall и F-меры, исследована устойчивость качества классификации к изменению входных данных. Выявленная проблема нестабильности результатов классификации решалась путем построения модели машинного обучения в виде ансамбля классификаторов. Обученная модель (ансамбль классификаторов) тестировалась на наборе реальных документов ООО «Газпром недра»; качество классификации на тестовой выборке по метрике ROC AUC составило 0, 91. Кроме собственно модуля классификации разработанная система включает базу данных хранения результатов обучения, библиотеку функций для организации работы с базой данных, а также API-интерфейсы, позволяющие обрабатывать запросы на классификацию, приходящие из внешних систем. В API-интерфейсах, в частности, реализованы возможности загрузки сохраненных обученных моделей, валидации данных, приходящих из внешних систем, предварительной обработки входных текстовых документов, обучения новых моделей и оценки их качества, сохранение как обученных моделей, так и результатов их тестирования. Реализована возможность дообучения сохраненных моделей на новых данных.

Данная статья является продолжением статьи, опубликованной в № 1 журнала «Прикладная информатика» в 2019 году [1]. В ней задачи компьютерного проектирования трасс различных линейных сооружений (новые и реконструируемые железные и автомобильные дороги, трубопроводы различного назначения, каналы и др.) рассматриваются с единых позиций – как задачи аппроксимации последовательности точек на плоскости гладкой кривой, состоящей из элементов заданного вида, т. е. сплайном. Принципиальное отличие от других задач аппроксимации, рассматриваемых в теории сплайнов и ее приложениях, состоит в том, что границы элементов сплайна и даже их число неизвестны. Поэтому предложена двухэтапная схема поиска решения. На первом этапе с помощью динамического программирования определяется число элементов сплайна и их параметры. Для некоторых задач этот этап является единственным. В более сложных случаях результат первого этапа используется как начальное приближение для оптимизации параметров сплайна с помощью нелинейного программирования. Другим осложняющим обстоятельством является наличие многочисленных ограничений на параметры сплайна, которыми учитываются проектные нормативы и условия строительства и последующей эксплуатации сооружения. В статье рассмотрены особенности математических моделей соответствующих проектных задач. Для сплайна, состоящего из дуг окружностей, сопрягаемых отрезками прямых, используемого в проектировании продольного профиля как новых, так и реконструируемых железных и автомобильных дорог и трубопроводов, построена математическая модель и использован нестандартный алгоритм решения задачи нелинейного программирования с учетом структурных особенностей системы ограничений. В отличие от стандартных алгоритмов нелинейного программирования используется построение базиса в нуль-пространстве матрицы активных ограничений и его модификация при изменении набора активных ограничений. При этом для поиска направления спуска на каждой итерации не требуется решение вспомогательных систем уравнений вообще. Рассмотрены два варианта организации итерационного процесса оптимизации: спуск по группам переменных при наличии участков независимого построения направления спуска и традиционное изменение всех переменных в одной итерации.

Задачи предотвращения и устранения опасных ситуаций являются актуальными при эксплуатации сложных технологических объектов. Сложные технологические объекты возникают, в частности, в системах жизнеобеспечения города (системы тепло-, водо-, энерго-, газоснабжения), на крупных производственных, добывающих или перерабатывающих предприятиях. Развитие опасных ситуаций на таких объектах может привести к нежелательным или даже катастрофическим последствиям. Процесс принятия решения для устранения (предупреждения) возникающей опасной ситуации направлен на поиск такой программы действий, которая должна перевести текущую нештатную ситуацию в целевую, штатную ситуацию. В статье исследуется возможность реализации метода вывода решения на основе прецедентов с помощью нейросети в целях предупреждения и устранения опасных ситуаций на сложном технологическом объекте городской инфраструктуры. Авторы рассматривают ситуацию как совокупность состояний элементов сложного объекта и связей между ними. Для решения задачи в работе исследуются две архитектуры нейросети: модель на основе многослойного перцептрона и архитектура «компаратор – сумматор». Эксперименты показали, что предложенная нейросетевая архитектура «компаратор – сумматор» для рассматриваемых задач сравнения ситуаций показала более высокую точность, чем многослойный перцептрон. Полученные результаты продолжают известные исследования в области интеграции методов машинного обучения и методов систем, основанных на знаниях, и служат основой для дальнейшей разработки гибридных моделей вывода решений при интеллектуальном управлении сложными объектами.

Разработка веб-ресурса в наши дни – очень частая, но не всегда простая задача. Особенно если речь идет не о статическом одностраничном сайте, а о полнофункциональном динамическом веб-приложении с неограниченным количеством страниц, а также возможностью выдерживать большие нагрузки, свойственные подобного рода проектам. Использование языков программирования общего назначения для построения логики серверной части имеет большой порог вхождения, а традиционные CMS и фреймворки ЯП не обеспечивают достаточную гибкость. Наиболее верным решением в такой ситуации будет использовать DSL- подобные языки, которые просты в обращении и при этом имеют обширные возможности благодаря тому, что заранее ориентированы на решение конкретных задач. Однако на данный момент существует очень мало готовых решений. Заметным лидером в этой области является WebDSL, однако даже он имеет ряд недостатков, унаследованных от языка реализации данного проекта Java, таких как, например, малая гибкость, большие затраты производительности и необходимость устанавливать Java-машину. Процесс разработки осуществлялся с использованием относительно низкоуровневого языка программирования общего назначения C++, что избавило проект от проблем, с которыми сталкивались конкуренты, обеспечило высокую производительность интерпретатора и кроссплатформенность всей системы. Авторы подробно описали выбранные средства метауправления системой прав доступа проекта BlockSet, а также синтаксис их применения в декларативном высокоабстрактном предметно-ориентированном языке BML, используя простые и доступные примеры для демонстрации лаконичности и в то же время конструктивности выбранных синтаксических решений. Получившиеся результаты имеют большую ценность, так как позволяют значительно упростить дальнейший процесс администрирования веб-ресурса, что также является одной из основных задач проекта BlockSet. Таким образом, язык BML вкупе с системой прав доступа предоставляет гибкие, мощные и в то же время достаточно простые и понятные методы для организации необходимой системы, что соответствует парадигмам проекта о гибкости и низком пороге вхождения, а также значительно оптимизирует процесс разработки.

В статье рассмотрен подход к оценке экономической эффективности ИТ-проектов, результаты которого рекомендуется использовать при выборе варианта информатизации организаций различного типа. Указанный подход основан на расчете таких показателей, как капитальные затраты на ИТ-проект, размер прогнозируемого изменения эксплуатационных расходов по обеспечению функционирования ИС, величина роста эффективности бизнес-процессов в результате информатизации, а также затраты на обеспечение требуемого уровня информационной безопасности. Приведены результаты анализа современных тенденций развития ИС для информатизации бизнес-процессов организации, которые позволили выявить основные особенности предлагаемых на рынке решений. Показано, что в ряде случаев анализ прямых и косвенных затрат по ИТ-проекту достаточно затруднен, что приводит к неточностям при оценке его экономической эффективности. В этом случае предполагаемые сроки окупаемости проекта (обычно необоснованно короткие) на практике могут быть многократно превышены. В то же время в результате быстрого прогресса в сфере информационных технологий результаты ИТ-проектов подвержены интенсивному моральному износу, поэтому длительные сроки их окупаемости могут привести к существенным потерям для организации, реализующей проект. Учет влияния угроз информационной безопасности и необходимых дополнительных средств на ее обеспечение на прогнозные показатели экономической эффективности предлагаемых к реализации ИТ-проектов может существенно повлиять на решения по выбору не только конфигурации ИС, но и платформы, на которой она функционирует. В статье предложен подход к определению затрат на обеспечение информационной безопасности, которые должны быть учтены при оценке экономической эффективности ИТ-проекта. Описана математическая модель для выбора варианта рационального размещения по узлам ИС (серверам баз данных) таблиц, используемых сотрудниками различных территориально обособленных подразделений предприятия, что позволит снизить эксплуатационные расходы на функционирование указанной системы.

В статье рассматриваются основные аспекты моделирования подвесной полимерной высоковольтной изоляции воздушных линий электропередачи (ЛЭП) в программном комплексе COMSOL Multiphysics 5.6. Приводятся аналитические выражения математической модели электромагнитного поля вокруг изолятора, на базе которых формируется численное решение в рамках программного комплекса, позволяющее построить модель электрического поля в двумерном и трехмерном пространстве. Выделяются три основных этапа работы с интерфейсом программы. На первом этапе рассматривается задание геометрических параметров модели изолятора и окружающей области, уделяется внимание формированию конструктивных особенностей полимерных изоляторов. На втором этапе описываются физические свойства конструкционных материалов изолятора, а также окружающего его пространства. Третий этап сводится к детерминации граничных условий для решения дифференциального уравнения Пуассона. Даются рекомендации по плотности построения сетки конечных элементов. Приводится градиентная картина распределения электрического потенциала вблизи поверхности изолятора. Также построены графики распределения нормальной составляющей напряженности электрического поля вдоль поверхности изолятора. На базе полученных результатов производится исследование влияния внешних факторов на свойства полимерного изолятора. Описывается возможный вариант моделирования влияющих факторов, таких как загрязнение и увлажнение, посредством внесения изменений в описание физических свойств поверхности изолятора, а именно включением равномерного и непрерывного слоя с заданной проводимостью. Получено распределение нормальной составляющей напряженности электрического поля вдоль поверхности изолятора с загрязнением. Результаты моделирования распределения электрического поля с наличием загрязнения на поверхности изолятора и его отсутствием сводятся в таблицу, где указана напряженность электрического поля в зависимости от расстояния до траверсы. На основании анализа полученных результатов выдвигается предположение о завышенном уровне максимального электрического поля на изоляторах, рекомендуемом производителями.

Работа посвящена проведению сравнительного анализа эффективности применения моделей ARIMA, ARCH, GARCH, многофакторной модели и модели построения дерева решений. На уровне отраслевого анализа производился учет фондовых индексов. Функционал моделей может быть оценен только на практических примерах, которые представлены в статье. Приведены графики моделей с учетом интервала значимости. Получены результаты применения теста Дики – Фуллера по разным данным для проверки наличия нестационарности. Описаны параметрические аргументы для исследуемых моделей. В качестве критериев оценки для каждой модели были взяты: стандартная ошибка, коэффициент детерминации, скорректированный R-квадрат, P-значение, значение F-статистики. Приведены исходные данные, порядок проведения исследования, полученные результаты и графики. С использованием языка программирования R проведено практическое исследование функционала моделей технического и фундаментального анализа для построения прогнозных значений курса акций ПАО «Сбербанк». Каждая из рассматриваемых моделей была реализована на языке программирования R для статистической обработки данных. Процесс программного моделирования показал сильные и слабые стороны каждой из рассмотренных моделей. Наилучшие результаты показала многофакторная модель. В работе приведены количественные показатели прогнозных значений. Приведена сравнительная таблица статистических показателей результатов прогнозных моделей и сделаны выводы о пригодности их моделирования. Данное исследование проводилось с целью выявления моделей технического и фундаментального анализа, дающих наиболее точный прогноз курса акций с возможностью дальнейшей реализации в компьютерной программе.

В статье представлен метод извлечения русскоязычных многокомпонентных терминов из научно-технических текстов на основе структурных моделей терминологических словосочетаний. Описаны существующие подходы к извлечению терминов на основе метода извлечения устойчивых словосочетаний, статистических и гибридных методов, а также отмечены лингвистические аспекты терминоведения, не охваченные перечисленными методами. Охарактеризован лексический состав научно-технических текстов, приведена классификация специальной лексики в научно-технических текстах. Изучены структурные особенности терминологической лексики. Представлены наиболее продуктивные модели многокомпонентных терминологических словосочетаний в русском языке. Предложен метод извлечения русскоязычных многокомпонентных терминов из научно-технических текстов, а также описаны его этапы. Показано, что на первом этапе проводится морфолого-синтаксический анализ текста путем приписывания каждому слову его грамматических характеристик. Затем происходит исключение частей речи, которые не могут входить в состав русскоязычных многокомпонентных терминов, а также стоп-слов, которые вместе с термином образуют свободные словосочетания. Полученные цепочки слов далее соотносятся с шаблонами терминологических словосочетаний, имеющихся в базе структурных моделей терминов, а также с терминологическим словарем на предмет наличия исследуемого термина-кандидата. Обоснована необходимость привлечения терминолога для разрешения неоднозначных случаев. Каждый этап метода извлечения русскоязычных многокомпонентных терминов из научно-технических текстов проиллюстрирован примерами. Перечислены перспективы исследования, а также обоснована необходимость усложнения методов извлечения терминов путем дальнейшей классификации терминологической лексики по формальной и семантической структурам, видам антропоморфных терминов, номенклатурным названиям, нормативности/ненормативности терминологических единиц.

Развитие рыночных отношений под воздействием новых тенденций общественного развития приводит к необходимости трансформации экономики, в том числе к поиску новых эффективных форм организации совместного бизнеса. В статье исследуются возможности выбора инициатором совместной деятельности такой формы организации бизнеса, реализуемого в рамках определенного уровня экономической конвергенции, которая под воздействием цифровизации обеспечивает его наибольший рост и, как следствие, максимальное повышение конкурентоспособности инициатора. Автор разработал модель формирования экономической экосистемы как реально эффективной, учитывающей влияние на совместный бизнес как положительных, так и возможных отрицательных последствий цифровизации, которая обеспечивает максимальный экономический эффект совместного бизнеса. Для реализации этой модели в рамках определенного уровня конвергенции и применения в совместном бизнесе конкретного продукта цифровизации разработан алгоритм. Основными параметрами модели и реализующего ее алгоритма являются такие введенные автором понятия, как «экономическая экосистема», «потенциально самая эффективная экономическая экосистема», «реальная экосистема», «реально эффективная экосистема», описываемые показателями экономического эффекта и затрат по его получению. Следование шагам алгоритма, реализующего модель, позволит сформировать такой вариант экономической экосистемы, который обеспечит инициатору на определенном рассматриваемом уровне конвергенции при использовании в совместном бизнесе конкретного продукта цифровизации самый большой экономический эффект. Сравнение полученных по каждому уровню и продукту цифровизации вариантов реально эффективных экосистем дает возможность отбора окончательного варианта экосистемы, обеспечивающего инициатору экономический эффект, максимальный по уровням конвергенции и продуктам цифровизации, и, как следствие, наибольший рост его конкурентоспособности. Сформированная на основе разработанной модели и реализующего ее алгоритма экономическая экосистема дает в условиях конкурентной экономики инициатору создания совместного бизнеса наибольшие преимущества.

Эволюционное моделирование – это одно из направлений искусственного интеллекта, сущностью которого является интерпретация вычислительных процессов и построение конечных форм целостных вычислительных алгоритмов с точки зрения их существования, изменчивости и развития в природных системах. По причине использования в своей основе принципов теории естественного отбора все методы эволюционного моделирования носят оптимизационный характер. Одним из наиболее распространенных методов эволюционного моделирования является генетический алгоритм (ГА) – метод адаптивного поиска решений, основанный на принципах теории эволюции и теории естественного отбора с сохранением биологической терминологии в упрощенном виде, сущностью которого является определение наиболее приспособленной особи (решения) по значению функции ее приспособленности в ходе эволюции с учетом анализа влияний факторов наследственности и внешней среды. Несмотря на биологическую терминологию, ГА являются универсальным вычислительным средством, с помощью которого можно решать широкий круг сложных задач, в том числе и в отрасли электроэнергетики. Авторами был рассмотрен вопрос о применении генетического алгоритма в рамках расчета установившегося режима электрической сети (УР ЭС), так как математическая модель электрической сети представляет собой систему нелинейных уравнений высокого порядка, в которой учтены все ограничения, накладываемые физическими свойствами рассматриваемого объекта, и решение которой ввиду сложности реально действующих электрических сетей – достаточно трудоемкая оптимизационная задача. Корректное решение данной системы является наиболее ответственным этапом расчета УР ЭС. Именно по этой причине поиск оптимальных методов расчета УР ЭС является важной и актуальной задачей. В данной работе представлены результаты разработки аналитического аппарата, позволившего осуществить поиск решения задачи расчета установившихся режимов электрических сетей методом генетического алгоритма посредством специального программного обеспечения.

Использование глобальных порогов бинаризации при обработке изображений не всегда дает корректный результат. Это особенно часто наблюдается при обработке изображений с неравномерной освещенностью. На одних участках изображения автоматически определяемый порог бинаризации позволяет получить достаточно хорошо визуализируемые объекты, тогда как на других участках необходимые для анализа объекты становятся «засвеченными» или, наоборот, «затененными». Бинаризация играет очень важную роль в тех случаях, когда необходимо локализовать на изображении все объекты интереса, особенно когда объект интереса содержит в себе информацию, которая будет использоваться на следующих этапах обработки. Многоградационные изображения могут содержать в себе множество объектов интереса, таких как номерные знаки автомобилей, номера вагонов поезда, лица людей, дефекты производимой продукции. Каждый из этих случаев требует качественной обработки для последующего распознавания. Если на обрабатываемом изображении присутствуют шумы или показатели яркости распределены неравномерно, то процесс бинаризации может привести к потере важной информации – потере части символа, обрыву контура объекта или, наоборот, возникновению новых областей, ошибочно прибавляемых к объекту интереса, – тени других объектов, грязь на номерном знаке. Поэтому процесс бинаризации требует очень точной предварительной калибровки под все возможные условия съемки – светлое и темное время суток, учет возможной зашумленности (помехи при передаче сигнала), экстремальные ситуации (сильный град или дождь). В данной статье авторы исследуют процесс бинаризации изображений с неравномерной освещенностью с использованием нескольких локальных порогов бинаризации вместо одного глобального. Предлагается проверять гистограммы полученных фрагментов на количество пиков или «мод». Если гистограмма бинаризованного фрагмента является одномодальной, то данный фрагмент не подлежит дальнейшей обработке и порог бинаризации на нем определен правильно.

В статье рассмотрены вопросы применения ситуационно-ориентированного подхода для программной обработки word-документов. Рассматриваемые документы подготавливаются пользователем в среде текстового процессора Microsoft Word или его аналогов и используются в дальнейшем как источники данных. Открытость форматов Office Open XML и Open Document Format позволила применить концепцию виртуальных документов, отображаемых на ZIP-архивы, для программного доступа к XML-компонентам word-документов в ситуационно-ориентированной среде. Обоснована важность выработки предварительных соглашений относительно размещения информации в документе для последующего поиска и извлечения, например, с помощью заранее подготовленных шаблонов-заготовок. Для форматов DOCX и ODT рассмотрено использование ключевых фраз, закладок, элементов управления контентом, пользовательских XML-компонентов для организации извлечения введенных данных. Для каждого варианта построены древовидные модели доступа к извлекаемым данным, а также соответствующие XPath-выражения. Отмечено, что использование того или иного варианта зависит от функциональных возможностей и ограничений текстового процессора и характеризуется различной сложностью разработки шаблона-заготовки, внесения данных пользователем и программирования извлечения данных. Рассмотрен практический пример обработки метаданных научной статьи, подготовленной в среде Microsoft Word для публикации в научном журнале. Примененное решение основано на занесении метаданных в статью с помощью размещенных в шаблоне-заготовке элементов управления контентом, привязанных к элементам пользовательского XML-компонента. Разработанная иерархическая ситуационная модель HSM обеспечивает извлечение XML-компонента, загрузку его в DOM-объект и XSLT-преобразования для получения результирующих данных: отчета об ошибках и JavaScript-кода для последующего использования извлеченных метаданных.

Исследование раскрывает актуальные методические аспекты разработки кроссплатформенных мобильных приложений. Теоретическая значимость исследования заключается в обобщении и изучении программных продуктов и сред IDE, обеспечивающих кроссплатформенную разработку, а также утилит кодогенерации. Представлены результаты сравнительного анализа подходов кроссплатформенной разработки и результаты сравнительного анализа инструментов разработки кроссплатформенных мобильных приложений. Определены факторы, замедляющие разработку кроссплатформенного приложения. Обозначены решения для минимизации функциональных потерь в условиях построения универсального программного продукта. Были приведены данные по использованию Shell-скриптов, что повысит эффективность использования утилиты кодогенерации. Определены шаги по интеграции общей логики в нативные проекты. Практическая значимость результатов исследования представлена методикой разработки кроссплатформенных мобильных приложений с использованием комбинации инструментов для снятия выявленных функциональных ограничений. Исследование содержит комплекс последовательных действий и выводы, к которым пришли исследователи в процессе формирования методики кроссплатформенной разработки мобильных приложений. Методика позволит разработать кроссплатформенный программный продукт, адаптированный для последующих модификаций и расширений. Данный материал может быть оформлен в виде стандарта компании-разработчика в формате ee внутреннего документа (инструкции).

Актуальность темы статьи определяется тем, что существующие системы поддержки принятия решений (СППР) обеспечивают автоматизацию только части этапов типового цикла управления, полностью возлагая на пользователя такие важные из них, как целеполагание и управление выполнением разработанных планов. Сложившаяся ситуация определяется объективными сложностями формализации и динамичности указанных этапов, но на практике это разрывает единый процесс управления на автономные, частично автоматизированные участки. Существующие программные компоненты целеполагания и автоматизированного управления, реализованные в системах корпоративного управления (системы типа Enterprise Resource Planning) или средствах SMART-целеполагания (Specific, Measurable, Achievable, Relevant, Time bound), являются не компонентами СППР, а лишь отдельными программными средствами, решающими проблему частично. Более того, исследования в области разработки подобных средств для СППР в настоящий момент не ведутся. С учетом этого целью исследования являлось получение описательной постановки задачи автоматизации процессов целеполагания и управления для реализации в СППР. В статье с использованием общенаучных методов исследования проведен анализ содержания цикла управления и существующих технологий автоматизации его элементов. С применением результатов анализа синтезированы предложения и сформулирована постановка задачи на автоматизацию этапов целеполагания и управления выполнением планов, для реализации в составе СППР, предложены подходы, которые могут быть использованы для реализации поставленной задачи. Проблему автоматизации начального этапа цикла управления, целеполагания, предлагается решить применением специализированных экспертных систем, обеспечивающих формирование ранжированных перечней возможных целей на основе описательной постановки задачи, формируемой пользователем СППР на естественном языке. Решение проблемы поддержки принятия решений на этапе управления предлагается обеспечить за счет использования упрощенных динамических алгоритмов управления.

Данная работа посвящена исследованию изменений цветовых координат на различных устройствах визуализации при воспроизведении цвета, в частности смартфонах как одних из наиболее часто используемых устройств в современном мире, что связанно с аппаратной зависимостью цветовоспроизводящей системы. Целью работы является выбор средств визуализации, определение их технических характеристик, определение тестовых цветов для визуализации на различных устройствах, определение допусков в воспроизведении каждого цвета при использовании различных просмотровых устройств. Для реализации цели были поставлены такие задачи, как выбор изображений, содержащих памятные цвета. Данные цвета являются основополагающими при определении допусков в воспроизведении цвета, так как информация о них заложена у каждого человека на основании его жизненного опыта и знаний, и изменение в воспроизведении памятных цветов, нарушение в цветопередаче являются наиболее визуально заметными. Памятные цвета преобразовываются в образцы – тест-объекты, по которым производится определение координат в аппаратно-независимом цветовом пространстве. Производится определение допусков при изменении цветовоспроизведения за счет применения селективной (цветовой) коррекции. При решении задачи было отмечено, что имеются цвета, в которых при небольших изменениях цветовых координат в достаточно сильной степени изменяется визуальная составляющая, при этом другие цвета при численно одинаковом изменении визуально не меняются. Для выбранных цветов на различных средствах визуализации производится расчет разницы цветовоспроизведения и приводятся расчеты цветовых отличий для различных моделей просмотровых устройств при визуальной разнице восприятия. Данное исследование будет полезным при внесении поправки цветовых координат для минимизации цветовой разницы формируемого изображения на различных цветопроизводящих устройствах.

В работе рассмотрены факторные модели, позволяющие прогнозировать урожайность сельскохозяйственных культур. Показано, что основными климатическими параметрами, влияющими на результативный признак, являются температура воздуха и осадки в начальный период вегетации. При этом факторы теплообеспечения и влагообеспечения могут представлять собой значения как за месяц, так и иной интервал, близкий к такой продолжительности. Кроме температуры воздуха и осадков на урожайность зерновых культур оказывает влияние время. Модели могут отражать связи результативного признака с факторами на уровне опытных полей, сельскохозяйственных организаций, муниципальных районов. Наличие значимых регрессионных зависимостей, которые могут быть линейными и нелинейными, позволяет уменьшить неопределенность задачи оптимизации производства аграрной продукции путем сокращения случайных и интервальных параметров. Приведена модель параметрического программирования с учетом выражений, характеризующих связи урожайности зерновых культур с метеорологическими параметрами, в двух вариантах для получения оптимальных планов производства аграрной продукции товаропроизводителем. Рассмотрен пример реализаций оптимизационной модели для реального хозяйства. Предложенная модель создана для поддержки принятия решения в условиях неопределенности. Работа выполнена согласно статистическим данным об урожайности пшеницы, ячменя и овса по Усольскому, Черемховскому и Иркутскому районам за 1997–2018 гг.; на основе урожайности сортоучастков по Усольскому, Иркутскому, Братскому и Нукутскому районам за 2000–2018 гг. (по данным Госсорткомиссии); на основе урожайности ООО «Сибирская Нива» за период 2005–2018 гг. Кроме того, использованы суточные температуры воздуха и суточные осадки в промежутке май–август за 1997–2018 гг. по метеорологическим пунктам: Усолье-Сибирское, Черемхово, Иркутск и Братск.