На правах рекламы:
ISSN 0236-235X (P)
ISSN 2311-2735 (E)

Авторитетность издания

ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ

Добавить в закладки

Следующий номер на сайте

2
Ожидается:
16 Июня 2024

Статьи журнала №1 2023

1. An intelligent system for monitoring and analyzing competencies in the learning process [№1 за 2023 год]
Авторы: Куликов Г.Г. (gennadyg_98@Yahoo.com) - Уфимский государственный авиационный технический университет, кандидат технических наук; Антонов В.В. (antonov.v@bashkortostan.ru) - Уфимский государственный авиационный технический университет, факультет ИРТ (профессор), доктор технических наук; Родионова Л. (rodionovaKF@yandex.ru) - Уфимский государственный авиационный технический университет (доцент), кандидат технических наук; Фахруллина А. (almirafax@mail.ru) - Уфимский государственный авиационный технический университет (доцент), кандидат технических наук; Кромина Л. (luyda-kr@yandex.ru) - Уфимский государственный авиационный технический университет (доцент), кандидат технических наук; Пальчевский Е.В. (teelxp@inbox.ru) - Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации (преподаватель); Брейкин Т. (t.breikin@shu.ac.uk) - Шеффилдский университет Халлама (доцент), кандидат технических наук;
Abstract: The article proposes an intelligent system (a software-analytical complex) based on an artificial neural net-work for managing the educational process based on data received from corporate business units. Modelling business process improvement involves using the Deming cycle. The paper presents a structure (model) of a software-analytical complex that makes it possible to identi-fy and trace explicitly interconnected vertical and horizontal processes, which gives a formalized description of the system that meets the algorithm requirements. There is an ontological model of the program analytics complex structure built; it is linked to a set of solutions using databases and knowledge bases; it is divided in-to classes of objects and categories with hierarchical relationships between them. In order to share this knowledge, a specific description of this data must be provided to the SAC. This description must be formal enough to be understood by another system and written in the same language. The novelty is in the consideration of a variant of solving the problem of integrating information systems associated with weakly structured subject-oriented information flows of an educational institution using the methods of set theory and category theory. The properties of relations between accounting objects are de-scribed at a high abstraction level; it becomes possible to significantly expand the scope of the proposed method for constructing a software-analytical complex based on an ontological model for various subject areas, taking into account the multi-level consideration of the subject area itself, the same consideration of finite and infinite ranges of values. At the same time, the necessary abstraction level is automatically deter-mined to ensure the structural and parametric integrity of the system being formed and the interpretation of the emerging problems of data analysis represented by semantic models.
Аннотация: В статье предлагается интеллектуальная система (программно-аналитический комплекс) на основе искусственной нейронной сети для управления учебным процессом на данных, полученных от структурных подразделений организации. Для моделирования совершенствования бизнес-процессов используется цикл Деминга. Представлена структура (модель) программно-аналитического комплекса, позволяющего выявить и проследить связанные друг с другом вертикальные и горизонтальные процессы, что дает формализованное описание системы, удовлетворяющее требованиям алгоритма. Построена онтологическая модель структуры комплекса программной аналитики, которая увязывается с набором решений с использованием баз данных и знаний и разбивается на классы объектов и категории с иерархическими отношениями между ними. Чтобы поделиться этими знаниями, в SAC необходимо предоставить их конкретное описание. Оно должно быть достаточно формальным, понятным для другой системы и написано на том же языке. Новизна заключается в решении задачи интеграции информационных систем, связанных со слабоструктурированными предметно-ориентированными информационными потоками образовательного учреждения, с использованием методов теории множеств и теории категорий. Описание свойств отношений между объектами учета происходит на высоком уровне абстракции, появляется возможность существенно расширить сферу применения предлагаемого метода построения программно-аналитического комплекса на основе онтологической модели для различных предметных областей с учетом многоуровневого рассмотрения самой предметной области, а также конечных и бесконечных областей значений. При этом автоматически определяется необходимый уровень абстракции для обеспечения структурной и параметрической целостности формируемой системы и интерпретации возникающих задач анализа данных, представленных семантическими моделями.
Keywords: software analytical package, formal model, artificial neural network, deming cycle, the competence, additional professional education
Ключевые слова: программно-аналитический комплекс, формальная модель, искусственная нейронная сеть, цикл деминга, компетенции, дополнительное профессиональное образование
Просмотров: 2289

2. Когнитивные регуляторы: технологии мягких вычислений и информационно-термодинамический закон  самоорганизации интеллектуального управления [№1 за 2023 год]
Авторы: Шевченко А.А. (allabard@yandex.ru) - Государственный университет «Дубна» – Институт системного анализа и управления (аспирант); Шевченко А.В. (sh3vchenkoav@yandex.ru) - Государственный университет «Дубна» – Институт системного анализа и управления (аспирант); Зрелова Д.П. (zrelova@jinr.ru) - Государственный университет «Дубна» – Институт системного анализа и управления, Объединенный институт ядерных исследований – лаборатория информационных тех-нологий им. М.Г. Мещерякова (аспирант, стажер-исследователь); Ульянов С.В. (ulyanovsv46_46@mail.ru) - Государственный университет «Дубна» – Институт системного анализа и управления, Объединенный институт ядерных исследований – лаборатория информационных технологий (профессор), доктор физико-математических наук;
Аннотация: В работе рассматривается методология проектирования интеллектуальных когнитивных систем управления сложными динамическими системами. Кратко описаны информационные и термодинамические подходы, объединяющие однородным условием критерии динамической устойчивости, управляемости и робастности. Обозначены проблемы обучения и адаптации нечеткого регулятора, которые являются актуальными в современной теории управления. Многие существующие решения используют модели искусственных нейронных сетей, основанные на алгоритме обратного распространения ошибки, многослойной структуре Кохонена и т.д. К сожалению, подобные алгоритмы не гарантируют требуемого уровня надежности и точности управления в сложных и непредвиденных ситуациях. Предложено одно из решений проблемы разработки системы когнитивного управления. Оно заключается в поиске конструктивного решения задач проектирования баз знаний и интеллектуального робастного когнитивного управления в заданном проблемно-ориентированном приложении. Сравниваются различные типы регуляторов, в том числе интеллектуальный регулятор на основе эмоционального обучения мозга. Описаны преимущества проектирования робастных баз знаний на основе программно-алгоритмического комплекса Оптимизатор баз знаний (SCOptKBTM) на мягких вычислениях. Рассматривается одна из ключевых задач современной робототехники – разработка технологий когнитивного взаимодействия, позволяющих выполнять интеллектуальные функции управления за счет перераспределения знаний и управления на программном уровне. На практическом примере по-казана эффективность предложенной гибридной когнитивной системы управления, повышающей точность и надежность распознавания ментальных команд.
Abstract: The paper considers a methodology for designing intelligent cognitive control systems for complex dynamic systems. There are brief descriptions of informational and thermodynamic approaches that unite dynamic stability, controllability and robustness criteria under a homogeneous condition. The authors indicate the problems of training and adaptation of a fuzzy controller, which are relevant in modern control theory. Many existing solutions use artificial neural network models based on the backprop-agation algorithm (BP), the Cohen multilayer structure, etc. Unfortunately, such algorithms do not guarantee the required level of reliability and control accuracy in complex unforeseen situations. These schemes work successfully if the control task is performed in the absence of underdetermined stochastic noise in the envi-ronment, in sensors, in the control loop, etc. The paper proposes one of the solutions to the problem of developing a cognitive control system, which proposes a constructive solution to the problems of designing knowledge bases and intelligent robust cogni-tive control in a given problem-oriented application. There is a comparison of various types of regulators, in-cluding an intelligent regulator based on emotional brain training. The paper describes the advantages of de-signing robust knowledge bases based on the software-algorithmic complex Soft Computing Optimizer based on fuzzy logic. The paper also considers one of the key tasks of modern robotics that is the development of technologies for cognitive mechanical interaction, which makes it possible to implement intelligent control functions through the redistribution of knowledge and control at the program level. A practical example shows the ef-fectiveness of the proposed hybrid cognitive control system, which increases the accuracy and reliability of recognizing mental commands.
Ключевые слова: оптимизатор баз знаний, когнитивные системы управления, информационно-термодинамический закон, интеллектуальные регуляторы, мягкие вычисления
Keywords: knowledge base optimizer, , cognitive control system, information-thermodynamic law, intelligent controllers, soft computing
Просмотров: 2274

3. Industrial robotic intelligent robust control system:  applying quantum soft computing technologies  and quantum software engineering  in unpredicted control situations [№1 за 2023 год]
Авторы: Ульянов С.В. (ulyanovsv46_46@mail.ru) - Государственный университет «Дубна» – Институт системного анализа и управления, Объединенный институт ядерных исследований – лаборатория информационных технологий (профессор), доктор физико-математических наук; Решетников А.Г. (reshetnikovag@pochta.ru) - Международный университет природы, общества и человека «Дубна» (аспирант); Зрелова Д.П. (zrelova@jinr.ru) - Государственный университет «Дубна» – Институт системного анализа и управления, Объединенный институт ядерных исследований – лаборатория информационных тех-нологий им. М.Г. Мещерякова (аспирант, стажер-исследователь);
Abstract: The strategy for designing intelligent control systems based on quantum and soft computing technologies is described. The synergetic effect of quantum self-organization of a robust knowledge base, extracted from imperfect knowledge bases of an intelligent fuzzy controller, is presented. The developed technology im-proves the reliability of intelligent cognitive control systems in unforeseen control situations, for example, with various types of interacting robots. Benchmarks demonstrated the effective implementation of a quantum fuzzy inference circuit as a ready-made programmable algorithmic solution for lower-level control systems embedded in a standard board, demonstrated the quantum superiority of quantum intelligent control of classical control objects, ex-panding the Feynman-Manin thesis. The correct physical interpretation of the process of controlling self-organization at the quantum level is discussed on the basis of quantum information-thermodynamic models of exchange and extraction of quantum (hidden) valuable information from/between classical particle trajectories in the “swarm of inter-acting particles” model. A new information synergetic effect is demonstrated: a robust knowledge base of a quantum fuzzy controller is created in real time from two unreliable knowledge bases of a fuzzy controller. This effect is purely quantum in nature and uses hidden quantum information extracted from classical states. The main physical and information-thermodynamic aspects of the model of quantum intelligent con-trol of classical control objects are discussed.
Аннотация: В работе описана стратегия проектирования интеллектуальных систем управления на основе технологий квантовых и мягких вычислений. Представлен синергетический эффект квантовой само-организации робастной базы знаний, извлеченной из несовершенных баз знаний интеллектуального нечеткого регулятора. Разработанная технология повышает надежность интеллектуальных когнитивных систем управления в непредвиденных ситуациях управления, например, с различными типа-ми взаимодействующих роботов. Наглядные примеры продемонстрировали эффективное внедрение схемы квантового нечеткого логического вывода в качестве готового программируемого алгоритмического решения для систем управления нижнего исполнительного уровня, встроенных в стандартную плату, а также квантовое превосходство квантового интеллектуального управления классическими объектами управления, расширяя тезис Фейнмана–Манина. Обсуждается корректная физическая интерпретация процесса управления самоорганизацией на квантовом уровне на основе квантовых информационно-термодинамических моделей обмена и извлечения квантовой (скрытой) ценной информации из/между классическими траекториями частиц в модели «рой взаимодействующих частиц». Продемонстрирован новый информационный синергетический эффект: из двух ненадежных баз знаний нечеткого регулятора в режиме реального времени создается робастная база знаний квантового нечеткого регулятора. Этот эффект имеет чисто квантовую природу и использует скрытую квантовую информацию, извлеченную из классических состояний. Обсуждаются основные физические и информационно-термодинамические аспекты модели квантового интеллектуального управления классическими объектами управления.
Keywords: industrial robot, quantum algorithms, robustness, intelligent control in unpredicted situations, quantum fuzzy inference
Ключевые слова: промышленный робот, квантовые алгоритмы, робастность, интеллектуальное управление в условиях неопределенности, квантовый нечеткий вывод
Просмотров: 2381

4. Моделирование поведения интеллектуальных агентов на основе методов машинного обучения  в моделях конкуренции [№1 за 2023 год]
Авторы: Анохин А.О. (alex.anokhin.st@gmail.com) - Волгоградский государственный технический университет (аспирант); Парыгин Д.С. (dparygin@gmail.com) - Волгоградский государственный технический университет (доцент), кандидат технических наук; Садовникова Н.П. (npsn1@ya.ru) - Волгоградский государственный технический университет (профессор), доктор технических наук; Финогеев А.А. (fanton3@ya.ru) - Пензенский государственный университет (доцент), кандидат технических наук; Гуртяков А.С. (agurtyakov@gmail.com) - Волгоградский государственный технический университет (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: В настоящей статье рассматриваются аспекты применения методов машинного обучения к существующим способам моделирования поведения интеллектуальных агентов для обеспечения возможности агентам повысить показатели своей эффективности в моделях конкуренции. Практическая значимость исследования представлена разработкой подхода к моделированию поведения интеллектуальных агентов, за счет которого можно повысить эффективность их функционирования в таких сферах деятельности, как компьютерные игры, разработка беспилотных летательных аппаратов и поисковых роботов, изучение городской и транспортной мобильности, а также в прочих сложных системах. Проведен обзор существующих методов машинного обучения (обучение с подкреплением, глубокое обучение, Q-обучение) и способов моделирования поведения агентов (модель на правилах, конечно-автоматная модель поведения, деревья поведения). Выбрана наиболее подходящая к задаче комбинация метода обучения и модели поведения: деревья поведения и обучение с подкреплением. Средствами Unity реализована тестовая платформа, разработаны модели поведения четырех основных архетипов агентов, которые должны соревноваться в задаче сбора ресурсов в условиях ограниченного времени. Реализован обученный агент с помощью средств Unity ML и TensorFlow. На базе тестовой платформы проведена серия экспериментов в различных условиях: ограниченность, изобилие, среднее количество ресурсов. В рамках эксперимента тестировалась способность разработанной модели поведения интеллектуального агента выигрывать в условиях конкуренции с агентами, снабженными различными вариантами традиционных моделей поведения на базе деревьев поведения. Оценены работоспособность и преимущества использования разработанной модели по-ведения. Проанализированы результаты эксперимента, сделаны выводы относительно потенциала выбранной комбинации методов.
Abstract: The article discusses the aspects of applying machine learning methods to existing methods for modeling the behavior of intelligent agents to enable agents to improve their performance in competition models. The practical significance of the study is represented by developing an approach to modeling the behav-ior of intelligent agents in order to increase the efficiency of their functioning in such areas as computer games, developing unmanned aerial vehicles and search robots, studying urban and transport mobility, as well as other complex systems. There is a review of the existing machine learning methods (reinforcement learning, deep learning, Q-learning) and methods for modeling the agents’ behavior (a rule-based model, a finite automaton model of behavior, behavior trees). The authors have chosen the most appropriate combination of a learning method and a behavior model for the task: behavior trees and reinforcement learning. A test platform was implemented using Unity tools, behavior models were developed for the four main archetypes of agents that must compete in collecting resources in a limited time. A trained agent was imple-mented using Unity ML and TensorFlow tools. The test platform has become a basis for a series of experiments under various conditions: limited re-sources, resource abundance, average amount of resources. As part of the experiment, the authors tested the ability of the developed intelligent agent’s behavior model to win in a competitive environment with agents equipped with various variants of traditional behavior models based on behavior trees. The efficiency and advantages of using the developed behavior model were evaluated. The paper analyzes the experimental re-sults and draws conclusions regarding the potential of the selected combination of methods.
Ключевые слова: дерево поведения, машинное обучение, искусственный интеллект, интеллектуальный агент, моделирование поведения
Keywords: behavior tree, machine learning, artificial intelligence, intelligent agent, behavior modeling
Просмотров: 2361

5. Информационно-вычислительная система для оценки влияния объектов энергетики на окружающую среду [№1 за 2023 год]
Авторы: Кузьмин В.Р. (rulisp@vigo.su) - Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (младший научный сотрудник); Массель Л.В. (massel@isem.irk.ru) - Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (профессор, зав. отделом систем искусственного интеллекта в энергетике), доктор технических наук;
Аннотация: Предметом исследования является авторская информационно-вычислительная система WICS для оценки влияния объектов энергетики на окружающую среду. В статье обоснована необходимость как выполнения этих оценок, так и разработки соответствующей системы. При построении информационно-вычислительной системы использованы методы построения клиент-серверных веб-приложений для оптимизации требований к компьютерам пользователей и организации коллективной работы, а также методы построения мультиагентных систем для оптимизации расчетов. Для реализации БД применен онтологический инжиниринг предметных областей – энергетики и экологии. В статье показана архитектура созданной системы, описаны разработанные информационные подсистемы, основанные на утвержденных нормативных методиках, для выполнения расчетов (оценок). Для интерполяции результатов анализа проб снега на содержание загрязняющих веществ применен эмпирический байесовский кригинг. Приведены результаты апробации разработанной информационно-вычислительной системы на примере данных по Центральной экологической зоне Байкальской природной территории. Предлагаемая система может быть использована как для проведения оценок текущей ситуации с загрязненностью окружающей среды объектами энергетики, так и при планировании мероприятий по снижению их вредного воздействия или вводе новых генерирующих мощностей.
Abstract: The subject of the article is the author's information and computer system called WICS for assessing the im-pact of energy facilities on the environment. The paper substantiates the necessity of both performing such assessments and developing an appropriate system. When building an information and computer system, the authors used the following methods: methods for building client-server Web applications to optimize the requirements for users' computers and to organize teamwork; methods for constructing multi-agent systems for optimizing calculations. In order to implement the database, the authors applied ontological engineering of subject areas that are energy and ecology. The article shows the architecture of the developed system, describes the developed information subsystems based on approved normative methods for performing calculations. Empirical Bayesian kriging is used to in-terpolate the results of the analysis of snow tests for pollutants. There are the results of approbating the de-veloped system on the example of data on the Central Ecological Zone of the Baikal Natural Territory. The proposed system can be used both for assessing the current situation with environmental pollution by energy objects, and when planning measures to reduce their harmful effects or installation of new gener-ating capacities.
Ключевые слова: оценка влияния, онтологический инжиниринг, информационно-вычислительная система, окружающая среда, объекты энергетики
Keywords: impact assessment, ontological engineering, information-computer system, environment, energy objects
Просмотров: 1904

6. Разработка и моделирование гибридного протокола  динамической маршрутизации [№1 за 2023 год]
Авторы: Абросимов Л.И. (AbrosimovLI@mpei.ru) - Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» (профессор), доктор технических наук; Хаю Х. (hussein.khayou@gmail.com) - Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» (аспирант); Орлова М.А. (OrlovaMA@mpei.ru) - Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» (ассистент);
Аннотация: Расширение сетевых услуг обусловливает существенное повышение требований к качеству и скорости решения задач сетевого управления постоянно растущими сетями в центрах обработки данных. Рост нагрузки приводит к необходимости структурного масштабирования, заключающегося в увеличении количества серверов и маршрутизаторов. Существует потребность в простых масштабируемых протоколах маршрутизации для облегчения автоматизации и управления постоянно растущими сетями, особенно в центрах обработки данных. Целью работы является представление разработанного гибридного протокола динамической маршрутизации, включающего модернизированный алгоритм дистанционно-векторной маршрутизации и алгоритм состояния канала. В статье показано решение проблем разработки гибридного протокола динамической маршрутизации, который гарантирует отсутствие циклов, обеспечивает требования масштабирования посредством разработки и реализации простых алгоритмов, позволяющих обеспечить надежную передачу рабочего и служебного трафиков, содержащих информацию о маршруте, и обнаружить подключенные к текущему маршрутизатору каналы, сети и непосредственно подключенные соседние маршрутизаторы. Требования масштабируемости нового гибридного протокола динамической маршрутизации выполняются за счет того, что алгоритм дистанционно-векторной маршрутизации вычисляет расстояния до узлов инфраструктуры, а не сами сетевые префиксы. Объявление сетевых префиксов производится алгоритмом состояния канала только один раз, что приводит к уменьшению БД о со-стоянии канала и к сокращению вычислений после изменения топологии. Исключение петель достигается за счет внедрения нового разработанного алгоритма распределенных порядковых номеров. Для моделирования гибридного протокола динамической маршрутизации разработана имитационная модель. Моделирование позволило оценить количество и объем служебного трафика, что подтвердило эффективность функционирования разработанного протокола в условиях масштабирования сети центров обработки данных.
Abstract: Nowadays, the growth of network services significantly increases the requirements for the quality and speed of solving network management problems in ever-growing data centers. The load increase in data centers leads to the need for structural scaling that implies increasing the number of servers and routers. There is a need for simple scalable routing protocols to facilitate automation and management of ever-growing net-works, especially in data centers. The work aims to present and simulate a new hybrid dynamic routing protocol including an upgraded dis-tance vector routing algorithm and a link state algorithm. The article discusses the solution to the problems of developing a hybrid dynamic routing protocol, which guarantees loop freedom and provides scaling requirements through the development and implementation of simple algorithms that ensure reliable transmission of data and service traffic containing route infor-mation and detects channels, networks, and directly connected neighboring routers connected to the current router. The scalability requirements of the new hybrid dynamic routing protocol are met since the distance vector routing algorithm calculates the distances to infrastructure nodes, and not to the network prefixes themselves. The link state algorithm advertises network prefixes only once, which leads to a reduction in the link state database and a reduction in calculations after topology changes. Loop freedom is achieved by in-troducing a newly developed distributed sequence number algorithm. A simulation model has been developed to simulate the hybrid dynamic routing protocol. The simulation allowed estimating the amount and volume of service traffic, which confirmed the effectiveness of the de-veloped protocol in the conditions of scaling the data center network.
Ключевые слова: моделирование протоколов маршрутизации, алгоритм, модель, бесцикловая маршрутизация, масштабируемость протокола маршрутизации
Keywords: dynamic routing hybrid protocol, algorithm, mathematical model, loopless routing, routing protocol scalability
Просмотров: 2081

7. Интеграция подпространства предметной области  в семантическое пространство «математика» [№1 за 2023 год]
Авторы: Атаева О.М. (oli@ultimeta.ru) - Вычислительный центр им. А. А. Дородницына РАН (младший научный сотрудник); Серебряков В.А. (serebr@ultimeta.ru) - Вычислительный центр им. А. А. Дородницына РАН (профессор, зав. отделом), доктор физико-математических наук; Тучкова Н.П. (natalia_tuchkova@mail.ru) - Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» РАН (старший научный сотрудник), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: В работе рассматривается проблема развития семантической библиотеки путем добавления но-вой прикладной научной области. На примере журнала по прикладным вопросам композиционных материалов строится дополнение к основному контенту библиотеки, расширяется описание исходной предметной области и происходит детализация статей УДК и MSC, соответствующих локальной предметной области. При этом решаются задачи добавления терминов в тезаурус, построения эта-лонного корпуса прикладной предметной области математики, создания настраиваемого интерфейса. Формулы и уравнения локальной предметной области семантически связываются с основным контентом библиотеки. Главное преимущество использования семантических библиотек для подобного рода задач со-стоит в обогащении имеющейся базы знаний библиотеки и выявлении связей в данных. Реализация перечисленных задач ведется средствами семантической библиотеки LibMeta, что позволяет обсуждать такие понятия, как тематическая область/подобласть и их иерархические связи, в частности, автоматическое включение понятий охватывающей области в систему знаний подобласти, возможности персонализации построенных конструкций и использования LibMeta как инструмента построения, в частности, собственно онтологии. Исследование этих задач требует взаимодействия с экспертами предметной области и использования современных средств и методов обработки естественного языка, машинного обучения подходов к представлению знаний. Интеграция данных в рамках библиотеки позволяет расширять описание предметных областей, связанных с приложениями математики в междисциплинарных исследованиях и технологиях. Для одного из прикладных разделов задач математической физики показана процедура включения специфических словарей, тезаурусов, а также массива публикаций специализированного журнала в семантическую библиотеку. Предлагаемый подход позволит использовать контент семантической библиотеки «математика» для научных исследований, минимизируя процесс поиска информации в локальной предметной области без потери более общих результатов, содержащихся за пределами этой области.
Abstract: The paper studies the problem of developing a semantic library by adding a new applied scientific area. The authors use the example of a journal on applied issues of composite materials in order to build an addition to the main content of the library, to expand the description of the original subject area, and to detail UDC and MSC articles corresponding to the local subject area. At the same time, they solve the tasks of adding terms to the thesaurus, building a reference corpus of the applied subject area of mathematics, and creating a custom interface. Formulas and equations of the local subject area are semantically linked to the main content of the library. The main advantage of using semantic libraries for this kind of tasks is to enrich the existing knowledge base of the library and identify relationships in data. To study these problems, it is necessary to interact with subject matter experts and use modern tools and methods for natural language processing, machine learning approaches to knowledge representation. The above tasks are implemented by means of the LibMeta se-mantic library, which allows considering such concepts as the thematic area/subdomain and their hierar-chical relationships, in particular, the automatic inclusion of the enclosing area concepts in the subdomain knowledge system; the possibility of personalizing the built structures and using LibMeta as a construction tool, in particular, building the ontology itself. Data integration within the library allows expanding the de-scription of subject areas related to the applications of mathematics in interdisciplinary research and tech-nology. As an example of one of the applied sections of mathematical physics problems, the procedure for including specific dictionaries, thesauri, as well as an array of publications of a specialized journal in a se-mantic library is shown. The proposed approach will allow using the content of the “mathematics” semantic library for scientific research and minimizing the process of searching for information in the local subject ar-ea, without losing more general results contained outside this area.
Ключевые слова: поиск по локальной предметной области, тезаурус предметной области, онтология предметной области, научная предметная область, семантическая библиотека
Keywords: local subject domain search, local thesaurus, domain ontology, applied ontology, semantic library
Просмотров: 2747

8. Разработка программного инструмента для построения социального графа пользователя социальной сети  в задаче анализа его защищенности  от многоходовых социоинженерных атак [№1 за 2023 год]
Авторы: Хлобыстова А.О. (aok@dscs.pro) - Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр РАН, лаборатория теоретических и междисциплинарных проблем информатики (младший научный сотрудник); Абрамов М.В. (mva@dscs.pro) - Санкт-Петербургский федеральный исследовательский центр РАН, лаборатория теоретических и междисциплинарных проблем информатики (руководитель лаборатории), кандидат технических наук; Сазанов В.А. (mail@dscs.pro) - Санкт-Петербургский государственный университет (студент);
Аннотация: Проведение данного исследования обусловлено проблемой отсутствия средств визуализации интенсивности взаимодействия пользователей социальной сети «ВКонтакте», а именно отображения метрик, позволяющих оценивать и ранжировать интенсивность взаимодействия как между пользователем и его друзьями, так и друзей друг с другом. Целью является повышение доступности и оперативности анализа интенсивности взаимодействия между пользователями через автоматизацию визуализации социального графа. При этом предполагается, что числовым коэффициентам дуг социального графа будет сопоставлена оценка интенсивности взаимодействия пользователей на основе данных, извлекаемых из общедоступных источников социальной сети «ВКонтакте». Для достижения поставленной цели были рассмотрены вопросы оптимизации агрегации необходимых данных, программной реализации функций для построения социального графа, наглядного отображения интенсивности взаимодействия пользователей с возможностью выбора интересующих метрик, создания удобного интерфейса и встраивания разработанного инструментария в веб-приложение. Предметом исследования являются данные о взаимодействии между пользователями сети «ВКонтакте» и способы их визуализации. Методы работы основаны на оптимизации отправки запросов к интерфейсу API «ВКонтакте», а также на разработке функций и настроек для построения социально-го графа. Теоретическая значимость предлагаемого решения заключается в развитии подходов к анализу распространения многоходовых социоинженерных атак и апробированию моделей оценки интенсивности взаимодействия пользователей. Существенная практическая значимость состоит в автоматизации процесса оценки интенсивности взаимодействия сотрудников для принятия эффективных мер по нивелированию рисков успешной реализации социоинженерных атак. Новизна исследования – в улучшении визуализации построения социального графа пользователей «ВКонтакте» через добавление новых метрик для оценки интенсивности взаимодействия пользователей.
Abstract: The study is based on the problem of lacking visualization tools showing the intensity of interaction between users of the VK online social network, namely the display of metrics that allow evaluating and ranking the intensity of interaction both between a user and his friends, and between friends with each other. The aim of this paper is to improve the accessibility and timeliness of users’ interaction intensity analysis by automating social graph visualization. It is assumed that the numerical coefficients of the social graph arcs will be compared with an assessment of user interaction intensity based on data extracted from publicly available sources of the VK social network. To achieve this goal, the authors considered the following issues: optimization of aggregating necessary data on observed interaction of friends in the VK social network, software implementation of functions for building a social graph, visualization of users' interaction intensity with the possibility of choosing metrics of interest, creation of convenient interface and embedding the developed toolkit into a web-application. The subject of the research is the data of interaction between VK users and the ways of their visualiza-tion. The research methods are based on optimizing sending queries to VK API, as well as developing func-tions and settings to build a social graph. The theoretical significance of the proposed solution is in the development of approaches to analyze the proliferation of multistep social engineering attacks and to validate models for estimating user interaction in-tensity. The result has significant practical relevance consisting in automating the process of assessing the in-tensity of employee interaction, thereby laying the foundation for taking effective measures to mitigate the risks of successful social engineering attacks. The novelty of the research is in the proposed improvement of visualization of VK users' social graph construction by adding new metrics to assess the intensity of users' in-teraction.
Ключевые слова: архитектура веб-приложения, метрики интенсивности взаимодействия пользователей, информационная безопасность, веб-приложение, социальные сети, визуализация взаимодействия, оценка вероятности распространения, социоинженерные атаки, социальный граф
Keywords: web application architecture for building the social graph, user interaction intensity metrics, infosecurity, web application, social networks, interaction visualization, spread probability estimate, social engineering attacks, social graph
Просмотров: 2262

9. Разработка алгоритма применения распределенных вычислительных ресурсов на основе принципов Edge-вычислений [№1 за 2023 год]
Авторы: Воробьев А.М. (a.m.vorobev@utmn.ru) - Тюменский государственный университет (старший преподаватель); Воробьева М.С. (m.s.vorobeva@utmn.ru) - Тюменский государственный университет (доцент), кандидат технических наук; Боганюк Ю.В. (y.v.boganyuk@utmn.ru) - Тюменский государственный университет (аспирант);
Аннотация: В статье рассматриваются вопросы реализации алгоритма распределения вычислительных задач по множеству распределенных вычислительных ресурсов с последующей агрегацией результатов. Данный алгоритм является ключевым в рамках проекта реализации центра обработки данных на принципах экономики совместного потребления. Прототип механизма реализован на языке Python 3.8 с применением СУБД PostgreSQL 14, система передачи сообщений – на базе RabbitMQ 3.9. В качестве платформы вычислительных узлов выступает ОС CentOS 8 Stream. Цель работы заключается в реализации масштабируемого механизма выполнения распределенных вычислений для применения в качестве основного средства распределения задач и агрегации результатов в рамках исследуемого облика центра обработки данных на принципах экономики общественного потребления. Предметом исследования являются методы резервирования и применения вычислительных мощностей, а также агрегации результатов работы программных алгоритмов. Предложенный механизм решает задачу распределения вычислений с последующей агрегацией результатов среди вычислительных узлов с различными техническими характеристиками. Реализуется интерфейс, пригодный для интеграции в клиентские информационные системы как средство выгрузки вычислений с доступом в формате REST API-шлюза. Теоретическая значимость работы заключается в комбинировании существующих принципов и идей Edge-вычислений для решения иного класса задач, где проблемой является недостаток вычислительного ресурса для задач информационной системы, а не характеристик имеющейся модели. Практическая значимость состоит в разработке прикладного инструмента применения внешних вычислительных мощностей для решения широкого класса клиентских задач. Это открывает возможность организации коммерческого взаимодействия владельцев неиспользуемых вычислительных ресурсов и владельцев информационных систем, испытывающих недостаток вычислительных мощностей.
Abstract: The article describes the issues of implementing the algorithm for distributing computational tasks over a set of distributed computing resources with subsequent aggregation of the results. This algorithm is the key one in the framework of the data center implementation project based on the sharing economy principles. The mechanism prototype is implemented in Python 3.8 using the PostgreSQL 14 DBMS, the message passing system is implemented on the basis of RabbitMQ 3.9, the computing node platform is CentOS 8 Stream OS. The purpose of the work is to implement a scalable distributed computing mechanism for using as the main instrument of task distribution and aggregation of results within the framework of the data center con-cept based on the sharing economy principles. The subject of the study is the methods of computing power redundancy and use, aggregation of the working results of software algorithms. The proposed mechanism solves the computing distribution problem with subsequent aggregation of re-sults among computing nodes with different technical characteristics. There is an implemented interface suitable for integrating into client information systems as a means of uploading calculations with access in the REST API gateway format. The theoretical significance of the work is in combining the existing principles and ideas of Edge compu-ting to solve a different class of problems, where the problem is the lack of a computing resource for infor-mation system tasks, and not insufficient characteristics of the existing model. The practical significance is in the development of an application tool for using external computing pow-er to solve a wide class of client tasks, which gives the possibility of organizing commercial interaction be-tween owners of unused computing resources and owners of information systems that lack computing pow-er.
Ключевые слова: выгрузка вычислений, rest api, виртуальная машина, асинхронные вызовы, amqp, шина обмена сообщениями, распределенные вычисления
Keywords: calculation offload, rest api, virtual machine, asynchronous calls, amqp, messaging bus, distributed computing
Просмотров: 1879

10. Имитационная модель радиолокационного сопровождения распределенных объектов [№1 за 2023 год]
Авторы: Хрестинин Д.В. (diiimaaarik@mail.ru) - Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского (преподаватель); Поздняков А.А. (vka@mil.ru) - Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского (ст. преподаватель), кандидат технических наук;
Аннотация: Предметом исследования является радиолокационное сопровождение распределенных объектов, а именно групп малых беспилотных летательных аппаратов. Особенность таких объектов заключается в их сложном составе, а также в непривычном для большинства классических летательных аппаратов характере движения. Методом исследования выбрано имитационное моделирование, позволяющее оценивать результативность различных алгоритмов радиолокационного сопровождения и классификации в выбранных условиях. В статье представлена организация процесса имитационного моделирования функционирования средств радиолокационного наблюдения в режимах обнаружения, измерения, сопровождения и классификации. Дано описание взаимодействия аналитических моделей, приведены результаты моделирования. Они получены с помощью традиционных методов обработки результатов экспериментов с учетом их необходимого количества для получения значений вероятностей в доверительном интервале не более 0,01 от полученного значения с доверительной вероятностью не менее 0,8. Оценена результативность самых часто используемых алгоритмов сопровождения – фильтр Калмана, расширенный фильтр Калмана, парциальный фильтр, α-β-γ-алгоритм, а также алгоритмов классификации – оптимальный байесовский алгоритм, ветвящийся алгоритм, алгоритм Витерби, алгоритм Саврасова. В модели, в отличие от известных, учитывается влияние всех отражений и переотражений зондирующего сигнала от элементов распределенного объекта. По результатам проведенного моделирования можно заключить, что среди алгоритмов сопро-вождения наиболее результативными являются алгоритмы, основанные на парциальном фильтре и расширенном фильтре Калмана, а среди алгоритмов классификации алгоритм Саврасова. Однако, исходя из требований, предъявляемых к результативности радиолокационных средств, ни один из рассмотренных алгоритмов не обеспечивает необходимое качество в описанных условиях. Это гово-рит о необходимости усовершенствования научно-методического аппарата радиолокационной тра-екторной обработки.
Abstract: The subject of research is radar tracking of distributed objects like groups of small drones. The peculiarity of these objects is in their complex composition and an unusual for most classic aircrafts movement character. The research method is simulation modeling. It allows evaluating the effectiveness of radar tracking algorithms and classification in selected terms. The article presents the process organization of simulation modeling of integrated radar system functioning in the de-tection, measurement, tracking and classification modes. It also presents the description of analytical models and their inter-action, as well as simulation results, which are received using traditional experiment processing methods. The methods take into account a required number of tests to provide probability values in confidence interval no more than 0,01 of the ob-tained value with a confidence probability no more than 0.8. The authors evaluated performance of the most popular tracking and classification algorithms. Tracking algorithms include α-β-γ algorithm, Kalman filter, Unscented Kalman filter, partial filter. Classification algorithms include optimal Bayes algorithm, parting algorithm, Viterbi algorithm, Savrasov algorithm. The model, unlike the known ones, takes into account the influence of all reflections and re-reflections of the probing signal from the sophisticated object elements. According to the simulation results, the authors make a conclusion that among the tracking algorithms, the most effi-cient are algorithms based on the partial filter and Unscented Kalman filter; among the classification algorithms, the most ef-ficient is Savrasov algorithm. However, based on the requirements for a radar performance, none of the considered algo-rithms provides the required quality under the described conditions. This indicates the need to improve the scientific and methodological apparatus of radar trajectory processing.
Ключевые слова: распределенные объекты наблюдения, радиолокационное сопровождение, моделирование в радиолокации
Keywords: distributed observation objects, radar tracking, radar simulation
Просмотров: 1620

| 1 | 2 | Следующая →