В данной статье предлагается точный и динамический метод диагностики болезней сельскохозяйственных культур. Предлагаемый метод использует байесовские сети для представления взаимосвязей между симптомами и болезнями сельскохозяйственных культур. Этот метод имеет одно главное отличие от существующих методов диагностики: он не использует все симптомы для постановки диагноза, а целенаправленно выбирает подмножество симптомов, которые наиболее важны для диагностики; выбор активного симптома основан на концепции марковского одеяла в байесовской сети. Теоретический анализ показывает, что предлагаемый метод позволяет значительно повысить эффективность диагностики болезней сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: распознавание болезней растений, математическая модель, байесовская сеть, машинное обучение, марковское одеяло

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Динамические байесовские сети представляют собой универсальный инструмент для моделирования стохастических процессов, протекающих во времени. В процессе описания переходных вероятностей динамических байесовских сетей используются марковские цепи с дискретным временем. Однако существуют ситуации, где время пребывания в состояниях динамической байесовской сети может описываться произвольным законом распределения, что обусловлено особенностями моделирования предметной области. Для описания переходных процессов в таких сетях используются полумарковские процессы. В работе приводится описание математического аппарата применения теории полумарковских процессов для построения вероятностях моделей и решение задач вероятностного вывода динамических байесовских сетей. Описывается процедура распространения свидетельств в процессе перехода между временными состояниями рассматриваемой динамической модели на основе алгоритма выборки по значимости.

Ключевые слова: динамическая байесовская сеть, полумарковские цепи, метод вложенных цепей Маркова, вероятностный вывод, модель перехода, модель состояния, алгоритм выборки по значимости

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье исследуется вопрос возможности обработки поверхностным пластическим деформированием (ППД) серого чугуна и исследование его глубины упрочнения с целью управления напряженно - деформированным состоянием (НДС) поверхностей деталей. Проведено моделирование, расчеты приближены к реальной ситуации, используется трехмерная конечно - элементная модель. Полученные данные проанализированы методом наименьших квадратов (МНК), построены графики. Также, на основании полученных данных было выявлено, что зависимость между степенью пластического деформирования, диаметром индентора и глубиной наклепа представляет собой уравнение, описывающее поверхность. Проведенные исследования и полученная зависимость позволяет повысить точность прогнозирования результатов обработки ППД чугуна.

Ключевые слова: серый чугун, поверхностное пластическое деформирование, билинейная диаграмма деформирования, глубина вдавливания, сферический индентор

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Существуют две главные проблемы, тормозящие ветряную промышленность– это большие потери кинематических характеристик ветряного потока при его использовании и малые порывы ветра в не северных регионах РФ. Спроектированная конфузорно-диффузорная система способна решить эти проблемы за счёт увеличения КИЭВ (Коэффициент использования энергии ветра) в статье были проанализированы спроектированные ранее системы приращения кинематических параметров ветра, которые устанавливаются на разработанный ветрогенератор с вертикальной осью вращения «Объект 1-У».

Ключевые слова: конфузор, диффузор, конфузорно-диффузорная система, эффект Вентури, закон сохранения импульса, коэффициент степени сужения, числа Фибоначчи

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Отсутствие четких рекомендаций в нормативной и научной литературе по прокладке теплосети в непроходном канале не только увеличивает сроки строительства, но и приводит к серьезным ошибкам при проектировании, влекущим за собой уменьшение срока службы инженерной сети и возникновение аварийных ситуаций на объекте. В данной статье разработана методология численного эксперимента прокладки теплосети в непроходном канале, произведено планирование эксперимента с выбором управляемых факторов. Произведена обработка данных и анализ достоверности результатов с целью упрощения строительства в условиях городской застройки.

Ключевые слова: каналы теплотрасс, реновация, напряженно-деформированное состояние, методология, численный эксперимент, закрытый канал, теория планирования эксперимента, метод конечных элементов, математическое моделирование, «черный ящик»

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Тематика балансирования на грани чрезвычайно актуальна в современных условиях вполне реальной угрозы ядерной войны. Представлена теоретико-игровая модель, описывающая процесс балансирования на грани на примере Карибского кризиса. Результаты исследования по таким моделям и, соответственно, рекомендации для лиц, принимающих решения, существенно зависят от конкретных числовых значений выигрышей игроков и вероятностей наступления определённых событий. Поэтому целесообразна разработка программного комплекса, позволяющего задавать различные значения указанных параметров и проводить имитационное моделирование по различным сценариям управления. В статье предложена программа реализации этого подхода.

Ключевые слова: балансирование на грани, игры в развёрнутой форме, имитационное моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.4 - Управление в организационных системах

В статье представлено создание программной платформы для автоматического конфигурирования систем наземного обустройства с использованием онтологических моделей, интеллектуальных алгоритмов подбора объектов и генерации вариантов. Приведена математическая постановка задачи конфигурации, архитектура приложения и пользовательский интерфейс для занесения проектных данных и получения результата подбора объектов с высокой степенью детализации. Разработанный прототип в перспективе может стать инструментом поддержки в работе системных инженеров и технологов на этапе концептуального проектирования при вариативной проработке конфигурации нефтегазовой системы с учетом требований.

Ключевые слова: концептуальное проектирование, обустройство месторождений, системный инжиниринг, онтологический инжиниринг, онтология нефтегазовой системы, функционально-ориентированная онтология, автоконфигурирование нефтегазовой системы, формализация процедуры

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Одним из важных составляющих этнокультурного наследия Республики Тыва является анализ текстов тувинских героических сказаний. В научной базе Тувинского института гуманитарных и прикладных социально-экономических исследований Республики Тыва хранятся магнитофонные и рукописные записи всех жанров тувинского фольклора, в том числе, в старых ветхих изданиях находятся примерно 300 тувинских героических сказаний. В настоящее время преподавателями и студентами Тувинского государственного университета создана электронная коллекция «Тувинские героические сказания» и внедрена в электронный корпус тувинского языка. В этой коллекции имеются оцифрованные тексты тувинских героических сказаний, их метаописания и сведения о сказителях. С использованием данной электронной коллекции можно решать лингвистические и филологические задачи, которые сводятся к задаче концептуального моделирования коллекции «Тувинские героические сказания». В настоящей статье рассматривается задача установления авторского стиля сказителей при описании снаряжений коня в произведениях тувинского героического эпоса. Для решения данной задачи используется алгебраический подход, который в литературе называется анализом формальных понятий. В рамках анализа формальных понятий коллекция «Тувинские героические сказания» представляется формальным контекстом. Тогда решение поставленной задачи направлено на выявление множества всех формальных понятий формального контекста и связывание их в решетку. Полученная решетка служит концептуальной моделью и основой для решения поставленной задачи.

Ключевые слова: электронный корпус тувинского языка, тувинский героический эпос, авторский стиль сказителя, распознавание образов, анализ формальных понятий

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Рассматривается задача о сложных (гибких) колебаниях защемленной по контуру прямоугольной ортоторпной пластины. Общее решение задачи, тождественно удовлетворяющее уравнению колебаний, строится на основе метода суперпозиции в форме двух рядов Фурье. Граничные условия полного защемления приводят к однородной бесконечной системе линейных алгебраических уравнений относительно неопределенных коэффициентов в общем решении. Доказывается единственность ограниченного нетривиального решения бесконечной системы на собственной частоте колебаний, находится асимптотика неизвестных, строится эффективный алгоритм решения. Приводятся примеры численной реализации разработанного алгоритма для вычисления собственных частот и собственных форм колебаний пластины.

Ключевые слова: пластина, колебания, собственные частоты, планарные силы, метод суперпозиции, бесконечная система линейных уравнений, асимптотика

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассматривается вариант решения задачи переноса стилей изображений с помощью сверточной нейронной сети. Вначале рассматривается общая математическая концепция алгоритма переноса стилей изображений, а затем реализация данного алгоритма с использованием Keras и TensorFlow – библиотек для языка программирования Python, а также сверточной нейронной сети VGG19, входящей в состав данных библиотек.

Ключевые слова: машинное творчество, перенос стиля изображения, сверточная нейронная сеть, библиотека Keras, библиотека TensorFlow, язык программирования Python, сеть VGG19

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В настоящее время ведутся попытки реализации темпоральной системы управления базами данных, учитывающие все возможности темпоральной поддержки. В представленной статье рассматриваются способы построения темпоральных баз данных. На примере создания темпоральной базы данных для организации, занимающейся проектной деятельностью, показана реализация временной модели для темпоральных надстроек системы управления баз данных. Разработана диаграмма сущностей, отражающая таблицы базы данных и связи между ними. Созданы классы сущностей, соответствующие таблицам из баз данных в отдельных файлах. Представлены методы, транслирующие темпоральные запросы в реляционные.

Ключевые слова: система управления базами данных, темпоральная база данных, темпоральные запросы, реляционные модели баз данных, темпоральные модели баз данных, темпоральная надстройка

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Разработка квантовых компьютеров — это огромная технологическая задача. В настоящее время, на этапе разработки квантовых вычислительных устройств стоит задача по ускорению моделирования квантовых вычислений на существующих вычислительных машинах, это связано с тем, что квантовые вычислительные устройства неприемлемо длительно обрабатывают процессы. В статье предлагается практическая реализация метода представления квантовых вычислений на основе «Quantum Information Decision Diagrams» графов.

Ключевые слова: квантовый компьютер, моделирование квантовых вычислений, аппаратный ускоритель, графовые вычисления, матричные вычисления, кубит, математическая модель, матрица

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Технологии трёхмерной интеграции на основе высокоинтегрированных подложек и бескорпусных микросхем позволяют решить задачу миниатюризации сложно-функциональных устройств. Однако, увеличение сложности и уменьшение массогабаритных параметров изделий приводит к проблемам эффективного распределения и отвода тепла от бескорпусных микросхем. В статье рассмотрены особенности и проблемы теплового анализа 3D вычислительной микросистемы на основе нескольких модулей с бескорпусными микросхемами, а также показана важность моделирования реального тепловыделения программируемых логических интегральных схем.

Ключевые слова: микросборка, микросистема, бескорпусная микросхема, программируемая логическая интегральная схема, тепловой анализ, система автоматизированного проектирования, метод конечных элементов, моделирование теплообмена, печатная плата, трёхмерная интеграция

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В рамках работы исследовалось влияние типа вертикальных соединений на уровень термомеханических напряжений и температурной деформации в трёхмерной микросборке. Рассматривались три варианта модели микросборки с наиболее распространёнными типами вертикальных соединений: шариками припоя в отверстиях корпуса, металлизированными отверстиями в корпусе и торцевыми коммутационными дорожками. Для каждой из трёх моделей дополнительно исследовалось влияние на термомеханическую нагрузку параметров герметизирующего компаунда.

Ключевые слова: микросборка, корпусирование, электронная компонентная база, трёхмерная интеграция, вертикальная коммутация, термомеханическое напряжение, термомеханическая деформация, температурный коэффициент линейного расширения, термомеханическое моделирование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматривается математическая модель искусственной нейронной сети с запаздыванием в аргументах функций состояния и управления, предназначенной для управления робототехническим комплексом при проведении аварийно-спасательных операций в экстремальных условиях. Процесс обучения рассматриваемой искусственной нейронной сети описан задачей оптимального управления с запаздыванием. С использованием принципа максимума Понтрягина и метода быстрого автоматического дифференцирования разработан метод решения полученной задачи оптимального управления. Приведены результаты работы программного средства, при создании которого использован алгоритм построения приближенного оптимального управления рассматриваемой задачи.

Ключевые слова: аварийно-спасательные работы, искусственная нейронная сеть, нейроуправление, робототехника, принцип максимума, безопасность

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Предложен математический аппарат для моделирования количественных показателей социального пространства и стратификации. Описаны формулы для вычисления социального статуса, радиуса и объёма власти как характеристик отдельной социальной позиции и величины взаимодействия между позициями. Предложенная формализация отвечает социологическим теориям П.А. Сорокина и П. Бурдье. Предлагается использовать имитационное моделирование для распространения указанного подхода на региональный уровень анализа.

Ключевые слова: аналитико-геометрический анализ, имитационное моделирование, социальное пространство, социальная стратификация

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе рассматриваются результаты моделирования тросовой системы надводного вантового перехода магистрального газопровода при помощи лабораторной установки и компьютерного моделирования с использованием методов конечных элементов. Приведены основные характеристики материалов и конструктивные элементы используемые для создания компьютерной и лабораторной модели. Изучены различные режимы натяжения тросовой системы, влияющие на дальнейшее эксплуатирование рассматриваемой модели, позволяющие определить срок эксплуатации объекта. Показано, что при незначительном ослабевании натяжения одного из тросов, в тросовой системе, в теле трубы наблюдается возникновение напряжений, величина которых при определенных условиях моет сильно превышает рабочие значения. Небольшой разбаланс усилий приводит к перераспределению усилий и перекосу всей конструкции, что при циклических нагрузках может привести в преждевременному выходу из стоя рассматриваемого объекта.

Ключевые слова: вантовый переход, усилий, напряженно-деформированное состояние, тросовая система, метод конечных элементов, модель, нагрузка, усилие

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Представлены результаты расчётов перемещения домена сильного поля в диоде Ганна при постоянном питающем напряжении. Приведены графики спектра сигнала, скорости доменов, изменения напряжённости поля внутри диода с течением времени.

Ключевые слова: диод Ганна, СВЧ, моделирование физических процессов, Фурье спектр, радиолокационные системы

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.5 - Физическая электроника

На основе обзора способов построения распределительных систем для усилителей мощности СВЧ-диапазона предложена конструкция системы пространственного деления-суммирования мощности в Q-диапазоне частот и усилитель мощности на ее основе.

Ключевые слова: распределительная система, усилитель мощности СВЧ-диапазона, система пространственного деления-суммирования мощности

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Тенденцией развития архитектур проектирования информационных систем является их усложнение и движение в сторону все большего распределения функций и компонентов системы. Одним из вариантов разработки децентрализованных систем являются системы, основанные на блокчейн - технологиях. В статье рассматривается архитектурный шаблон для приложений, разрабатываемых на базе технологии блокчейн. Рассматриваются основные элементы многоуровневой архитектуры, являющейся основой при построении приложений такого типа. Выделены шесть слоев, которые описывают инфраструктурный уровень, уровени данных, сетевой, консенсуса, прикладной и представления. Проводится краткий анализ основных особенностей и отличий реализации каждого из уровней архитектурного шаблона. По результатам анализа, наиболее специфичные для систем на основе блокчейн компоненты, реализуются на уровне слоев консенсуса и данных.

Ключевые слова: децентрализованное приложение, блокчейн-платформа, информационная система, многоуровневая архитектура, шаблон

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Исследование процессов теплообмена в керамических материалах для обеспечения нормального теплового режима электронной аппаратуры

Ключевые слова: лазерная сварка YAG, упаковка фотонных устройств, лазерная обработка материалов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье представлены результаты полного факторного эксперимента и проведен анализ оценки влияния различных факторов, таких, как количество переходов на ленточной машине, характеристики инфракрасного лазерного диода и влажности материала, на величину отклика сигнала при прохождении инфракрасного излучения через ленту.

Ключевые слова: качество смешивания волокон, инфракрасный метод оценки, матрица планирования, уравнение регрессии, адекватность модели

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Рассматривается задача преобразования данных, в которой вычисления проводятся в параллельных потоках. Цель – составление такого плана параллельной назначения данных по исполнителям, при котором будут удовлетворены условия валидности, достоверности, избыточности и адекватности данных, пригодных к дальнейшему анализу. Учитывая при этом, стремление завершить циклы преобразования данных за минимально возможное время. Для решения предложено применение моделей транспортного типа. В отличие от двумерных минимаксных моделей по критерию времени, рассматривается возможность трансформации информации, как исходных пунктах, так и в пунктах назначения. Предлагаемая модель позволяет учесть время доставки данных между местами обработки. Показано влияние возможных правила перемещения пакетов информации через промежуточные пункты на итоговое значение показателя качества управления.

Ключевые слова: информационные цепи, транспортная задача, критерий минимума времени, затраты на обработку, достоверность данных

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Приведенный обзор гигротермических процессов при обработке зерновых культур, их особенностей представлен с позиций нанотехнологий. Показано, что для разрабатываемых нанотехнологий в производстве сельхозпродукции необходимо применять нетрадиционные методы исследования процессов, каким является метод подобия функционирования технических систем (ПФТС). Этот метод позволит для процессов увлажнения, сушки, влажно-тепловой обработки в условиях вакуума получать обобщённые критерии подобия, определять их численные значения и получать обобщённые критериальные зависимости интенсивности рассматриваемых процессов от параметров обработки. Реализация метода позволит количественно описывать процессы гигротермической обработки зерна в условиях вакуума, назначать параметры обработки и управлять ими. Разработаны математические модели гигротермических процессов на основе метода подобия функционирования технических систем в зависимости от параметров среды и строения капиллярно-пористых оболочек зерна.

Ключевые слова: гигротермическое воздействие, зерновые культуры, вакуум, нанотехнологии, увлажнение, сушка, влажно-тепловая обработка, капиллярно-пористые материалы, микрокапилляр, критерий подлбия, метод подобия функционирования технических систем

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

Цель исследования – установление закономерностей устойчивого гидродинамического режима за счёт нанесения на опорный профиль фторопластсодержащего композиционного полимерного материала. Методы исследования: предложены новые модели, описывающие движение смазочного материала, обладающего при ламинарном режиме движения истинно вязкими реологическими свойствами в приближении для «тонкого слоя», в рабочем зазоре радиального подшипника с опорным профилем, имеющим полимерное покрытие с канавкой, уравнение неразрывности. Проведен сравнительный анализ полученных результатов, подтверждающий приближенность полученной модели к практике. В результате исследования достигнуто существенное расширение возможностей оценки эксплуатационных характеристик подшипника: величины гидродинамического давления, нагрузочной способности и коэффициента трения.

Ключевые слова: радиальный подшипник, повышение износостойкости, антифрикционное полимерное композиционное покрытие, канавка, гидродинамический режим, верификация

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ