ivdon3@bk.ru
Множество источников загрязнения окружающей среды влияет на здоровье человека. Концентрация вредных веществ постоянно изменяется в течение дня при смене погодных условий на различных участках территории. При перемещении по городу жители могут многократно попадать в зоны повышенного загрязнения и выходить из них, не замечая этого органами чувств. Авторами проводится анализ существующих источников загрязнения и их распространения в воздухе, а также их взаимодействие с погодными условиями. На основе этого предлагается метод организации мониторинга за вредными веществами в атмосфере с применением программно-аппаратного комплекса. Разработанный метод применен при создании специализированного веб-приложения. Реализованное решение позволяет отслеживать состояние окружающей среды при помощи датчиков и строить маршруты обхода зон с высокой концентрацией вредных веществ.
Ключевые слова: окружающая среда, качество воздуха, загрязнение воздуха, экология, мониторинг, веб-приложение, экомаршрут, пространственные данные, построение маршрутов, картографическая визуализация
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной статье рассматривается проблематика определения органов воздушного дыхания на снимках компьютерной томографии с помощью сверточных нейронных сетей архитектуры U-NET. Описаны перспективы использования нейронных сетей при анализе медицинских снимков, а также использование архитектуры U-NET для семантической сегментации изображений. Производится формирование структуры искусственной нейронной сети на базе архитектуры U-NET. Визуализируется строение слоев данной сети и описаны составные части данной структуры. Особое внимание уделяется описанию и реализации процесса свертки. Представлена формула определения весовых коэффициентов границы разделения. Предложены алгоритмы формирования модели искусственной нейронной сети и алгоритм построения слоев. Рассматривается способ увеличения данных для обучающей выборки изображений медицинских снимков. Представлено изображение результата определения органов грудной клетки и соответствующая маска.
Ключевые слова: сверточные нейронные сети, архитектура U-NET, глубокое обучение, распознавание изображений, machine learning
2.2.12 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Рассмотрена проблема загрязнения атмосферного воздуха в регионах. Уделено внимание разработке и внедрению автоматизированных систем контроля загрязнения атмосферного воздуха. Разработанная информационно-аналитическая система имеет двухуровневую систему и состоит из двух подсистем: городской информационной системы и региональной информационной системы. Предлагаемое программное обеспечение позволяет выполнять расчеты приземных концентраций загрязняющих веществ с формированием банка данных, а также построением карт загрязнений региона и гистограмм распределения уровня неблагоприятного воздействия загрязнения атмосферы на человека.
Ключевые слова: атмосферный воздух, загрязнение, мониторинг, информационно-аналитическая система, карты загрязнения региона
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Экспериментально исследована зависимость радиояркостной температуры воды от кинетической температуры в интервале температур 50-90 градусов Цельсия в гигагерцовом диапазоне частот. Установлено, что изменение радиояркостной температуры водной поверхности в зависимости от кинетической температуры носит существенно-нелинейный характер. Радиоконтраст в изученном температурном интервале позволяет эффективно обнаруживать тепловые контрасты поверхностей гидрообъектов.
Ключевые слова: нелинейность, кинетическая температура, радиационная температура, вода, излучательная способность, радиоконтраст, гигагерцовый диапазон
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В статье рассматривается роль гуманитарного образования в организационной системе при обучении технических специалистов в соответствии с движением к шестому технологическому укладу. Поднимается вопрос, о необходимости создания в условиях цифровизации, новых механизмов обучения и принятия управленческих решений. Доказывается необходимость в создании и развитии нового типа мышления, а именно проективного мышления в техно-гуманитарной среде. Формирование нового типа мышления позволит увеличить полезность деятельности предприятий. В итоге были описаны основные науки гуманистики и определены взаимосвязи между ними, составлена схема прямого и обратного проективного управления, а также описаны возможные пути достижения результата. Сформирован вывод, относительно проекции гуманитарных ценностей на технические аспекты мышления.
Ключевые слова: организационная система, технологический уклад, цифровизация, образование, проективное мышление, техно-гуманитарная среда, гуманистика, полезность
2.3.4 - Управление в организационных системах , 5.8.7 - Методология и технология профессионального образования
В статье проведен анализ использования различных машин и оборудования для выполнения культуртехнических работ в процессе мелиоративного строительства, дорожного строительства, окультуривания почв для дальнейшего использования в сельском хозяйстве, производстве лесохозяйственных работ. Предложена новая конструкция сменного рабочего оборудования для удаления одиночных пней, оценена экономическая эффективность применения данного оборудования в технологическом комплексе машин, с учетом стоимости производства работ и сроков их проведения.
Ключевые слова: диверсификация управления, диверсификации производства, финансово-экономические цели диверсификации, производственно-технические цели обеспечения гибкости производства
2.1.7 - Технология и организация строительства , 4.3.4 - Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины
Приведены результаты анализа токов утечки в зависимости от времени в образцах поликристаллической сегнетоэлектрической керамики ЦТСНВ- 1 (твердых растворов титаната-цирконата свинца с примесями натрия и висмута) при условии приложения постоянного электрического поля. Рассматривались партии образцов, которые с разными условиями хранения, поэтому одна группа керамических образцов оказалась стандартной, а вторая – дефектной. В этих группах электрофизические параметры не имели отличий, за исключением большой разницы в значениях тангенса диэлектрических потерь - tgδ. При измерении временных зависимостей флуктуаций тока была использована схема Мерца. Определен характер временных зависимостей тока утечки с ростом электрического поля, прикладываемого к образцам с отличными значениями tgδ. Экспоненциальный спад сопровождается случайными скачками изменениями величины тока утечки.
Ключевые слова: мобильные роботы, поляризация, деполяризация, сегнетоэлектрики, ток поляризации, остаточная поляризация, диэлектрические потери, электрическая нагрузка, доменная структура, электрический пробой, механическое разрушение
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Показаны параметры, указывающие на появление стеклообразующей расплавленной смеси в расплавах солевой системы Ca(NO3)2 - KNO3 при мольном соотношении компонентов 3:2. Обнаружена нелинейность изменения частот и ширин линий в спектрах комбинационного рассеяния аниона NO3, что указывает на структурное превращение в расплавленной смеси, коррелирующее с изменением вязкости смеси.
Ключевые слова: расплавы, нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, спектры комбинационного рассеяния, бинарные солевые системы
В статье рассматриваются этапы выделения сущностей для построения языка описания искусственных нейронных сетей (ИНС), упрощающего обмен сетей между людьми. Разрабатываемый язык сводит задачу миграции ИНС между разными аппаратными и программными технологиями к задаче преобразования текстового описания на требуемую платформу, которая намного проще разработки интеллектуальных моделей. В результате минимизации набора сущностей получен язык, состоящий из полутора десятков тегов, позволяющих описывать наиболее популярные модели ИНС, используемые для задач классификации и распознавания образов.
Ключевые слова: искусственные нейронные сети, нейрон, синапс, многослойный персептрон, прямой проход, математическое моделирование
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье приводятся экономические показатели, характеризующие внедрение роботов разных типов в мировую промышленность, описываются юридические аспекты существования цифровой личности в социуме, говорится о восприятии человеком робота как живой личности, описываются юридические способы трактовки «прав роботов».
Ключевые слова: робот, социум, права роботов, искусственный интеллект, юридические аспекты прав роботов
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье рассматривается проблема улучшения системы управления транспортными потоками. В среде AnyLogic моделируется загруженность потока машин с вычислением эффективности пропускной способности. Варьируя параметры агента-автомобиля и системы управления светофорами выявляются оптимальные значения длительности работы сигналов и достигается наименьшее время проезда перекрестка. Для анализа загруженности выбранного участка города Волгограда был использован картографический сервис. На количественной модели был проведен эксперимент, в виде измерения параметров автомобильного потока в разное время суток. Проведен поиск оптимального решения задачи управления движением на конкретном участке дороги г. Волгограда, для чего были выбраны изменяемые параметры, определена целевая функция в виде времени ожидания на перекрестке и получено решение задачи в виде значений времени переключения светофоров. К преимуществу метода можно отнести наглядность модели и простоту использования.
Ключевые слова: эффективность пропускной способности, агент-автомобиль, модель движения, управление перекрестками, имитационное моделирование
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Совместное управление асфальтоукладчиками и несколькими катками, позволяющее каждому катку уплотнять дорожный слой наиболее эффективно с оптимальными режимами для обеспечения требуемого качества уплотнения асфальтобетонных (АБ) смесей, является нерешенной задачей. Для решения этой задачи, на основе современных достижений научно-технического прогресса, предложена структура киберфизической дорожно-строительной системы с вариантом усовершенствования. Предложена структура системы контроля и управления уплотнением АБ смесей отрядом асфальтоукладчик – дорожные катки. Разработка киберфизической дорожно-строительной системы позволяет на основе цифровизации эффективно управлять несколькими дорожными машинами на строительных площадках инфраструктурных проектов автомобильного транспорта.
Ключевые слова: уплотнение асфальтобетонных смесей, контроль качества в режиме реального времени, дорожные машины, кибер-физическая система, система управления
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.23.08 - Технология и организация строительства
Актуальной задачей управления, решение которой необходимо для осуществления в полном объеме надзорных функций должностных лиц государственных инспекторов, является оптимальная оценка количества затрачиваемых ресурсов. В результате работы проведен анализ информации о трудозатратах на выполнение функций государственных инспекторов маломерных судов. Общий подход работы сводился к выбору и реализации методов получения и обработки информации с учетом специфики надзорно-профилактической деятельности. На основании проведенного анализа информации и обобщении результатов исследований был предложен проект методики расчета и оптимизации личного состава подразделений, связанных с надзорно-профилактической деятельностью.
Ключевые слова: надзорная деятельность,маломерные суда, нормативная численность, оптимизация, норма времени, системный подход
В ряде отраслей аграрного производства, включая земледелие, мелиорацию и др., существуют проблемы, решение которых требует использования искусственного интеллекта. В частности, оценка мелиоративного состояния сельскохозяйственных полей на значительных площадях, является весьма трудоемкой задачей, даже при задействовании беспилотных летательных аппаратов. Для автоматизации этих интеллектуальных подходов эффективно применять искусственные нейронные сети (ИНС), реализуемые в виде компьютерных программ. Использование программного обеспечения, как услуги (SaaS), является современным подходом к компьютерной поддержке различных интеллектуальных процессов производства, включая сельскохозяйственное. Сельское хозяйство является перспективной отраслью для внедрения таких технологий. Цель исследования - разработка методики и создание облачной SaaS-системы для выявления проблемных участков сельскохозяйственных полей с помощью ИНС. Развитие нейросетевых технологий и облачных сервисов позволяет обрабатывать большой объем информации в облаке и обеспечивать доступ пользователя к вычислительным мощностям. В статье описывается методология построения сервисной архитектуры для распознавания проблемных зон культивированных сельскохозяйственных полей, подготовки данных, обучения сети, разработки клиентской и серверной частей. Такая реализация возможна с применением таких технологий и инструментария, как CUDA, CNN, PyTorch. В результате решена задача распознавания RGB-изображений дефектных зон сельскохозяйственных полей. Установлено, что ИНС классификационного типа способны решать задачи распознавания мелиоративного состояния полей, а современные информационные технологии позволяют перенести вычисления в облако, при этом облачный сервис можно монетизировать в качестве модели SaaS.
Ключевые слова: сельское хозяйство, цветные изображения, SaaS-система, искусственная нейронная сеть, классификация изображений
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе представлена оценка эффективности применения автопоездов для транспортировки топливной щепы при эксплуатации в реальных природно-производственных условиях посредством вариативности коэффициента сцепного веса (kсц). Отмечается, что при формировании эффективных технологических цепочек по производству биотоплива и, в частности, щепы энергетического назначения, особое внимание уделяется транспортно-переместительной составляющей технологического процесса. Анализ показал, что при эксплуатации в сложных и осложненных условиях на покрытиях в неудовлетворительном состоянии для обеспечения движения во всех режимах рационально применение автопоездов-щеповозов на базе полноприводных автомобилей (6х6). Автотранспортные средства для транспортировки щепы энергетического назначения, выпускаемые в России и Белоруссии, по основным технико-экономическим показателям находятся на уровне зарубежных аналогов, а в отдельных случаях их превосходят.
Ключевые слова: лесная биоэнергетика, транспортировка топливной щепы, автопоезда-щеповозы, коэффициент сцепного веса, проходимость
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)