№ 3 (2020)

Развитие современных систем подачи воздуха для охлаждения технических систем требует новых подходов, в которых приборостроение использует пьезокерамические тех-нологии. При этом необходимо провести исследования как на уровне подбора новых пер-спективных пьезоматериалов, что и было сделано в работе, так и новых типов компонов-ки устройства с точки зрения конструкции. Традиционно используемые системы охлажде-ния имеют вращающиеся части, создают дополнительный акустический шум. Этих не-достатков лишены устройства подачи воздуха, использующие пьезокерамические компо-ненты. Статья содержит материалы о разработке современных устройств охлаждения, основанных на использовании пьезокерамических пластин. Проведён анализ процессов, про-исходящих в воздушной среде в соответствии с современными представлениями о теории вещества. Приведены различные варианты проектирования такого рода устройств. Рас-смотрен процесс проектирования от математического моделирования до воплощения в макетах. Моделированию были подвергнуты как сами пьезокерамические устройства, так и процессы распределения потоков в воздушной среде. В процессе моделирования исследо-ваны наиболее простые в изготовлении и надёжные в эксплуатации конструкции. Все рас-смотренные варианты относятся к пьезоэлектрическому биморфному типу, и являются пьезоэлектрическими актюаторами, преобразующими электрические сигналы в механиче-ские усилия. Приводятся различные схемы компоновки таких колебательных систем, де-монстрируются варианты их математического моделирования, конечно-элементные мо-дели воздушной среды, амплитудно-частотные и фазово-частотные характеристики мо-делируемых макетов. Проводится сравнительный анализ изделий, их электрофизических характеристик, исходя из перспектив дальнейшего применения. Для исследований применя-лись различные пьезокерамические материалы, как традиционные, так и новые перспек-тивные материалы. Ряд изделий представлен в размерах с детальным описанием, приведе-ны их сравнительные характеристики. В заключении сделаны выводы о перспективных вариантах дальнейшего проектирования таких устройств и направлениях исследования.

Одним из актуальных направлений развития робототехники являются проектиро-
вание систем группового управления. В предложенной структуре группа из пяти роботи-
зированных платформ (РП) управляется с носимого или стационарного пультов. Такой
состав группы предопределяет схемы с перестраиваемыми связями между составными
частями и изменением принципов функционирования. В статье приведены эксперимен-
тальные исследования вычислительной эффективности методов планирования траекто-
рий РП в пространстве и определены оптимальный метод и требуемые параметры вы-
числителя РП. Рассмотрены варианты схем с разным числом РП и модели холодного ре-
зервирования РП, пультов и общего всей системы. При таком многообразии конфигураций
возникают проблемы, обоснования и выбора методов расчета, и однозначного, обобщен-
ного представления параметров надежности системы группового управления. Повышен-
ные требования к надежности компонент системы группового управления, требуют
точной оценки надежности и продиктованы значительной стоимостью оборудования и
функциональным назначением. Разработанная методика предназначена для моделирова-
ния надежности разработанной системы группового управления роботизированными
платформами РП. В предложенной методике показано использование структурного,
вероятностного и матричного методов для расчета моделей надежности системы груп-
пового управления. А также предложен подход к моделированию надежности целочислен-
ного, избыточного, скользящего, холодного резервирования РП и пультов управления. Полу-
ченные результаты численных расчетов параметров надежности системы группового
управления, позволяют оценить риски и выбирать режимы, в зависимости от требуемой
эффективности выполнения миссии.

Работа посвящена синергетическому синтезу асимптотического наблюдателя гар-
монических возмущений для иерархической системы управления летательным аппаратом.
Статья содержит общее описание вертикально взлетающего аппарата типа «летающая
платформа» и асимптотического наблюдателя внешних возмущающих воздействий (на-
пример, ветровых), изменяющихся по гармоническому закону и приводящих к периодиче-
ским изменениям высоты полёта, а также углов тангажа и крена. Асимптотический на-
блюдатель должен обеспечить асимптотическую устойчивость замкнутой системы, вы-
полнение технологических инвариантов, оценку ненаблюдаемых внешних воздействий по
текущим значениям наблюдаемых координат состояния и поглощение гармонических вет-
ровых возмущений. Также в статье приведена расширенная математическая модель «ле-
тающей платформы» в режиме вертикального движения в условиях внешних гармониче-
ских возмущающих воздействий, включающая математическое описание динамики возму-
щений, и на основе заданных технологических инвариантов синтезированы алгоритмы
управления верхнего уровня иерархии. Кроме этого, проведён расчёт уравнений асимпто-
тического наблюдателя возмущающих воздействий, которыми дополняется математиче-
ская модель «летающей платформы» в условиях возмущённого движения, и уравнений для
асимптотических оценок ненаблюдаемых переменных, в дальнейшем включаемых в законы
управления верхнего уровня иерархии. Возможность синтеза наблюдателя возмущений
проверена с помощью критерия наблюдаемости. Наконец, показаны результаты компью-
терного моделирования нелинейной динамики верхнего и нижнего уровней иерархии в усло-
виях возмущённого движения с подавлением внешних возмущений асимптотическим на-
блюдателем, а также результаты компьютерного моделирования нелинейной динамики
аппарата в условиях возмущённого движения без асимптотического наблюдателя для воз-
можности наглядной оценки качества работы наблюдателя путём сравнения. Актуаль-
ность работы состоит в необходимости создания вертикально взлетающего аппарата
типа «летающая платформа» для повышения эффективности спасения людей из зон бед-
ствий, где вертолёты и другие современные средства не справляются с задачами. Научная
новизна работы заключена в применении синергетических подходов к разработке системы
балансировки пространственного положения аппарата, оснащённой асимптотическим
наблюдателем для подавления возмущающих воздействий.

В последнее время наблюдается стремительный рост интереса к квантовым компь-
ютерам. Их работа основана на использовании для вычислений таких квантово-
механических явлений, как суперпозиция и запутывание для преобразования входных данных
в выходные, которые реально смогут обеспечить эффективную производительность на
3–4 порядка выше, чем любые современные вычислительные устройства, что позволит
решать перечисленные выше и другие задачи в натуральном и ускоренном масштабе вре-
мени. Данная статья посвящена решению задачи исследования и разработки корректи-
рующих кодов для исправления нескольких видов квантовых ошибок, появляющихся при вы-
числительных процессах в квантовых алгоритмах и моделях квантовых вычислительных
устройств. Целью работы является изучение существующих методов исправления различ-
ных видов и типов квантовых ошибок и создание 3-кубитного корректирующего кода для
квантового исправления ошибок. Работа затрагивает задачи исследования и разработки
методов функционирования квантовых схем и моделей квантовых вычислительных уст-
ройств. Актуальность данных исследований заключается в математическом и программ-
ном моделировании и реализации корректирующих кодов для исправления нескольких видов
квантовых ошибок в рамках разработки и выполнения квантовых алгоритмов для решения
классов задач классического характера. Научная новизна данного направления выражается
в исключении одного из недостатков квантового вычислительного процесса. Научная но-
визна данного направления в первую очередь выражается в постоянном обновлении и до-
полнении поля квантовых исследований по ряду направлений, а компьютерная симуляция
квантовых физических явлений и особенностей слабо освещена в мире. Целью работы явля-
ется компьютерное моделирование квантового вычислительного процесса с использовани-
ем метода исправления фазовых типов ошибок, который позволяет оценить собственную
фазу унитарного гейта, получившего доступ к квантовому состоянию, пропорционально
собственному вектору.

Одной из важных задач мониторинга технических объектов является предотвраще-
ние аварийных ситуаций. Эта задача связана с выполнением достоверной и адекватной
оценки работоспособности объекта. Оценка работоспособности объекта основывается
на анализе поведения его контролируемых параметров в реальном времени. Тогда она бу-
дет актуальной. В работе предложен метод определения характера изменения парамет-
ра, основанный на анализе последовательности специальных пространственных графиче-
ских форм, называемых графиками Пуанкаре. Выбранный параметр должен в значитель-
ной степени определять работоспособность контролируемого объекта. Графики форми-
руются на основе временного ряда контролируемого параметра. Выбирается временноеокно, которое вырезает заданное количество значений параметра. График строится для
каждого шага перемещения окна по временному ряду параметра. Анализируется транс-
формация формы заданного типа, которая накладывается на совокупность значений па-
раметра, представленных в виде графика. По изменению параметров формы делается
вывод о характере изменений параметра. В работе показана возможность использования
графиков Пуанкаре для отслеживания изменения состояния технического объекта в ре-
альном времени. При этом учитываются особенности съема информации с датчиков.
Оценка реализуется с помощью микропроцессорного модуля, входящего в систему монито-
ринга. Также предложена структура обобщенной однофакторной модели, которая от-
слеживает изменение состояния объекта на основе анализа графиков Пуанкаре. Приведен
вариант оценки состояния объекта с помощью сравнения характеристик графика с кри-
териями. Критерии получены после предварительной обработки большого массива данных
о поведении контролируемого параметра. Каждому значению критерия поставлена в со-
ответствие экспертная оценка, определяющая состояние объекта. Оценка позволяет оп-
ределить степень работоспособности объекта и реализовать необходимые действия в
случае опасности.

Статья нацелена на измерение параметров гармонического процесса умножительно-
преобразовательным методом. Моделирование осуществилось благодаря использованию про-
граммной среды LabVIEW, применительно к цифровому умножительно-преобразовательному
методу, главные моменты которого представим в виде прогрессирующей цепочки: а) выра-
ботка первого гармонического процесса; б) перемножение показателя первого гармонического процесса на четыре; в) поступление к полосовому фильтру ПФ1, настроен-
ному на наивысшую частоту, в данном случае . г) Параллельно с помощью генератора
Г2 генерируется второй исходный сигнал ; д) Это колебание испытывает возведение
в пятую степень, е) используя фильтр ПФ2, настроенный на частоту 5 , выделяем пя-
тую гармонику ё) Полученные на выходах фильтров сигналы складываются и результат
суммы подвергается нелинейному преобразованию ж) Отсюда из результирующего квад-
рата суммы сигналов и используя полосовой фильтр ПФ3, извлекаем лишь низкочастотную
гармонику, обладающую частотой з) Затем посредством преобразования Гильберта из
гармоники извлекаем полную мгновенную фазу и она становится объектом операции про-
изводной, что приводит нас к получению функции мгновенной частоты, характеризующей-
ся фиксированной дисперсией. и) Результирующий после использования умножительно-
преобразовательных операций закон флуктуаций частоты сравнивается с заданной час-
тотой, и приступаем к определению математического ожидания и среднеквадратическо-
го отклонения. Заключение о нестабильности частоты делается исходя из полученных
расхождений. Применив нелинейные преобразования колебаний, похожих по нестабильно-
сти генераторов и получив тем же путём колебания заданной частоты, устанавливается
измеряемая нестабильность по частоте. Если применить этот способ много раз к колеба-
ниям высокостабильных устройств, удаётся выработать колебание с повышенной неста-
бильностью, а затем оценить ее доступным измерительным оборудованием. Таким обра-
зом, обходим без больших затрат, выполняя эту операцию. Далее определить первона-
чальную нестабильность формулами, приведенными в этой статьи.

Термообработка диэлектрических материалов и пищевых продуктов является одним
из важных направлений развития производства различной продукции. Использование энер-
гии электромагнитного поля сверхвысоких частот для сушки, нагрева, размораживания и
пастеризации пищевых продуктов является перспективным, поскольку такие технологии
подходят обработки различных диэлектрических материалов и при этом являются эф-
фективными и экологически чистыми. Несмотря на наличие множества разработок в сфе-
ре обработки материалов с помощью СВЧ, создание универсального устройства, подходя-
щего для тепловой обработки любых материалов, затруднительно из-за разнообразия их
форм и размеров, а также существенного различия электрофизических свойств диэлек-
триков. Поэтому в каждом конкретном случае требуется создавать оптимальную конст-
рукцию устройства и выбирать вариант возбуждения электромагнитного поля. Данная
работа посвящена моделированию поглощения энергии электромагнитного поля СВЧ в
устройстве для пастеризации молока. С применением САПР FEKO построена 3D модель
устройства и выполнено моделирование его работы. Проведено исследование влияние угла
наклона кварцевых трубок на распределение электромагнитного поля в волноводе. Получен-
ные результаты показывают, что большая часть мощности поглощается ближе к началу
волновода, причем при увеличении угла наклона трубок это явление имеет более выражен-
ный характер. На основании проведенных расчетов установлен оптимальный угол наклона
трубок. Также рассмотрено влияние диаметра и материала трубок. Получены распределе-
ния электрического поля и удельной мощности, поглощенной на кг диэлектрика в волноводе.Выполнена оценка точности результатов. Возможными модификациями предлагаемой
конструкции устройства пастеризации могут быть другие варианты расположения тру-
бок с жидкостью. Также влияние на поглощаемую мощность может оказывать толщина
стенок трубки. Кроме того, состав молока изменяет его электрофизические свойства, и
соответственно также может повлиять на уровень поглощаемой мощности. Однако эти
вопросы требуют дальнейшего исследования.

Высокая скорость и эффективность нагрева диэлектриков микроволновым излучени-
ем позволяют использовать электромагнитное поле для нагревания и высушивания прак-
тически любых содержащих влагу материалов. Одним из перспективных направлений ис-
пользования СВЧ-энергии является интенсификация процесса сушки зерна. Для обеспечения
быстрого прототипирования и снижения возможности потерь, обусловленных ошибками
на различных стадиях разработки и внедрения оборудования, особую значимость приобре-
тает разработка моделей. Цель данной работы состоит в выполнении имитационного
моделирования волноводно-щелевой решетки для сушки зерна. Основная задача, котораястоит при моделировании, обеспечить равномерное распределение мощности каждой ще-
лью. В качестве среды моделирования используется специализированный программный
комплекс FEKO. Для описания модели используется точный метод расчета – метод мо-
ментов. Получено распределение электрического поля и удельной поглощаемой мощности в
слое зерна, подвергающегося СВЧ облучению. Модели были верифицированы путем сравне-
ния результатов, полученных при различном мешировании элементов поверхности. Моде-
лирование распределения напряженности электрического поля показало, что отдаление
волноводов от кюветы с зерном приводит к выравниванию неравномерностей поля, однако
в этом случае некоторая часть излучаемой мощности рассеивается в пространство.
При этом увеличение расстояния между волноводами и кюветой с зерном не влияет на
КСВ антенн. Следует отметить, что в реальной обстановке волновой характер поля
сглаживается за счет теплопереноса, и это явление не может быть учтено в процессе
электромагнитного моделирования. Кроме того, следует исследовать весь спектр воз-
можного изменения диэлектрических параметров зерна, чтобы проанализировать процесс
распространения волны при высокой влажности зерна. Целесообразно также рассмот-
реть другие модификации волноводно-щелевых антенн, которые смогут обеспечить более
равномерный нагрев внутри кюветы с зерном.

В настоящее время растет интерес к задачам эффективного управления пакетными
сетями: качеству обслуживания, обеспечению информационной безопасности, оптимиза-
ции использования программно-аппаратных ресурсов сети. Все эти задачи во многом опи-
раются на анализ и классификацию сетевого трафика. Данный трафик неоднороден, как
правило, имеет пульсирующий характер, трудно поддается прогнозированию, описывается
математическим аппаратом случайных процессов. В разное время условия прохождения
пакетов по одному и тому же пути могут значительно отличаться. Вместе с тем появля-
ется значительное количество приложений, требовательных к задержкам и джиттеру.
Задача администрирования в данном контексте состоит в правильной настройке узлов
коммутации и маршрутизации. Классификация трафика позволяет идентифицировать
пакеты различных приложений и служб и обеспечить их приоретизацию при передаче по
сети. Например, трафик видеоконференций необходимо передавать в первую очередь, по-
скольку он очень чувствителен к задержкам и джиттеру, трафик данных можно переда-
вать в последнюю очередь. Классификация трафика на сегодняшний день задача актуаль-
ная как с точки зрения администрирования сети, так и с точки зрения обеспечения её
безопасности. Ввиду того, что большое количество приложений сейчас шифрует переда-
ваемую информацию и просмотреть ее содержимое очень сложно, особый интерес пред-
ставляет классификация трафика, которая позволяет по косвенным признакам опреде-
лить аномалии в работе сети, признаки вторжения. В данной работе рассмотрены осо-
бенности решения задачи классификации зашифрованного трафика. Целью работы явля-
ется исследование особенностей классификации зашифрованного трафика с использовани-
ем корреляционного анализа и алгоритма, основанного на разности интегральных площа-
дей. Задачи исследования: – разработать алгоритм классификации трафика на основе
корреляции и известными образцами; – разработать алгоритм, основанный на разности
интегральных площадей под кривыми интенсивности трафика; – провести практическое
исследование точности решения задачи классификации. В работе рассмотрена классифи-
кация трафика по трем группам: аудио, видео, данные. В результате выявлена достаточ-
ная точность корреляционного алгоритма при определении аудио и трафика данных.
Для выявления видеотрафика лучше использовать алгоритм, основанный на разности ин-
тегральных площадей под кривыми интенсивности.

Как правило, информационный граф с ассоциативными операциями реализуется в
виде последовательной («голова/хвост») или параллельной («разбиение пополам») топ о-
логии, причем обе структуры содержат одинаковое число операционных вершин. Реду к-
ционные преобразования графов с представленными топологиями при недостатке в ы-
числительного ресурса не обеспечивают создание эффективной ресурсонезависимой пр о-
граммы: вариант «разбиение пополам» характеризуется нерегулярной межитерацион-
ной коммутацией, а структура «голова/хвост» – увеличенной скважностью данных при
редукции. В данной статье предлагается преобразовать топологию графа с ассоци а-
тивными операциями в один из комбинированных вариантов с последовательными и па-
раллельными фрагментами вычислений, синтезированный в соответствии с заданным
вычислительным ресурсом. Это позволяет повысить удельную производительность в ы-
числений при редукции. Модифицированная топология включает изоморфные подграфы с
топологией «разбиение пополам», содержащие максимальное число аппаратно реализу е-
мых операционных вершин, а обработка промежуточных данных осуществляется по
принципу «голова/хвост». Вычислительная структура для рассмотренной топологии
имеет минимальную латентность и состоит из одного базового подграфа и одной вер-
шины, в которую редуцируется блок обработки промежуточных данных с топологией
«голова/хвост». Разработан алгоритм, позволяющий в зависимости от доступного а п-
паратного ресурса перейти от базового последовательного варианта реализации к раз-
личным комбинированным топологиям вплоть до предельного случая топологии «разби е-
ние пополам». Поскольку традиционные методы параллельного программирования могут
описать множество топологий только в виде набора отдельных подпрограмм, для соз-
дания ресурсонезависимого описания графов с ассоциативными операциями предлагае т-
ся использовать язык архитектурно-независимого программирования Set@l. Принципы
построения топологий «голова/хвост» и «разбиение пополам» описаны в виде признаковметода обработки множеств на языке Set@l, а ресурсонезависимая программа оперирует
этими типами и типами параллелизма для модификации топологии графа и последующей
редукции производительности в соответствующих аспектах программы.

Как показывает анализ данных международных тестирований знаний учащихся,
среднее и высшее образование многих странах переживает кризис, который в том числе
вызван не адекватностью системы мониторинга качества традиционного и дистанцион-
ного образования. В свою очередь, развитие такой системы мониторинга требует разра-
ботки методов классификации и квантификации, необходимых для прогноза индивидуаль-
ных и коллективных успехов учащихся. В этой статье теоретически и экспериментально
показано, что наиболее перспективным подходом, решающим одновременно обе задачи
прогноза, является создание гетерогенных ансамблей, состоящих из нечетного числа раз-
личных базовых классификаторов, таких как деревья решений, простейшие нейронные се-
ти, наивный байесовский классификатор и другие. Проведя обучение и тестирование
11 различных бинарных классификаторов на шести различных выборках образовательных
данных, нами показано, что индивидуальный детерминированный прогноз таких ансамблей
превосходит по точности прогнозы как отдельных базовых классификаторов, так и одно-
родных ансамблей созданных по технологиям бэггинга и бустинга. Преимущество гетеро-
генных ансамблей созданных из трех, пяти и семи классификаторов становится опреде-
ляющим, если учесть, что при естественном дисбалансе выборки образовательных дан-
ных, полезным прогнозом классификатора может считаться только такой прогноз, точ-
ность которого превосходит относительную частоту класса объектов имеющих наи-
большую повторяемость в выборке данных. Главным преимуществом гетерогенного ан-
самбля является возможность трансформации детерминированного прогноза в вероятно-
стный прогноз, когда вместо отнесения объекта к тому или иному классу, даются вероят-
ности его принадлежности к отдельным классам. На основе этого нами предложен новый
метод бинарной квантификации, когда индивидуальные вероятности принадлежности к
каждому из классов объектов суммируются по отдельности, а полученные в итоге суммар-
ные вероятности интерпретируются как относительные частоты объектов в выборке.
В результате экспериментов показано, что такая бинарная ансамблевая квантификация по
точности заметно превосходит традиционный метод «классифицируй и считай».

Рассматриваются особенности применения методик аттестации защищенных по-
мещений. Такие методики разрабатываются и регламентируются Федеральной службой
по техническому и экспортному контролю. Необходимость аттестации связана с наличи-
ем технических каналов утечки информации, по которым злоумышленником могут быть
получены сведения, составляющие коммерческую, государственную или иную тайну. Нали-
чие технических каналов утечки информации обусловлено физическими процессами, связан-
ными с особенностями распространения акустических, электромагнитных и оптическихволн. Через такие каналы возможна утечка акустической, видовой информации, информа-
ции, обрабатываемой техническими средствами и системами. В рамках данной работы
рассматриваются особенности аттестации защищенных помещений от утечек акусти-
ческой информации. Аттестация включает в себя проведение инструментальных измере-
ний, которые позволяют обнаружить информативный сигнал в линиях связи, в эфире, в
системах отопления, водопровода, вентиляции и т.д. Помимо измерений аттестация
предполагает проведение расчетов, на основании которых делается вывод о соответст-
вии или несоответствии уровня защищенности. Расчетная часть является довольно гро-
моздкой и сложной, поэтому целью работы является разработка алгоритма, который
позволяет определить степень защищенности выделенного помещения от утечки речевой
информации. Задачами работы являются: разработка вспомогательных алгоритмов для
расчета параметров защищенности помещения по каждому типу каналов утечки речевой
информации; реализация программного средства, позволяющего определить степень за-
щищенности помещения; проведение исследования зависимости защищенности помещения
от уровня шумов с использованием разработанного программного средства. В качестве
результатов работы следует отметить синтезированный алгоритм и разработанное
программное средство, позволяющее существенно сократить время на процедуру оценки
защищенности помещения и избежать ошибок. Так же результатом работы является
исследование зависимости словесной разборчивости речи от уровня шумов в различных
октавах. Исследования показали, что словесная разборчивость, которая определяет за-
щищенность помещения по акустическим параметрам, нелинейно спадает с увеличением
уровня шумов при фиксированном уровне сигнала.

В процессе решения широкого круга прикладных задач возникает необходимость де-
композиции объектов. Как следствие, проблема классификации является актуальной про-
блемой в современных системах интеллектуального анализа данных. Бинарная классифи-
кация является одной из важнейших задач, и имеет целый ряд нерешенных проблем. Одной
из таких проблем является эффективность автоматизированной классификации. В зада-
чах автоматизированной классификации, актуально применение алгоритмического аппа-
рата эволюционных вычислений. Таким образом целесообразно применение генетических и
биоинспирированных алгоритмов, в задаче поиска оптимальных значений параметров
классификатора. Для решения данной задачи предлагается применить алгоритм роя час-
тиц(PSO). Данный алгоритм в контексте задачи поиска субоптимальных значений пара-
метров классификатора способен обеспечить высокое качество классификации. Модифи-
кацией алгоритма является динамическое изменение значений координат, которые отве-
чают за тип функции ядра. Данная доработка позволяет значительно снизить затрачи-
ваемое время разработки классификатора. Для повышения эффективности классификации
целесообразно применять ансамбли алгоритмов. В работе приведена структура двухуров-
невого классификатора. На первом уровне данного классификатора, формируется ан-
самбль простых классификаторов которые формируют учебную выборку, которая, в даль-
нейшем используется алгоритмом роя частиц на втором этапе. Такой подход позволяет
значительно уменьшить временные затраты, а также повысить качество получаемых
решений. Алгоритм роя частиц(PSO), в контексте задачи поиска субоптимальных значе-
ний параметров классификатора способен обеспечить высокое качество классификации.
Предложенный двухуровневый алгоритм был экспериментально протестирован. Произве-
дено сравнение с аналогами, приведены сравнительные диаграммы. Описанные исследова-
ния показывают, что работа имеет высокую теоретическую значимость, а проведенные
экспериментальные исследования доказывают высокую практическую значимость.

Исследования в области искусственного интеллекта ведутся с возрастающим и н-
тересом с каждым годом. Области применения искусственного интеллекта довольно
обширны: автоматизация, анализ большого объема данных, технологии умного дома,
машинное зрение и т.д. Технологии искусственного интеллекта базируются на использ о-
вании искусственных нейронных сетей, имеющие в своей основе принципы нервной сис-
темы животных. При этом актуальным вопросом является реализация искусственных
нейронных сетей на различных программно-аппаратных платформах: программируемых
логических интегральных схемах (ПЛИС) типа FPGA (Field Programmable Gate Array), на
интегральных схемах специального назначения (Application-Specific Integrated Circuit,
ASIC), GPU, CPU и т.д. ПЛИС наилучшим образом проявляют себя в маломощных мо-
бильных системах. ASIC демонстрируют наибольшую производительность с н едостат-
ком: высокая цена разработки. Проблема быстрого прототипирования проектов, осн о-
ванных на использовании искусственных нейронных сетей, для ПЛИС привычными мет о-
дами (c помощью HDL-языков, HDL-кодеров, графического программирования) заключа-
ется в том, что либо такой проект сложен и длителен в отладке (HDL-языки), либо не
оптимален получающийся код (HDL-кодеры), либо высока длительность разработки
проекта и сложность реконфигурации нейронной сети (графическое программирование).
Поэтому в рамках данной работы рассматривается эффективный метод проектирова-
ния полносвязных и сверточноых нейронных сетей для их реализации на ПЛИС использ о-
ванием пакета Xilinx System Generator for DSP и Matlab/Simulink. Генерируемые таким
образом искусственные нейросети легко реконфигурируемы и позволяют решать сле-
дующие задачи: распознавание изображений, оптимальная фильтрация (например, для
задач подповерхностной радиолокации).

Статья посвящена проблеме идентификации неявных информационных угроз п о-
исковой деятельности пользователя в Интернет-пространстве на основе анализа его
активности в процессе данного взаимодействия. Применение знаний, хранящихся в
интернет-пространстве, для реализации преступных намерений несет в себе угрозу
для всего общества. Выявление злого умысла в действиях пользователей глобаль ной
информационной сети не всегда является тривиальной задачей. Отработанные техн о-
логии анализа контекста интересов пользователя дают сбой в случае осторожных
грамотных действий злоумышленников, которые в явном виде не демонстрируют пр е-
следуемой ими цели. В работе проведен анализ угроз, связанных с определенными сц е-
нариями реализации поисковых процедур, проявляющихся в поисковой деятельности.
Описаны критерии оценки неэффективных и эффективного сценариев поиска. Среди
признаков, указывающих на возможность наличия угрозы, выделены следующие основ-
ные: уход от решения задачи в бесцельную навигацию или к привлекательным ресурсам,
поверхностный поиск, отсутствие смыслового погружения в решение поисковой зад а-
чи, хаотичные действия при поиске. Для определения налич ия неблагоприятных при-
знаков построена система показателей. Сформулированы признаки эффективного
сценария организации поиска в Интернет-пространстве, описаны варианты наличия
неявных угроз для подобной ситуации. Представлен подход идентификации описанных
угроз с учетом заданных критериев оценки различных сценариев поведения пользоват е-
ля в глобальном информационном пространстве. Разработан алгоритм машинного
обучения для идентификации проблемных сценариев путем сравнения с ключевыми
паттернами поведения. Создана программная реализация подсистемы идентификации
информационных угроз, проведены экспериментальные исследования для подтвержд ения эффективности подсистемы. Экспериментальные исследования проводились на основе обработки открытых данных из социальных сетей, а также с применением
анализа поисковой деятельности пользователей в университетской корпоративной
информационной среде.

Мы живем в современном обществе, где у нас достаточно много ресурсов и вычис-
лительной мощности, единственной проблемой остается общественная безопасность.
С развитием технологий личная информация становится все более не защищенной. По-
этому идентификация личности является актуальной проблемой. Существующие тради-
ционные методы защиты личной информации оказались не надежными. Защита биомет-
рических параметров является одной из наиболее важных проблем при обеспечении безо-
пасности современной биометрической системы. Имеющиеся алгоритмы не дают адек-
ватного решения этой проблемы. Поэтому мы попытались предложить метод, который
будет более актуальным. В этой статье обсуждается гибридный метод биометрического
распознавания вен на пальцах, основанный на методе глубокого обучения с использованием
схем двоичной диаграммы принятия решений и нечетких обязательств. Предложенный
гибридный метод состоит из четырех частей, а именно: извлечение признаков вены паль-
ца, генерация защищенного шаблона, схема нечеткой фиксации, распознавание и принятие
решения о структуре вен на пальце. Таким образом, имеются четыре модуля, при этом
каждый модуль работает эффективно и дает точные результаты по всем базам данных.

Землепользование и растительный покров являются естественным состоянием поверхно-
сти земли. Дистанционное зондирование - очень важный метод изучения землепользования
(LULC). Для анализа земного покрова при дистанционном зондировании используются различные
методы классификации. Данные методы не требуют предварительную информацию о земном
покрове или типах землепользования. Наиболее часто для анализа изображений, полученных с
помощью дистанционного зондирования, используют два метода классификации. К ним отно-
сятся контролируемая классификация и неконтролируемая классификация. Целями предлагаемой
работы являются использование неконтролируемых методов классификации для поиска класте-
ров, по определению типов землепользования и сравнение данных методов с интерактивным
анализом данных самоорганизации (ISODATA). Для анализа землепользования были использованы
изображения датчика Hyperion. Датчик Hyperion имеет двести сорок две полосы, однако немно-
гие полосы содержат полезную информации для спектрального анализа. Поэтому полосы, не
содержащие полезную информацию выявляются и удаляются. После обработки входного изо-
бражения по данному алгоритму из двухсот сорока двух полос остаются только сто шестьде-
сят пять полос. При этом учитываются радиометрическая калибровка и немаловажная кор-
рекция атмосферных факторов. Затем по результатам обработки с применением предложен-
ных методов формируются кластеры для изучения землепользования с использованием гипер-
спектрального изображения. Для формирования кластеров осуществлялась группировка пиксе-
лей, на основе выбранных данных. Пиксели из одного кластера имеют больше сходства, в то
время как пиксели из разных кластеров отличаются друг от друга. На основе результатов дела-
ется вывод о том, что метод кластеризации (k-means) позволяет лучше идентифицировать или
прогнозировать тип землепользования на основе гиперспектрального изображения с высоким
разрешением, чем метод интерактивного анализа данных самоорганизации (ISODATA). Выход-
ное изображение, которое является результатом кластеризации, может быть использовано
для идентификации различных типов объектов землепользования. Лучше всего были идентифи-
цированы следующие объекты землепользования: водная среда, сельскохозяйственные угодья,
растительность, застроенная территория или поселение, поля и скалистые регионы.

Работа посвящена экспериментам с различными методами выделения особых точек
на изображениях с последующим их описанием бинарным дескриптором и сопоставлением
методом полного перебора. В работе активно используется метод описания окрестно-
стей особых точек, основанный на построении бинарной строки, характеризующей изме-
нения яркостей пикселей в описываемой окрестности. Результирующая строка получается
путем сравнения яркостей пикселей по определенному шаблону. Сегодня использование
особых точек при работе с изображениями позволяет разрабатывать прикладные мето-
ды в различных сферах компьютерного зрения с повышенными требованиями ко времени
работы и устойчивости к резким изменениям сцен. В работе приведены результаты экс-
периментов с особыми точками различных классов, классификация приводится в разделе 1.
При проведении экспериментов использовались методы, реализованные в библиотеке
OpenCV. В работе даны краткие описания используемых в экспериментах методов. В раз-
деле 1 работы предлагается классификация современных типов особых точек изображе-
ний и дается краткое описание популярных методов детектирования описываемых типов
особых точек. В разделе 2 авторы дают общее описание методов работы с особыми точ-
ками изображений. В разделе 3 приводится описание проводимых экспериментов с сопос-
тавлением особых точек различных типов, описанных одним дескриптором, и раскрыва-
ются их результаты. Проведенные эксперименты позволяют выявить сильные и слабые
стороны связок различных типов особых точек при их сопоставлении.

Представлен обзор некоторых исследований по проблеме распознавания изображе-
ний сельскохозяйственных культур, растений и лесных массивов. В этих системах распо-
знавания изображений используются различные методы предварительной обработки,
компьютерного зрения, глубокого обучения. В последнее время увеличиваются системы
распознавания на основе мобильных устройств, что повышает их доступность и широкое
распространение. Рассмотрены статьи по распознаванию, классификации плодов и фрук-
тов в садах, создание банка данных этих аграрных продуктов (яблоки, груши, киви) для
оценки созревания и урожайности. Описаны работы посвященные автоматизации сбора
урожая зерновых культур на примере работы уборочного комбайна с применением машин-
ного зрения. Растениеводство играет важную роль при обеспечении кормов для животно-
водства, анализированы статьи по распознаванию сельскохозяйственных растений на
основе изображений листьев. Также по состоянию листьев картофельных кустов можно
определить их болезни, оценить состояние почвы. Приведены работы по разработке мо-
бильных систем контроля и распознавания процесса выращивания грибов на основе техно-
логии «зеленый дом» для фермерских хозяйств. С помощью дистанционной диагностики
можно анализировать и контролировать состояние поверхности суши и морей. Для дис-
танционного экологического мониторинга ландшафта земной поверхности описаны рабо-
ты по распознаванию, классификации лесных массивов, водных ресурсов с применением
гиперспектрального анализа спутниковых изображений.

Исследована возможность вариации свойств пьезоэлектрических керамик разного
типа назначения. Цель исследования заключалась в вариации свойств путём изменения
технологических факторов при изготовлении пьезокерамики без модифицирования их хи-
мического состава. На важнейшем технологическом этапе – спекании – задаются плот-
ность, твёрдость и прочность пьезокерамики, непосредственно влияющие на её электро-
физические параметры, т.к. пьезоэффект – это электромеханическое преобразование.
Особенный интерес представляют методы спекания объединяющие процесс консолидации
частиц с нагревом – горячее прессование и искровое плазменное спекание. Такие методы, за
счёт создаваемого одноосного давления, интенсифицируют диффузионные процессы мас-
сопереноса при спекании, способствуя получению пьезокерамики повышенной плотности
при одновременном понижении температур спекания. Однако, в отличие от горячего прес-
сования, при искровом плазменном спекании между частицами порошка возникают искро-
вые разряды, что в сочетании со сверхбыстрым нагревом (до 1000 ºС/мин), формирует
мелкозернистую монофазную структуру керамики. Такая микроструктура способствует
повышению механических и электрофизических параметров получаемой керамики. Задача
исследования состояла в апробации предлагаемых методов спекания на пьезоэлектриче-
ских материалах различных составов с целью управления их свойствами. В качестве объ-
ектов исследования использовались пьезокерамические материалы на основе системы цир-
конат-титаната-свинца и их модификации, в том числе многокомпонентные, имеющие
высокий прикладной потенциал, а также бессвинцовый сегнетоэлектричский материал
Ba0.55Sr0.45TiO3 (BST). Методом растровой электронной микроскопии установлены зависи-
мости формируемой керамической структуры от метода спекания и от температуры
процесса. Установлены закономерности «метод спекания – микроструктура – свойства».
В результате исследования подтверждена эффективность методов горячего прессования
и искрового плазменного спекания в целях вариации свойств пьезокерамики различного ти-
па назначения, что в совокупности с понижением температур спекания, а также сокра-
щением длительности процесса (в 36 раз!) актуально с точки зрения энергосбережения.