№ 2 (2021)

Целью данной работы является разработка и исследование гибридного алгоритма шифрования на основе совместного применения симметричного алгоритма шифрования Кузнечик и гомоморфного шифрования (Схемы Джентри или схемы BGV). Такой алгоритм шифрования может быть востребован в ситуациях ограниченных вычислительных ресурсов. Смысл заключается в том, что при правильном выражении основных операций симметричного алгоритма шифрования через булевы функции, появляется возможность на передающей стороне зашифровать данные симметричным шифром, а секретный ключ шифрования - гомоморфным. В таком случае на стороне приема можно провести манипуляции так, чтобы исходное зашифрованное сообщение оказалось также зашифровано только гомоморфным шифром. При этом симметричное шифрование снимается, но информация остается недоступной обрабатывающему ее узлу. Такое свойство секретности позволяет проводить ресурсоемкие операции на мощном вычислительном узле, предоставляя гомоморфно зашифрованные данные для малоресурсного узла с целью их последующей обработки в зашифрованном виде. В статье представлен разработанный гибридный алгоритм. В качестве симметричного алгоритма шифрования использован алгоритм шифрования Кузнечик, являющийся частью стандарта ГОСТ Р34.12 - 2015. Для того, чтобы иметь возможность применять гомоморфное шифрование к данным, зашифрованным шифром Кузнечик, S-блок замены алгоритма Кузнечик представлен в булевом виде с использованием полинома Жегалкина. Также линейное преобразование L представлено в виде последовательности выполнения простейших операций сложения и умножения над преобразуемыми данными. Первичное моделирование разрабатываемого алгоритма было проведено на упрощенной версии алгоритма Кузнечик S-KN1.

Рассматриваются проблемы увеличения глубины и повышения долговременной ус-
тойчивости каналов связи в интерфейсах человек-машина, построенных на основе данных
об электрической активности мышц предплечья. Возможным вариантом решения являет-
ся применение метода анализа сигналов электромиограмм (ЭМГ), совмещающий векторное
и командное управление. В виду возможности случайного смещения положения электродов
в процессе эксплуатации, построена математическая модель для векторного анализа ЭМГ
в сферических координатах, инвариантная к пространственному расположению электро-
дов на предплечье. Командное управление осуществляется на основе распознавания жес-
тов посредством предварительно обученной искусственной нейронной сети (ИНС). Век-
торное управление заключается в решении задачи калибровки каналов датчиков ЭМГ по
пространственному расположению электродов и расчета результирующего вектора мышечных усилий, используемого в качестве дополнительного информационного канала для
задания направления движения рабочей точки объекта управления. Предложенный метод
апробирован на реально регистрируемых сигналах ЭМГ. Исследовано влияние длительно-
сти обрабатываемых фрагментов сигнала на процесс извлечения информации о враща-
тельном движении кисти. Поскольку изменение положения электродов между сеансами
эксплуатации различно, представлен алгоритм переназначения и калибровки усиления ка-
налов ЭМГ, позволяющий в дальнейшем использовать единожды обученную ИНС для рас-
познавания и классификации жестов. Практическое применение результатов работы воз-
можно при разработке алгоритмов калибровки, распознавания жестов и управления тех-
ническими объектами на основе электромиографических интерфейсов человек-машина.

Все крупные производители идут к уменьшению габаритов современных микроэлектрон-
ных устройств. Это приводит к переходу на новые нормы проектирования и изготовления
СБИС. Известные алгоритмы автоматизированного проектирования не в полной мере способ-
ны реализовывать новые требования при проектировании СБИС. В связи с этим, при решении
задач конструкторского проектирования появляется необходимость в разработке новых ме-
тодик решения данного класса задач. Одним из таких методик может стать гибридная мно-
гомерная система поиска, основанная на генетическом алгоритме (ГА). Описывается автома-
тизированный подход к проектированию СБИС на основе генетического алгоритма, позволяю-
щий создать алгоритмическую среду в области многомерного генетического поиска для реше-
ния NP полных задач, в частности размещения элементов СБИС. Цель данной работы заключа-
ется в нахождении путей размещения элементов СБИС на основе генетического алгоритма.
Научная новизна заключается в разработке модифицированного многомерного генетического
алгоритма для автоматизированного проектирования сверхбольших интегральных схем. По-
становка задачи в данной работе заключается в следующем: оптимизировать размещение
элементов СБИС путем применения, многомерного модифицированного ГА. Практическая цен-
ность работы заключается в создании подсистемы, позволяющей использовать разработан-
ные многомерные архитектуры, методы и алгоритмы для эффективного решения задач кон-
структорского проектирования СБИС, а также проводить сравнительный анализ с сущест-
вующими аналогами. Принципиальное отличие от известных подходов в применении новых мно-
гомерных генетических структур в автоматизированном проектировании СБИС, кроме того в
работе праведен модифицированный генетический алгоритм. Приведенные результаты вычис-
лительного эксперимента, показали преимущества предложенного в работе многомерного
подхода к решению задач размещения элементов СБИС по сравнению с существующими анало-
гами. Таким образом, проблема создания методов, алгоритмов и программного обеспечения для
автоматизированного размещения элементов СБИС в настоящее время имеет особую акту-
альность. Ее решение позволит улучшить качественные характеристики проектируемых уст-
ройств, сократит сроки и затраты на проектирование.

Работа посвящена созданию программной подсистемы для решения NP- трудных и
NP-сложных комбинаторно-логических задач на графах. В статье приведено описание
комбинаторно-логических задач на графах. Для эффективного их решения предлагаются
новые многоуровневые архитектуры поиска, такие как простая комбинированная, парал-
лельная комбинированная, двухуровневая, интегрированная и гибридная. Данные архитек-
туры основаны на методах, инспирированных природными системами. Ключевым отличием данных архитектур является разделение поиска на два или три уровня и применение на
них различных алгоритмов эволюционного моделирования и биоинспирированного поиска.
Это позволяет получать наборы квазиоптимальных решений выполнять параллельную
обработку и частично устранять проблему преждевременной сходимости. В статье при-
ведено подробное описание разработанной программной подсистемы и ее модулей. В каче-
стве модулей в подсистеме имеется пять разработанных архитектур и набор разрабо-
танных алгоритмов эволюционного моделирования и биоинспирированного поиска, таких
как эволюционный, генетический, пчелиный, муравьиный, светлячковый и обезьяний. Благо-
даря модульной структуре в подсистеме имеется возможность конструировать более 50
различных вариантов комбинаций поиска. Это позволяет использовать все достоинства
методов биоинспирированной оптимизации для эффективного решения NP-сложных ком-
бинаторно-логических задач на графах. Для подтверждения эффективности разработан-
ной программной подсистемы был проведен вычислительный эксперимент на тестовых
примерах. Проведенные серии тестов и экспериментов показали преимущество использо-
вания программного продукта для решения комбинаторно-логических задач на графах
большой размерности, по сравнению с известными алгоритмами, что говорит о перспек-
тивности применения такого подхода. Временная сложность разработанных алгоритмов
в лучшем случае O(nlogn), в худшем случае – О(n3).

Рассмотрена одна из важных задач оптимизации – задача диспетчеризации. Она от-
носится к классу NP- сложных оптимизационных задач. В работе приведена и описана
постановка задачи диспетчеризации. Здесь массив заявок пользователей на компьютерноеобслуживание в Grid- системах моделируется протяжённой линейной полиэдралью коор-
динатных ресурсных прямоугольников. При этом диспетчирование представляется лока-
лизацией линейной полиэдрали в оболочку области вычислительно-временных ресурсов сис-
темы согласно многоцелевому критерию качества применяемого назначения заявок на об-
служивание. В связи со сложностью данной задачи для ее эффективного решения предла-
гаются методы эволюционного моделирования. В статье предложена и описана модифи-
цированная архитектура эволюционного поиска. В качестве модификации введены допол-
нительно три блока. Это блок «внешней среды», блок эволюционной адаптации и блок «не-
перспективных решений». Для ее реализации авторами разработан модифицированный
эволюционный алгоритм, использующий в качестве отбора решений модели эволюций Ч.
Дарвина и Ж. Б. Ламарка. Это позволяет значительно сократить время получения резуль-
тата, частично решить проблему преждевременной сходимости алгоритма и получать
наборы квазиоптимальных решений за полиномиальное время. Разработан программный
модуль на языке C#. Проведен вычислительный эксперимент на тестовых примерах. Про-
веденные экспериментальные исследования, показали, что качество решений, полученных
на основе разработанного эволюционного алгоритма, в среднем на 5 процентов превосхо-
дит результаты решений, полученные с использованием известных алгоритмов последова-
тельного, начально-кольцевого и уровневого при сопоставимом времени, что говорит об
эффективности предложенного подхода.

Статья посвящена исследованиям термофлуктуационных процессов в соответствии
с теорией теплопроводности для решения задач факторного прогнозирования остаточно-
го ресурса изоляционных материалов на основе неразрушающего температурного метода.
Обоснована актуальность задачи разработки алгоритма для прогнозирования температу-
ры жил СКЛ в режиме реального времени на основе данных системы температурного
мониторинга, с учетом изменения токовой нагрузки линии и внешних условий теплоотвода.
Экспериментальным методом выявлены типы искусственных нейронных сетей, их архи-
тектура и состав, которые обеспечивают максимальную точность прогнозирования при
минимальном наборе значимых факторов. Разработана нейросеть для определения темпе-
ратурного режима токоведущей жилы силового кабеля. Определен минимальный набор
значимых факторов и размерность входного обучающего вектора, который обеспечивает
универсальность нейросетевого метода прогнозирования. Разработана нейросеть для оп-
ределения температурного режима токоведущей жилы заключается в диагностике и про-
гнозировании ресурса электроизоляции (ЭИ) силового кабеля. Модель позволяет оцениватьтекущее состояние изоляции и прогнозировать остаточный ресурс СКЛ. Проведен сравни-
тельный анализ экспериментальных и расчетных характеристик алгоритмов обучения
искусственной нейронной. Установлено, что предлагаемый алгоритм искусственной ней-
ронной сети может быть использована для составления прогноза температурного режи-
ма токоведущей жилы, на три часа вперед с точностью до 2,5% от фактического значе-
ния температуры жилы. Основная область применения разработанной нейросети для
определения температурного режима токоведущей жилы заключается в диагностике и
прогнозировании ресурса электроизоляции (ЭИ) силового кабеля. Разработка интеллекту-
альной системы прогнозирования (ИНС) температуры жилы СКЛ способствует планиро-
ванию режимов работы электросети с целью повышения надежности и энергоэффектив-
ности их взаимодействия с объединенной энергосистемой.

Реконфигурируемой антенной называется антенна, параметры которой могут изме-
няться в соответствии с требованиями, предъявляемыми конкретной ситуацией. Изменяе-
мыми параметрами могут быть диапазон частот с наилучшим согласованием, диаграмма
направленности, поляризация, а также различные комбинации этих параметров. В данной
работе предложена конструкция реконфигурируемой микрополосковой антенны, перестраи-
ваемой по частоте и поляризации, и исследованы ее диаграмма направленности и поляриза-
ционнные свойства. Антенна имеет компактные размеры и может быть использована в бес-
проводных системах связи, работающих в диапазоне 2–7 ГГц. В конструкции антенны име-
ется 5 pin-диодов, в зависимости от состояния которых изменяется резонансная частота и
поляризация излучения антенны. Выполнено моделирование предлагаемой антенны в про-
грамме FEKO и получены ее основные параметры. Анализ результатов моделирования пока-
зал, что для нижней части исследуемого диапазона частот (2,05, 2,45 и 3,7 ГГц) поляризация
линейна. При работе в более высоком поддиапазоне (5,4, 5,6 и 5,75 ГГц) антенна имеет круговую
поляризацию, направление вращения которой изменяется в зависимости от состояния диодов.
Возможность переключения поляризации на ортогональную на одной и той же частоте позво-
ляет улучшить условия приема сигнала в условиях многолучевого распространения.

Гетеродин приёмника и задающий генератор передатчика являются важнейшими
составными частями, определяя их стабильность и диапазонные свойства. В последние
годы завод «Метеор» создал ряд новых микросхем генераторов, управляемых напряжением
(ГУН), с высокими электрическими параметрами. Однако рекламные материалы предпри-
ятия не содержат ряд параметров, важных с точки зрения потребителя. Целью данной
работы является исследование основных характеристик генератора, в том числе не задек-
ларированных поставщиком: ширины спектра сигнала, средней крутизны модуляционной
характеристики, уровня гармоник. Объектом исследования является микросхема ГУН382 в
типовой схеме включения. Представлены результаты экспериментального исследования
ГУН, работающего в области 1200 МГц. Дана оценка паразитных продуктов в спектре
выходного сигнала. Спектр выходного сигнала демонстрирует малую ширину спектраль-
ной линии. Измерены модуляционные характеристики при изменении управляющего напря-
жения и напряжения питания, вычислена их средняя крутизна. Эти данные позволяют
предъявить обоснованные требования к стабильности управляющего и питающего на-
пряжений. Полученные результаты могут быть использованы в приёмо-передающей аппа-
ратуре связи, навигации, радиоэлектронной борьбы. Статья расширяет представление о
линейке генераторов завода «Метеор», демонстрирует их высокие электрические харак-
теристики: диапазон рабочих частот 1200 ± 16 МГц; выходная мощность не менее 1 дБм;
напряжение питания + 5 В; управляющее напряжение от 0 до 8 В; уровень второй и
третьей гармоники не превышает минус 22 дБ по отношению к полезному сигналу

Статья посвящена анализу результатов численного исследования характеристик
рассеяния печатного пространственного и частотно-избирательного антенного обтека-
теля на основе электродинамического моделирования частотно-избирательных поверхно-
стей с диэлектрическими укрытиями. Задачи моделирования решены методом интеграль-
ного уравнения. С помощью разработанной математической модели выполнено всесто-
роннее численное исследование микроволновых устройств пространственной, частотной и
поляризационной трансформации и селекции, выполненных в виде многоэлементных муль-
типланарных печатных отражательных антенных решеток. На основе проведенных ис-
следований найдены конструктивные решения для частотно-селективных структур в ин-
тегральном исполнении, реализующих функции пространственных и частотных фильтров.
Рассмотрены вопросы конструктивного синтеза многослойных планарных частотно-
избирательных поверхностей для создания пространственных и частотных фильтров,
интегрируемых в излучающие и распределительные системы современных многоэлементных
фазированных антенных решеток в печатном исполнении. Получены численные результаты
электродинамического моделирования частотно-избирательных поверхностей и угловых
фильтров с диэлектрическими укрытиями, которые могут быть использованы для выбора
наиболее рациональных вариантов топологий частотно-избирательных поверхностей и угло-
вых фильтров при разработке многофункциональных обтекателей в антенных системах
микроволнового диапазона. На основе полученных численных данных рассматриваются воз-
можности применения трех вариантов плоских дифракционных решеток в качестве час-
тотных фильтров и два варианта решеток в качестве пространственных фильтров в со-
ставе антенных обтекателей. Предложенные в работе пространственные частотные
фильтры в виде мультипланарных печатных решеток, входящих в состав антенных обтека-
телей, предназначены для обеспечения электромагнитной совместимости близкорасполо-
женных радиоэлектронных средств, функционирующих в смежных частотных диапазонах, и
содержащих сканирующие антенные решетки, устанавливаемые под антенными обтека-
телями. В то же время установка в антенных обтекателях, предложенных в работе угло-
вых фильтров, выполненных в виде многослойных печатных дифракционных решеток про-
ходного типа, позволяет устранить появление нежелательных побочных главных макси-
мумов в диаграммах направленности разреженных цифровых антенных решеток перспек-
тивных радиотехнических комплексов микроволнового диапазона длин волн.

Для повышения эффективности системам исполнения аналитических запросов необ-
ходимо использовать все доступные ресурсы современных распределенных гетерогенных
систем. Ускорители, сложная иерархия памяти и распределенность вычислений создают
возможности для оптимизации производительности. В статье проводится обзор сущест-
вующих подходов к реализации механизмов исполнения аналитических запросов к СУБД для
данных в оперативной памяти с использованием аппаратных ускорителей, в частности,
особое внимание уделено графическим ускорителям. За счет массивного параллелизма и
высокой пропускной способности памяти устройства графические ускорители представ-
ляют перспективную альтернативу основного устройства исполнения аналитических за-
просов. Существующие методы не задействуют всех возможностей современной аппара-
туры и обычно основываются на передаче данных по относительно медленной шине PCIe
для исполнения ядер каждого отдельно взятого оператора. Другой проблемой существую-
щих методов является явное разделение кодовой базы кодогенераторов реляционных опе-
раторов для ускорителей (графических процессоров) и центрального процессора, и невоз-
можность переиспользования сгенерированного кода для других устройств в системе, что
существенно ограничивает возможности их совместного использования с целью повыше-
ния производительности. В статье представлен метод эффективного исполнения запро-
сов на примере системы из двух классов устройств (ЦПУ и графический процессор) при
помощи компиляции с построением единого, независимого от устройства, промежуточно-
го представления (SPIR-V) и подход к оптимизации соответствующего гибридного физи-
ческого плана запроса на основе расширенного классического оператора “Exchange” с ис-
пользованием гетерогенных вычислительных ресурсов и явным контролем уровня параллелизма для каждого устройства. Для поиска оптимального физического плана предложен
способ построения модели затрат на основе данных о поведении основных вычислитель-
ных паттернов реляционных и вспомогательных операторов. Потенциал прироста произ-
водительности за счет оптимизации запросов целиком для наилучшего с точки зрения про-
изводительности устройства оценивается с помощью эмпирических данных, полученных
для коммерческой СУБД с открытым исходным кодом OmniSci DB. Предварительные ре-
зультаты демонстрируют возможность ускорения обработки запросов в разы (3-8х) при
выборе наиболее подходящего устройства исполнения.

Представляется подход к стерео-визуальной одометрии без явного вычисления оп-
тического потока. Визуальная одометрия – метод получения навигационной информации
путем обработки последовательности кадров с бортовых камер. Существует два подхода
к обработке видеоинформации – используя хорошо локализуемые участки изображения –
признаковые точки и используя все высококонтрастные пиксели – прямой метод. Прямой
метод работает, используя интенсивности всех высококонтрастных пикселей изображе-
ния, что позволяет снизить вычислительную сложность, затраченную на поиск, описание,
сопоставление признаковых точек и повысить точность оценки движения. Однако мето-
ды подобного класса обладают недостатком – наличие движущихся объектов в кадре су-
щественно снижают точность оценки параметров движения. Для избегания этого приме-
няются методы детектирования выбросов. Классические методы детектирования выбро-
сов во входных данных, такие как RANSAC плохо применимы, и имеют высокие вычисли-
тельны затраты из-за вычислительно сложной функции рейтингования гипотез. Целью
данной работы является описание и демонстрация подхода детектирования выбросов на
базе алгоритма иерархической кластеризации, который выделяет статистически наибо-
лее вероятное решение, минуя этап рейтингования каждой гипотезы, что значительно
снижает вычислительную сложность. Для иерархической кластеризации предлагается
мера расстояния между гипотезами с низкой чувствительностью к ошибкам оценки пара-
метров движения. Также предлагается расширение алгоритма стерео-визуальной одо-
метрии для работы в более сложных условиях видимости благодаря переходу от интен-
сивностного представления изображения к многоканальному бинарному. Перевод изобра-
жения к многоканальному бинарному представлению дает инвариантность к изменениям
яркости изображения, однако, требует модификации алгоритмов нелинейной оптимиза-
ции для работы с бинарными дескрипторами. В результате работы показано, что пред-
ложенный алгоритм детектирования выбросов способен работать в реальном масштабе
времени на мобильных устройствах, и может служить менее ресурсоёмкой заменой алго-
ритма RANSAC в задачах визуальной одометрии и выселения оптического потока. Качест-
венные метрики предложенного решения демонстрируются на датасете KITTI. Приведе-
ны зависимости качества работы алгоритма от параметров алгоритма.

Рассматривается модель рассеяния радиолокационных сигналов от беспилотных ле-
тательных аппаратов (БПЛА) мультироторного типа для формирования обучающих дан-
ных нейросетевого классификатора. В последнее время к изучению вопроса обнаружения и
классификации малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) наблюдает-
ся повышенный интерес, который связан с развитием номенклатуры БПЛА в продаже и
производстве. Помимо развития БПЛА увеличение производительности вычислителей по-
зволило создавать классификаторы с использованием новых нейросетевых алгоритмов.
Данная модель осуществляет формирование радиолокационных изображений, получаемых
в результате отражения от беспилотного летательного аппарата радиолокационного
сигнала с линейной частотной модуляцией с учетом конфигурации, характеристик, теку-
щего местоположения и параметров полета наблюдаемого объекта. При расчете отра-
женного сигнала учитывается углы поворота БПЛА (тангажа, крена и рыскания), скоро-
сти полета, размера и местоположения винтов в текущей конфигурации БПЛА. Получен-
ная модель может быть полезна для формирования обучающего набора классификатора
беспилотных летательных аппаратов мультироторного типа, построенного с использо-
ванием сверточных нейронных сетей. Необходимость использования модели, формирую-
щей данные для нейронной сети, обуславливается требованием к большому числу обучаю-
щих и верифицирующих выборок, а также большим разнообразием конфигураций беспи-
лотных летательных аппаратов, что сильно увеличивает сложность и стоимость созда-
ния обучающего датасета с применением экспериментальных измерений. Помимо собст-
венно обучения нейронной сети, данную модель можно применить для оценки возможно-
сти обнаружения и классификации различных видов мультироторных БПЛА, в разработке
специализированной радиолокационной станции обнаружения данного вида объектов.

Исследования выполнены с целью получения данных, необходимых для повышения
точности расчета и оптимизации конструкций пьезоэлектрических датчиков механиче-
ских величин, которые широко используются для контроля, мониторинга и диагностики
сложного оборудовании и инженерных сооружений в различных областях техники. Задача
исследований состоит в изучении особенностей рабочих деформаций в пьезоэлектрическом
электромеханическом преобразователе в области крепления к основанию датчика и оценке
их влияния на основные метрологические характеристики. Объектом исследования являет-
ся электромеханический преобразователь в виде цилиндрического монолитного блока из
пьезоэлектрической керамики с отношением высоты к диаметру от 0,33 до 2, закреплен-
ный на основании датчика, на которое воздействует поступательное ускорение вибраци-
онных колебаний со стороны контролируемого объекта. С использованием программного
пакета ANSYS Multiphysics исследована математическая модель преобразователя с двумя
принципиально разными типами крепления  «свободно-скользящего» и «жесткого». При
этом выявлен механизм поперечного механического шунтирования деформации преобразо-
вателя в области границы жесткого креплении. Для количественной оценки влияния усло-
вий крепления на характеристики преобразователя предложены «коэффициент влияния
крепления» и формула для его определения при различных отношениях высоты к диаметру
преобразователя. Для определения влияния крепления преобразователя в реальных конст-
рукциях датчиков разработана методика и проведены экспериментальные исследования с
учетом свойств используемых на практике конструкционных материалов и наиболее час-
то применяемого упругого поджатия элементов. Установлено, что свойства материала
основания и соотношения размеров преобразователя в реальной конструкции датчика мо-
гут вызывать изменения его коэффициента преобразования по напряжению до 15 %, ко-
эффициента преобразования по заряду до 22 %, электрической емкости до 9 % и частоты
продольного резонанса до 16 %. Влияние граничных условий крепления снижается одновре-
менно с возрастанием относительной высоты преобразователя. Экспериментально полу-
чены данные для расчета коэффициента влияния крепления при выполнении основания
датчиков из металлов с модулем упругости от 74 до 300 ГПа и плотностью от 2,7 до 17,5
т/м3. Результаты проведенных исследований могут учитываться при конструировании
пьезоэлектрических датчиков механических величин.

Целью работы является исследование влияния зашумления на изображении на ре-
зультат сравнения конечного множества изображений, одинаковых по форме и размеру.
Данная задача неизбежно возникает при анализе сцен, детекции отдельных объектов, об-
наружении симметрии и пр. Фактор зашумленности необходимо принимать во внимание,
поскольку различие цифровых объектов может быть вызвано не только несовпадением
сравниваемых изображений реальных объектов, но и искажениями из-за шумов, что прак-
тически всегда имеет место. Это отличие оказывается пропорциональным уровню шумо-
вой составляющей. Основным результатом данной статьи являются аналитическая оцен-
ка для вероятности заданного уровня погрешности, которая может возникать при мно-
жественном сравнении конечного числа соразмерных цифровых изображений. Эта оценка
основана на низкоуровневом анализе, сводящемся к попиксельному вычислению различия
изображений с помощью эвклидовой метрики. При этом делается стандартное предпо-
ложение о независимом нормальном зашумлении интенсивностей изображения с нулевым
математическим ожиданием и априорно установленным среднеквадратическим отклоне-
нием в каждом пикселе. Приведенные в статье доказательства позволяют утверждать,
что полученную оценку следует рассматривать как достаточно «осторожную» и можно
ожидать, что в реальности разброс меры, вызванный шумами на изображении, будет
существенно меньше, чем теоретически найденная граница. Полученные в данной работе
оценки оказываются полезными также для обнаружения различных видов симметрии на
изображениях, которое, как правило, приводит к необходимости вычислять различие про-
извольного количества соразмерных цифровых областей. Кроме того, найденные оценки
могут использоваться как теоретически обоснованные пороговые значения в задачах, тре-
бующих принятия решения о совпадении или различии изображений. Такие пороговые зна-
чения неизбежно появляются на различных этапах обработки зашумленных изображений,
и вопрос об их конкретных значениях, как правило, остается открытым, в лучшем случае
предлагаются эвристические соображения для их выбора.

В задачах интеллектуального анализа текста текстовое представление должно
быть не только эффективным, но и интерпретируемым, поскольку это позволяет понять
операционную логику, лежащую в основе моделей интеллектуального анализа данных. Тра-
диционные методы векторизации текста, такие как TF-IDF и Bag-of-words, эффективны
и имеют интуитивно понятную интерпретируемость, но страдают от «проклятия раз-
мерности» и не могут понимать смысл слов. С другой стороны, современные распределен-
ные методы эффективно определяют скрытую семантику, но требуют больших вычисли-
тельных ресурсов и времени, а также им не хватает интерпретируемости. В этой ста-
тье предлагается новый метод векторизации текстов под названием Bag of weighted Concepts
BoWC, который представляет документ в соответствии с содержащейся в нем ин-
формацией о концептах. Предлагаемый метод создает концепты посредством кластери-
зации векторов слов (т.е. встраивания слов), и использует частоты этих кластеров концептов для представления векторов документов. Чтобы обогатить итоговое представле-
ние документа, предлагается модифицированная весовая функция для взвешивания кон-
цептов на основе статистики, извлеченной из информации вложений слов. Векторы, сге-
нерированные с помощью предложенного метода, характеризуются интерпретируемо-
стью, низкой размерностью, высокой точностью, а также низкими вычислительными
затратами при использовании в задачах классификации и кластеризации. Предлагаемый
метод протестирован на пяти различных наборах эталонных данных для кластеризации и
классификации текстовых документов и сравнивается с несколькими базовыми методами,
включая Bag-of-words, TF-IDF, Averaged GloVe, Bag-of-Concepts и VLAC. Результаты пока-
зывают, что BoWC превосходит большинство базовых методов и дает в среднем на 7 %
лучшую точность.

Статья посвящена нахождению всех целочисленных неотрицательных решений сис-
темы линейных уравнений второй кратности типов, далее с.л.у., методом последователь-
ного опробования векторов на принадлежность к решениям системы. Рассматривается
количество различных векторов, опробование которых на принадлежности к решениям
с.л.у. приведет к получению всех решений с.л.у. Вектор опробований с.л.у. состоит из эле-
ментов определяющих число знаков алфавита, имеющих одинаковое число вхождений в
выборку. С.л.у. связывает между собой число вхождений элементов всех типов в рассмат-
риваемую выборку, мощность алфавита, объём выборки и ограничение на максимальное
число вхождений знаков алфавита в выборку. Решение с.л.у. является основой расчета
точных распределений вероятностей значений статистик и их точных приближений ме-
тодом второй кратности, где в качестве точных приближений выступают Δточные
распределения, отличающиеся от точных распределений не более чем на заранее заданную,
сколь угодно малую величину Δ. Величина, выражающая количество опробуемых векторов,
является одной из величин определяющих алгоритмическую сложность метода второй
кратности, без знания значения которой нельзя определить параметры выборок, для ко-
торых при ограничениях на вычислительный ресурс могут быть рассчитаны точные рас-
пределения и их точные приближения. Количество различных опробуемых векторов рас-
сматривается в условиях ограничения на максимальное значение числа вхождений элемен-
тов алфавита в выборку, так и без ограничений. Найдены аналитические выражения, по-
зволяющие для любых значений мощности алфавита, объёма выборки и ограничения на
значение максимального числа вхождений знаков алфавита в выборку вычислять количест-
во опробований различных векторов для получения всех целочисленных неотрицательных
решений системы линейных уравнений второй кратности типов. Вид полученного анали-
тического выражения для количества опробований векторов позволяет использовать его
при изучении алгоритмической сложности расчетов точных распределений и их точных
приближений с заранее указанной точностью Δ.

Управление системами с распределенными параметрами является одним из сложных
и важных разделов кибернетики, как науки об управлении, информации и системах. Необ-
ходимость изучения и развития данной научной дисциплины связана с тем, что для управ-
ления многими объектами приходится учитывать их геометрические параметры, то есть
их пространственную протяженность. К настоящему времени в области теории систем с
распределенными параметрами получено много результатов, однако по большей части
эти результаты направлены на исследование линейных систем. В процессе исследования
нелинейных автоматических систем, в качестве одной из основных задач, решается задача
поиска возможных состояний равновесия исследуемой системы. Важнейшими задачами
являются также исследование устойчивости таких систем. Используя прием разложения
функций, описывающих распределенные сигналы в ряды, согласно общей теории рядов Фу-
рье, выделен класс распределенных систем, в которых допустимо разложение по собст-
венным вектор-функциям. Благодаря такой возможности, передаточная функция, описы-
вающая объект с распределенными параметрами представляется в виде совокупности
передаточных функций по отдельным пространственным модам. Для учета пространст-
венных координат вводится понятие «обобщенная координата». Применительно к систе-
мам с распределенными параметрами. Коэффициент усиления пространственно-
усилительного звена принят как угловой коэффициент прямой ограничивающей нелинейную
характеристику. Разработан и сформулирован цилиндрический критерий абсолютной ус-
тойчивости нелинейных распределенных систем, на базе обобщения кругового критерия.
Приведена иллюстрация пространственного сектора нелинейности. Впервые разработан
обобщенный круговой критерий устойчивости распределенных систем, учитывающий за-
висимость нелинейной характеристики от пространственных координат. Представлена
графическая иллюстрация этого критерия.

Выбор типа основной методологии проектирования оказывает значительное влияние
на качество итогового продукта, в том числе и на его способность к дальнейшему разви-
тию и масштабированию. В статье рассматриваются особенности стандартных методологий проектирования снизу–вверх и сверху–вниз применительно к системам ADAS (сис-
темам автоматизированного (беспилотного) управления автомобилем), показывается,
что использование "чистых" методологий неприемлемо при проектировании указанных
систем и требуется создание новой совмещённой методологии проектирования. Для этого
рассмотрены особенности и ограничения подхода сверху-вниз: ориентация подхода на
максимальное соответствие разрабатываемой системы предъявляемым к ней требовани-
ям; методологическая строгость подхода; трудность тестирования системы в процессе
разработки; чувствительность к изменениям требований к разрабатываемой систему.
Рассмотрены особенности и ограничения подхода снизу-вверх: возможность итеративной
разработки с получением промежуточного результата; возможность использования
стандартных компонентов; масштабируемость и гибкость системы разрабатываемой
системы; возможность несоответствия функций подсистем требованиям, которое мо-
жет проявляться только на поздних этапах разработки; возможная несогласованность
при разработке отдельных подсистем и элементов. Рассмотрены особенности и факторы
разработки систем ADAS: повышенные требования по надёжности и безопасности рабо-
ты системы; разнородность используемых компонентов. Выделены два этапа развития
ADAS-систем: этап интенсивной разработки и этап экстенсивной эволюции. Рассмотре-
на применимость той или иной методологии относительно различных аспектов разработ-
ки и эволюции систем ADAS, таких как: определение требований; композиционный мор-
физм; масштабируемость и расширяемость; стабильность и устойчивость; стоимость и
время разработки; способность к развитию. В результате сравнения методологий дела-
ется вывод о том, что существуют аспекты разработки и развития технической систе-
мы, в которых наблюдается значительное преимущество одной или другой из методоло-
гий. В должной степени эволюция системы может быть обеспечена только при использо-
вании подхода снизу–вверх. Однако, для сложных систем критически важным является
определение изначальных требований к системе, что может быть достигнуто только с
применением методологии сверху–вниз.