Цель исследования – повышение эффективности декодирования помехоустойчивых блоковых кодов в условиях априорной неопределенности относительно применяемых параметров.

Методы. В современных системах отмечается применение помехоустойчивых блоковых кодов с большой длиной кодового слова, что позволяет в процессе кодирования достаточно далеко разнести друг от друга разрешенные кодовые комбинации и получить при итеративном декодировании возможность их правильного определения при низких значениях отношения сигнал / шум в канале связи. Использование длинных помехоустойчивых кодов требует сокращения сложности алгоритмов коррекции ошибок, оцениваемой числом операций различного типа на одну итерацию декодирования. Число операций различного типа будет зависеть от параметров кода и проверочной матрицы, а также применяемого алгоритма декодирования. Практическая реализация декодера имеет ряд ограничений, и его проектирование представляет сложную задачу, особенно в условиях априорной неопределенности относительно применяемых параметров кода. Для решения этой задачи предлагается использовать метод определения применяемой проверочной матрицы ЛБК на основе анализа принимаемой цифровой последовательности.

Результаты. В ходе исследования был проведен сравнительный анализ известных методов определения параметров помехоустойчивого блокового кода и предложена модификация метода Гаусса для решения системы линейных алгебраических уравнений при нахождении проверочной матрицы ЛБК.

Заключение. Предложенный метод позволяет избежать выполнения строгой последовательности действий согласно известному методу Гаусса, а также сократить временную сложность за счет распараллеливания вычислений и значительно увеличить эффективность практической реализации алгоритма нахождения проверочной матрицы ЛБК.

Цель исследования – повышение качества мониторинга нарушений техники безопасности на энергетических хозяйствах предприятий за счет применения метода автоматизированного обнаружения инцидентов в режиме реального времени, основанного на конвейерном применении нейросетевых моделей.

Методы. В статье предложена конвейерная нейросетевая модель YOLO – Tesseract – YOLO, предназначенная для решения задачи автоматизированного контроля доступа и мониторинга соблюдения техники безопасности в режиме реального времени на энергетических хозяйствах предприятий. Предложен метод контроля доступа и мониторинга соблюдения техники безопасности на энергетических хозяйствах предприятий, заключающийся в конвейерном применении нейросетевых моделей YOLOv8 и Tesseract-OCR с использованием морфологической обработки изображений, позволяющий классифицировать группу допуска по электробезопасности на основе распознанных шаблонов в удостоверении сотрудника и детектировать нарушения техники безопасности при работе с электроустановками в режиме реального времени.

Результаты. Проведен ряд экспериментов, в ходе которых были получены матрицы ошибок, что позволило провести оценку качества классификации конвейерной нейросетевой модели с помощью таких метрик, как Recall, Precision и F1-мера, значения метрик были представлены для всех классов. Значение метрики F1-мера для нейросетевой модели YOLO1, используемой для оценки общей эффективности, равное 0,98, свидетельствует о сбалансированном соотношении между точностью и полнотой модели. Значение метрики F1-мера для нейросетевой модели YOLO2, равное 0,73, говорит о приемлемых результатах работы модели для решения задачи классификации в режиме реального времени, но указывает на необходимость доработки данной части конвейерной нейросетевой модели для повышения общей эффективности.

Заключение. Полученные в ходе исследования результаты указывают на приемлемое качество работы конвейерной нейросетевой модели при решении задачи автоматизированного контроля доступа и мониторинга соблюдения техники безопасности в режиме реального времени.

Цель исследования. Цифровые товары часто представляют собой инновации по сравнению с физическими аналогами. Одной из ключевых технологий, улучшивших голосовое взаимодействие с устройствами, являются умные домашние помощники, которые стали важным элементом цифровизации повседневной жизни. Использование концепции обеспечения данными таких помощников в управлении организацией обеспечивает необходимый объем хранения информации.

Цель исследования – разработка модели информационной системы для поддержки умных помощников в управлении, соответствующей концепции непрямого управления.

Методы. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, системной инженерии и моделирования.

Результаты. Приведены особенности реализации обеспечения данными умных помощников при управлении организацией на основе положений концепции непрямого управления. Представлено математическое обеспечение алгоритма распознавания запросов пользователей. Описаны особенности реализации системы обеспечения данными для управления организацией, основанные на концепции непрямого управления. Разработана модель информационной системы, позволяющая одному администратору оперативно классифицировать пользовательские запросы в реальном времени и предоставлять справочную и тактическую информацию. При этом все множества пользовательских запросов будут оперативно классифицированы и отмечены в режиме реального масштаба времени.

Заключение. Создана модель информационной системы для поддержки умных домашних помощников. Для администрирования подобной системы достаточно одного администратора для оперативной классификации пользовательских запросов в режиме реального масштаба времени. Представлены практические рекомендации по организации эффективного взаимодействия конечных пользователей с умными домашними помощниками и аналогичными современными интеллектуальными технологиями.

Целью исследования является разработка математической модели двухзвенной активной стопы реабилитационного экзоскелета нижних конечностей и получение данных для формирования задающих воздействий на приводы устройства.

Методы. В статье рассматривается метод создания задающих воздействий для системы управления приводами двухзвенной стопы реабилитационного экзоскелета. Это устройство предназначено для комплексной механической проработки голеностопного сустава, чтобы восстановить его подвижность и приблизить движения к естественной походке. Для этого в рамках проведенного эксперимента используется метод видеозахвата траектории, который создаёт траектории движения характерных точек стопы с учётом параметров походки и антропометрии пациента. При обработке данных использован ряд Фурье 5- го порядка, позволяющий аппроксимировать полученные экспериментальные траектории с заданной точностью и обеспечить их плавность.

Результаты. В работе установлено, что математическая модель двухзвенной стопы позволяет анализировать и прогнозировать движение стопы робота в различных режимах реабилитации. В модели учитываются управляющие и возмущающие воздействия, а также такие параметры, как масса, момент инерции, длина шага, высота подъёма ноги и другие характеристики.

Результаты математического моделирования позволяют выполнить синтез приводной системы робота – совокупность механизмов, передающих движение от двигателя к звеньям стопы. Это поможет обеспечить надёжную и эффективную работу устройства. Кроме того, результаты моделирования будут использованы для проектирования основных конструктивных элементов робота, таких как шарниры, крепления, амортизаторы и т. д.

Заключение. Результаты математического моделирования позволяют рассчитать приводную систему робота – совокупность механизмов, передающих движение от двигателя к звеньям стопы. Это поможет обеспечить надёжную и эффективную работу устройства. Кроме того, результаты моделирования будут использованы для проектирования основных конструктивных элементов робота, таких как шарниры, крепления, амортизаторы и т. д. Это позволит создать прочное и долговечное устройство, способное выполнять свои функции в различных условиях эксплуатации.

Целью исследования является оценка эффективности и безопасности применения промышленного экзоскелета при помощи ЭМГ в условиях моделирования трудовой деятельности.

Методы. Руководствуясь ГОСТ Р 60.5.3.3-2023 и национальным стандартом РФ ГОСТ Р 60.5.2.1-2023, использованы неинвазивная методика общей оценки состояния кардиореспираторной системы человека, электромиография как ключевой способ оценки биоэлектрической активности мышц, а также проведение интервью с участниками исследований.

Результаты. Полученные в ходе исследования с использованием избранных методов данные продемонстрировали существенные различия между зафиксированными показателями участников, выполнявших задания без ПЭ и с его использованием.

Были получены следующие результаты: во время переноса груза активность локтевого сгибателя запястья при использовании ПЭ снижалась в среднем на 41%, бицепса – на 21%; во время удержания груза активность локтевого сгибателя запястья при использовании ПЭ снижалась в среднем на 42%, бицепса – на 52%.

Эксперименты на выносливость показали снижение активность мышц на 52–42% при использовании ПЭ, что положительно влияет продолжительность комфортной работы, которая увеличилась в среднем в 2,5 раза. Также общее физиологическое состояние участников (пульс, давление, сатурация) при использовании ПЭ было ближе к стандартам, чем без ПЭ.

Согласно ответам участников, все замечали небольшую разницу в пользу использования ПЭ. Особенно заметна помощь ПЭ после ряда выполненных подходов.

Заключение. Проведённое в рамках работы исследование для определения эффективности и безопасности применения ПЭ в процессе трудовой деятельности, в том числе и для нивелирования вреда от стереотипных рабочих движений, показало снижение активности измеряемых мышц при использовании ПЭ, что также говорит о снижении утомляемости человека, чем повышает эффективность его работы.

Цель исследования. В настоящее время цифровизация производства рассматривается как важнейший аспект технологического роста для повышения конкурентоспособности предприятий. Предложен инновационный подход, объединяющий технологии виртуальной реальности и компьютерного зрения в единый инструмент, призванный совершенствовать качество практико-ориентированного обучения в сфере промышленной радиографии. В рамках статьи проведено исследование эффективных моделей искусственных нейронных сетей в приложении к задаче детекции дефектных участков сварных соединений металла на радиографических изображениях. Проведен детальный анализ архитектуры YOLOv8 в отношении обнаружения мелкоразмерных дефектов. Описан метод синтеза технологий виртуальной реальности и компьютерного зрения в едином образовательном инструменте промышленной радиографии.

Методы. В работе использовались методы эмпирического исследования, системного анализа и синтеза смежных информационных технологий.

Результаты. В результате эмпирического исследования была выявлена ограниченная эффективность модели YOLOv10 применительно к обобщению признаков объектов малой размерности и низкой контрастности. YOLOv8 показала более практико-применимые результаты и большую стабильность при обобщении контурной составляющей дефектов. В процессе системного анализ архитектуры YOLOv8 была выявлена потеря пространственной информации при использовании последовательных сверточных операций, предшествующих повышающей дискретизации. Выполнена модификация базовой архитектуры YOLOv8 с целью улучшения обобщающей способности дефектов малой размерности и низкой контрастности. Представлена методика синтеза технологий виртуальной реальности и компьютерного зрения в форме интеллектуального ассистента для интеллектуализации процесса неразрушающего контроля.

Заключение. Интеграция вышеописанного метода синтеза в единый программный продукт позволит повысить качество подготовки специалистов и открыть доступ к инновационным методам совершенствования профессиональных навыков на каждом этапе профессиональной карьеры.

Цель исследования. Кардиометрия, развиваясь более тридцати лет, достигла определенных результатов, которые позволяют расширить диагностические возможности ЭКГ. Однако критерии кардиометрических диагнозов пока не вошли в нормативные показатели, утвержденные Минздравом. Учитывая возможности кардиометрии и темпы ее развития, в данной статье приводится сопоставление диагнозов, полученных классическим и кардиометрическим методами, с позиции взаимозаменяемости.

Цель исследования – произвести сопоставление кардиологических диагнозов, сделанных на основе ЭКГ, полученных классическим и кардиометрическим методами, используя позицию взаимозаменяемости.

Методы. В данной работе применяется принцип суперпозиции, заключающийся в использовании одной функции для обработки результатов другой. Существующий классический результат описывается с помощью кардиометрической функции. В результате на практике появляется логическая возможность перехода к более точному диагнозу. При этом не разрушается основа классического диагноза.

Результаты. Представлен сравнительный анализ классического кардиологического и кардиометрического методов оценки ЭКГ. Всего рассмотрено 11 диагнозов. По каждому сравнению сделаны конкретные выводы и рекомендации.

Кардиометрия позволяет качественно оценить: а) U-волна на ЭКГ возникает в период фазы ранней диастолы. Она связана с наполнением коронарного кровотока, но диагностировать качество его наполнения можно только с помощью синхронно записанной реограммы от точки Т, конца волны Т до начала волны U; б) гипер- и гипокальциемию оценивают в фазе S – L по амплитуде фазы; в) гипер- и гипокалиемию оценивают в фазе L – j по амплитуде фазы.

Заключение. Данная работа показывает возможности расширения классического кардиологического диагноза на основе ЭКГ.

Целью исследования является согласование работы канала пеленгации радиомаяков с системами передачи данных и управления беспилотным летательным аппаратом с помощью пульта дистанционного управления.

Методы опираются на применение принципов радиоэлектроники, диагностики и анализа технического состояния летательных аппаратов. Использовались методы многокритериального анализа, параметрического и структурного синтеза. Изучены особенности пеленгации радиомаяков с беспилотных летательных аппаратов, предназначенных для отслеживания чрезвычайных ситуаций. Выполнен анализ критической оценки максимальной дальности пеленгации радиомаяков с беспилотного летательного аппарата.

Результаты. Приведены аналитические формулы для расчета предельной дальности пеленгации радиомаяков с беспилотного летательного аппарата. Рассчитано максимальное расстояние пеленгации радиомаяков при использовании 2,4 и 5,8 ГГц внешних антенн на беспилотных летательных аппаратах, применяемых в МЧС России и оснащенных системой цифровой пеленгации.

Заключение. Использование систем пеленгации на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) предоставляет широкие возможности для применения в различных областях. Применение такой комбинаций позволяет эффективно обнаруживать и отслеживать источники радиосигналов, что особенно полезно при проведении поисково-спасательных операций, мониторинге окружающей среды и безопасности. БПЛА, оснащенные пеленгаторами, могут быстро покрывать большие территории, обеспечивая точное определение местоположения сигналов, которые трудно или невозможно зафиксировать с Земли, что делает их незаменимыми в ситуациях, требующих оперативного реагирования и высокой точности. Кроме того, использование БПЛА с пеленгационными системами снижает риски для человеческой жизни, предоставляя возможность выполнять задачи в труднодоступных или опасных зонах.

Целью исследования является систематизация свойств data-центров и поиск путей повышения производительности сети центров на основе коллективного доступа, совмещения шагов хранения и обработки информации и ее тиражирования.

Методы исследования основаны на теории организации сложных информационно-аналитических систем и систем искусственного интеллекта. Применение принципов распределено-территориальной организации центров, отложенного сбора данных, обработки данных на основе расчетно-аналитических моделей и моделей представления знаний позволяет создавать архитектуры data-центров, реконфигурируемые под базовые вычислительные процессы. Для описания архитектуры верхнего уровня были созданы и проанализированы типовой и модифицированный информационно-управляющие циклы обработки информации. На основе методов теории графов дана оценка сложности рассмотренным циклам. При этом использованы как стандартные количественные, так и структурные показатели, что позволило получить рекомендации по организации dаta-центров.

Результаты. Созданный модифицированный информационно-управляющий цикл сетевой обработки информации отличается повышением связности вершин и внутренних циклов обработки. Сравнение рассчитанных средних выходных показателей по стандартному и модифицированному циклам показало целесообразность соединений шагов в составе циклов, моделирущих некторые когнитивные возможности человека при обработке большого объема неструктурированных данных (декомпозиция, агрегация, анализ, обобщение). Построенный модифицированный цикл имеет более высокие средние и относительные показатели сложности. 

Заключение. Совмещение в информационно-управляющем цикле шагов хранения, обработки информации и выделения новых закономерностей позволяет трактовать современные data-центры как интеллектуальные сетевые хранилища-поисковики. Созданный модифицированный информационно-управляющий цикл позволяет итерационно выполнять шаги систематизации, обобщения, анализа данных для получения новых порций информации. Эта особенность обеспечивает повышение общей производительности data-центра и снижение стоимости владения информационными ресурсами.

Целью исследования является разработка метода оценки уровня адаптационного потенциала центральной нервной системы, позволяющего обеспечить повышение качества принимаемых решений в задачах прогнозирования и диагностики заболеваний, характерных для инженерно-технического персонала.

Методы. Показано, что адаптационный потенциал представляют собой нечеткую переменную, описываемую в рамках классической теории нечеткой логики. В рамках этой методологии для синтеза решающих правил оценки уровня адаптационного потенциала центральной нервной системы вводятся нормирующие функции уровня адаптации для показателей, выбираемых из набора тестовых методик, описывающих состояние исследуемой системы, которые агрегируются в искомую гибридную нечеткую модель. Учитывая, что инженерный труд часто сопровождается высоким уровнем психоэмоционального напряжения и умственного утомления, для оценки состояния центральной нервной системы выбран прибор контроля функций внимания и памяти, позволяющий сформировать необходимый для решения поставленных задач объем исходных данных.

Результаты. В ходе проведенных исследований для синтеза решающих правил оценки уровня адаптационного потенциала центральной нервной системы, с учетом специфики труда инженерно-технических работников был сформирован набор информативных признаков: уровень личной и ситуативной тревожности, концентрированность внимания и показатель, характеризующий состояние блоков оперативной памяти, вычисляемый по методике определения отсутствующей цифры. Для этого набора показателей были получены соответствующие нормирующие функции уровня адаптации, агрегация которых дает искомую нечеткую математическую модель оценки уровня адаптационного потенциала центральной нервной системы.

Заключение. В ходе проведенных исследований был разработан метод оценки уровня адаптационного потенциала центральной нервной системы и получена соответствующая нечеткая модель оценки уровня этого потенциала с ориентацией на особенности труда инженерно-технических работников. В ходе экспертного оценивания и математического моделирования было показано, что уверенность в правильной оценке уровня адаптационного потенциала центральной нервной системы превышает величину 0,9.

Целью исследования является синтез нечетких моделей ранней диагностики неврозов, провоцируемых факторами риска инженерного труда, обеспечивающих приемлемое для практической медицины качество принимаемых решений.

Методы. Анализ структуры данных и исследуемых классов невротических расстройств показал, что задачи ранней диагностики, включая раннюю диагностику неврозов, относятся к классу плохоформализуемых задач. Это позволяет использовать методологию синтеза гибридных нечетких решающих правил, разработанную в Юго-Западном государственном университете, в качестве базового математического аппарата. Эффективность использования этой методологии многократно проверялась на различных задачах прогнозирования и медицинской диагностики со структурой данных аналогичной нашей задаче.

Результаты. В ходе проведенных исследований было реализовано три уровня проверки качества работы полученных моделей принятия решений. На первом уровне оценка производилась экспертами путем определения мер доверия к полученным решающим правилам. На втором уровне эксперты составили модельные контрольные выборки, по которым определялось количество правильных и ошибочных решений диагностической модели. На третьем уровне контроля формировались контрольные выборки, в которых наличие ранних стадий проверялось с использованием независимых общепринятых методов исследования. В ходе проведенных расчетов было показано, что качество классификации превышает величину 0,95.

Заключение. Получены нечеткие решающие правила диагностики ранних стадий неврозов у инженерно-технических работников, провоцируемых факторами риска инженерного труда. Оценка качества ранней диагностики осуществлялась с использованием методов экспертного оценивания, математического моделирования и статистического анализа и показала, что полученные гибридные нечеткие модели обеспечивают приемлемое качество ранней диагностики невротических расстройств у инженерно-технических работников различных специальностей, работающих в условиях различной напряженности труда.