ivdon3@bk.ru
В работе рассмотрена математическая модель процесса ионно-лучевого травления. Рассмотрено нелинейное дифференциальное уравнение ионно-лучевого травления первого порядка. Установлено, что модельное уравнение ионно-лучевого травления может быть сведено к однородному уравнению Монжа-Ампера. Для этого уравнения предъявлены некоторые классы точных решений. Методом функционального разделения переменных получено степенное решение, которое зависит лишь от набора констант и не содержит произвольных функций. Так же найдены решения, которые линейно зависит от произвольных функции от координатной переменной и от временной переменной. Сформулированы предположения и явные условия как из семейств решений уравнения Монжа-Ампера выделить решения, соответствующие рассматриваемому модельному процессу. Указан класс нелинейных уравнений в частных производных первого порядка, которые также могут быть сведены к уравнению Монжа-Ампера. Установлены ограничения на скорость травления, которые позволяют свести уравнение ионно-лучевого травления к линейному гиперболическому уравнению второго порядка, для которого методом разделения переменных удается получить решение в виде ряда Фурье.
Ключевые слова: уравнение ионно-лучевого травления, уравнение Монжа-Ампера, модельные решения, точные решения
1.1.2 - Дифференциальные уравнения и математическая физика , 1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматриваются концептуальные и практические направления применения BIM-технологий при выполнении работ по обследованию и восстановлению зданий и сооружений, пострадавших в результате чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, а также при моделировании последствий стихийных бедствий или техногенных катастроф. Отдельно рассмотрены способы применения программных комплексов BIM при пожарах, землетрясениях, наводнениях, подтоплениях, а также при организации эвакуации людей и оценке поврежденных конструкций зданий.
Ключевые слова: чрезвычайные ситуации, восстановление объектов, BIM-технологии, техногенные катастрофы, стихийные бедствия, обследование зданий
В статье предлагается методика оптимизации трехгранных решетчатых башенных сооружений по критерию минимума массы с учетом ограничений по прочности, предельной гибкости элементов, устойчивости, а также отсутствию резонансного вихревого возбуждения. Рассматривается решетчатая башня с поперечным сечением элементов в виде круглых труб, состоящая из двух секций. Варьируемыми параметрами выступают ширины башни, высота нижней секции, внешние диаметры поперечного сечения элементов, количество панелей в нижней и верхней секциях. Решение задачи нелинейной оптимизации выполняется в среде MATLAB. Для решения задачи нелинейной оптимизации используется метод суррогатной оптимизации. В начальном приближении масса башни составляла 2 т. В результате оптимизации массу удалось снизить более чем в 2 раза.
Ключевые слова: решетчатые башни, метод конечных элементов, суррогатная оптимизация, резонансное вихревое возбуждение
Рассматривается алгоритм разработки проекта на консервацию объекта культурного наследия. Даются рекомендации проведения работ по сохранению руинированного храма для возможности его дальнейшего восстановления. Приводится реальный пример обследования объекта регионального значения «Храм Архистратига Михаила» (Белгородская область, Валуйский район, с. Подгорное).
Ключевые слова: консервация, объект культурного значения, обследование, строительные конструкции, руинированный храм
В данной статье предложен способ автоматизации работ по разработке календарного плана строительства на базе BIM-модели. В качестве примера был использован проект нефтяной кустовой площадки, разработанный ООО «ВолгаТЭКинжиниринг» в Ханты-Мансийском автономном округе в 2019 году.
Ключевые слова: строительство, информационное моделирование зданий, BIM, 3D, 4D, 5D, календарный график, смета
2.1.7 - Технология и организация строительства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Предлагается вариант математической модели задачи оптимального раскроя полубесконечной полосы материала с возможностью поворота заготовок на 90 градусов. Рассматриваются двумерные заготовки, близкие к форме прямоугольника или вписанные в прямоугольник. Формализован процесс пересчета базовых размеров заготовок. Показано, что приращения длины и ширины прямоугольной заготовки могут быть определены различными способами. Разработанные математические модели ориентированы в основном на решение проблем небольших предприятий и производство несложных по форме изделий. Даны рекомендации по программной реализации модели раскроя.
Ключевые слова: математическая модель, оптимизация, оптимальный раскрой полубесконечной полосы, прямоугольные заготовки, пересчет размеров заготовок, поворот заготовок на 90 градусов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Дается порядок выполнения предпроектных работ на объектах культурного наследия регионального наследия (на примере объекта «Бывшее реальное училище» в г.Сердобск Пензенской области). Приводиться пример обследования строительных конструкций, составление исторической справки по объекту, сбору исходно-разрешительно документации. Статья написана на основе выполненного договора НИР 22-146.
Ключевые слова: объект культурного наследия, предпроектные работы, техническая экспертиза, строительные конструкции, историческая справка
В статье приведены результаты экспериментальных исследований работы мобильных деревянных и металлодеревянных плит покрытия дорог и рабочих площадок. Результаты позволяют с достаточной уверенностью прогнозировать напряженно-деформированное состояние мобильных плит в реальных условиях работы на грунтовом основании в качестве временных дорожных покрытий, покрытий вертолетных площадок и площадок буровых установок.
Ключевые слова: мобильные дорожные покрытия, сборно-разборные плиты, временные дорожные покрытия, испытание статической нагрузкой
В работе рассматривается использование машинного обучения применительно к обработке естественного языка (сентимент-анализа, анализа семантической близости) для построения рекомендательной системы по выбору парфюмерной продукции. Тема работы актуальна ввиду роста спектра выпускаемой парфюмерной продукции и сложности выбора её потребителями и продвижения производителями. Предлагаемые подходы релевантны для решения данной проблемы ввиду наличия накопленных текстовых отзывов и обзоров парфюмерной продукции на различных веб-сайтах, включая интернет-магазины.
Ключевые слова: машинное обучение, обработка естественного языка, сентимент-анализ, дистрибутивная семантика, word2vec, рекомендательные системы
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассмотрена проблема загрязнения атмосферного воздуха в регионах. Уделено внимание разработке и внедрению автоматизированных систем контроля загрязнения атмосферного воздуха. Разработанная информационно-аналитическая система имеет двухуровневую систему и состоит из двух подсистем: городской информационной системы и региональной информационной системы. Предлагаемое программное обеспечение позволяет выполнять расчеты приземных концентраций загрязняющих веществ с формированием банка данных, а также построением карт загрязнений региона и гистограмм распределения уровня неблагоприятного воздействия загрязнения атмосферы на человека.
Ключевые слова: атмосферный воздух, загрязнение, мониторинг, информационно-аналитическая система, карты загрязнения региона
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье проведен анализ использования различных машин и оборудования для выполнения культуртехнических работ в процессе мелиоративного строительства, дорожного строительства, окультуривания почв для дальнейшего использования в сельском хозяйстве, производстве лесохозяйственных работ. Предложена новая конструкция сменного рабочего оборудования для удаления одиночных пней, оценена экономическая эффективность применения данного оборудования в технологическом комплексе машин, с учетом стоимости производства работ и сроков их проведения.
Ключевые слова: диверсификация управления, диверсификации производства, финансово-экономические цели диверсификации, производственно-технические цели обеспечения гибкости производства
2.1.7 - Технология и организация строительства , 4.3.4 - Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины
Рассматривается вопрос изменения научного интереса к методам совмещения изображений в технических системах. Материал основан на анализе открытых публикаций, патентов, представленных в научной электронной библиотеке eLibrary за период 1980 – 2021 гг., а также не вошедших в нее по каким-либо причинам. Рассматриваются виды источников формирования изображений, цели и особенности наиболее распространенных способов совмещения. Приводятся области преимущественного использования методов совмещения. Рассматриваются вопросы предобработки изображений для повышения информативности результата совмещения.
Ключевые слова: визуальные данные, опорное изображение, совмещение изображений, информационное совмещение, комбинирование изображений, предобработка изображений
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье рассматривается проблема улучшения системы управления транспортными потоками. В среде AnyLogic моделируется загруженность потока машин с вычислением эффективности пропускной способности. Варьируя параметры агента-автомобиля и системы управления светофорами выявляются оптимальные значения длительности работы сигналов и достигается наименьшее время проезда перекрестка. Для анализа загруженности выбранного участка города Волгограда был использован картографический сервис. На количественной модели был проведен эксперимент, в виде измерения параметров автомобильного потока в разное время суток. Проведен поиск оптимального решения задачи управления движением на конкретном участке дороги г. Волгограда, для чего были выбраны изменяемые параметры, определена целевая функция в виде времени ожидания на перекрестке и получено решение задачи в виде значений времени переключения светофоров. К преимуществу метода можно отнести наглядность модели и простоту использования.
Ключевые слова: эффективность пропускной способности, агент-автомобиль, модель движения, управление перекрестками, имитационное моделирование
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В ряде отраслей аграрного производства, включая земледелие, мелиорацию и др., существуют проблемы, решение которых требует использования искусственного интеллекта. В частности, оценка мелиоративного состояния сельскохозяйственных полей на значительных площадях, является весьма трудоемкой задачей, даже при задействовании беспилотных летательных аппаратов. Для автоматизации этих интеллектуальных подходов эффективно применять искусственные нейронные сети (ИНС), реализуемые в виде компьютерных программ. Использование программного обеспечения, как услуги (SaaS), является современным подходом к компьютерной поддержке различных интеллектуальных процессов производства, включая сельскохозяйственное. Сельское хозяйство является перспективной отраслью для внедрения таких технологий. Цель исследования - разработка методики и создание облачной SaaS-системы для выявления проблемных участков сельскохозяйственных полей с помощью ИНС. Развитие нейросетевых технологий и облачных сервисов позволяет обрабатывать большой объем информации в облаке и обеспечивать доступ пользователя к вычислительным мощностям. В статье описывается методология построения сервисной архитектуры для распознавания проблемных зон культивированных сельскохозяйственных полей, подготовки данных, обучения сети, разработки клиентской и серверной частей. Такая реализация возможна с применением таких технологий и инструментария, как CUDA, CNN, PyTorch. В результате решена задача распознавания RGB-изображений дефектных зон сельскохозяйственных полей. Установлено, что ИНС классификационного типа способны решать задачи распознавания мелиоративного состояния полей, а современные информационные технологии позволяют перенести вычисления в облако, при этом облачный сервис можно монетизировать в качестве модели SaaS.
Ключевые слова: сельское хозяйство, цветные изображения, SaaS-система, искусственная нейронная сеть, классификация изображений
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Для решения проблем аграрного производства могут применяться методы искусственного интеллекта. Оценка состояния посевов сельскохозяйственных культур на значительных площадях, даже при задействовании беспилотных летательных аппаратов, является трудоемкой задачей. Особенностью задачи такой оценки является многофакторность анализируемых структур, требующих применения системного подхода на всех этапах исследования от формирования баз данных (БД) цветных изображений до интеллектуального решения задач их анализа. Представлены результаты анализа U-net архитектуры искусственных нейронных сетей (ИНС) и ее ограниченности для задачи сегментации изображений. Целью исследования является обоснование архитектуры разработки сегментационной искусственной нейросети (ИНС) для выявления проблемных участков сельскохозяйственных полей. Проверка гипотезы преимущества сегментационной сети проводилась на архитектуре DeepLabV3 ResNet50. Численными экспериментами установлено, что повышение точности сегментации изображений участков сельскохозяйственных полей сдерживается ограниченным разрешением и точностью ручной разметки dataset. Построенные архитектуры могут использоваться в качестве алгоритмического ядра для создания SaaS-систем, при этом быстродействие используемой конфигурации ИНС может иметь решающее значение.
Ключевые слова: сельское хозяйство, цветные изображения, SaaS-система, искусственная нейронная сеть, классификация изображений
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ